FR2595415A3 - Circuit magnetique loge dans un boitier de bobine d'allumage pour moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

BOBINE D'ALLUMAGE, NOTAMMENT POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE DE VEHICULE AUTOMOBILE, COMPORTANT UN NOYAU CENTRAL 1, AUTOUR DUQUEL SONT BOBINES LES ENROULEMENTS PRIMAIRE 6 ET SECONDAIRE 7, ET UN DOUBLE CIRCUIT MAGNETIQUE DE RETOUR DE FLUX 2 DISPOSE DE PART ET D'AUTRE DU NOYAU CENTRAL 1. UN ELEMENT DISSIPATEUR DE CHALEUR 15 CEINTURE LE DOUBLE CIRCUIT MAGNETIQUE DE RETOUR DE FLUX 2, ET MAINTIENT LES DEUX BRANCHES 3 ET 4 SERREES L'UNE CONTRE L'AUTRE. L'ENSEMBLE EST LOGE DANS UN BOITIER DE MATIERE PLASTIQUE 14.

Description

La présente invention concerne une bobine d'allumage, notamment pour moteur à combustion interne de véhicule automobile du type à circuit fermé généralement constitué d'un noyau central et d'un double circuit magnétique de retour de flux, disposé de part et d'autre du noyau central autour duquel sont disposés les enroulements primaire et secondaire, lequel circuit magnétique est intégré dans un boitier réalisé par moulage de matière plastique dont la conformité interne assure le maintien des deux circuits magnétiques de retour de flux symétriquement l'un sur l'autre, boitier dans lequel est incorporé un élément dissipateur de chaleur conformément au brevet principal.

Les circuits magnétiques équipant de telles bobines d'allumage sont constitués d'un empilement de tôles isolées entre elles à l'aide d'un vernis, ceci afin de diminuer les courants de Foucault, qui sont la cause d'un échauffement dudit circuit magnétique. Chacune des tôles est obtenue par découpage dans une feuille, ce qui implique d'importantes chutes de matière contribuant à augmenter le prix de revient de tels circuits magnétiques.

De nombreuses études ont donc porté sur la manière de découper les feuilles de tôles pour économiser au maximum la matière employée.

Il est donc inconcevable de former le double circuit magnétique de retour de flux d'une seule pièce pour une production de grande diffusion, car cela entraînerait la perte de la partie centrale.

Ce type de circuit magnétique est généralement constitué de trois pièces. L'une pour le noyau central et les autres pour les branches du double circuit magnétique de retour de flux.

Lors de l'assemblage des pièces constituant le double circuit magnétique, il subsiste deux entrefers dits utiles, entre le noyau primaire et le double circuit magnétique de retour de flux, et deux autres entrefers dits parasites entre les deux branches du double circuit magnétique de retour de flux.

Les entrefers utiles sont calibrés afin d'éviter une saturation temporaire ou permanente du circuit magnétique et afin de diminuer l'inductance de l'enroulement secondaire. Les entrefers parasites sont le résultat de la jonction des deux branches constituant le double circuit magnétique de retour de flux et sont par conséquent d'une valeur inconnue et différente d'un circuit magnétique à l'autre.

Une solution consiste à placer ces entrefers parasites sur la ligne neutre du circuit magnétique, passant par l'axe du noyau central de manière à ce que ces entrefers parasites ne se situent pas transversalement à la ligne moyenne du flux magnétique circulant dans chaque branche.

Lors des essais de telles bobines d'allumage, effectues à des valeurs critiques de fonctionnement, on a remarqué que ces bobines d'allumage atteignent une température très élevée tendant à écarter les deux branches du double circuit magnétique de retour de flux.

Cet écartement n'a théoriquement aucune incidence sur la valeur du flux magnétique mais, lors des essais, on s'est aperçu qu'il était la cause de quelques modifications des propriétés du circuit magnétique.

L'inconvénient majeur de l'écartement des deux branches du double circuit magnétique de retour de flux est une diminution de la surface de l'entrefer utile situé entre le noyau central et le double circuit magnétique de retour de flux. En effet, pour des raisons de poids, d'encombrement et d'économie de matière, la section du noyau central est calculée à la limite de la saturation pour un flux magnétique maximum admissible. La surface ou section de l'entrefer étant donc égale à celle du noyau central.

Quand les deux branches du double circuit magnétique de retour de flux sont écartées, la surface de l'entrefer se trouve diminuée, car sa largeur est diminuée d'une valeur égale à la valeur de l'écartement de deux branches.

Le noyau central étant calculé pour une valeur limite, il y a donc saturation et le circuit magnétique fonctionne anormalement ce qui a pour effet d'avoir une bobine d'allumage ayant de mauvaises caractéristiques.

