Brevet FR2529297A1 — publié le 19831230

Le système de projecteur conforme à l'in- vention permet une amélioration importante des condi- tions de visibilité pendant la marche des véhicules ainsi qu'une augmentation de l'efficacité de l'éclairage. Dans les projecteurs de véhicules automobiles, qui peuvent être de système européen aussi bien qu'américain, on utilise, comme appareils d'éclairage diffusant la lumière, des filaments spiralés. Dans les projecteurs de système européen, on utilise des lampes à incandescence classiques ou remplies d'un halogène, avec un ou deux filaments spiralés, parce que l'intensité lumineuse et l'efficacité peu- vent être ainsi améliorées Mais la mise à contribu- tion de la batterie du véhicule est élevée, même si on utilise des lampes à incandescence remplies d'un halogène La puissance de lampes d'un véhicule peut même atteindre 200 W, ce qui correspond à une charge de presque 17 A sur la batterie habituelle de 12 V. A l'intérieur du projecteur hermétique du système américain SB (Sealed Beam), on utilise un filament spiralé ou une lampe à incandescence remplie d'un halogène On peut aussi considérer comme avantageux d'incorporer deux filaments ou lampes à incandescence. Ordinairement, dans le projecteur européen, les filaments spiralés sont disposés axialement et transversalement, pour permettre le fonctionnement avec un double flux lumineux, c'est-à-dire avec des feux de route et de croisement On utilise les lampes à incandescence classiques à deux filaments avec une consommation de 45/50 W et un flux lumineux de 700/450 lm, les lampes à incandescence remplies d'un halogène, à deux filaments, avec une consommation de 60/55 W et un flux lumineux de 1650/1000 lm. Les filaments spiralés des lampes à incan- descence remplies d'un halogène et offrant une in- tensité lumineuse élevée pour des dimensions réduites permettent d'obtenir un faisceau lumineux hautement concentré Mais, spécialement avec les feux de croisement, le faisceau lumineux concentré est désavantageux; c'est pourquoi il doit être élargi de manière appropriée avec des moyens optiques Dans ce but, sur les projecteurs connus, l'utilisation de parties prismatiques dans la glace de fermeture du projecteur est largement répandue. Au point de vue de la sécurité de la conduite, le faisceau lumineux concentré de petites dimensions est désavantageux pendant la nuit, parce que le champ de vision du conducteur est très limité Le faisceau lumineux montre très clairement les obstacles qui apparaissent sur la route du véhicule; mais l'environnement est éclairé seulement dans une zone fortement limitée, ce qui rend difficile la reconnais- sance rapide et complète du type d'obstacle Le con- ducteur voit mieux pendant la nuit si le faisceau lumineux diffusé par le projecteur de son véhicule est intensif et diffusé Dans le numéro 9, année 1969, de la revue "Lichttechnik", J B de Boer et D. A Schreuder ont analysé l'utilisation de lampes à incandescence remplies d'halogène au point de vue de la technique de l'éclairage des véhicules Dans l'article indiqué, il a été souligné que les lampes à incandes- cence remplies d'un halogène et ayant une intensité lumineuse élevée conviennent pour agrandir la surface de route bien éclairée En utilisant des systèmes d'éclairage classiques, munis de lampes à incandescence remplies d'un halogène, on parvient à assurer dans quelques directions une intensité lumineuse relative- ment élevée, mais l'amélioration de cette intensité est limitée à des zones relativement étroites, On souhaite donc agrandir les zones bien éclairées de la surface de la route; mais, par comparaison avec les systèmes classiques connus con- tenant des lampes à incandescence, cela serait lié à une augmentation significative de la consommation d'énergie L'agrandissement peut donc être obtenu par utilisation de projecteurs dont le rendement lumineux est supérieur à celui des projecteurs connus En même temps, la sécurité de la circulation doit être assurée dans ce sens que les projecteurs des véhicules venant en sens opposé ne doivent pas éblouir le con- ducteur. Il est clair que la plus grande zone