FR2613459A1

FR2613459A1 - Lighting apparatus with automatic shutter

Info

Publication number: FR2613459A1
Application number: FR8704758A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1987-04-03
Publication date: 1988-10-07

Abstract

The invention relates to lighting apparatuses. It relates to an apparatus comprising a light source 12 combined with a shutter 24. The latter is formed by bimetallic strips which, when the bulb is off, come towards it and protect it, and, when the bulb is on, are heated and move away forming a corolla which allows the light to pass. When the bulb is off, the strips 24 cool and automatically come to cover the bulb. Application to protecting lighting apparatuses.

Description

La présente invention concerne les appareils d'éclairage et notamment une lampe munie d'un obturateur. The present invention relates to lighting devices and in particular a lamp provided with a shutter.

Lorsque la lampe ne fonctionne pas, l'obturateur est fermé.When the lamp is not working, the shutter is closed.

I1 s'ouvre automatiquement lorsque la lampe est mise en fonctionnement. I1 opens automatically when the lamp is turned on.

On connait déjà l'utilisation d'éléments bimétalliques ou bilames pour la commande de dispositifs en présence d'une source de chaleur. Par exemple, la déformation d'un bilame peut provoquer le déplacement d'un contact électrique qui vient coopérer avec un autre contact ou peut s en écarter. Un inconvénient de ces dispositifs est que l'écartement des contacts est progressif, si bien que, si l'intensité du courant est élevée, les contacts forment une décharge disruptive qui se maintient pendant un temps important et provoque une érosion des contacts. We already know the use of bimetallic or bimetal elements for the control of devices in the presence of a heat source. For example, the deformation of a bimetallic strip can cause the displacement of an electrical contact which cooperates with another contact or can deviate from it. A disadvantage of these devices is that the spacing of the contacts is progressive, so that, if the intensity of the current is high, the contacts form a disruptive discharge which is maintained for a long time and causes erosion of the contacts.

On a donc perfectionné ce type de commande de contacts par incorporation d'un dispositif de déclenchement à effet de genouillère. La déformation du bilame provoque la compression ou l'allongement d'un ressort, et lorsqu'un point de basculement est atteint, le ressort restitue l'énergie qu'il a accumulée et provoque un déplacement brusque du bilame. Un contact porté par ce dernier peut alors s 'écarter rapidement d'un autre contact fixe. This type of contact control has therefore been perfected by incorporating a toggle effect tripping device. The deformation of the bimetallic strip causes the compression or the elongation of a spring, and when a tipping point is reached, the spring restores the energy it has accumulated and causes an abrupt displacement of the bimetallic strip. A contact carried by the latter can then quickly move away from another fixed contact.

L'invention concerne l'application à des appareils d'éclairage d'une commande à bilame de type voisin, dans lequel la force utilisée pour le basculement n'est pas celle d'un ressort, mais la pesanteur. Ainsi, selon l'invention, le bilame porte un élément pesant, constitué par un écran, qui est déplacé progressivement lors de l'échauffement du bilame. Au-delà d'une certaine déformation, le moment appliqué par la force de pesanteur dépasse le moment résultant de flexion du bilame qui fléchit donc brusquement. Lors du refroidissement, le moment de rappel du bilame devient suffisamment important pour qu'il dépasse celui de la force de pesanteur, et le bilame revient à sa première position, en ramenant l'écran. Dans un mode de réalisation peu intéressant, le couple de rappel n'est pas suffisant et la fermeture de l'obturateur doit être assurée par un autre moyen. The invention relates to the application to lighting fixtures of a neighboring bimetal control, in which the force used for tilting is not that of a spring, but gravity. Thus, according to the invention, the bimetallic strip carries a heavy element, constituted by a screen, which is moved progressively during the heating of the bimetallic strip. Beyond a certain deformation, the moment applied by the force of gravity exceeds the moment resulting from bending of the bimetallic strip which therefore bends suddenly. During cooling, the bimetal recall moment becomes large enough to exceed that of the force of gravity, and the bimetal returns to its first position, bringing the screen back. In an unattractive embodiment, the return torque is not sufficient and the closure of the shutter must be ensured by another means.

