Brevet FR3011910A1 — publié le 20150417

LAMPE A DIODE ELECTROLUMINESCENTE ET SON PROCEDE DE FABRICATION Description Domaine technique de l'invention. L'invention concerne une lampe à diode électroluminescente ainsi que son procédé de fabrication. Elle a également pour objet une guirlande lumineuse équipée de telles lampes. L'invention concerne le domaine technique des lampes miniatures de décoration comportant une diode électroluminescente connectée aux extrémités d'un câble d'alimentation électrique, lesdites extrémités étant noyées dans de la résine. État de la technique. Les guirlandes ou rideaux lumineux pour illuminations décoratives, sont constituées de lampes électriques de faibles dimensions disposées le long de câbles d'alimentation électrique et montées directement sur ceux-ci. En se rapportant à la figure 1 annexée, ces lampes sont généralement constituées d'une diode électroluminescente (ou LED) 1 dont les broches 10a, 10b sont connectées aux extrémités 3a, 3b d'un câble d'alimentation électrique 3. Pour éviter d'avoir accès aux parties sous tension, les broches 10a, 10b et les extrémités 3a, 3b, sont emprisonnées dans un manchon 4. Ce dernier comprend - 2 - une première extrémité 41 au niveau de laquelle est agencée la LED 1 et une seconde extrémité 42 par laquelle débouche le câble 3. L'extrémité proximale 41 peut être ouverte ou fermée par un capuchon 4100. L'extrémité distale 42 est généralement revêtue d'une gaine 40 thermodurcissable. Le manchon 4 est rempli d'une matière électriquement isolante 5, typiquement une résine, assurant le maintien de la LED 1 sur le câble 3, ainsi que l'étanchéité dans le cas où la lampe est utilisée en extérieur. Pour éviter tout risque de court-circuit, un séparateur isolant électrique 6, habituellement en plastique, est interposé au niveau des connexions 10a-3a, 10b-3b. Dans la pratique, les étapes permettant de fabriquer une telle lampe sont les suivantes : - souder les broches 10a, 10b sur les extrémités 3a, 3b ; - placer le séparateur 6 entre ces connexions ; - loger la LED (et les connexions) dans le manchon 4 ; - injecter la résine 5 dans le manchon 4 ; - mettre en place la gaine 40. Ce mode d'assemblage, très répandu, implique une succession d'étapes qui ne sont pas toutes automatisables. En particulier, la mise en place du séparateur 6 et de la gaine 40 est à ce jour effectuée manuellement. En outre, le remplissage du manchon 4 par la résine 5, doit être correctement réalisé pour éviter toute « zone vide » autour des connexions 10a-3a et 10b-3b, lesquelles « zones vides » sont susceptibles d'altérer l'isolation électrique et l'étanchéité de la LED 1. Un excédent de résine 5 n'est pas non plus souhaitable pour des raisons tant esthétiques que de surcoût. Cette étape est donc également réalisée manuellement. Le but de l'invention est de remédier à cet état des choses. En particulier, un objectif de l'invention est de proposer une lampe à LED dont la conception permette sa fabrication de manière industrielle et automatisée. - 3 - Un autre objectif de l'invention est de proposer une lampe à LED dont la conception permette de simplifier le remplissage du manchon. Encore un autre objectif de l'invention est de proposer une lampe à LED dont la conception permette de fiabiliser les fonctions d'isolation électrique et d'étanchéité. L'invention a également pour objectif de proposer une technique de fabrication de lampe à LED qui soit industrialisable et automatisable. Divulgation de l'invention. La solution proposée par l'invention est une lampe comportant une LED dont les broches sont connectées aux extrémités d'un câble d'alimentation électrique, un séparateur isolant électrique étant interposé au niveau des connexions entre lesdites broches et les extrémités dudit câble, ladite diode et lesdites connexions étant montées dans un manchon, lequel manchon présente une première extrémité ouverte ou fermée au niveau de laquelle est agencée ladite diode et une seconde extrémité par laquelle débouche ledit câble, ledit manchon étant rempli d'une matière électriquement isolante assurant le maintien de ladite diode sur ledit câble. Cette lampe est remarquable en ce que la seconde extrémité du manchon est obturée par un bouchon, lequel bouchon est solidaire du séparateur isolant électrique. Le séparateur est donc maintenant combiné avec un bouchon d'obturation. Cette