EP0375502B1 - Bobine d'allumage à enroulement haute tension compartimente notamment pour moteur à combustion interne - Google Patents

Bobine d'allumage à enroulement haute tension compartimente notamment pour moteur à combustion interne Download PDF

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EP0375502B1
EP0375502B1 EP89403416A EP89403416A EP0375502B1 EP 0375502 B1 EP0375502 B1 EP 0375502B1 EP 89403416 A EP89403416 A EP 89403416A EP 89403416 A EP89403416 A EP 89403416A EP 0375502 B1 EP0375502 B1 EP 0375502B1
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Sagem Allumage SA
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/12—Ignition, e.g. for IC engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures

Definitions

  • This implementation is delicate because the good behavior of the resin on the mechanical and dielectric level depends essentially on the precision of its composition, on the temperature at which it is poured into the casing, and on the time necessary for its hardening.
  • the terminal 16 includes, extending the rod 16 is advantageously made conductive wire, an external pad or end piece 16 b forming a male element in relief on the outside of the coil when completed.
  • thermoplastic material such as polybutyleneterephthalate (PBTB) which has good qualities of thermal conduction promoting the evacuation of calories.
  • the fundamental advantage of impregnating varnish is to create an adhesion interface between the thermoplastic material (PTO) of the insulating support 11 and the insulating enamel of the winding wire 12, on the one hand, and the thermoplastic material PBT d coating 30, on the other hand.
  • PTO thermoplastic material
  • thermoplastic coating material which adheres along the walls of the isolation compartments 28, fills said compartments to constitute baffles at the creepage distances and to increase their paths.
  • the coating material 28 may be analogous or the same as that used for coating 30 of the secondary assembly B.
  • the polybutyleneterephthalate (PBTB) used such as a thermoplastic polyester based on polytetramithylene terephthalate resin, loaded or not, gives good results because of its coefficient of expansion which accepts the deformations of the magnetic circuit during its heating in intense operation.
  • thermoplastic of the secondary assembly B and the coating of all of the elements A, B and C together can be advantageously obtained in the same molding operation.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Insulating Of Coils (AREA)

