Brevet FR2855317A1 — publié le 20041126

i La présente invention concerne le domaine technique des moteurs thermiques à combustion interne et plus particulièrement des moteurs à allumage commandé par l'intermédiaire de bougies. L'invention vise plus particulièrement les systèmes d'allumage dans lesquels 5 chaque bougie d'allumage est équipée d'une bobine unitaire de transformation d'énergie électrique apte à lui fournir à partir d'une source d'énergie électrique basse tension, une énergie haute tension nécessaire pour la production d'une étincelle d'allumage entre les électrodes d'une telle bougie à l'intérieur de la chambre de combustion du cylindre. Dans l'état de la technique, il est connu de nombreuses variantes de réalisation d'une bobine unitaire d'allumage. D'une manière générale, une bobine d'allumage comporte un corps ou une carcasse tubulaire de bobine secondaire, réalisé en un matériau diélectrique et comportant intérieurement un noyau magnétique central et sur sa face externe un enroulement secondaire. Une des bornes de l'enroulement 15 secondaire est reliée à des moyens de coopération électrique avec la borne de connexion de la bougie. Cet ensemble bobine secondaire-corps tubulaire est inséré dans une carcasse tubulaire primaire sur la face externe de laquelle est bobiné un enroulement primaire raccordé à un connecteur basse tension. L'enroulement primaire est entouré par l'intermédiaire d'un cylindre magnétique assurant le 20 bouclage du flux avec le noyau magnétique. D'une manière classique, cette bobine ainsi constituée ou une partie des pièces constitutives est imprégnée d'une résine diélectrique au cours d'une opération de coulée sous vide. Une telle bobine d'allumage est destinée à être insérée dans un puits aménagé dans la culasse et au fond duquel est logée une bougie d'allumage. De telles bobines 25 sont soumises à des hautes températures et à des vibrations et doivent présenter une isolation optimisée dans un volume d'encombrement diamétral limité. Il doit être considéré que ce type de bobine possède un nombre relativement important de pièces constitutives dont l'assemblage doit être réalisé de manière précise et soignée pour garantir la fiabilité de la bobine. Dans le même sens, 30 l'assemblage de ces différentes pièces nécessite des zones d'emmanchement qui créent des interfaces susceptibles de rompre l'isolation diélectrique favorisant le cheminement de la haute tension. Par ailleurs, il est à considérer que l'imprégnation faite sous vide nécessite des sections de passage importantes pour permettre à la résine relativement visqueuse de s'écouler par gravité entre les différentes pièces constitutives avant que la pression atmosphérique soit rétablie autour de la bobine et qu'elle vienne compacter la résine 5 vers des zones encore vides. De plus, la polymérisation des résines utilisées pour ce type d'application nécessite des fours de gélification et de polymérisation dans lesquels les bobines doivent séjourner plusieurs heures. Par ailleurs, l'imbrication des différentes pièces constitutives et de la résine pose des problèmes de contraintes mécaniques, en particulier lors des cycles thermiques, dus aux différences de 10 coefficient de dilatation des matériaux en présence. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients énoncés cidessus en proposant une nouvelle technique de réalisation d'une bobine intégrée d'allumage individuel, conçue pour faciliter les opérations de fabrication tout en assurant de manière sûre et efficace, l'isolation diélectrique entre les diverses pièces 15 constitutives. Un autre objet de l'invention vise à proposer un procédé permettant d'obtenir une nouvelle bobine intégrée d'allumage individuel conçue pour présenter une isolation optimisée dans un encombrement diamétral réduit. Pour atteindre un tel objectif, le procédé comporte les étapes suivantes: - bobinage d'un enroulement secondaire sur un corps tubulaire de bobine secondaire, - bobinage d'un enroulement primaire concentriquement et extérieurement par rapport à l'enroulement secondaire en étant isolé électriquement par rapport à ce dernier à l'aide d'un matériau