Brevet FR2412785A1 — publié le 19790720

La présente invention porte sur un feu, en particulier feu ar rière, de bkNrite ou de signalisation, pour vehicules (par exemple véhicules automobiles ou bicyclettes) comportant un corps lumineux qui occupe au moins une partie de la région focale d'un réflecteur miroir concave normalement parabolique. Le faisceau lumineux principal réfléchi par le réflecteur à miroir concave d'un tel feu est conique. I1 doit, selon le règlement allemand, éclairer au moins un domaine angulaire de section carrée s'étendant sur 100 au-dessus, 100 au-dessous, 100 a droite et 100 gauche de la direction de marche. Pour qu'on ait une telle ouverture de 200 a la verticale et 200 a l'horizontale, il faut que l'ouverture d'un faisceau lumineux principal a symétrie de révolution autour de la direction de marche soit d'au moins 280 environ. Dans le cas des feux connus, l'intensité lumineuse (en candelas) au sein de ce faisceau est aussi uniforme que possible.Cependant, si l'énergie disponible pour le fonctionnement du feu est limitée, comme par exemple dans le cas des bicyclettes ou des feux de stationnement de véhicules automobiles alimentés par batterie, il est plus opportun de répartir l'intensité lumineuse de façon non uniforme dans le faisceau. On expliquera cela sur un exemple. Un cycliste roule sur une route droite de 8 m de large à deux voies à 1 m du bord droit. La différence de vitesse entre ce cycliste et une voiture venant derrière est ordinairement très grande, surtout dans les lignes droites, si par exemple le cycliste roule a 15 km/h et la voiture a 100 km/h. En raison de cette grande différence de vitesse, le cycliste est d'ordinairement atteint plus vite par l'automobile qui vient derrière que ne l'est une automobile, def sorte que le feu arrière de la bicyclette devrait être plus visible et visible de plus loin que celui d'une automobile. Comme cependant le cycliste dispose de moins d'énergie que l'automobile, en l'état actuel de la technique, son feu arrière est plus faibli que celui d'une automobile. Sur une route droite, une intensité lumineuse extrêmement forte du feu arrière juste dans la direction de marche, c'est-a- dire dans la direction de l'axe du réflecteur a miroir concave, suffirait si le conducteur de l'automobile se trouvait 1 m du bord de la route. Or, il se trouve ordinairement a peu près au milieu de la chaussée, c'est-à-dire, dans le cas de la route de 8 m de large a deux voies supposée, a 4 m du bord. La trajectoire du conducteur de l'automobile est donc a 3 m de celle du feu arrière de la bicyclette.Dans ces conditions, le feu arrière de la bicyclette devrait être visible de l'automobiliste a) a 170 m sous un angle de 20, b) a 70 m sous un angle de 50, c) a 17 m-sous un angle de 100. partant de ces considérations, l'invention a pour but de fournir un feu de visibilité a peu près la même a toutes les distances entrant rationnellement en ligne de compte (par exemple de 170 a 17 m), alors que la visibilité des feux connus diminue considérablement avec la distance du fait que les intensités lumineuses sont sensiblement les mêmes dans l'angle solide intéressant. La visibilité d'un feu arrière de bicyclette dépend naturellement aussi d'autres facteurs comme par exemple de la largeur et de la courbure de la route,du comportement au volant,de la circulation en sens inverse, etc. Mais même compte tenu de ces facteurs, il reste avantageux de réaliser un feu qui ait, outre une luminosité qui ne descende nulle part dans le faisceau principal au-dessous d'un minimum, une luminosité qui augmente vers son axe. I1 suffit de relativement peu de lumière (peu d'energie) pour augmenter beaucoup l'intensité lumineuse dans les directions visuelles nécessaires particulièrement aux grandes distances, car plus la direction visuelle est proche de l'ase, plus l'angle solide a éclairer est petit et plus ainsi la quantité de lumière nécessaire pour augmenter l'intensité lumineuse est petite. L'invention atteint le but-fixé, a savoir améliorer par des moyens simples et avec une faible consommation d'énergie la visibilité d'un feu d'une part a grande distance, d'autre part quand on s'en approche, grace au fait que l'intensité lumineuse de ce feu est la plus grande dans la direction de l'axe du réflecteur a miroir concave et diminue quand I'angle Pformé avec cet axe augmente, de façon telle que a) pour b = 1 , elle est d'au moins 200%, avantageusem t d'au moins 300% et de préférence d'au moins 400 de sa valeur pour b = 100, b) pour g = 2,50, elle est d'au moins 150%, avantageusement d'au moins 200% et de préférence d'au moins 