FR3134165A3 - Dispositif lumineux pour un véhicule automobile - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif lumineux (1) pour un véhicule automobile comprenant un support (2), au moins une source lumineuse (3) et un écran de protection (4) présentant une forme en trois dimensions. Selon l’invention, l’écran de protection (4) est monobloc d’épaisseur maximum 3mm et l’écran de protection (4) est obtenu par un procédé de thermoformage d’un film plat thermoplastique. L’invention concerne également un projecteur avant pour un véhicule automobile comprenant un dispositif lumineux (1) et un feu arrière pour un véhicule automobile comprenant un dispositif lumineux (1). L’invention porte en outre sur un procédé de fabrication d’un écran de protection (4) d’un dispositif lumineux (1).Figure pour l’abrégé : Fig.1
Description
La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs lumineux pour véhicule automobile et plus particulièrement les procédés de fabrication de dispositifs lumineux pour véhicule, notamment de projecteurs avant et de feux arrière.
Les éclairages extérieurs pour véhicule automobile se situent principalement à l’avant et à l’arrière du véhicule. Ces pièces sont généralement composées d’un support, d’une source lumineuse et d’un écran de protection extérieur.
On connait de l’état de la fabrication de telles pièces par un procédé d’injection plastique. Les dispositifs lumineux connus sont ainsi obtenus par l’injection de matière plastique dans un moule prévu à cet effet.
Cependant un tel procédé présente l’inconvénient de limiter le choix d’épaisseur de l’écran de protection et notamment limitent la possibilité de variation d’épaisseur sur une même pièce du à la viscosité élevée des plastiques fondus et au processus de moulage par injection lui-même.
Or, la conception de nouveaux véhicules automobiles implique la multiplication de nouvelles fonctionnalités qui ont une meilleure efficacité avec une paroi de devanture plus fine.
De plus, les procédés d’injection moulage nécessitent une grande quantité d’énergie CO2.
Dans un contexte de volonté de réduction d’émission de CO2, la présente invention concerne un dispositif lumineux comprenant un écran de protection obtenu à partir d’un procédé innovant.
L’invention a pour objet un dispositif lumineux pour un véhicule automobile comprenant un support, au moins une source lumineuse et un écran de protection présentant une forme en trois dimensions. Selon l’invention, l’écran de protection est monobloc d’épaisseur maximum 3mm et l’écran de protection est obtenu par un procédé de thermoformage d’un film plat thermoplastique.
Avantageusement le dispositif selon l’invention permet de fournir une pièce extérieure comprenant une topologie complexe, des zones ouvertes, une géométrie détaillée sur deux ou plusieurs axes.
Selon une caractéristique de l’invention, l’écran de protection est dépourvu de point d’injection. Avantageusement, le procédé de réalisation par thermoformage permet d’obtenir un écran de protection parfaitement lisse, au contraire d’un procédé par injection.
Selon une forme de réalisation de l‘invention, l’écran de protection est obtenu par un procédé en deux étapes de formage à chaud du film plat thermoplastique : selon une première étape, le film est chauffé sans contact dans une zone de chauffage entre deux écrans chauffants pour être porté à une température de formage à chaud, et, dans le cadre d'une seconde étape, un formage sous haute pression isostatique est appliqué à la préforme issue de la première étape modelée de manière unidirectionnelle, de manière à produire ledit écran de protection. La mise en œuvre d’un tel procédé en deux étapes permet d’obtenir un écran de protection de grande qualité pour le dispositif lumineux.
Selon une caractéristique de l’invention, le film comprend au moins une feuille d’une épaisseur comprise entre 0,5 et 1mm composée d’un ou plusieurs polymères amorphes.
Selon une variante de réalisation de l’invention, la feuille est composée de mono ou multi-matières de polycarbonate (PC) et/ou polypropylène (PP) et/ou polymère thermoplastique hautement transparent (PMMA), et/ou encore polymère oléfiniques cycliques (COP). L’utilisation de tels matériaux pour la mise en œuvre du film plat thermoplastique permet d’obtenir un écran de protection sensiblement transparent.
Selon une forme de réalisation de l’invention, le film comprend plusieurs feuilles. L’invention permet en effet l’utilisation de divers matériaux choisis et combinés selon le rendu final voulu de l’écran de protection.
