Brevet FR2537249A1 — publié le 19840608

La présente invention concerne les projecteurs à faisceau coupé pour vdhicules automobiles et notamment, mas non exclusivement, les projecteurs susceptibles d'émettre-un faisceau de croisement, c'est-àdire un faisceau intense ddLimité par une coupure plane conformément aux dispositions en vigueur (Code de la Route par exemple). En matière de projeCteUrSt et dans les domaines techniques divers, on connaît depuis longtemps des systèmes optiques de projection utilisant un réflecteur elliptique à deux foyers , dans de tels systèmes, une source lumineuse est disposée à l'un des foyers de ce réflecteur, et renvoie vers l'avant un faisceau de rayons qui convergent au second foyer du réflecteur ; en avant de ce second foyer, est disposée une lentille qui redresse les rayons pour former le faisceau finalement émis par le projecteur, qui est constitué de rayons parallèles ou sensiblement parallèles. En matière de projecteurs d'automobiles, on a jusqu'à présent fort peu utilisé les systèmes optiques elliptiques ; en effet, on a le plus souvent considéré comme préférable d'utiliser un réflecteur parabolique, avec la source lumineuse au voisinage de son unique foyer, pour produire directement par simple réflexion le faisceau finalement émis. On a cependant proposé, dans le domaine automobile, certains projecteurs d'appoint munis de réflecteurs eiliptiques. Ces projecteurs comportent, à l'tinté rieur d'un cuvelage-enveloppe, un réflecteur elliptique, une lampe disposée au premier foyer du réflecteur, un système d'occultatioo, muni d'une ouverture diaphragwe, disposé au second foyer du réflecteur, et une lentille fermant le cuvelage ; à l'intérieur du cuvelage, des pièces d'écartement séparent le réflecteur et l'écran, d'une part, et la lentille et le système d'occultation, d'autre part ; le faisceau lumineux ainsi obtenu est un faisceau d'appoint de puissance relativement faibles La présente invention se propose de réaliser un projecteur à réflecteur elliptique du type précité, particulièrement adapté à l'émission d'un faisceau de croisement, c'est-d-dire un faisceau de forte puissance, dont les conditions d'éclairement, notamment les limites de coupure, doivent être précisément déterminées, et rester invariables dans le temps, indépendamment des conditons.extérieures tout en présentant le rendement optique optimal. Plus particulièrement, l'invention vise à réaliser un projecteur du type précité dans lequel un écran de coupure soit toujours rigoureusement positionné par rapport à l'axe optique du projecteur. Pour atteindre ces buts, aOinvention propose une structure constructive nouvelle. Le projecteur selon l'invention comporte de façon connue en elle-mEme un réflecteur elliptique à deux foyers, une source lumineuse disposée au voisinage du premier foyer du réflecteur, des moyens d'occultation disposés dans le plan focal du second foyer, et une lentille reprenant le faisceau lumineux émis par la lampe, renvoyé par le réflecteur et délimité par les moyens d'occultation.Il est caractérisé en ce qu'il comporte un manchon tubulaire en verre ou matière inerte analogue servant de support à la lentille, et, au moins en partie, de cuvelage au projecteur, en- ce que les moyens d'occul- tation sont solidaires dudit manchon, et en ce que le volume interne dudit manchpn, au moins pour sa partie s'étendant immédiatement en arrière de la lentille, est maintenu étanche par rapport à l'atmosphère extérieure du projecteur. Dans un mode de réalisation préféré, le manchon comporte une cloison interne transparente ddlimitant immédiatement en arrière de la lentille un compartiment étanche, et les moyens d'occultation sont constitués par un écran opaque appliqué contre ladite cloison ; l'cran peut par exemple être constitué par une métallisation appliquée contre la cloison. Dans un autre mode de réalisation, les moyens d'occultation sont constitués, au moins en partie, par une saillie interne de la paroi du.manchon, à la partie inférieure de celle-ci. Selon une autre caractéristique de l'invention, le manchon raccorde directement le réflecteur elliptique à la lentille. En variante, une pièce de raccordement réunit le manchon au réflecteur elliptique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre en se référant aux dessins annexés, et sur lesquels - les figures 1 à 4 représentent, en coupe axiale verticale schématique, quatre modes de réalisation de la présente invention, qui vont être successivement décrits. Dans tous les modes de réalisation, les. mêmes éléments sont désignés par les mêmes références. Dans tous-les cas, le projecteur comporte un réflecteur elliptique R, d'axe A-A, comportant deux foyers, à savoir un premier foyer arrière F1 et un second foyer avant F2. Une source lumineuse S (filament d'une lampe l), est disposée au voisinage du foyer arrière F1 le réflecteur R renvoyant les rayons lumineux en direction du second foyer F2. Des moyens d'occultation peuvent ainsi facilement être disposés à proximité du second foyer pour dé limiter le faisceau ainsi constitué. Une lentille convergente L est disposée en avant du foyer F2 et fàit converger les rayons émis par le système en un faisceau lumineux utile. Les éléments ci-dessus ont déjà été proposés pour réaliser des projecteurs Mais, l'invention propose particulièrement la réalisation d'un projecteur du type précité, c'est-à-dire d'un projecteur de puissance relativement élevée