Brevet FR2785716A1 — publié le 20000512

BOBINE D'ALLUMAGE COMPORTANT UN RESSORT POUR ETABLIR LA CONNEXION DE LA BOBINE AVEC UNE BOUGIE D'ALLUMAGE La présente invention concerne une bougie d'allumage, dont une borne à haute tension est connectée électriquement à une bougie d'allumage par l'intermédiaire d'un ressort. Il est connu d'une manière générale de connecter directement une bobine d'allumage de type crayon à une bougie d'allumage par l'intermédiaire d'un ressort pour établir une connexion électrique entre ces éléments. Un boitier à haute tension contenant une borne à haute tension et un ressort est raccordé à l'extrémité inférieure d'une bobine d'allumage. La borne à haute tension et le ressort sont assemblés et supportés dans le boîtier avant que la bobine d'allumage soit raccordée à la bougie d'allumage. Lorsque la bobine d'allumage est raccordée à la bougie d'allumage, le ressort est comprimé et établit un contact avec la borne à haute tension, ce qui a pour effet d'établir une connexion électrique entre la bobine d'allumage et la bougie d'allumage. Etant donné que la borne à haute tension et le ressort sont supportés dans la même position à l'intérieur du boitier, il existe le risque que, lorsqu'il est comprimé, le ressort se coince entre la borne à haute tension et le boitier. Si ceci se produit, le ressort se déforme d'une manière incorrecte et peut se casser. La présente invention a été mise au point compte tenu du problème mentionné précédemment et un but de la présente invention est de fournir une bobine d'allumage perfectionnée, dans laquelle un ressort et la borne à haute tension sont supportés séparément dans le boitier à haute tension avant que la bobine d'allumage soit connectée à la bougie d'allumage, et le ressort est comprimé correctement lorsque la bobine d'allumage est connectée à la bougie d'allumage, ce qui évite un coincement du ressort entre la borne à haute tension et le boitier. De façon plus spécifique, l'invention concerne une bobine d'allumage comprenant: une partie génératrice de hautes tensions; un boîtier à haute tension connecté à une extrémité inférieure de la partie génératrice de haute tension; une borne à haute tension fixée dans le boîtier à haute tension et connectée électriquement à la partie génératrice de haute tension; et un ressort comprenant une partie d'extrémité possédant un diamètre accru, le ressort étant logé dans le boîtier a haute tension; caractérisée en ce que le boîtier à haute tension comprend des moyens pour supporter séparément la bobine à haute tension et la partie d'extrémité du ressort lorsque la borne à haute tension et le ressort sont assemblés dans le boîtier à haute tension; et le ressort est comprimé et touche la borne à haute tension lorsqu'une bougie d'allumage est insérée dans le boîtier à haute tension, un contact électrique étant établi entre la bougie d'allumage et la borne à haute tension par l'intermédiaire du ressort. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de support séparés comprennent un premier épaulement servant à supporter la borne à haute tension, et un second épaulement pour supporter la partie élargie du ressort, les deux épaulements étant situés dans des positions différentes dans une direction longitudinale du boîtier à haute tension. Une bobine d'allumage du type crayon est constituée par une partie génératrice de hautes tensions et un boitier à haute tension, dans lequel sont logés une borne à haute tension connectée à la partie génératrice de haute tension, et un ressort pour la connexion électrique de la bobine d'allumage à une bougie d'allumage. Le boîtier à haute tension est réalisé en résine et est raccordé d'un seul tenant à la portion inférieure de la partie génératrice de haute tension. Ce boîtier à haute tension possède une forme générale cylindrique et comprend un bossage intérieur servant à supporter la borne à haute tension et le ressort. Dans la procédure d'assemblage du boitier à haute tension, on introduit tout d'abord le ressort dans le boîtier à haute tension, puis on introduit la borne à haute tension. Le ressort et la borne à haute tension sont conçus de manière à pouvoir être assemblés au boitier à haute tension à partir de l'ouverture supérieure de ce dernier. Un premier épaulement servant à supporter