Brevet FR2684432A1 — publié le 19930604

Projecteur à lampe à décharge, notamment projecteur de travail ou projecteur de véhicule automobile L'invention concerne un projecteur pourvu d'une lampe du type dit lampe à décharge . L'invention s'applique avantageusement à la réalisation d'un projecteur de travail ou d'un projecteur de véhicule automobile, mais n'est en aucune façon strictement limitée à ces applications particulières. On connaît les avantages des lampes à décharge, qui ont été récemment proposées comme sources lumineuses pour les projecteurs de véhicule automobiles, et qui étaient déjà utilisées couramment pour les éclairages publics et routiers. Par rapport aux lampes halogène habituellement utilisées dans les projecteurs automobiles, les lampes à décharge présentent en effet un très grand nombre d'avantages : rendement lumineux au moins triple (procurant donc un flux lumineux très supérieur pour une puissance d'alimentation moindre), température de couleur élevée, très grande durée de vie, insensibilité aux chocs et aux vibrations (du fait de l'absence de filament fragile), dimensions comparables à celles d'une lampe halogène. Toutefois, les lampes à décharge, à la différence des lampes halogène classiques, ne peuvent être directement reliées à l'alimentation électrique du véhicule : il est nécessaire d'intercaler un ballast , pour adapter automatiquement l'énergie électrique disponible aux caractéristiques de la lampe afin d'amorcer celle-ci (phase d'allumage sous haute tension, de l'ordre de 12 à 15 kV), d'en assurer le fonctionnement à une puissance constante nominale (fonction de régulation), et enfin permettre le réallumage après une interruption de fonctionnement de durée quelconque. Essentiellement, un ballast d'alimentation de lampe à décharge comporte une partie basse tension, recevant l'énergie électrique disponible (typiquement, une tension continue de 12, 24, 36 ou 48 V) et transformant celle-ci en un courant alternatif par un convertisseur DC/AC, et une partie haute tension ou igniteur délivrant à la lampe la tension d'amorçage de l'ordre de 15 kV pendant la durée nécessaire, cette tension retombant ensuite à une valeur de l'ordre de 80 à 100 V une fois la lampe amorcée. Compte tenu de ces tensions élevées, un certain nombre de précautions, qui n'avaient jusqu'à présent pas lieu d'être avec les lampes halogènes classiques, doivent être prises pour protéger l'utilisateur lorsque celui-ci veut accéder au projecteur, par exemple pour le démonter et en échanger la lampe. La solution la plus couramment retenue en matière de projecteur automobile est de prévoir un interrupteur (microrupteur) ouvrant le circuit d'alimentation du ballast lorsque l'utilisateur ouvre le capot du véhicule : le ballast (qui est extérieur au bloc optique) est alors automatiquement déconnecté, ce qui assure la sécurité voulue. Cette solution implique cependant Ia mise en place d'un interrupteur, avec tous les inconvénients corrélatifs : ajout d'un élément sur le circuit d'alimentation, câblage plus complexe, coût plus élevé et surtout risque de mauvais fonctionnement au cas où les lames de contact de l'interrupteur resteraient collées. L'un des buts de Invention est, ainsi, de proposer un nouveau concept de projecteur à lampe à décharge assurant une sécurité intrinsèque lors de toute tentative de démontage de la lampe, sans qu'il soit aucunement besoin de placer un interrupteur quelconque sur le câblage de la ligne d'alimentation du projecteur. En outre, dans le cas d'un projecteur de travail, la solution consistant à prévoir un interrupteur de sécurité actionné par l'ouverture du capot ne peut être retenue, puisque ces projecteurs sont généralement extérieurs à la carrosserie du véhicule. Un autre but de l'invention est donc de proposer un concept de projecteur permettant d'assurer une sécurité totale même pour des projecteurs entièrement extérieurs à un véhicule. A cet effet, l'invention consiste essentiellement à intégrer en tout ou en partie le ballast au boîtier du projecteur et à prévoir un moyen de connexion venant, grâce à des moyens de connexion internes appropriés, automatiquement mettre hors tension l'alimentation lors du démontage du boîtier. A cet égard, on appellera par la suite bloc électrique les élé ments du ballast intégrés au boîtier du projecteur, ce bloc électrique pouvant être constitué soit par l'ensemble du ballast - c'est à dire à la fois les parties basse et haute tension, le bloc électrique étant alors directement relié à l'alimentation du véhicule -, soit par seulement une partie de ce ballast, cette partie comprenant l'igniteur (partie haute tension) ; dans ce dernier cas, le projecteur est alimenté par un bloc basse tension externe, sans danger de choc électrique pour l'utilisateur, ce bloc basse tension pouvant être d'ailleurs commun à plusieurs projecteurs, un bloc