diélectrique. Selon l'invention, le procédé comporte une étape de surmoulage de l'ensemble corps tubulaire-enroulement secondaire par un matériau diélectrique assurant une imprégnation de l'enroulement secondaire et la formation d'un corps tubulaire de bobine primaire adapté pour permettre lors d'une étape ultérieure, le bobinage de l'enroulement primaire. Selon une caractéristique préférée de réalisation, le procédé consiste lors de l'étape de surmoulage, à assurer la formation d'un corps tubulaire de bobine primaire se prolongeant à une extrémité par un embout de raccordement à une bougie. Selon une autre caractéristique préférée de réalisation, le procédé consiste lors de l'étape de surmoulage, à assurer la formation d'un corps tubulaire de bobine primaire, pourvu à l'extrémité opposée de celle équipée de l'embout, de moyens adaptés pour recevoir des connexions électriques basse tension. Avantageusement, le procédé selon l'invention consiste lors de l'étape de surmoulage, à obturer l'alésage du corps tubulaire de bobine secondaire. Le procédé selon l'invention comporte également une étape de montage d'un noyau magnétique à l'intérieur de l'alésage du corps tubulaire de bobine secondaire. Le procédé selon l'invention comporte aussi une étape de montage d'un 10 cylindre de bouclage du flux magnétique avec le noyau magnétique, monté extérieurement à l'enroulement primaire. Avantageusement, le procédé consiste à assurer l'étape de surmoulage, par l'injection sous pression à l'intérieur d'un moule, d'un matériau diélectrique thermodurcissable. Un autre objet de l'invention est de proposer une bobine comportant au moins un corps tubulaire de bobine secondaire portant sur sa face externe, un enroulement secondaire et un corps tubulaire en un matériau diélectrique surmoulé sur l'enroulement secondaire assurant aussi l'imprégnation de l'enroulement secondaire. Selon une caractéristique préférée de réalisation, le corps tubulaire surmoulé 20 est prolongé à une extrémité par un embout adapté au raccordement à une bougie. Selon une autre caractéristique préférée de réalisation, le corps tubulaire surmoulé comporte à son extrémité opposée de celle pourvue de l'embout, de moyens adaptés pour recevoir des connexions électriques basse tension. Finalement, la bobine intégrée d'allumage selon l'invention comporte un corps 25 tubulaire surmoulé portant sur sa surface externe un enroulement primaire à l'extérieur duquel est monté un cylindre de bouclage du flux magnétique avec un noyau magnétique inséré à l'intérieur du corps tubulaire. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des 30 formes de réalisation de l'objet de l'invention. La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation d'une bobine intégrée d'allumage conforme à l'invention. Les Figures 2, 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinale montrant différentes étapes caractéristiques du procédé de fabrication d'une bobine d'allumage conforme à l'invention. Tel que cela ressort plus précisément de la Figure 1, la bobine d'allumage 1 5 conforme à l'invention est destinée à assurer l'alimentation électrique individuelle d'une bougie 2 d'un moteur thermique représenté simplement schématiquement et implantée au fond d'un puits 3 d'une culasse 4 d'un tel moteur. La bobine, désignée dans son ensemble par la référence 1, est destinée à être montée pour être interposée entre la bougie 2 et un système d'allumage connu de l'homme du métier, apte à 10 commander la bobine dans le but de générer un courant haute tension à la bougie 2. Les Figures 2 à 4 illustrent différentes étapes caractéristiques du procédé de fabrication d'une bobine d'allumage 1 conforme à l'invention. Tel que cela ressort plus précisément de la Figure 2, la bobine 1 comporte une carcasse ou un corps tubulaire de bobine secondaire 11 réalisé en un matériau 15 diélectrique, par exemple en un matériau thermoplastique ou thermodurcissable. Par exemple, cette carcasse secondaire 11 est réalisée par moulage, par l'injection d'un matériau thermoplastique ou thermodurcissable. Cette carcasse tubulaire 11 comporte un alésage central 12 d'axe longitudinal x destiné à recevoir