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PHARES POUR VEHICULES.
L'invention concerne un'''phare constitué par'deux'réflecteurs affectant la forme de surfaces de révolution,, en particulier des para- boloides, coupées suivant des plans méridiens et accolées suivant ces plans, le tout de 'façon que l'écartement des foyers des deux réflecteurs soit très petit. Comme il sera expliqué dans la suite du mémoire, ce petit écartement est nécessaire par suite de la construction de la lampe à utiliser dans le phare''pour la formation du faisceau "principal". Ledit écartement doit en tout cas être plus petit que le sixième de la plus petite des distances focales des deux réflecteurs.
Ce phare., conçu pour l'équipement de véhi- cules.. permet d'obtenir un "faisceau de route " et un " faisceau de croise- ment". Il y a lieu de noter que le mot "phare" est utilisé ici tant pour désigner la combinaison des deux réflecteurs que pour un appareil comportant cette combinaison et en outre une enveloppeune glace de fermeture, une lampe à incandescence et/ou des organes de ce genre nécessaires pour l'emploi sur un véhicule.
Il est connu d'utiliser de tels phares en combinaison avec une lampe à incandescence munie de deux filaments alternativement en service.
L'invention vise entre autres 19amélioration de la visibilité d'obstacles sur la route devant le véhicule à une grande distance.
L'invention est basée sur 19idée qu'il est désirable de concen- trer dans le faisceau de croisement une grande partie du flux lumineux to- tal à proximité de la coupure du faisceau. Ceci implique que, le phare étant placé judicieusement sur un véhicule, ce flux lumineux est dirigé aussi loin que possible devant le véhicule mais sans atteindre une hau- teur telle qu'il y ait lieu de craindre l'éblouissement des usagers de la route venant en sens inverse.
Dans les phares connus, le réflecteur formant le faisceau de croisement a la même ou pratiquement la même distance focale que le réflec-
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teur formant le faisceau de route.
De plus,. l'angle d'ouverture des deux réflecteurs est pratiquement le même.
Par"angle d'ouverture" on entend ici l'angle.formé par la droite qui relie le foyer au sommet du paraboloide avec la droite qui relie ce foyer au bord avant du réflecteur. Cet angle constitue donc une mesure pour le flux lumi- neux concentré par le réflecteur. En générale on utilisait jusque ici un seul et mêmeréflecteur pour la formation des deux faisceaus. Ces réflecteurs ont une assez courte distance focale afin que, pour un diamètre déterminée ils puissent être assez profonds et concentrer une grande partie du flux lumi- neux fourni par la lampe à incandescence ou en dautres termes., ils ont un grand angle d'ouverture.
L'invention est en outre basée sur l'idée qu'un tel réflecteur convient à la formation du faisceau de route mais que., par suite du fort grossissement que provoquent certaines parties du réflecteur dans la forma- tion de l'image du filament sur la route., il convient moins bien à la for- mation d'un faisceau de code. En effet,, par suite dudit grossissement, le faisceau acquiert une plus grande sections ce qui provoque un fort éclai- rage de l'avant-plan.
Conformément à l'invention.9 la distance focale d'un réflecteur est plus grande que celle de l'autre et l'angle d'ouverture de ce premier réflecteur est plus grand que celui du second. Dans ce phares la lampe doit évidemment être placée de façon que le premier réflecteur serve à la forma- tion du faisceau de croisement.
L'effet que permet d'obtenir cette forme de construction dépend évidemment du rapport des distances focales et des angles d'ouverture.
Un effet nettement perceptible s'obtient déjà lorsque la premiè- re distance focale dépasse de 25% la seconde et lorsque l'angle d'ouverture du premier réflecteur est inférieur de 20% à celui du second. D'excellents résultats s'obtiennent lorsque la première distance focale mentionnée dé- passe de 50% la seconde; dans ce cas, 19angle d'ouverture du premier déflec- teur peut être inférieur de 25% à celui du second.
Comme il sera expliqué par la suite,,, le choix spécifié des angles d'ouverture permet de donner au phare une forme utilisable.
