Brevet FR2521259A1 — publié le 19830812

La présente invention concerne les lampes, plus par- ticulièrement des lampes monoblocs, ayant des bottiers en deux parties comprenant un réflecteur et une lentille assem- blés au moyen d'un adhésif Le réflecteur comporte un revéte- ment interne réfléchissant pour réfléchir et diriger la lu- mière, issue d'une source lumineuse située dans le boitier 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, plut 3 t que la fusion, pour sceller ensemble le réflecteur et la lentille en verre. Cependant, la température ambiante, en particulier pour de bassns températures, peut introduire des contraintes supplé- 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- âant 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 comprenant un réflecteur et une lentille ayant des périphéries de forme rectangulaire et des surfaces de scellement en regard, coopé- rantes et en gradins, situées approximativement autour des périphéries de la lentille et du réflecteur avec un adhésif disposé 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 des grands côtés d'une paire de gradins des surfaces de scel- lement 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 réservoirs, situés de chaque côté des surfaces de scellement. La suite de la description se réfère aux figures an- nexées qui représentent respectivement: Figure 1, une vue en perspective d'une lampe rectan- gulaire selon la présente invention; Figure 2, une vue fragmentaire, en coupedes surfa- ces de scellement d'une lentille et d'un réflecteur de l'art antérieur; Figure 3, une vue fragmentaire, en coupe, des surfa- ces de scellement d'une lentille et d'un réflecteur le long de leurs grands côtés selon la présente invention; Figure 4, une vue en perspective des surfaces de scellement d'une lentille et d'un réflecteur selon la présente invention; Figure 5, une vue fragmentaire, en perspective, illus- trant l'intervalle existant entre la paire de gradins la plus interne des surfaces de scellement en regard le long de leurs petits côtés et de leurs coins; Figure 6, une vue fragmentaire, en coupe, des surfa- ces de scellement d'une lentille et d'un réflecteur le long de leurs petits côtés et de leurs coins suivant la présente invention; Figure 7, une vue en perspective des surfaces de scellement d'une lentille et d'un réflecteur illustrant une autre réalisation de l'invention; Figure 8, une vue fragmentaire,-en coupe,d'une autre réalisation de l'invention. La figure l représente une lampe rectangulaire telle qu'un projecteur pour véhicule i comportant une lentille 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 matériaux tels que, mais sans y être limités, du quartz et des matières plastiques La len- tille 2 a classiquement une face extérieure légèrement con- vexe et une prescription optique fournie, par exemple, par des prismes de réfraction 5 formés 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 électrique 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 possè- de des grands côtés 10, des petits côtés 11, et des coins 12. De même, le réflecteur 3 a des grands côtés 13, des petits côtés 14 et des coins 15 correspondants. Comme indiqué précédemment, le scellement par fusion, 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 contraintes tendant à se faire autour des coins 15 du réflecteur, se traduisant par des fissures spécialement en ces endroits On élimine pra- tiquement 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 epoxy assoupli, photo-durcissable, tel celui décrit dans le brevet des E U A no 4 240 131, fournit un joint fiable entre la lentille de verre 2 et le réflecteur en verre 3 Un autre exemple d'adhésif convenable est le pro- duit "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 thermiques demeure Par exemple, la figure 2 représente une vue en cou- pe d'une lampe monobloc 20, scellée avec un adhésif, de 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 situées près des périphéries rectangulaires de la lentille et du ré- flecteur de verre, respectivement Pendant le montage de la lampe 20, on place l'adhésif 23 entre les surfaces de scel- lement 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 