Brevet FR2554213A1 — publié le 19850503

La présente invention se rapporte à un phare scellé qui est d'un emploi particulièrement avantageux comme phare d'automobile. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un phare en verre scellé qui comporte un moyen d'obturation perfectionné de l'orifice d'évacuation du phare et à un procédé pour poser le moyen d'obturation perfectionné. De tels phares scellés sont bien connus et un phare scel- lé de ce type a été décrit dans la demande de brevet des EUA n 504.202, déposée le 14 juin 1983 au nom de Shanks et cédée à la demanderesse. Un tel phare comporte un ensemble de fila- ment qui sert de source lumineuse et est monté à l'intérieur du phare. L'ensemble de filament est disposé d'une manière prédéterminée dans une position optique voulue à l'intérieur du phare. Le filament est connecté, à ses extrémités, à des embouts, lesquels sont, à leur tour, connectés à des fiches de prise de courant ou à des bornes électriques. Les bornes électriques sont connectées à des connecteurs électriques ap- propriés à l'intérieur de l'automobile au moyen desquels le filament est sélectivement mis sous -tension sous la commande des dispositifs de commutation prévus à l'intérieur de l'auto- mobile. Le phare scellé comporte un orifice d'évacuation qui sert de moyen pour évacuer l'intérieur du phare scellé au cours du processus de fabrication du phare. L'une des étapes finales du processus de fabrication consiste à obturer l'ori- fice d'évacuation. Il se peut que l'étape d'obturation de l'orifice d'évacuation doive être effectuée dans des condi- tions défavorables pour l'obtention d'une bonne étanchéité, par exemple, dans une situation dans laquelle le phare est à une température élevée. Dans cette condition de température élevée, la période de temps admissible entre l'application du produit d'obtura- tion à l'orifice d'évacuation et le moment o le durcisse- ment du produit d'obturation se produit est très limitée. Par exemple, si le phare est à une température élevée de F (60 C) le durcissement du produit d'obturation doit être effectué dans les 30 secondes qui suivent l'application du produit d'obturation à l'orifice d'évacuation sinon une fuite peut se produire dans l'orifice d'évacuation scellé. Si la température élevée du phare est de 225 F (107,22 C), la période de temps maximale entre l'application du produit d'obturation à l'orifice d'évacuation et son durcissement peut être de 10 secondes. Malgré de telles conditions défa- vorables, l'orifice d'évacuation scellé du phare scellé, lorsque de cernier est placé dans son milieu d'utilisation prévu,tel que celui qui existe dans une automobile, doit être capable de résister à des conditions climatiques relativement humides, extrêmement froides ou chaudes sans se rompre car autrement le phare scellé ne pourrait pas remplir la fonction pour laquelle il est prévu. Par conséquent, l'un des buts de la présente invention est de réaliser un agencement d'obturation perfectionné pour l'orifice d'évacuation d'un phare en verre scellé, agencement d'obturation qui soit capable d'être appliqué au phare scellé dans des conditions d'exécution de l'obturation relativement chaudes et défavorables et qui soit également capable de ré- sister à des conditions climatiques relativement dures lors- que le phare est placé dans une automobile et soumis au mi- lieu correspondant. Un autre but de la présente invention est de réaliser un procédé pour appliquer l'agencement d'obturation à l'ori- fice d'évacuation du phare en verre scellé. La présente invention a ainsi pour objet un phare scellé comportant un orifice d'évacuation contenant un agencement d'obturation perfectionné et elle a trait-également à des procédés pour appliquer l'agencement d'obturation perfection- né à l'orifice d'évacuation. Dans un mode de réalisation par- ticulier de la présente invention, un phare scellé comporte un réflecteur, une source lumineuse incandescente disposée au point focal du phare et connectée,à ses extrémités,à deux embouts métalliques dont chacun est connecté à une borne électrique respective. Le réflecteur comprend, en outre, une région qui comporte un passage qui sert d'orifice d'évacua- tion du phare pendant sa fabrication et un