Brevet FR2564947A1 — publié le 19851129

La présente invention concerne les projecteurs automobiles émettant un faisceau coupé, et notamnent, mais non exclusivement, les projecteurs de croisement émettant un faisceau lumineux intense en-dessous d'une limite de coupure. Pour un faisceau de croisement, une telle limite de coupure est par exemple, conformément aux dispositions du Code de ia Route français et des normes européennes (règlement de Genève), constitu par deux demi-plans passant par l'axe optique du projecteur, à savoir, pour le sens de circulation à droite, un demi- plan gauche sensiblement horizontal et un demi-plan droit légèrement incliné sur l'horizontale.Dans d'autres pays, aux Etats-Unis par exemple, la coupure des projecteurs du type "sealed beam" peut Autre considérée comme constituée par deux emi-plans horizontaux s'étendant de part et d'autre de l'axe optique On connaît également les faisceaux dits "à coupure en z Plus précisément, la présente invention concerne les projecteurs à faisceau coupé, du type comportant autour d'un axe optique central, un réflecteur el- elliptique @ à deux foyer, une source lumineuse placée au voisinage du premier foyer du réflecteur, une lentille convergente disposée en avant de la source lumi- neuse et ayant un foyer au voisinage du deuxième foyer du réflecteur et un écran d'occultation disposé au voisinage de ce même second foyer de la lentille présentant un Dord donnant la forme de la coupure du faisceau code. Une telle structure est connue depuis leng- temps, et se trouve écrite, pax exemple dans le brevet britannique 450 348 lublié en 1936. En pratique, en matière de projecteurs d'automobiles, on a jusqu'à présent fort peu utilisé de tels systèmes optiques dont l'étude a été reprise récemment par la Demanderesse. De façon générale, la Demanderesse a constaté que la mise en oeuvre pure et simple des enseignements de la technique antérieure et ne permaittait pas d'obtenir un projecteur satisfaisant aux exigences modernes des constructeurs automobiles et des normes réglementaires. Un problème essentiel réside en effet dans la réalisation et le montage de l'écran d'occultation pour que le bord de ce dernier intercepte toujours de la même façon le faisceau renvoyé par le réflecteur. D'une façon classique, de tels écrans sont montés sur des supports les maintenant sensiblement verticaux. Les essais conduits par la Demanderesse ont fait apparaître que la proximité de la source lumineuse, et par conséquent, d'une source de chaleur, dans le projecteur précité, présente un défaut rédhibitoire : la dilatation thermique incontrôlée des matériaux de l'écran et de son support provoque un déplacement du bord supérieur de l'écran par rapport à l'axe optique du réflecteur.En effet, lorsqu'un projecteur est mis en service, il s'échauffe et cette augmentation de température provoque la dilatation thermique des différents matériaux le constituant, selon une loi du type = = lo.a.AT où l est la déformation lo est la dimension à la température initiale a est le coefficient de dilatation linéaire, et AT est l'écart entre la température atteinte en uti lisation et la tempéature initiale. On comprend qu'unie variation en hauteur de l'écran ainsi provoquée par la dilatation modifie les conditions de coupure, et, par suite, la position de la coupure du faisceau ce qui est inacceptable pour réaliser un projecteur qui doit satisfaire constamment aux normes. Le problème est donc d'obtenir un faisceau coupé satisfaisant pour toutes les conditions de tempé- rature susceptibles d'être rencontrées au cours du fonctionnement du projecteur. La présente invention vise à résoudre ce pro- blème grâce à une nouvelle structure de montage. Selon l'invention, le réflecteur, la lentille et l'écran sont montés sur un même support, l'cran étant placé par l'intermédiaire d'au moins une pièce auxiliaire de suspension dans un berceau faisant partie intégrante du support, le berceau et l'écran d'une part et la pièce auxiliaire d'autre part ayant des dimensions relatives et des coefficients de dilatation linéaire tels que, malgré les variations de temps en service, le bord supérieur de coupure de l'écran soit positionné d'une façon invariable par rapport à l'axe optique. L'invention est susceptible de nombreux modes de réalisation. Dans un premier mode de réalisation, le berceau et la pièce auxiliaire ont tous deux la forme générale d'un U, la pièce auxiliaire venant s'inscrire à l'intérieur du berceau et présentant des bords reposant sur les extrémités de ce dernier, l'écran reposant sur le fond de la pièce auxiliaire. Dans un autre mode de réalisation, seul le berceau présente la forme générale d'un U ; deux pièces auxiliaires, disposées à 11 intérieur du Uet parallèlement à ses branches, chacune reposant