Selon une caractéristique de l’invention, l’écran de protection comprend au moins une zone d’épaisseur inférieure au reste de l’écran de protection et le dispositif lumineux comprend un émetteur et/ou récepteur situé en vis-à-vis de ladite zone. La mise en œuvre de zones comprenant une épaisseur moindre permet d’optimiser l’utilisation d’organes émetteur et/ou récepteur tels qu’un radar ou lidar.
Selon une forme de réalisation de l’invention, l’écran de protection comprend une longueur supérieure à 1m et présente une forme sensiblement allongée. Un tel écran de protection peut ainsi être utilisé pour former une pièce extérieure sur la largeur d’un véhicule automobile.
Selon une caractéristique de l’invention, l’écran de protection comprend une couche intérieure, interstitielle ou extérieure métallique apte à former une couche de dégivrage. Le dispositif lumineux selon l’invention permet en effet l’ajout de propriétés de dégivrage.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’écran de protection comprend une couche intérieure ou extérieure électrochrome. Le dispositif lumineux selon l’invention permet en effet l’ajout d’une fonction électrochromie pour l’écran de protection.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, l’écran de protection comprend un revêtement intérieur composé d’une couche hydrophile et d’une couche hydrophobe. L’association d’une couche hydrophile et d’une couche hydrophobe permet d’obtenir un effet anti-bué pour l’écran de protection.
Selon une forme de réalisation de l’invention, l’écran de protection comprend au moins une zone intérieure ou extérieure texturée.
L’invention concerne également un projecteur avant pour un véhicule automobile comprenant un tel dispositif lumineux.
L’invention concerne en outre un feu arrière pour un véhicule automobile comprenant un tel dispositif lumineux.
L’invention porte aussi sur un procédé de fabrication d’un écran de protection d’un tel dispositif lumineux.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention sont maintenant décrits à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des dessins annexés, dessins sur lesquels les différentes figures représentent :
Un dispositif lumineux selon l’invention, tel qu’illustré à la et désigné dans son ensemble par la référence 1 comprend un support 2, au moins une source lumineuse 3 et un écran de protection 4 présentant une forme en trois dimensions.
L’écran de protection 4 présente un côté intérieur encore appelé surface interne en regard de la source lumineuse 3 et du support 2 et un côté extérieur encore appelé surface externe à l’opposé.
La source lumineuse 3 peut par exemple comprendre une ou plusieurs LED, un ruban comprenant des LED ou encore au moins une partie d’un phare de voiture. D’autres exemples de sources lumineuses sont compatibles avec l’invention.
Selon l’invention, l’écran de protection 4 est une pièce monobloc d’épaisseur maximum 3mm. L’écran de protection 4 est sensiblement transparent de manière à laisser passer le flux lumineux issu de la source lumineuse 3.
Un film plat thermoplastique apte à former un écran de protection 4 selon l’invention comprend au moins une feuille d’une épaisseur comprise entre 0,5 et 1mm composée d’un ou plusieurs polymères amorphes. La feuille est composée de mono ou multi-matières de polycarbonate (PC) et/ou polypropylène (PP) et/ou polymère thermoplastique hautement transparent (PMMA), et/ou encore polymère oléfiniques cycliques (COP). Tout matériau donnant un rendu translucide apte à laisser passer la lumière est compatible avec l’invention. Des feuilles issues de matériaux cités ci-dessus peuvent être associées pour former le film plat thermoplastique. Le film plat thermoplastique subit un procédé de thermoformage décrit ci-après pour former l’écran de protection 4.
Selon la forme de réalisation illustrée, l’écran de protection 4 est de forme sensiblement allongé d’épaisseur maximum de 3mm et comprend également une forme courbée. Un avantage du procédé de fabrication selon l’invention est en effet d’obtenir une forme allongé sensiblement courbée qui est adéquate pour épouser les former avant et arrière d’un véhicule automobile.
L’écran de protection 4 de la comprend également deux zones 10 d’épaisseur inférieure à l’épaisseur du reste de l’écran de protection 4. Ces zones 10 sont délimitées par des pointillées sur la .
Le dispositif lumineux 1 comprend deux organes 11 situés en vis-à-vis de chacune desdites zones 10.
Un organe 11 compatible avec l’invention est un émetteur et/ou récepteur tel qu’un radar ou encore un lidar.
