Brevet FR2680051A1 — publié le 19930205

- La présente invention a trait d'une façon générale aux lampes à haute tension pour projecteurs, en particulier de véhicules automobiles. Les lampes à décharge sont réputées pour leur luminance élevée et leur excellent rendement énergétique. On cherche actuellement à les utiliser dans des projecteurs de véhicules automobiles, en remplacement des lampes halogènes classiques. Un problème lié à l'utilisation de ce type de lampe est qu'elle nécessite une tension importante à ses bornes en particulier pour son amorçage Il faut donc prendre des précautions particulières pour que, lors d'une intervention sur un projecteur équipé d'une telle lampe (notamment pour son remplacement), l'opérateur n'encoure aucun risque de choc électrique. Il est déjà connu dans la technique de fournir au circuit électrique d'alimentation d'une lampe à décharge, engendrant les hautes tensions nécessaires, une information représentative du fait qu'une lampe est correctement montée ou non dans le connecteur associé d'un projecteur Lorsqu'aucune lampe n'est montée, ou lorsqu'une lampe est incorrectement montée, le circuit d'alimentation n'applique au connecteur aucune tension, et l'opérateur peut toucher les contacts du connecteur ou de la lampe sans risque d'électrocution. Des moyens connus pour atteindre cet objectif consistent à prévoir entre le circuit d'alimentation et le connecteur de lampe, outre les deux fils d'alimentation (dont un fil de masse), un troisième, fil dit fil d'état ou fil témoin qui, lorsqu'il est relié par exemple à la masse au niveau du connecteur, indique qu'une lampe est correctement en place dans le connecteur Le connecteur est construit pour que seulement en cas de mise en place correcte de la lampe 2 - dans son connecteur, une connexion électrique entre ce troisième fil et la masse soit établie, et pour qu'en cas d'absence de la lampe ou de positionnement incorrect de la lampe, ce troisième fil soit isolé de la masse Le circuit d'alimentation délivre alors ou non les hautes tensions requises. La présente invention vise à proposer une solution particulièrement simple et économique pour la mise en oeuvre concrète des moyens précités. Elle concerne à cet effet un ensemble de connecteur et de lampe à haute tension, notamment pour véhicule automobile, la lampe comportant un culot apte à être engagé dans une cavité du connecteur, des moyens de fixation étant prévus pour le montage de la lampe et l'assemblage du culot et du connecteur, caractérisé en ce que le culot comporte des premier et second contacts pour l'alimentation de la lampe, en ce que le connecteur comporte des premier et deuxième contacts aptes à être reliés aux premier et second contacts du culot ainsi qu'un troisième contact formant témoin électrique du montage correct de la lampe, et en ce que les mouvements relatifs du culot et du connecteur lors du montage de la lampe provoquent initialement la mise en contact des premiers et second contacts du culot avec les premier et deuxième contacts du connecteur, et seulement ensuite la mise en contact du troisième contact du connecteur avec le deuxième contact du connecteur. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale axiale d'un connecteur et d'une lampe à décharge selon l'invention, 3 - la figure 2 est une vue axiale du connecteur, selon la flèche II de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III du culot de la lampe, dans une première position, et la figure 4 est une vue en coupe transversale analogue à celle de la figure 3, dans une deuxième position. La référence 100 désigne un connecteur pour lampe à décharge selon l'invention, qui comprend un corps 110 constitué pour l'essentiel par une partie de corps essentiellement cylindrique 112 d'axe A comportant un logement 114 pour un culot de lampe, et une partie de corps 116 s'étendant latéralement par rapport à la partie 112. La cavité 114 se divise en une zone centrale cylindrique 114 a et une zone périphérique 114 b coaxiale avec la partie centrale et séparée de celle-ci par un muret circulaire 112 a de la partie de corps 112. Trois bornes du connecteur, destinées à sa liaison avec un circuit d'alimentation ou ballast (non représenté), font