Brevet FR2231108A1 — publié le 19741220

La présente invention se rapporte à une lampe de projecteur ou phare d'automobile, comportant une ampoule cylindrique ou sphérique, un filament principal et un filament secondaire (corps lumineux pour le faisceau route et le faisceau code) et un cache entourant le corps lumineux pour le faisceau code (filament de faisceau code) produisant un faisceau route et un faisceau code à coupure clair-obscur marquée et 'a délimitatien horizontale graduelle ddcalée relativement en direction verticale. Il est connu que l'on prescrit en Europe deux types d'eclairage pour les véhicules un éclairage code lorsque l'on croise des véhicules et un éclairage route. On impose aux phares utilisés pour les automobiles d'une part la condition fondamentale d'éclairer suffisamment la chausse pour que le conducteur perçoive B temps les obstacles situés à une distance supérieure à la distance de freinage, et de l'autre la condition de ne pas éblouir les conducteur d'autres véhicules roulant en sens contraire. Il est connu que l'on satisfait actuellement à cette double exigence en utilisant dans les phares des véhicules des lampes dans lesquelles on peut effectuer, par commutation, un éclairage route tout comme un éclairage code.L'utilisation du faisceau code asymétrique est obligatoire dans presque toute l'Europe; les réglementations correspondantes tnt te établies par le comité économique européen de l'ONU dans les instructions 1 et 2 de l'annexe 1 de l'accord international pluripartite du 20 Mars 1958. L'augmentation de la vitesse des véhicules a entraîné des exigences supplémentaires impbsées à leurs installations d'éclairage. Ainsi, les lampes à halogene ont prédominé de plus en plus Dans le cas des phares équipés de lampes à halogène, le caractère de la répartition de la lumière ne changeait pas, mais seule l'intensité de la lumière projetés augmentait dans un interralle angulaire donné; dans la pratique, cela signifie que la surface de la chaussée est plus fortement éolairée. Lorsqu'on a commencé à utiliser les lampes a' halogène ans les projecteurs de véhicules automobiles, on a proposé de faire aussi des essais avec des lampes à halogène à deux filaments (çrir Eleetrival Review, Vol. 179 n 8, page 290/1966). Dans cette solution, une conformation appropriée de la couche opaque appliquée sur lt paroi extérieure de l'ampoule de lampe garantissait les délimitation sous la forme voulue, mais la couche absorbant la lumière diminuait cependant dans une forte mesure l'intensité de La lumière projetée. Dans les lampes à halogène également, on a appliqué le principe des lampes a deux filaments antérieures connues, c'est-i-dire que, pour former la coupure clair-obscur, on utilisait un cache intérieur (brevet hongrois nO 155.665). On a pu obtenir, avec ces réalisations, le m8me résultat qu'avec les lampes de projecteurs décrites dans le brevet de la République Fédérale d'Allemagne nO 753.358, comportant deux filaments (un filament pour le faisceau route et un filament pour le faisceau code), c'est-8-dire qu'en code, un faisceau de lumière d'un angle d'émission supérieur de 150 est projeté sur le côté correspondant au sens de la marche. On peut rendre plus favorable la répartition de la lumière émise en réalisant le système de prismes du diffuseur du projecteur de façon que la lumière provenant de la zone claire soit dirigée sur la chaussée au-dessous de la limite clair-obscur de 150 du faisceau de code européen normal, ce qui permet d'augmenter l'éclairement du bord de la chaussée qui se trouve dans le sens de marche. La constitution du système de prismes du projecteur est décrite, par exemple, par les brevets de la République Fédérale d'Allemagne nO 1.071.621, 1.081.394, 1.093.304 et 1.113.672. Les solutions décrites dans ces brevets permettent sans aucun doute d'améliorer les conditions d'éclairement, en éclairant mieux le bord de la chaussée correspondant au sens de marche. Les solutions connues énumérées présentent cependant l'inconvénient qulen code, le faisceau lumineux 8 150, n'éclaire le ctté de la chaussée correspondant au sens de marche du véhicule suffisamment loin qu'en son bord, et il n'y a dans l'axe du véhicule pratiquement pas de visibilité ou une visibilité b une distance extremement courte atteignant au plus 75 m, ce qui exige des conducteurs de diminuer fortement la vitesse et d'avoir une attention