particulièrement 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 exté- rieures prévues pour la lampe ce qui se traduit par un surdi- mensionnement inacceptable 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 borosilicate, classiquement utilisé dans les projecteurs monoblocs d'automo biles, 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 typi- quement d'environ 40 x 10 6 cm/cm/PC 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 diffé- rents 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 o l'adhésif a été chassé par la pression Dans certains cas, il peut apparaître un écaillage de l'adhésif et du verre Pire encore, la verre- rie peut se fissurer conduisant à une performance inaccepta- ble de la lampe. La présente invention réduit grandeinent ces con- traintes, en particulier autour des coins 15 du réflecteur, en modifiant ces motifs inacceptables de contraintes La f i- gure 3 qui est une vue fragmentaire, en coupe,des surfaces de scellement de la lentille et du réflecteur, le long des grands côtés de la lampe 30, illustre en détail la présente invention La lampe 30 comporte une lentille 31 et un réflec- teur 32, ayant chacun une périphérie rectangulaire, avec des lobes externes de moulage 33 et 34, respectivement, qui faci- litent 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 réflecteur 32, respectivement, et qui sont en regard, coopèrent l'une avec l'autre, et se pré- sentent sous une forme à plusieurs gradins incluant les gra dins 37 et 38, respectivement Les gradins 37 et 38 sont pra- tiquement de niveau et transversaux à l'axe de la lampe Fai- sant partie des gradins 37 de la lentille et des gradins 38 du réflecteur se trouvent des gradins les plus internes coo- pérants et face à face 39 et 40, respectivement situés les plus près de l'intérieur de la lampe 30 Comme le montre la vue en perspective de la figure 4, les gradins les plus inter- nes 39 et 40 se composent des grands côtés 41 et 42, des pe- tits côtés 43 et 44, et des coins 45 et 46 de la lentille 31 et du réflecteur 32, respectivement. En se référant à nouveau à la figure 3, on assemble la lampe 30 en disposant un adhésif, tel qu'un adhésif ther- modurcissable 47, sur et entre les gradins les plus internes 39 et 40 des surfaces de scellement On presse alors l'une contre l'autre la lentille 31 et le réflecteur 32 de sorte que les grands côtés 41 et 42 s'ajustent l'un à l'autre pour ainsi coopérer et être en face l'un de l'autre On notera que, puisque la figure 3 illustre une vue en coupe des surfaces de scellement 35 et 36 le long des grands côtés de la lampe, les gradins les plus internes 39 et 40 et les grands côtés 41 et 42 ne font qu'un 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 scel- lement sont pressés l'un contre l'autre et/ou pendant le durcissement de l'adhésif, l'adhésif 47 s'en écoule recouvrant et étant pratiquement confiné entre le reste des surfaces de scellement 35 et 36 En particulier, l'intervalle 48, 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 suret entre les gradins des surface de scellement De plus, des réservoirs 49, situés de chaque côté, retiennent tout adhésif en excès, qui bave d'entre les surfa- cesde scellement 35 et 39, et ainsi empêche l'adhésif 47 de s'étaler sur des parties non souhaitées de la lampe 30 C'est à-dire, les réservoirs permettent l'application de suffisament d'adhésif pour assurer un joint périphérique acceptable sans que cet adhésif bave sur les parties de la lentille transmet- tant 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 exté- rieure de la lampe. Pendant le montage de la lampe 30, les gradins 37 et 38 ont plusieurs fonctions Tout d'abord ens'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 déplace- ment latéral de la lentille 31 par rapport au réflecteur 32. Plus important, et comme on le décrira ci-dessous, les gra- dins 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 47 entre les surfaces de scellement 35 et 36 varie le long des parties des grands côtés 41 et 42 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 47 d'entre les grands côtés 41 et 42, 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 