EP0917718B1 - Procede de realisation d'un bobinage, notamment d'un bobinage pour circuit haute tension de bobine d'allumage - Google Patents

Procede de realisation d'un bobinage, notamment d'un bobinage pour circuit haute tension de bobine d'allumage Download PDF

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EP0917718B1
EP0917718B1 EP97936737A EP97936737A EP0917718B1 EP 0917718 B1 EP0917718 B1 EP 0917718B1 EP 97936737 A EP97936737 A EP 97936737A EP 97936737 A EP97936737 A EP 97936737A EP 0917718 B1 EP0917718 B1 EP 0917718B1
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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 method for producing a winding, in particular for a winding for high voltage ignition coil circuit.
  • the voltage across the secondary can reach several tens of thousands of volts, various arrangements have already been proposed in order to limit the risks of a spark between two turns of this winding.
  • a bobbin comprising a tubular core winding and a plurality of fins perpendicular to the axis of the core.
  • the fins define compartments between them winding annulars whose core forms the bottom, and comprise each a passage to allow the wire of the secondary winding to move from one compartment to the adjacent compartments.
  • EP-A-0 375 502 thus provides for isolation compartments between the winding compartments of so as to increase the distance between the turns of two successive winding compartments. This provision presents however the disadvantage of increasing the axial dimension of the bobbin secondary.
  • a winding has also been proposed, in particular for a circuit high voltage ignition coil formed, at least in part, of plies of substantially frustoconical threads placed side by side continuously.
  • Each sheet can be formed of a plurality of turns in series from at least one turn of smaller diameter to at least a turn of larger diameter and vice versa.
  • At least one tablecloth can be linked by its smallest turn diameter at the turn of smaller diameter of one of the sheets adjacent, and by its turn of larger diameter to the turn of more large diameter of the other adjacent tablecloth.
  • the invention aims to provide such a method which can be easily automated.
  • the invention relates to a method according to the claim 1.
  • all of the steps b) are driven over the same length.
  • FIG. 1 in axial section, one end 1 of a high voltage winding coil of an ignition coil.
  • This bobbin has a central cylindrical part 2 and at least one tapered end portion 3.
  • the frustoconical part 3 is connected to the cylindrical part 2 by its base of small diameter.
  • Wire 4 begins to be wound at the fitting location between parts 2 and 3. The winding continues on part 3 towards outside the coil both axially and radially. We thus forms a first ply of wires 5, frustoconical, applied to part 3 of the bobbin.
  • the winding continues radially and axially inward of the bobbin to form a second ply 6, frustoconical, resting on ply 5.
  • the layers 5, 6, 7 ... are placed side by side in the others in series.
  • the sheet 6 is connected to the sheet 5 which la precedes by the larger diameter turns of each of these plies.
  • the ply 6 is connected to the ply 7 which follows it. by the two smaller diameter turns of each of these two plies.
  • Figure 2 shows a winding mode which avoids the use of a bobbin with a frustoconical end.
  • a wire winding starts here at one end axial of the hub 8, in contact with the flange 9.
  • a first layer of base 10 is wound from the flange 9 to the center of the bobbin on 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 Ld 1 , 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 winder to form over a length greater than Ld 1 a third winding layer.
  • This third layer, of length Ld 1 + d 2 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 d2 is therefore in contact of the hub 10 of the bobbin.
  • each odd layer being rolled up in FIG. 2 from right to left, moving away from the flange 9 until it exceeds the previous layers by a length d 2 , and each even layer being rolled up from left to right in approaching the flange 9, and being stopped at a distance d 1 from the start of the previous layer.

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Description

La présente invention concerne un procédé pour la réalisation d'un bobinage, notamment pour un bobinage 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.
On a également proposé un bobinage, notamment pour circuit haute tension de bobine d'allumage formé, au moins pour partie, de nappes de fils sensiblement tronconiques accolées les unes aux autres de manière continue.
Un tel bobinage est donc réalisé sur un bobinot sans ailette. On verra ci-après que, grâce à l'agencement des nappes en troncs de cône, les risques de formation d'étincelles entre les spires sont considérablement diminués.
Chaque nappe peut être 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.
Au moins une nappe peut être 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.
On a proposé, dans les documents CH-A-196 451 et EP-A-0 142 175 des procédés selon le préambule de la revendication 1 permettant de réaliser de tels bobinages.
L'invention vise à fournir un tel procédé pouvant être facilement automatisé.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé selon la revendication 1.
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 un mode de réalisation particulier de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1 est une représentation schématique d'un bobinage non revendiqué ;
  • la figure 2 illustre un mode de réalisation de l'invention ; et
  • la figure 3 est une schématisation du mode de réalisation de la figure 2.
On voit à la figure 1, en coupe axiale, une 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 petit 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.
Un 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-d1, 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-d1 une troisième couche d'enroulement. Cette troisième couche, de longueur L-d1+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 impaire 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 paire étant enroulée de gauche à droite en se rapprochant du flasque 9, et étant arrêtée à une distance d1 du début de la couche précédente.
Si d1=d2 le « régime permanent » sera atteint avec la nème couche In avec :
Figure 00040001
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'apparaít 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 d1= 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 acceptables 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 (3)

  1. Procédé pour la réalisation d'un bobinage, notamment pour circuit haute tension de bobine d'allumage, formé au moins pour partie, de nappes de fils (5, 6, 7...; 20) sensiblement tronconiques accolées les unes aux autres de manière continue, caractérisé par le fait qu'il comprend 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 la direction opposée à la première sur une deuxième longueur (L-d1) inférieure à ladite première longueur;
    c) continuer à bobiner ledit fil dans ladite première direction sur une troisième longueur (L-d1+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.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel toutes les étapes b) sont conduites sur la même longueur (L-d1).
  3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel toutes les étapes c) sont conduites sur la même longueur (L-d1+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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