Brevet FR2163350A1 — publié le 19730727

La présente invention concerne un four à tremper les verres correcteurs, plus spécialement un four rotatif conçu pour la trempe i l'huile des ménisques convergents, divergents ou afocaux, par les lunettiers et opticiens. On connatt déJk une formule de four pour la trempe k ltair des ménisques par les lunettiers et opticiens. Ce type d'appareil ne donne que partiellement satisfaction pour les raisons suivantes a) I1 apparat que la trempe se révèle très médiocre pour les verres divergents et afocaux, en particulier la qualité du résultat est dépendante de l'épaisseur des verres trempés ; b) La sécurisation des mêmes verres est très insuffisante ; (On entend par sécurisation la fragmentation du verre en morceaux de petites dimensions) ; c) La trempe à l'air semble eAtre moins efficace que la trempe à l'huile ; en effet la température d'utilisation et la ventilation de ce type de four ne correspondent pas à la température optimum et au refroidissement néces- saires pour obtenir une bonne trempe. I1 est remédié très efficacement aux différents inconvénients précités grâce au four de trempe à l'huile selon la présente invention. Cet appareil est essentiellement constitué par un ensemble de deux bras porte-lentilles solidarisés en positions diamètrale- ment opposées, k un arbre vertical (coincidant avec l'axe de l'appareil), chacun d'eux passant à tour de rôle I-) dans un four-tunnel (concentrique k l'axe précité) en demi-anneau, dans lequel s'effectue la chauffe de la lentille supportée par l'un des bras 20) Puis au-dessus d'un récipient plein d'huile, maintenue k une température bien définie, dans lequel la lentille tombe en chute libre, k l'achèvement d'une phase d'in clinaison du bras de la position verticale haute vers une position à 45 vers le bas.Des dispositifs annexes sont utilisés pour ouvrir et fermer automatiquement les portes du rour suivant un régime programmé, commander les mouvements des bras et leur entraînement vertical, assurer l'étanchéité thermique du four à la base des bras porte-lentilles, régler le programme des tempéra tures dans le four, ainsi que la température du bain de trempe à l'huile. Les caractéristiques ci-dessus, leurs avantages, ainsi que d'autres caractéristiques secondaires, apparattront de façon plus détaillée dans la description ci-après d'une forme particulière de réalisation, donnée à titre indicatif et non limitatif, en référence au dessin en annexe, sur lequel - la fig.I représente une vue en plan de l'installation du four à tremper rotatif ; - la fig. 2 représente une vue de la partie supérieure du four - la fig. 3 est une vue en plan du four, dessus enlevé - la fig. 4 est une vue en coupe du four, effectuée suivant AA de la fig. 3 - les fig. 5A et ont respectivement une vue en coupe suivant AA du tunnel de chauffe et une vue de dessous du même tunnel, mon trant l'étanchéité du four au niveau du support des verres - la fig. 6 est une vue de profil et coupe partielle de l'instal lation, effectuée suivant BB de la fig. 3 ; - la fig. 7 est une vue en coupe de l'installation, effectuée sui vant CC de la fig. 4 ;; - la fig. 8 est une vue en coupe du dispositif de verrouillage de la rotation, effectuée suivant DD de la fig. 7 - la fig. 9 est une représentation schématique du cycle de renver sement du support de verre au moment de l'introduction du verre dans l'huile. On se reportera à la fig. I montrant, en plan, une vue d'ensemble de l'installation qui a été divisée en quatre secteurs, respectivement référencés A, B, C et D. Les différents organes de l'appareil sont abrités par un carter ou boTtier I, cylindrique, dont la moitié supérieure droite 2 est occupée par-un four à moufle 3, fermé à ses extrémités par des portes, respectivement 3b et 3c, par lesquelles s'effectuent respectivement ltentrée et la sortie du bras porte-lentille supportant une lentille dans ses branches. (On reviendra ultérieurement, en se référant aux autres figures, aux caractéristiques des bras porte-lentille et de leur dispositif