Brevet FR2291062A1 — publié le 19760611

Le dispositif faisant l'objet de la présente invention consiste en un feu utilisable particulièrenent sur les véhicules autosobiles ou véhicules analogues, présentant une brillance de toute la surface de son voyant pour un observateur placé en un pdnt quelconque de la zOne éclairée par ce feu, et présentant un faible encoabrenent arrière par suite de l'absence de réflecteur parabolique, caractérisé par l'utilisation de deux voyants superposés, chacun possèdant son système optique particulier, ou par l'utilisatioa d'un seul voyant, chaque face de celui-ci étant munie de son sys tène optique particulier, un petit réflecteur elliptique permettait l'utilisation du flux lumineux total éiis par la lampe. On connatt jusqu'ici les feux pour autorobiles dont la face interne du voyant porte des lentilles à échelons de Fresnel ou des liroirs prismatiques. Nous verrons que l'inconvénient de ces feux consiste dans le fait qu'un observateur placé en dehors de l'axe du feu, en un point quelconque de la zOne éclairée, ne voit briller qu'un secteur étroit du voyant. On connais également les feux pour autoitobiles dont la face interne du voyant porte des loupes toriques juxtaposées ou des ondulations en fortes de sinusoïdes croisées. Ces feux évitent l'inconvénient précédent, un observateur placé en un point quelconque de la zone éclairée par le feu voit briller l'ensemble du voyant. lais ces feux nécessitent l'emploi d'une partie arrière proéuinente constituant un réflecteur parabolique, et- occupent donc un encombrement important à l'arrière de la tôle de carrosserie sur laquelle ils sont montés. Le feu, objet de la présente invention, évite ces inconvénients. La brillance de son voyant est totale pour un observateur placé en un point quelconque de la Zone éclairée et l'encom- brement arrière est réduit par suite de la suppression du réflecteur parabolique, De plus, son rendement est excellent, surtout dans la tfiène réalisation décrite ci-dessous. La suppression du réflecteur et surtout du traitement de réflectorisation de ce dernier conduisent à une réalisation écononique. L'invention sera bien comprise par la description qui suit et les plans annexés qui représentent, d'abord, les deux types de feux actuellement connus et, ensuite, à titre non limitatif, quatre réalisations successives de la présente invention. La fig. 1 représente une vue schématique en coupe diamé- trale partielle d'un feu-connu utilisant un voyant muni de lentilles à échelons de Fresnel et de miroirs prismatiques. La fig. 2 représente ce meme feu vu de face. La fig. 3 représente une vue schématique en coupe diamètrale partielle d'un feu connu utilisant un voyant muni d'ondulations sinusordales croisées. La fig. 4 représente ce meme feu vu de face. La fig. 5 représente, en demi-coupe longitudinale partiel le, un feu établi suivant la première réalisation de la présente invention. La fig. 6 représente, en demi-coupe longitudinale partielle, un feu établi suivant les deuxième, troisième et quatrième réalisations de la présente invention. Les feux connus sont, dans un premier type, réalisés comme l'indique la fig. 1. Ils comportent en 1 un bottier fixé par tout moyen approprié, non figuré sur le dessin, sur la tôle de la carrosserie 2. Le bottier porte, aux endroits voulus, la ou les douilles 3 sur lesquelles se montent la ou les lampes 4. Le tout est recouvert avec des moyens d'étanchéité et de fixation non figurés sur le dessin par un voyant transparent 5, coloré ou non, lequel comporte en général, à sa partie arrière, des altérations de forme, le plus souvent circulaires, qui sont de deux types : au centre, une lentille 6 terminée latéralement par des échelons de Fresnel 7 et, plus à l'extérieur, des miroirs formés par des prismes à réflexion totale 8. Les rayons 14 émis par le filament 9 de la lampe 4 dans l'angle solide 10 sont reçus par les lentilles 6-7 et, dans l'angle solide 11, par les prismes à réflexion totale 8. La réfraction des rayons de la eône 10 et la réflexion des rayons de la zone 11 sont déterminées de manière à obtenir à l'extérieur un faisceau divergent d'angle solide 12 d'intensité et de direction conformes aux prescriptions des cahiers des charges. Un observateur placé en un point quelconque 13 de la zô- ne éclairée ne peut recevoir que les rayons 14 émis par la lampe 4 dans sa direction. Il ne devrait donc voir briller le voyant 5 que sur la ligne 15-16 (fig. 2). En fait, à cause de la non-ponctualite du filament 9 et de la diffusion des rayons dans la masse colorée du voyant, il voit briller une Zone triangulaire 15-17-18, et non la totalité de la surface du voyant, ce qui rend le feu peu visibi et constitue évidemment un grave inconvénient. Pour