configuration offre de nombreux avantages. Tout d'abord, en poussant le bouchon à l'intérieur du manchon, on homogénéise la répartition de la matière isolante à l'intérieur dudit manchon de sorte qu'aucune « zone vide » n'apparaisse au niveau des connexions des broches de la LED. Le remplissage du manchon peut maintenant être effectué de manière automatisée, avec un minimum de matière isolante. - 4 - De plus, le bouchon, et donc le séparateur, peuvent également être mises en place de manière automatisée. Lequel bouchon permet en outre de s'affranchir de l'utilisation de la gaine 40 précitée. D'autres caractéristiques avantageuses de la lampe objet de l'invention sont listées ci-dessous, lesquelles caractéristiques peuvent être considérées indépendamment ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus : - Le séparateur isolant électrique peut être moulé sur le bouchon ou fixé à ce dernier au moyen d'une liaison mécanique démontable. - Le bouchon peut être pourvu d'un ou plusieurs orifices au travers desquels passe le câble électrique d'alimentation. - Les broches de la diode électroluminescente peuvent être connectées aux extrémités du câble électrique par soudure ou par sertissage. - Un accessoire est avantageusement disposé au niveau de la première extrémité du manchon, ledit accessoire comportant un organe de liaison démontable apte à coopérer avec un organe de liaison complémentaire agencé sur ledit manchon. - Lorsque la première extrémité du manchon est ouverte, la diode électroluminescente est avantageusement pourvue d'un épaulement qui vient en butée contre une surface d'appui de cette extrémité. Un autre aspect de l'invention concerne une guirlande lumineuse, se caractérisant par le fait qu'elle comporte plusieurs lampes conformes à l'une des caractéristiques définies précédemment, lesdites lampes étant disposées à intervalles réguliers ou non le long d'un même câble d'alimentation électrique et montées directement sur celui-ci. Encore un autre aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une lampe comprenant les étapes consistant à : - 5 - - connecter les broches d'une diode électroluminescente sur les extrémités d'un câble d'alimentation électrique, - placer un séparateur isolant électrique au niveau des connexions entre lesdites broches et les extrémités dudit câble, - loger ladite diode et lesdites connexions dans un manchon, lequel manchon présente une première extrémité ouverte ou fermée au niveau de laquelle est agencée ladite diode et une seconde extrémité par laquelle débouche ledit câble, - injecter dans ledit manchon une matière électriquement isolante assurant le maintien de ladite diode sur ledit câble, - obturer la seconde extrémité du manchon au moyen d'un bouchon solidaire du séparateur isolant électrique. Le bouchon est avantageusement installé au niveau de la seconde extrémité après que le manchon ait été rempli de la matière électriquement isolante, de façon à repousser ladite matière vers la première extrémité dudit manchon. L'ensemble des étapes du procédé sont préférentiellement automatisées. Description des figures. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 précitée est une vue en coupe d'une lampe à LED connue de l'art antérieur, - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe de deux variantes de réalisation de la lampe conforme à l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe selon A-A de la lampe de la figure 2, - 6 - - les figures 5a à 5d illustrent différentes étapes du procédé de fabrication d'une lampe conforme à l'invention, - la figure 6 montre la lampe de la figure 2 pourvue d'un accessoire décoratif, - la figure 7 est une vue agrandie d'un détail de la figure 6, montrant la liaison de l'accessoire décoratif sur le manchon de la lampe. Modes préférés de réalisation de l'invention. La lampe L objet de l'invention est destinée à équiper des guirlandes de décoration, y compris des filets ou rideaux lumineux. Ces guirlandes sont formées d'une succession de lampes disposées à intervalles réguliers ou non le long d'un même câble d'alimentation électrique 3 et montées directement sur celui-ci. Elles sont utilisées en intérieur ou en extérieur. En se rapportant aux figures 2 et 3, la lampe L comprend une diode électroluminescente (ou LED) 1 dont les broches 10a, 10b sont connectées, en série ou en parallèle, aux