d'entralnement). Le secteur A correspond i la zone de l'appareil dans laquelle s'effectue le chargement du verre dans les branches du bras porte-lentille. Le support de verre symétrique se trouve alors dans le secteur C dans lequel s'effectue la chauffe de la lentille pendant un temps prédéterminé. Le secteur B correspond à la région du four dans laquelle steffectue la préchauffe de la lentille pendant un temps prédéterminé. Le support de verre symétrique se trouve alors dans le secteur D où se trouve un réservoir d'huile 4 dans lequel la lentille est plongée avant la fin de la rotation de positionnement. On voit sur la fig. 2, la partie supérieure du four, consti- tuée par quatre supports 5a, 5b, 5c/en tube carré, assemblés en croix par une tôle 6, servant de support à un arbre carré 7, commandant ltentratnement des bras porte-lentille. (cf. fig. 4) On décrira l'ensemble des deux bras porte-lentille et de leurs dispositifs d'entraînement en référence aux fig. 3 et 4. L'arbre carré 7 est maintenu en position verticale par les paliers 8a et 8b respectivement fixés d la tôle support 6 et à la tôle support 9, cette dernière servant aussi de base de fixation du support IO du frein éectromagnétique II. C'est à l'arbre carré 7 qu'est fixé le dispositif porte-lentille et ses moyens d'entratne- ment. Le dispositif porte-lentille proprement dit se compose de deux bras symétriques I2a, I2b, sur la région moyenne desquels sont fixés, symétriquement et perpendiculairement à l'axe commun des bras, les supports de lentilles I3a et I3b.Aux extrémités externes des arbres I2a et I2b sont fixés des patins I4a et I4b qui, au cours de l'entraînement des arbres I2a et I2b, glisseront sur un chemin I5, fixé à la face supérieure de la tôle support 9. Ce chemin de glissement I5 est une bande de métal, de section rectangulaire, ayant une configuration circulaire ouverte. Plus précisément, la ligne moyenne du chemin de glissement correspond aux trois quarts d'un cercle. (cf. fig. 3) Deux pignons identiques I6a et I6b sont respectivement fixés aux bras I2a et 12b. Ils viennent k tour de rôle, au cours du fonctionnement, qui sera décrit plus loin, engrener un secteur denté I7 couvrant un quart de circonférence, de même module que les pignons coniques, mais de rapport 4/I. Par exemple, les pignons cô- niques peuvent être de diamètre 50 alors que le secteur denté sera de diamètre 200. Une lumière 9a est prévue dans la tôle 9, pour permettre le réglage angulaire du secteur denté I7, dont l'axe XX lait théoriquement un angle de 450 par rapport au plan vertical la de porte de sortie du four. Le blocage en position du secteur denté I7 est obtenu grâce à une tige I7b solidaire de la languette arrière I7a du secteur denté I7, qu'un boulon 17c vient serrer en la position convenable de la lumière 9a. I1 a essentiellement pour but de régler l'instant de prise du pignon 16a ou I6b pour commander la rotation de l'arbre I2a ou I2b respectivement. Les bras Isa et I2b sont respectivement reliés à l'arbre carré 7 par l'intermédiaire de deux demi-chapes I8a et I8b boulonnées sur l'arbre, et auxquelles sont soudées les cages 19a et 19b de deux doubles paliers 20a et 20b. Le volume inférieur gauche de l'appareil est occupé par un réservoir 4 contenant l'huile de trempe et reposant sur un dispositif agitateur magnétique chauffant 2 supporté par la tôle de fond 22 de l'appareil. Les axes du réservoir d'huile et l'axe de l'agitateur magnétique sont confondus. Ce dispositif d'agitation est nécessaire avant et pendant la trempe, pour éviter les casses et les déformations de surface des ménisques traités. Le boîtier ou coffrage I de l'appareil est supporté par quatre tubes de section carrée 22a à 22d, nervurant les parois cylindriques à la verticale des extrémités des tubes carrés (référencés 5a à 5d surla fig. 2) et reposant sur des semelles Le volume supérieur droit de l'appareil est occupé par le four à moufle 3.Ce four e- @ompose d'un moufle 3a sur lequel sont disposées les résistances chauffantes (non représentées), et d'une isolation en refractaire