FR2735816A1 - Bobine d'allumage a separateurs d'enroulement secondaire ne filtrant pas/ne segregant pas - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une bobine d'allumage (22) pour moteur à combustion interne et son procédé de fabrication, dans laquelle les couches de l'enroulement secondaire (32) sont séparées par un matériau ne filtrant pas/ne segrègant pas enrobé dans un boîtier de bobine d'allumage isolé électriquement. Le séparateur d'enroulement secondaire ne filtrant pas préféré est un treillis (128) de filaments pleins n'absorbant pas, n'adsorbant pas, tel qu'un treillis de Nylon. En utilisant le séparateur d'enroulement secondaire ne filtrant pas, ne séparant pas, on empêche un blocage de la charge lorsque le boîtier (44) de la bobine d'allumage est fabriqué par enrobage sous vide et durcissement d'une composition d'enrobage ayant des additifs solides. Les séparateurs n'absorbant pas, sont aussi avantageux du fait qu'ils ne modifient pas la composition chimique de la composition d'enrobage.

Description

La présente invention concerne les bobines d'allumage de moteurs à

combustion interne et des procédés de fabrication de celles-ci.

La présente invention a été mise au point lors de développements poursuivis concernant les systèmes d'allumage de moteurs marins dans lesquels l'énergie d'allumage est déchargée par l'intermédiaire d'une bougie pour fournir une étincelle suffisante pour allumer un mélange combustible situé dans un cylindre. L'invention a été mise au point en particulier en liaison avec des efforts pour améliorer la qualité de production et la durée de vie de bobines d'allumage enroulées de papier enfermées dans un boîtier isolé électriquement constitué d'une

composition de polymère durcissant à la chaleur.

Les bobines d'allumage enroulées de papier ont de manière typique un enroulement primaire et un enroulement secondaire imprégnés dans un boîtier électriquement isolé (diélectrique) constitué d'une composition d'enrobage qui habituellement a des additifs solides tels que des charges de sable. Historiquement, des bandes de papier de qualité électrique tel que du papier Kraft ont été utilisées pour séparer les couches d'enroulements de fils des enroulements primaire et secondaire. Des investigations ont abouti au fait que les séparateurs de papier de l'enroulement secondaire tendent à filtrer les charges de sable ou autres additifs solides pendant le processus de fabrication, en créant ainsi des barrières de charge dans le boîtier et en produisant des variations dans la composition de polymère d'enrobage. Les variations de la composition de polymère entraînent des discontinuités de la constante diélectrique à travers le boîtier. Ce qui est peut-être le plus important, est que les discontinuités de la composition ont pour résultat un taux de rétrécissement non-uniforme lorsqu'on durcit le matériau du boîtier pendant

le processus de fabrication et des caractéristiques de dilatation thermique non-

uniformes dans le boîtier fabriqué. Ces discontinuités du taux de rétrécissement et du coefficient de dilatation thermique amènent le boîtier à craquer ou à être détérioré de manière différente, à la fois pendant la fabrication et après celle-ci, de sorte que la sortie de tension de la bobine est potentiellement réduite ou, dans le pire des cas, ceci entraîne un défaut de la bobine. Des observations d'essais indiquent aussi que les caractéristiques d'absorption et/ou d'adsorption des séparateurs de fils en papier modifient la composition chimique de la composition d'enrobage à l'intérieur de

l'enroulement, entraînant des discontinuités de diélectrique supplémentaires.

La présente invention fournit une bobine d'allumage et un procédé de fabrication de celle-ci qui utilise des séparateurs de fils d'enroulement secondaire ne filtrant pas/ne segrègant pas à la place de séparateurs en papier. Les séparateurs préférés d'enroulement secondaire sont des bandes de treillis de Nylon (en filaments pleins) ayant grossièrement une dimension de maille de 0,127 cm (0,050 pouce). D'autres types de séparateurs ne filtrant pas/ne segrègant pas tels qu'un tissu en polyester ne segrègant pas, à cellule fermée, sont aussi considérés comme étant dans la portée de la présente invention. En utilisant un séparateur d'enroulement secondaire ne filtrant pas, on évite le problème de barrière de charge et on rend la composition du boîtier pratiquement homogène sur la totalité du boîtier. Du fait que la composition du boîtier est pratiquement homogène, le diélectrique, le taux de rétrécissement et les caractéristiques de dilatation thermique sont de manière générale les mêmes sur la totalité du boîtier, et la plupart des

problèmes décrits ci-dessus sont surmontés.

Un autre avantage du Nylon ou d'autres matériaux constitués de filaments pleins, est que le séparateur en Nylon ne modifie pas la composition

chimique de la composition d'enrobage par absorption et/ou adsorption.

