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BOBINE D'ALLUMAGE, EN PARTICULIER POUR INSTALLATIONS D'ALLUMAGE DE MOTEURS
A COMBUSTION INTERNE.
La présente invention se rapporte à une bobine d'allumage, en particulier pour installations d'allumage de moteurs à combustion interne, telles qu'elles sont employées en particulier pour les allumages dits à batterie. Les bobines d'allumage connues se composent d'un enroulement basse tension à nombre de spires réduit en fil gros et d'un enroulement haute tension à nombreuses spires de fil mince, ainsi que d'un noyau en fer composé de tôles pour dynamo, autour duquel sont enroulées les différentes couches de l'enroulement haute tension, avec interposition d'isolant Dans les bobines ordinaires l'enroulement basse tension entoure l'enroulement haute tension sur toute sa longueur, et l'on prévoit évidemment une couche d'isolant entre les deux enroulements.
Il est connu pour les bobines d'induction qui ne sont pas utilisées pour les véhicules automobiles, de subdiviser l'enroulement haute tension en sections de bobine séparées et de disposer celles-ci l'une au-dessus de l'autre transversalement au noyau magnétique. Dans ce cas la difficulté réside dans le fait de faire passer le mince fil haute tension continuellement d'une section de bobine à l'autre, en employant comme moyens de jonction des boucles de fils pliées en forme de U, dont les extrémités doivent être raccordées au fil haute tension de telle sorte que l'on obtient de nombreux points de jonction, qui peuvent se briser par suite des vibrations dues à la route, et qui rendent également peu économique la fabrication de telles bobines.
La qualité des bobines d'allumage est fonction de la qualité de l'isolant et celle-ci dépend du soin apporté à la fabrication, au cours de laquelle il faut empêcher toute absorption d'air humide entre les différents
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fils ou les différentes couchescar ces occlusions d'air provoquent, suite au chauffage inévitable de la bobine, des court-circuits entre les différentes spires et enfin entre les couches. Il en résulte une mise hors fonctionnement progressive ou subite de toute la bobine et de l'allumage.
En outre les bobines d'allumage connues ne sont en mesure d'émettre à 7 atm. que 15. 000 décharges d'allumage au maximum, une augmentation de ce chiffre n'a pas été possible jusqu'à présent étant donné que les bobines d'allumage connues ne permettent pas la formation et l'évanouissement du champ magnétique à une vitesse plus grande. Cette propriété rend nécessaire pour des machines à plusieurs cylindres, en particulier lorsqu'il s'agit de moteurs à deux temps, l'emploi de plusieurs bobines, le plus souvent une par cylindre, pour obtenir une succession impeccable des al- lumages.
La présente invention a pour but de créer une bobine d'allumage à faible capacité et à faibles pertes, avec laquelle des endommagements de l'isolant et des court-circuits sont évités en cas de décharges luminescentes de la bobine haute tension, et qui admet un nombre sensiblement plus grand de décharges d'allumage par minute. La nouvelle bobine doit en outre être de fabrication moins coûteuse.
A cet effet l'invention prévoit une bobine d'allumage avec enroulement basse tension et enroulement haute tension, et un noyau ou noyau de masse composé de tôles pour dynamo ou de fils, l'enroulement haute tension étant disposé transversalement autour du noyau en fer et est subdivisé en de nombreux secteurs de bobine, et la nouveauté réside dans le fait qu'entre les secteurs de bobine on a prévu des chambres d'isolation limitées par des paroiso Il en résulte un avantage considérable pour l'enroulement haute tension.
Tandis qu'avec les bobines d'allumage connues il y a une augmentation de tension sensible d'une couche à la suivante, et qu'ainsi une tension jusqu'à 15.000 V par exemple est obtenue sur un diamètre relativement court, ce qui favorise le claquage de l'enroulement haute tension dans les différentes couches, le nouveau type d'enroulement haute tension permet de limiter l'augmentation de tension d'un secteur de bobine au suivant à une certaine valeur uniforme, par exemple de 750 V à 1000 V,les différents étages de l'augmentation de tension étant séparés les uns des autres par des zones isolantes.
L'invention prévoit en outre que l'enroulement haute tension est bobiné sur un corps de bobine constituant une unité et traversant les parois des chambres d'isolement. Ce corps de bobine présente en plus de l'avantage de subdiviser l'enroulement haute tension en de nombreux secteurs, l'avantage supplémentaire de rendre plus simple la fabrication mécanique de l'enroulement haute tension, en évitant la subdivision du corps de bobine en de nombreuses bobines isolées, procédé qui est connu pour la fabrication d'induc-- teurs dans beaucoup d'autres domaines, et dans lequel la réunion des bobines séparées est compliquée. En outre les nombreuses couches de papier utilisées pour l'enroulement longitudinal sont superflues, et un bobinage mécanique ininterrompu de l'enroulement haute tension est rendu possible.