de visibilité, l'éclairage amélioré de la route seraient possibles par l'utilisation de projecteurs supplé-é mentaires sur le véhicule, de lampes à incandescence plus fortes dans les projecteurs ainsi que par une zone prismatique sur la glace de fermeture, la zone prismatique assurant la dispersion du faisceau lumineux dans une zone plus large. Au point de vue de l'économie de l'énergie électrique consommée par le véhicule, aucune des solu- tions ci-dessus ne convient; de plus les dispositions internationales limitent la puissance des lampes à incandescence montées dans les projecteurs. La tâche de l'invention est donc de développer les systèmes de projecteurs utilisés dans l'automobile, pour assurer la diffusion d'un faisceau lumineux intensif, caractérisé par une large zone d'éclairement et n'éblouissant pas les conducteurs des véhicules venant en sens contraire. Le but de l'invention est d'accomplir la tache ci-dessus grâce à une exécution appropriée du système de projecteur apportant une augmentation de l'efficacité. L'invention constate que le système de projecteurs peut aussi être exécuté avec des récipients à décharge de gaz à haute pression. Pour accomplir la tâche indiquée, on a élaboré un système de projecteur pour véhicules automobiles, qui comprend au moins un bottier de projecteur ( 1) , le cas échéant plusieurs et en général deux bottiers de projecteurs, ainsi qu'au moins un appareil d'éclairage ( 3,9) disposé dans un bottier de pro- jecteur correspondant ( 1), l'appareil d'éclairage ( 3,9) étant disposé, dans le cas d'un bottier de projecteur ( 1) fermé non hermétiquement, dans une cloche extérieure transparente avantageusement en verre et, dans le cas d'un bottier de projecteur ( 1) fermé hermétiquement, dans une cloche extérieure ou sans cloche extérieure Suivant l'invention, l'appareil d'éclairage ou au moins un des appareils d'éclairage est un récipient à décharge de gaz à haute pression muni d'une cloche en céramique. Le récipient à décharge de gaz peut aussi être muni d'une cloche extérieure; il forme alors ainsi une lampe indépendante à décharge de gaz. Le récipient à décharge de gaz muni d'une cloche en céramique (appelé récipient à décharge de gaz dans la suite de la description) peut être disposé aussi bien axialement que transversalement dans le bottier de projecteur. Suivant une exécution avantageuse du projec- teur conforme à l'invention, comme récipient à décharge muni d'une cloche en céramique, on peut utiliser un récipient à décharge de vapeurs de sodium. Il est avantageux aussi de munir le récipient à décharge d'un ou plusieurs éléments d'interception qui soi(en)t mobile(s) électriquement ou mécanique- ment pour passer des feux de route aux feux de croisement. Compte tenu du temps d'échauffement relati- vement long des récipients à décharge de gaz, il peut être avantageux d'utiliser au moins deux appareils d'éclairage, c'est-à-dire de prévoir, à l'extérieur du récipient à décharge, encore une lampe à incandescence ou un corps à incandescence, avantageusement un filament spiralé, dans le système de projecteurs La lampe à incandescence ou le corps à incandescence diffusera de la lumière seulement pendant l'échauffement du récipient à décharge; ensuite cette lampe ou ce corps sera débranché par un montage électrique approprié bien connu La lampe à incandescence ou le corps à incandes- cence peut être disposé aussi bien avec le récipient à décharge dans un bottier de projecteur commun, que séparément du récipient, dans un autre bottier. Dans le premier cas, le système optique doit naturel- lement être monté en fonction des deux appareils d'éclairage. Les avantages les plus importants du système de projecteurs conforme à l'invention peuvent se résu- mer comme suit: Le rendement lumineux des récipients à décharge de gaz est plusieurs fois supérieur à celui des lampes à incandescence remplies d'un halogène; c'est pourquoi on peut réaliser dés systèmes de projecteurs économi- sant de l'énergie qui, en comparaison avec les systèmes qui ont des lampes à halogènes, peuvent, pour une con- sommation nettement plus faible (par exemple de moitié), peuvent