spécifiquement à une ou plusieurs parties le long des grands côtés en regard 41 et 42. De plus les petits côtés 43 et 44 et les coins 45 et 46 de la paire la plus interne des gradins en regard sont dans un plan inférieur à celui de leurs grands côtés 41 et 42. C'est-à-dire, comme le montre la figure 5, comparés aux petits côtés et aux coins de chacun des gradins les plus internes, leurs grands côtés apparaissent comme des plateaux s'en éle- vant graduellement jusqu'à une hauteur comprise entre environ 0,1 et 0,4 mm Par conséquent, une fois la lampe 30 montée les petits côtés en regard 43 et 44 et les coins 45 et 46 ne peuvent pas venir en contact les uns avec les autres du fait de l'intervalle ménagé entre eux. La figure 6 est une vue partielle, en coupe, des petits 2 21259 côtés et des coins selon la présente invention L'intervalle entre les surfaces de scellement 35 et 36 empêchent leur con- tact y compris le long des petits côtés 43 et 44 et des coins et 46 de la paire la plus interne des gradins en regard. Egalement encore, et comme on peut le voir sur les figures 3 et 6, entre toutes les paires de gradins en regard, à l'exclusion des parties le long des grands côtés de la paire la plus interne de gradins en regard 39 et 40 de la figure 3, il existe un intervalle dans lequel est disposé l'adhésif 47. En d'autres termes, la présente invention limite le contact à une ou plusieurs parties des grands côtés 41 et 42, exclu- sivement En particulier, la présente invention élimine la pratique de l'art antérieur dans laquelle les parties des surfaces de scellement les plus externes de la lentille et du réflecteur étaient en contact les unes avec les autres autour des coins de la lampe o les contraintes tendent à se concentrer. La présente invention en limitant le contact len- tille-réflecteur à une ou plusieurs parties le long des grands côtés 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 particu- lier autour des coins du réflecteur L'explication théorique de cette modification importante du motif de contraintes n'est pas totalement comprise, cependant, des résultats d'essais ont démontré une élimination importante des fissures, en par- ticulier, lors de la diminution de la température ambiante. La figure 7 illustre une autre réalisation de la présente invention dans laquelle seulement l'un de la paire la plus interne de gradins en regard a un niveau inférieur le long de leurs grands côtés Par exemple, le gradin le plus interne 51 de la lentille peut avoir ses grands côtés 52 à un niveau plus élevé que les petits côtés 53 et les coins 54 qui sont dans un plan inférieur commun Au contraire, les grands côtés 55, les petits côtés 56 et les coins 57 du gradin le plus interne 58 du réflecteur peuvent être dans le même plan Dans l'une ou l'autre de ces réalisations, comme illustré aux figures 5 ou 7, le contact entre les surfaces d scellement est limité aux grands côtés de leurs gradins les plus internes. De plus et comme on l'a communément expérimenté dans la technique, la lentille peut se déformer le long de ses grands côtés ce qui se traduit par une face extérieure plus convexe de cette lentille. Cette déformation, cependant, n'affecte pas la pré- sente invention pour autant qu'un intervalle suffisant est prévu entre les surfaces de scellement pour assurer que seuls les grands côtés de la paire la plus interne des gradins en regard soient en contact les uns avec les autres C'est-à-dire, les petits côtés et les coins des surfaces de scellement de la lentille, même lorsque cette déformation a lieu, ne peu- vent pas venir en contact avec les côtés et les coins des surfaces de scellement du réflecteur en regard. On doit noter également que bien que pour les besoins de la description la présente invention a été limitée au con- tact entre une ou plusieurs parties le long des grands côtés de la paire la plus interne de gradins en regard, on peut utiliser un tel contact limité à une ou plusieurs parties le long des grands côtés de toute paire de gradins en regard y compris la paire la plus externe tout en restant dans le cadre de la présente invention Ainsi, et comme le montre la figure 8, on peut utiliser la paire en regard de gradins les plus ex- ternes 61 et 62 pour réduire grandement les contraintes en- gendrées autour des surfaces de scellement Le point essentiel est que le contact entre les surfaces de scellement soit li- mité aux gr ands côtés d'une paire de gradins en regard. 