Plus précisément, l'invention concerne un appareil d'éclairage, du type qui comprend un support, une source lumineuse, dégageant de la lumière et de la chaleur lorsqu'elle est en fonctionnement, et un obturateur ayant au moins deux positions différentes dans une première desquelles il est destiné à occulter au moins partiellement la lumière de la source ; selon l'invention, l'obturateur comporte au moins un écran et un élément bimétallique flexible fixé au support, l'écran étant fixé à l'élément bimétallique au-dessus de l'emplacement de fixation de ce dernier au support, l'élément bimétallique étant disposé à proximité de la source afin qu'il soit chauffé par la chaleur de celle-ci lorsqu'elle est en fonctionnement, le côté le plus dilatable de l'élément bimétallique étant tourné vers la source, si bien que, lorsque la source lumineuse n'est pas en fonctionnement, l'obturateur occupe une première position relativement proche de la source, et, lorsque la source est en fonctionnement à l'état de régime permanent, l'écran occupe une seconde position relativement éloignée de la source, le moment du poids de l'obturateur par rapport à l'emplacement de fixation de l'obturateur sur le support dépassant le moment résultant de flexion de l'élément bimétallique lorsque l'obturateur se rapproche de sa seconde position, si bien que l'élément bimétallique fléchit sous le poids de l'écran. More specifically, the invention relates to a lighting apparatus, of the type which comprises a support, a light source, giving off light and heat when it is in operation, and a shutter having at least two different positions in a first of which it is intended to at least partially obscure the light of the source; according to the invention, the shutter comprises at least one screen and a flexible bimetallic element fixed to the support, the screen being fixed to the bimetallic element above the location for fixing the latter to the support, the element bimetallic being arranged close to the source so that it is heated by the heat thereof when it is in operation, the most expandable side of the bimetallic element being turned towards the source, so that when the light source is not in operation, the shutter occupies a first position relatively close to the source, and, when the source is in operation at steady state, the screen occupies a second position relatively distant from the source , the moment of the weight of the shutter relative to the location of fixing the shutter on the support exceeding the moment resulting from bending of the bimetallic element when the shutter approaches its second position, so that l bimetal element allique flexes under the weight of the screen.

Dans un mode de réalisation avantageux, le centre de gravité de l'obturateur se déplace d'un coté à l'autre de la verticale passant par l'emplacement de fixation lorsque l'obturateur passe de sa première position à la seconde. In an advantageous embodiment, the center of gravity of the shutter moves from one side to the other of the vertical passing through the fixing location when the shutter moves from its first position to the second.

Dans une variante, la distance comprise entre la source lumineuse et l'élément bimétallique, lorsque l'obtu- rateur occupe sa seconde position, est suffisamment grande pour que l'élément bimétallique se refroidisse et ramène l'obturateur vers la source, celle-ci réchauffant alors à nouveau l'élément bimétallique, si bien que l'obturateur oscille. In a variant, the distance between the light source and the bimetallic element, when the shutter occupies its second position, is large enough for the bimetallic element to cool and bring the shutter towards the source, the latter ci then reheating the bimetallic element again, so that the shutter oscillates.

Il est préférable que l'écran soit constitué par un prolongement de l'élément bimétallique. Dans ce cas, il est avantageux que l'obturateur soit constitué entièrement par un tronçon de bande bimétallique de largeur sensiblement uniforme. It is preferable that the screen is constituted by an extension of the bimetallic element. In this case, it is advantageous for the shutter to consist entirely of a section of bimetallic strip of substantially uniform width.

Dans un mode de réalisation, la source est une ampoule électrique. Il est alors avantageux que la source soit alimentée par un circuit électrique comportant un dispositif de temporisation. In one embodiment, the source is a light bulb. It is then advantageous for the source to be supplied by an electric circuit comprising a time delay device.