léger 2. Lez réfractaires sont ceinturés latéralement par une e -feloppe métallique 2a, Sb, sup- portée par des cornières telles que 2o, 2d. (La cornière 2c étant fixée aux montants Ssa, 22b, 220) le volume intérieur du four tunnel a la forme d'une niche en ogive, dont la base est entaillée d'une saignée verticale qui matérialise le trajet de déplacement du bras porte-lentille I3a.L'étanchéité thermique de la partie inférieure du four est assurée à laide d'un dispositif que l'on décrira plus loin en référence au fig. 5A et 5B. L'ouverture et la fermetu-re des portes 3b et 3c est commandée par électro-aimant, dans le sens indiqué par les flèches f. Ce dispositif, connu en soi, n' a pas été représenté pour des raisons de clarté des dessins. Le dispositif d'étanchéité thermique prévu à la base du four au niveau du traJet de déplacement du bras porte-lentille I3a est composé de l'assemblage d'un secteur fixe Se et d'un secteur en plusieurs pièces 2el, 2e2, 2en, douées d'une certaine mobilité. Le secteur intérieur 2e est constitué par une couronne semi-circulaire en un matériau isolant, tel que l'asbestolite, glissée dans des supports 2f soudés sur la tôle de base du four. Le secteur extérieur est constitué par un ensemble de 3 couronnes en arc de cercle 2el, 2e2' 2e3, supportées par des supports 2f1' repliés en L, dont le talon comporte un ergot e de maintien en position horizontale d'un ressort r (représenté en pointillé) dont l'autre extrémité s'appuie sur le bord extérieur des couronnes en arc de cercle précitées. La partie verticale du plat replié en L est fixée par soudure k la tôle de base du four. Pour la description du dispositif d'entraînement des bras porte-lentille et de son fonctionnement, on se référera plus spé- cialement aux fig. 4, 6 et 7, sur lesquelles toutes les pièces n'apparaissent pas simultanément pour en faciliter la compréhen- sion. Ce dispositif est constitué par la combinaison des éléments suivants, dont on verra ultérieurement le fonctionnement : un cliquet 30 est olaveté sur la partie inférieure ronde 7' de l'arbre carré 7 ; sur le même axe 7' sont montées, par l'intermédiaire de roulements à billes deux biellettes 31a et 3Ib, traversées par un axe 7" en leur région moyenne et par un axe 7"' vers l'extrémi- té opposée à l'axe 7'. Entre les biellettes, sur l'axe 7" est monté pivotant un doigt de cliquet 33.De part et d'autre des biellettes identiques 31a et 31b clavetées sur l'axe 7", deux autres biellettes 32a et 32b identiques, comportant à une extrémité une lumière ovale, telle que 321a traversée par l'axe 711, sont fixées par leur autre extrémité à un axe 7IV solidarisé au bati par une patte v d'attache 34'. Les deux extrémités de l'axe 7V dépassent des faces d'un bloc cylindrique 34 assurant l'espacement convenable pour maintenir le parallélisme entre les deux biellettes 32a et 32b. Un dispositif de liaison intermittente de la seconde paire de biellettes 32a et 32b à un dispositif motovariateur-réducteur 41-4 2, décrit oi-après, est constitué par un bloc paralldlépipédi- que 35, terminé sur deux de ses faces parallèles par un axe 7, et qui s'articule dans les orifices correspondants des biellettes 32a et 32b, tandis qu'une autre face présente un trou taraudé, dans lequel est vissée une des extrémités d'une tige 36, dont l'autre extrémité est vissée dans la partie arrière d'une pièce 37 en forme de fourchette à quatre branches 37a, 37b, 37c, 37d. Un galet 38, logé dans le volume interne de cette fourchette, est en contact intermittent avec le profil d'une came 39 dont l'axe 40 coïn- cide avec l'arbre lent d'un ensemble motovariateur-réducteur 4I-42, dont le plateau de fixation 4Ia est boulonné sur un support mdtal- lique 41'a lui-même boulonné à la tôle support 9, L'extrémité des biellettes 31a, 31b, située du côté de l'axe 7"', peut être mue dans le sens de la flèche Y sous l'action d'un contrepoids 43 fixé k un fil 44 passant sur une poulie 45, dont le système de fixation des supports de l'axe k la tôle 9 n'a pas été représenté pour simplifier la lecture