un noyau magnétique 13 constitué par exemple par une masse feuilletée orientée selon l'axe 20 longitudinal x. La carcasse secondaire 11 est délimitée par une face externe de révolution 14 destinée à recevoir un enroulement secondaire 15 présentant une extrémité basse tension 16 située en relation d'une partie terminale 17 de la carcasse secondaire 11 et une extrémité haute tension 18 située à une partie terminale 19 de la carcasse 25 secondaire 11, située à l'opposé de l'autre partie terminale 17. Ces étapes de réalisation de la carcasse secondaire 11 et de bobinage d'un enroulement secondaire sur la carcasse secondaire 11 ne sont pas décrites plus précisément car elles sont bien connues de l'homme du métier. Selon une caractéristique de l'invention illustrée à la Figure 3, le procédé 30 consiste à mettre en oeuvre ensuite une étape de surmoulage de l'ensemble carcasse secondaire 11 - enroulement secondaire 15, par un matériau diélectrique assurant une imprégnation de l'enroulement secondaire 15 et la formation d'une carcasse ou d'un corps tubulaire de bobine primaire 21 adapté pour permettre lors d'une étape ultérieure, le bobinage d'un enroulement primaire 23. Le procédé selon l'invention consiste ainsi à assurer l'injection sous pression dans un moule de surmoulage, d'un matériau diélectrique de préférence thermodurcissable. Un tel matériau diélectrique 5 assure une imprégnation des spires de l'enroulement secondaire 15 ainsi qu'une fonction d'isolation haute tension pour la bobine secondaire. De plus, le surmoulage de ce matériau diélectrique est réalisé de manière à obtenir une carcasse primaire 21 servant de support pour la bobine primaire. Cette carcasse primaire 21 s'étend ainsi de manière concentrique à la carcasse secondaire 11 et à l'extérieur de l'enroulement 10 secondaire 15 selon au moins toute la longueur de l'enroulement secondaire prise selon l'axe x. Selon une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, cette étape de surmoulage est mise à profit afin que la carcasse primaire 21 présente des conformations pour assumer des fonctions supplémentaires telles que d'assemblage 15 mécanique et/ou de raccordement électrique. Selon une caractéristique avantageuse de l'objet de l'invention, le procédé consiste à assurer lors de cette étape de surmoulage, la formation d'une carcasse primaire 21 se prolongeant à une extrémité, par un embout 211 de raccordement à une bougie venant s'emmancher à l'intérieur de l'embout 211. Bien entendu, 20 l'embout 21, intègre des moyens de connexion électrique afin de constituer un plot haute tension 25 de la bobine d'allumage. Dans l'exemple illustré à la Figure 1, le plot haute tension 25 est formé par une languette haute tension sur laquelle est monté un ressort. Selon une autre caractéristique avantageuse de réalisation, lors de cette étape 25 de surmoulage, il peut être prévu d'assurer la formation d'une carcasse primaire 21 pourvue à l'extrémité opposée de celle équipée de l'embout 211, d'un prolongement 212 pourvu de moyens adaptés pour recevoir des connexions électriques basse tension. Un tel prolongement 212 peut ainsi constituer un connecteur basse tension. Ainsi, le surmoulage de la carcasse primaire 21 permet de limiter le nombre de 30 pièces constitutives de la bobine d'allumage par le fait que la forme donnée au moule de surmoulage peut à elle seule remplir les fonctions habituellement remplies par différentes pièces. Cette carcasse primaire 21 surmoulée qui constitue une pièce unique permet de supprimer les interfaces entre diverses pièces qui peuvent faciliter le cheminement de la haute tension. Selon une caractéristique préférée de réalisation, lors de cette étape de surmoulage, l'alésage 12 de la carcasse secondaire 11 est obturé de manière à permettre ultérieurement le montage du noyau magnétique. Après l'étape de surmoulage, il peut être prévu de réaliser une étape de bobinage d'un enroulement primaire 23 sur la face externe 24 de la carcasse primaire 21 comme cela apparaît plus précisément à la Figure 4. Le procédé selon l'invention vise ensuite à mettre en oeuvre une étape de 10 montage d'un cylindre 26 de bouclage