250% de sa valeur pour W = ioO, c) pour g = 50, elle est d'au moins 100%, avantageusement d'au moins 125% et de préférence d'au moins 1508 de sa valeur pour 13 = 10 . Les trois chiffres cités de 10, 2,50 et 50 sont des points d'une courbe de répartition de l'intensité telle que celle représentée sur la figure 2. Dans le cas idéal, un automobiliste roulant dans la même direction qu'un cycliste, mais quelques metres sur le oôté, verrait aussi bien un feu conforme a l'invention a toutes les distances entrant rationnellement en ligne de compte situées dans l'angle éclairé. Il suffit pratiquement que le feu ait sous un grand angle visuel, avec un certain minimum de luminosité, un minimum approprié de visibilité et que sa luminosité augmente vers l'axe de façon telle que sa visibilité diminue peu avec la distance (petit angle visuel). Alors qu'on s'efforcait jusqu'ici de réaliser une intensité lumineuse uniforme au sein du faisceau, l'invention est destinée a fournir une visibilité a peu près uniforme. L'invention réalise la répartition visée de l'intensité lumineuse en fonction de l'angle avec un feu dont le corps lumineux est placé au moins en partie dans la région focale d'un réflecteur a miroir concave dont la surface réfléchissante est pourvue de bombements réfléchissants (élévations et/ou creux) grâce au fait que la hauteur moyenne des bombements réfléchissants est de 3 a 12%, avantageusement de 3,5 8% et de préférence de 4 6% du diamètre minimal moyen de la base des bombements réfléchissants et que la plus grande distance de deux points du corps lumineux est d'au moins 200%, avantageusement d'au moins 300 % et de préférence d'au moins 500 % de la hauteur moyenne des bombements réfléchissants.L'association d'un corps lumineux de dimension définie aux bombements réfléchissants dont les dimensions sont liées de la manière indiquée entre elles et a la dimension du corps lumineux produit un faisceau lumineux conique qui, pour l'observateur, augmente de façon continue d'intensité lumineuse du bord vers l'axe de façon telle que sa visibilité soit indépendante de la distance. Si l'on table sur la moyenne des hauteurs ou des diamètres minimaux de la base des bombements réfléchissants, cela inclut la possibilité de forts écarts individuels de ces moyennes. On obtient cependant une répartition d'autant meilleure de la lumière que les écarts des moyennes sont plus faibles. On obtient les meilleurs résultats quand la hauteur d'essentiellement chaque bombement réfléchissant est de 3 a 12 %, avantageusement de 3,5 a 8 % et de préférence de 4 à 6 % du diamètre minimal de sa base et que la plus grande distance de deux points du corps lumineux est d'au moins 200 %, avantageusement d'au moins 300 % et de préférence dlau moins 500 % de la hauteur de chaque bombement réfléchissant. En outre, la plus grande dimension de la projection du corps lumineux sur un plan perpendiculaire à la direction de sa plus grande dimension est avantageusement d'au moins 25 % de la hauteur moyenne des bombements réfléchissants, et avantageusement de la hauteur de chaque bombement réfléchissant. On a une répartition de la lumière particulièrement favorable pour l'observateur dans toutes les directions visuelles (situées dans l'angle éclairé) si le diamètre minimal moyen de la base des bombements réfléchissants, et avantageusement le diamètre minimal de la base de chaque bombement réfléchissant, est d'au plus 40 %, avantageusement d'au plus 30 % et de préférence d'au plus 20 % de la distance du sommet du réflecteur parabolique à son foyer ou au centre de sa région focale. On obtient de bons résultats si la surface des bombements réfléchissants est une calotte sphérique dont le rayon de courbure est au plus 80 %, avantageusement au plus 60 % et de préférence d'au plus 30 % de la distance du sommet du réflecteur parabalique au centre de sa région focale. Le miroir concave est en principe parabolique si l'on fait abstraction des bombements réfléchissants et est par conséquent appelé en abrégé réflecteur à miroir concave parabolique. I1 peut être avantageux pour régler la répartition de la lumière que la surface des bombements réfléchissants soit une partie d'ellipsoide ou de surface analogue à un ellipsoïde et que le plan de la base des bombements réfléchissants soit de forme allongée et avantageusement elliptique ou à peu près elliptique. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les bombements se présentent sous la forme d'anneaux réfléchissants entourant concentriquement l'axe du réflecteur a miroir concave et dont la largeur est égale au diamètre minimal de la base des bombements indiqué précédemment et la surface est avantageusement une partie de surface toroidale. On entend ici par largeur de l'anneau non pas son diamètre, mais la différence entre son plus grand et son plus petit rayon. Si l'on veut renforcer particulièrement l'intensité lumineuse dans la direction de l'axe, le feu de l'invention est avantageuse ment caractérisé en ce que les anneaux réfléchissants sont interrompus par des surfaces et/ou les bombements ou les anneaux réfléchissants comportent des surfaces qui sont sensiblement parallèles à la surface originelle du réflecteur parabolique. Pour réaliser un feu ayant une courbe de répartition de l'intensité visible en particulier pour un observateur aux grandes distances, il s'est avéré bon que la somme des surfaces des bases des bombements réfléchissants soit de 40 à 95 %, avantageusement de 50 à 90 % et de préférence de 60 à 80 % de la surface théorique du réflecteur. On entend par surface théorique la surface par laquelle le réflecteur réfléchirait s'il ne présentait pas de bombements réfléchissants. 60 à 5%, avantageusement 50 à 10 et de préférence 40 à 20% de la surface parabololdale restent origineisetle reste est pourvu de bombements réfléchissants. Vu que pour le feu de l'invention, les dimensions exactes des différents éléments et leur agencement précis dans l'espace sont très importants, il convient d'observer des tolérances étroites. I1 est pour cela avantageux de réaliser le feu sous forme monobloc. L'invention est expliquée en détail ci-après à l'aide des dessins, dont la figure 1 montre la situation d'un vehicule automobile s'approchant d'une bicyclette la figure 2 montre une répartition de l'intensité lumineuse conforme a l'invention la figure 3 est une coupe axiale d'un feu conforme à l'invention la figure 4 est la vue de droite du feu de la figure 3 la figure 5 montre agrandi un détail de la figure 3 la figure 6 est la vue en plan d'un bombement elliptique la figure 7 est une coupe suivant la ligne A-B de l'objet de la figure 6 la figure 8 est une vue semblable à la figure 4 avec des bombements réfléchissants annulaires les figures 9 et 10 montrent deux formes de réalisation du corps lumineux. La figure 1 montre près du bord droit 30 de la route un cycliste 32 dont le feu arrière 18 rayonne dans un angle g de 280. Un véhicule automobile 34 dont le conducteur 36 se déplace sur la bande médiane de la chaussée s'approche de l'arrière de ce cycliste 32. La distance du véhicule automobile au cycliste est mesurée sur la bande médiane 38, c'est-a-dire généralement sur la trajectoire du conducteur du véhicule automobile. L'angle visuel pest l'angle entre la trajectoire 40 du cycliste 32 et la direction 42 dans laquelle le conducteur 36 regarde le feu arrière 18. Pour que ce feu arrière 18 soit visible du conducteur 36 à toutes les distances utiles, il présente selon l'invention la courbe de répartition lumineuse représentée sur la figure 2. Le feu 18 de l'invention rayonne essentiellement dans la direction de l'axe 14 du réflecteur. L'angle g entre la direction visuelle et le feu 18 est mesuré à partir de l'axe 14 du réflecteur (angle visuel 00) et indiqué sur le bord en degrés. Autour du feu 18 sont tracés des cercles concentriques, la distance de deux cercles voisins correspondant à 1 candela (les intensités lumineuses en candelas sont indiquées sur la ligne 5). La courbe 24 indique la relation entre l'intensité lumineuse en candelas mesurée avec un feu 18 conforme à l'invention et l'angle visuel . On voit que l'intensité lumineuse est d'environ 2 candelas pour un angle visuel W = 140, d'environ 4 candelas pour un angle visuel t = 100, d'environ 6 candelas pour un angle visuel p = 50, d'environ 13 candelas pour un angle visuel p = 2,50 et de 20 candelas dans l'axe du réflecteur (t = 00). L'augmentation de l'intensité lumineuse des directions visuelles extérieures à la direction visuelle juste dans l'axe du réflecteur est considérable et donne une visibilité approximativement uniforme du feu aux différentes distances entrant en ligne de compte. La figure 3 représente schématiquement le feu de l'invention en coupe axiale. La figure 5 montre agrandi un détail du méme feu. Un corps lumineux 2 est placé à l'interieur de la lampe à incandescence 3 dans la région focale 20 du réflecteur parabolique 4 à miroir concave. La surface intérieure 8 de ce réflecteur 4 comporte des bombements réfléchissants 6 représentés seulement schématiquement sur les figures 3 et 4 (sur une petite partie de la surface du réflecteur). La figure 5 montre par contre très grossi un bombement réfléchissant 6 sur la surface parabololdale