accrue, lorsqu'ils croisent des véhicules. On peut supprimer ces inconvénients en utilisant un faisceau dont la coupure clair-obscur est produite horizontalement des deux caties, de telle façon que la coupure clair-obscur horizontale soit décalée vers le haut en direction verticale, comme le montre la figure 1, du côté correspondant au sens de marche, par rapport à la coupure clair-obscur horizontale se trouvant du côté opposé au sens de marche. Du fait que la coupure clair-obscur horizontale du ctté opposé au sens de marche du véhicule reste inchangée, un faisceau dont la lumière est ainsi répartie n'éblouit pas le conducteur du véhicule venant en sens opposé et en étalant la distribution de lumière du côté correspondant au sens de marche, on éclaire une surface plus étendue, c'est-à-dire pas seulement le bord de la chaussée, et cela du fait que l'on a supprimé la coupure clair-obscur à 150, ctest-à-dire la délimitation. En premier lieu, l'intensité du faisceau lumineux éclairant les parties supérieures des objets se trouvant au bord de la chaussée diminue, au profit de l'éclairement de la surface de la chaussée. Les recherches de la demanderesse ont montré qu'un faisceau comportant une coupure clair-obscur décalée parallèlement dans un sens opposé produit la distribution de lumière le plus favorable à la surface de la chaussée. On a effectué des recherches et des mesures pour savoir de quelle façon la distribution spatiale de la lumière émise varie lorsque la coupure clair-obscur ou délimi- station à 150 est remplacée par une répartition ou distributicn de la lumière à délimitation graduelle. Les résultats sont représentés par les diagrammes de distribution de lumière des figures a et 2b. Ces figures présentent côte à côte la distribution déclairement par un faisceau normalisé en Europe et par un faisceau présentant une coupure clair-obscur graduelle.Il y a lieu de remarquer que les courbes isolux du faisceau graduel sont dér-alées suivant la longueur davantage que celles correspondant au faisceau normal. Les diagrammes isolux représentes ici sont ait la section droite de la répartition dans l'espace de la lumière des projecteurs, prise dans un plan perpendiculaire b la chaussée. Il en résulte qu'avec la répartition dans ltespace suivant la courbe isolux qui est davantage décalée suivant la longueur, la lumière rencontre la chaussée suivant une ligne 4'intersection décalée suivant la longueur de façon semblable, etest-à-dire plus large. On a examiné. en outre, la variation de la surface éclairée de la chaussée en fonction de l'angle P que le segment de droite joignant la partie de droite et la partie de gauche de la coupure olair--obseur graduelle fait avec l'horizontale. Lcs calculs ont été effectués pour une coupure clair-obscur avec une hauteur de gradin de 2' cm, dirigée is façon que la portion inférieure rectiligne de la coupure clairobscur coupe la surface de la chaussée à une distance de 75 m. Du fait que le projecteur éclaire toute la surface de la chaussée jusqu'à une distance de 75 m, même dans le cas d'un tronçon intermédiaire dtangle d'inclinaison quelconque, il suffit d'examiner la surface éclairée située plus loin, ou de la calculer en fonction de l'angle d'inclinaison du tronçon intermédiaire. Lors de l'examen et des calculs qui l'accompagnent, on a supposé que le phare du véhicule était à une hauteur de 75 cm au-dessus de la chaussée, que la largeur de la chaussée était de 6 m et que la projection verticale du phare sur la chaussée était à une distance de 1,5 m du bord de droite de la chaussée. Cette supposition correspond d'ailleurs exactement aux dimensions en perspective de l'écran de mesure européen normalisé.En tenant compte de ces données, la grandeur de la surface éclairée de la chaussée au-delà de 75 m varie selon la fonction T = 112,5 tg On ne sait pas, jusqu'à présent, réaliser un faisceau coupé, c'est-à-dire délimité horizontalement vers la gauche et vers la droite, et décalé, c'est-à-dire graduel, relativement en direction verticale, avec un système d'occultation placé à l'extérieur ou à l'intérieur de la lampe. L'invention a trait à une lampe de phare d'automobile montée dans un phare comportant une surface réfléchissante para bolide de révolution, produisant un faisceau graduel du fait que le bord parallèle au filament, du cache entourant le filament code d'une lampe de phare d'automobile à deux filaments