diffuser nettement plus de lumière (par exemple double). A cause du rendement lumineux élevé, il est plus facile d'utiliser la lumière diffusée par le projecteur, parce que l'intensité lumineuse ne doit pas être augmentée dans certaines directions, pour une ré- duction simultanée de la largeur du faisceau lumineux. La durée de vie des récipients à décharge de gaz est nettement supérieure à celle des lampes à incandescence munies d'un filament spiralé et rem- plies d'un halogène. Comme la consommation est plus faible, le boîtier de projecteur est soumis à une température plus basse, ce qui offre de larges possibilités pour utiliser des boîtiers en matière plastique. Un avantage très significatif consiste en ce que les récipients à décharge de gaz munis d'une cloche en céramique peuvent grâce à la perméabilité diffuse de la céramique diffuser un faisceau lumineux qui, par rapport à celui des lampes à incan- descence remplies d'un halogène, est plus large et d'une densité de flux lumineux plus régulière et par ailleurs en ce que les dimensions des tubes à décharge de gaz qui doivent être utilisés sur les véhicules et le fait qu'un arc électrique concentré se trouve sur les électrodes du tube à décharge de gaz à haute pression permettent de concentrer la lumière au moyen du miroir en forme de parabololde de révolution ordinai- re Comme cela, aussi bien les feux de route que les feux de croisement peuvent être obtenus avec une meilleure qualité. Grâce à l'utilisation de la solution conforme à l'invention, la répartition de la lumière est très avantageuse, de sorte que l'exécution prismatique du verre du boîtier de projecteur n'est pas nécessaire pour former le faisceau lumineux. Quand on utilise des lampes à décharge à vapeurs de sodium, leur coloration en jaune or est avantageuse, parce que cette couleur est agréable, qu'elle ne fatigue pas et que, dans le brouillard, elle est tout à fait indiquée, Une grande partie des conducteurs considère que les lampes jaunes sont plus avantageuses L'expérience montre que la lumière jaune améliore le contraste visuel; la production de la lumière jaune conduit, avec les lampes à incandescence, à réduire l'efficacité de la source lumineuse Les lampes à vapeurs de sodium à haute pression diffusent déjà par définition une lumière qui n'est pas blanche, mais jaune; leur spectre lumineux n'est pas trop large; cela permet une vision très contrastée et le rendement dépasse de trois à quatre fois celui des lampes à incandescence remplies d'un halogène. L'invention va être expliquée plus en détail à l'aide des exemples d'exécution représentés sur les dessins annexés; sur ces dessins: la figure 1 représente un exemple d'un projecteur du système de projecteur conforme à l'in- vention, qui est muni d'un bottier non étanche au vide ainsi que d'une lampe à vapeurs de sodium; la figure 2 représente un exemple d'un projecteur du système de projecteur conforme à l'in- vention, qui est muni d'un bottier étanche au vide ainsi que d'une lampe à vapeurs de sodium; la figure 3 représente le schéma des fais- ceaux lumineux d'un projecteur, qui est muni d'élé- ments d'interception, d'un tube à décharge de gaz disposé axialement et d'un miroir en forme de paraboloide de révolution, logés dans le bottier du projecteur; la figure 4 représente un exemple d'un pro- jecteur du système de projecteur conforme à l'invention, qui contient, dans un bottier de projecteur commun, un tube à décharge de gaz et un filament spiralé. Suivant l'exemple représenté sur la figure 1, une lampe à vapeurs de sodium 2 est logée dans un bottier de projecteur 1 La figure représente une coupe transversale d'un bottier de projecteur 1 de la Société Bosch La lampe à vapeurs de sodium 2 est équipée d'une cloche de verre 4, qui contient un tube à décharge 3, formant un appareil d'éclairage. Comme dans les lampes à incandescence des projec- teurs courants, il est prévu, dans la lampe à vapeurs de sodium 2, des éléments d'interception 5 et un disque de préfocalisation 6 Dans le bottier de pro- jecteur 1 est par ailleurs prévu un miroir en forme de parabolo Ide de révolution 7, qui sert à former le