Description

  • L'invention concerne une bobine d'allumage, notamment pour l'allumage des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles du type notamment comportant entre autre un ensemble dit "secondaire" constitué d'un enroulement haute tension compartimenté, dont les différentes sections d'enroulement sont réparties dans plusieurs compartiments d'un corps isolant placés les uns à côté des autres dans la direction axiale de la bobine, les différentes sections de l'enroulement haute tension étant reliées les unes aux autres en série par le fil d'enroulement passant dans chacune des fentes de liaison qui traversent les parois placées entre les compartiments.
  • Dans de telles bobines, il est nécessaire de guider le fil de l'enroulement haute tension à partir d'une couche supérieure du compartiment garni d'une section d'enroulement vers une couche du compartiment voisin et de garantir alors une rigidité diélectrique entre les deux sections voisines.
  • Il est connu de disposer, dans ce but un compartiment d'isolement entre les deux compartiments d'enroulement voisins, ce compartiment d'isolement garantissant l'isolement entre les compartiments d'enroulement et servant en même temps de chambre de passage du fil d'enroulement entre lesdits compartiments.
  • Pour cela les parois délimitant les compartiments d'enroulement présentent des fentes. Ces fentes permettent de faire passer le fil d'enroulement d'une section d'enroulement à haute tension à l'autre voisine de façon telle qu'après le complet bobinage d'une section d'enroulement on peut conduire le fil à travers une fente de la paroi du compartiment d'enroulement considéré, dans le compartiment d'isolement et, par le bas de celui-ci à la section d'enroulement du compartiment suivant.
  • Afin d'améliorer encore l'effet d'isolement, il est prévu que les fentes dans les parois soient décalées les unes des autres de 180° autour de l'axe du corps isolant. Une bobine d'allumage utilisant de tels enroulements haute tension est décrite et représentée sur le document FR-A-2 326 769.
  • Lorsque l'ensemble secondaire est enrobé d'un matériau isolant conformément au préambule de la revendication 1, notamment du polybutylèneteréphalate (P.B.T.), l'incompatibilité de cette matière au point de vue adhérence avec celle qui compose le support isolant et l'émail du fil d'enroulement haute tension fait que l'enrobage de matière plastique ne joue pas son rôle mécanique, à savoir le maintien des spires de chaque section d'enroulement entre elles et desdites sections dans leurs compartiments respectifs.
  • Il s'ensuit une détérioration rapide de la bobine d'allumage.
  • Or l'utilisation du PBT est pourtant recommandée pour ses autres qualités comme sa facilité de moulage, sa fluidité lui permettant de s'insérer dans des espaces étroits etc...
  • Pour remédier aux inconvénients énumérés ci-dessus, l'une des solutions actuellement mise en oeuvre, par exemple pour la fabrication des bobines décrites dans le document mentionné ci-dessus, est de procéder avant enrobage à une imprégnation de l'ensemble de la bobine par coulage d'une résine à l'intérieur du boîtier.
  • Cette mise en oeuvre est délicate car la bonne tenue de la résine sur le plan mécanique et diélectrique dépend essentiellement de la précision de sa composition, de la température à laquelle elle est coulée dans le boîtier, et du temps nécessaire à son durcissement.
  • Il s'agit donc d'une opération coûteuse par les moyens à mettre en oeuvre, moyens d'autant plus importants que le temps nécessaire au durcissement de la résine est très long, de l'ordre de plusieurs heures.
  • La présente invention vise à réaliser, pour les moteurs à combustion interne, une bobine d'allumage sans pertes dans laquelle les décharges par effluves de l'enroulement haute tension, les avaries de l'isolant d'enrobage et les courts-circuits qui en résultent sont évités.
  • A cet effet l'invention prévoit une bobine d'allumage du type comportant entre autre un ensemble dit "secondaire" constitué d'un enroulement haute tension compartimenté dont les différentes sections d'enroulement sont réparties dans plusieurs compartiments d'enroulement d'un corps isolant, lesquels sont disposés espacés les uns des autres dans la direction axiale de la bobine par un compartiment d'isolement, les différentes sections de l'enroulement haute tension étant reliées les unes aux autres en série par le fil d'enroulement passant dans chacune des fentes de liaison successivement décalées, qui traversent les parois limitant les compartiments d'enroulement et d'isolement, et une enveloppe isolante en matière thermoplastique surmoulée sur ledit ensemble, caractérisée en ce que l'ensemble secondaire est imprégné d'un vernis adhérent sous son enveloppe isolante.
  • La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, dessins dans lesquels :
    • la figure 1 représente une vue éclatée en perspective de l'ensemble primaire de la bobine d'allumage sur laquelle l'invention est appliquée ;
    • la figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble primaire de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue en perspective éclatée de l'ensemble secondaire de la bobine d'allumage après imprégnation de vernis mais avant enrobage ;
    • la figure 3A représente une vue en coupe fait selon la ligne III-III ;
    • la figure 3B représente schématiquement le passage du fil d'enroulement haute tension d'une section d'enroulement d'un compartiment d'enroulement à une autre section voisine d'un autre compartiment à travers deux parois successives limitant les compartiments d'enroulement et d'isolement ;
    • la figure 4 représente en perspective l'ensemble secondaire de la figure 3 après enrobage de matière plastique ;
    • la figure 4A représente une vue en coupe faite selon la ligne IV-IV de la figure 4 ;
    • la figure 5 représente l'ensemble complet de la bobine en perspective éclatée.
  • L'ensemble A dit "primaire" représenté sur les figures 1 et 2 est constitué d'un noyau magnétique 1 en "I" logé dans le moyeu 2 à section quadrangulaire d'un corps 3 en matière plastique tel que téréphtalate de polybuthylène renforcé éventuellement par 30% de fibres de verre courtes sur lequel est bobiné l'enroulement primaire 4.
  • Le noyau 1 est constitué de manière connue par un empilage de tôles découpées et maintenues entre elles. De manière qu'aucune bavure se forme lors de l'assemblage, il est préférable que celui-ci soit réalisé par soudure au laser.
  • La joue supérieure 3a du corps isolant 3 est prolongée latéralement de matière par une console 6 dans deux lumières 7 et 8 de laquelle s'engagent respectivement les extrémités en forme de queues de raccordement 9a et 10a des deux bornes de connexions 9 et 10 dites "+BAT" et "-RUPT".