Une autre forme de réalisation préférée de l'invention prévoit d' utiliser les chambres d'isolement également comme chambre de passage vers les chambres de bobinage où le fil est bobiné pour constituer un enroulement continu. De ce fait l'inconvénient des bobines d'induction connues précitées, qui nécessitent des boucles de fil en forme de U entre les différents secteurs de bobine, est supprimé, les chambres de passage du fil permettant au contraire un passage continu du fil haute tension.
Pour obtenir und bobine de faible longueur, l'invention prévoit de rendre les chambres d'isolement plus étroites que les chambres d'enroulement contenant la bobine de fil. Cette mesure est basée sur la constatation que par suite des faibles différences de tension qui se manifestent entre les différents secteurs de bobine, les couches étroites d'isolant sont suffisantes pour un isolement total.
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Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que les parois limitant les chambres d'isolement présentent des fentes.
Ces fentes permettent le passage d'un secteur de bobine vers l'autre, de manière telle qu'après le bobinage du secteur le fil peut passer à travers la fente étroite dans la chambre d'isolement et peut passer de celle-ci, par le dessous, vers le secteur de bobine suivant.
Afin d'améliorer encore les propriétés d'isolation, l'invention prévoit de décaler les unes par rapport aux autres les fentes dans les parois limitant les chambres d'isolement.
L'invention prévoit en outre de bobiner l'enroulement basse tension sur un cylindre creux en matière isolante, qui contient l'enroulement haute tension.
L'invention prévoit en outre de décaler le milieu, suivant la longueur, de l'enroulement basse tension entourant l'enroulement haute tension par rapport au milieu de l'enroulement haute tension. Cette disposition asymétrique des enroulements basse et haute tension offre la possibilité de déterminer le coefficient de couplage le plus favorable des deux enroulementspour des conditions déterminées. Ces conditions peuvent être fonction de la compression régnant dans le moteur, du nombre d'allumages par minute, ainsi que des isolants employés pour la construction de la bobine.
L'invention couvre encore une série d'autres détails avantageux, qui seront décrits plus loin.
Le dessin représente une forme de réalisation de l'invention, la figure 1 représentant la bobine en coupe transversale et la figure 2 représentant un détail vu en perspective.
Suivant la figure 1 on a monté sur un godet 1 en aluminium un couvercle 2 en une matière isolante avec un prolongement 3 en forme de cy- lindre creux. Dans le couvercle 2 est vissé ou fixé d'une autre manière un deuxième cylindre creux 4 en une matière isolante qui est subdivisé en deux chambres par une paroi 5. Dans ces chambres sont introduits ou injectés deux noyaux 6 et 7 composés de tôles pour dynamo ou de fils, et au noyau 7 est fixé un fil de raccordement aboutissant à une borne de distribution ou de bobine d'allumage 9.
Le cylindre creux 4 a la forme d'une bobine 9, qui présente de nombreuses chambres 10 transversalement aux demi-noyaux 6 et 7. Ces chambres 10 servent à contenir un enroulement haute tension 11, qui est ainsi subdivisé en secteurs séparés. Les chambres 10 sont limitées par des parois doubles 12 et 13, qui forment entre elles d'étroites chambres d'isolation 14, et qui permettent de faire passer l'enroulement 11 d'une chambre 10 à l'autre, de telle sorte que l'on obtient un enroulement haute tension continu ne présentant pas de points de jonction. Les détails à cet effet sont représentés par la figure 2.
Les extrémités de l'enroulement haute tension 11 sont reliées de la manière habituelle en 15 au noyau en fer 7 et en 16 avec un enroulement basse tension 13.
Cet enroulement basse tension 18 est enroulé sur le cylindre creux 3 en matière isolante, et ce de manière telle que le milieu de l'enroulement basse tension entier 18 ne correspond pas avec le milieu de l'enroulement haute tension 11, considéré dans le sens de la longueur. Une extrémité de l'enroulement basse tension 13 est raccordée à la borne 17, l'autre extrémité est raccordée à la borne de batterie 20 du couvercle 2.
Entre le godet 1 formant l'enveloppe et l'enroulement basse tension 13 on prévoit de préférence les tôles conductrices habituelles 21.