faisceau lumineux Le bottier 1 est fermé par un verre lisse d'extrémité 8 Le tube à décharge 3 est disposé suivant l'axe dans le bottier 1. Suivant l'exemple représenté sur la figure 2, le tube à décharge 3 est aussi disposé dans le bottier de projecteur 1, qui est, dans ce cas, étanche au vide et du type SB (Sealed Beam) Le tube à dé- charge 3 est monté transversalement dans le bottier de projecteur 1 rempli d'azote purifié. Sur la figure 3, un tube à décharge 3 est disposé axialement et équipé d'éléments d'interception 5 On a schématisé les faisceaux lumineux formés par le miroir en forme de parabololde de révolution 7. Sur la figure 4 on voit un exemple d'exécution, suivant lequel un filament spiralé 9 est disposé, à côté du tube à décharge 3, dans le bottier 1 Lc bottier 1 est muni de plots électriques 10, 11 et 12: le plot 11 est attribué au filament 9, le plot 12 au tube à décharge 3 et le plot 10 est commun Pour l'alimen- tation du filameni 9 pendant une certaine péri ode (quand le tube à décharge 3 travaille avec une inten- 3 K sitg lumineuse faible ou non maximale), il est prévu un circuit électronique connu, qui est monté entre la batterie du véhicule et les plots 10, 11 et 12. Le bottier de projecteur 1 est une exécution étanche au vide de type SB et il est rempli d'azote. Le tube à décharge 3 et le filament 9 peuvent être 3 isposés dans des boîtiers de pro- jecteur 1 separés, le bottier I pouvant être étanche au vide ou non S'il ne l'est pas, le filament 9 ainsi que le tube à décharge 3 doivent être dans une cloche transparente, qui est avantageusement en verre, avec un gaz correspondant dans la cloche c'est-à-dir A que les conditions de fonctionnement aussi bien des lampes à incandescence que du tube à décharge doivent être assurées. L'utilisation du système de projecteur conforme à l'invention permet une amélioration impor- tante des conditions de visibilité pendant la marche du véhicule ainsi qu'une augmentation de l'efficacité de l'éclairage. - REVENDICATIONS 1. Système de projecteur pour véhicules auto- mobiles, qui comprend au moins un boîtier de projecteur ( 1), le cas échéant plusieurs et en général deux boîtiers de projecteurs, ainsi qu'au moins un appareil d'éclairage ( 3,9) disposé dans un boîtier de projecteur correspondant ( 1), l'appareil d'éclairage( 3,9) étant disposé, dans le cas d'un boîtier de projecteur ( 1) fermé non hermétique- ment, dans une cloche extérieure transparente avantageuse- ment en verre et, dans le cas d'un boîtier de projecteur ( 1) fermé hermétiquement, dans une cloche extérieure ou sans cloche extérieure, caractérisé en ce que l'appareil d'éclairage ou au moins un des appareils d'éclairage ( 3,9) est un récipient ( 3) à décharge de gaz à haute pression muni d'une cloche en céramique. 2 Système de projecteur suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le récipient ( 3) à décharge de gaz à haute pression muni d'une cloche en céramique est un récipient à décharge de vapeurs de sodium. 3. Système de projecteur suivant une quelcon- que des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le récipient à décharge ( 3) est muni d'un élément d'inter- ception ( 5) mobile électriquement ou mécaniquement pour le passage des feux de route aux feux de croisement. 4. Système de projecteur suivant une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en plus du récipient ( 3) à décharge de gaz à haute pres- sion muni d'une cloche en céramique, il est prévu au moins une lampe à incandescence ou un corps à incandes- cence, avantageusement un filament spirale ( 9). 5 Système de projecteur suivant la revendi- cation 4, caractérisé en ce que la lampe à incandescence ou le corps à incandescence ( 9) est disposé dans un boîtier commun de projecteur ( 1) avec le récipient ( 3) il - à décharge de gaz à haute pression muni d'une cloche en céramique. 6. Système de projecteur suivant la reven- dication 4, caractérisé en ce que la lampe à incandes- cence ou le corps à incandescence ( 9) ainsi que le réci- pient ( 3) à décharge de gaz à haute pression muni d'une cloche en céramique sont disposés dans différents boî- tiers de projecteurs.