la borne à haute tension et un second épaulement servant à supporter le ressort sont formés sur le bossage de support. La bougie d'allumage est connectée à la bobine d'allumage sous l'effet de l'insertion de la bougie d'allumage dans le boitier à haute tension, à partir de l'ouverture inférieure de ce dernier. Lors de l'insertion de la bougie d'allumage, le ressort est comprimé par la bougie d'allumage et vient en contact avec la borne à haute tension, ce qui établit une connexion électrique pour l'application d'une haute tension à la bougie d'allumage. En résumé, le ressort est retenu dans le boitier à haute tension dans une position séparée axialement de la borne à haute tension avant que la bougie d'allumage soit insérée, et le ressort est comprimé et vient en contact avec la borne à haute tension lorsque la bougie d'allumage est insérée dans le boîtier à haute tension. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second épaulement est disposé plus près de la bougie d'allumage devant être insérée dans le boîtier à haute tension, que ne l'est le premier épaulement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second épaulement est disposé plus près de la bougie d'allumage devant être insérée dans le boîtier à haute tension, que ne l'est le premier épaulement. C'est pourquoi, le ressort est correctement comprimé sans être déformé ni coincé entre la borne à haute tension et le boîtier à haute tension lorsque la bougie d'allumage est connectée à la bobine d'allumage. En outre le ressort et la borne à haute tension peuvent tous deux être insérés dans le boîtier à haute tension dans la même direction lors de l'opération d'assemblage, ce qui simplifie cette opération d'assemblage. Le bossage de support peut être conçu de telle sorte que la borne à haute tension est insérée dans le perçage intérieur du bossage de support. Sinon, le bossage de support est conçu de telle sorte que la borne à haute tension est disposée de manière à s'ajuster sur la surface cylindrique extérieure du bossage de support. Les positions axiales des premier et second épaulements dans le boîtier à haute tension sont choisies d'une manière quelconque dans la mesure o ils sont positionnes séparément. De façon plus précise selon une autre caractéristique de l'invention, les premier et second épaulements sont formés dans un perçage intérieur d'un bossage de support formé dans le boîtier à haute tension, le bossage de support s'étendant dans la direction longitudinale du boîtier à haute tension. De façon plus précise selon une autre caractéristique de l'invention, le premier épaulement est formé sur une périphérie extérieure d'un bossage de support formé dans le boîtier à haute tension, le bossage de support s'étendant dans la direction longitudinale du boitier à haute tension; et le second épaulement est formé sur une extrémité supérieure du bossage de support. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale représentant une bobine d'allumage du type en forme de crayon, destinée à être connectée à une bougie d'allumage par l'intermédiaire d'un ressort; - la figure 2 représente une vue en coupe transversale d'une portion inférieure de la bougie d'allumage, en tant que première forme de réalisation de l'invention; et - la figure 3 représente une vue en coupe transversale d'une portion inférieure de la bougie d'allumage, en tant que seconde forme de réalisation de l'invention. On va maintenant donner une description détaillée des formes de réalisation préférée. Première forme de réalisation On va décrire une première forme de réalisation de la présente invention en référence aux figures 1 et 2. Tout d'abord en référence à la figure 1, on va décrire l'ensemble de la structure d'une bobine d'allumage 10. La bobine d'allumage 10 est disposée dans un trou formé dans un bloc moteur pour chaque cylindre et est connectée électriquement et mécaniquement à une bougie d'allumage au niveau de sa partie inférieure. La bobine 10 comprend un boîtier allongé cylindrique 11 pour une bobine et un boîtier à haute tension 12, les deux boîtiers étant réalisés en résine. Des composants servant à générer une haute tension sont logés dans le boîtier 11 de la bobine. Il s'agit d'un noyau intérieur 15, d'un couple d'aimants permanents 16, 17, d'un manchon secondaire 