Brevet FR2695516A1 — publié le 19940311

I ENSEMBLE DE CONNECTEUR ET DE LAMPE A HAUTE TENSION, NOTAMMENT POUR VEHICULE AUTOMOBILE 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. Par ailleurs, les connecteurs utilisés pour le montage de ce type de lampe étant exposés à une tension extrêmement élevée, pouvant atteindre plusieurs dizaines de milliers de Volts, pour pouvoir supporter de telles tensions, aussi bien en position verrouillée que déverrouillée, ils doivent être très volumineux Pour résoudre ce problème les parties à connecter, à savoir le culot de la lampe et le connecteur proprement dit, sont conçues de telle sorte qu'une fois emboîtées, une ou plusieurs chicanes soient aménagées entre les deux contacts En choisissant pour les parois du connecteur un matériau convenable et une épaisseur suffisante, on prévient la formation d'arcs électriques en dehors de la lampe, aussi bien par percement que par cheminement, le trajet de cheminement potentiel étant trop long en raison de la présente des chicanes. Le second inconvénient d'un tel connecteur est qu'un arc peut s'y amorcer facilement, puis y être entretenu, lorsque les parties mâle et femelle à connecter ne sont pas verrouillées, ou sont incomplètement verrouillées Pour tenter de pallier ce problème, le circuit d'alimentation de la lampe peut être conçu pour pouvoir distinguer, en fonction de la tension entre ses bornes de sortie et l'intensité du courant qu'il délivre, un arc apparaissant dans le connecteur mal verrouillé de l'arc développé dans la lampe (et qui constitue sa charge nominale) Toutefois, le temps nécessaire au circuit pour effectuer cette reconnaissance est relativement long, de l'ordre de 0,1 seconde, car les phases transitoires d'amorçage qui précèdent ne sont pas significatives De plus, la distinction entre différents types d'arcs à partir de simples mesures de tension et d'intensité de courant exige une puissance de calcul importante C'est pourquoi avant que sa détection ne soit réellement faite, l'arc a généralement déjà eu le temps d'endommager le connecteur et d'engendrer des fumées dégradantes pour les éléments environnants, notamment pour les miroirs des projecteurs. L'invention vise à résoudre ces difficultés en proposant un dispositif de sécurité apte à renseigner le circuit de commande de la lampe sur le bon état verrouillé du connecteur, afin que toute tentative d'amorçage soit interdite tant que le verrouillage n'est pas réalisé, ou n'est pas complètement réalisé. Ce résultat est atteint conformément à l'invention, qui rappelons le concerne un ensemble de connecteur et de lampe à haute tension, notamment pour véhicule automobile, dans lequel la lampe comporte un culot apte à être engagé dans une cavité du connecteur, des moyens de fixation assurant le montage et l'assemblage du culot avec le connecteur, ces derniers portant chacun une paire de contacts électriques complémentaires-pour l'alimentation de la lampe, grâce au fait que cet ensemble comporte un témoin électrique du montage correct de la lampe, ce témoin comprenant une paire de contacts électriques additionnels portés par le connecteur, ainsi que des moyens d'actionnement asservis aux positions relatives du culot et du connecteur, ces moyens étant adaptés pour modifier la conduction électrique entre ces deux contacts additionnels, seulement lorsque la lampe est correctement montée dans le connecteur. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'un des contacts additionnels est fixe, tandis que l'autre est mobile, lesdits moyens de commande comprenant un poussoir solidaire du culot et aptes à déplacer le contact mobile pour le rapprocher ou l'éloigner du contact fixe au cours du montage de la lampe dans le connecteur La conduction électrique est dans ce cas obtenue par la mise en contact physique des deux contacts l'un avec l'autre. L'invention s'applique en particulier à un mode de fixation du culot dans un connecteur du type "à baïonnette", cette fixation comprenant au moins une paire de tétons latéraux