Il n'est pas recommandable d'augmenter excessivement la distance focale de l'un des réflecteurs et de diminuer en conséquence l'angle d'ou- verture correspondant, car dans ce cas,, le flux lumineux dans le faisceau de croisement devient trop petit et de plus,, la forme du réflecteur est alors difficilement réalisable. Comme.,, dans ces phares les distances foca- les sont différentes et que les foyers se trouvent très près l'un de l'autre, le sommet du réflecteur à plus grande distance focale se trouve toujours der- rière le sommet du réflecteur à plus petite distance focale.
La description qui va suivre en regard du dessin annexe donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La Fig. 1, représente schématiquement un phare et l'écran utili- sé pour les mesures.
La Figo 2 est une élévation de cet écran.
Les Figsa 3 à 6 sont des diagrammes de la distribution du flux lumineux dans des faisceaux formés par des réflecteurs différents.
La Figo 7 est une coupe schématique d'un phare conforme à 1' invention.
La Figo 8 est une vue de face de ce phare.
La Figa 9 est une coupe schématique d'un autre phare conforme à l'invention.
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La Fig. 10 est une coupe d'une forme de réalisation pratique d' un tel phare.
Afin d'expliquer les conditions auxquelles doit satisfaire ùn phare, la Fig. 1 représente un phare constitué par un réflecteur paraboli- que R à axe X-X,
A proximité du foyer se trouve le filament de croisement 4 qui est occulté vers le bas 'par une cuvette K.
Le filament principal n'est pas représenté. L'angle d'ouverture est indi- qué par Ó. A 10 m environ devant le phare,, se trouve à peu près perpendi- culairement à l'axe X - X, un écran Sa La partie de cet écran disposée sous l'intersection M avec cet axe, est subdivisée en bandes horizontales A, B, C, etc. qui ont une hauteur de 8 cm (voir Fig. 2). On mesure alors la par- tie du flux lumineux total qui se trouve dans les angles solides dont la représentation sur l'écran est donnée par ces bandes horizontales.
On a d'abord considéré un réflecteur normal affectant la forme ' d'un paraboloïde de révolution, à distance focale de 30 mm. Afin d'obtenir une faible divergence, vers le bas,, des rayons lumineux dans le faisceau de croisement le filament L est disposé de la façon usuelle quelque peu devant et au-dessus du foyer de réflecteur. Le résultat est représenté sur la Fig. 3. Celle-ci donne.. en abscisses, le flux lumineux qui parvient sur une bande déterminée de l'écran en pourcents du flux lumineux total concentré.
On voit que les bandes C et D reçoivent la plus grande partie du flux lu- mineux, mais que beaucoup de lumière encore parvient sur les bandes E, F, G et H, ce qui implique que l'avant-plan devant la voiture est fortement éclairé.
Ceci est dù au fort grossissement que provoque cette distance focale.
Lorsqu'on utilise un réflecteur à distance focale de 45 mm et de même diamètrele flux lumineux est réparti suivant le diagramme de la Fig.
4. On voit que, dans ce cas, une plus grande partie du flux lumineux est rayonnée à proximité de l'horizontale passant par M et de plus, qu'aucune lumière ne parvient dans les bandes F, G et H. Ceci implique que le fortéclairage -gênante de l'avant-plan situé devant le véhicule est supprimé. Cet éclai- rage est en effet gênant, parce qu'il provoque un certain éblouissement qui réduit la visibilité d'objets disposés à une grande distance devant le véhicule.
Toutefois, pour permettre une comparaison judicieuse, le gra- phique de la Fige 4 doit être corrigé. En effet, pour un même diamètre, un réflecteur à distance focale de 45 mm est moins profond qu'un réflecteur à distance focale de 30 mm; de ce fait, la quantité de lumière concentrée dans le premier cas n'est que de 66% de celle concentrée dans le second cas. Donc, si, dans le premier cas, on mesure le flux lumineux en pourcents du flux lumineux du faisceau de réflecteur à f = 30 mm, on obtient le gra- phique représenté sur la Fig. 5.