dans lequel les moyens d'occultation doivent réaliser une délimitation très rigoureuse et très fidèle du faisceau finalement émis. Une étude attentive des diverses possibilités de réalisation a montré les difficultés suivantes - la forte puissance du projecteur se traduit par des échauffements importants qui, au moins en régime transitoire, se traduisent par des différences de température en divers points du projecteur En particulier, la lentille, qui est un objet en verre massif, possède une inertie thermique sensiblement plus grande que les autres éléments du projecteur ; dans certaines conditions de fonctionnement, elle se comporte comme une surface relativement froide et de ce fait, divers éléments présents dans le volume interne du projecteur au voisinage de la lentille peuvent venir se déposer sur la sur- face interne de celle-ci ; ; tel est le cas en particulier de la vapeur d'eau éventuellement présente dans l'espace interne du projecteur. - les échauffemen;ts locaux les plus élevés sont subis par les moyens d'occultation qui définissent la coupure du faisceau ; en effet, de tes moyens d'occultation doivent arrêter près de la moitié-du flux lumineux émis, et les limites d'occultation, définissant la coupure, doivent être et demeurer très précisément positionnés par rapport à l'axe optique du réflecteur et de la len tille malgré les variations de température. - les matières constitutives du projecteur doivent être choisies pour leur stabilité dimensionnelb le et chimique indépendamment de la température, et ce pour de longues durées de vie ; en particulier, l'dchauf- fement des matières plastiques usuelles risque de produire une libération par dégazage de produits qui peuvent venir se précipiter sur la surface interne de la lentille en l'opacifiant. La solution globale à l'ensemble de ces problèmes qui réagissent les uns sur les autres, réside dans la nouvelle structure constructive annoncée ci-dessus, selon laquelle le projecteur est caractérisé en ce qu'il comporte un manchon. tubulaire en verre ou matière inerte analogue servant-de support à la lentille, et, au moins en partie, de cuvelage au projecteur, en ce que Zes moyens d'occultation sont solidaires dudit manchon, et en ce que le volume interne dudit manchon., au moins pour sa partie s'étendant immédiatement en arrière de la lentille, est maintenu étanche par rapport à l'atmosphère extérieure du projecteur. Dans le mode de réalisation de la figure 1, la lampe L est montée de façon étanche sur un manchon généralement tubulaire, 100. Le bord antérieur 101 de ce manchon coopère avec la périphérie de la lentille en verre L, pour un montage ferme et étanche (collage ou soudage). Le manchon 100 comporte une cloison interne 102 s'étendant transversalement dans tout le volume du manchon, la face avant de cette cloison 102 étant très légèrement en-avant du foyer F2, La cloison 102, et de préférence le manchon, 100, tout entier, est constituée par une matière transparente, stable dimensionnellement et chimiquement, malgré les variations de -température, et de préférence moulable. On choisit de préférence le verre. La cloison 102 définit ainsi avec le manchon 100 un compartiment 110 qui est étanche ; de préférence, un tel compartiment est maintenu rempli d'un gaz inerte sec. L'écran 111 est appliqué contre la face avant de la paroi 102; un tel écran est par exemple constitué par une métallo sation, très précise, du type de celle que l'on sait réaliser par exemple pour les circuits imprimés ; bien entendu, l'application d'un tel écran 111 sur la face avant de la cloison 102 est effectuée avant que la lentille L soit assemblée sur l'extrémité 101 du manchon 100. A sa partie arrière, le manchon 100 comporte un prolongement 103 qui sert à un raccordement sur le réflecteur R, par exemple, comme précédemment, par collage ou soudure. On voit facilement les avantages d'une telle construction. En effet, l'écran 111 est rigoureusement positionné sur la cloison 102, qui est elle-même un d ment de structure faisant partie intégrante du manchon 100 qui est, à l'assemblage, exactement disposé par rapport à l'axe optique A-A du réflecteur R et de la len- tille L. De là un positionnement rigoureux de l'écran de coupure 111. De plus, cet écran de coupure 111 se trouve maintenu dans le compartiment étanche 110 de telle sorte qu'il est à l'abri des effets de l'humidité et de l'oxydation qui ne manqueraient pas de s'attaquer à lui, notamment à son bord 121 qui définit la limite de coupure du faisceau.D'autre part, le compartiment 110, de par son étanchéité, et du choix de la matière du manchon 100, reste-t-il exempt d'éléments susceptibles de venir se déposer sur la face interne de la lentille L. On voit que le manchon selon l'invention résout du même coup, non seulement le problème du montage de la lentille L et du raccordement de la lentille L au réflecteur R, mais aussi celui du positionnement rigoureux de l'écran de coupure, de l'inaltérabilité de cet écran malgré les hautes températures qu'il subit et aussi de l'inaltérabilité de la lentille L. Dans le mode de réalisation de la figure 2, la structure générale est la même que celle qùi vient d'être décrite par la figure 1, à ceci près que le manchon ne comporte pas de prolongement arrière 103. A sa place; une pièce de raccordement 203 est utilisée pour relier le manchon 100 au réflecteur R. Il faut remarquer dans tout ce qui précède que la partie 103 du manchon 