basse tension donné alimentant alors plusieurs igniteurs montés en parallèle en sortie de celui-ci. Plus précisément, le projecteur de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un bloc électrique intégré d'alimentation de la lampe comportant au moins un igniteur haute tension, le bloc optique et le bloc électrique étant montés dans un boîtier commun démontable, et en ce que, dans ce boîtier, le bloc optique et le bloc électrique sont portés par deux éléments séparables dont l'un porte le bloc électrique et l'autre porte un fil d'alimentation du bloc électrique, chacun de ces deux éléments portant également un organe de connecteur respectif relié, respectivement, au fil d'alimentation et au bloc électrique, de sorte que la disjonction de ces deux éléments provoque la déconnexion concomitante des organes de connecteur et la mise hors tension de l'alimentation du bloc électrique avant que les organes internes éventuellement sous tension ne deviennent accessibles. Dans un mode de réalisation, celui des éléments qui porte le bloc électrique est pourvu d'une trappe autorisant, après ouverture, le retrait du bloc électrique sans disjonction des deux éléments, et le bloc électrique est mécaniquement solidaire de l'organe de connecteur qui lui est relié, de manière que le retrait du bloc électrique par la trappe provoque la déconnexion concomitante des organes de connecteur. La lampe peut être directement enfichée dans une prise intégrée au bloc électrique. Dans ce dernier cas, le bloc électrique peut être directement fixé sur le bloc optique, le bloc électrique comportant des moyens de centrage de la lampe sur le bloc optique. Par ailleurs, le bloc électrique peut être géométriquement disposé de manière que le centre de gravité du projecteur se trouve essentiellement au droit d'un dispositif de montage associé à ce projecteur. o On va maintenant décrire des exemples de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés, sur lesquels les mêmes références numériques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une coupe transversale, vue en élévation, d'un premier exemple de réalisation du projecteur de l'invention. La figure 2a illustre, de façon schématique, le système d'alimentation électrique des projecteurs à lampe à décharges de l'art antérieur, les figures 2b et 2c étant homologues de la figure 2a pour deux possibilités de circuit d'alimentation du projecteur de l'invention. La figure 3 est une vue de l'arrière, selon III-III de la figure 1, de la partie avant du boîtier du projecteur de l'invention. La figure 4 est une coupe, selon lV-IV de la figure 3, de cette même partie avant. La figure 5 est une vue frontale, selon V-V de la figure 1, de la partie arrière du boîtier du projecteur de l'invention. La figure 6 est une vue de dessus du projecteur de l'invention, montrant ses divers éléments constitutifs. La figure 7 est une coupe transversale, vue en élévation, d'un autre exemple de réalisation du projecteur selon l'invention. o Les figures 1 et 3 à 6 illustrent un premier exemple de réalisation d'un projecteur de travail incorporant les enseignements de l'invention. Ce projecteur comporte un bloc optique 10, de structure en ellemême classique, avec un réflecteur 11 et une glace de fermeture 12. La glace de fermeture 12 est éventuellement pourvue de prismes spécifiques étudiés en fonction de la géométrie de la source lumineuse afin d'en optimiser le rendement. Ce bloc optique est pourvu d'une lampe 13 du type à décharge fixée sur le réflecteur 11 du bloc optique par l'arrière, la lampe étant montée sur un porte-lampe amovible 14 pourvu de sorties électriques 15. Cette lampe est par exemple une lampe de type normalisé D1 , montée sur un porte-lampe standard. Cette lampe est alimentée par un circuit électrique désigné par la référence générale 20 sur les schémas de la figure 2. Le circuit représenté sur ces différents schémas comporte une batterie d'alimentation 21 délivrant une tension continue, généralement comprise entre 12 et 48 V, à un ballast 22 comportant une partie basse tension 23 et une partie haute tension ou igniteur 24 (les rôles respectifs de ces parties basse et haute tension ont été exposés plus haut) ; la lampe à décharge 13 est alimentée par des sorties du bloc haute tension 24. Jusqu'à présent, les éléments du ballast 22 étaient, comme illustré figure 2a, extérieurs au projecteur et réalisés sous forme d'un boîtier séparé, la sécurité étant assurant au moyen d'un interrupteur 25 placé en série sur la ligne d'alimentation 26, entre la batterie 21 et la partie basse tension 23. L'une des caractéristiques essentielles de l'invention consiste à incorporer au boîtier du projecteur, en tout ou en partie, les éléments du ballast 22, comme illustré figures 2b et 2c. Dans le cas de la figure 2b, on a intégré au boîtier du projecteur la seule partie haute tension 