On va maintenant décrire la présente invention, à titre d'exemple uniquement, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est un schéma de circuit représentant un système typique d'allumage à décharge de condensateur pour moteur à combustion interne, - la Figure 2 est une vue latérale d'une bobine d'allumage enroulée de papier utilisée de manière typique dans les systèmes d'allumage de moteur à combustion interne, - la Figure 3 est une vue en coupe prise le long des lignes 3-3 de la Figure 2, - la Figure 4 est une vue en coupe prise le long des lignes 4-4 de la Figure 3, - la Figure 5a est une représentation schématique d'un processus de fabrication de bobines d'allumage enroulées de papier, - la Figure 5b est une vue schématique des enroulements secondaires d'une bobine d'allumage enroulée de papier représentant les couches d'enroulements secondaires séparées par des bandes de papier, - la Figure 6a est une vue schématique en coupe d'une bobine d'allumage enroulée de papier représentant des types habituels de fissures du boîtier du bobine, - la Figure 6b est une représentation détaillée de la zone de la Figure 6a indiquée par les lignes 6b-6b, - la Figure 7a est une représentation schématique d'une bobine d'allumage vue en coupe, ayant des séparateurs d'enroulements secondaires en treillis de Nylon en filaments pleins selon la présente invention,

- la Figure 7b est une vue détaillée de la zone indiquée par la ligne 7b-

7b de la Figure 7a, - la Figure 8 est une vue schématique d'une étape de fabrication

consistant à enrouler un enroulement secondaire par un treillis de Nylon.

La Figure 1 représente un système 10 d'allumage par décharge de condensateur pour moteur à combustion interne, comportant une bobine 12 de stator d'alternateur mise sous tension par mise en rotation du moteur pour développer une tension, un condensateur 14 chargé à travers une diode 16 par une tension provenant de la bobine de stator 12, et un commutateur à semi-conducteur 18 pour décharger le condensateur 14 en réponse à un signal de déclenchement indiqué au niveau de la référence numérique 20, comme cela est habituel dans la technique, et pour lequel on peut de plus se reporter aux Brevets US portant les numéros 3 273 099, 3 302 130, 3 448 423, 3 542 007, 3 549 944, 3 556 069, 3 566 188, 3 612 948, 3 675 077, 5 146 905 incorporés ici à titre de référence. La diode 16 empêche la décharge du condensateur 14 en retour à travers la bobine de

stator d'alternateur 12 lorsque la bobine 12 ne développe pas de tension positive.

La bobine d'allumage 22 a un noyau de ferrite 24 magnétiquement perméable, indiqué sur les Figures 1, 2, 3, 4. Le noyau 24 a une barre de noyau 26 s'étendant axialement qui s'étend le long d'un axe 28, un enroulement primaire 30 enroulé autour de la barre de noyau 26 et mis sous tension par décharge du condensateur 14 à travers le commutateur à semi-conducteur 18, et un enroulement secondaire 32. Le noyau 24 a une structure formant culasse extérieure de trajet de retour du flux magnétique fournie par deux bras 36 et 38, voir Figure 4, situés au niveau des extrémités axiales de la barre de noyau 26 et s'étendant radialement à partir de celle-ci et reliés par une barre de culasse 40. Une bougie 42, voir Figure 1,

est mise sous tension par l'enroulement secondaire 32.

L'enroulement primaire 30 et l'enroulement secondaire 32 sont coaxiaux et sont enrobés dans un boîtier 44 moulé réalisé par moulage d'une composition d'enrobage en polymère isolée électriquement, telle qu'une résine époxy. Une coupelle ou douille haute-tension 46 formant borne femelle électriquement conductrice est alignée avec l'enroulement secondaire 32 et est reliée à celui-ci à l'aide d'un fil noyé 48. Une tubulure de rétrécissement 49 est utilisée pour permettre l'enlèvement d'un poinçon après moulage par coulée. Une tige

formant borne 50 est reliée à l'enroulement primaire 30 par un fil noyé 52.

L'extrémité négative ou de mise à la terre de l'enroulement primaire 30 est reliée à l'extrémité négative ou de mise à la terre de l'enroulement secondaire 32, comme représenté schématiquement sur la Figure 1 au niveau du noeud de liaison 54. Un fil noyé 56 relié à la terre relie le noeud 54 à une tige 58 formant borne négative, voir Figure 2. Une patte de mise à la terre 60 relie électriquement la tige 58 formant

borne négative au noyau 24.