Les graphiques supérieurs ont été obtenus expérimentalement à l'aide de réflecteurs normaux ne répondant pas à des conditions particu- lièrement sévères. Le calcul montre qu'un réflecteur parabolique judicieu- sement construit permet encore d'améliorer la courbe représentée sur la Fig. 5 de façon à obtenir les résultats représentés sur la Fig. 6.Lorsqu'on applique ce'principe à la construction d'un phare qui doit former tant un faisceau de..'croisement qu'un faisceau de route on obtient les constructions illustrées par les figures suivantes. Surla Fig. 7, le réflecteur qui doit former le faisceai de croisement-est indiqué par 1; son foyer est indiqué @ par F1 En ce foyer, on doit aussi se représenter le filament ae code.
Ce filament est occulté, vers le haut, par une cuvette 3. Ce réflecteur est coupé par un plan horizontal passant par F1. Au-dessus de ce plan se trouve un réflecteur parabolique 2. à distance focale F2, point auquel se trouve le filament de route. La distance focale du réflecteur Fl est 1,5 fois plus grande que celle du réflecteur F2. Les deux foyers doivent se trouver l'un près de l'autre, car, dune part, l'écartement de fila- ments dans une lampe à incandescence susciterait des difficultés. d'autre
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part et surtout parce que le réflecteur qui forme le faisceau de code doit aussi former un faisceau assez concentré avec la lumière que rayonne le fi- lament de route.
Ceci serait impossible si le filament de route se trouvait loin de ce foyer F1 Les rayons 4 du filament de route placé en F2 qui parviennent sur le réflecteur 2 sont concentrés parallèlement à l'axe II-II de ce réfléc- teuro L'axe II-II doit être disposé horizontalement. Les rayons 5 du filament de croisement,, qui parviennent sur le réflecteur 1, sont dirigés parallèle- ment à l'axe I-I de ce réflecteur,,, donc légèrement vers le bas. Les axes se coupent au point S.
Ce moyen de diriger vers le bas les rayons lumineux d'un fais- ceau de croisement est connu en soi. On Inutilisé ici parce que le phare comportant deux réflecteurs différents., le fait que les axes de ces réflec- teurs forment un petit angle n'entraîne pratiquement pas de frais addition- nels. Ce moyen de disposer le filament de croisement juste au foyer du ré- flecteur correspondant, ce qui augmente l'intensité lumineuse du faisceau à proximité de la cuvette
La déviation vers le bas des rayons lumineux peut s'obtenir aussi en disposant le filament de croisement légèrement hors du foyer; dans ce cas aussi, l'augmentation de la distance focale assure une réduc- tion de l'éclairage de 1-9avant-plan.
Les rayons 6 provenant du filament de route disposé en F2, qui parviennent sur le réflecteur 1. sont concentrés d'une façon connue. pour une grande partie, dans la direction horizontale parallèle à l'axe II-II.
En effet, les rayons qui parviennent sur la partie inférieure du réflecteur 1 sont dirigés parallèlement à l'axe II-II. parce que le'fila- ment en F2 se trouve devant le foyer F1.Les rayons qui parviennent sur-les côtés latéraux du réflecteur 1 sont dirigés parallèlement à cet axe parce qu'on fait en sorte que F2 se trouve légèrement au-dessus de F1.
Les deux demi-réflecteurs 1 et 2 ayant des distances focales différentes, à une distance déterminée devant les foyers où l'on dispose normalement la glace de fermeture. les diamètres de ces demi-réflecteurs se- ront différents (voir par exemple les diamètres R1 et R2).
Ceci provoquant des difficultés dans la réalisation pratique du phare, on a prévu, dans une forme de construction avantageuse, une bande pliée 7 qui se raccorde au réflecteur dont la distance focale est la plus grande et qui., au point de raccordements forme avec l'axe un plus petit angle que ce réflecteuro Pour le réflecteur.. cet angle est et pour la bande incurvée.ss.
Il est bon de pourvoir cette bande 7 de facettes à réflexion spéculaire 8 de la manière indiquée sur la Figo 8.
Ces facettes réfléchissent essentiellement dans la direction latérale la lumière incidente tant du filament de route que du filament de croisement.