24 (igniteur), la partie basse tension restant placée dans un bloc extérieur au projecteur ; cette solution permet en particulier d'alimenter deux igniteurs, ou même plus, par un seul et même bloc basse tension. Cette configuration correspond à celle illustrée sur les figures 1 et 3 à 6. Dans le cas de la figure 2c, on a intégré au boîtier du projecteur la totalité des éléments du ballast, basse et haute tension, le projecteur étant alors directement relié à la batterie par la ligne 26, exactement de la même manière que pour un projecteur à lampe halo gène de type classique. Cette seconde possibilité correspond à la configuration du mode de réalisation de la figure 7, détaillé plus loin. Si l'on revient aux figures 1 et 2 à 6, qui correspondent donc au schéma de la figure 2b où seul l'igniteur est disposé dans le boîtier du projecteur, on voit que cet igniteur 24 est disposé dans un logement 31 d'une partie arrière 30, formant cuvelage, du boîtier du projeteur, l'autre partie de ce boîtier étant constituée par une partie frontale ou porte 40 venant s'emboîter et se visser sur la partie arrière 30. Les deux parties 30 et 40, qui constituent donc deux demi-boîtiers, viennent retenir en place, lorsqu'ils sont assemblés, le bloc optique 10 entre deux rebords 32 et 42, avec interposition d'un joint périphérique 50 assurant à la fois le maintien du bloc optique 10 sans endommagement de celui-ci et l'étanchéité du volume intérieur du projecteur. Les deux demi-boîtiers 30 et 40 sont assemblés par des vis introduites par l'avant, traversant les orifices renforcés 43 du demi-boîtier 40 (figure 3) et venant pénétrer dans les orifices 33 (figure 5), qui seront auto-taraudés, du demi-boîtier arrière 30. Les demi-boîtiers 30 et 40 comportent, en partie inférieure, un volume respectif 34, 44 servant au passage des conducteurs d'alimentation électrique. Plus précisément, le volume 44 reçoit, comme on peut le voir notamment en figure 3, le câble d'alimentation en provenance du bloc basse tension extérieur au projecteur (bloc 23 sur la figure 2). Ce fil aboutit à un premier élément de connecteur 45 comportant une pluralité de broches femelles 46, ici au nombre de trois (deux fils plus une masse). Le demi-boîtier arrière 30, quant à lui, comporte dans sa partie inférieure 34, un connecteur homologue 35 (voir figure 5 ainsi que figure 4 où ce connecteur a été représenté en trait interrompu) pourvu de broches mâles 36. Ces broches 36 sont reliées à l'igniteur 24 porté par ce demi-boîtier 30, les broches mâles 36 pouvant être éventuellement, dans un mode de réalisation avantageux, constituées par des languettes de contact émergeant directement de l'igni teur 24, réalisé sous forme d'un bloc surmoulé. La liaison électrique entre l'iguiteur 24 et les contacts 15 de la lampe 13 est assurée, comme on peut le voir figures 5 et 6, par deux fils 27 reliant les sorties haute tension 28 de l'igniteur aux bornes de contact 15 du culot 14 portant la lampe à décharge. Cette liaison haute tension se situe entièrement à l'intérieur du demi-boîtier 30, les fils 27 sortant du logement 31 contenant l'igniteur 24 par des lumières 37 pratiquées dans la paroi verticale avant de ce logement 31 (figure 5). Enfin, le demi-boîtier arrière 30 comporte en partie postérieure une trappe 28 permettant d'accéder au ballast 24 sans démontage du projecteur, par exemple pour retirer celui-ci. Cette trappe est par exemple fixée par quatre vis et pourvue en périphérie d'une nervure appropriée permettant d'assurer l'étanchéité à l'encontre du ruissellement. L'ensemble du projecteur est monté sur une boule orientable 39 servant à la fixation du projecteur à l'emplacement voulu et à l'ajustement du faisceau dans la direction choisie. De préférence, la position du ballast 24, qui est avec le bloc optique 10 l'élément le plus lourd du projecteur, est choisie de manière que le centre de gravité G de l'ensemble des éléments du projecteur se trouve sensiblement au droit du support 39, ceci afin de réduire l'incidence des vibrations qui pourraient être transmises par ce support au projecteur. On constate que, avec la structure de projecteur que l'on vient de décrire, la séparation des deux demi-boîtiers 30 et 40, par exemple pour accéder au porte-lampe pour permettre un changement de lampe, va immédiatement provoquer la séparation des deux éléments de connecteur 35 et 45, provoquant ainsi la déconnexion de l'alimentation de l'igniteur et donc la suppression de tout risque de choc électrique pour l'utilisateur ayant à démonter le boîtier et à changer la lampe. Ainsi, l'accès au câble d'alimentation 27 de la lampe (câble sous haute tension) n'est possible qu'après désolidarisation des deux éléments 35, 45 du boîtier, c'est-à-dire après que l'igniteur ait été déconnecté de son boîtier basse tension d'alimentation, entraînant la coupure de l'alimentation et