Dans la figure 1 le cylindre creux 4 forme une pièce avec les parois des chambres de bobinage 12 et 13; on peut évidemment également disposer
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côte à côte les différentes bobines sur le cylindre creux 4, une telle bobine isolée étant représentée par la figure 2.
La chambre 10 servant à contenir l'enroulement haute tension est de nouveau limitée par deux parois 12a et 13a, et un collet 22 sert de pièce de distancement entre deux bobines isolées successives, de manière que l'on obtient à nouveau des chambres d'isolement 14 entre deux bobines successiveso Comme les parois 12 et 13 de la figure 1, les parois 12a et 13a présentent des fentes de longueurs différentes. Une fente 23 prévue dans le collet 13a et qui s'étend jusqu'au collet 22 permet le passage du fil haute tension provenant de la chambre voisine, et ce fil, après avoir été bobiné dans la chambre 10, quitte cette chambre à travers une fente courte 24 dans .La paroi 12a, pour pénétrer dans la chambre d'isolement voisine à travers une fente allongée prévue dans la paroi de cette dernière.
REVENDICATIONS
1/ Bobine d'allumage, en particulier pour installations d'allumage de moteurs à combustion interne, avec enroulement basse et enroulement haute tension ainsi qu'un noyau ou noyau de masse constitué par des tôles ou fils de dynamo, l'enroulement haute tension disposé transversalement autour du noyau en fer étant subdivisé en de nombreux secteurs d'enroulement séparés, caractérisé en ce que, entre les secteurs d'enroulement, on a prévu des chambres d'isolement (14) limitées par des parois.
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IGNITION COIL, IN PARTICULAR FOR ENGINE IGNITION SYSTEMS
INTERNAL COMBUSTION.
The present invention relates to an ignition coil, in particular for ignition installations of internal combustion engines, such as they are used in particular for so-called battery ignitions. Known ignition coils consist of a low voltage winding with a reduced number of turns made of coarse wire and a high voltage winding with many turns of thin wire, as well as an iron core composed of sheets for dynamo, around which the different layers of the high voltage winding are wound, with the interposition of insulation In ordinary coils the low voltage winding surrounds the high voltage winding over its entire length, and there is obviously a layer of insulation between the two windings.
It is known for induction coils which are not used for motor vehicles to subdivide the high voltage winding into separate coil sections and to arrange these one above the other transversely to the core. magnetic. In this case the difficulty lies in the fact of passing the thin high tension wire continuously from one section of the coil to another, using as junction means loops of wires bent in the shape of a U, the ends of which must be connected to the high voltage wire in such a way that many junction points are obtained, which can break due to road vibrations, and which also make the manufacture of such coils uneconomical.
The quality of the ignition coils depends on the quality of the insulation and this depends on the care taken in manufacturing, during which it is necessary to prevent any absorption of humid air between the different
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son or the different layers because these air occlusions cause, following the inevitable heating of the coil, short circuits between the different turns and finally between the layers. This results in a gradual or sudden shutdown of the entire coil and of the ignition.
In addition known ignition coils are only able to emit at 7 atm. 15,000 ignition discharges at most, an increase of this figure has not been possible so far since the known ignition coils do not allow the formation and loss of the magnetic field at a speed bigger. This property makes it necessary for machines with several cylinders, in particular when it comes to two-stroke engines, the use of several coils, most often one per cylinder, to obtain an impeccable succession of ignitions.
The object of the present invention is to provide an ignition coil with low capacity and low losses, with which damage to the insulation and short circuits are avoided in the event of glow discharges of the high voltage coil, and which admits a significantly greater number of ignition discharges per minute. The new coil must also be less expensive to manufacture.
To this end, the invention provides an ignition coil with low voltage winding and high voltage winding, and a core or mass core composed of sheets for dynamo or wires, the high voltage winding being arranged transversely around the iron core. and is subdivided into many coil sectors, and the novelty lies in the fact that between the coil sectors there are provided isolation chambers limited by walls. This results in a considerable advantage for the high voltage winding.
While with known ignition coils there is a significant voltage increase from one layer to the next, and thus a voltage of up to 15,000 V for example is obtained over a relatively short diameter, which favors the breakdown of the high voltage winding in the different layers, the new type of high voltage winding makes it possible to limit the voltage increase from one coil sector to the next to a certain uniform value, for example from 750 V to 1000 V, the different stages of the voltage increase being separated from each other by insulating zones.
