EP0917718A1 - Bobinage, notamment pour circuit haute tension de bobine d'allumage - Google Patents

Bobinage, notamment pour circuit haute tension de bobine d'allumage

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EP0917718A1
EP0917718A1 EP97936737A EP97936737A EP0917718A1 EP 0917718 A1 EP0917718 A1 EP 0917718A1 EP 97936737 A EP97936737 A EP 97936737A EP 97936737 A EP97936737 A EP 97936737A EP 0917718 A1 EP0917718 A1 EP 0917718A1
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turn
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    • H01F27/2823—Wires
    • H01F2027/2842—Wire coils wound in conical zigzag to reduce voltage between winding turns

Definitions

  • the present invention relates to a winding, in particular for a high voltage ignition coil circuit.
  • the spark plug terminals are connected to the ends of the secondary winding (high voltage) of a transformer such as an ignition coil, the primary winding of which is connected to a voltage source by through a switch such as a transistor.
  • the invention firstly relates to a winding, in particular for a high-voltage ignition coil circuit, characterized in that it is formed, at least in part, of plies of wires substantially frustoconical contiguous to each other continuously.
  • a winding according to the invention is therefore carried out on a reel without fin. It will be seen below that, thanks to the arrangement of the plies in truncated cones, according to the invention, the risks of sparking between the turns are considerably reduced.
  • each ply is formed of a plurality of turns in series from at least one turn of smaller diameter up to at least one turn of larger diameter and vice versa.
  • At least one ply is linked by its turn of smaller diameter to the turn of smaller diameter of one of the adjacent plies, and by its turn of larger diameter to the turn of larger diameter of the other adjacent tablecloth.
  • the invention also relates to a method for producing a winding as described above, comprising the steps consisting in: a) winding a thread on a bobbin in a first direction and over a first length; b) continue to wind said wire in the other direction over a second length less than said first length; c) continue to wind said wire in the other direction over a third length greater than said second length, d) repeat steps b) and c) until the desired number of turns is obtained, each step b) being carried out on a length less than that of steps c) which frame it in the succession of steps. In a particular embodiment, all of the steps b) are carried out over the same length.
  • all of the steps c) are carried out over the same length.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment
  • Figure 3 is a diagram of the embodiment of Figure 2.
  • This bobbin has a cylindrical central part 2 and at least one frustoconical end part 3.
  • the frustoconical part 3 is connected to the cylindrical part 2 by its base of small diameter.
  • the wire 4 begins to be wound at the location of the connection between the parts 2 and 3.
  • the winding continues on the part 3 towards the outside of the coil both axially and radially. This forms a first ply of son 5, frustoconical, applied to the part 3 of the bobbin.
  • the winding continues radially and axially towards the inside of the bobbin to form a second ply 6, frustoconical, resting on the ply 5.
  • the winding continues with a third frustoconical sheet 7 bearing on the sheet 6, and so on. It can therefore be seen that the layers 5, 6, 7, etc. are placed side by side in series.
  • the ply 6 is connected to the ply 5 which precedes it by the turns of larger diameter of each of these plies.
  • the ply 6 is connected to the ply 7 which follows it by the two turns of larger diameter of each of these two plies.
  • FIG. 2 represents a winding mode which avoids the use of a bobbin with a frustoconical end.
  • a conventional bobbin is used here comprising a cylindrical hub 8 and an end flange 9 perpendicular to the hub.
  • the winding of the wire begins here at one of the axial ends of the hub 8, in contact with the flange 9.
  • a first base layer 10 is wound from the flange 9 towards the center of the bobbin over a length L.
  • the winding continues in the opposite direction, that is to say towards the flange 9, over a length less than L, ie L-di, to form a second layer which is interrupted before the flange 9.
  • the winding resumes in the first direction, namely, towards the center of the winding to form over a length greater than L-di a third winding layer.
  • This third layer, of length L-di + d2 therefore extends in the direction of the central part of the bobbin beyond the base layer and the first layer, and on this part of length d 2 is therefore in contact of the hub 10 of the bobbin.
  • the maximum radial potential difference within the coil is equal to the potential difference between the last turn of the first layer and the first turn of the last layer in such a cross section. If we take the hypothesis of a coil of 18,300 turns for 40 kV of total potential difference,
  • n 15 and that the maximum potential difference corresponds to that of 1365, turns being 3 kV for a difference potential between two layers of 380 V.