Le noyau 24 est un élément en deux parties 24a et 24b comme dans la technique antérieure. La partie de noyau 24a comporte une barre de noyau 26a, un bras d'extrémité 38 et une armature de connexion 40a. la partie de noyau 24b comporte un barre de noyau 26b, un bras d'extrémité 36 et une armature de connexion 40b. Après moulage, les parties de noyau 24a et 24b sont mises à coulisser dans la bobine 22, une à partir de chaque extrémité axiale opposée, et sont scellées en position sur le boîtier 44 en résine époxy. Le trajet du flux magnétique part de la barre de noyau 26a vers la barre de noyau 26b, vers le bras 36, vers la culasse de connexion 40b, vers la culasse de connexion 40a, vers le bras 38, et en retour vers la barre de noyau 26a. Le noyau assemblé est revêtu d'une enveloppe

62 électriquement isolante (voir Figure 2) de préférence constituée de caoutchouc.

La Figure 5a est un ordinogramme décrivant un procédé typique de fabrication 64 de bobines d'allumage telles que la bobine d'allumage 22 représentée sur les Figures 1 à 4. La première étape du procédé, représentée par le bloc 66, consiste à enrouler l'enroulement primaire 30 et à enrouler l'enroulement secondaire 32. L'enroulement primaire 30 est constitué d'un fil de cuivre isolé de calibre 19 enroulé autour d'un mandrin de carton 31 (voir Figure 6a) ayant un diamètre extérieur de 1,58 cm (0,625 pouce). L'enroulement primaire est constitué approximativement de 13 spires. L'enroulement primaire 30 est fixé de manière

typique sur le mandrin 31 à l'aide d'un ruban.

La Figure 5b est une vue schématique représentant un processus typique 68 pour enrouler un enroulement secondaire trapézoïdal 32. L'enroulement secondaire 32 est de manière typique constitué en enroulant un fil de cuivre isolé de calibre 42 autour d'un mandrin de carton 69 ayant un diamètre extérieur de 1,984 cm (0,781 pouce). L'épaisseur du fil de calibre 42 normalement utilisé pour l'enroulement secondaire 32 est de 0, 064 mm (0,0025 pouce) pour le conducteur et de 0,089 mm (0,0035 pouce) y compris l'isolant. Pour enrouler l'enroulement secondaire 32, trois spires 70 du fil de calibre 42 sont enroulées autour du mandrin 69. Une bande de papier Kraft 72 de qualité électrique ayant une largeur de 10 cm environ (4 pouces) est enroulée autour du mandrin 69 et des trois premières spires 70. Le papier Kraft 72 a de manière typique une épaisseur de 0,127 mm (0,005 pouce). Une autre bande de papier 74, un papier isolant de qualité électrique ayant une épaisseur de 0,127 mm (0, 005 pouce) et une largeur de 8,26 cm (3,25 pouces), est ensuite enroulée autour du mandrin 69 et de la feuille de papier Kraft 72. Ensuite, 100 spires du fil 76 de calibre 42 sont enroulées autour de la bande de papier isolant 74 dans l'espace d'environ 1,12 cm (0,44 pouce) pour créer la première couche 76 de l'enroulement secondaire 32. Une autre couche de papier isolant 78 est insérée autour de la première couche de fil 76. Une seconde couche de fil 80 ayant 98 spires est enroulée autour du séparateur 78 en papier isolant. Le procédé de fabrication de l'enroulement secondaire se poursuit de cette manière, chaque couche d'enroulement étant séparée par un séparateur de papier isolant. La ème couche de l'enroulement secondaire 82 comporte 52 spires. Deux couches de papier isolant 84 séparent la 25éme couche de fil 82 de la 26éme couche de fil 86. La 26éme couche de fil comporte 50 spires. De manière analogue, la 27éme couche de fil 88 est séparée de la 26ème couche 86 par deux couches de papier isolant 90. Deux autres couches de papier 92 sont enroulées autour de la 27éme couche 88 et une couche d'enroulement de pointe 94 comportant quatre spires est enroulée autour des feuilles de papier 92. Les enroulements de pointe 94 augmentent le flux magnétique de la bobine secondaire trapézoidale. L'enroulement secondaire trapézoïdal est ensuite enveloppé d'une couche protectrice de papier Kraft 96. Un ruban de qualité électrique fixe la couche de papier extérieure 96

autour de la bobine secondaire 32.

En se reportant à nouveau à la Figure 5a, l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire associés aux autres parties internes de la bobine d'allumage sont assemblés et sont réunis par soudure, comme indiqué au niveau du bloc 98. En particulier, l'enroulement primaire 30 et l'enroulement secondaire 32 sont agencés selon un configuration axiale, voir Figures 3 et 4, et les tiges formant borne 50, 58 et la coupelle 46 formant borne femelle sont soudées, ou reliées de manière différente, aux extrémités des enroulements comme représenté sur les Figures 3 et 4. Les parties internes assemblées de la bobine d'allumage 22 sont

alors placées dans un moule métallique.