Visible à la , l’écran de protection 4 comprend une couche extérieure métallique 12 située sur le côté extérieur de l’écran de protection 4 apte à former une couche de dégivrage 12. Le dispositif lumineux 1 comprend également des moyens de commande (non représenté) de ladite couche de dégivrage 12. Les moyens de commande permettent notamment d’envoyer un signal électrique pour activer la couche métallique 12 et induire ainsi une augmentation de la température à proximité de l’écran de protection 4 assurant ainsi une fonction de dégivrage. Selon d’autres formes de réalisation de l’invention, la couche métallique 12 est une couche intérieure ou encore interstitielle de l’écran de protection 4. La couche de dégivrage 12 peut en effet être comprise entre deux feuilles telle que décrites ci-avant composant le film plat thermoplastique destiné à former l’écran de protection 4.
Selon une forme de réalisation, une telle couche métallique 12 comprend des particules d’argent.
Selon une autre forme de réalisation, la couche métallique 12 est un revêtement à base de matière inorganique et composé d'un liant et d'oxydes métalliques transparents conducteurs.
Les oxydes métalliques transparents conducteurs sont des oxydes suivants, pris seuls ou en combinaison parmi : oxyde de zinc dopé à l'aluminium AZO ; oxyde d'indium étain ITO ; oxyde de zirconium Zr02 ; oxyde de tantale Ta205 ; oxyde d'étain dopé à l'antimoine ATO.
Le liant est un liant neutre à base d'acrylique ou à base de polyester ou à base de polymères. Le liant est un liant conducteur à base de polymères électriquement conducteurs.
La matière organique est composée de polymères électriquement conducteurs transparents. De tels polymères électriquement conducteurs transparents sont par exemple : du polysulfure de phénylène (PPS) ; ou du Pedot-Pss.
Selon une variante de réalisation non représentée, l’écran de protection 4 comprend en outre une couche intérieure ou extérieure électrochrome. Des moyens de commandes extérieurs sont aptes à envoyer un signal électrique vers ladite couche électrochrome et ainsi permettent de contrôler le taux d’opacité de l’écran de protection 4.
Selon une autre variante de réalisation, l’écran de protection 4 comprend également un revêtement intérieur, donc du côté intérieur de l’écran de protection 4, composé d’une couche hydrophile et d’une couche hydrophobe.
Selon un exemple de réalisation, le matériau hydrophile pour former la couche hydrophile comprend de la carboxyméthylcellulose (CMC), ou un copolymère d'acide poly-acrylique et de polyéthylène glycol (PAA-g-PEG) et le matériau hydrophobe destiné à former la couche hydrophobe comprend du chitosane (CHI).
Selon un autre exemple de réalisation, le matériau hydrophile utilisé comprend de l'acide polyacrylique (PAA) et le deuxième matériau hydrophile comprend de l'alcool polyvinylique (PVA) et les molécules hydrophobes comprennent du polyéthylène glycol (PEG). De préférence, les molécules hydrophobes comprennent du polyéthylène glycol 30 méthyl éther.
Avantageusement, le revêtement est constitué d'une alternance de couches hydrophiles et hydrophobes, le revêtement comprenant six à vingt-quatre couches au total.
Avantageusement, deux couches hydrophile et hydrophobe successives ont chacune une épaisseur supérieure ou égale à 10 nm.
Avantageusement, le revêtement intérieur composé d’une couche hydrophile et d’une couche hydrophobe a une épaisseur totale comprise entre 20 et 480 nm, de préférence entre 80 et 120 nm.
Pour fabriquer un dispositif lumineux 1 selon l’invention, un support 2 dimensionné au préalable et au moins une source lumineuse 3 sont mis en œuvre.
Et, selon l’invention, un écran de protection 4 est obtenu par un procédé de thermoformage d’un film plat thermoplastique.
Selon une forme de réalisation préférée, le formage à chaud du film plat thermoplastique s'effectue dans le cadre d'un procédé en deux étapes.
Dans une première étape, le film plat thermoplastique est déposé sur une palette plane sous forme de châssis et est chauffé sans contact dans une zone de chauffage entre deux écrans chauffants pour être porté à une température de formage à chaud. Le film plat thermoplastique repose par sa zone marginale sur ladite palette de sorte à ne pas être fixé dans un premier sens, mais à pouvoir glisser sur la palette dans cette direction. Deux contours rigides, non plans, identiques ou majoritairement identiques, agissent de manière mono-axiale perpendiculairement au plan du film sur deux parties marginales du film, qui sont opposées, parallèles et espacées l'une de l'autre, et uniquement dans cette première direction du film et induisent une déformation de l'ensemble du film chaud de manière à unidirectionnelle. Sur un film disposé dans un plan XY, un tel "formage unidirectionnel" réussi, par exemple parallèlement à l'axe X, laisse les droites (G1 à Gn) initiales, disposées parallèlement à l'axe Y, inchangées et dans la longueur initiale, modifie cependant les droites (F1 à Fn) initiales, parallèles à l'axe X, en des lignes (H1 à Hn) désormais courbes.