The invention further provides that the high voltage winding is wound on a coil body constituting a unit and passing through the walls of the isolation chambers. This coil body has in addition to the advantage of subdividing the high voltage winding into many sectors, the additional advantage of simplifying the mechanical manufacture of the high voltage winding, avoiding the subdivision of the coil body into many insulated coils, a process which is known for the manufacture of inductors in many other fields, and in which the joining of the separate coils is complicated. Further the many layers of paper used for the longitudinal winding are superfluous, and uninterrupted mechanical winding of the high voltage winding is made possible.
Another preferred embodiment of the invention provides for using the isolation chambers also as a passage chamber to the winding chambers where the wire is wound to form a continuous winding. Therefore the drawback of the aforementioned known induction coils, which require U-shaped wire loops between the different coil sectors, is eliminated, the wire passage chambers allowing on the contrary a continuous passage of the high voltage wire. .
To obtain a coil of short length, the invention provides for making the isolation chambers narrower than the winding chambers containing the coil of wire. This measurement is based on the finding that due to the small voltage differences which appear between the different coil sectors, the narrow layers of insulation are sufficient for total insulation.
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Another characteristic of the invention lies in the fact that the walls limiting the isolation chambers have slots.
These slots allow passage from one coil sector to the other, so that after winding the sector the wire can pass through the narrow slot in the isolation chamber and can pass from the latter, by below, to the next coil sector.
In order to further improve the insulating properties, the invention provides for the slits in the walls limiting the isolation chambers to be offset from one another.
The invention further provides for winding the low voltage winding on a hollow cylinder of insulating material, which contains the high voltage winding.
The invention further provides for shifting the middle, along the length, of the low voltage winding surrounding the high voltage winding relative to the middle of the high voltage winding. This asymmetric arrangement of the low and high voltage windings offers the possibility of determining the most favorable coupling coefficient of the two windings for determined conditions. These conditions may be a function of the compression prevailing in the engine, the number of ignitions per minute, as well as the insulators used for the construction of the coil.
The invention also covers a series of other advantageous details, which will be described below.
The drawing shows one embodiment of the invention, Figure 1 showing the spool in cross section and Figure 2 showing a detail seen in perspective.
According to FIG. 1, a cover 2 made of an insulating material with an extension 3 in the form of a hollow cylinder has been mounted on an aluminum cup 1. In the cover 2 is screwed or fixed in another way a second hollow cylinder 4 in an insulating material which is subdivided into two chambers by a wall 5. In these chambers are introduced or injected two cores 6 and 7 composed of sheets for dynamo or wires, and to the core 7 is attached a connecting wire leading to a distribution or ignition coil terminal 9.
The hollow cylinder 4 has the form of a coil 9, which has numerous chambers 10 transversely to the half-cores 6 and 7. These chambers 10 serve to contain a high voltage winding 11, which is thus subdivided into separate sectors. The chambers 10 are limited by double walls 12 and 13, which form between them narrow isolation chambers 14, and which allow the winding 11 to pass from one chamber 10 to the other, so that a continuous high voltage winding is obtained which has no junction points. The details for this are shown in Figure 2.
The ends of the high voltage winding 11 are connected in the usual way at 15 to the iron core 7 and at 16 with a low voltage winding 13.
This low voltage winding 18 is wound on the hollow cylinder 3 of insulating material, and this in such a way that the middle of the entire low voltage winding 18 does not correspond with the middle of the high voltage winding 11, considered in the direction of length. One end of the low voltage winding 13 is connected to terminal 17, the other end is connected to battery terminal 20 of cover 2.
Between the cup 1 forming the casing and the low voltage winding 13, the usual conductive sheets 21 are preferably provided.
In Figure 1 the hollow cylinder 4 forms a part with the walls of the winding chambers 12 and 13; we can obviously also have
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side by side the different coils on the hollow cylinder 4, such an insulated coil being shown in Figure 2.
The chamber 10 serving to contain the high voltage winding is again limited by two walls 12a and 13a, and a collar 22 serves as a distance piece between two successive isolated coils, so that one again obtains chambers of insulation 14 between two successive coils Like the walls 12 and 13 of FIG. 1, the walls 12a and 13a have slots of different lengths. A slot 23 provided in the collar 13a and which extends to the collar 22 allows the passage of the high tension wire coming from the neighboring chamber, and this wire, after having been wound up in the chamber 10, leaves this chamber through a short slot 24 in .The wall 12a, to enter the neighboring isolation chamber through an elongated slot provided in the wall thereof.
CLAIMS
1 / Ignition coil, in particular for internal combustion engine ignition systems, with low winding and high voltage winding as well as a core or mass core made up of sheets or dynamo wires, the high voltage winding arranged transversely around the iron core being subdivided into many separate winding sectors, characterized in that, between the winding sectors, there are provided isolation chambers (14) limited by walls.