Brevet FR2521258A1 — publié le 19830812

La présente invention concerne les lampes, plus par- ticulièrement des lampes monoblocs, ayant des boîtiers en deux parties comprenant un réflecteur et une lentille assem- blés au moyen d'un adhésif Le réflecteur comporte un revête- ment interne réfléchissant pour réfléchir et diriger la lu- mière, issue d'une source lumineuse située dans le bottier vers une lentille coopérante à travers laquelle la lumière est transmise Ces lampes monoblocs sont particulièrement uti- les et sont communément employées comme projecteurs (feux) pour les véhicules à moteur. On a récemment introduit des lampes, comme des pro- jecteurs de véhicules, avec des lentilles et des réflecteurs ayant des périphéries de forme rectangulaire, à la place des dispositifs circulaires plus familiers La production de ré- flecteurs et de lentilles rectangulaires en verre,assemblés, peut cependant présenter de nombreuses difficultés Par exem- ple, des contraintes introduites dans les lentilles et réflec- teurs en verre, lors du montage par scellement par fusion, peu- vent provoquer leur fissuration On peut grandement réduire ces contraintes en utlisant un adhésif, plutôt que la fusion, pour sceller ensemble le réflecteur et la lentille en verre. Cependant, la température ambiante, en particulier pour de basse températures, peut introduire des contraintes suppl é- mentaires se traduisant par des fissurations en particulier autour des coins du réflecteur Ainsi le problème inhérent aux contraintes thermiquement induites apparaissant lorsqu'on réunit des matériaux dissemblables, tels que du verre et un adhésif, demeure. Plus particulièrement, les coefficients de dilatation thermique types du verre, tel que du borosilicate, et d'un adhésif approprié pour coller les pièces de verre d'une lampe, tel qu'un époxy, que l'on a assoupli par incorporation d'un polymère, peuvent différer d'un facteur de 10 environ Ainsi, le joint verre-adhésif lorsqu'il 'est soumis à une température ambiante décroissante peut avoir ses parties en verre qui se contractent à un degré très différent de ses parties en adhésif Ces variations de contraction créent des contraintes, en particulier autour des coins du réflecteur, se traduisant par un écaillement de l'adhésif à l'interface avec le verre et une fissuration du verre. De plus, si une partie quelconque de l'adhésif s'écoule sur la zone de transmission de la lumière de la lentille ou la zone de réflexion de la lumière du réflecteur, ou au-delà de la périphérie de la lampe pendant son montage, il peut en résulter une performance optique et/ou des dimen- sions périphériques indésirables et inacceptables de la lampe. Au vu de ce qui précède, la présente invention a pour but de fournir une lampe monobloc nouvelle et perfection- née, de forme rectangulaire, adhésivement scellée,en rédui- sant les contraintes engendrées autour de ses surfaces de scellement. L'invention a aussi pour but de fournir une lampe monobloc nouvelle et perfectionnée, de forme rectangulaire, adhésivement scellée, comportant des moyens pour assurer que l'adhésif en excès n'affecte pas de manière indésirable la performance optique ou les dimensions de la lampe. On atteint les buts ci-dessus ainsi que d'autres, selon la présente invention, en réalisant une lampe ayant des surfaces de scellement en regard, coopérantes et en gradins, situées approximativement autour des périphé- ries de la lentille et du réflecteur avec un adhésif dis- posé sur ces surfaces et pratiquement confiné entre elles. Le contact entre les surfaces de scellement de la lentille et du réflecteur est limité à une ou plusieurs parties le long d'une paire de gradins des surfaces de scellement en regard De plus, pour empêcher l'écoulement de l'adhésif sur les zones de la lentille et/ou du réflecteur o cela n'est optiquement pas souhaitable et pour maintenir des dimensions extérieures acceptables de la lampe, on prévoit des réservoira, situés de chaque côté des surfaces de scellement. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement Figure 1, une vue en perspective d'une lampe rec- tangulaire selon la présente invention; Figure 2, une vue fragmentaire, en coupe, des surfaces de scellement d'une lentille et d'un réflecteur de l'art antérieur; Figure 3, une vue fragmentaire, en coupe, des surfaces de scellement, d'une lentille et d'un réflecteur selon la présente invention; La figure l représente une lampe rectangulaire telle qu'un projecteur pour véhicule i comportant une len- tille 2, un réflecteur coopérant 3 et une source lumineuse 4 A la fois la lentille 2 et le réflecteur 3 peuvent être formés par pressage de verre "dur" dans un moule suivi d'un traitement de recuit On peut également fabriquer-la lentille 2 et/ou le réflecteur 3 à partir d'autres maté- riaux tels que, mais sans y être limités, du quartz et des matières plastiques La lentille 2 a classiquement une face extérieure légèrement convexe et une prescription optique fournie, par exemple, par des prismes de réfraction 5 for- més sur sa surface En outre la surface intérieure concave 6 du réflecteur 3 comporte un revêtement réfléchissant classiquement constitué d'aluminium ou d'argent Sur la partie arrière externe du réflecteur 3 se trouvent des fiches électriques classiques 7, réalisant un trajet élec- trique pour l'alimentation en courant de la lampe 1. Comme le montre encore la figure 1, la lentille 2 et le réflecteur 3 ont des périphéries rectangulaires et des surfaces de scellement 8 et 9 situées approximativement à côté de ces périphéries, respectivement, La lentille 2 possède des grands côtés 10, des petits côtés 11 et des coins 12 De même, le réflecteur 3 a des grands c 8 tés 13, des petis côtés 14 et des coins 15 correspondants. Comme indiqué précédemment, le scellement par fu- sions, réalisé, par exemple, au moyen d'une flamme passée sur les surfaces de scellement 8 et 9 du réflecteur et de la lentille en verre, peut créer des réseaux de contraintes inacceptables, en particulier, avec une accumulation de con- traintes tendant à se faire autour des coins 15 du réflec- teur, se traduisant par des fissures spécialement en ces endroits On élimine pratiquement les contraintes créées par le scellement à la flamme en interposant un adhésif 16 entre les surfaces de scellement périphériques 8 et 9 pour sceller la lentille 2 au réflecteur 3 Par exemple, un epo- xy assoupli, photo-durcissable, tel celui décrit dans le brevet des E U A no 4 240 131, fournit un joint fiable en- tre la lentille de verre 2 et le réflecteur en verre 3 Un autre exemple d'adhésif convenable est le produit "UNISET 929 " qui est un adhésif thermodurcissable vendu par Amicon Corp, Lexington, Massachusetts. Bien que le scellement par adhésif élimine grande- ment les contraintes créées par le scellement par fusion, un type supplémentaire de contraintes dues aux effets ther- miques demeure Par exemple, la figure 2 représente une vue en coupe d'une lampe monobloc 20, scellée avec un adhésif, ide l'art antérieur, qui comporte une surface de scellement 21 de la lentille de verre et une surface de scellement 22 du réflecteur en verre sur et entre lesquelles est disposé un adhésif 23 Les surfaces de scellement 21 et 22 sont si- tuées près des périphéries rectangulaires de la lentille et du réflecteur de verre, respectivement Pendant le montage de la lampe 20, on place l'adhésif 23 entre les surfaces de scellement 21 et 22 Lorsqu'on applique la pression aux surfaces de scellement 21 et 22 pendant la fabrication de la lampe 20, une quantité importante de l'adhésif 23 se trouvant entre les parties les plus externes 24 et 25 des surfaces de scellement en est chassée par cette pression ce qui résulte en un contact entre ces parties et particuliè- rement autour des petits côtés et des coins de la lampe 20. Ce contact peut créer des motifs inacceptables de contraintes en particulier autour des coins du réflecteur En outre, l'adhésif 23 lorsqu'il est forcé hors des parties 24 et 25 des surfaces de scellement peut s'écouler de telle manière qu'il dépasse les dimensions extérieures prévues pour la lampe ce qui se traduit par un surd imensionnement incaccep- table de la lampe. De plus, le contact entre les parties 24 et 25 des surfaces de scellement est aggravé par les coefficients de dilatation thermique différents de la lampe Par exemple, le coefficient de dilatation thermique du verre de borosili- cate, classiquement utilisé dans les projecteurs monoblocs d'automobiles, est typiquement d'environ 40 x 10 7 cm/cm/0 C tandis que le coefficient de dilatation thermique d'un époxy assoupli, convenant au scellement de la verrerie de la lampe, est typiquement d'environ 40 x 10 6 cm/cm/0 C C'est-à-dire que les coefficients de dilatation thermique du verre et de l'adhésif, dans une lampe monobloc, peuvent différer d'un facteur de 10 Par conséquent des variations de température, en particulier des températures