  • Les autres extrémités des bornes de connexions 9 et 10 sont conformées de manière connue en languettes de raccordement enfichables 9b et 10b.
  • Les extrémités de l'enroulement primaire 4 sont reliées par soudure aux queues de raccordement 9a et 10a respectives.
  • L'ensemble "B" dit "secondaire" représenté sur les figures 3 et 4 comprend un corps 11 de section quadrangulaire et également réalisé en téréphtalate de polybutylène renforcé, autour duquel est bobiné l'enroulement secondaire 12 dont l'extrémité supérieure 12a est reliée par soudure à une agrafe 13 ancrée sur la face supérieure 11a dudit corps.
  • Les joues supérieure 11a et inférieure 11b sont prolongées latéralement par deux pattes 14 et 15, parallèles entre elles, à l'extrémité desquelles s'ancre élastiquement une borne de sortie haute tension 16 dirigée parallèlement à l'axe du bobineau 3.
  • Les moyens d'ancrage élastiques sont réalisés sous forme de boutonnières ouvertes 17, 18 ménagées à l'extrémité des pattes 14 et 15 et dont l'entrée a une largeur plus petite que la tige 16a de la borne 16 qui la prolonge.
  • La borne 16 comprend, prolongeant la tige 16a réalisé avantageusement en fil métallique conducteur, un plot externe ou embout 16b formant un élément mâle en relief à l'extérieur de la bobine, une fois terminée.
  • Comme représenté plus particulièrement sur les figures 3A et 3B, l'enroulement secondaire ou haute tension 12 est réparti dans plusieurs compartiments 19 du corps isolant 11, compartiments 19 espacés les uns des autres dans la direction axiale de l'ensemble secondaire B par des compartiments d'isolement 28, avantageusement de même dimension que les compartiments d'enroulement 19.
  • Les différentes sections 12c à 12i de l'enroulement haute tension 12 sont reliées les unes aux autres en série par le fil dudit enroulement 12.
  • Les compartiments d'enroulement 19 et d'isolement 28 sont délimités par des parois 29.
  • L'aménagement de compartiments d'isolement 28, placés entre les compartiments d'enroulement 19 donne pour l'enroulement haute tension un avantage considérable.
  • Il est ainsi possible de limiter l'élévation de tension d'une section à la suivante à une valeur déterminée et uniforme, cependant que les divers degrés de l'élévation de tension sont protégés les unes des autres, par des zones isolantes ou des trajets de fuite suffisamment longs.
  • Une autre particularité du corps isolant 11 montrée sur la figure 3B réside en ce que les parois 29 délimitant les chambres d'isolement 28 et d'enroulement 19 présentent des fentes de sortie 29a et d'entrée 29b. Ces fentes permettent de faire passer l'enroulement à haute tension 12 d'une section d'enroulement 12c à l'autre 12d voisine et ainsi de suite.
  • Comme représenté schématiquement sur la figure 3B après le complet bobinage de la section 12c considérée, on peut conduire le fil à travers la fente de sortie 29a de la cloison 29, dans le compartiment d'isolement 28 puis, les fentes de sortie 29a et d'entrée 29b étant successivement décalées de 180°, à enrouler le fil au fond dudit compartiment d'isolement 28, sur 180° pour lui faire traverser la paroi suivante par le bas de la fente d'entrée 29b et de là effectuer le bobinage de la section suivante 12d.
  • L'ensemble secondaire est ensuite imprégné d'un vernis connu par ses qualités d'adhérence et sa possibilité de polymérisation sur lui-même après exposition aux UV, tel qu'un composé d'une résine epoxyde et l'ester acryl, par exemple du type UV MUT 5033 commercialisé par la Société HOLDEN EUROPE.
  • Cette imprégnation peut être réalisée soit par trempée, pulvérisation au pistolet ou goutte à goutte ou tout autre procédé connu.
  • Il s'agit donc d'une opération facile à mettre en oeuvre, ne nécessitant pas de moyens importants, et très rapide, puisque le séchage aux UV est quasi instantané.
  • L'ensemble est ensuite moulé par surmoulage dans un enrobage 38 de matière thermoplastique, tel que polybutylènetéréphtalate (PBTB) qui possède de bonnes qualités de conduction thermique favorisant l'évacuation des calories.
  • Le vernis d'imprégnation a pour avantage fondamental de créer un interface d'adhérence entre la matière thermoplastique (PTO) du support isolant 11 et l'émail isolant du fil d'enroulement 12, d'une part, et la matière thermoplastique PBT d'enrobage 30, d'autre part.
  • La matière thermoplastique (PBTB) d'enrobage qui adhère le long des parois des compartiments d'isolement 28, remplit lesdits compartiments pour constituer des chicanes aux lignes de fuite et augmenter leurs chemins.
  • Les deux ensembles primaire A et secondaire B respectivement représentés sur les figures 2 et 4 sont assemblés l'un en sustentation dans l'autre comme représenté sur la figure 5 grâce notamment à des moyens de maintien décrits dans le document FR-A-2 593 962.
  • Le circuit magnétique C de retour de flux est disposé pour chevaucher par ses branches 22 et 23, les extrémités du noyau magnétique 1.
  • Le circuit magnétique C est indexé dans cette position par l'intermédiaire d'un moyen d'encliquetage élastique, notamment composé, comme décrit dans le document ci-dessus cité, d'un bourrelet escamotable 26 ménagé par moulage dans la joue 3a du bobineau 3 de l'ensemble primaire A et susceptible, après escamotage par déformation élastique, de se détendre et s'ancrer dans une échancrure 27 ménagée à la base interne de la branche 22 du circuit magnétique C.
  • Une fois les éléments ou ensembles A, B et C réunis, le tout est enrobé, d'une matière isolante, ne laissant libre seulement que les extrémités fonctionnelles de la borne de sortie haute tension 16 et des deux bornes de connexion, à savoir, respectivement le plot externe 16b et les languettes de raccordement 9b et 10b (figure 6).
  • La matière d'enrobage 28 peut être analogue ou la même que celle utilisée pour l'enrobage 30 de l'ensemble secondaire B. Le polybutylènétéréphtalate (PBTB) utilisé, tel un polyester thermoplastique à base de résine de téréphtalate de polytétramithylène chargé ou non donne de bons résultats du fait de son coefficient de dilatation qui accepte les déformations du circuit magnétique lors de son échauffement en fonctionnement intense.
  • Afin d'améliorer l'échange thermique il sera possible d'adjoindre des ailettes de dissipation dans la forme extérieure restituée par le surmoulage.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que l'enrobage de thermoplastique de l'ensemble secondaire B et l'enrobage de l'ensemble des éléments A, B et C réunis peuvent être avantageusement obtenus dans une même opération de moulage.