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Abstract

L'invention a pour objet un bobinage, notamment pour circuit haute tension de bobine d'allumage. Selon l'invention, il est formé au moins pour partie, de nappes de fil (5, 6, 7...; 20) sensiblement tronconiques accolées les unes aux autres de manière continue.

Description

Bobinage, notamment pour circuit haute tension de bobine d'allumage.
La présente invention concerne un bobinage, notamment pour circuit haute tension de bobine d'allumage.
On sait que, dans les moteurs à combustion interne à allumage commandé, la combustion du mélange gazeux dans le cylindre est provoquée par l'étincelle qui se produit entre les électrodes d'une bougie d'allumage.
Afin de produire cette étincelle, on relie les bornes de la bougie aux extrémités de l'enroulement secondaire (haute tension) d'un transformateur tel qu'une bobine d'allumage, dont l'enroulement primaire est connecté à une source de tension par l'intermédiaire d'un interrupteur tel qu'un transistor.
Cet interrupteur étant fermé, un courant électrique circule dans l'enroulement primaire. Si, à un instant donné, l'interrupteur est alors ouvert, il se produit dans l'enroulement primaire une surtension brutale qui, par induction, génère une pointe de tension dans l'enroulement secondaire. Lorsque cette tension atteint une valeur suffisante, l'étincelle se produit provoquant l'inflammation du mélange combustible.
La tension aux bornes du secondaire pouvant atteindre plusieurs dizaines de milliers de volts, divers agencements ont déjà été proposés afin de limiter les risques de formation d'une étincelle entre deux spires de cet enroulement. Généralement, on prévoit de bobiner cet enroulement sur un bobinot comprenant un noyau tubulaire d'enroulement et une pluralité d'ailettes perpendiculaires à l'axe du noyau. Les ailettes délimitent entre elles des compartiments annulaires d'enroulement dont le noyau forme le fond, et comportent chacune un passage pour permettre au fil de l'enroulement secondaire de passer d'un compartiment aux compartiments adjacents. Diverses mesures ont déjà été proposées pour perfectionner cet agencement.
C'est ainsi que le document EP-A-0 375 502 prévoit des compartiments d'isolement entre les compartiments d'enroulement, de manière à augmenter la distance entre les spires de deux compartiments d'enroulement successifs. Cette disposition présente toutefois l'inconvénient d'augmenter la dimension axiale du bobinot secondaire.
On a également proposé, dans le document EP-A-0 609 109, de donner au noyau une forme telle que le passage d'un compartiment au compartiment adjacent débouche dans le compartiment amont à une certaine distance du noyau, et dans le compartiment aval au niveau de ce noyau. Ainsi, au niveau du passage, les enroulements de deux compartiments adjacents sont décalés de sorte qu'il est possible de limiter la tension entre deux spires disposées en vis-à- vis.
Ces agencements donnent des résultats généralement satisfaisants mais présentent toutefois à l'heure actuelle un inconvénient. En effet, on cherche de plus en plus à augmenter la tension aux bornes du secondaire et, pour cela, à augmenter en conséquence le nombre de spires de cet enroulement. Etant donné que l'on cherche par ailleurs à lui conserver un faible diamètre, on est amené à augmenter sa longueur.
Dans le même temps, on ne souhaite pas, pour limiter le coût du bobinage, multiplier le nombre d'ailettes et donc de compartiments d'enroulement. Ces derniers sont donc de plus en plus larges.
On se trouve alors confronté à un problème d'écoulement des nappes de fils et de mélange des spires.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un bobinage, notamment pour circuit haute tension de bobine d'allumage, caractérisé par le fait qu'il est formé, au moins pour partie, de nappes de fils sensiblement tronconiques accolées les unes aux autres de manière continue.