saillie sur la face extérieure de la partie de corps 116, perpendiculairement à l'axe A Une première borne 120 est reliée à un plot cylindrique femelle fendu 122 prévu centralement dans la cavité 114, pour sa connexion avec le point chaud de la lampe. Une deuxième borne 130 est reliée à un élément de contact souple 132 qui fait légèrement saillie vers l'intérieur en une position angulaire bien déterminée à la périphérie de la zone 114 b de la cavité 114, en étant reçue dans un logement 112 b formé dans la partie de corps 112 La borne 130 est destinée à être reliée à la masse. La troisième borne 140 est reliée à un autre contact souple 142 analogue au contact souple 132 mais situé, également à la périphérie de la zone 114 b, en une position angulaire décalée d'un angle déterminé par 4 - rapport à celle du contact souple 132, comme le montre en particulier la figure 2 Le contact 142, comme on le verra en détail plus loin, est un contact témoin qui permet de restituer par exemple au niveau du circuit d'alimentation (non représenté) de la lampe, ou encore au niveau d'un circuit à interrupteur commandé, via la borne et un conducteur approprié, une information relative au montage correct ou incorrect de la lampe dans le connecteur, ou encore à l'absence de lampe. De préférence, les bornes de connexion 120, 130, , les parties de connexion avec la lampe 122, 132, 142 qui leur correspondent et les parties de liaison associées, noyées dans le corps 110, sont réalisées d'un seul tenant, et abrités au moins partiellement dans des isolants appropriés 150. La lampe est désignée par la référence 200 et comprend essentiellement un culot 210, un bulbe 220 et des moyens d'assemblage du culot et du bulbe Ces éléments, bien connus dans la technique, ne seront pas décrits en détail afin d'éviter d'alourdir la description. Le culot 210 présente un contour général cylindrique d'axe B et comporte du côté opposé au bulbe 220 une partie saillante 212 coaxiale avec le culot et formée et dimensionnée de manière complémentaire de la cavité 114 du connecteur La partie 212 comporte ainsi une couronne périphérique 212 a qui entoure une cavité cylindrique 212 b au centre de laquelle fait saillie un plot métallique cylindrique mâle 230 formant contact électrique de point chaud et relié via un conducteur 232, de préférence d'un seul tenant avec le plot, à une première électrode du bulbe Le diamètre de la cavité 212 b est approximativement égal au diamètre extérieur du muret 112 a du connecteur 100 Le diamètre extérieur du plot 230 est approximativement égal au diamètre intérieur du plot femelle 122 du connecteur 100. -5 - La partie 212 du culot comporte en outre sur sa surface périphérique extérieure un contact électrique de masse 240 qui, comme le montrent bien les figures 3 et 4, présente une étendue angulaire importante le long de cette surface Le contact 240 est reçu dans un logement essentiellement complémentaire en creux 212 c formé dans ladite surface périphérique, de manière à être légèrement en retrait par rapport à elle. Le contact 240 est relié à la seconde électrode du bulbe via un conducteur 242 d'un seul tenant avec lui. L'étendue angulaire du contact de masse 240 est choisi légèrement supérieure à l'écart angulaire qui existe entre les contacts périphériques 132 et 142, à des fins expliquées plus loin. De façon connue en soi, le culot 210 de la lampe comprend un ou plusieurs tétons, de préférence deux tétons diamétralement opposés, désignés par la référence 250 Ces tétons sont destinés à coopérer avec des gorges (non référencées) formées dans une surface du réflecteur du projecteur située en vis-à-vis et ayant un profil par exemple en forme de "L", de telle manière que les tétons et les gorges définissent un montage de type "baïonnette" de la lampe dans le connecteur, de manière connue en soi. Enfin le culot 210 comporte, dans un logement complémentaire formé à sa périphérie extérieure et au voisinage de la partie saillante 212, un joint torique 260 qui déborde légèrement vers l'extérieur par rapport à la surface radiale de transition entre le culot proprement-dit 210 et sa partie saillante 212. On va maintenant expliquer le comportement de la lampe et du connecteur lors de la mise en place de la lampe. Tout d'abord, lorsqu'aucune lampe n'est en place dans le connecteur, le contact 142 du connecteur est "en l'air" Les contacts 122, 132 le sont également. 