20, d'une bobine secondaire 21, d'un manchon primaire 23, d'une bobine primaire 24, d'un noyau extérieur 25, etc. La résine époxy 26 remplit les espaces présents entre ces composants et d'autres espaces à l'intérieur de la bobine d'allumage 10 pour améliorer l'isolation entre les composants. Le noyau intérieur 15 est formé par laminage de plaques minces d'acier au silicium, présentant une forme cylindrique allongée. Les aimants permanents 16,17 sont positionnes aux deux extrémités du noyau intérieur 15 et sont aimantés dans la direction opposée à la direction du champ magnétique généré par la bobine primaire 24. La surface extérieure cylindrique du noyau intérieur 15 est recouverte par un tube de caoutchouc isolant 18. Le manchon secondaire 20 réalisé en résine est disposé à l'extérieur du tube en caoutchouc 18, et la bobine secondaire 21 est enroulée autour du manchon secondaire 20. Une bobine fictive 22 possédant une spire et raccordant la bobine secondaire 21 à une plaque à bornes 40 est disposée au niveau de l'extrémité inférieure de la bobine secondaire 21. Le fait de connecter la bobine secondaire 21 à la plaque à borne 40 au moyen de la bobine fictive 22, garantit une surface étendue de contact électrique entre ces éléments, et évite ainsi une concentration du champ électrique. Le manchon primaire 23 formé d'une résine est disposé à l'extérieur de la bobine secondaire 21, et la bobine primaire 24 est enroulée autour du manchon primaire 23. Le noyau extérieur 25 formé par laminage d'une plaque mince d'acier au silicium est disposé à l'extérieur de la bobine primaire 24. Etant donné que les bords de la plaque d'acier laminé ne sont pas connectés au corps du noyau, il existe certains intervalles longitudinaux. Le noyau extérieur 25 s'étend sur toute la longueur entre les deux aimants permanents 16,17 disposés au niveau des deux extrémités longitudinales du noyau intérieur 15. Un connecteur 30 est disposé sur l'extrémité supérieure de la bobine d'allumage 10 de manière à s'étendre à l'extérieur du trou de la bougie lorsque la bobine d'allumage 10 est installée dans le trou pour la bougie. Un allumeur 27 servant à commuter le courant envoyé à la bobine primaire 24 est disposé dans la partie supérieure du boîtier 11 de la bobine. Plusieurs bornes 31 pour l'envoi de signaux de commande à l'allumeur 27 et pour la connexion de bornes de masse des bobines primaire et secondaire 24,21 sont insérées dans le connecteur 30. Une bobine à haute tension 41 est insérée à force dans la partie centrale supérieure du boîtier à haute tension 12 réalisé en résine. Une partie saillante centrale de la borne à haute tension 41 est insérée étroitement dans la plaque à borne 40 pour connecter électriquement la borne à haute tension 41 à la bobine secondaire 21 par l'intermédiaire de la plaque à borne 40. Une extrémité à haute tension de la bobine factice 22 est connectée électriquement à la plaque à borne 40 par réunion par fusion ou par soudage. Un ressort 42 est disposé au- dessous de la borne à haute tension 41 de sorte que la bobine d'allumage et la borne à haute tension 41 sont connectées électriquement lorsque la bobine d'allumage 10 est connectée à la bougie d'allumage. Un capuchon de bougie 19 formé de caoutchouc, dans lequel la bougie d'allumage est insérée, est disposé sur l'extrémité inférieure du boîtier à haute tension 12. Une haute tension produite dans la bobine secondaire 21 par commutation du courant envoyé à la bobine primaire 24 est appliqué à la bougie d'allumage au moyen de la bobine fictive 22, de la plaque à borne 40, de la borne à haute tension 41 et du ressort 42. En se référant à la figure 2, on va décrire de façon détaillée la structure du boîtier à haute tension 12, dans lequel la borne à haute tension 41 et le ressort 42 sont logés. Le boîtier à haute tension 12 est formé d'une résine et possède une forme générale cylindrique. Un bossage de support 13, qui s'étend vers le haut, est formé dans le boîtier à haute tension 12. Le bossage de support i3 comprend un grand perçage 13a, un petit perçage 13b et des nervures 13c formées dans cet ordre à partir du haut. Un premier épaulement 13d est formé au niveau de la limite du grand perçage 13a et du petit perçage 13b, et un second épaulement 13e est forme au niveau de