agencement compo- site pour obturer le passage. L'agencement d'obturation composite comprend une cer- taine quantité d'une matière durcissable à la lumière ultra- violette qui remplit pratiquement complètement le passage et un élément de couverture transmettant la lumière ultra- violette qui s'étend au-dessus de l'extrémité extérieure du passage. La matière transmettant la lumière peut être collée à la matière plastique et au bord du bossage à la suite du durcissement de la matière plastique. Dans un second mode de réalisation de la présente invention, après le processus de durcissement de l'opération de fabrication, l'agencement d'é- tanchéité composite comprend un bouchon solide de matière plastique durcie qui remplit pratiquement complètement le passage aux parois duquel il adhère et qui est joint à un élément de couverture en matière polymère. L'élément de cou- verture adhère au bord extérieur du passage. Il est préfé- rable que la matière plastique durcie soit collée à l'élément de couverture en matière polymère. Suivant encore uneautre caractéristique, la présente invention a pour objet un procé- dé pour appliquer la matière plastique durcissable à la lu- mière ultraviolette au passage et pour coller l'élément de couverture transmettant la lumière au-dessus de l'extrémité extérieur du passage. La suite de la description se réfère aux figures an- nexées qui représentent, respectivement; Fig. 1: une vue en perspective d'un mode de réalisation de l'invention appliqué à un phare scellé de forme rectangulaire; Fig. 2: une vue partielle en coupe montrant l'orifice d'é- vacuation du phare de la Fig. 1 à l'état "nu"; Fig. 3(a) à 3(d): un procédé d'obturation de l'orifice d'é- vacuation du phare de la présente invention. Le phare représentésur la Fig. 1 est un phare en verre scellé rectangulaire 50 construit conformément à un mode de réalisation de la présente invention et plus particulièrement conçu pour être utilisé comme phare d'automobile. Le phare 50 comprend,en particulierun réflecteur 10 de forme bombée et une paroi périphérique ou encadrement rectangulaire 26 légère- ment évasé. Bien que le phare 50 de la Fig. 1 soit représenté non muni de lentille, il est bien entendu qu'il entre dans le cadre de la présente invention d'utiliser une construction de réflecteur et de lentille en verre combinés ou, suivant une variante, un phare scellé en une seule pièce tel que ce- lui décrit dans le brevet des EUA n 4 210 841 intitulé "All plastic head-lamps" (Phares tout en matière plastique). Le réflecteur 10 de la Fig. 1 comporte quatre (4) bos- sages de montage dont l'un est un bossage de clavetage 22 tandis que les trois autres sont semblables au blossage 22 mais ne sont pas clavetés et ont été désignés par la référence 24. Les quatre bossages de montage, lorsqu'ils sont position- nés dans des surfaces de montage complémentaires prévues sur une automobile et qu'ils y sont fixés d'une manière appropriée, permettent à l'éclairement créé par le phare d'être focalisé dans une direction déterminée par l'orientation de l'automo- bile. Le réflecteur 10 de la Fig. 1 comporte, en outre, des moyens 12 et 14 de positionnement de bornes électriques posi- tionnés à des distances égales et sur les côtés opposes d'une région 20 dans laquelle est formé un passage 21. Les moyens de positionnement 12 et 14 sont formés dans des bossages pré- vus sur la paroi extérieure du réflecteur 10 de part et d'autre du passage 21 (représenté plus en détail sur la Fig. 2), chacun des bossages étant percé d'un trou traversant (non représenté) à travers lequel s'étend un embout métallique respectif 16. Les embouts métalliques 16 sont électriquement connectés à des bornes 18 par un montage à la presse ou em- boutissage approprié. Les bornes électriques 18 permettent d'effectuer une interconnexion appropriée du phare avec le circuit électrique du véhicule dans lequel le phare scellé est utilisé. Les moyens de positionnement 12 et 14 du phare 50 peuvent être du type décrit dans la demande de brevet des EUA n 504.202 déjà citée. La région 20 du phare 50 a été représentée à l'état "nu" sur la Fig. 2. Le passage 21 formé dans la région 20 comporte une partie supérieure 30 et une partie inférieure 32 qui forment, en