Un bobinage selon l'invention est donc réalisé sur un bobinot sans ailette. On verra ci-après que, grâce à l'agencement des nappes en troncs de cône, selon l'invention, les risques de formation d'étincelles entre les spires sont considérablement diminués.
Dans un mode de réalisation particulier, chaque nappe est formée d'une pluralité de spires en série à partir d'au moins une spire de plus petit diamètre jusqu'à au moins une spire de plus grand diamètre et réciproquement.
Egalement, selon un mode de réalisation particulier, au moins une nappe est liée par sa spire de plus petit diamètre à la spire de plus petit diamètre d'une des nappes adjacentes, et par sa spire de plus grand diamètre à la spire de plus grand diamètre de l'autre nappe adjacente.
L'invention a également pour objet un procédé pour la réalisation d'un bobinage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes consistant à : a) bobiner un fil sur un bobinot dans une première direction et sur une première longueur; b) continer à bobiner ledit fil dans l'autre direction sur une deuxième longueur inférieure à ladite première longueur; c) continuer à bobiner ledit fil dans l'autre direction sur une troisième longueur supérieure à ladite deuxième longeur, d) reprendre les étapes b) et c) jusqu'à obtention du nombre de spires désiré, chaque étape b) étant conduite sur une longueur inférieure à celle des étapes c) qui l'encadrent dans la succession des étapes. Dans un mode de mise en oeuvre particulier, toutes les étapes b) sont conduites sur la même longueur.
Egalement, selon un mode de mise en oeuvre particulier, toutes les étapes c) sont conduites sur la même longueur.
On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif deux modes de réalisation particuliers de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation;
- la figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation; et
- la figure 3 est une schématisation du mode de réalisation de la figure 2.
On voit à la ήgure 1, en coupe axiale, un extrémité 1 d'un bobinot d'enroulement haute tension d'une bobine d'allumage. Ce bobinot comporte une partie centrale 2 cylindrique et au moins une partie d'extrémité 3 tronconique. La partie tronconique 3 se raccorde à la partie cylindrique 2 par sa base de petit diamètre.
Le fil 4 commence à être bobiné à l'emplacement du raccord entre les parties 2 et 3. Le bobinage continue sur la partie 3 vers l'extérieur de la bobine aussi bien axialement que radialement. On forme ainsi une première nappe de fils 5, tronconique, appliquée sur la partie 3 du bobinot.
A la fin de cette première étape, le bobinage se poursuit radialement et axialement vers l'intérieur du bobinot pour former une deuxième nappe 6, tronconique, en appui sur la nappe 5.
Arrivé au niveau de la partie 2 du bobinot, le bobinage se poursuit par une troisième nappe tronconique 7 en appui sur la nappe 6, et ainsi de suite. On constate donc que les nappes 5, 6, 7... sont accolées les unes dans les autres en série. La nappe 6 est connectée à la nappe 5 qui la précède par les spires de plus grand diamètre de chacune de ces nappes. De même, la nappe 6 est connectée à la nappe 7 qui la suit par les deux spires de plus diamètre de chacune de ces deux nappes.
La figure 2 représente un mode d'enroulement qui évite l'utilisation d'un bobinot à extrémité tronconique.
On utilise ici un bobinot classique comportant un moyeu cylindrique 8 et un flasque d'extrémité 9 perpendiculaire au moyeu.
L'enroulement du fil commence ici à l'une des extrémités axiales du moyeu 8, au contact du flasque 9. Une première couche de base 10 est bobinée depuis le flasque 9 vers le centre du bobinot sur une longueur L.
Le bobinage se poursuit en direction inverse, c'est-à-dire vers le flasque 9, sur une longueur inférieure à L, soit L-di, pour former une deuxième couche qui est interrompue avant le flasque 9.