La présente invention concerne une bobine d'allumage, notamment pour moteur à combustion interne de véhicule automobile du type à circuit fermé généralement constituée d'un noyau central et d'un double circuit magnétique de retour de flux, disposé de part et d'autre du noyau central autour duquel sont disposés les enroulements primaire et secondaire, lequel, circuit magnétique est intégré dans un boîtier réalisé par moulage de matière plastique dont la conformité interne assure le maintien des deux circuits magnétiques de retour de flux symétriquement l'un sur l'autre, boitier dans lequel est incorporé un élément dissipateur de chaleur, conformément au brevet principal, ledit dissipateur de chaleur étant réalisé sous la forme d'une ceinture métallique entourant les côtés latéraux du circuit magnétique.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, ledit élément dissipateur de chaleur est constitué d'une bande de toles métallique, dont les extrémités sont pliées de manière à fermer la tôle métallique par agrafage d'une extrémité sur l'autre.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, ledit élément dissipateur de chaleur comporte venues de matière, des oreilles de fixation de la bobine sur le véhicule.

Cedit élément dissipateur peut aussi, conformément au brevet principal, être moulé en alliage d'aluminium et comporte des nervures de refroidissement assurant ainsi une meilleure ventilation. Cet élément moulé comporte également des oreilles de fixation de la bobine d'allumage sur le véhicule.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée.

- La figure 1 représente une bobine d'allumage, munie d'un élément dissipateur de chaleur selon l'invention.

- La figure 2 représente en perspective un élément dissipateur de chaleur selon la figure 1.

- La figure 3 représente une bobine d'allumage, munie d'un élément dissipateur de chaleur selon un autre mode de réalisation de l'invention.

- La figure 4 est une vue à plus grande échelle du détail A de la figure 3.

- La figure 5 représente en perspective un élément dissipateur de chaleur fermé à l'aide d'un agrafage.

- La figure 6 représente une bobine d'allumage, munie d'un élément dissipateur de chaleur selon un autre mode de réalisation.

- La figure 7 représente en perspective un élément dissipateur de chaleur muni de deux oreilles de fixation.

- La figure 8 représente une bobine d'allumage, munie d'un élément dissipateur de chaleur selon un autre mode de réalisation.

- La figure 9 représente en perspective un élément dissipateur de chaleur moulé et comportant des nervures de refroidissement et des oreilles de fixation.

Les bobines d'allumage représentées aux figures 1, 3, 6 et 8 comportent un noyau magnétique central 1 et un double circuit magnétique de retour de flux 2. Ce double circuit magnétique de retour de flux est composé de deux branches distinctes 3 et 4 disposées symétriquement par rapport à l'axe 13 du noyau central 1. Autour de ce noyau central 1 estXdisposé un bobineau 5 portant les enroulements primaire 6 et secondaire 7. Un entrefer 8 est ménagé entre le noyau magnétique central 1 et le double circuit magnétique de retour de flux 2 évitant au circuit magnétique une saturation temporaire ou permanente et diminuant l'inductance du secondaire. A l'autre extrémité du noyau central 1 est ménagé un tenon 9 apte à-pénétrer dans une mortaise 10 ménagée dans le double circuit magnétique de retour de flux 2 sur l'entrefer parasite 12 situé sur l'axe 13 du noyau central 1, de manière à former un assemblage par queue d'aronde. Cet assemblage évite au noyau central 1 de se déplacer axialement ce qui a pour effet de former un deuxième entrefer.

Dans la théorie, un entrefer ayant une longueur e est égal à la somme'de deux entrefers ayant chacun une longueur e/2. Des essais en laboratoire ont montré que cette théorie ne s'appliquait pas à la réalité, car la petite différence existante, suffit à changer les caractéristiques de la bobine. Cette queue d'aronde a donc pour but d'empêcher toute translation axiale du noyau central 1, pour que l'entrefer utile 8 conserve la valeur qui lui a été attribuée.

Deux entrefers parasites 11 et 12 sont le résultat de l'assemblage des deux branches 3 et 4 constituant le double circuit magnétique de retour de flux 2. Ces entrefers parasites 11 et 12 sont placés sur l'axe de symétrie 13 du circuit magnétique, représentant la ligne neutre du circuit magnétique là ou le flux magnétique est nul. Ces entrefers parasites 11 et 12 ne gênent donc pas au bon fonctionnement du circuit magnétique.

Un boîtier 14 constitué de matière plastique enferme l'ensemble circuit magnétique-enroulements. Un elément dissipateur de chaleur 15 est disposé au fond du boîtier de matière plastique 14 et épouse la forme extérieure du circuit magnétique de retour de flux 2. Quand tous ces éléments sont placés dans le boitier de matière plastique 14, on coule de la résine synthétique 19 permettant d'isoler entre elles les différentes pièces constituant la bobine d'allumage, et liant cesdites pièces pour former un ensemble compact.