Le moule métallique et les parties internes sont préchauffés dans un four comme indiqué au niveau du bloc 100. Le préchauffage 100 est habituellement effectué entre environ 104 C et 107 C (220 F et 225 F) sur une période d'environ deux heures. Le but principal du préchauffage est d'enlever l'humidité en excès et les autres contaminants du moule et des parties internes et d'élever la température du moule et des parties internes pour enrobage sous vide comme indiqué au

bloc 102.

L'étape d'enrobage sous vide 102 implique le mélange d'une partie A et d'une partie B de composition thermodurcissante et de déverser la composition mélangée thermodurcissante dans le moule dans des conditions sous vide. La composition de moulage ou d'enrobage préférée (c'est-à- dire la composition thermodurcissante mélangée) est une résine époxy telle qu'un anhydride. Les anhydrides ont une résistance diélectrique suffisante pour satisfaire aux impératifs de l'enroulement secondaire 32. La composition d'enrobage comporte normalement des charges de sable telles que de l'oxyde d'alumine, du talc ou de la silice, ou parfois comporte des charges d'argile. La composition d'enrobage mélangée est déversée à l'intérieur du moule à une température de 82 C à 88 C (180 F à 190 F) et une pression de 60 Pa (0,5 Torr) c'est-à-dire très proche du vide complet. Pour permettre aux éléments volatiles de s'échapper, le moule et les composants internes sont exposés au vide de 60 Pa (0,5 Torr) pendant environ une minute avant

déversement de la composition d'enrobage mélangée.

D'autres types de composition d'enrobage thermodurcissante en plus des résines époxy ont été utilisés dans la technique tels que des uréthannes ou des

polybutadiènes.

Le moule rempli de la composition d'enrobage liquide est mis à durcir pour augmenter la densité de réticulation et solidifier la composition d'enrobage. On préfere normalement que le durcissement thermique soit réalisé à une température de four comprise entre 104 C et 121 C (220 F et 250 F), ce qui n'inclut pas l'énergie exothermique provenant du processus de durcissement. Le processus de durcissement prend normalement environ deux heures. Pendant l'étape de durcissement thermique, indiquée au niveau du bloc 104, la composition d'enrobage se rétracte. Par conséquent, il est normalement important, en fonction de la composition d'enrobage, de concevoir le moule de sorte que le boîtier 44 ne soit pas fracturé lors du durcissement. Après l'étape de durcissement thermique indiquée au niveau du bloc 104, le moule est refroidi et ensuite enlevé du boîtier moulé 44 comme indiqué au niveau du bloc 106. L'assemblage final ainsi que la suppression des parties en excès du boîtier moulé 44 nécessaires pour le traitement de moulage, et l'assemblage du noyau 24, de la patte 60 de mise à la terre et de

l'enveloppe isolante 62 sur la bobine est alors effectué.

La Figure 6a représente divers types de défauts potentiels associés aux

bobines d'allumage enroulées de papier 22 fabriquées par le procédé décrit ci-

dessus. Un premier type de défaut est une craquelure horizontale 108 située le long du bord supérieur du papier 96. La raison de ce type de défaut 108 est que la couche supérieure de papier 96, qui est de manière typique un papier protecteur (par exemple un papier huilé ou papier pelure), n'absorbe pas la composition d'enrobage et ne facilite pas la liaison effective de la composition d'enrobage avec

la couche supérieure de papier 96.

Les zones assombries 112 représentent des barrières de charge (c'est-à-

dire des volumes à teneur élevée en charge). Les barrières de charge 112 surviennent du fait que le papier est cellulaire et que le sable de la charge ne peut pas pénétrer au-delà des couches de papier agencées de manière serrée dans l'enroulement secondaire 32. Le blocage de la charge ne survient pas le long de la couche supérieure 96 du papier du fait que la composition d'enrobage ne pénètre pas à travers la couche 96 sur une étendue appréciable quelconque. La barrière de charge dans les zones 112 peut être importante. À titre d'exemple, une composition d'enrobage comportant 50 % de charge en poids aura probablement 75 % de charge dans les zones 112 formant barrière de charge et peu sinon pas de charge dans les

couches de papier 114 de l'enroulement secondaire 32.