combinaison, un orifice d'évacuation desti- né à servir de moyen pour changer l'atmosphère à l'intérieur du phare 10 au cours du processus de fabrication du phare 10. La partie supérieure 30 et la partie inférieure 32 du passage 21 ont été représentées à l'état obturé sur la Fig. 3(d) que l'on décrira plus complètement ci-après au cours de la des- cription du procédé préféré de la présente invention. La matière plastique 34 présente la propriété d'être visqueuse et ce peut être une matière polymère acrylique, acrylique modifiée ou autre matière polymère semblable dur- cissable par l'application de lumière ultraviolette. La ma- tière plastique 34 peut être obtenue dans le commerce de la société Loctite Company, Conn. EUA. La matière 36 peut être une composition de chlorure de polyvinyle (CPV) présentant la propriété de transmettre la lumière ultraviolette et on peut l'obtenir dans le commerce de la Société Technical Plastic Extruders Company, N. J. EUA. La matière 36 transmettant la lumière a typiquement une épais- seur de 0,015 pouce (0,381 cm). On peut utiliser des épais- seurs différentes de la matière 36 selon la quantité de lu- mière ultraviolette appliquée pendant le processus de dur- cissement que l'on décrira ci-après. D'une manière générale, la matière plastique 34 durcie, en combinaison avec la feuille de matière 36 transmettant la lumière, constitue un agencement composite pour obturer l'o- rifice d'évacuation du phare scellé formé par les parties et 32 du passage 21. Au cours de la fabrication du phare scellé, on met en place l'agencement d'obturation composite qui comprend une certaine quantité de la matière plastique 34 durcissable par application d'un rayonnement ultraviolet qui remplit pratiquement complètement le passage 31 et la matière 36 transmettant la lumière ultraviolette qui forme un élément de couverture qui s'étend au-dessus de l'extrémité extérieure du passage 21 et est, de préférence, susceptible de se coller à la matière plastique 34. L'élément de couver- ture 36 est, de préférence, également collé au bord du pas- sage 21. Le collage de l'élément de couverture 36 au bord du passage 21 et à lamatière plastique 34 se produit après ap- plication de la lumière ultraviolette. Après application de la lumière ultraviolette, l'agence- ment composite obturant le passage du phare scellé 50 fini de la Fig. 1 comprend un bouchon solide de matière plastique 34 durcie qui remplit pratiquement complètement le passage 21 et y adhère et est, de préférence, collé aux parois du passage. La matière plastique 34 durcie est jointe et, de préférence, collée à l'élément de couverture 36 en matière polymère. L'élément de couverture 36 adhère au bord extérieur du passage 21 et y est, de préférence, collé. La matière plastique visqueuse 34 durcissable à la lu- mière ultraviolette est appliquée à la région 20 dans la- quelle est formé le passage ou orifice d'évacuation 21. La feuille de matière 36 transmettant la lumière est appuyée sur la matière 34 et peut ou non pénétrer à l'intérieur du pas- sage 21 et elle sert à provoquer le remplissage du passage 21 par la matière plastique 34. La matière plastique 36 s'écoule hors du passage 21 et s'échappe dedessous la matière 36 pour former un joint en bourrelet entre la matière 36 et le verre du phare 50. L'obturation étanche du passage 21 est assurée par la matière plastique durcissable 34 en coopération avec la matière 36 transmettant la lumière. On décrira maintenant la manière ou procédé suivant le- quel on adapte la matière plastique 34 et la matière 36 trans- mettant la lumière sur et, de préférence,quelque peu à l'in- térieur du passage 21,en se référant aux Fig. 3(a) et 3(d). Les Fig. 3(a), 3(b), 3(c) et 3(d) représentent respec- tivement quatre étapes a, b, c et d utilisées pour adapter la matière plastique durcissable 34 et la matière 36 trans- mettant la lumière sur et, de préférence, quelque peu à l'in- térieur du passage 21 du phare 50. Comme décrit dans la par- tie d'introduction, le phare 50 peut être typiquement soumis à une température élevée au cours de l'étape d'obturation voulue qui doit être effectuée au cours de son procdssus de fabrication. Comme également indiqué, pour une condition de température élevé, par exemple