Il est avantageux que la source soit sensiblement symétrique autour d'un axe vertical et que l'obturateur comporte plusieurs obturateurs élémentaires indépendants disposés en cercle autour de l'axe de symétrie de la source. It is advantageous that the source is substantially symmetrical about a vertical axis and that the shutter comprises several independent elementary shutters arranged in a circle around the axis of symmetry of the source.

Dans un autre mode de réalisation, la source a une forme allongée et l'obturateur comporte plusieurs obturateurs élémentaires alignés de part et d'autre de la source. In another embodiment, the source has an elongated shape and the shutter comprises several elementary shutters aligned on either side of the source.

Il est aussi avantageux que la source comporte au moins un réflecteur destiné à concentrer le rayonnement sur une partie de l'élément bimétallique. It is also advantageous for the source to comprise at least one reflector intended to concentrate the radiation on a part of the bimetallic element.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel
- la figure 1 est une coupe d'un appareil d'éclairage selon l'invention ; et
- la figure 2 est un schéma d'un circuit d'alimentation à commande temporisée.Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given with reference to the appended drawing in which
- Figure 1 is a section through a lighting device according to the invention; and
- Figure 2 is a diagram of a timing control supply circuit.

La figure 1 représente les éléments essentiels d'un appareil d'éclairage selon l'invention, constituant une simple lampe électrique. L'appareil comporte un socle 10 supportant une ampoule électrique 12 dont le culot est vissé dans une douille portée par le socle 10. Dans l'exemple représenté, l'ampoule 12 est du type dont la calotte est argentée intérieurement et forme un réflecteur renvoyant le rayonnemént vers le bas et le côté. Figure 1 shows the essential elements of a lighting device according to the invention, constituting a simple electric lamp. The apparatus comprises a base 10 supporting an electric bulb 12, the base of which is screwed into a socket carried by the base 10. In the example shown, the bulb 12 is of the type whose cap is internally silvered and forms a reflecting reflector. the shelf down and to the side.

Le socle 10 est destiné à former, avec une bague 20, un support d'obturateur. L'obturateur est formé par plusieurs bandes bimétalliques ou bilames 24 de largeur constante ou diminuant légèrement du bas vers le haut de la figure 1. Chaque bande 24 est fixé à sa base par coincement entre la surface externe 18 du socle 10 et la surface interne 22 de la bague 20. Ces deux surfaces 18 et 22 ont une faible conicité de préférence, de l'ordre de 40. The base 10 is intended to form, with a ring 20, a shutter support. The shutter is formed by several bimetallic strips or bimetallic strips 24 of constant width or slightly decreasing from the bottom to the top of FIG. 1. Each strip 24 is fixed to its base by wedging between the external surface 18 of the base 10 and the internal surface 22 of the ring 20. These two surfaces 18 and 22 preferably have a small taper, of the order of 40.

Lorsque l'appareil ne fonctionne pas, l'obturateur a la position représentée en traits pleins, le socle étant posé sur une surface horizontale. Lorsque l'ampoule 12 est alimentée en courant électrique, elle commence à chauffer les bandes ou bilames 24 dans leur partie la plus proche de l'ampoule. Comme la face la plus dilatable des bandes est tournée vers l'ampoule, la partie supérieure de chaque bande commence à s'écarter de l'axe vertical central et dépasse l'alignement vertical de l'emplacement de fixation, entre le socle et la bague. A partir de ce moment, le poids commence à exercer un moment qui tend à écarter la bande de l'ampoule. Lorsque le moment du poids dépasse le moment résultant de flexion de la lame, celle-ci fléchit brusquement et vient prendre une position telle que représentée par la référence 25. When the device does not work, the shutter has the position shown in solid lines, the base being placed on a horizontal surface. When the bulb 12 is supplied with electric current, it begins to heat the strips or bimetallic strips 24 in their part closest to the bulb. As the most expandable side of the strips faces towards the bulb, the upper part of each strip begins to move away from the central vertical axis and exceeds the vertical alignment of the fixing location, between the base and the Ring. From this moment, the weight begins to exert a moment which tends to spread the strip of the bulb. When the moment of the weight exceeds the moment resulting from bending of the blade, the latter bends suddenly and comes to assume a position as represented by the reference 25.

