EP0418136B1 - Connectique haute-tension d'une bobine d'allumage, en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile - Google Patents

Connectique haute-tension d'une bobine d'allumage, en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile Download PDF

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EP0418136B1
EP0418136B1 EP90402485A EP90402485A EP0418136B1 EP 0418136 B1 EP0418136 B1 EP 0418136B1 EP 90402485 A EP90402485 A EP 90402485A EP 90402485 A EP90402485 A EP 90402485A EP 0418136 B1 EP0418136 B1 EP 0418136B1
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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
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    • H01F2038/122—Ignition, e.g. for IC engines with rod-shaped core

Definitions

  • the present invention relates to an ignition coil, in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the secondary of such a coil produces a very high voltage making it possible to generate an electric arc at the electrodes of the spark plugs, thus igniting the oxidizing mixture contained in the cylinders of the engine block.
  • a single coil controls all of the spark plugs via, for example, a mechanical distributor, generally of the rotating finger type.
  • the present invention relates more particularly to such a so-called single-cylinder coil which comprises a closed circuit magnetic assembly, comprising a central magnetic core around which are coaxially arranged two plastic coils carrying the primary and secondary windings, this assembly being integrated in a molded plastic housing. Synthetic resin, poured inside the case, secures and electrically insulates between them the different components of the ignition coil.
  • One of the problems to be solved on an ignition coil of this type is the realization of the high-voltage connection which allows the connection between the end of the secondary winding and the corresponding spark plug and in particular the output member. high voltage which is in direct contact with the spark plug with which the coil is associated.
  • the present invention aims to provide such means.
  • the invention relates to an ignition coil according to claim 1.
  • FIGS. 1 to 3 represent a high-voltage stem 1 molded from insulating plastic material such as P.B.T.
  • This bracket 1 consists of a barrel 2 of generally cylindrical shape inside which a cylindrical housing 3 opening at one end of the barrel by an opening 4 whose diameter is smaller to that of the housing 3, thus providing inside the said housing 3 a shoulder 5.
  • the barrel 2 comprises a collar 6 made of material and projecting relative to the external surface of the barrel 2.
  • the end of the barrel 2, opposite the end comprising the opening 4, is connected to a bar 7 by means of two webs 8 and 9 reinforced by ribs, respectively 10 and 11.
  • the bar 7 has two pins 12 and 13.
  • the wall of the barrel 2 opposite the bar 7 has an outlet 14 whose shape is shown on an enlarged scale in FIG. 3.
  • This outlet 14 comprises from the face 15 a conical flare 16 constituted by the walls 16, 17, a first slot constituted by the walls 18 and 19 and a second slot constituted by the walls 20 and 21, this second slot being wider than the first.
  • FIGS. 4 to 6 represent a high-voltage guide 25 produced from a plate of conductive material such as, for example, brass by cutting and stamping.
  • This high-voltage guide 25 is in the general form of a tube 26, the wall of which is extended at one of its ends by a horizontal tongue 27 comprising a vertical tab 28 whose end 29 is of smaller width.
  • Figures 7 to 9 show a high-voltage insert 30, made of conductive metal such as brass.
  • This insert 30 comprises a base 31 on one of the faces of which is formed a boss 32 at the center of which a slot 33 is arranged.
  • the base 31, the boss 32 and the slot 33 are of generally rectangular shape.
  • the base 31 is extended, on the one hand, by a tab 34, the end 35 of which is chamfered and has a generally trapezoidal section, on the other hand, by a tongue 36, the end 3 of which is folded at a right angle and is located on the opposite face of the base 31 relative to the tab 34.
  • the high-voltage bracket 1, the high-voltage guide 25, the insert 30 form part of an assembly constituting the high-voltage connection of the single-cylinder ignition coil according to the invention.
  • FIGS 10 and 11 illustrate such a coil consisting in particular of a housing 50 molded in plastic and a connector 51 allowing the low-voltage supply of the coil.
  • the magnetic circuit is closed and has a primary winding 52, wound around a reel 53.
  • a magnetic core 54 of rectangular section and generally composed of cut and laminated magnetic sheets is housed inside the reel 53.
  • the secondary spool 55 is held in lift on and around the primary spool 53.
  • the high-voltage insert 30, described above, is introduced through the end 35 of its tab 34 into a slot provided for this purpose in the secondary coil 55.
  • the end of the secondary winding 56 is welded.
  • the assembly comprising in particular the primary 53 and secondary 55 coils thus formed is introduced into the housing 57 of the housing 50.
  • a magnetic flux return circuit 59 the general U shape of which can be seen, consisting of cut and laminated magnetic sheets, is incorporated by molding in the housing 50.
  • the magnetic flux return circuit 59 constitutes the metal frame of the housing 50 and the base fixing the entire coil to the cylinder head of the engine.
  • the high-voltage connection assembly is produced.
  • this high-voltage connection assembly consists of a spring 61 which is introduced into the high-voltage guide 25 until it comes into abutment against its tongue 27 (FIG. 4).
  • This spring 61 coming into direct contact with the spark plug associated with the coil therefore ensures the transmission of the high-voltage, and constitutes the high-voltage output member.
  • the high-voltage guide 25 fitted with the spring 61 is introduced into the housing 3 of the high-voltage bracket 1 and is fixed therein by snap-fastening the tab 27 of the guide 25 into the slot 20, 21 (FIGS. 2 and 3) ) from outlet 14 of bracket 1.
  • This high-voltage connection assembly thus produced is positioned in the housing on the secondary winding 55 already installed.
  • the high-voltage assembly is thus positioned in the housing 57 of the housing 50 synthetic resin is poured which fills it up to a level N close to that of the face 62 of the housing 50.
  • this level N is always greater than the level N ′ corresponding to the end of the spring 61 in the high-voltage guide 25.
  • the hardening of the resin immobilizes all the constituents inside the housing 50 and in particular the spring 61.
  • a high-voltage connection has thus been produced in particular with the spring 61, presenting numerous advantages: no more wear part, resistance to vibrations, easy fixing.

