| FR2375462A | ||||
| FR2585412A | ||||
| 3705372 | CAST-TYPE WINDING STRUCTURE FOR ELECTRICAL INDUCTIVE APPARATUS |
La présente invention concerne un transformateur électrique, et plus particulièrement une bobine d'allumage, notamment pour moteur à combustion interne de véhicule automobile généralement constituée d'un circuit magnétique et de deux enroulements, l'un primaire et l'autre secondaire.
Le circuit magnétique est, dans certains types de bobines, constitué d'un noyau magnétique central autour duquel sont disposés coaxialement deux bobineaux de matière plastique, l'un portant un enroulement primaire et l'autre portant un enroulement secondaire, et d'au moins un circuit magnétique de retour de flux disposé au regard du noyau magnétique central. Un agencement de ce type est décrit dans le document US-A-3 705 372.
La demande de brevet français 85-11458 déposée au nom de la demanderesse concerne une bobine d'allumage du type précédemment décrit dans laquelle le circuit magnétique et les bobineaux primaire et secondaire sont insérés dans un boîtier de matière plastique avant d'y couler une résine synthétique qui solidarisera et isolera électriquement entre eux les différents éléments contenus dans ledit boîtier.
Dans la demande de brevet japonais 59-49980, le boîtier est réalisé par surmoulage d'une partie du circuit magnétique de retour.
Une bobine d'allumage d'un tel type, d'un bel aspect esthétique, ne répond pas toujours aux exigences techniques qui lui sont demandées. En effet, lors du fonctionnement à pleine puissance d'une telle bobine d'allumage, le circuit magnétique tend à se déformer et à se dilater sous l'effet de son échauffement, pouvant causer le fendillement de la résine synthétique qui l'emprisonne, engendrant, par endroit, une rupture de l'isolant électrique que forme ladite résine synthétique, ce qui favorise la formation de courants cheminants de l'enroulement secondaire haute tension à l'enroulement primaire basse tension ou aux diverses masses métalliques de la bobine d'allumage tel que par exemple le circuit magnétique.
La demande de brevet 86-10664 propose de remédier à cet inconvénient en interposant un élément compressible en forme de fourreau entre la résine synthétique et toute ou une partie du circuit magnétique de la bobine d'allumage. Mais ce dispositif se révèle parfois insuffisant lorsque le circuit magnétique accuse de très importantes déformations et dilatations.
Une des solutions pour remédier à cet inconvénient, tout en conservant le principe du circuit magnétique logé dans un boîtier, consisterait à y insérer une résine synthétique ayant de bonnes propriétés diélectriques, et possédant à la fois un coefficient de dilatation compatible avec celui de la résine, permettant de compenser les déformations et les dilatations du circuit magnétique, tout en assurant à ladite bobine d'allumage une isolation électrique parfaite. Malheureusement, à ce jour, une résine possédant ces deux qualités n'est pas en vente à un prix permettant la réalisation de bobines d'allumage à grande diffusion, à des prix compétitifs.
La présente invention permet de pallier ces inconvénients et concerne à cet effet une bobine d'allumage, notamment pour l'allumage des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, du type constituée d'un noyau magnétique central de part et d'autre duquel est disposé au moins un circuit magnétique de retour de flux, et de deux enroulements, l'un primaire et l'autre secondaire, disposés coaxialement autour du noyau magnétique central, caractérisée par le fait que les enroulements primaire et secondaire, ainsi que le noyau magnétique central sont disposés dans un premier boîtier, et noyés dans une première résine synthétique possédant de bonnes caractéristiques diélectriques, et que ledit premier boîtier et une partie au moins du circuit magnétique de retour de flux disposé autour dudit premier boîtier sont disposés dans un second boîtier formé avec une seconde résine dont le coefficient de dilatation est compatible avec celui du circuit magnétique de retour de flux.