Ensuite, dans le cadre d'une seconde étape, un formage sous haute pression isostatique est appliqué à ladite préforme modelée de manière unidirectionnelle, dans des conditions HPF (High Pressure Forming), de manière à produire un écran de protection 4.
Avantageusement, une telle méthode de fabrication permet d’obtenir un écran de protection 4 de forme allongée de grande dimension, notamment supérieure à un mètre de longueur.
L’écran de protection 4 est alors traité de manière à obtenir des caractéristiques supplémentaires notamment en lui appliquant des revêtements tels que décrits précédemment.
Par exemple, au moins une première couche d'un matériau hydrophile est déposée sur la surface interne de l’écran de protection 4 par trempage ou par enduction centrifuge, puis au moins une seconde couche d'un matériau hydrophobe est déposée sur la première couche par trempage ou par enduction centrifuge.
L’écran de protection 4 ainsi obtenu peut ensuite être fixé sur un support 2 sur lequel est également montée au moins une source lumineuse 3. Selon la forme de réalisation illustrée, deux organes 11 sont également montés sur ledit support 2.
Le dispositif lumineux 1 ainsi monté est ensuite utilisé pour former un projecteur avant pour un véhicule automobile ou encore un feu arrière pour un véhicule automobile.
En tout état de cause, l'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens.
Claims (15)
- Dispositif lumineux (1) pour un véhicule automobile comprenant un support (2), au moins une source lumineuse (3) et un écran de protection (4) présentant une forme en trois dimensions, caractérisé en ce que l’écran de protection (4) est monobloc d’épaisseur maximum 3mm et l’écran de protection (4) est obtenu par un procédé de thermoformage d’un film plat thermoplastique.
- Dispositif lumineux (1) selon la revendication précédente dans lequel l’écran de protection (4) est dépourvu de point d’injection.
- Dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’écran de protection (4) est obtenu par un procédé en deux étapes de formage à chaud du film plat thermoplastique : selon une première étape, le film est chauffé sans contact dans une zone de chauffage entre deux écrans chauffants pour être porté à une température de formage à chaud, et, dans le cadre d'une seconde étape, un formage sous haute pression isostatique est appliqué à la préforme issue de la première étape modelée de manière unidirectionnelle, de manière à produire ledit écran de protection (4).
- Dispositif lumineux (1) selon la revendication précédente dans lequel le film comprend au moins une feuille d’une épaisseur comprise entre 0,5 et 1mm composée d’un ou plusieurs polymères amorphes.
- Dispositif lumineux (1) selon la revendication précédente dans lequel la feuille est composée de mono ou multi-matières de polycarbonate (PC) et/ou polypropylène (PP) et/ou polymère thermoplastique hautement transparent (PMMA), et/ou encore polymère oléfiniques cycliques (COP).
- Dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le film comprend plusieurs feuilles.
- Dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’écran de protection (4) comprend au moins une zone (10) d’épaisseur inférieure au reste de l’écran de protection (4) et le dispositif lumineux (1) comprend un organe (11) émetteur et/ou récepteur situé en vis-à-vis de ladite zone (10).
- Dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’écran de protection (4) comprend une longueur supérieure à 1m et présente une forme sensiblement allongée.
- Dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’écran de protection (4) comprend une couche intérieure, interstitielle ou extérieure métallique (12) apte à former une couche de dégivrage.
- Dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’écran de protection (4) comprend au moins une zone intérieure ou extérieure texturée.
- Dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’écran de protection (4) comprend une couche intérieure ou extérieure électrochrome.
- Dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’écran de protection (4) comprend un revêtement intérieur composé d’une couche hydrophile et d’une couche hydrophobe.
- Projecteur avant pour un véhicule automobile comprenant un dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications précédentes.
- Feu arrière pour un véhicule automobile comprenant un dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications 1 à 12.
- Procédé de fabrication d’un écran de protection d’un dispositif lumineux (1) selon l’une des revendications 1 à 12.
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