100, ou bien la pièce de raccordement 203, ont été représentées comme sensiblement cylindriques et droites.Dans une variante constructive, on peut envisager que de. telles pièces soient coudées à angle droit, le réflecteur R ayant alors son axe dirigd verticalement; de telle sorte que la lumière renvoyée par le réflecteur R, soit reprise et renvoyée selon l'axe A-R par un miroir ou un prisme de renvoi. Une telle construction peut permettre de diminuer l'encombrement du projecteur selon l'axe A-A, les projecteurs "coudés" ainsi obtenus pouvant être plus logeables sur des véhicules automobiles. Dans le mode de réalisation de la figure 3, un manchon 100, de forme générale tubulaire, est toujours utilisé pour relier le réflecteur R à la lentille L. Dans ce mode- de réalisation, c'est tout l'intérieur 300 du projecteur qui est rendu étanche, la lampe 1 étant elle-même montée de façon étanche sur le réflecteur R, et, de même, les raccordements du manchon sur le réflecteur R, d'une part, et sur la lentille t, d'autre part, étant étanches. Dans ce mode de réalisation, la partie inférieure du manchon a la forme d'un demi-diabolo, en comportant une déformation interne définie par deux surfaces telles que 120 et 130 réunies- par une ligne de raccordement 140. Dans ce cas, c'est la paroi 120 du manchon 100 qui constitue le moyen d'occultation, le bord 140 servant à délimiter la coupure.Dans ce mode de réalisation, le manchon 100 est associé de façon étanche (collage ou soudage par exemple) au manchon R, et tout l'ensemble du projecteur est étanche, et de préférence rempli d'un gaz inerte sec. Comme précédemment1 dans ce mode de rdalisan tion, les moyens d'occultation, solidaires du manchon, sont rigoureusement positionnés par rapport à Biaxe optique du système. Le manchon est avantageusement rda- lisé dans ce cas en toute matière moulable.Si cette matière est transparente, on revêt la face interne de la paroi 120, jusqu'au bord 140, cajun revêtement métallique 121 qui se trouve protégé comme précédemment Dans le mode de réalisation de la figure 4, le manchon 100 est relié directement au rdflecteur R. Le volume interne 300 de l'ensemble constitué par le réflec teur, le manchon et la lentille est étanche, en étant rempli d'un gaz approprié.' Comme précédemment, l'écran 150 constitué d'une plaque, notamment d'une plaque mdtal- lique, est monté directement sur une couronne interne 160 portée par le manchon, ce qui assure son positionnement rigoureux. De même, l'écran étant maintenu en atmosphère inerte, garde son inaltérabilité. On remarquera que sur les figures 2 et 4 on a représenté en traitsinterrompus les rayons lumineux extrê- mes issus de la source lumineuse S, passant par le bord du réflecteur R, convergeant vers F2 e t passant par le bord de la lentille L. On voit ainsi la disposition optimale, selon laquelle la lentille L récupère le plus possible du flux du réflecteur R t il faut remarquer également que sur ces deux figures on a à peine marqué la solution de continuité entre le réflecteur R et les éléments qui lui sont adjacents. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Un projecteur pour véhicule automobile, susceptible d'émettre un faisceau d'éclairement à coupure, comportant un réflecteur elliptique à deux foyers, une source lumineuse disposée au voisinage du premier foyer du réflecteur, des moyens d'occultation disposés dans le plan focal du second foyer, et une lentille reprenant le faisceau lumineux émis par la lampe, envoyé par le réflecteur et délimité par les moyens d'occulta tion, caractérisé en ce qu'il comporte un manchon tubulaire (100), réalisé en verre ou matière inerte analogue, ce manchon servant de support à la lentille (L), et;; au moins en partie, de cuvelage au projecteur, en ce que les moyens d'occultation (11l, 121, 1*50) sont solidaires dudit manchon, et en ce que le volume interne (110, 300) dudit-manchon, au moins pour sa partie s'étendant immédiatement en arrière de la lentille (t) est maintenu étanche par rapport à l'atmosphère extérieure du projet teur. 2. Un projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (100) comporte une cloison interne transparente (102) délimitant, immédiatement en arrière de la lentille un compartiment étanche (110) et en ce que les moyens d'occultation sont constitués par un écran appliqué contre ladite cloison. 3. Un projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran (111) est constitué par une métallisation appliquée contre la face avant de ladite cloison (102), 4. Un projecteur selon, la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'occultation sont constitués, au moins en partie, par une saillie interne (1?0, 130, 140) de la paroi du manchon (100). 5. Un projecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite saillie interne a la forme d'un diabolo. 6. Un projecteur: selon l'une des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que ledit manchon (100) raccorde directement le réflecteur elliptique (R) à la lentille (L). 7. Un projecteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une pièce de raccordement (203) sert à raccorder le manchon (100) au réflecteur elliptique (R). 8. Un projecteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par la forme coudée du prolongement (103) du manchon, ou de la pièce de raccordement (203). 9. Un projecteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les volumes étanches sont remplis d'un gaz inerte sec.