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  • Power Engineering (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • La présente invention concerne une bobine d'allumage, en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile.
  • De manière connue en soi, le secondaire d'une telle bobine produit une tension très élevée permettant d'engendrer un arc électrique aux électrodes des bougies d'allumage, enflammant ainsi le mélange comburant contenu dans les cylindres du bloc moteur.
  • Habituellement, une seule bobine commande l'ensemble des bougies d'allumage par l'intermédiaire, par exemple, d'un distributeur mécanique, généralement du type à doigt tournant.
  • Une telle installation présente l'inconvénient de nécessiter un faisceau de câbles haute-tension permettant de relier d'une part, le secondaire de la bobine d'allumage au distributeur, d'autre part, le distributeur à chacune des bougies d'allumage.
  • En dehors du coût d'un tel faisceau, celui-ci est l'objet de fuites électriques générant des ondes radioélectriques parasites qui peuvent être acceptables avec l'utilisation d'un distributeur mécanique mais qui perturbent de manière importante l'ensemble du système d'allumage lorsque ce dernier est réalisé à l'aide de modules électroniques.
  • De manière à supprimer ces inconvénients, on a déjà proposé d'associer individuellement à chaque bougie d'allumage une bobine.
  • La présente invention se rapporte plus particulièrement à une telle bobine dite monocylindre qui comporte un ensemble magnétique à circuit fermé, comprenant un noyau magnétique central autour duquel sont disposés coaxialement deux bobineaux en matière plastique portant les enroulements primaire et secondaire, cet ensemble étant intégré dans un boîtier surmoulé en matière plastique. De la résine synthétique, coulée à l'intérieur du boîtier solidarise et isole électriquement entre eux les différents éléments constituants la bobine d 'allumage.
  • L'un des problèmes à résoudre sur une bobine d'allumage de ce type est la réalisation de la connectique haute-tension qui permet la liaison entre l'extrémité du bobinage secondaire et la bougie d'allumage correspondante et notamment l'organe de sortie haute-tension qui se trouve en contact direct avec la bougie d'allumage à laquelle est associée la bobine.
  • Ce problème est partiellement résolu par le document GB-A-2 199 193 qui décrit une bobine conforme au préambule de la revendication 1.
  • Ce document ne décrit pas toutefois de moyens rationnels permettant d'assurer le positionnement de l'ensemble de liaison haute-tension dans le boîtier et la fixation du guide haute-tension dans la potence.
  • La présente invention vise à fournir de tels moyens.
  • A cet effet, l'invention a pour objet une bobine d'allumage selon la revendication 1.
  • La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée.
    • la figure 1 est une vue de dessus d'une potence haute-tension ;
    • la figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue partielle de la potence haute-tension à plus grande échelle ;
    • la figure 4 est une vue en coupe du guide haute-tension suivant la ligne B-B de la figure 5 ;
    • la figure 5 est une vue de gauche du guide haute-tension ;
    • la figure 6 est une vue de dessus du guide haute-tension ;
    • la figure 7 est une vue de profil d'un insert haute-tension ;
    • la figure 8 est une vue de l'insert haute-tension suivant la flèche F2 de la figure 7 ;
    • la figure 9 est une vue de l'insert haute-tension suivant la flèche F2 de la figure 7 ;
    • la figure 10 est une vue de dessous d'une bobine d'allumage complètement équipée suivant l'invention ;
    • la figure 11 est une vue en coupe d'une bobine équipée suivant la ligne C-C de la figure 10.
  • On se réfère aux figures 1 à 3 qui représentent une potence haute-tension 1 moulée en matière plastique isolante telle que P.B.T.
  • Cette potence 1 est constituée d'un fût 2 de forme générale cylindrique à l'intérieur duquel un logement cylindrique 3 débouchant à l'une des extrémités du fût par une ouverture 4 dont le diamètre est inférieur à celui du logement 3, ménageant ainsi à l'intérieur dudit logement 3 un épaulement 5.
  • Dans sa partie centrale, le fût 2 comprend une collerette 6 ménagée de matière et faisant saillie par rapport à la surface extérieure du fût 2.
  • L'extrémité du fût 2, opposée à l'extrémité comportant l'ouverture 4, se raccorde à une barrette 7 par l'intermédiaire de deux voiles 8 et 9 renforcés par des nervures, respectivement 10 et 11. La barrette 7 comporte deux pions 12 et 13.
  • La paroi du fût 2 opposée à la barrette 7 comporte un débouché 14 dont la forme est représentée à échelle agrandie figure 3.
  • Ce débouché 14 comprend à partir de la face 15 un évasement conique 16 constitué par les parois 16,17, une première fente constituée par les parois 18 et 19 et une seconde fente constituée par les parois 20 et 21, cette seconde fente étant plus large que la première.
  • On se réfère maintenant aux figure 4 à 6 qui représentent un guide haute-tension 25 réalisé à partir d'une plaque de matériau conducteur tel que par exemple du laiton par découpage et estampage.