Des essais effectués à des valeurs maximum admissibles de fonctionnement ont été réalisés et ont permis de mesurer à l'intérieur de ladite bobine d'allumage des températures très élevées dues à un échauffement excessif du circuit magnétique, cet échauffement tendant à écarter les deux branches 3 et 4 du double circuit magnétique de retour de flux 2, l'une de l'autre. Cet écartement a pour effet de provoquer une saturation du noyau magnétique central 1. En effet, pour diminuer le poids, l'encombrement, et pour économiser de la matière, la section du circuit magnétique 1, 2 est calculée au plus juste, pour que celui-ci soit à la limite de la saturation pour un flux magnétique maximum autorisé.

Donc, si les deux branches 3 et 4 du double circuit magnétique de retour de flux 2 s'écartent d'une valeur a, la largeur de l'entrefer sera diminuée de cette même valeur a. La surface de l'entrefer 8 étant calculée à la limite de la saturation, cette surface étant diminuée, le noyau central 1 est saturé, ce qui provoque un mauvais fonctionnement de la bobine d'allumage.

Le dispositif, objet de l'invention, permettant d'éviter cet écartement, consiste à conformer un élément dissipateur de chaleur 15 de manière à ce que celui-ci ceinture le circuit magnétique de retour de flux 2 de manière à empêcher aux deux branches 3 et 4 de s'écarter.

Un exemple de réalisation d'un tel dissipateur de chaleur 15 est constitué par une simple ceinture de métal, comme représenté à la figure 2. Cet élément dissipateur de chaleur 15 est obtenu par tronçonnage d'un tube de métal ayant un profil préformé correspondant à celui du double circuit magnétique de retour de flux 2. Cet élément dissipateur de chaleur 15 est représenté à la figure 1, ceinturant le double circuit magnétique de retour de flux 2.

A la figure 5 est représenté un autre mode de réalisation d'un élément dissipateur de chaleur 15 selon l'invention. Cet autre mode de réalisation constitue en ce que les extrémités 20 et 21 d'une bande métallique sont repliées de manière à fermer cette bande métallique pour former une boucle, verrouillée à l'aide d'un agrafage constitue des deux pliages des extrémités 20 et 21 de la bande métallique.

A la figure 3 est représenté cet élément dissipateur de chaleur 15 muni de son agrafage, représenté à plus grande échelle à la figure 4.

A la figure 6 est représentée une même bobine d'allumage équipée de deux oreilles de fixation 16. Ces oreilles de fixation 16 viennent de matière avec le dissipateur de chaleur 15 comme représenté à la figure 7.

Ce dissipateur de chaleur est découpé dans un tube ayant le profil de la périphérie externe du double circuit magnétique de retour de flux 2, puis ces oreilles sont pliées perpendiculairement à la ceinture métallique. Ces oreilles de fixation 16 servent à évacuer les calories collectées par le dissipateur de chaleur 15, dans le support sur lequel la bobine d'allumage est fixée.

La figure 8 montre une bobine d'allumage équipée d'un dissipateur de chaleur 15, moulé et comportant des nervures de ventilation 17 aptes à augmenter la surface de l'élément dissipateur 15 qui se trouve en contact avec l'air. Des lumières 18 sont réalisées dans le boitier de matière plastique 14 de manière à ce que l'air puisse circuler entre les nervures de ventilation 17. L'élément dissipateur de chaleur 15 est représenté en perspective à la figure 9 et montre deux oreilles de fixation 16.

Un couvercle 18 moulé de matière plastique ferme le boitier 14 de la bobine d'allumage. Un autre mode de fermeture du boîtier de matière plastique 14, consiste à couler de la résine synthétique 19 jusqu'au bord supérieur du boîtier de matière plastique 14.

Les dissipateurs de chaleur représentés sur les figures, représentent trois exemples de réalisation ne limitant pas la portée de l'invention.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1) Bobine d'allumage, notamment pour moteur à combustion interne de véhicule automobile du type à circuit fermé généralement constitué d'un noyau central (1) et d'un double circuit magnétique de retour de flux (2), disposé de part et d'autre du noyau central (1) autour duquel sont disposés les enroulements primaire (6) et secondaire (7), lequel circuit magnétique est intégré dans un boîtier (14) réalisé par moulage de matière plastique dont la conformité interne assure le maintien des deux circuits magnétique de retour de flux (3) et (4) symétriquement l'un sur l'autre, boîtier (14) dans lequel est incorporé un élément dissipateur de chaleur (15) conformément au brevet principal caractérisée en ce que le dissipateur de chaleur (15) est réalisé sous la forme d'une ceinture métallique entourant les côtés latéraux du circuit magnétique (1,2).

2) Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément dissipateur de chaleur (15) est constitué d'une boucle métallique.

3) Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément dissipateur de chaleur (15) est constitué d'une bande métallique fermée par agrafage, de manière à former une boucle.