Un blocage de la charge peut présenter des problèmes du fait de la variation de composition. Les barrières de charge 112 se rétractent moins que le reste du boîtier 44 pendant le refroidissement après durcissement thermique. Par exemple, un taux de rétraction typique pour la composition d'enrobage comportant % de charge depuis une température de durcissement exothermique de pointe jusqu'à une température ambiante de 72 est de manière typique une rétraction de 0,38 mm pour 2, 54 cm de matériau (0,0153 pouce par pouce). Dans la zone de la barrière de charge 112 comportant 75 % de charge, le taux de rétraction est de manière typique de 0,254 mm pour 2,54 cm (0,010 pouce par pouce) dans les mêmes conditions. Pour le polymère pur ou pratiquement pur 114 situé dans les couches de papier de l'enroulement secondaire 32, un taux typique de rétraction est

de 0,58 mm pour 254 cm (0,023 pouce par pouce).

La référence numérique 110 indique des craquelures de fusion verticales situées le long du bord de l'enroulement secondaire 32, qui se forment pendant le durcissement thermique et sont remplies à nouveau avant que le durcissement ne soit terminé. Pendant le traitement de durcissement, les discontinuités des taux de rétraction entraînent les craquelures de fusion verticales (qui sont de manière typique remplies à nouveau à l'aide de polymère pur) et aussi d'autres craquelures telles que la craquelure 116 s'inclinant vers le haut à

partir du coin de la barrière de charge 112 en direction du bord du boîtier 44.

Parfois, une craquelure analogue à la craquelure 116 se propage entièrement jusqu'au bord du boîtier 44 pendant le refroidissement comme représenté par la

craquelure 118.

Des craquelures 120 sont aussi typiques pendant le traitement de durcissement thermique, qui apparaissent à travers l'enroulement secondaire 32 habituellement entre des couches de l'enroulement secondaire. Les craquelures ou fissures 120 fournissent des discontinuités de diélectrique qui interrompent les lignes de densité de champ magnétique et entraînent une tension de sortie réduite qui, à son tour, diminue la performance du moteur. En fonctionnement dans le temps, la composition d'enrobage située dans la zone des discontinuités diélectriques 120 est de manière typique brisée du fait des décharges par effet Corona. Éventuellement, la rupture autour des discontinuités diélectriques sera exacerbée sur une amplitude telle que des arcs électriques apparaissent entre les enroulements. Lorsque ce type de détérioration 120 augmente, la tension de sortie à

partir de l'enroulement secondaire 32 vers la bougie 42 diminue de manière conti-

nuelle. À un certain moment, la sortie de tension provenant de la bobine 22 peut diminuer sur une amplitude telle que la bobine 22 ne peut plus allumer la bougie 42

(par exemple aux environs de 13 kilovolts).

Bien que des craquelures telles qu'indiquées au niveau des références numériques 108, 110, 116, 118 et 120 puissent apparaître pendant le traitement de durcissement thermique, des craquelures peuvent commencer ou croître en outre après que la bobine ait été durcie du fait de cycles thermiques et de variations des caractéristiques de dilatation thermique à travers le boîtier 44. Un premier type de défaut qui peut apparaître du fait d'un cycle thermique est un trou brûlé 122. Un trou brûlé 122 survient lorsqu'un trajet s'ouvre entre l'enroulement secondaire 32 et les bras de ferrite 36 ou 38 ou les culasses 40. S'il existe un trajet ouvert vers la ferrite de mise à la terre, la tension élevée de l'enroulement secondaire 32 peut choisir le trajet ouvert en tant que trajet de moindre résistance à la place du trajet passant par la bougie d'allumage 42. Un exemple de tel trajet ouvert est représenté le long de la craquelure 108, de la craquelure 118, et va entièrement jusqu'au bord

du boîtier 44 vers le trou brûlé 122.