du flux magnétique avec le noyau magnétique 13, monté extérieurement à l'enroulement primaire 23. Le procédé de fabrication conforme à l'invention, permet de diminuer le nombre de pièces constitutives d'une bobine d'allumage facilitant ainsi les opérations d'assemblage. Cette diminution du nombre de pièces permet de supprimer 15 les interfaces et par suite, les défauts de claquage entre le plot haute tension 25 et le cylindre de bouclage 26, et entre le plot haute tension 25 et le bobinage primaire 23. Par ailleurs, dans la mesure o le noyau magnétique 13 n'est pas noyé dans une résine, ce noyau magnétique 13 peut se dilater librement en fonction de la température sans entraîner une fissuration de la carcasse secondaire 11. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'une bobine d'allumage individuel pour une bougie (2) de moteur thermique à combustion interne et à allumage commandé, comportant les étapes suivantes: - bobinage d'un enroulement secondaire (15) sur un corps tubulaire de bobine secondaire (11), bobinage d'un enroulement primaire (23) concentriquement et extérieurement par rapport à l'enroulement secondaire (15) en étant isolé électriquement par rapport à ce dernier à l'aide d'un matériau diélectrique, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de surmoulage de l'ensemble corps tubulaire (11)-enroulement secondaire (15) par un matériau diélectrique assurant une imprégnation de l'enroulement secondaire et la formation d'un corps tubulaire de bobine primaire (21) adapté pour permettre lors d'une étape ultérieure, le bobinage de l'enroulement primaire (23). 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste lors de l'étape de surmoulage, à assurer la formation d'un corps tubulaire de bobine primaire (21) se prolongeant à une extrémité par un embout de raccordement (211) à une bougie. 3- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste lors de 20 l'étape de surmoulage, à assurer la formation d'un corps tubulaire de bobine primaire (21), pourvu à l'extrémité opposée de celle équipée de l'embout, de moyens (212) adaptés pour recevoir des connexions électriques basse tension. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste lors de l'étape de surmoulage, à obturer l'alésage (12) du corps tubulaire de bobine 25 secondaire (11). - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de montage d'un noyau magnétique (13) à l'intérieur de l'alésage (12) du corps tubulaire de bobine secondaire (11). 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte 30 une étape de montage d'un cylindre de bouclage du flux magnétique (26) avec le noyau magnétique (13), monté extérieurement à l'enroulement primaire (23). 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à assurer l'étape de surmoulage, par l'injection sous pression à l'intérieur d'un moule, d'un matériau diélectrique thermodurcissable. 8 - Bobine intégrée d'allumage individuel pour une bougie de moteur thermique 5 à combustion interne et à allumage commandé, comportant au moins un corps tubulaire de bobine secondaire (11) portant sur sa face externe (14), un enroulement secondaire (15), caractérisée en ce qu'elle comporte un corps tubulaire (21) en un matériau diélectrique surmoulé sur l'enroulement secondaire (15) assurant aussi l'imprégnation de l'enroulement secondaire. 9- Bobine intégrée d'allumage individuel selon la revendication 8, caractérisée en ce que le corps tubulaire surmoulé (21) est prolongé à une extrémité par un embout (211) adapté au raccordement à une bougie. - Bobine intégrée d'allumage individuel selon la revendication 9, caractérisée en ce que le corps tubulaire surmoulé (21) comporte à son extrémité opposée de celle 15 pourvue de l'embout (211), de moyens (212) adaptés pour recevoir des connexions électriques basse tension. 11 - Bobine intégrée d'allumage individuel selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le corps tubulaire surmoulé (21) porte sur sa surface externe (24) un enroulement primaire (23) à l'extérieur duquel est monté un cylindre (26) de 20 bouclage du flux magnétique avec un noyau magnétique (13) inséré à l'intérieur du corps tubulaire (11).