solidaires du culot, qui s'engagent par translation et rotation axiales dans des gorges de profil en "L" qui sont ménagées dans un manchon solidaire du connecteur; dans ce cas, le poussoir dont il est fait mention plus haut est alors avantageusement constitué par l'un de ces tétons. Le contact mobile peut avantageusement, et de manière particulièrement simple, consister en une languette conductrice élastique- ment déformable Dans un mode de réalisation possible, le contact mobile est écarté du contact fixe lorsque la lampe est incorrectement montée. Dans un autre mode de réalisation, le contact mobile se trouve en appui contre le contact fixe lorsque la lampe est incorrectement montée; ces contacts additionnels sont branchés chacun, par l'intermédiaire d'un conducteur, au circuit électrique de commande d'alimentation de la lampe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî- tront de la description et des dessins annexés, qui en présentent des modes de réalisation préférentiels. Sur ces figures la figure 1 est une vue de face d'une lampe et du conducteur destiné à la recevoir, une partie du culot de la lampe ainsi que le connecteur étant coupés axialement; la figure 2 est une vue de côté du connecteur de la figure 1, avant mise en place de la lampe; la figure 2 A est une vue partielle similaire à la figure 2, illustrant la mise en place de la lampe; les figures 3 et 3 A sont des représentations partielles, en coupe transversale, montrant la liaison du type "à baïonnette" entre le culot et le connecteur, les plans de coupe correspondant respectivement aux plans III et IIIA des figures 2 et 2 A; les figures 4 et 4 A sont des vues de détail schématiques montrant une variante d'agencement des contacts électriques additionnels, respectivement en position d'appui mutuel et en position écartée l'un de l'autre; la figure 5 est une vue partielle en coupe transversale d'un culot dans un connecteur, dans un autre mode de réalisation des contacts additionnels, ceci au cours de la mise en place de la lampe; la figure 5 A est une vue similaire à la figure 5, après mise en place correcte de la lampe dans le connecteur; la figure 6 est un schéma de montage électrique illustrant la manière dont les deux contacts additionnels peuvent être branchés à un circuit de commande de l'alimentation de la lampe. La référence 4 désigne un connecteur apte à recevoir, de manière amovible, le culot 2 d'une lampe à décharge 1 Le connecteur 4 est par exemple monté à l'intérieur d'un boîtier de projecteur, non représenté, équipant un véhicule automobile Ce connecteur 4 comprend une chemise 5 constituée d'une enveloppe tubulaire 51 et d'un fond plat 52 Comme le montre la figure 2, la chemise 5, généralement cylindrique, d'axe A, présente une partie 53 s'étendant latéralement par rapport au reste de la chemise Un câble électrique 500, composé des différents fils conducteurs pour l'alimentation de la lampe et pour le branchement des contacts additionnels, arrive dans cette partie 53. A l'intérieur de la chemise 5 est monté un corps cylindrique 40 servant à recevoir le culot 2 de la lampe De manière bien connue, le corps comprend une cavité 41, en forme de couronne circulaire et de section à contour carré, conformée pour recevoir une partie d'extrémité mâle 21 solidaire du culot 2 de la lampe, et affectant la forme d'une couronne. Dans l'espace 20 intérieur à la couronne 21 est fixé un plot 24 cylindrique, coaxial au culot 2, et adapté pour s'emboîter dans une douille fendue 44 logée à l'intérieur de la surépaisseur 42 entourant la cavité 41 du connecteur L'axe de cette douille centrale 44 correspond à l'axe A du connecteur 4 Sur le bord extérieur de la cavité 41 du connecteur est montée une languette élastique 45 en matériau conducteur L'extrémité 43 de cette languette est coudée pour former un dièdre dont l'arête est dirigée vers l'intérieur du connecteur. Le culot 2 de la lampe a une forme générale cylindrique, d'axe B Il est muni, au niveau de la paroi extérieure de la partie 21, d'une