En se reportant à la Figure 6b, des couches d'enroulements secondaires 32a et 32b sont séparées par un papier 124 qui est normalement saturé de polymère d'enrobage, mais ceci n'est pas toujours le cas. Le polymère d'enrobage se trouve aussi dans les espaces 126 existant entre les enroulements 32a et 32b et le papier 124. Si la composition d'enrobage ne sature pas de manière suffisante le papier 124, la constante diélectrique à travers le papier 124 situé entre les couches d'enroulement 32a et 32b peut ne pas être suffisante, favorisant ainsi des claquages par effet Corona et l'apparition d'arcs électriques. De plus, lorsque le polymère d'enrobage est absorbé et/ou adsorbé dans le papier 124, la composition chimique du polymère d'enrobage au voisinage du papier 124 est modifiée. Les changements de composition chimique favorisent la création de craquelures dans l'enroulement secondaire 32 telles que les craquelures 120. C'est-à-dire que des craquelures apparaissent encore s'il n'y a pas d'additifs solides dans la composition d'enrobage. L'invention élimine les craquelures et les détériorations représentées sur la Figure 6a qui résultent de barrières de charge 112 et de la variation de composition correspondante à travers le boîtier 44. En se reportant aux Figures 7a, 7b et 8, la présente invention fait ceci en remplaçant les couches de papier 124 qui séparent les couches de fil de l'enroulement secondaire 32 par un treillis de Nylon 128 en filament plein ou certains autres séparateurs d'enroulement secondaire ne filtrant pas/ne segrègant pas. Le treillis de Nylon 128 préféré a des ouvertures de maille de manière générale carrées ayant une épaisseur de 0,2 mmn (0,008 pouce) et une dimension d'ouverture de maille d'environ 0,127 mm (0,005 pouce). Une telle dimension de maille est suffisamment grande pour permettre à des particules de charge de s'écouler pratiquement sans obstruction sur la totalité du boîtier 144 pendant l'étape d'enrobage sous vide indiquée au bloc 102 de la Figure 5a, du procédé de fabrication. Afin d'assurer qu'un blocage de la charge ne se produit pas, la dimension des ouvertures du treillis doit être plus grande que la dimension la plus grande de la charge utilisée pour ce traitement de moulage particulier. Puisque le treillis 128 ne filtre pas le matériau de la charge existant dans la composition d'enrobage, il y a peu sinon pas de blocage de charge et la composition du boîtier 144 est pratiquement homogène sur la totalité du boîtier 144. Du fait que la composition du boîtier 144 est probablement homogène sur sa totalité, la probabilité d'existence de fissures dues à des variations du taux de rétraction pendant le traitement de durcissement thermique, ou dues à des variations des caractéristiques

de dilatation thermique pendant un cycle thermique est fortement réduite.

L'invention peut être mise en oeuvre dans une bobine d'allumage 22 fabriquée en utilisant les mêmes techniques ou des techniques similaires à celles représentées sur les Figures 5a et 5b, à l'exception du fait qu'on remplace les couches séparatrices en papier 126 et/ou les couches protectrices en papier 72, 74 et 96 par un treillis de Nylon 128 en filament plein. La Figure 8 représente le procédé préféré d'application d'un treillis de Nylon 128 ayant une configuration de maille carrée dans lequel des brins longitudinaux 130 du treillis 128 sont revêtus de manière générale parallèlement aux enroulements secondaires. La configuration représentée sur la Figure 8 est préférée du fait que cette configuration aide à

maintenir alignés les enroulements secondaires.

Le treillis de Nylon 128 est aussi un filament plein qui n'absorbe ni n'adsorbe un composant quelconque de la composition d'enrobage et par conséquent ne modifie pas la composition chimique de la composition d'enrobage au voisinage du papier 124. De plus, la composition d'enrobage en polymère tend à

se lier facilement au treillis de Nylon 128.

Un autre avantage consécutif à l'utilisation du treillis de Nylon est représenté sur la Figure 7b sur laquelle on peut voir que la composition d'enrobage non seulement remplit les espaces 134 existant entre les enroulements secondaires 132 et le treillis de Nylon 128 mais remplit aussi les espaces existant à travers les mailles entre différentes couches 132 de l'enroulement secondaire. Ceci réduit la probabilité d'avoir des discontinuités diélectriques entre les couches 132 de l'enroulement secondaire. En utilisant le treillis de Nylon 128 on réduit aussi les craquelures, telles que la craquelure 108 de la Figure 6a, existant au niveau de la couche supérieure de papier 96 du fait que la composition d'enrobage peut s'écouler entièrement à travers la couche supérieure avant durcissement et qu'il n'est pas nécessaire que la composition d'enrobage se lie à la couche protectrice

extérieure.

Bien que l'on préfere mettre en oeuvre la présente invention avec le treillis de Nylon, la présente invention peut être mise en oeuvre avec d'autres types de séparateurs ne filtrant pas/ne segrègant pas. Un autre type de séparateur ne filtrant pas qui peut être souhaitable est un tissu de polyester ne séparant pas. Le tissu de polyester n'est pas hydrophile de sorte que le tissu en polyester ne donne pas naissance à de l'eau pendant l'enrobage sous vide indiqué au niveau du bloc

102 sur la Figure 5a, ce qui pourrait compromettre l'intégrité du boîtier 144.