originelle 8 du réflecteur 4. Les figures 6 et 7 représentent un bombement réfléchissant dont la surface est une partie d'ellipsolde. La surface de base de ce bombement est engendrée mathématiquement par l'intersection de cette ellipsoïde et de la surface paraboloidale du réflecteur parabolique 4. Dans le cadre des tolérances intéressantes, cette intersection est une ellipse et est représentée comme telle sur la figure 6, qui est une vue en plan du bombement réfléchissant 6. La surface de base elliptique 12 du bombement réfléchissant 6 représenté sur les figures 6 et 7 a un diamètre minimal d et un diamètre maximal qui n'intéressent - pas ici. En outre, comme le montrent la figure 5 et surtout la figure 7, le bombement réfléchissant a une hauteur h. Cette hauteur est la distance du sommet du bombement 6 à la surface de base 12 et est de 3 à 12 %, avantageusement de 3,5 à 8 % et de préférence de 4 à 6 % du diamètre minimal de la base. Comme le montre la figure 7, la partie supérieure du bombement réfléchissant 6 est coupée, de,sorte que celui-ci comporte une partie plane 16 parallèle à sa base 12 afin de renforcer l'intensité lumineuse dans la direction de l'axe 14 du réflecteur. Cette partie plane réfléchissante est vue de dessus sous forme d'ellipse sur la figure 6. La hauteur h également inscrite pour ce cas est la hauteur du bombement 6 mesuree sans tenir compte de la coupe faite dans la partie 16. La figure 7 indique aussi le rayon de courbure r de la surface du bombement réfléchissant 6 ;. ce rayon de courbure n'est en toute rigueur constant sur toute la surface du bombement 6 que si celle-ci, différemment de l'exemple de réalisation de la figure 7, est une calotte sphérique. Les bombements réfléchissants représentés sont des élévations,1 c'est-à-dire en quelque sorte des bombements positifs. On pourrait de la meme manière employer des bombements réfléchissants négatifs à la place ou en plus des élévations. La profondeur de ces creux serait alors egale a la hauteur des bombements positifs. Dans l'exemple de réalisation représenté par les figures 6 et 7, la hauteur h du bombement réfléchissant est de 4 % du diamètre minimal d de sa base ; ce chiffre est dans les limites optimales de 3 à 12%, avantageusement de 3,5 à 8% et de préférence de 4 à 6% du diamètre minimal d de sa base. La figure 5 indique aussi la distance f du sommet 10 du réflecteur 4 au centre de sa région focale 20. Le diamètre minimal de la base du bombement 6 est de 37 % de la distance f et est d'au plus 40%, avantageusement d'au plus 30% et de préférence d'au plus 20% de la distance f. Le rayon de courbure r du bombement 6 est ici de 75 % de la distance f , donc d'au plus 80 t. Pour des raisons graphiques, on n'a pas représenté les valeurs les plus avantageuses d'au plus 60% et de préférence d'au plus 30% de la distance f Du point de vue de la fabrication, il est dans bien de cas plus simple de realiser les bombements réfléchissants comme le montre la figure 8, sous forme d'anneaux réfléchissants 22 entou rant concentriquement l'axe 14 du réflecteur à miroir concave 4. On peut imaginer le bombement 6 représenté sur la figure 5 comme une coupe radiale d'un tel anneau ; on voit que dans ce cas, le diamètre d de la base du bombement est égal à la largeur de l'anneau et la hauteur h du bombement égale à la hauteur de l'anneau. L'anneau est avantageusement toroïdal. Comme le montrent les figures 5 et 7, les bombements réflé chissants saillent de la surface parabololdale originelle 8 du réflecteur 4. Le rapport de la somme des surfaces de base 12 des bombements 6 à la surface parabololdale originelle 8 restante détermine en grande-partie l'intensité du faisceau lumineux à proximité de l'axe 14 du réflecteur, cette partie du faisceau lumineux pouvant etre en-plus renforcée par des surfaces planes 16 parallèles à la surface de base 12. On peut aussi renforcer cette partie du faisceau lumineux en conservant des parties originelles plus ou moins larges entre les anneaux 22 et/ou en interrompant ceux-ci par des parties origi nelles . - Les figures 9 et 10 montrent deux formes de réalisation d'un corps lumineux 2 spiralé. La plus grande distance de deux points de la partie lumineuse du corps lumineux 2 est b. On désignera par direction d'étendue maximale b la ligne reliant les deux points de ~la partie lumineuse, c'est-à-dire active, du corps lumineux.2. On imaginera un plan perpendiculaire à cette direction et on projettera le corps lumineux 2 sur ce plan. Dans les cas simples, on obtient comme projection une figure à contour à peu près rectangulaire : ce contour est rabattu dans le plan