pièce 23 en matériau conducteur (formant contact élecrique de masse). Celle-ci est adaptée pour venir en appui contre la partie 43 de la languette 45 lorsque la partie mâle 21 vient s'emboîter dans la cavité 41 Dans le même temps, le plot 24 vient s'emboîter dans la douille fendue 44. Le plot 24 et la pièce 23 sont reliés par des fils conducteurs appropriés 240, respectivement 230 aux deux électrodes du bulbe 10 de la lampe à décharge 1. La douille 44 et la languette 45 sont, de manière similaire, reliées à des fils conducteurs 440, respectivement 430 constitutifs du câble d'alimentation 500 Celui-ci est alimenté en électricité à partir de la batterie équipant le véhicule, par l'intermédiaire d'un circuit de commande et d'alimentation de type connu en soi. L'ensemble des contacts et des fils conducteurs sont bien sûr isolés électriquement dans le culot 2 et dans le connecteur 4, par interposition d'éléments d'isolation appropriés. A la simple observation de la figure 1, on comprend que si on déplace coaxialement la lampe 1 vers le connecteur 4, on réalise l'emboîtement du plot 24 dans la douille 44 et la mise en contact de l'extrémité de languette 43 avec la pièce 23 On obtient ainsi une paire de contacts électriques complémentaires servant à l'alimentation de la lampe, comme cela est bien connu. Le culot 2 porte une paire de tétons 3 dirigés radialement, et diamétralement opposés Ces tétons sont adaptés pour pénétrer dans des gorges 50 de profil en forme de "L" ménagées dans le bord supérieur de la partie tubulaire 51 de la chemise 5 L'engagement des tétons 3 dans les gorges 5, par translation, puis rotation axiales, constitue une liaison à baïonnette, de type également bien connu. Conformément à l'invention, le connecteur est équipé d'une paire de contacts additionnels, ceux-ci consistant en deux languettes 60, 61 en métal conducteur Ces languettes sont portées par une pièce de montage 62 fixée à l'extérieur de la chemise 50, en vis-à-vis de l'extrémité de l'une des gorges 50 Elles s'étendent verticalement; la languette 50 est rigide, et est positionnée de telle manière que son extrémité libre se trouve sensiblement en regard de l'extrémité fermée de la gorge 50 L'autre languette 61 est flexible Elle s'étend verticalement, parallèlement à la languette 60 et à faible distance de cette dernière Son extrémité supérieure est munie d'une partie coudée à angle droit pour former une traverse 611 s'engageant dans la gorge 50 (voir notamment figure 1). A sa partie haute, du côté tourné vers la languette fixe 60, la languette 61 est munie d'un petit bossage 610 La partie transversale 611 est en matériau non conducteur Elle est munie d'un petit bossage 612 tourné vers l'entrée de la gorge 50 (c'est-à-dire du côté opposé au bossage 610). La paire de languettes 60, 61 constituent les deux éléments d'un témoin électrique ( 6) de montage correct de la lampe, dont le fonctionnement va maintenant être expliqué. En l'absence de lampe, la languette 61 est normalement écartée de la languette fixe 60, comme représentée à la figure 2. Lors de la mise en place de la lampe dans le connecteur, l'opérateur commence par amener chacun des tétons à l'aplomb de l'entrée des gorges 50 Le téton 3 ainsi positionné à l'entrée de la gorge équipée du témoin 6 est représenté en traits interrompus à la figure 2 L'opérateur déplace ensuite la lampe axialement, comme cela est figuré par la flèche f à la figure 2 et le téton, désigné 3 ' sur cette même figure, vient se loger dans la branche verticale de la gorge en "L" 50 Lorsque ce mouvement de translation est terminé, les contacts électriques 24, 44 et 23, 43 sont obtenus Toutefois, la lampe n'est pas verrouillée dans le connecteur Pour cela, l'usager doit procéder à une rotation relative de la lampe par rapport au connecteur autour de leur axe commun A, B, de manière à engager les tétons 3 dans les branches horizontales des gorges 50 A la fin de ce mouvement, l'un des tétons désigné 3 " à la figure 2 A rencontre sur sa trajectoire le bossage 612 et