la limite du petit perçage 13b et des nervures 13c. Les nervures 13c ont une forme rétrécie de sorte que leur diamètre intérieur augmente en direction de l'extrémité inférieure du boîtier à haute tension 12. Lors de l'opération d'assemblage, on introduit tout d'abord le ressort 42 dans le boîtier à haute tension 12 à partir de son ouverture supérieure, le ressort prenant appui sur et étant supporté par le second épaulement 13e. Ensuite on insère à force la borne à haute tension 41 dans le grand perçage 13a, jusqu'à ce qu'elle vienne en butée contre le premier épaulement 13d. Le ressort 42 comprend une extrémité 42a possédant un diamètre accru et qui est en appui sur le second épaulement 13e. Le diamètre extérieur du ressort 42 lui-méme en dehors de la partie élargie 42a est agencé de telle sorte que le ressort 42 peut être inséré librement dans le boîtier à haute tension 12 à partir de son extrémité supérieure. La borne à haute tension 41 comporte un espace intérieur en renfoncement 41a. Lorsqu'on introduit une bougie d'allumage dans le boîtier à haute tension 12 à partir de son extrémité inférieure, le ressort 42 est comprimé et repoussé en direction de l'espace intérieur 41a jusqu'à ce qu'il touche la borne à haute tension 41. Etant donné que le diamètre extérieur de l'extrémité 42a du ressort est inférieur au diamètre intérieur de l'espace intérieur 41a, l'extrémité 42a du ressort peut remonter. Par conséquent la bougie d'allumage est connectée électriquement à la borne à haute tension 41 par _7.. l'intermédiaire du ressort 42. Etant donné que la borne à haute tension 41 et le ressort 42 sont supportés séparément dans le boitier à haute tension 12 lorsqu'ils sont assemblés, et que le ressort 42 est comprimé et pénètre dans l'espace intérieur 41a pour venir toucher la borne à haute tension 41 lorsque la bougie d'allumage est insérée dans le boîtier à haute tension 12, le ressort 42 ne se coince jamais entre la borne à haute tension 41 et le boîtier à haute tension 12. C'est pourquoi le ressort 42 est comprimé correctement sans être déformé ni endommagé par la force produite sous l'effet de l'insertion de la bougie d'allumage dans le boîtier à haute tension 12. En outre, il n'existe aucun risque que le ressort 42 tombe du boitier à haute tension 12 avant que la bougie soit insérée étant donné que le ressort 42 est supporté par le second épaulement 13e. En outre le ressort 42 et la borne à haute tension 41 peuvent être assemblés dans le boîtier à haute tension 12, dans la même direction, c'est-à-dire à partir l'ouverture supe- rieure du boîtier à haute tension 12. Par conséquent le processus d'assemblage peut être simplifié et être aisément automatisé. Deuxième forme de réalisation On va décrire en référence à la figure 3 une deuxième forme de réalisation de la présente invention. Cette forme de réalisation est semblable à la première forme de réalisation hormis que la borne à haute tension est insérée à force sur la surface extérieure du bossage de support et que le second épaulement est formé sur l'extrémité supérieure du bossage de support. Les parties et composants, qui sont identiques à ceux de la première forme de réalisation, sont désignés par les mêmes chiffres de référence et on n'en répétera pas ici l'explication. Un bossage de support 51 est formé dans un boitier à haute tension 50 qui possède une forme générale cylindrique. Le bossage de support 51 comprend une paroi cylindrique 51a et une paroi de forme rétrécie 51b. Un premier épaulement 51c est formé au niveau de la limite de la paroi cylindrique 51a et de la paroi de forme rétrécie 51b, et un second épaulement 51d est formé au niveau de l'extrémité supérieure de la paroi cylindrique 51a. Les nervures 13c sont formées de la même manière que dans la première forme de réalisation. Lors du processus d'assemblage, on insère tout d'abord le ressort 42 qui comporte l'extrémité élargie 42a dans le bossage de support 51, le ressort étant supporté par le second épaulement 51d. Ensuite on emmanche une borne à haute tension 53 à force sur la surface cylindrique extérieure de la paroi cylindrique 51a jusqu'à ce qu'elle vienne en butée contre le premier épaulement 51c. Le diamètre extérieur du ressort 42 en dehors de l'extrémité élargie 42a est choisi inférieur au diamètre