y remédier, on a construit les feux suivant un second type représenté fig. 3. En 1 se trouve le bottier qui présente la forme d'uq paraboloIde de révolution ayant le filament 9 en son foyer et qui est fixé, par tout moyen approprié non figuré sur le dessin, sur la tôle de carrosserie 2. Ce bottier porte une ou des douilles 3 recevant la ou les lampes 4. Le voyant 5 recouvre le feu avec des moyens de fixation et d'étanchéité non figurés sur le dessin. Ce voyant comporte généralement, à sa partie arrière, des altérations de forme constituées soit par de petites loupes toriques juxtaposées, soit par des ondulations sinusoIdales croisées 19.Les rayons émis par le filament 9 de la lampe 4 dans l'angle solide 20 tombent sur le réflecteur parabolique 1 traité par un procédé de réf lectorisati on et se réfléchissent en 21 parallèlement à l'axe 22. Ils atteignent les loupes toriques ou les ondulations sinusoIdales 19 et sont divergés dans l'angle 23, selon les prescriptions des cahiers des charges, l'angle solide de divergence 23 étant généralement différent dans le plan horizontal et dans le plan vertical. Toutes les loupes toriques ou toutes les ondulations sinusoldales 19 placées à la surface du voyant 5 émettent donc des rayons dans cet angle solide 23.Un observateur placé en 13 (fig. 4) à l'intérieur de cet angle solide et à une certaine distance du feu verra donc briller tous les points 24, 24-1, 24-2, 24-n du voyant et, comme ces points sont rapprochés, il verra pra ttuement briller toute la surface du voyant. L'angle solide 20 étant très important, le rendement du feu est excellent, à condition que le réflecteur soit bien établi et bien centré sur le filament de la lampe et qu'il n'apporte pas de distorsions ou d'absorption des rayons émis par cette lampe. Ce feu est assez onéreux du fait de ce réflecteur et son encombrement vers l'arrière est souvent un inconvénient. Le feu, objet de la présente invention, est représenté fig. 5 dans sa première réalisation. Un premier voyant 25 est fixé par tout moyen approprié, non figuré sur le dessin, sur la tôle de carrosserie 2. Sur cette tôle est également fixée une, ou des, douille 3 pouvant d'ailleurs être groupées sur un bati formant boî- tier arrière du feu, non représenté sur la fig. 5. La douille 3 re çoit la lampe 4 qui est ici figuée parallèle à la tôle 2, mais qui pourrait avoir une orientation quelconque. Le voyant 25 possède, à sa partie centrale, uné lentille 6 munie d'échelons de Fresnel 7 établis de telle sorte que les rayons émis par le filament 9 dans l'angle solide 10 sont réfractés de manière à sortir du voyant en 26, parallèlement à l'axe 22. Dans la zône située à l'extérieur des échelons de fresnel 7 se trouvent des prismes circulaires à réflexion totale 8 établis de manière que les rayons émis par le filament 9 dans l'angle solide 11 soient réfléchis en 27 parallèlement à l'axe 22. Les faces d t entrée 28 des rayons émis par le filament 9 peuvent être avantageusement orientées perpendiculairement à ces rayons, mais ce n'est pas une obligation, le tracé des prismes 8 tenant alors compte de la réfraction des rayons à leur entrée dans le voyant 25. De ce voyant 25 sortent donc des rayons 26 et 27 tous parallèles à l'axe 22. Ces rayons 26 et 27 sont reçus par un second voyant 29 qui recouvre le premier et sur lequel il est avantageusement soudé, par exemple aux ultra-sons, en 30, sur toute sa périphérie. La fig. 5 montre deux voyantes~25 et 29 qui suivent une même courbure, ctest-à-dire que l'espacement 32 entre les deux voyants a une épaisseur constante. Ceci n'est absolument pas obligatoire, le voyant 25 pouvant être, par exemple, convexe de manière à admettre des angles solides 10 et ll d'importance maximum. Quant au voyant 29, il peut être convexe, plan ou concave, ou de forme quelconque. Un trou d'entrée d'air 31 à la partie supérieure du feu et le même trou assurant l'évacuation de l'eau à la partie inférieure du feu assurent le drainage de l'espace 32 compris entre les deux voyants 25 et 29, c'est-à-dire la circulation de l'air et l'é- vacuation de l'eau de condensation dans cet espace. Le second voyant 29 possède, sur sa face interne, des altérations de surface en forme de lentilles toriques juxtaposées ou en forme d'ondulations sinusoidales croisées 19 et les rayons 26 et 27 se réfractent sur ces lentilles ou ondulations dans des angles 23 selon les indications des cahiers des charges. Un observateur placé en un point quelconque 13 de la surface éclairée et à une certaine distance du feu perçoit simultanément toutes les émissions de rayons 23, 23-1,..., 23-n sortant de tqus les points du voyant 29. I1 voit donc briller la totalité de la surface de ce voyant. La fig. 6 représente une deuxième