extrémités 3a, 3b d'un câble d'alimentation électrique 3. Cette connexion est réalisée par soudure ou par sertissage. De manière classique, la LED 1 est formée de deux électrodes, une anode et une cathode, surmontées d'un dôme transparent, lesquelles électrodes sont alimentées électriquement par le câble 3. La LED 1 peut fonctionner à très basse tension, typiquement à 24 Volts, mais également à 230 Volts. Selon la source de courant à laquelle est relié le câble 3 (secteur, batterie, ...), on peut prévoir de coupler la lampe L à un transformateur monté avec un redresseur. La lampe L peut également être couplée à un programmateur permettant de faire varier l'intensité lumineuse de la LED 1. La conception de cette dernière étant connue de l'homme du métier, elle ne sera pas décrite ici plus en détail. La LED 1 et les connexions 10a-3a, 10b-3b sont montées dans un manchon 4. Ce dernier est réalisé en silicone, en PVC ou en toute autre matière - 7 - convenant à l'homme du métier. Il a préférentiellement une section circulaire mais d'autres sections sont envisageables, notamment carrées ou ovales. Son diamètre est d'environ 12 mm et sa hauteur d'environ 22 mm. Il présente une première extrémité 41 au niveau de laquelle est agencée la LED 1. Cette première extrémité 41, ou extrémité proximale, peut être ouverte ou fermée par un capuchon. Comme illustré sur les figures 2 et 3, dans le cas d'une extrémité proximale 41 ouverte, le dôme de la LED 1 dépasse du manchon 4 au niveau de cette extrémité. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la LED 1 est pourvue d'un épaulement 11 qui vient en butée contre une surface d'appui de l'extrémité proximale 41. Sur les figures annexées, cet épaulement 11 consiste en un anneau situé à la base du dôme de la LED 1, lequel anneau a un diamètre supérieur à celui d'une ouverture 411 réalisée sur l'extrémité proximale 41 et par laquelle sort le dôme de la LED 1. D'autres moyens d'arrêt mécanique permettant de positionner la LED 1 dans le manchon 1 peuvent être envisagés. Sur la figure 6, un accessoire 8 est disposé au niveau de l'extrémité proximale 41. Cet accessoire est du type décoratif, et peut se présenter sous la forme d'une étoile, d'une boule, d'un personnage, ou autre, venant recouvrir la LED 1, de manière à agrémenter la lampe L et/ou modifier la diffusion de lumière. Plus particulièrement, l'accessoire 8 comprend un logement 80 dans lequel vient se loger le dôme de la LED 1. L'accessoire 8 est avantageusement réalisé dans un matériau transparent ou translucide, par exemple du polyuréthane, laissant passer la lumière émise par la LED 1. Cet accessoire 8 comprend un organe de liaison démontable 81 apte à coopérer avec un organe de liaison complémentaire 412 agencé sur le manchon 4. Selon l'exemple de la figure 7, l'organe de liaison 81 se présente sous la forme d'un bourrelet périphérique situé sur la surface interne du logement 80. Ce bourrelet peut être continu ou discontinu. L'organe de liaison complémentaire 142 consiste en une rainure réalisée sur la surface externe du manchon 4, au niveau de l'extrémité proximale 41, et dans laquelle vient se loger le bourrelet 81. Cette conception permet de fixer rapidement l'accessoire 8 sur le manchon 4, notamment de manière automatisée. Dans une variante de réalisation non représentée, l'accessoire 8 peut être pourvu d'un élément mâle configuré pour être introduit dans un élément femelle d'accouplement réalisé sur l'extrémité proximale 41. La seconde extrémité 42 du manchon 4, ou extrémité distale, est opposée à l'extrémité proximale 41. Le câble 3 sort du manchon 4 au niveau de cette extrémité distale 42. Comme évoqué précédemment, le manchon 4 est rempli d'une matière électriquement isolante 5, typiquement une résine, assurant le maintien de la LED 1 sur le câble 3, ainsi que l'étanchéité dans le cas où la lampe L est utilisée en extérieur. Cette extrémité distale 42 est obturée par un bouchon 7 de section complémentaire. Le bouchon 7 comprend une face proximale 7a orientée vers l'intérieur du manchon 4 et une face distale 7b orientée vers l'extérieur dudit manchon. Sur l'exemple de la figure 2, le bouchon 7 est inséré à l'intérieur du manchon 4, mais il peut tout aussi bien être disposé à l'extérieur comme illustré sur la figure 3. Comme cela apparait clairement sur la figure 5a, le bouchon 7 comporte avantageusement