Un ruban électrique a été utilisé de manière typique dans la technique antérieure pour fixer à la fois l'enroulement primaire 30 et l'enroulement secondaire 32 pendant la fabrication, avant que le boîtier 44 de bobine d'allumage ne soit complètement durci. En mettant en oeuvre la présente invention, il est souhaitable de réduire la quantité de ruban et de diminuer la quantité d'adhésif ou d'agent collant dans le boîtier fabriqué 144. Il est aussi souhaitable que le ruban soit non-filtrant ou que la composition d'enrobage se lie facilement au ruban. Il est aussi souhaitable que le ruban n'affecte pas la composition chimique de la composition d'enrobage adjacente. On doit reconnaître que divers équivalents, diverses variantes et modifications sont possibles dans la portée des revendications prévues.

Par

exemple, bien que la présente invention ait été décrite en ce qui concerne un procédé de fabrication par moulage, la présente invention est aussi utile pour des bobines d'allumage mises en pot (c'est-à- dire des bobines d'allumage dans lesquelles la composition d'enrobage est déversée dans une enveloppe qui n'est pas enlevée après fabrication) ou ayant subi d'autres techniques d'imprégnation. Avec les bobines d'allumage mises en pot, des compositions d'enrobage plus douces telles que du silicone peuvent réduire la croissance des fissures dues à des cycles

thermiques et par conséquent peuvent être souhaitables.

Ce n'est pas un impératif pour la présente invention que la composition d'enrobage soit un mélange thermodurcissant pour lequel un durcissement à la chaleur est nécessaire. Par exemple, la présente invention s'applique à des compositions d'enrobage qui peuvent durcir à la température d'une pièce. Aussi, dans certaines applications des additifs autres que des charges sont utilisés dans la composition d'enrobage. Ces autres types d'additifs peuvent comporter des liants tels que des fibres de verre déchiquetées et la présente invention peut également être

appliquée à ces types d'additif.

Bien que la présente invention ait été décrite en liaison avec une bobine d'allumage pour moteur à combustion interne, la présente invention n'est pas limitée aux bobines d'allumage de moteur à combustion interne. Par exemple, la présente invention peut être utilisée dans des bobines d'allumage qui allument des mélanges de carburant combustibles dans des environnements autres que les

moteurs à combustion interne, tels qu'étuves, fours et fourneaux.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Bobine d'allumage (22) pour moteur à combustion interne, comportant: * un noyau magnétiquement perméable (24) ayant une barre de noyau (26) s'étendant axialement, un enroulement primaire (30) enroulé autour de la barre de noyau (26) et ayant une borne d'entrée (50) pour faire entrer l'énergie électrique provenant d'une source de tension, * un enroulement secondaire (32) enroulé autour de la barre de noyau

(26) et ayant une borne de sortie (46) pour émettre de l'énergie électrique haute-

tension pour allumer un mélange combustible de carburant situé dans un moteur à combustion interne, caractérisée en ce que l'enroulement primaire (30) et l'enroulement secondaire (32) sont coaxiaux et sont imprégnés dans un boîtier électriquement isolé (44) constitué d'une composition d'enrobage ayant des additifs solides, et l'enroulement secondaire (32) a au moins deux couches qui sont séparées par un

séparateur d'enroulements secondaires ne filtrant pas, ne segrègant pas (124; 128).

2. Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le séparateur d'enroulement secondaire ne filtrant pas est une bande de treillis de Nylon (128) en filaments pleins enrobée dans le boîtier (44) entre les deux couches

de l'enroulement secondaire (32).

3. Bobine d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le treillis de Nylon enrobé (128) a une dimension de maille qui est grossièrement de

1,27 mm.

4. Bobine d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le treillis de Nylon (128) comporte des brins longitudinaux (130) et des brins transversaux et les brins longitudinaux (130) sont de manière générale parallèles au

fil de l'enroulement secondaire (32).

5. Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche la plus extérieure (94) de l'enroulement secondaire est recouverte d'une

couche extérieure de matériau ne filtrant pas (96) enrobée dans le boîtier.

6. Bobine d'allumage selon la revendication 5, caractérisée en ce que la couche extérieure du matériau ne filtrant pas recouvrant la couche extérieure de l'enroulement secondaire (32) est une bande de treillis de Nylon (128) enrobée dans

le boîtier.

7. Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que

les additifs solides sont des charges de sable.

8. Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la

composition d'enrobage est une résine époxy thermodurcissante.