  • Ce guide haute-tension 25 se présente sous la forme générale d'un tube 26 dont la paroi se prolonge à l'une de ses extrémités par une languette 27 horizontale comportant une patte verticale 28 dont l'extrémité 29 est de plus faible largeur.
  • Les figures 7 à 9 représentent un insert haute-tension 30, réalisé en métal conducteur tel que laiton.
  • Cet insert 30 comprend une embase 31 sur l'une des faces de laquelle est ménagé un bossage 32 au centre duquel est agencée une fente 33. L'embase 31, le bossage 32 et la fente 33 sont de forme générale rectangulaire.
  • L'embase 31 se prolonge, d'une part, par une patte 34 dont l'extrémité 35 est chanfreinée et présente une section de forme générale trapézoïdale, d'autre part, par une languette 36 dont l'extrémité 3 est pliée à angle droit et se situe sur la face opposée de l'embase 31 par rapport à la patte 34.
  • La potence haute-tension 1, le guide haute-tension 25, l'insert 30 font partie d'un ensemble constituant la liaison haute-tension de la bobine d'allumage monocylindre suivant l'invention.
  • Les figures 10 et 11 illustrent une telle bobine constituée notamment d'un boîtier 50 surmoulé en plastique et un connecteur 51 permettant l'alimentation basse-tension de la bobine.
  • Le circuit magnétique est fermé et comporte un enroulement primaire 52, bobiné autour d'un bobineau 53. Un noyau magnétique 54 de section rectangulaire et composé généralement de tôles magnétiques découpées et feuilletées est logé à l'intérieur du bobineau 53.
  • Autour de cet ensemble, coaxialement au bobineau primaire 53, est disposé un bobineau secondaire 55 autour duquel est bobiné un enroulement secondaire 56.
  • Le bobineau secondaire 55 est maintenu en sustentation sur et autour du bobineau primaire 53.
  • L'insert haute-tension 30, décrit plus haut, est introduit par l'extrémité 35 de sa patte 34 dans une fente prévue à cet effet dans le bobineau secondaire 55. Sur l'extrémité 37 de la languette 36 de l'insert 30 on vient souder l'extrémité du bobinage secondaire 56.
  • L'ensemble comprenant notamment les bobineaux primaire 53 et secondaire 55 ainsi constitué est introduit dans le logement 57 du boîtier 50.
  • Un circuit magnétique de retour de flux 59, dont on voit la forme générale en U, constitué de tôles magnétiques découpées et feuilletées, est incorporé par moulage au boîtier 50.
  • Le circuit magnétique de retour de flux 59 constitue l'armature métallique du boîtier 50 et l'embase de fixation de l'ensemble de la bobine sur la culasse du moteur.
  • A cet effet, aux quatre coins du rectangle ainsi constitué, sur la face supérieure 58, sont ménagées 4 fraisures 59a, 59b, 59c, 59d au centre desquelles sont prévus des trous 60a, 60b, 60c, 60d traversant le boîtier 50 et le circuit magnétique de retour de flux 59 desdites fraisures sont destinées à recevoir les vis de fixation (non représentées) de l'ensemble de la bobine.
  • Avant coulage d'une résine synthétique à l'intérieur du boîtier pour immobiliser et isoler les différents constituants, on réalise l'ensemble de liaison haute-tension.
  • Suivant l'invention, cet ensemble de liaison haute-tension est constitué d'un ressort 61 qui est introduit dans le guide haute-tension 25 jusqu'à ce qu'il vienne en butée contre sa languette 27 (figure 4).
  • Ce ressort 61 venant en contact direct avec la bougie d'allumage associée à la bobine assure donc la transmission de la haute-tension, et constitue l'organe de sortie haute-tension.
  • Le guide haute-tension 25 équipé du ressort 61 est introduit dans le logement 3 de la potence haute-tension 1 et est fixé dans celle-ci par encliquetage de la patte 27 du guide 25 dans la fente 20,21 (figures 2 et 3) du débouché 14 de la potence 1.
  • Cet ensemble de liaison haute-tension ainsi réalisé est positionné dans le boîtier sur le bobineau secondaire 55 déjà mis en place.
  • Ce positionnement est assuré, d'une part, par pénétration des pions 12 et 13 de la barrette 7 de la potence 1 dans des logements correspondants prévus à cet effet dans le bobineau secondaire 55, d'autre part, par pénétration de l'extrémité amincie 29 de la patte 28 du guide 25 dans la fente 33 de l'insert haute-tension 30.
  • L'ensemble haute-tension étant ainsi positionné dans le logement 57 du boîtier 50 on coule de la résine synthétique qui le remplit jusqu'à un niveau N proche de celui de la face 62 du boîtier 50.
  • On s'arrange pour que ce niveau N soit toujours supérieur au niveau N′ correspondant à l'extrémité du ressort 61 dans le guide haute-tension 25.
  • Suivant l'invention, le durcissement de la résine immobilise tous les constituants à l'intérieur du boîtier 50 et en particulier le ressort 61.
  • On a ainsi réalisé notamment avec le ressort 61 une liaison haute-tension présentant de nombreux avantages : plus de pièce d'usure, résistance aux vibrations, fixation aisée.
  • On remarquera que, lorsque la bobine est fixée sur la culasse du moteur, la face 62 du boîtier 50 présentant la résine se trouve en bas comme illustré sur la figure 11 et se trouve donc naturellement protégée contre les agressions.