Alternativement, le premier boîtier et le circuit magnétique de retour de flux disposé autour dudit premier boîtier sont disposés dans un second boîtier rempli d'un deuxième résine synthétique à hauts pouvais de condition thermique et possédant un coefficient de dilatation compatible avec celui du circuit magnétique de retour de flux.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, dessins selon lesquels :
La bobine d'allumage 1 représentée aux figures 1 à 3 est constituée d'un circuit magnétique, réalisé par un empilage de tôles découpées et maintenues entre elles, ledit circuit magnétique se composant d'un noyau magnétique central 2, et de deux circuits magnétiques de retour de flux 3 et 4 en forme de "C" et disposés de part et d'autre du noyau magnétique central 2 avec un entrefer 5 se situant entre l'une des extrémités du noyau magnétique central 2 et lesdits circuits magnétiques de retour de flux 3 et 4. Les deux circuits magnétiques de retour de flux 3 et 4 sont disposés de part et d'autre du noyau magnétique central 2 de manière à ce que les joints 6 formés par l'assemblage des deux circuits magnétiques de retour de flux 3 et 4 soient situés sur l'axe de symétrie du circuit magnétique, matérialisé par l'axe 7, afin que la ligne moyenne du flux magnétique ne traverse pas les joints 6, qui, dans le cas contraire, formeraient deux entrefers supplémentaires néfastes au bon fonctionnement de la bobine d'allumage.
Le noyau magnétique central 2 est logé dans le moyeu d'un bobineau de matière plastique 10, sur lequel est bobiné un enroulement primaire 11. Un support isolant 30 portant un connecteur 31 du circuit électrique primaire basse tension de la bobine d'allumage 1, et une sortie haute tension 32, est encliqueté sur le bobineau primaire 10 grâce à des crochets 12 venus de matière avec le bobineau primaire 10, lesquels viennent se loger dans des cavités correspondantes 33 ménagées dans le support 30. Un bobineau de matière plastique 20 de section circulaire portant un enroulement secondaire 21, est disposé autour du bobineau primaire 10 et y est maintenu par coincement sur des secteurs arrondis 34 du support 30, et prévus à cet effet.
L'ensemble ainsi constitué est logé dans un premier boîtier 40, réalisé par moulage de matière plastique, comportant sur la face externe de son fond, deux rails de guidage 41. Une première résine synthétique 42, possédant de bons pouvoirs diélectriques, est coulée dans le premier boîtier 40, afin de solidariser et d'isoler électriquement entre eux les différents éléments contenus dans ledit premier boîtier 40, après avoir positionné l'ensemble noyau magnétique-enroulements-support de manière à ce que l'extrémité inférieure du noyau magnétique central 2 soit bien en contact avec le fond du premier boîtier 40 et de manière à ce que ledit noyau magnétique central 2 se trouve positionné au regard de la partie du fond dudit premier boîtier 40 se situant entre les deux rails 41, comme représenté plus précisément à la figure 2. Pour ce faire, la demanderesse a prévu des moyens de positionnement (non représentés) de l'ensemble noyau-enroulements-support par rapport, et dans le premier boîtier 40.
Les deux circuits magnétiques de retour de flux 3 et 4 sont ensuite disposés autour du premier boîtier 40 en les faisant glisser entre les rails 41 dudit premier boîtier 40 de manière à ce que ceux-ci se trouvent en regard des extrémités du noyau magnétique central 2 ; en contact direct sur son extrémité supérieure, et au travers de la paroi du fond du premier boîtier 40 à son extrémité inférieure, l'épaisseur du fond dudit premier boîtier 40 étant avantageusement calibré de manière à servir de cale d'épaisseur définissant exactement la valeur de l'entrefer 5 désiré. Le premier boîtier 40 encadré des deux circuits magnétiques de retour de flux 3 et 4 est alors inséré dans un second boîtier 50 afin d'y couler une seconde résine synthétique 51 de nature différente de la première résine synthétique 42, la seconde résine synthétique 51 possédant un coefficient de dilatation compatible avec la dilatation et les déformations du double circuit magnétique de retour de flux et possédant de bonnes qualités de conduction thermique afin de favoriser l'évacuation des calories engendrées par le circuit magnétique, lors du fonctionnement de la bobine d'allumage 1. Des résines synthétiques de ce type se trouvent actuellement sur le marché.