des figures. Il a été prévu en outre un dispositif II de freinage en fin de course en rotation de l'arbre 7 (fig. 4 et 7) et un dispositif de blocage du mouvement des biellettes 32a et 32b (fig. 7 et 8) pour supprimer l'action de la came 39. Le dispositif de freinage II est constitué par un frein électromagnétique II, disposé en dessous de l'ensemble biellettes 31a, 31b, biellettes 32a, 32b, came et cliquet, assurant l'en traitement discontinu de l'arbre 7 et des bras I2a et I2b qui lui sont solidarisés. Il est fixé en IOa et IOb par boulons et tiges filetées à un support métallique 10 ayant la forme de U, lui-meme boulonné k la tôle support 9 (seuls les axes des tiges filetées et des boulons associés, ont été représentEs). Son rôle consiste k stopper la rotation (par inertie) de l'arbre 7 au-delà de la position imposée par la came 39. Le dispositif de blocage du mouvement alternatif d'oscilla- tion des biellettes 32a et 32b est constitué par une butée 46 dont le déplacement vertical est commandé par un électro-aimant 47. La butée 46 (formant piston) coulisse dans un collier 48 solidaire, par une patte 49 de fixation, 9 un plat métallique 50 boulonné en 50a et 50b à la tôle support 9, et supportant la spire de base d'un ressort de rappel 51 coaxial à une tige 52, assurant la liait son de la butée au plongeur de l'électro-aimant. Cette liaison s'effectue par l'intermédiaire d'une chape en forme 53a et 53b à laquelle est solidarisé un axe 53c permettant une certaine liberté de rotation.Ce dispositif permet de régler les temps de réchauffage et de chauffage en multiples du temps de rotation par tour de l'arbre 40. Entre la tale de fond 22 de l'appareil et 1'électro-aimant 47 est interposé un support 54. L'amplitude du déplacement vertical dont est susceptible la butée 46 est représentée en &alpha;, distance entre les positions extrêmes que peut prendre la base de la butée. Le dispositif porte-lentille îui-mgme, de type classique, a été représenté plus en détail sur la fig. 9, où l'on voit, en position I verticale haute, le support de lentille I3a pourvu, k sa partie supérieure, d'un ensemble de trois doigts supports de la lentille, respectivement référencés I3'a, I3TTa et I3"'a, disposés de façon b supporter en trois zônes pratiquement ponctuelles et coplanaires la lentille L. Ces trois doigts ont leur extrémité qui se présente sous la forme d'une fourche à deux branches en V faisant un angle aigu, dans lequel vient reposer la lentille. Le doigt support supérieur I3'a est réglable en hauteur. Description du fonctionnement La température du four sera déterminée en fonction des dimentions du verre k tremper, de son épaisseur au centre et de la nature du verre, en utilisant des abaques préalablement établis par les nombreux essais effectués lors de la mise au point du four. Lorsque cette température sera atteinte, que le four sera thermiquement bien équilibré et le bras I2a ou I2b en position dans le secteur A, le verre sera placé sur son support 13a ou I3b, dont le doigt supérieur 13'a aura été réglé aux dimensions du verre. Les éléments qui auront servi k déterminer la température du four permettront également de déterminer le temps de préchauf fage et le temps de chauffage. Ces données seront mises en mémoire dans des appareils convenables (connus et extérieurs k l'appareil de trempe proprement dit) et le four sera en état de marche. Le contact sera établi et le moteur se mettra en marche assurant la rotation des bras suivant le programme fixé. Des contacts électriques (non représentés), commandés par les bras en rotation, assureront l'ouverture des portes 3b et 3c, au moment opportun, ainsi que l'arrêt du moteur en fin de cycle, c'est-à-dire lorsque le bras initialement chargé du verre dans le secteur A reviendra vide dans ce secteur.En cas de marche en continu, larreAt en fin de cycle sera court-circuité et les verres correcteurs ou ménisques seront chargés manuellement en zane A au fur et à mesure que les supports se présenteront. Plusieurs verres correcteurs pourront s'accumuler dans