A ce moment, la bande a été écartée de l'ampoule et a donc tendance à se refroidir. Elle tend donc vers une position d'équilibre. At this time, the strip has been moved away from the bulb and therefore tends to cool. It therefore tends towards a position of equilibrium.

Lorsque la lampe est alors éteinte, la bande 24 commence à se refroidir et le moment résultant de flexion tend à ramener la bande vers sa position indiquée en traits pleins. Si le moment du poids est suffisamment faible, le moment résultant de flexion suffit au rappel de chaque bande 24 vers sa position de fermeture. Dans le cas contraire, un dispositif particulier doit assurer la fermeture. When the lamp is then switched off, the strip 24 begins to cool and the resulting bending moment tends to bring the strip back to its position indicated by solid lines. If the moment of the weight is sufficiently low, the moment of bending is sufficient for the recall of each strip 24 towards its closed position. Otherwise, a special device must ensure closure.

On a indiqué que les bandes 24 prenaient une position d'équilibre lorsque l'ampoule fonctionnait de façon continue. Cependant, les bandes peuvent aussi présen ter un déplacement oscillant entre deux positions d' ouvre ture, lorsque le moment résultant de flexion de chaque bande varie plus vite que le moment du poids lorsque le degré d'ouverture des bandes varie. La constante de temps d'oscillation est alors déterminée par les vitesses d'échauffement et de refroidissement des bandes 24. It has been indicated that the strips 24 assume an equilibrium position when the bulb is operating continuously. However, the bands can also have an oscillating movement between two opening positions, when the resulting moment of flexion of each band varies faster than the moment of weight when the degree of opening of the bands varies. The oscillation time constant is then determined by the heating and cooling rates of the strips 24.

Les bandes bimétalliques 24 sont de préférence des types AS et SP108 fabriqués par IMPHY S.A. Dans le type AS, le matériau le plus dilatable est un alliage ferreux à 21 % de nickel et 6 % de manganese, et le matériau le moins dilatable est 1"'Invar". Dans le type SP108, le matériau le plus dilatable contient 72 % de manganèse, 10 % de nickel et 18 % de cuivre. Les bandes ont une épaisseur de 0,2 mm par exemple et une longueur de l'ordre de 45 à 50 cm. The bimetallic strips 24 are preferably of the AS and SP108 types manufactured by IMPHY SA In the AS type, the most expandable material is a ferrous alloy with 21% nickel and 6% manganese, and the least expandable material is 1 " 'Invar ". In type SP108, the most expandable material contains 72% manganese, 10% nickel and 18% copper. The strips have a thickness of 0.2 mm for example and a length of the order of 45 to 50 cm.

L'ampoule utilisée avec de telles bandes peut avoir une puissance de 60 W.The bulb used with such strips can have a power of 60 W.

La figure 2 représente un circuit de temporisation de type connu, comprenant, entre des bornes 26 d'alimentation et des bornes 28 d'utilisation, un commutateur 30 à trois positions, commandant l'ouverture du circuit, la transmission directe d'énergie, ou la transmission d'énergie par l'intermédiaire d'un temporisateur 32 comprenant une résistance 34 de chauffage et un interrupteur 36 à bilame. Lorsque la résistance a suffisamment chauffé, le bilame ouvre le circuit et la résistance et le bilame se refroidissent jusqu'à fermeture du contact par le bilame. FIG. 2 represents a timing circuit of known type, comprising, between supply terminals 26 and use terminals 28, a three-position switch 30, controlling the opening of the circuit, the direct transmission of energy, or the transmission of energy via a timer 32 comprising a heating resistor 34 and a bimetallic switch 36. When the resistor has sufficiently heated, the bimetallic strip opens the circuit and the resistor and the bimetallic strip cool until the contact closes with the bimetallic strip.

Ce circuit permet la commande oscillante forcée de l'obturateur de l'appareil.This circuit allows forced oscillating control of the camera shutter.