252 2 17 REVENDICATIONS 1 Lampe monobloc ( 30) comprenant une lentille ( 31) et un réflecteur ( 32) ayant des périphéries essentiellement rectangulaires, et des surfaces de scellement en gradins, coopérantes et en regard ( 35; 36), caractérisée en ce que les surfaces de scellement comprennent des grands côtés ( 41, 42), des petits côtés ( 43, 44) et des coins ( 45, 46) situés appro- ximativement autour des périphéries, et écartés, avec un adhésif ( 47) disposé sur et entre ceux-ci, excepté pour une ou plusieurs parties le long des grands côtés ( 41, 42) d'une paire de gradins en regard ( 39, 40) qui sont en contactl'une(les) avec l'autre (les autres). 2 Lampe monobloc selon la revendication 1 caracté- risée en ce que le contact entre les surfaces de scellement ( 35, 36) est limité à une ou plusieurs parties le long des grands côtés ( 41, 42) d'une paire de gradins en regard ( 39, )-la plus proche de l'intérieur de la lampe. 3 Lampe monobloc selon la revendication 1 caracté- risée en ce que le contact entre les surfaces de scellement ( 35, 36) est limité à une ou plusieurs parties le long des grands côté's d'une paire de gradins en regard ( 61, 62) la plus proche de l'extérieur de la lampe. 4 Lampe monobloc selon la revendication 1 caracté- risée en ce que chaque gradin de la paire de gradins en re- gard ( 39, 40), ayant une ou plusieurs parties en contact l'une avec l'autre le long des grands côtés ( 41, 42) est biplanaire se composant d'un plan inférieur défini par leurs coins ( 45, 46) et leurs petits côtés ( 43, 44) et un plan plus élevé défini par leurs grands côtés ( 41, 42). 5 Lampe monobloc selon la revendication 1 caracté- risée en ce que l'un ( 39) de la paire de gradins en regard ( 39, 40), ayant une ou plusieurs parties en contact l'une avec l'autre le long des grands côtés ( 41, 42), est biplanai- re se composant d'un plan inférieur défini par ses coins ( 45) et ses petits côtés ( 43) et d'un plan supérieur défini par ses grands côtés ( 41). 6 Lampe monobloc selon la revendication 5 caracté- risée en ce que la hauteur entre les plans est comprise entre 0,1 et 0,4 mm. 7 Lampe monobloc selon la revendication 1 caracté- risée en ce que les gradins ( 37,38) sont au même niveau. 8 Lampe monobloc selon la revendication 1 caracté- risée en ce que les gradins sont transversaux à l'axe de la lampe. 9 Lampe monobloc selon la revendication 1 caracté- risée en ce que de chaque côté des surfaces de scellement ( 35, 36) il y a des réservoirs ( 49) pour contenir l'excès d'adhésif qui a bavé d'entre ces surfaces de scellement. Lampe monobloc selon la revendication 1 caracté- risée en ce que les matériaux de la lentille et du réflecteur sont choisis parmi le verre, le quartz et les matières plas- tiques. 11 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), caractérisée en ce que ces surfaces de scellement comprennent des grands côtés ( 41, 42), des petits côtés ( 43, 44) et des coins ( 45, 46), situés appro- ximativement autour des périphéries, et écartées, avec un adhésif ( 47) disposé sur et entre elles, excepté pour une ou plusieurs parties le long des grands côtés ( 41, 42) d'une paire de gradins en regard ( 39, 40), la plus proche de l'in- térieur de la lampe, qui sont en contact les unes avec les autres et en ce que l'un ( 39) de la paire de gradins en regard la plus proche de l'intérieur de la lampe est biplanaire ayant un plan inférieur défini par ses coins ( 45) et ses petits côtés ( 43) et un plan supérieur défini par ses grands côtés ( 41) et'comprennent en outre des réservoirs ( 49), situés de chaque côté des surfaces de scellement ( 35, 36), pour conte- nir l'excès d'adhésif qui a bavé d'entre ces surfaces de scellement. 12 Lampe monobloc selon la revendication 11, carac- térisée en ce que les matériaux de la lentille et du réflec- teur sont choisis parmi le verre, le quartz et les matières plastiques.