intérieur de la paroi cylindrique 51a de sorte que le ressort 42 peut être inséré dans le bossage de support 51 à partir de l'ouverture supérieure de ce dernier. Le diamètre accru de l'extrémité 42a du ressort est supérieur au diamètre intérieur de la paroi cylindrique 51a et est inférieur au diamètre intérieur de la borne à haute tension 53. Lorsqu'on introduit une bougie d'allumage dans le boîtier à haute tension 50 à partir de son ouverture extérieure, le ressort 42 est comprimé et vient en contact avec la bobine à haute tension 53, en connectant de ce fait électriquement la bougie d'allumage et la borne à haute tension 53. Etant donné que la borne à haute tension et le ressort 42 sont supportés dans des positions respectivement différentes dans le boîtier à haute tension 50, le ressort 42 n'est jamais coincé entre le boîtier à haute tension 50 et la borne à haute tension 53 lorsque le ressort 42 est comprimé de manière à toucher la borne à haute tension 53. Dans cette seconde forme de réalisation on obtient également les mêmes avantages que ceux de la première forme de réalisation. La présente invention est également applicable à des bobines d'allumage autre que la bobine d'allumage du type crayon décrite ci-dessus, dans la mesure o les bobines d'allumage sont du type devant être connectées électriquement à une bougie d'allumage par l'intermédiaire d'un ressort. Bien que la présente invention ait été représentée et décrite en référence à des formes de réalisation préférées indiquées précédemment, il apparaîtra aux spécialistes de la technique que des modifications du point de vue de la forme et des détails peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Bobine d'allumage comprenant: une partie génératrice de haute tension (11,15,16,17,20,21,23,25); un boîtier à haute tension (12,50) connecté à une extrémité inférieure de la partie génératrice de haute tension; une borne à haute tension (41, 53) fixée dans le boîtier à haute tension et connectée électriquement à la partie génératrice de haute tension; et un ressort (42) comprenant une partie d'extrémité (42a) possédant un diamètre accru, le ressort étant logé dans le boîtier à haute tension; caractérisée en ce que le boîtier à haute tension comprend des moyens (13d,13e;51c,51d) pour supporter séparément la bobine à haute tension et la partie d'extrémité du ressort lorsque la borne à haute tension et le ressort sont assemblés dans le boîtier à haute tension; et le ressort est comprimé et touche la borne à haute tension lorsqu'une bougie d'allumage est insérée dans le boîtier à haute tension, un contact électrique étant établi entre la bougie d'allumage et la borne à haute tension par l'intermédiaire du ressort. 2. Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de support séparés comprennent un premier épaulement (13d, 51c) servant à supporter la borne à haute tension (41,53), et un second épaulement (13a,51d) pour supporter la partie élargie (42a) du ressort, les deux épaulements étant situés dans des positions différentes dans une direction longitudinale du boîtier à haute tension (12,50). 3. Bobine d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le second épaulement (13e) est disposé plus près de la bougie d'allumage devant être insérée dans le boîtier à haute tension, que ne l'est le premier épaulement (13d). 4. Bobine d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le second épaulement (51c) est disposé plus près de la bougie d'allumage devant être insérée dans le boîtier à haute tension, que ne l'est le premier épaulement (51d). 5. Bobine d'allumage selon la revendication 3, caractérisée en ce que les premier et second épaulements (13d,13e) sont formés dans un perçage intérieur d'un bossage de support (13) formé dans le boîtier à haute tension (12), le bossage de support s'étendant dans la direction longitudinale du boîtier à haute tension. 6. Bobine d'allumage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le premier épaulement (51c) est formé sur une périphérie extérieure d'un bossage de support formé dans le boîtier à haute tension (50), le bossage de support (51) s'étendant dans la direction longitudinale du boîtier à haute tension (50); et le second épaulement (51d) est formé sur une extrémité supérieure du bossage de support (51).