De cette manière, la seconde résine synthétique 51, acceptera les déformations du circuit magnétique dues à son échauffement, sans risquer de rompre l'isolant de l'enroulement secondaire 21 constitué par la première résine synthétique 42.
Le mode de réalisation représenté 4 à 11 diffère essentiellement du précédent en ce que le second boîtier 13 est obtenu avantageusement par moulage directement sur le premier boîtier 40 et les deux circuits magnétiques de retour de flux 3 et 4.
La résine synthétique formant le second boîtier 13 possède avantageusement de bonnes qualités de conduction thermique favorisant l'évacuation des calories engendrées par le circuit magnétique et dont le coefficient de dilatation accepte les déformations dudit circuit magnétique lors de son échauffement.
La bobine d'allumage 1 ainsi obtenue a l'avantage de supprimer l'opération de remplissage du second boîtier d'une matière synthétique comme précédemment, la caractéristique diélectrique du remplissage est obtenue directement par les propriétés de la matière même d'enrobage du second boîtier. De manière avantageuse lors du moulage du second boîtier 13, la (ou les) cheminée 14 de sortie de haute tension 32 est obtenue de matière avec ledit boîtier, la fiche de sortie de haute tension 32 étant positionnée au préalable lors du moulage du premier boîtier 40.
Selon une autre variante de l'invention représentée à la figure 5, afin d'améliorer la dissipation des calories dégagées par le circuit magnétique de retour de flux 3 et 4, une ouverture est laissée sur tout ou une partie des branches inférieures 3a, 4a du circuit magnétique de retour de flux 3 et 4 lors du moulage de second boîtier 13.
Selon une autre variante de l'invention représentée aux figures 6, 7 et 8, pour permettre une meilleure dissipation de chaleur produite par le circuit magnétique de retour de flux 3 et 4, un socle métallique 15 est inséré dans la partie ouverte de l'enrobage du second boîtier 13 lors de l'opération de moulage.
Le socle métallique 15 est constitué d'une cuvette 17 ayant les dimensions extérieures du circuit magnétique de retour de flux 3 et 4 afin que ledit circuit magnétique de retour de flux 3 et 4 logé en partie dans ladite cuvette soit intimement lié avec celle-ci pour permettre une bonne dissipation des calories. Un des bords latéraux de la couvette 17 est prolongé pour constituer un support 25 à des ailettes 16 de refroidissement. Le socle métallique 15 joue ainsi le rôle d'un radiateur.
Avant le moulage du second boîtier 13, le premier boîtier 40 encadré des deux circuits magnétiques de retour de flux 3 et 4 est inséré dans le socle métallique 15, le fond du circuit magnétique de retour de flux 3 et 4 dans la cuvette 17 et le fond du premier boîtier 40 en contact thermique sur le support 26.
Ledit ensemble ainsi formé est logé dans un moule dans lequel la résine est coulée pour constituer le second boîtier 13.
Le socle métallique restant apparent est ancré dans le moulage par ses bords latéraux 18 et 19. Les bord latéraux 18 et 19 ont une forme telle que, lors du moulage du second boîtier, la résine synthétique s'inscrit dans l'épaulement desdites extrémités prévu à cet effet (figure 6).
La variante représentée sur les figures 10 et 11 se distingue en ce que l'invention est appliquée à une bobine double d'allumage. Le socle métallique 26 comporte à cet effet deux cuvettes 27 et 28 qui reçoivent respectivement un circuit magnétique tel que représenté dans le mode de réalisation précédent.
Il est évident que les circuits de retour de flux 3 et 4 peuvent être remplacés par un seul circuit en C.