décroissantes, engendrent des degrés différents de contraction pour le verre et l'adhésif interposé créant plus de contraintes entre les surfaces de scellement et ainsi aggravant le contact de la lentille en verre et du réflecteur en verre le long des parties les plus externes 24 et 25 des surfaces de scellement ou l'adhésif a été chassé par la pression Dans certains cas, il peut appa- raitre un écaillage de l'adhésif et du verre Pire encore, la verrerie peut se fissurer conduisant à une performance inacceptable de la lampe. La présente invention réduit grandement ces con- traintes, en particulier autour des coins 15 du réflecteur, en modifiant ces motifs inacceptables de contraintes La figure 3 qui est une vue fragmentaire, en coupe, des surfaces de scellement de la lentille et du réflecteur, illustre en détail la présente invention La lampe 30 comporte une len- tille 31 et un réflecteur 32, ayant chacun une périphérie rectangulaire, avec des lobes externes de moulage 33 et 3 u 4, respectivement, qui facilitent leur moulage A la fois la surface de scellement 35 de la lentille et la surface de scellement 36 du réflecteur, qui sont approximativement situées autour de la périphérie de la lentille 31 et du ré- flecteur 32, respectivement, et qui sont en regard, coopè- rent l'une avec l'autre, et se présentent sous une forme à plusieurs gradins incluant les gradins 37 et 38, respective- ment Les gradins 37 et 38 sont pratiquement de niveau et transversaux à l'axe de la lampe Faisant partie des gradins 37 de la lentille et des gradins 38 du réflecteur se trou- vent des gradins les plus internes coopérants et face à face 39 et 40, respectivement situés les plus près de l'intérieur de la lampe 30. Pour assembler la lampe 30 on dispose un adhésif, tel qu'un adhésif thermodurcissable 41, sur et entre les gradins les plus internes 39 et 40 des surfaces de scelle- ment On presse alors l'un contre l'autre la lentille 31 et le réflecteur 32 de sorte que les gradins 39 et 40 s'ajus- tent l'un à l'autre pour ainsi coopérer et être en face l'un de l'autre On place ensuite l'ensemble lentille/réflecteur dans un four et on l'amène et le maintient à la température de durcissement requise jusqu'à ce que l'adhésif soit durci. Comme les gradins 39 et 40 des surfaces de scellement sont pressés l'un contre l'autre et/ou pendant le durcissement de l'adhésif, l'adhésif 41 s'en écoule recouvrant et étant pratiquement confiné entre le reste des surfaces de scelle- ment 35 et 36 En particulier, l'intervalle 43, entre les plans des gradins des surfaces de scellement a un volume suffisant pour contenir la majeure partie de l'adhésif qui n'est pas disposé sur et entre les gradins des surfaces de scellement De plus, des réservoirs 42, situés de chaque côté, retiennent tout adhésif en excès, qui bave d'entre les surfaces de scellement 35 et 36, et ainsi empêche l'adhésif 41 de s'étaler sur des parties non souhaitées de la lampe 30. C'est-à-dire, les réservoirs permettent l'application de suf- fisamment d'adhésif pour assurer un joint périphérique accep- table sans que cet adhésif bave sur les parties de la lentil- le transmettant la lumière, telles que les prismes 5, et/ou les parties du réflecteur réfléchissant la lumière, telles que la surface intérieure du réflecteur 6, ou au delà de la périphérie extérieure de la lampe. Pendant le montage de la lampe 30, les gradins 37 et 38 ont plusieurs fonctions Tout d'abord en s'apariant les gradins 37 et 38 favorisent l'alignement de la lentille 31 et du réflecteur 32 De plus, en s'ajustant l'un avec l'autre, ces gradins 37 et 38 empêchent la lentille de se détacher du réflecteur 32 et ainsi restreignent le déplacement latéral de la lentille 31 par rapport au réflecteur 32 Plus important, comme on le décrira ci-dessous, les gradins 37 et 38 et plus particulièrement, les gradins les plus internes 39 et 40 servent à altérer le motif de contraintes rencontré dans les lampes monoblocs, scellées par adhésif, de l'art antérieur et réduisent ainsi grandement le nombre de fissures qui peuvent apparaître, en particulier autour des coins de la lampe. De particulière importance et comme représenté à la figure 3, l'épaisseur de la couche d'adhésif 41 entre les surfaces de scellement 35 et 36 varie le long des parties des gradins les plus internes 39 et 40, respectivement, cependant la couche d'adhésif peut être si mince qu'il peut s'y former des poches, des manques d'adhésif, se traduisant par un contact