Claims (5)

  1. Bobine d'allumage, en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, comportant, intégré à un boîtier (50) un ensemble magnétique constitué notamment d'un noyau magnétique (54) logé dans un bobineau primaire (53), un bobineau secondaire (55) coaxial au bobineau primaire (53), des enroulements primaire (52) et secondaire (56), un circuit magnétique de retour de flux (59) constituant une armature métallique, un ensemble de liaison haute-tension comprenant notamment un insert (30) fixé dans le bobineau secondaire (55), une potence haute-tension (1), un guide haute-tension (25) dans lequel vient se loger un organe de sortie haute-tension constitué d'un ressort (61), des moyens de positionnement de l'ensemble de liaisons hautes-tension dans le boîtier (50), et des moyens de fixation du guide haute-tension (25) dans la potence (1), caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement et lesdits moyens de fixation comprennent une languette (27) formant un prolongement du guide haute-tension (25) et coopérant avec la potence (1) et l'insert (30).
  2. Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la languette (27) possède une extrémité amincie (29) coopérant avec une fente (33) ménagée dans l'insert (30).
  3. Bobine d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la languette (27) du guide haute-tension (25) coopére par encliquetage avec un débouché (14) ménagé dans la potence haute-tension (1).
  4. Bobine d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que lesdits moyens de positionnement comprennent en outre des pions (13,14) ménagés de matière sur une barrette (7) de la potence haute-tension (1).
  5. Bobine d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comprenant des moyens de fixation de l'organe de sortie haute-tension dans le guide haute-tension (25), caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation sont constitués par la résine coulée dans le boîtier (50).
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