de 225 F (107,22 C), la durée admissible pour achever complètement le processus d'obtura- tion peut être indésirablement réduite à 10 secondes. La pré- sente invention supprime cette durée de la période d'obtura- tion indésirablement limitée. La Fig. 3(a) représente l'Etape (a) au cours de laquelle on applique une quantité prédéterminée de la matière plas- tique 34 sur la surface supérieure de la région 20 sous la forme d'une boule et, du fait de sa viscosité, la matière 34 s'écoule vers le bas et pénètre dans la partie supérieure 30 du passage 21. On peut appliquer la matière plastique 34 à la région 20 du phare scellé 50 à la température ambiante et même jusqu'à une condition de température élevée du phare pouvant atteindre environ 3150F (162,77 C). La Fig. 3(b) représente l'Etape (b) au cours de laquelle on place la matière 36 transmettant la lumière sur la matière plastique 34 appliquée. L'épaisseur de la matière 36 trans- mettant la lumière a été représentée sur la Fig. 3(b) et éga- lement sur la Fig. 3(c) et 3(d) fortement exagérée. La Fig. 3(c) représente l'Etape (c) au cours de laquelle on presse la matière 36 transmettant la lumière vers le bas contre la matière plastique 34 à l'aide de moyens externes ce qui, à son tour, a pour effet que la matière plastique 34 se déplace plus facilement vers le bas dans la pattie supérieure 30 et pénètre dans une très grande partie de la partie inférieure du passage 21. En outre, la force appli- quée à la matière 36 transmettant la lumière provoque l'é- chappement par écoulement de la matière plastique 34 hors du passage 21 et également hors du dessous et sur les côtés de la matière 36 transmettant la lumière. La matière plas- tique 34 forme ainsi un bourrelet autour des bords de la ma- tière 36 transmettant la lumière. La matière 36 transmettant la lumière représentée sur la Fig. 3(c)n'est pas encore en contact intime avec la surface supérieure du réflecteur 10 du phare 50. La différence de pression qui résulte du re- froidissement du gaz interne, entre l'intérieur et l'exté- rieur du phare 50 qui est en cours de traitement a pour effet qu'une partie importante de la matière 36 transmettant la lu- mière est aspirée vers le bas dans le passage 21 et a égale- ment pour effet que les parties marginales de la matière 36 transmettant la lumière s'adaptent de manière intime à la surface supérieure du réflecteur 10 avec interposition d'un mince revêtement de matière plastique 34. La différence de pression a également pour effet que la matière plastique 34 est davantage aspirée dans la partie inférieure 32 du passage 21, comme représenté sur la Fig. 3(d). Une modification du procédé des Etapes (b) et (c) con- siste à appliquer tout d'abord la matière plastique 34 à la matière 36 puis à appliquer sous pression la matière plastique 34 et la matière 36 simultanément au passage 21. L'Etape finale (d) du procédé d'adaptation de la pré- sente invention a été représentée sur la Fig. 3(d) et, au cours de cette étape, une lumière ultraviolette est appliquée à la matière 36 transmettant la lumière et à la matière plas- tique 34. La lumière ultraviolette est appliquée pendant une période d'environ 30 secondes. La lumière ultraviolette pro- voque le durcissement de la matière plastique 34, obture le passage 21 de manière étanche et colle ou incruste la matière 36 transmettant la lumière sur le passage 21 et quelque peu à l'intérieur de ce passage. La matière 36 transmettant la lumière sert, pendant les étapes de traitement (c) et (d),de joint d'étanchéité temporaire empêchant que la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du phare 50 puisse aspirer la matière plastique 34 à l'intérieur du phare 50,ce qui provo- querait ultérieurement la production d'une fuite de l'ori- fice d'évacuation 21 lors du refroidissement du phare. En outre, si on laissait une partie de la matière plastique 34 pénétrer à l'intérieur du phare 50, cela aurait des effets nuisibles sur les performances optiques du phare 50. Au surplus, la présente invention, grâce à l'emploi de la matière 36 transmettant la lumière,permet un large inter- valle de propriétés de viscosité de la matière plastique 34 durcissable à la lumière ultraviolette. On peut utiliser des matières