la disparition de toute haute tension dans le projecteur. On constate également que cette configuration permet d'assurer la même sécurité lors de l'extraction de l'igniteur par ouverture de la trappe 38 sans démontage du boîtier: les lames de contact 36 de celui-ci, guidées dans l'élément de connecteur 35, viennent se séparer des broches femelles 45 au moment du retrait de l'igniteur 24. La figure 7 illustre un second mode de réalisation, dans lequel l'ensemble du ballast (parties basse et haute tension) est placé dans un bloc surmoulé 29, lui-même intégralement disposé à l'intérieur du boîtier du projecteur. En outre, dans ce mode de réalisation on a supprimé les câbles de liaison de la lampe à l'igniteur en montant directement le bloc optique 10 sur le bloc électrique d'alimentation 29. Plus précisément, le réflecteur du bloc optique 10 est pourvu d'une virole ajourée périphérique 16, solidaire du réflecteur et recevant le bloc électrique 29 fixé par des vis telles que 17 ; d'autres formes de réalisation sont bien entendu possibles, par exemple des pattes venues de moulage dans le cas d'un réflecteur réalisé par injection. Le réflecteur comporte également une collerette 18 permettant de centrer le bloc électrique 29 sur le bloc optique 10, le centrage et le positionnement axial de la lampe étant obtenus par un lamage 19 formé sur le bloc électrique. L'alimentation haute tension est directement fournie par des plots 28 venant en contact avec les éléments homologues 15 du support de lampe (si l'on prévoit une lampe avec un culot spécifique permettant le centrage arrière et la prise de contact par des plots, on peut ainsi se dispenser du porte-lampe et des fils haute tension de liaison du porte-lampe à l'igniteur). Dans ce mode de réalisation, le connecteur de sécurité 45, qui porte les broches 46 reliées à la batterie du véhicule, est solidaire non plus du demi-boîtier 40, mais de la virole 16 elle-même solidaire du bloc optique. L'autre élément de connecteur est constitué, comme dans le mode de réalisation précédent, par les lames de contact 36 d'alimentation du bloc électrique. L'ensemble bloc optique + bloc électrique, une fois assemblé, est placé dans le demi-boîtier arrière 30 à l'intérieur duquel il sera mécaniquement retenu en place par vissage du demi-boîtier avant 40. On notera que, à la différence du précédent mode de réalisation, ce n'est pas le démontage des deux demi-boîtiers 30 et 40 qui provoque la coupure de l'alimentation électrique, mais le démontage de l'ensemble bloc électrique 29 + bloc optique 10 (démontage nécessaire pour accéder à la lampe). Ceci ne crée cependant aucun risque supplémentaire, dans la mesure où cet ensemble ne comporte aucun élément haute tension accessible de l'extérieur. REVENDICATIONS 1. Un projecteur, notamment un projecteur de -travail ou un projecteur de véhicule automobile, comportant un bloc optique (10) pourvu d'une lampe (13) du type à décharge, caractérisé: - en ce qu'il comporte un bloc électrique (22 ; 24) intégré d'ali mentation de la lampe comportant au moins un igniteur haute tension (24), le bloc optique et le bloc électrique étant montés dans un boîtier commun démontable, et - en ce que, dans ce boîtier, le bloc optique et le bloc électrique sont portés par deux éléments (30, 40 ; 29, 40) séparables dont l'un porte le bloc électrique et l'autre porte un fil d'alimenta tion du bloc électrique, chacun de ces deux éléments portant également un organe de connecteur respectif (36, 46) relié, respectivement, au fil d'alimentation et au bloc électrique, de sorte que la disjonction de ces deux éléments provoque la déconnexion concomitante des organes de connecteur et la mise hors tension de l'alimentation du bloc électrique avant que les organes internes éventuellement sous tension ne deviennent accessibles. 2. Le projecteur de la revendication 1, dans lequel: - celui (30) des éléments qui porte le bloc électrique est pourvu d'une trappe (38) autorisant, après ouverture, le retrait du bloc électrique sans disjonction des deux éléments, et - le bloc électrique est mécaniquement solidaire de l'organe de connecteur (36) qui lui est relié, de manière que le retrait du bloc électrique par la trappe provoque la déconnexion concomi tante des organes de connecteur. 3. Le projecteur de l'une des revendications I et 2, dans lequel la lampe est directement enfichée dans le bloc électrique. 4. Le projecteur de la revendication 3, dans lequel le bloc électrique est directement fixé sur le bloc optique, le bloc électrique com portant des moyens (18, 19) de centrage de la lampe sur le bloc optique. 5. Le projecteur de l'une des revendications précédentes, dans lequel le bloc électrique est géométriquement disposé de manière que le centre de gravité (G) du projecteur se trouve essentiellement au droit d'un dispositif de montage (39) associé à ce projecteur.