réalisation de ce feu. Les deux voyants 25 et 29 sont remplacés par un voyant unique 33 sur la face interne duquel sont disposés la lentille à échelons de Fresnel 6 et les prismes à réflexion totale 8 établis de manière que les rayons reçus en 40, 40-1, 40-n se dirigent suivant 43, 43- 43-n, parallèlement à l'axe 22, à l'intérieur du voyant 33.Ce voyant porte, à sa surface externe, un ensemble de petites loupes toriques juxtaposées, ou une série d'ondulations sinusoldales croisées 19 qui font diverger à l'extérieur les rayons 43, 43-1, 43-n dans les angles solides horizontaux et verticaux 23, 23-1, 23-n conformément aux prescriptions des cahiers des charges. Un -observa- teur placé en 13, à l'intérieur de ces angles solides et à une certaine distance du feu, reçoit tous les rayons émis dans ces angles solides et voit donc briller la totalité de la surface du voyant 35 La présence de loupes ou d'ondulations externes sur le voyant 33 peut constituer un inconvénient, en particulier pour le nettoyage parfait de la face extérieure du voyant. Dans une trdsième réalisation de cette invention, on recouvre done le voyant 33 d'un protecteur constitué par une feuille mince de métacrylate de méthyle 34 ou autre matière plastique de propriétés thermiques, chimiques et optiques analogues, moulée ou formée sous vide, les deux faces parallèles de cette feuille ntopé- rant pas de modification de direction dans les angles 23, 23-1,... 23-n. Cette feuille 34 peut être fixée par tout moyen approprié sur le voyant 33 et, en particulier, par soudure périphérique aux ultra-sons en 30. Un trou d'entrée d'air 31 placé en haut du feu et le même trou formant sortie d'eau placé en bas du feu assurent le drainage de l'espace 35 entre le voyant 33 et la feuille 34, comme décrit dans la première réalisation de l'invention. Bans une quatrième réalisation de l'invention, la douille 3 est orientée dans la direction de l'axe 22 et elle porte un petit réflecteur 36. Ce réflecteur est établi de manière que les rayons lumineux émis par le filament 9 de la lampe 4 dans l'angle solide 39-1 se recoupent tous en un point 37 après réflexion sur le réflecteur 36, le point 37 étant choisi légèrement au-dessus du filament 9 pour éviter une accumulation calorique sur ce filament, ce qui nuirait à la bonne tenue de la lampe, et pour éviter que ce filament ne fasse ombre sur les rayons réfléchis 38, 38-1,., 38-n. Ces rayons réfléchis ont des directions voisines des rayons 40, 40-1,..,40-n émis directement par le filament 9 et les angles solides dans lesquels ils sortent du voyant 33 sont donc très peu dif férents des angles 23, 23-1,.., 23-n. Pour que les rayons émis du filament 9 se recoupent tous en un meme point 37, il faut que le réflecteur 36 ait la forme d'une ellipse dont les foyers sont en 9 et en 37. On remarque que, dans cette quatrième réalisation, tous les rayons émis dans les angles solides 39-1 et 39-2, c'est-à-dire la totalité des rayons émis par le filament 9 dans toutes les directions, sont utilisés dans les angles solides de sortie 23, 23-1, ..., 23-n. Le rendement de ce type de feu est donc excellent. Enfin, l'encombrement arrière de ce feu peut être considéré comme limité par le trait mixte 41, alors qu'un feu connu, utilisant un réflecteur parabolique, aurait eu un encombrement arrière limité par le trait mixte 42. Le feu, objet de l'invention, encombre donc beaucoup moins l'arrière de la tôle de carrosserie 2 que ne le fait un feu à réflecteur parabolique. L'invention s'étend à tout feu qui combinerait entre eux les divers dispositifs de chacune des quatre réalisations dépites ci-dessus ou des dispositifs qui ne diffèreraient de ceux-ci que par la forme, le nombre ou la disposition de ceux décrits, par exemple, par le tracé ou le nombre des organes de réfraction ou de réflexion, par le fait de placer ces organes sur la face opposée des voyants par rapport à celle indiquée. etc... L'invention s'applique également à tous les èux du même genre que ceux décrits, utilisés en dehors de l'industrie automobile, tels que les feux de signalisation de carrefours ou de signalisations industrielles diverses, les feux utilisés dans la naviga- tion aérienne et maritime, etc... REVENDICATIONS 1. Feu pour véhicules automobiles ou analogues, ou pour des applications routières ou industrielles, présentant une brillance de toute la surface de son voyant pour un observateur placé en un point quelconque de la zône éclairée par ce feu et présentant un faible encombrement arrière par suite de l'absence de réflecteur parabolique, caractérisé par l'utilisation de deux voyants superposés, chacun possédant son système optique particulier, ou par l'u- tilisation d'un seul voyant, chaque face de celui-ci étant munie de son système optique particulier, un petit réflecteur elliptique permettant l'utilisation du flux lumineux total émis par la lampe. 