plastiques 34 ayant une viscosité particulièrement élevée pour obturer le passage 21 étant donné que la matière 36 transmettant la lumière apporte une contribution mécanique pour répartir correctement la matière plastique l'intérieur et à l'extérieur du passage 21 pendant son obturation. Sinon, la matière 34 ne couvrirait pas ou ne remplirait pas correc- tement le passage 21. De même, la matière 36 transmettant la lumière, en fournissant une étanchéité temporaire qui re- tarde l'écoulement de la matière plastique 34, permet l'em- ploi d'une matière plastique durcissable à la lumière ultra- violette ayant une viscosité relativement faible. Ceci em- pêche la matière 34 de s'écouler hors du passage 21 ou à tra- vers le passage 21. La distribution de la matière plastique 34 dans le pas- sage 21 par la matière 36 transmettant la lumière a pour ef- fet que le passage est complètement rempli d'un produit d'ob- turation qui est exempt de canaux. La matière plastique 34 à l'extérieur du passage 21 est extrudée sur la matière 36 transmettant la lumière et un bourrelet d'étanchéité est formé entre le verre du phare scellé 50 et la matière 36 transmettant la lumière. Un autre avantage de l'emploi de la matière 36 trans- mettant la lumière et de la matière plastique 34 durcie à la lumière ultraviolette est qu'on obtient une meilleure étan- chéité entre la matière transmettant la lumière et le verre du phare 50 par rapport à l'étanchéité qui serait obtenue si la matière plastique 34 étant seule appliquée au passage 21. En outre, la matière 36 transmettant la lumière permet à la lumière ultraviolette de pénétrer et de durcir complètement la matière plastique 34 située au-dessous d'elle pendant l'E- tape de traitement (d) décrite, représentée sur la Fig. 3(d). Une caractéristique principale de la présente invention est que la période de temps limitée ci-dessus mentionnée, de l'ordre de quelques secondes, entre l'application du produit d'obturation et l'application de la lumière ultraviolette est fortement accrue et même rendue illimitée. Conformément aux enseignements de la présente invention, on a mis en place un agencement d'obturation composite,composée de la matière 36 transmettant la lumière et de la matière 34 à l'état non durci,dans le passage 21 d'un phare scellé. On a laissé le passage 21 du phare avec le produit d'obturation non durci pendant une période d'approximativement 10 heures et il ne s'est pas produit de fuite dans le passage obturé. Un tel accroissement de la période de temps entre l'application de l'agencement d'obturation et l'application de la lumière ul- traviolette nécessaire pour provoquer le durcissement est ob- tenu grâce à l'étanchéité temporaire assurée par la matière 36 transmettant la lumière en coopération avec la matière plastique 34 non durcie. Conformément aux enseignements de la présente invention, on a scellé l'orifice d'évacuation 21 du phare 50 au moyen de la matière plastique 34 durcissable à la lumière ultra- violette et de la matière 36 transmettant la lumière. On a ensuite (1) fait bouillir le phare 50 pendant 10 minutes dans 1 1 l'eau, (2) refroidit le phare à une température de -40 F (-40 C) pendant environ 10 heures et (3) chauffé le phare à une température d'environ 120 F (48,88 C) à une humidité relative d'environ 96% pendant une période d'environ 14 heures. On a-répété séquentiellement les étapes d'essai dix (10) fois. La phare soumis à cet essai n'a pas présenté de fuite de son passage obturé 21. On peut ainsi constater,à la lecture de la description qui précède, que la présente invention a permis de réaliser un passage ou orifice d'évacuation scellé perfectionné obtu- ré par les moyens d'obturation 34 et 36 ainsi que des procé- dés pour appliquer de tels moyens d'obturation perfectionnés à de tels orifices d'évacuation. REVENDICATIONS 1 - Un agencement d'obturation pour un phare scellé (50) comprenant un réflecteur (10), une source lumineuse incan- descente disposée au point focal du phare et connectée,à ses extrémités,à deux embouts métalliques (16) dont chacun est connecté à une borne électrique respective (18), le réflec- teur (10) comportant une région (20) dans laquelle est formé un passage (21) qui sert d'orifice d'évacuation pour le phare au cours de sa fabrication, cet agencement d'obturation étant utilisé pour obturer ledit passage et étant caractérisé en ce qu'il comporte une certaine quantité d'une matière plastique (34) durcissable à la lumière ultraviolette remplissant ap- proximativement ledit passage (21) et un élément de couver- ture (36) transmettant la lumière ultraviolette s'étendant au-dessus de l'extrémité extérieure du passage et susceptible d'être collée à la matière plastique et au bord du passage à la suite du durcissement de la matière plastique. 