déforme la languette 61 de manière à appliquer le bossage conducteur 610 contre l'extrémité de la languette fixe Les deux languettes 60, 61 se trouvent ainsi amenées en contact physique l'un avec l'autre, et la conduction entre les deux languettes se trouve par conséquent assurée. Bien entendu, si on enlève la lampe, le contact 61 s'écarte automatiquement du contact fixe 60, par suite de son élasticité, et la conduction se trouve à nouveau rompue (position de la figure 2). On comprend aisément que ce changement de situation peut avantageusement être mis à profit comme source d'information sur le bon état verrouillé de la lampe dans le connecteur Si ce verrouillage est insuffisant, les tétons 3 ne sont pas suffisamment avancés au fond des gorges 50, et la languette 61 n'est pas suffisamment sollicitée pour venir en appui contre la languette 60 La paire de contacts 60, 61 constitue ainsi un interrupteur dont l'état ouvert ou fermé va servir au pilotage, par l'intermédiaire de fils conducteurs appropriés reliés chacun à l'un des contacts, du circuit de commande de l'alimentation de la lampe On prévient ainsi que l'alimentation puisse se faire intempestivement alors que la lampe est retirée ou a été incorrectement montée La formation d'arcs électriques indésirables ne peut donc se faire. Dans la variante du témoin électrique 7 représentée à la figure 4, l'implantation des deux contacts est inversée par rapport à celle qui vient d'être décrite Le contact fixe, désigné 70, est cette fois situé en avant du contact mobile, référencé 71, si on considère le sens de déplacement du téton 3 lorsqu'il se déplace vers le fond de la fente 50 en vue du verrouillage de la lampe, sens symbolisé par la flèche F à la figure 4 A. En l'absence de lampe ou lors d'un montage incorrect, les deux contacts 70, 71 sont normalement appliqués l'un contre l'autre, par l'intermédiaire d'un bossage conducteur 710 porté par le contact 71. Comme dans le mode de réalisation précédent, le contact 71 est flexible et présente une partie transversale s'engageant à l'intérieur de la gorge 50 (non représenté) Elle porte un petit bossage 711 contre lequel vient s'appuyer le téton 3 à la fin du verrouillage (flèche F, figure 4 A), ce qui a pour effet d'écarter l'un de l'autre les contacts 70, 71, interdisant ainsi la conduction électrique entre ces deux éléments. La figure 6 illustre un exemple de réalisation d'une interface entre les deux contacts 70, 71 et un circuit de commande électronique M pilotant l'alimentation électrique de la lampe Ce circuit est par exemple équipé d'un micro-processeur ou un micro-contrôleur de type connu. Chacun des contacts 70, 71 est branché par un conducteur X, respectivement Y, à deux bornes d'entrée du circuit M Le conducteur Y est relié à la masse, tandis que le conducteur X est relié à une source de tension continue G, par l'intermédiaire d'une résistance 9 La différence de potentiel mise en oeuvre est par exemple de 5 Volts Les deux conducteurs X et Y sont reliés par un condensateur 90 et une diode Zener branchés en parallèle Ces deux composants assurent, de manière bien connue, une protection du circuit contre les surtensions. En l'absence d'une lampe dans le connecteur, ou lorsque la lampe est incorrectement montée, les contacts 70 et 71 sont en appui mutuel, si bien que le conducteur X est à la masse Le circuit M détecte cette situation pour interdire alors l'alimentation de la lampe. Au contraire, lorsque la lampe est correctement en place dans le connecteur, les contacts 70, 71 sont écartés l'un de l'autre et le conducteur X est au potentiel de 5 Volts tandis que le conducteur Y est au potentiel 0 Le circuit M autorise alors l'alimentation de la lampe. Le témoin électrique 8 représenté à la figure 5 est d'une conception différente Les deux contacts électriques, référencés 80 et 81, sont montés dans la chemise 51 de manière à affleurer en faisant légèrement saillie sur la paroi interne de la chemise Ils sont décalés angulairement d'un certain angle u. Le culot 2 est muni