courante, qui produit une coupure clair-obscur à 15., n'a pas un profil rectiligne, mais un profil incurvé en fonction de la distribution de lumière souhaitée. On peut déterminer la courbe de délimitation du bord du cache produisant la répartition graduelle de la lumière å partir d'une relation tirée de l'optique géométrique élémentaire. Si l'on veut former, è une distance 4 du phare, un gradin de hauteur vO au moyen d'un phare de distance focale f, il faut occulter, pour le point éclairant À placé sur l'axe du paraboloide de révolution à une distance a du foyer, le domaine angulaire suivant W (CQ) t l'intérieur du phare :: un couple Y * constituant les coordonnées angulaires d'une direction partant du point A à une distance"a"du foyer; #7 étant l'angle positif que fait la projection sur le plan tangent au paraboloide de la droite correspondant à la direction concernée avec la droite h-h; t étant l'angle négatif que fait la droite avec l'axe de révolution du parabololde La signification des symboles ressort également de la figure 3. Si lXon souhaite occulter le domaine angulaire (#) au moyen d'une surface cylindrique de mame axe que le paraboloSde, de rayon la ligne d'intersection du domaine angulaire t( ) et de la surface cylindrique doit vérifier la fonction y(x) suivante, dans le système de coordonnées x-y pris sur la surface cylindrique: v f x-a/2 +! y = -, arcsin ~f - arc p 2 + /x-q /2/ v a )7 + pc-a/ La fonction indiquée est, comme on le voit, une fonction de type arc sinus.Du fait que la valeur absolue maximale d la fonction sinus est égale B un, il s'ensuit que l'argument de la fonction arcainus ne peut prendre qu'unie valeur comprise entre -1 et +1. En examinant les différents facteurs, on peut constater qu'en pratique, tout en tenant compte des réglementations internationales, la fonction y(x) ne peut titre établie que pour le domaine X a s de 2,7 C 8,2 mm, et v0= de 250 k 2.000 mm. L'exemple exposé montre que la hauteur du décalage parallèle de la coupure clair-obscur graduelle peut varier dans de larges limites. Le système de coordonnées de référence est représenté sur la figure 4. La fonction y(x) donne le contour marginal du cache ayant pour base la surface cylindrique de rayon # , nécessaire pour former la partie décalée supérieure de la distribution de lumière à coupure clair-obscur graduelle de hauteur vo, de meme axe que le parabolode, pour un seul point éclairant A. I1 faut occulter le domaine de l'espace se trouvant au-dessous du domaine angulaire délimité par le contour de cache élémentaire au moyen d'une matière opaque, c'est-k-dire qu'il faut entourer le filament d'un cache.L'autre bord du cache qui donne une forlane horizontale a la coupure clair-obscur inférieure de la répartition de lumière à délimitation graduelle est la ligne d'intersection du plan horizontal passant par l'axe des x avec le cylindre de rayon p, c'est-à-dire la droite parallèle à l'axe et opposée au bord de cache y(x). Ce bord du cache ne se différencie aucunement de la conformation du bord de cache courant, du fait que l'on n'a apporté aucune modification à la forme de la coupure clair-obscur du coté opposé au sens de marche. Dans le cas d'un filament de grandeur finie, on peut associer X chacun des points du filament un contour de cache pouvant entre représenté par la fonction y(x). Si l'on place le filament de façon que le cylindre imaginaire circonscrit ou cache (enveloppe cylindrique) entre en contact avec l'axe de révolution du paraboloide par le bas, les courbes y(x) correspondant à tous les points éclairants sous l'axe se trouvent au-dessous de la courbe y(x) correspondant aux points du filament en contact avec l'axe de révolution.Cela signifie que, lorsqu'on calcule le contour de cache résultant, il suffit de tenir compte des points du filament en contact avec l'axe de révolution, car leur domaine d'occultation contient également le domaine d'oecultati Les fonctions y(x) appartenant aux points de contact se trouvant sur l'axe de révolution du paraboloidet correspondant à la longueur et X la position du filament, produisent une famille de courbes. Le contour de cache résultant s'obtint par l'enveloppe de la famille de courbes y(x). L'autre bord du cache est, pour chaque point du filament en contact avec l'axes une droite obtenue par intersection de la surface cylindrique de rayon 0 et du plan horizontal passant par l'axe de révolution du