un ou plusieurs orifices 71 au travers desquels passe le câble 3. Une collerette 70, dont est pourvue la face proximale 7a du bouchon 7, assure le guidage de ce dernier contre la paroi interne (figure 2) ou externe (figure 3) du manchon 4. Sur la figure 2, le diamètre externe du bouchon 7 (et de la collerette 70) est ajusté au diamètre interne du manchon 4. Sur la figure 3, c'est le diamètre interne de la collerette 70 qui est ajusté au diamètre externe du manchon 4. Cet ajustement assure le maintien en position du bouchon 7 sur le manchon 4. A titre d'exemple, le bouchon 7 a une épaisseur (entre les deux faces 7a et 7b) comprise entre 1 mm et 5 mm et la collerette 70 une hauteur (depuis la face proximale 7a) comprise entre 2 mm et 10 mm. Le bouchon 7 est obtenu par moulage ou usinage. La collerette 70 peut être directement moulée ou usinée avec le bouchon 7 ou au contraire être rapportée. On utilise un plastique du type PVC ou un autre matériau électriquement isolant, au tout autre matériau convenant à l'homme du métier. Un matériau rigide, ou semi-rigide est privilégié pour faciliter sa mise au niveau de l'extrémité distale 42. Conformément à l'invention, le bouchon 7 est solidaire d'un séparateur isolant électrique 6. Ce dernier est dimensionné de manière à s'interposer au niveau des connexions entre les broches 10a, 10b de la LED 1 et les extrémités 3a, 3b du câble 3, lorsque le bouchon 7 est positionné au niveau de l'extrémité distale 42. De cette manière, le séparateur 6 empêche les broches 10a, 10b et/ou les extrémités 3a, 3b de rentrer en contact et de provoquer un court-circuit. Il s'étend longitudinalement, depuis la face proximale 7a du bouchon 7, sur une longueur par exemple comprise entre 10 mm et 20 mm. Dans le cas où le séparateur 6 se présente sous la forme d'une lame plate, sa largeur est comprise entre 5 mm à 10 mm et son épaisseur comprise entre 2 mm à 5 mm. Comme illustré sur la figure 4, le séparateur 6 est préférentiellement positionné dans un plan orthogonal au plan contenant les connexions 10a-3a, 10b-3b. Le séparateur 6 peut également se présenter sous la forme d'une tige cylindrique, son diamètre étant dans ce cas avantageusement compris entre 5 mm à 10 mm. Toute autre forme de séparateur peut bien évidemment être prévue dans la mesure où il remplit sa fonction précitée. Le séparateur 6 est réalisé dans le même matériau que le bouchon 7, à savoir un plastique rigide ou un autre matériau électriquement isolant. Selon le -10- mode de réalisation illustré sur les figures annexées, le séparateur 6 est directement moulé sur le bouchon 7. On peut toutefois prévoir qu'il soit fixé sur le bouchon 7 au moyen d'une liaison mécanique démontable. Il peut par exemple se visser au niveau de la face proximale 7a ou être pourvu d'un élément mâle configuré pour être introduit dans un élément femelle d'accouplement réalisé sur ladite face proximale. Le procédé de fabrication de la lampe L va maintenant être décrit en détail en référence aux figures 5a à 5d. Au préalable, on installe le bouchon 7 sur le câble 3, en passant ce dernier au travers des orifices 71. Cette mise en place peut être automatisée, par exemple en utilisant un passe-câble, ou un autre dispositif, permettant de conduire les extrémités 3a, 3b au travers des orifices 71. Les broches 10a, 10b de la LED 1 sont ensuite connectées aux extrémités 3a, 3b du câble 3, par soudage ou sertissage (figure 5a). L'ensemble câble 3-LED 1 est alors logé dans le manchon 2, depuis son extrémité distale 42, et jusqu'à ce que le dôme de ladite LED traverse l'ouverture 412 et que l'épaulement 11 vienne buter contre la surface d'appui 410 de l'extrémité proximale 41 (figure 5b). Une buse d'injection 50 est placée à l'intérieur du manchon 4, au niveau de l'extrémité distale 42, de manière à pouvoir injecter la matière 5 (figure 5b). Le volume de matière 5 injectée est prédéfini et inférieur au volume interne du manchon 4. L'insertion du bouchon 7 dans l'extrémité distale 42 produit deux effets (figure 5d) : - le séparateur 6 se place automatiquement au niveau des connexions entre les broches 10a, 10b et les extrémités 3a, 3b du câble 3 ; - la matière 5 est repoussée vers l'extrémité proximale 41, supprimant de fait les bulles d'air ou « zones vides » susceptibles d'apparaitre lors de son injection. La matière 5 éventuellement en surplus a la