2 - Un phare scellé (50) comprenant un réflecteur (10), une source lumineuse incandescente disposée au point focal du phare et connectée,à ses extrémités,à deux embouts métal- liques (16) dont chacun est connecté à une borne électrique respective (18), le réflecteur (10) comportant une région (20) dans laquelle est formé un passage (21) qui sert d'orifice d'évacuation pour le phare au cours de sa fabrication, carac- térisé en ce qu'il comporte un agencement d'obturation com- posite obturant le passage (21), cet agencement comprenant un bouchon solide de matière plastique (34) durcie qui rem- plit approximativement le passage et adhère à ses parois et est joint à un élément de couverture (36) en matière poly- mère, cet élément de couverture adhérant au bord extérieur du passage. 3 - Phare scellé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière plastique (34) durcie est collée à l'élé- ment de couverture (36) en matière polymère. 4 - Phare scellé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le collage de l'élément de couverture(36) au bord exté- rieur du passage (21) et un collage de l'élément de couverture au bord extérieur du passage sont effectués par une certaine quantité de la matière plastique (34) qui s'étend entre lere- bord et l'élément de couverture et qui s'étend autour de la périphérie de l'élément de couverture. - Phare scellé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de couverture (36) est en chlorure de polyvinyle et la matière plastique est une composition acrylique. 6 - Phase scellé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de couverture a une épaisseur d'environ 0,015 pouce (0,381 mm). 7 - Un procédé pour obturer l'orifice d'évacuation (21) d'un phare scellé (50), caractérisé en ce qu'il consiste: (a) à appliquer une quantité prédéterminée d'une matière plastique visqueuse (34) durcissable à la lumière ultraviolette sous forme d'une boule sur la surface extérieure de la région (20) dans laquelle est formé l'orifice d'évacuation; (b) à placer une pièce (38) d'une matière transmettant la lumière sur la matière plastique durcissable; (c) à presser la matière trans- mettant la lumière vers le bas,ce qui a pour effet que la ma- tière plastique durcissable s'écoule plus facilement dans l'orifice d'évacuation (21); et à appliquer de la lumière ultraviolette dans une mesure suffisante pour durcir la ma- tière plastique contenue dans l'orifice d'évacuation et coller la pièce de matière transmettant la lumière à la ma- tière plastique durcissable. 8 - Procédé pour obturer un orifice d'évacuation selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière plastique durcissable appliquée a un intervalle de viscosités relative- ment large. 9 - Procédé pour obturer un orifice d'évacuation selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière plastique est appliquée pour obturer un phare scellé (50) ayant une température pouvant atteindre 325 F (162,77 C). - Un procédé pour obturer l'orifice d'évacuation (21) d'un phare scellé (50),caractérisé en ce qu'il consiste: (a) à appliquer une quantité prédéterminée d'une matière plastique visqueux (34) durcissable à la lumière ultravio- lette sous forme d'une boule sur une pièce (36) de matière transmettant la lumière; (b) à presser à la fois la matière platique durcissable et la matière transmettant la lumière dans la région (20) dans laquelle est formé l'orifice d'é- vacuation; et (c) à appliquer de la lumière ultraviolette à la pièce de matière transmettant la lumière dans une me- sure suffisante pour durcir la matière plastique contenue dans l'orifice d'évacuation et coller la pièce de matière transmettant la lumière à la matière plastique durcissable.