Le bobinage reprend dans la direction première, à savoir, vers le centre du bobinot pour former sur une longueur supérieure à L-di une troisième couche d'enroulement. Cette troisième couche, de longueur L-di + d2, s'étend donc en direction de la partie centrale du bobinot au delà de la couche de base et de la première couche, et sur cette partie de longueur d2 se trouve donc au contact du moyeu 10 du bobinot.
Ce processus se poursuit, chaque couche paire étant enroulée sur la figure 2 de droite à gauche en s'écartant du flasque 9 jusqu'à dépasser les couches précédentes d'une longueur d2, et chaque couche impaire étant enroulée de gauche à droite en se rapprochant du flasque 9, et étant arrêtée à une distance di du début de la couche précédente. Si d.= ai le « régime permanent » sera atteint avec la nème couche In avec :
On voit ainsi sur la figure schématique 3 qu'en « régime permanent », les nappes de fils 20 s'organisent en troncs de cônes les uns dans les autres.
On comprend (ce qui n'apparaît pas sur la figure 3 étant donné son caractère schématique) qu'une section transversale normale du bobinage coupe n nappes tronconiques dont la moitié a un nombre de fils correspondant à une longueur d'enroulement de L, et dont l'autre moitié a un nombre de fils correspondant à une longueur d'enroulement de L-di.
La différence de potentiel radial maximale au sein de la bobine est égale à la différence de potentiel entre la dernière spire de la première couche et la première spire de la dernière couche dans une telle section transversale. Si l'on se place dans l'hypothèse d'une bobine de 18 300 spires pour 40 kV de différence de potentiel totale,
avec un fil de diamètre de 0,072 mm, L = 7 mm, et dl = d2 = 0,86 mm, on constatera que n = 15 et que la différence de potentiel maximale correspond à celle de 1365, spires soit 3 kV pour une différence de potentiel entre deux couches de 380 V.
Ces valeurs sont, dans la pratique, tout à fait acceptable de sorte que l'on a pu, grâce à l'invention, résoudre le problème de la multiplication des ailettes sur une bobine de grande longueur.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Bobinage, notamment pour circuit haute tension de bobine d'allumage, caractérisé par le fait qu'il est formé au moins pour partie, de nappes de fil (5, 6, 7...; 20) sensiblement tronconiques accolées les unes aux autres de manière continue.
2.- Bobinage selon la revendication 1, dans lequel chaque nappe est formée d'une pluralités de spires en série à partir d'au moins une spire de plus petit diamètre jusqu'à au moins une spire de plus grand diamètre et réciproquement.
3.- Bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel au moins une nappe est liée par sa spire de plus petit diamètre à sa spire de plus petit diamètre d'une des nappes adjacentes, et par sa spire de plus grand diamètre à la spire de plus grand diamètre de l'autre nappe adjacente.
4.- Procédé pour la réalisation d'un bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant les étapes consistant à a) bobiner un fil sur un bobinot (8, 9) dans une première direction et sur une première longueur L; b) continuer à bobiner ledit fil dans l'autre direction sur une deuxième longueur (L-di) inférieure à ladite première longueur; c) continuer à bobiner ledit fil dans ladite première direction sur une troisième longueur (L-dι+d2) supérieure à ladite deuxième longueur; d) reprendre les étapes b) et c) jusqu'à obtention du nombre de spires désiré, chaque étape b) étant conduite sur une longueur inférieure à celle des étapes c) qui l'encadrent dans la succession des étapes.
5.- Procédé selon la revendication 4, dans lequel toutes les étapes b) dont conduites sur la même longueur (L-d-i).
6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, dans lequel toutes les étapes c) sont conduites sur la même longueur (L- d!+d2).
EP97936737A 1996-08-07 1997-08-05 Procede de realisation d'un bobinage, notamment d'un bobinage pour circuit haute tension de bobine d'allumage Expired - Lifetime EP0917718B1 (fr)

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