2. Feu suivant revendication 1 caractérisé par le fait qu il comporte un premier voyant fixé sur la tôle de carrosserie, laquelle reçoit également la ou les douilles de lampe pouvant être groupées sur un bAti formant bottier arrière-du feu, ce premier voyant possédant, à sa partie centrale, une lentille munie d'échelons de Fresnel établis de telle sorte que les rayons émis par le filament vers cette lentille sont réfractés de manière à sortir du voyant parallèlement à l'axe du feu. 3. Feu suivant revendication 2 caractérisé par le fait que, dans la zône située à l'extérieur de la lentille, se trouvent des prismes circulaires à réflexion totale, établis de manière que les rayons émis par le filament et atteignant ces prismes sont réfléchis parallèlement à l'axe du feu, les faces d'entrée de ces rayons dans les prismes étant avantageusement orientées perpendiculairement à ces rayons. 4. Feu suivant revendication 1 caractérisé par le fait qu'un second voyant recouvre le premier sur lequel il est avantageusement soudé, par exemple aux ultra-sons, sur toute sa périphérie, les deux voyants suivant la même courbure ou suivant des courbures différentes, le voyant intérieur étant convexe de manière à admettre des angles solides d'éclairement d'importance maximum, le voyant extérieur étant convexe, plan ou concave ou de forme quelconque, l'espace entre les deux voyants étant drainé par untrou d'entrée d'air à la partie supérieure du feu et par un trou de sortie d'eau de condensation à la partie inférieure du feu. 5. Feu suivant revendication 4 caractérisé par le fait que ce second voyant porte, sur sa face interne, des altérations de surface en forme de lentilles toriques juxtaposées ou en forme d'ondulations sinusoidales croisées, les rayons sortant du premier voyant parallèlement à l'axe du feu se réfractant sur ces lentilles ou ondulations selon les indications des cahiers des charges, un observateur placé en un point quelconque de la surface éclairée, et à une certaine distance du feu, recevant simultanément toutes les émissions de rayons sortant de tous les points du deuxième voyant et percevant donc la brillance totale de la surface de ce voyant. 6. Feu suivant revendication 1 caractérisé par le fait qu?il comporte un voyant unique sur la face interne duquel sont disposés une lentille à échelons de Fresnel et des prismes à réflexion totale établis de manière que les rayons émis par la lampe se dirigent parallèlement à l'axe du feu, à l'intérieur du voyant. 7. Feu suivant revendication 6 caractérisé par le fait que le voyant unique porte à sa surface externe un ensemble de petites loupes toriques juxtaposées ou une série d'ondulations sinu soldates croisées qui font diverger à l'extérieur les rayons internes du voyant parallèles à l'axe du feu, dans les angles solides horizontaux et verticaux conformes aux prescriptions des cahiers des charges, un observateur placé à l'intérieur de. ces angles solides et à une certaine distance du feu recevant simultanémeMt tous les rayons émis dans ces angles solides et percevant donc la brillance de la totalité de la surface du voyant. 8. Feu suivant revendication 7 caractérisé par le fait que le voyant est recouvert d'un protecteur constitué par une feuille mince de métacrylate de méthyle ou autre matière plastique de propriétés thermiques, chimiques et optiques analogues, moulée ou formée sous vide, fixée sur le voyant pour une soudure périphérique aux ultra-sons ou autres moyens, un trou d'entrée d'air placé en haut du feu et le m8me trou formant sortie sortie d'eau placé en bas du feu assurant le drainage de l'espace situé entre le voyant et le protecteur. 9. Feu suivant revendication 1 caractérisé par le fait que la douille de lampe est munie d'un petit réflecteur elliptique, le premier foyer de l'ellipse étant le filament de la lampe, le deuxième foyer étant un point situé légèrement au-dessus du filament, ltensemble des rayons émis par le filament de la lampe étant alors utilisés, ce qui donne le rendement maximum, et l'encombrement de l'ensemble du feu étant alors beaucoup moins important vers l'arrière de la tôle de carrosserie que ne le serait un feu à réflecteur parabolique. 10. Feu suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par la combinaison entre eux des dispositifs de chacune de ces revendications, ou de dispositifs qui ne diffèrent de ceux-ci que par la forme, le nombre ou la disposition de ceux décrits, par le nombre ou le mode de tracé des organes de réfraction ou de réflexion, par le fait de placer ces organes sur la face opposée des voyants par rapport à celle indiquée.