Les facettes peuvent être formées d'une façon telle que peu de lumière seu- lement parvienne sur Pavant-plane Si le bord-avant 9 de la bande 7 n'a pas encore le même diamètre que le bord-avant 10 du réflecteur, on peut compenser cette différence par une bride montée-sur ce bord 10. La mise en place d'une glace de fermeture ne suscite alors plus de difficultés-,
Les Figs. 7 et 8 montrent des phares dont le réflecteurinféreur 1 er- me le faisceau de croisement! ce qui est contraire à la pratique dsuelle.
En principe, comme le montre la Fig. 9.ceci n'entraîne aucune différence lors de la mise en oeuvre de l'invention, Sur cette figure, le réflecteur supérieur 1 est destiné à la formation du faisceau de croisement, on y a utilisé les mêmes chiffres de référence que sur la Fige 7. Le foyer F2 se trouve maintenant, de préférence., légèrement au-dessous de F pour que les rayons 6 soient réfléchis., par le réflecteur 1, essentiellement dans
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la direction parallèle à l'axe II-II. - -
Bien qu'il existe des différences entre les formes dé réalisa- tion représentées sur les Figs.
7 et 9, les deux phares sont caractéri- sés par le fait que les axes des réflecteurs forment 'un angle compris en- tre 1/2 degré et 3 et que les axes de ces réflecteurs se coupent en-'avant des foyers. Par suite du fait que dans la disposition représentéè sur la Fig. 7, le foyer F1 du réflecteur 1 à plus grande distance focale se trou- ve derrière F2 et que, dans l'agencement représenté sur la Fig. 9, le foy- er F1 doit se trouver devant F, la distance entre les points O1 et O2 est plus petite dans le dernier cas que dans le premier. De plus, dans le dernier cas, la forme des facettes 8, nécessaires pour obtenir un bon éclairage des bords de la route, est plus simple.
Bien qu'il soit possible de constituer un tel phare par des réflecteurs métalliques minces réalisés de la façon usuelle, il sera sou- vent préférable de réaliser le phare en matière moulée, par exemple en une matière organique thermoplastique durcissante, ou en verre pressé.
Les surfaces qui doivent être à réflexion spéculaire, peuvent être recou- vertes, suivant l'un des procédés connus, d'un revêtement brillant. Ce' résultat peut être obtenu, par exemple, en appliquant, par vaporisation, une mince couche d'aluminium.
La forme du phare représenté sur la Fig. 10 se prête particu- lièrement bien à la réalisation en résine synthétique.,
Le phare proprement dit est une cuvette dont là face avant comporte deux surfaces paraboliques 1 et 2 de la manière représentée sur la fig. 9.
A l'arrière est formée une bague 12 dans laquelle est pressée" une gaine 13 en laiton. Dans cette gaine est soudé, en 16. le culot 14 d' une lampe à incandesence 15.
Dans cette lampe, un filament se trouve au-dessus de la cuvette 3 en F2 Ce filament est en circuit lorsque le phare fournit le faisceau de croi- sement. Un second filament le filament de route, se trouve en F1.
Une glace de fermeture 17 est fixée contre lebord-avant de la cuvette à l'aide d'une bague sertie 18 Une rondelle élastique 19 assurant une fermeture étanche protège l'intérieur du phare contre les influences atmosphériques.
La cuvette en résine synthétique comporte une couche d'aluminium appliquée par vaporisation, couche qui n'est pas représentée séparément.
Afin d'augmenter le pouvoir de réflexion de cette couche l'aluminium,on peut recouvrir d'avance la cuvette d'une couche de vernis brillant.
La réalisation du phare peut évidemment comporter un grand nombre de va- riantes. C'est ainsi que la lampe à incandescence peut être fixée de plu- sieurs fagons,par exemple à l'aide d'une douille. Lorsque le phare est en verre comprimé,la lampe à incandescence séparée peut même être supprimée.
Les filaments peuvent alors être montés directement dans la cuvette de verre sur laquelle la vitre de fermeture est scellée de la même manière que dans les phares dits "sealed beam".