lentille-réflecteur à ces endroits Ces poches résultent de la bavure de l'adhésif 41 d'entre les gradins les plus inter- nes 39 et 40, sous l'effet de la pression lors du montage de la lampe 30 On doit mettre l'accent, cependant, sur le fait qu'un tel contact lentille-réflecteur est limité spécifique- ment à une ou plusieurs parties le long des gradins les plus internes, en regard, 39 et 40. Plus particulièrement, entre toutes les autres paires de gradins en regard et entre des parties qui ne sont pas au contact des gradins en regard les plus internes 39 et 40, il existe un intervalle dans lequel est disposé de l'adhésif 41 Cet intervalle et l'adhésif qui y est disposé empêchent le contact entre la surface de scellêment 35 de la lentille et la surface de scellement 36 du réflecteur à l'exclusion d'une ou plusieurs parties le long de la paire la plus interne de gradins en regard 39 et 40 En particulier, la présente invention élimine tout contact le long des parties des surfaces de scellement les plus externes et en particulier autour des coins de la lampe o les contraintes tendent à se concentrer Comme le montre la figure 2, des parties des sur- faces de scellement les plus externes 24 et 25 de l'art anté- rieur, sont en contact l'une avec l'autre et par conséquent seraient en contact autour-des coins de la lampe o les con- traintes tendent à s'accumuler. La présente invention en limitant le contact len- tille/réflecteur à une ou plusieurs parties le long de la paire la plus interne de gradins en regard 39 et 40, réduit grandement les contraintes engendrées, par comparaison avec l'art antérieur, et ainsi élimine grandement les fissures autour des surfaces de scellement et en particulier autour des coins du réflecteur 15 L'explication théorique de cette modification importante du motif de contraintes n'est pas to talement comprise, cependant, des résultats d'essais ont dé- montré une élimination importante des fissures, en particu- lier, lors de la diminution de la température ambiante. On doit également noter que bien qu'on ait décrit une lampe monobloc, adhésivement scellée, de forme rectangu- laire, on peut utiliser d'autres formes y compris une forme circulaire. REVENDICATIONS 1 Lampe monobloc ( 30) comprenant une lentille ( 31) et un réflecteur ( 32) ayant des surfaces de scellement coo- pérantes et en regard ( 35, 36) situées approximativement autour des périphéries de la lentille et du réflecteur, ca- ractérisée en ce que ces surfaces de scellement sont en gra- dins et écartées l'une de l'autre, avec un adhésif ( 41) dis- posé sur et entre celles-ci, excepté pour une ou plusieurs parties le long de la paire de gradins en regard la plus interne ( 39, 40) qui sont en contact l'une (les) avec l'autre (les autres). 2 Lampe monobloc selon la revendication 1 caractéri- sée en ce que chaque gradin est plan. 3 Lampe monobloc selon la revendication 1 caractéri- sée en ce que chaque gradin est transversal à l'axe de la lampe. 4 Lampe monobloc selon la revendication I caractéri- sée en ce que de chaque côté des surfaces de scellement ( 35, 36) il y a des réservoirs ( 42) pour contenir l'excès d'adhésif qui a bavé d'entre ces surfaces de scellement. Lampe monobloc selon la revendication 1 caractéri- sée en ce que les matériaux de la lentille et du réflecteur sont choisis parmi le verre, le quartz et les matières plasti- ques. 6 Lampe monobloc selon la revendication I caractérisée en ce que les périphéries sont de forme rectangulaire. 7 Lampe monobloc selon la revendicationi caractérisée en ce que les périphéries sont de forme circulaire. 8 Lampe monobloc ( 30) comprenant une lentille ( 31) et un réflecteur ( 32) ayant des périphéries essentiellement rectangulaires et des surfaces de scellement en gradins, coo- pérantes et en regard ( 35, 36) situées autour des périphéries caractérisée en ce que ces surfaces de scellement sont écar- tées l'une de l'autre avec un adhésif ( 41) disposé sur et entre elles, excepté pour une ou plusieurs parties le long de la paire de gradins en regard, la plus interne ( 39, 40), qui sont en contacts les unes avec les autres et comprennent en outre des réservoirs ( 421, situés de chaque côté des surfa- ces de scellement ( 35, 36), pour contenir l'excès d'adhésif qui a bavé d'entre ces surfaces de scellement. 9 Lampe monobloc selon la revendication 8, carac- térisé en ce que les matériaux de la lentille et du réflec- teur sont choisis parmi le verre, le quartz et les matières plastiques.