du dessin dans la partie droite de la figure 9. - La plus grande dimension s de ce contour est selon l'invention d'au moins 25 % de la hauteur h du bombement 6 ou de la moyenne des hauteurs h des bombements 6. REVENDICATIONS 1. Feu, en particulier feu arrière, de sécurité ou de signalisation, dont le corps lumineux est placé au moins en partie dans la région focale d'un réflecteur à miroir concave, caractérisé en ce que son intensité lumineuse est la plus grande dans la direction de l'axe du réflecteur et diminue quand l'angle formé avec cet axe augmente, de façon telle que a) pour = 10, elle est d'au moins 200 %, avantageusement d'au moins 300 % et de préférence d'au moins 400 % de sa valeur pour > = 100, b) pour b = 2,50, elle est d'au moins 150 % avantageusement d'au moins 200 % et de préférence d'au moins 250 % de sa valeur pour p = ioO, c) pour p = 50, elle est d'au moins 100 %, avantageusement d'au moins 125 % et de préférence d'au moins 150 % de sa valeur pour > = ioO. 2. Feu, en particulier selon la revendication 1, dont le corps lumineux est placé au moins en partie dans la région focale d'un réflecteur à miroir concave dont la surface réfléchissante est pourvue de bombements réfléchissants (élévations et/ou creux), caractérisé en ce que la hauteur moyenne (h) des bombements réfléchissants est de 3 a 12 %, avantageusement de 3,5 à 8 % et de préférence de 4 à 6 % du diamètre minimal moyen (d) de la base des bombements réfléchissants et que la plus grande distance (b) de deux points du corps lumineux est d'au moins 200 %, avantageusement d'au moins 300 % et de préférence d'au moins 500 % de la hauteur moyenne (h) des bombements réfléchissants. 3. Feu selon la revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur (h) d'essentiellement chaque bombement réfléchissant, est de 3 à 12 %, avantageusement de 3,5 à 8 % et de préférence de 4 à 6 % du diamètre minimal (d) de sa base et que la plus grande distance (b) de deux points du corps lumineux est d'au moins 200 %, avantageusement -d'au moins 300 % et de préférence d'au moins 500 % de la hauteur (h) de chaque bombement réfléchissant. 4. Feu selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que la plus grande dimension (s) de la projection du corps lumineux sur un plan perpendiculaire à la direction de sa plus grande dimension (b) est d'au moins 25 % de la hauteur moyenne (h) des bombements réfléchissants, et avantageusement de la hauteur (h) de chaque bombement réfléchissant. 5. Feu selon la revendication 2 ou l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le diamètre minimal moyen (d) de la base des bombements réfléchissants, et avantageusement le diamètre minimal (d) de la base de chaque bombement réfléchissant est d'au plus 40 %, avantageusement d'au plus 30 % et de préférence d1au plus 20 % de la distance (f) du sommet du réflecteur parabolique au centre de sa région focale. 6. Feu selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la surface des bombements réfléchissants est une calotte sphérique dont le rayon de courbure (r) est d'au plus 80 %, avantageusement d'au plus 60 % et de préférence d'au plus 30 % de la distance (f) du somnet du réfecteur parabolique au centre de sa région focale. 7. Feu selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la surface des bombements réfléchissants est une partie d'ellipsoide ou de surface analogue à un ellipsoïde et que le plan des bombements réfléchissants est de forme allongée et avantageusement elliptique ou à peu près elliptique. 8. Feu selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les bombements réfléchissants sont des anneaux dont la largeur est égale au diamètre minimal (d) de la base indiqué précédemment et qui entourent concentriquement l'axe du réflecteur et sont avantageusement constitués de parties de surfaces toroldales. 9. Feu selon la revendication 2 ou l'une quelconque des revendica tions 3 & 8, caractérisé en ce que les anneaux réfléchissants sont interrompus par des surfaces et/ou les bombements ou les anneaux réfléchissants comportent des surfaces qui sont sensiblement parallèles à la surface originelle du réflecteur parabolique afin d'amplifier l'intensité lumineuse dans la direction de l'axe. 10. Feu selon la revendication 2 ou l'une wauelconque des revendica- tiens 3 à 9, caractérisé en ce que la somme des surfaces des bases des bombements réfléchissants est de 40 à 95 %, avantageusement de 50 à 90 % et de préférence de 60 à 80 % de la surface théorique du réflecteur. 11. Feu selon la revendication lou l'une quelconque des revendica- tions 2 à 10, caractérisé en ce qu'il est du type monobloc.