6 - Une lampe 200 est mise en place dans le réflecteur, du fait du montage à baïonnette, par un mouvement initial de translation, les axes A et B du connecteur et de la lampe étant confondus, suivi d'un mouvement de rotation sur un intervalle angulaire limité par l'étendue des gorges précitées. Au cours de la translation, le plot mâle 230 de la lampe vient s'engager dans le plot femelle 122 du connecteur, tandis que le contact périphérique 240 de la lampe et les contacts souples 132 et 142 du connecteur viennent se placer dans un plan radial commun La souplesse desdits contacts 132, 142 leur a permis de s'effacer vers l'extérieur lors du passage devant eux de la partie 212 du culot, plus large. A la fin de ce mouvement de translation, la position mutuelle du contact 240 et des contacts 132, 142 du connecteur (représentés en tiretés) est celle qui est représentée sur la figure 3 On observe que le contact de masse 132 du connecteur est appliqué contre le contact de masse 240 du culot, si bien que la lampe pourrait en théorie être alimentée Cependant, on observe que le contact d'état 142 est toujours "en l'air" du fait de la position angulaire particulière, imposée par le montage à baïonnette, du contact 240 Dans ces conditions, un conducteur électrique reliant la borne 140 du connecteur au circuit d'alimentation électrique de la lampe permettra audit circuit de savoir que la lampe n'est pas correctement installée dans son connecteur, et l'alimentation électrique à haute tension ne sera pas engendrée. Pour verrouiller la lampe dans son logement, on fait maintenant tourner ladite lampe (dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre sur la figure 3), jusqu'à ce que les tétons 250 soient en butée au fond de leurs gorges De préférence, cette rotation n'est possible qu'après avoir pressé légèrement la lampe en 7 - direction du connecteur de manière à comprimer le joint 260, pour assurer un assemblage sans jeu du culot et du connecteur La position correspondante est illustrée sur la figure 4 On observe que le contact périphérique 240 du culot a tourné d'un angle tel que les deux contacts souples 132, 142 sont maintenant appliqués contre lui, respectivement dans la région de chacune de ses extrémités. Ainsi le contact témoin 142 est relié à la masse via le contact 240 de la lampe et le contact 132 du connecteur. Des moyens de détection appropriés, prévus par exemple dans le circuit d'alimentation de la lampe, permettent de détecter cette situation Cela signifie que la lampe est correctement installée, et que la haute tension nécessaire à l'amorçage et à l'entretien de l'arc de la lampe peut maintenant être appliquée à la lampe via les bornes 120 et 130, sans risque d'électrocution pour l'opérateur. On observe ici que, dans le cas o les moyens de fixation du genre baïonnette présente une symétrie de rotation de 1800, la lampe pourrait être montée de façon décalée de 1800 par rapport aux positions illustrées sur les figures 3 et 4 Dans ce cas, le contact témoin 142 reste "en l'air", et aucune haute tension ne peut être produite Bien entendu, on peut purement et simplement éviter un tel montage défectueux de la lampe en prévoyant des moyens de détrompage appropriés notamment au niveau du culot et du connecteur Ainsi la figure 2 montre deux détrompeurs 160 prévus à la surface périphérique, tournée vers l'intérieur, de la cavité 114 b. Lorsque la lampe est retirée, le mouvement de rotation initial nécessaire à son déverrouillage a pour effet de rompre la continuité électrique entre le contact 142 et la masse; le circuit d'alimentation supprime alors 8 une éventuelle haute tension appliquée aux bornes 120, 130. La construction selon l'invention présente de nombreux avantages: elle est simple et fiable, en comportant un minimum de composants mécaniques et électriques; en ne nécessitant qu'un seul conducteur additionnel entre le connecteur et le circuit d'alimentation; et en étant mise en jeu avec un principe de fixation de lampe parfaitement connu En outre elle 1 o n'accroît pas l'encombrement du connecteur ou de la lampe Elle assure par ailleurs la plus grande sécurité possible, l'alimentation sous haute tension n'étant permise qu'en cas de montage parfait de la lampe. L'invention permet également de détecter la coupure du conducteur de masse ou du conducteur de contact témoin, et de détecter une mauvaise connexion électrique entre les contacts de masse côté culot et côté connecteur. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci- dessus et représentée sur les dessins, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. En particulier, on pourrait prévoir un ensemble de connecteur et de lampe dans lequel l'indication du montage correct de la lampe s'effectuerait en reliant le contact additionnel 142 non pas à la masse mais au point chaud de l'alimentation de la lampe. 9 - REVENDICATIONS 1 Ensemble de connecteur ( 100) et de lampe à haute tension ( 200), notamment pour véhicule automobile, la lampe comportant un culot ( 210) apte à être engagé dans une cavité ( 114) du connecteur, des moyens de fixation ( 250) étant prévus pour le montage de la lampe et l'assemblage du culot et du connecteur, caractérisé en ce que le culot comporte des premier et second contacts ( 230, 240) pour l'alimentation de la lampe, en ce que le connecteur comporte des premier et deuxième contacts ( 122, 132) aptes à être reliés aux premier et second contacts du culot ainsi qu'un troisième contact ( 142) formant témoin électrique du montage correct de la lampe, et en ce que les mouvements relatifs du culot et du connecteur lors du montage de la lampe provoquent initialement la mise en contact des premiers et second contacts ( 230, 240) du culot avec les premier et deuxième contacts ( 122, 132) du connecteur, et seulement ensuite la mise en contact du troisième contact ( 142) du connecteur avec le deuxième contact ( 132) du connecteur. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxième et troisième contacts ( 132, 142) du connecteur sont amenés en contact par l'intermédiaire du second contact ( 240) du culot, qui présente une étendue au moins égale à la distance entre les deuxième et troisième contacts ( 132, 142) du connecteur et en ce qu'un mouvement relatif du culot ( 210) et du connecteur ( 100) lors d'une phase terminale du montage de la lampe provoque un mouvement dudit second contact du culot par rapport aux deuxième et troisième contacts du connecteur pour passer d'une position dans laquelle ledit troisième contact ( 142) du connecteur n'est pas relié au second contact ( 240) du culot jusque dans une position dans laquelle ledit troisième contact ( 142) du connecteur est relié au second contact du culot. - 3 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le culot de la lampe comporte au moins une partie ( 212) de forme générale cylindrique et en ce que le second contact ( 240) du culot est situé à la périphérie extérieure de la dite partie sur une étendue angulaire prédéterminée, et en ce que les deuxième et troisième contacts ( 132, 142) du connecteur sont situés à la périphérie intérieure de ladite cavité ( 114), apte à recevoir ladite partie du culot, ledit mouvement relatif du culot et du connecteur lors de la phase terminale du montage étant un mouvement de rotation autour d'un axe commun (A,B) de ceux-ci. 4 Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deuxième et troisième contacts ( 132, 142) du connecteur sont des contacts souples et en ce que le second contact ( 240) du culot est situé en retrait par rapport à la surface de ladite périphérie extérieure. Ensemble selon la revendication 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de fixation sont du type à baïonnette ( 250), lesdits mouvements relatifs comprenant un mouvement de translation suivi d'un mouvement de rotation. 6 Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premiers contacts ( 122, 230) du connecteur et du culot sont des éléments complémentaires essentiellement cylindriques et situés sur l'axe (B, A) du culot et du connecteur, amenés en engagement mutuel lors dudit mouvement de translation. 7 Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le deuxième contact ( 132) du connecteur est à un potentiel de référence tel que la masse.