Claims (7)

  1. Bobine d'allumage, notamment pour l'allumage des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, du type comportant entre autre un ensemble dit "secondaire" (B) constitué d'un enroulement haute tension (12) compartimenté dont les différentes sections d'enroulement (12c-12i) sont réparties dans plusieurs compartiments d'enroulement (19) d'un corps isolant (11), lesquels sont disposés espacés les uns des autres dans la direction axiale de la bobine par un compartiment d'isolement (28), les différentes sections de l'enroulement haute tension étant reliées les unes aux autres en série par le fil d'enroulement (12) passant dans chacune des fentes de liaison (29a,29b), successivement décalées, qui traversent les parois limitant les compartiments d'enroulement (19) et d'isolement (28), et une enveloppe isolante (30) en matière thermoplastique surmoulée sur ledit ensemble, caractérisée en ce que l'ensemble secondaire (B) est imprégné d'un vernis adhérent sous son enveloppe isolante.
  2. Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le vernis adhérent est un composé de résine époxyde et d'ester acryl.
  3. Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dimensions des compartiments d'enroulement (19) sont les mêmes que celles des compartiments d'isolement (28).
  4. Procédé de réalisation d'une bobine d'allumage destinée notamment à l'allumage des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, comprenant l'étape consistant à enrober d'une enveloppe isolante, par surmoulage de matière thermoplastique, un enroulement haute tension (12) compartimenté dont les différentes sections d'enroulement sont réparties dans plusieurs compartiments d'enroulement (19) d'un corps isolant (11), caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant, préalablement audit enrobage, à imprégner ledit enroulement d'un vernis adhérent, et à procéder au séchage dudit vernis.
  5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite imprégnation est réalisée soit par trempée, soit par pulvérisation au pistolet, soit par goutte à goutte.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, dans lequel ledit séchage est réalisé par exposition aux UV.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel lesdits compartiments d'enroulement sont disposés espacés les uns des autres dans la direction axiale de la bobine par un compartiment d'isolement (28), les différentes sections de l'enroulement haute tension étant reliées les unes aux autres en série par le fil d'enroulement (12) passant dans chacune des fentes de liaison (29a, 29b), sucessivement décalées, qui traversent les parois limitant les compartiments d'enroulement (19) et d'isolement (28).
EP89403416A 1988-12-23 1989-12-11 Bobine d'allumage à enroulement haute tension compartimente notamment pour moteur à combustion interne Expired - Lifetime EP0375502B1 (fr)

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FR8817053 1988-12-23
FR8817053A FR2641038B1 (fr) 1988-12-23 1988-12-23

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Publication Number Publication Date
EP0375502A1 EP0375502A1 (fr) 1990-06-27
EP0375502B1 true EP0375502B1 (fr) 1994-03-02

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