Dans le mode de réalisation décrit en référence à la figure 1, les bandes 24 forment à la fois un élément bimétallique de commande d'obturation et un écran. Ce dernier peut être forn-é de n'importe quel matériau. Dans ce cas, les bandes 24 sont remplacées par des éléments comportant, à la partie inférieure, un tronçon de bilame, et, à la partie supérieure, un simple écran ayant toute configuration voulue. In the embodiment described with reference to FIG. 1, the strips 24 form both a bimetallic shutter control element and a screen. The latter can be formed from any material. In this case, the strips 24 are replaced by elements comprising, at the bottom, a section of bimetallic strip, and, at the top, a simple screen having any desired configuration.

Bien qu'on ait décrit un appareil ayant une symé trie de rotation autour d'un axe vertical, l'appareil peut aussi comporter une source allongée dans un plan horizontal. Dans ce cas, l'obturateur comporte deux séries alignées d'éléments tels que les bandes 24, placées de part et d'autre de la source allongée. Although an apparatus having a symmetry of rotation about a vertical axis has been described, the apparatus may also include an elongated source in a horizontal plane. In this case, the shutter comprises two aligned series of elements such as the strips 24, placed on either side of the elongated source.

Bien qu'on ait décrit un appareil alimenté par du courant électrique, l'invention s'applique pratiquement à n'importe quelle source lumineuse, par exemple à combustion d'un gaz, du moment que les éléments bimétalliques ne dépassent pas leur température limite d'utilisation. Although an apparatus powered by electric current has been described, the invention applies to practically any light source, for example combustion of a gas, as long as the bimetallic elements do not exceed their limit temperature of use.

L'invention s'applique à tous les appareils d'éclairage qui doivent etre protégés lorsqu'ils ne sont pas en fonctionnement, par exemple contre des projections. The invention applies to all lighting devices which must be protected when they are not in operation, for example against projections.

Cependant, elle a aussi d'autres applications, par exemple pour l'animation lumineuse de locaux publics. However, it also has other applications, for example for the luminous animation of public premises.

Claims

1. A lighting apparatus, of the type which comprises a support (10, 20), a light source (12), giving off light and heat when in operation, and a shutter (24) having at least two different positions in a first of which it is intended to at least partially obscure the light from the source, characterized in that the shutter (24) comprises at least one screen and a flexible bimetallic element fixed to the support, the screen being fixed to the bimetallic element above the location for fixing the latter to the support, the bimetallic element being arranged close to the source (12) so that it is heated by the heat thereof when it is in operation, the most expandable side of the bimetallic element being turned towards the source, so that, when the light source is not in operation, the shutter occupies a first position relatively close to the source, and, when the source is operating in state d e steady state, the screen occupies a second position relatively distant from the source, the moment of the weight of the shutter relative to the location of fixing of the shutter on the support exceeding the moment resulting from bending of the element bimetallic when the shutter approaches its second position, so that the bimetallic element bends under the weight of the screen.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the center of gravity of the shutter (24) passes from one side to the other of the vertical passing through the fixing location when the shutter passes from its first position to the second.

3. Apparatus according to one of claims 1 and 2, characterized in that the distance between the light source (12) and the bimetallic element (24) when the shutter occupies its second position is large enough that the bimetallic element cools and brings back the shutter towards the source, this one then heating again the bimetallic element, so that the shutter oscillates.

4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the screen is constituted by an extension of the bimetallic element (24).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the shutter t24) consists entirely of a section of bimetallic strip of substantially uniform width.

6. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the source is an electric bulb (12).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the source is supplied by an electric circuit comprising a timing device (32).

8. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the source (32) is substantially symmetrical about a vertical axis and the shutter comprises several independent elementary shutters (24) arranged in a circle around the axis source symmetry.

9. Apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the source has an elongated shape and the shutter comprises several elementary shutters aligned on either side of the source.

10. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the source comprises at least one reflector (16) intended to concentrate the radiation on a part of the bimetallic element.