le réservoir d'huile et le panier dans lequel ils tomberont pourra être enlevé de temps en temps pendant le temps de réchauffage du verre en traitement. L'extraction du verre correcteur chaud ou ménisque est ef effectuée très rapidement hors du four et le ménisque est basculé dans le récipient de trempe contenant l'huile chauffée à I400C environ. Cette manoeuvre s'effectue au cours du cycle de déplacement concrétisé sur les fig. I et 9 par les points I, II et III. C'est en passant dans la position intermédiaire à 45 , représentée entre les positions II et III sur la fig. 9 que le ménisque se libère, par gravité, des doigts I3'a, 13"a, 13 "'a du support 13a, pour tomber en chute libre, par la tranche, dans le bain d'huile. Après passage par la position verticale basse III, le support de lentille 13a se redresse, au cours du mouvement de rotation ultérieur de l'arbre I2a, pour passer par les positions IV (horizontale) et V (verticale haute), homologues des positions II et I respectivement. A titre de référence sur la qualité de trempe obtenue avec l'appareil selon l'invention, on a rassemblé dans le tableau I ci-après, les résultats comparatifs des contrôles de résistance à des billes de I6g., 28g., et D5g., tombant d'une hauteur de I,27m au centre du ménisque, contrôles effectués sur deux lots de verres identiques, prélevés dans les trois familles classiques de verres correcteurs (àsavoir : les verres convergents, divergents et afocaux) après avoir fait subir k un lot I le traitement de trempe à l'air actuellement pratiqué et à un autre lot II le traitement de trempe à l'huile avec l'appareil objet de la présente invention. On voit immédiatement l'avantage qui résulte de l'utilisation de l'appareil selon l'invention, puisqu'il permet un traitement éga- lement efficace de toutes les familles de ménisques. On a de même rassemblé dans le tableau II, ci-après, les appréciations comparatives de contrôles de sécurisation effectués sur deux lots I et II de verres identiques, prélevés dans les conditions ci-dessus, ayant subi respectivement le traitement de trempe à l'air et le traitement de trempe à l'huile avec l'appareil objet de l'invention. - TABLEAU I 16g 28g 35g convergents bons bons bons LOT I divergents casse - afocaux bons casse casse convergents bons bons bons LOT II divergents bons bons bons afocaux bons bons bons - TABLEAU II divergents convergents afocaux LOT I médicore bonne médiocre LOT II bonne très bonne très bonne - REVENDICATIONS IO) Appareil de trempe de verres correcteurs ou lentilles, carac térisé par le fait qu'il consiste en un four rotatif comportant les organes suivants - des moyens de chauffage sous la forme d'un four-tunnel hémicirculaire, - des moyens de transport des lentilles, hors et à l'intérieur du four, - des moyens d'entraînement en rotation desdits moyens de trans port des lentilles, - des moyens de renversement des lentilles à la sortie du four tunnel, et - des moyens de trempe desdites lentilles. 2 ) Appareil de trempe de lentilles, selon la revendication I, caractérisé par le fait que les moyens de chauffage sont constitués par un four-tunnel hémicirculaire, composé d'un moufle sur lequel sont disposées des résistances chauffantes suivant une répartition permettant d'effectuer une préchauffe dans une première partie du four et la chauffe des lentilles jusque vers leurs point de ramollissement dans la seconde partie du four, la base/fourtunnel comportant suivant sa ligne moyenne une saignée verticale, permettant le passage des moyens de transport des lentilles dans le four et munie d'un dispositif d'étanchéité thermique du four. 30) Un dispositif d'étanchéité thermique prévu à la base du four au niveau du trajet de déplacement du bras porte-lentille, selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il est constitué par - un secteur nxe 2e, intérieur, en forme de couronne hémi-circu- laire, en un matériau isolant glissé dans des supports 2f soudés k la tôle de base du four, - une pluralité de secteurs extérieurs, en forme d'arcs de cercle 2el à 