sur l'extrémité d'une branche, supportent l'écran dont l'extrdmitd inférieure repose sur les extrémités inférieures desdites pièces. D'autres caractéristiques et avantages de l'in vention apparattront à la lecture de la description détaillée qui va suivre en se référant aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs. Sur les dessins annexés . la figure 1 représente en perspective un projecteur à réflecteur elliptique, du type auquel s'applique l'invention ; la figure 2 représente en une vue de dessus un exemple de montage des éléments du projecteur confond t à l'invention, . la figure 3 représente schématiquement en coupe transversale l'écran, le support et la pièce auxiliaire selon la section III-III de la figure 2. Sur toutes les figures, on a représenté par la flèche L la direction principale du faisceau lumineux émis par le projecteur elliptique. La structure traditionnelle d'un projecteur elliptique, pour la réalisation d'un faisceau coupé, est représentée à la figure 1. Elle comporte un réflecteur elliptique 1, en forme de calotte de révolution autour d'un axe optique 2, ayant deux foyers F1 (proche du fond du réflecteur 1) et F2 (plus éloigné). Une source lumineuse 3 (filament) est disposée au voisinage du premier foyer F1. Les rayons lumineux issus de la source lumineuse 3 sont renvoyés par le réflecteur 1 dans la direction du second foyer F2. Une lentille convergente 4 est disposée à l'opposé du réflecteur 1 par rapport au foyer2, l'axe de cette lentille se confondant avec l'axe 2 du réflec- teur, le foyer de cette lentille étant lui-même au voisinage de F2. Ainsi, les rayons lumineux, issus de la source lumineuse 3 sont renvoyés par le réflecteur 1, convergent au voisinage de F2, et sont repris par la lentille 4, en un faisceau utile Pour que le faisceau ainsi émis soit un faisceau à coupure, un moyen d'occultation, et plus précisément un écran d'occultation E, est disposé au voisinage du foyer P2. Cet écran E présente un bord supérieur définissant la limite de coupure du faisceau. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'écran E étant en t lus perpendiculaire à l'axe 2, le bord de coupure est constitué par deux demi-plans issus de l'axe optique. On voit sur un plan de projection P, qu'en correspondance avec 1 bord de l'écran, on dérinit une limite de coupure horizontal à gauche, et relevée de 15 à droite, conformément aux normes françaises et européannes. Avec une telle structure de projecteur, on peut réalise-, divers types de coupure selon la forme du bcrd de l'écran opaque On a défini ci-dessus, à titre d'exemple, la forme en deux demiplans correspondant a la coupure définie par les normes françaises et européennes ; pour une coupure de type "sealed beam", , le le bord de l'écran opaque doit être sensiblement horizontal. Mais, la Demanderesse a constaté qu'au bout de quelques minutes d'utilisation, il se produit en général des déformations des éléments modifiant sensiw blement les caractéristiques du projecteur. Ces dé- formations résultent es dilatations thermiques des différents matériaux utilisés dues à la présence d'une source de chaleur importante, en l'occurence, la source lumineuse 3. il apparat extrêmement souhaitable de remédier à cet inconvénient. La solution de la Demanderesse consiste comme on l'a exposé précédemment, à rnonter l'écran E suspendu dans un berceau par l'intermédiaire d'au moins une pièce auxiliaire, le berceau, l'écran E et la pièce auxiliaire ayant des dimensions relatives et des coef ficients de dilatation linéaire tels que, malgré les variations de temps de service, le bord supérieur de coupure de l'écran garde une position invariable par rapport à l'axe optique 2. La caractéristique de l'invention réside ainsi dans la suspension de l'écran E, tous les autres éléments du projecteur restant inchangés. On va maintenant se référer à la figure 2 qui illustre l'invention dans un node de réalisation pré féré. Dans ce mode de réalisation, le réflecteur t, la lentille convergente 4 et l'écran d'occultation E sont montés solidaires d'un même support 5 qui comporte une embase 6 et une pluralité de montants 7 sur lesquels sont fixés les divers éléments formant le projecteur. Ce support présente un plan de symétrie défi- ni par l'axe optique et l'axe vertical, ledit plan de symétrie étant disposé perpendiculairement au plan de la figure 2. Suivant ce plan de symétrie, le réflecteur 1, la lentille 4 et l'écran E sont disposés conformément à la structure décrite à la figure 1. La figure 3 représente en coupe transversale et à une plus grande échelle la fixation de l'écran E au support 5 par une pièce intormédiaire 8 dite berceau solidaire du support 5. La pièce 8 présente sensiblement la forme générale d'un "U" dont les montants 7a forment les branches et