d'une pièce conductrice 200 en forme de secteur angulaire positionnée en vis-à-vis des contacts 80, 81 Il s'agit par exemple d'une lamelle de cuivre de faible épaisseur Sa longueur d'arc est légèrement supérieure à l'angle u. La lamelle conductrice 200 est positionnée de telle manière que lorsque les tétons sont engagés dans les entrées de gorge 50 (dans une position similaire à la position référencée 3 ' à la figure 2) elle s'applique contre l'un seulement 81 des contacts Par contre, après rotation du culot 2 autour de l'axe A, B, symbolisé F à la figure 5 A, sur une course suffisante correspondant à l'arrivée des tétons au fond des parties horizontales des gorges 50, la lamelle 200 vient également porter contre l'autre contact 80. Elle assure alors la conduction électrique entre les contacts 80, 81, et cet état peut être utilisé alors comme information pour piloter le circuit de commande M. REVENDICATIONS 1 Ensemble de connecteur et de lampe à haute tension, notamment pour véhicule automobile, dans lequel la lampe ( 1) comporte un culot ( 2) apte à être engagé dans une cavité ( 41) du connecteur, des moyens de fixation ( 3, 50) assurant le montage et l'assemblage du culot ( 2) avec le connecteur ( 4), ces derniers portant chacun une paire de contacts électriques complémentaires ( 23-43; 24-44) pour l'alimentation de la lampe ( 1), caractérisé par le fait qu'il comporte un témoin électrique ( 6, 7, 8) du montage correct de la lampe, lequel comprend une paire de contacts électriques ( 60, 61; 70, 71; 80, 81) additionnels portés par le connecteur ( 4), ainsi que des moyens d'actionnement asservis aux positions relatives du culot ( 2) et du connecteur ( 4), aptes à modifier la conduction électrique entre ces deux contacts additionnels seulement lorsque la lampe est correctement montée dans le connecteur. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un ( 60; 70) des contacts additionnels est fixe, tandis que l'autre ( 61; 71) est mobile, lesdits moyens d'actionnement comprenant un poussoir ( 3) solidaire du culot ( 2) apte à déplacer le contact mobile ( 61; 71) pour le rapprocher ou l'éloigner du contact fixe ( 60; 70) au cours du montage de la lampe dans le connecteur. 3 Ensemble selon la revendication 2, dans lequel la fixation du culot ( 2) dans le connecteur ( 4) est une fixation à baïonnette, comprenant au moins une paire de tétons latéraux solidaires du culot ( 2), qui s'engagement par translation et rotation axiales dans des gorges ( 50) de profil en "L", ménagées dans un manchon ( 51) solidaire du connecteur ( 4) caractérisé par le fait que ledit poussoir ( 3) est constitué par l'un de ces tétons. 4 Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ledit contact mobile ( 60, 61) consiste en une languette conductrice élastiquement déformable. 5 Ensemble selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'en l'absence de lampe, ou lorsque celle-ci est incorrectement montée, le contact mobile ( 61) est écarté du contact fixe ( 60). 6 Ensemble selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'en l'absence de lampe, ou lorsque celle-ci est incorrectement montée, le contact mobile ( 71) est en appui contre le contact fixe ( 70). 7 Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que lesdits contacts additionnels ( 60, 61; 70, 71; 80, 81) sont branchés chacun, par l'intermédiaire d'un conducteur (X, Y), au circuit électronique (M) de commande d'alimentation de la lampe. 8 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les contacts additionnels sont montés dans une chemise ( 51) des moyens de fixation ( 50), de manière à affleurer en faisant saillie sur la paroi interne de la chemise, ces deux contacts étant décalés angulairement d'un angle (u), tandis que le culot ( 2) est muni d'une pièce conductrice ( 200) en forme de secteur angulaire de longueur d'arc légèrement supérieure à l'angle (u), celle-ci assurant la conduction électrique entre les deux contacts ( 80, 81) que si elle se trouve connectés avec ces deux contacts à la fois.