2e3' maintenus par des supports repliés 2fl soudés à la base du four, lesdits secteurs étant pressés contre i pourtour extérieur du secteur fixe au moyen de ressorts r. 4 ) Appareil de trempe de lentilles, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de transport des lentilles sont constitués par - un ensemble de deux bras porte-lentilles horizontaux Isa et I2b identiques, solidarisés en positions diamétralement opposées à un arbre vertical 7 coïncidant avec l'axe de l'appareil, lesdits bras porte-lentilles comportant, perpendiculairement à l'axe commun des bras, des supports de lentilles I3a, I3b, pourvus de doigts supports I3'a, I3"a, I31,?a dans lesquels les lentilles reposent par trois points, - un chemin de glissement, sous forme d'une bande de métal I5, sur laquelle glissent des patins I4a, I4b, fixés aux extrémités libres des bras porte-lentilles Isa, I2b. 5 ) Appareil de trempe des lentilles, selon la revendication I, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement en rotation des moyens de transport des lentilles sont constitués par la combinaison des éléments suivants a) un moto-variateur-réducteur 4I-42, sur l'arbre lent duquel est clavetée une came 39 dont le profil est en contact intermittent avec un galet 38 ; b) un dispositif de liaison intermittente d'une première paire de biellettes 32a, 32b avec le mouvement du moto-variateur-réduc teur précité constitué par - une tige 36 dont la première extrémité est reliée k une pièce 37 en forme de fourchette k quatre branches, dans le volume interne de laquelle est logé le galet 38 précité et dont la seconde extrémité est fixée à un bloc parallélépipédique 35, - un bloc parallélépipédique 35, relié par une de ses faces k la tige 36 précitée et portant sur deux de ses faces opposées une axe 7v ;; c) une première paire de biellettes 32a, 32b, dont les premières extrémités sont fixées à un axe 7IV solidarisé au bâti, dont les parties moyennes présentent deux orifices en correspondance dans lesquels s'articule l'axe 7V précité, et dont les secondes extrdmités comportent une lumière ovale traversée par un axe 711 ; d) une seconde paire de biellettes 31a, 3Ib, situées entre la pre mière paire de biellettes 32a, 32b, comportant - des premières extrémités, clavetées à la partie inférieure 71 de l'arbre vertical 7 du dispositif de transrert des lentilles, entre lesquelles est montée sur ledit axe 71 une roue à clie quet 30, et des secondes extrémités; traversées par des axes 7111 et 7II, entre lesquelles est monté, sur ledit axe 711, un doigt 33 de la roue à cliquet 30 ; e) un dispositif d'entraînement des secondes extrémités de la se conde paire de biellettes 3Ia, 31b, constitué par un contrepoids 43 fixé à une extrémité d'un fil 44 passant sur une poulie 45 fixée en un point du bâti de l'appareil, l'autre extrémité du fil 44 étant fixée à l'axe 7III, commun aux secondes extrémités de la seconde paire de biellettes 31a, 31b. 6 ) Appareil de trempe de lentilles, selon la revendication I, caractérisé par le fait que les moyens de renversement sont constitués par a) un secteur denté I7, couvrant un quart de circonférence, porté par l'arbre 7, b) des pignons coniques I6a et I6b, clavetés sensiblement au mi lieu des bras porte-lentilles, de même module que le secteur denté mais de rapport 4/I, engrenant à tour de rôle le secteur denté I7 à la sortie du four, pour effectuer la rotation vers le bas du bras porte-lentille correspondant et libérer par gra vité la lentille portée par le support, ladite lentille tombant par la tranche dans le bain de trempe, puis pour ramener le support de lentille en position verticale haute. 70) Appareil de trempe de lentilles, selon la revendication I, caractérisé par le fait que les moyens de trempe des lentilles sont constitués par - un récipient contenant un bain d'huile de trempe des lentilles, - un dispositif agitateur magnétique chauffant, sur lequel repose le réservoir d'huile de trempe, - un panier grillas, à l'intérieur du récipient dthuile de trempe, pour l'extraction des lentilles trempées.