possibilité de sortir du manchon 4 par les orifices 71 du bouchon 7. Toutes ces étapes sont préférentiellement automatisées, des guides ou autres passe-câbles pouvant être employés pour parfaitement manoeuvrer, positionner et/ou guider les différents éléments de la lampe L. L'agencement des différents éléments constitutifs de la lampe L dans les modes de réalisation décrits ci-dessus ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à la lampe et à son procédé de fabrication, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention.10 REVENDICATIONS1. Lampe comportant une diode électroluminescente (1) dont les broches (10a, 10b) sont connectées aux extrémités (3a, 3b) d'un câble d'alimentation électrique (3), un séparateur isolant électrique (6) étant interposé au niveau des connexions entre lesdites broches et les extrémités dudit câble, ladite diode et lesdites connexions étant montées dans un manchon (4), lequel manchon présente une première extrémité (41) ouverte ou fermée au niveau de laquelle est agencée ladite diode et une seconde extrémité (42) par laquelle débouche ledit câble, ledit manchon étant rempli d'une matière électriquement isolante (5) assurant le maintien de ladite diode sur ledit câble, se caractérisant par le fait que la seconde extrémité (42) du manchon est obturée par un bouchon (7), lequel bouchon est solidaire du séparateur isolant électrique (6). 2. Lampe selon la revendication 1, dans laquelle le séparateur isolant électrique (6) est moulé sur le bouchon (7). 3. Lampe selon la revendication 1, dans laquelle le séparateur isolant électrique (6) est fixé sur le bouchon (7) au moyen d'une liaison mécanique démontable. 4. Lampe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le bouchon (7) est pourvu d'un ou plusieurs orifices (7) au travers desquels passe le câble (3). 5. Lampe selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle les broches (10a, 10b) de la diode électroluminescente (1) sont connectées aux extrémités (3a, 3b) du câble (3) par soudure.-13- 6. Lampe selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle dans laquelle les broches (10a, 10b) de la diode électroluminescente (1) sont connectées aux extrémités (3a, 3b) du câble (3) par sertissage. 7. Lampe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle un accessoire (8) est disposé au niveau de la première extrémité (41) du manchon (4), ledit accessoire comportant un organe de liaison démontable (81) apte à coopérer avec un organe de liaison complémentaire (412) agencé sur ledit manchon. 8. Lampe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la première extrémité (41) du manchon (4) est ouverte, la diode électroluminescente (1) étant pourvue d'un épaulement (11) qui vient en butée contre une surface d'appui de ladite extrémité. 9. Guirlande lumineuse, se caractérisant par le fait qu'elle comporte plusieurs lampes (L) conformes à la revendication 1, lesdites lampes étant disposées à intervalles réguliers ou non le long d'un même câble d'alimentation électrique (3) et montées directement sur celui-ci. 10. Procédé de fabrication d'une lampe comprenant les étapes consistant à: - connecter les broches (10a, 10b) d'une diode électroluminescente (1) aux extrémités (3a, 3b) d'un câble d'alimentation électrique (3), - placer un séparateur isolant électrique (6) au niveau des connexions entre lesdites broches et les extrémités dudit câble, - loger ladite diode et lesdites connexions dans un manchon (4), lequel manchon présente une première extrémité (41) ouverte ou fermée au niveau de laquelle est agencée ladite diode et une seconde extrémité (42) par laquelle débouche ledit câble,-14- - injecter dans ledit manchon une matière électriquement isolante (5) assurant le maintien de ladite diode sur ledit câble, se caractérisant par le fait que ledit procédé comprend en outre une étape consistant à obturer la seconde extrémité (42) du manchon (4) au moyen d'un bouchon solidaire du séparateur isolant électrique. 11. Procédé selon la revendication 10, consistant à insérer le bouchon (7) au niveau de la seconde extrémité (42) après que le manchon (4) ait été rempli de la matière électriquement isolante (5), de façon à repousser ladite matière vers la première extrémité (41) dudit manchon. 12. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, dans lequel les différentes étapes sont automatisées.