9. Bobine d'allumage (22) pour moteur à combustion interne, comportant: * un noyau magnétiquement perméable (24) ayant une barre de noyau (26) s'étendant axialement, * un enroulement primaire (30) enroulé autour de la barre de noyau (26) et ayant une borne d'entrée (50) pour faire entrer l'énergie électrique provenant d'une source de tension, * un enroulement secondaire (32) enroulé autour de la barre de noyau

(26) et ayant une borne de sortie (46) pour émettre de l'énergie électrique haute-

tension pour allumer un mélange de carburant combustible dans un moteur à combustion interne, caractérisée en ce que l'enroulement primaire (30) et l'enroulement secondaire (32) sont coaxiaux et sont imprégnés dans un boîtier électriquement isolé (44) constitué d'une composition d'enrobage, et l'enroulement secondaire (32) a au moins deux couches qui sont séparées par un séparateur d'enroulement secondaire (128) constitué d'un matériau qui n'absorbe pas ni n'adsorbe la

composition d'enrobage.

10. Bobine d'allumage selon la revendication 9, caractérisée en ce que le séparateur d'enroulement secondaire (128) est constitué d'un matériau en

filaments pleins.

11. Bobine d'allumage selon la revendication 9, caractérisée en ce que

le séparateur d'enroulement secondaire (128) est constitué de Nylon.

12. Procédé de fabrication d'une bobine d'allumage (22) caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à: * enrouler un enroulement primaire (30), * enrouler un enroulement secondaire (32) comportant plusieurs couches, chaque couche étant séparée des autres couches par un séparateur ne filtrant pas (124; 128), * assembler les parties internes de la bobine d'allumage (22) y compris l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire, * enrober sous vide les parties internes assemblées en imprégnant les parties à l'aide d'une composition d'enrobage, et

- durcir la composition d'enrobage.

13. Procédé de fabrication d'une bobine d'allumage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la composition d'enrobage est une composition thermodurcissante et la composition thermodurcissante est durcie à chaud.

14. Procédé de fabrication d'une bobine d'allumage selon la revendication 10, caractérisé en ce que la composition thermodurcissante est une

résine époxy et les additifs solides sont des charges de sable.

* 15. Procédé de fabrication d'une bobine d'allumage selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape consistant à: * placer les parties internes assemblées de la bobine d'allumage dans un moule, et

* préchauffer le moule et les parties internes avant enrobage sous vide.

16. Procédé de fabrication d'une bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une bande extérieure de matériau ne filtrant pas est placée autour de la couche extérieure de l'enroulement secondaire (32) avant

d'assembler les parties internes de la bobine d'allumage.

17. Procédé de fabrication d'une bobine d'allumage caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à: * enrouler un enroulement primaire (30), * enrouler un enroulement secondaire (32) ayant plusieurs couches, chaque couche étant séparée des autres couches par un séparateur (124; 128) qui ne modifie pratiquement pas la composition chimique d'une composition d'enrobage lorsqu'il est en contact avec celle-ci, * assembler des parties internes de la bobine d'allumage (22) y compris l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire, * enrober sous vide les parties internes assemblées par imprégnation des parties à l'aide de la composition d'enrobage, et

* durcir la composition d'enrobage.

18. Bobine d'allumage (22) comportant: * un noyau magnétiquement perméable (24) ayant une barre de noyau (26) s'étendant axialement, * un enroulement primaire (30) enroulé autour de la barre de noyau (26) et ayant une borne d'entrée (50) pour faire entrer l'énergie électrique provenant d'une source de tension, un enroulement secondaire (32) enroulé autour de la barre de noyau

(26) et ayant une borne de sortie (46) pour émettre de l'énergie électrique haute-

tension pour allumer un mélange combustible de carburant, caractérisée en ce que l'enroulement primaire (30) et l'enroulement secondaire (32) sont coaxiaux et sont imprégnés dans un boîtier électriquement isolé (44) constitué d'une composition d'enrobage ayant des additifs solides, et l'enroulement secondaire (32) a au moins deux couches qui sont séparées par un

séparateur d'enroulements secondaires ne filtrant pas, ne segrègant pas (124; 128).

19.Bobine d'allumage (22) comportant: * un noyau magnétiquement perméable (24) ayant une barre de noyau (26) s'étendant axialement, * un enroulement primaire (30) enroulé autour de la barre de noyau (26) et ayant une borne d'entrée (50) pour faire entrer l'énergie électrique provenant d'une source de tension, * un enroulement secondaire (32) enroulé autour de la barre de noyau

(26) et ayant une borne de sortie (46) pour émettre de l'énergie électrique haute-

tension pour allumer un mélange combustible de carburant, caractérisée en ce que l'enroulement primaire (30) et l'enroulement secondaire (32) sont coaxiaux et sont imprégnés dans un boîtier électriquement isolé (44) constitué d'une composition d'enrobage ayant des additifs solides, et l'enroulement secondaire (32) a au moins deux couches qui sont séparées par un

séparateur d'enroulements secondaires ne filtrant pas, ne segrègant pas (124; 128).