parabolode. La figure 5 représente un mode d'exécution d'un contour de cache (déduit des enveloppe8) convenant pour former la coupure clair-obscur supérieure décalée d'une distribution de lumière dont la délimitation graduelle a 50 cm de hauteur, sur un écran placé à 25 m, pour une enveloppe cylindrique de rayons = 5 mm ( cette enveloppe cylindrique indique en fait la distance du bord du cache à l'axe ) et pour un réflecteur paraboloidal de distance focale x = 27 mm. Du fait qu'en ce qui concerne l'occultation, seuls les contours marginaux du système d'occultation sont déterminants de nombreuses formes différentes de caches correspondent à une seule et mdme occultation. L'obtention de la zone obscure à 1650 réalisée dans le cas des lampes courantes en occultant le filament de code dans un domaine angulaire de 1650g est une solution évidente. Au contraireS la délimitation ou découpure graduelle est beaucoup moins simple et évidente du fait que la zone obscure a occulter n'a pas une forme de secteur de cercle. Un procédé aussi évident de conformation du cache ne peut entre mis en oeuvre dans ce cas, et il faut appliquer par suite des formules mathématiques moins évidentes ( moins faciles à représenter ). Ces formules peuvent également s'appliquer, ce qui est facile à démontrer, au système d'occultation courant. Le calcul de la zone obscure en forme de secteur à 1650 est un cas spécial de la formule établie de façon générale. Les figures 6 et 7 représentent chacune en trois vues différentes, deux variantes possibles du cache. Dans ces deux solutions, on a modifié le cache existant de la lampe asymétrique à deux filaments. Selon la solution représentée sur la figure 6, on a formé sur la partie recourbée du cache, désignée par la référence 3, le bord désigné par la référence 5, correspondant à la courbe donnée par la fonction (2); dans la solution représentée sur la figure 7, cn a par contre recourbé la surface du cache désignée par la référence 3, également suivant une forrne correspondant k la fonction (2). Dans les deux solutions, le filament désigné par la référence 1 touche le plan horizontal passant par l'axe de révolution x-x du réflecteur paraboloSdal, suivant l'axe de révow lution x-x. Le bord du cache qui reste inchangé et est désigné par la référence 2 sur les figures 6 et 7 et se trouve (ce qui est une condition fondamentale), pour tous les caches, dans le plan horizontal, comme on le voit sur les vues latérales des figures 6a et 7a. Il va de soi que l'on peut apporter aux mcdes de réalisations selon la description précédente et les dessins annexés de nombreuses modifications de détail sans, pur cela, sortie du cadre de l:invention. REVENDICATIONS le Lampe à incandescence pour projecteurs de véhicules automobiles, comportant une ampoule cylindrique ou sphérique, un filament pour le faisceau route et un filament pour le faisceau code (filament principal et filment secondaire) et un cache en tourant le filament de faisceau 7 ode, produisant un faisceau route et un faisceau code à coupure clair-obscur nette et à délimitation horizontale graduelle décalée relativement en direction verticale2 caractérisée en ce que le bord du cache entourant le filament de faisceau de code, produisant la délimitation graduelle, est formé suivant une courbe qui est l'enveloppe d'une famille de courbes tracées sur la surface cylindrique imaginaire autour du filament et se rapportant à un nombre quelconque de points A en contact avec 11axe de révolution du paraboloide cette courbe étant déterminée par la fonct an > /x-a/2 + 2 Y = ~ t arcsin v7"x-ai+?+ /x-a/ X a a Xxa/2 + = + /x-a/ limitée par des valeurs a de 2,7 à 8,2 mm et V0 de 250 k 2.000 mm, cù t - distance de l'écran de mesure au projecteur en mm 9= rayon de la surface cylindrique occultante, en mm f = distance focale du réflecteur du phare parabolode, en mm a = distance du point A au foyer, en mm -, d hauteur du gradin sur l'écran de mesure, en mm x = coordonnée courant prise sur la surface cylindrique occultante développée. 2. Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord 3 du cache est replié perpendiculairement à la base 4, et en ce que le contour marginal 5 est conformé selon la courbe définie dans la revendication 1 (figure 6). 3. Lampe selon la revendication I, caractérisée en ce que la plaque de base 3 du cache est incurvée selon la courbe définie dans la revendication l (figure t).