l'embase 6 la base. La pièce auxiliaire présente également la forme dun '=U" de dimension plus réduite de façon à venir s inscrire dans le berceau 8. Les extrémités des branches de la pièce auxiliaire 9 comportent des parties divergentes 10 qui reposent sur les montants 7a du berceau 8 dont ils sont solidaires. L'écran d'occultation E, représenté schémat- quement sur cette figure par un rectangle, repose sur la base de la pièce auxiliaire 9 et vient, par consé- quent, s'inscrire à l'intérieur du "U" de cette dernière. On va maintenant décrire un exemple de calcul des coefficients de dilatation linéaire déterminants pour le choix des matériaux utilisés, en particulier pour la pièce auxiliaire 9. A l'état initial, c'est--à-dire au repos, l'écran E, le berceau 8 et la pièce auxiliaire 9 sont à la même température To. Après quelques minutes d'utilisation, c'est-à-dire d'échauffement, l'écran E s'est échauffé de ATE, le berceau 8 de #T8 et la pièce auxiliaire 9 et #T9, D'autre part, en considérant les dimensions verticales prises selon l'axe V, au repos de ces éléments, 1E pour l'écran E, 18 pour le berceau B et l9 pour la pièce auxiliaire 9. On obtiens un déplacement vertical h du bord supérieur de coupure 11 de l'écran E, en négligeant l'épaisseur de la pièce auxiliaire, égal à h = lE#&alpha;E##TE + l8#&alpha;8##T8 - l9#&alpha;9##T9 où a E a e ou &alpha;E, &alpha;8 et &alpha;9 sont respectivement les coerricients de dilatation linéaire de l'écran E, du berceau 8 et de la pièce auxiliaire 9, ces coefficients étant tous positifs dans les exemples de réaliation connus à ce jour. On comprendra aisément que la dilatation de la pièce auxiliaire 9 assure la compensation aux dilata- tions de l'écran E et du support 8. Pour un déplacement vertical nul du bord supérieur de coupure 11 de l'écran E, on obtient l9#&alpha;9##T9 = lE#&alpha;E##TE + l8#&alpha;8##T8 Un choix judicieux de ces paramètres permet d'assurer un déplacement vertical h nul du bord supérieur de coupure 11 de l t écran E, cette caractéristique étant recherchée lorsque le réflecteur 1 et la lentille 4 ne subissent aucune dilatation thermique, ceci afin d'assurer le positionnement invariable du bord de coupure 11 par rapport à l'axe optique 2. Dans le cas où le réflecteur 7 ou la lentille 4 ont à subir des dilatations différentielles, on choisit des paramètres différents afin que le déplacement vertical h compense ces dilatations et ainsi que le bord de coupure 11 de l'écran E suive l'axe optique 2. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. En effet, la structure de la pièce auxiliaire ntest pas limitative, d'autres structures peuvent être envisagées. En particulier, deux pièces auxiliaires disposées intérieurement parallèlement aux branches (7) du berceau ayant la forme générale deun U, chacune reposant sur une extrémité de ces branches, peuvent supporter l'écran dont l'extrémité inférieure repose sur les extrémités inférieures des pièces auxiliaires. REVENDICATIONS 1. Projecteur susceptible d'émettre un faisceau lumineux à coupure du type comportant autour d'un aWe central (2) un réflecteur (1) à deux foyers (F1, F2) une source lumineuse (3) placée au voisinage du premier foyer (F1),du réflecteur (1), une lentille convergente (4) disposée en avant et Ryarg un foyer an voisinage du deuxième foyer (F2) du réflecteur et un écran d'occultation (E) disposé au voisinage du foyer de la lentille et présentan@ un tord supérieur de coupure (11), caractérisé en ce que le réflecteur (1), la lentille (4) et l'écran (E) sont montés sur un même support t5) et en ce que l'écran (E) est monté dans un berceau (8) faisant partie intégrante du support (5) par l'in- termédiaire d'au moins une pièce auxiliaire de suspension (9), le berceau (8), l'écran (E) et la pièce auxiliaire de suspension (9) ayant des dimensions (l8), lE, l9) et des coefficients de dilatation thermique (alpha;8, &alpha;E, &alpha;9) tals que, malgré les variations de tampérature (#T8, #TE, #T9) de service, le bord de coupure (11) de l'écran (E) soit positionné d'une façon invariable par rapport à l'axe optique (2). 2. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le berceau (8) et la pièce auxi- liaire (9) on: tous deux la forme générale d'un U, la pièce auxiliaire (9) venant s inscrire à l'intérieur du berceau (8) et présentant des bords (10) reposant sur les extrémités de ce dernier, cran (E) reposant sur le fond de la pièce auxilaire (9). 3. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le berceau (8) présente la forme générale d'un U et en ce que deux pièces auxiliaires disposées à l'intérieur et parallèlement à ses branches (7), chacune reposant sur une extrémité diune branche (7), supportent l'écran E dont l'extrémité inférieure repose sur les extrémités inférieures des pièces.