EP3551376B1 - Outil de surfaçage à qualité optique - Google Patents

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EP3551376B1
EP3551376B1 EP17800905.6A EP17800905A EP3551376B1 EP 3551376 B1 EP3551376 B1 EP 3551376B1 EP 17800905 A EP17800905 A EP 17800905A EP 3551376 B1 EP3551376 B1 EP 3551376B1
Authority
EP
European Patent Office
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tool
end surface
transverse end
petal
support
Prior art date
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Active
Application number
EP17800905.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3551376A1 (fr
Inventor
Eric Gacoin
Pierre Kress
Jean Stephane
Jonathan SAULNY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EssilorLuxottica SA
Original Assignee
Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Essilor International Compagnie Generale dOptique SA filed Critical Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Publication of EP3551376A1 publication Critical patent/EP3551376A1/fr
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Publication of EP3551376B1 publication Critical patent/EP3551376B1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/01—Specific tools, e.g. bowl-like; Production, dressing or fastening of these tools
    • B24B13/012—Specific tools, e.g. bowl-like; Production, dressing or fastening of these tools conformable in shape to the optical surface, e.g. by fluid pressure acting on an elastic membrane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/24—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding or polishing glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/14—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face
    • B24D13/142—Wheels of special form

Definitions

  • the invention relates to optical quality surfacing, for surfaces such as a face of an ophthalmic glass or of a camera lens or of an instrument intended for the observation of distant objects or else a face of a semiconductor substrate.
  • surfacing is understood to mean any operation aimed at modifying the state of a previously shaped surface. These are in particular polishing, smoothing or roughening operations aimed at modifying (reducing or increasing) the roughness of the surface and / or reducing its waviness.
  • a tool for surfacing an optical surface comprising: a rigid support having a transverse end surface; a resiliently compressible interface secured to the rigid support and having a first transverse end surface, a second transverse end surface and a side surface
  • the tool is brought into contact with it while maintaining sufficient tool pressure on it so that, by deformation of the interface, the pad conforms to the shape of the optical surface. .
  • the optical surface is rotated, its friction against the tool being sufficient to jointly drive the latter in rotation, a variable shift during the operation ensures the relative movement and the scanning.
  • the surfacing operation requires an abrasive which may be contained in the pad or in the fluid.
  • the elastically compressible interface makes it possible to compensate for the difference in curvature between the end surface of the tool support and the optical surface.
  • the invention aims to provide an efficient surfacing tool in terms of productivity and quality of appearance obtained while remaining simple, convenient and economical to manufacture.
  • the elastic nature of the deformation of the tool between the rest position and the reference position means that the tool is not permanently deformed, i.e. when the tool is stopped against the reference surface it returns to the rest position, possibly with a delay of a few seconds.
  • the tool according to the invention is simple, convenient and economical to manufacture.
  • the tool according to the invention for example as explained below, so that the tool has the capacity to exert pressure. relatively uniform over the surface to be worked, which is favorable to the productivity performance and the appearance quality of the surfacing carried out.
  • the tool is thus able to deform elastically both from the rest position to the first reference position and from the rest position to the second reference position, and therefore to deform elastically over a range of particularly extensive curvature.
  • an assembly formed by a surfacing machine and by a tool according to the invention can face most common ophthalmic lenses.
  • the universal nature of the tool according to the invention is particularly advantageous in terms of productivity since there is no need to change the tool when the curvature of the surface to be worked is changed.
  • the invention also relates to an assembly comprising a face milling machine and a tool as explained above, in which said machine is configured to apply to the support of the tool a predetermined machine force of constant value, and said tool is configured so that the value of the force applied to the support coaxially with the tool while the tool is coaxial with the reference surface to move the tool from the rest position to the reference position is between 85 % and 100% of said constant value of the machine force.
  • the flexible collar 13 is transversely beyond the rigid support 12, which is arranged centrally.
  • the flexible collar 13 has an outer diameter (large diameter) similar to the outer diameter of the interface 16 and the pad 20.
  • the internal diameter (small diameter) of the flexible collar 13 corresponds to the external diameter of the support 12, the collar 13 taking root laterally to the support 12.
  • the rigid support 12 and the flexible peripheral flange 13 are made of plastic material molded in one piece, the support 12 being solid at least in the vicinity of the surface 14 in order to have the required rigidity while the flange 13 is of low thickness. wall in order to be flexible.
  • the flange 13 has eight slots 26 oriented radially and distributed equiangularly, so that the flange 13 is subdivided into eight petals 27 each generally shaped as a truncated angular sector.
  • the subdivision of the flange 13 into petals helps to allow this flange to be flexible in order to conform to different curvatures of surfaces to be polished.
  • the surface 14 of the support 12 is flush with the surface 15 of the collar 13 located on the same side.
  • the support 12 has a projecting shank 28 which serves to connect the tool 10 to the spindle of a face milling machine 29 shown in a simplified manner on the figure. figure 3 by arrows 30 and 31 which symbolize the driving forces applied to the tool 10 by the machine 29, which will be described below.
  • the shank 28 has a cavity 32 for receiving the spindle head.
  • the cavity 32 has a spherical portion 33 shaped generally as three-quarters of a sphere and an annular rib 34.
  • the spindle head intended to be received in the cavity 32 comprises an end in a portion of a sphere shaped like the portion 33 and a cylindrical portion of smaller diameter than the rib 34.
  • the assembly between the shank 28 and the spindle of the machine is done by simple snap-fit, the wall thickness of the shank 28 being low enough to be able to deform so that the spherical part of the spindle head fits into the portion 33 .
  • the tool 10 When the spindle head is engaged in the cavity 32, the tool 10 cooperates in a ball joint connection with respect to the spindle.
  • the diameter of the interface 16 and the pad 20 corresponds to the outer diameter of the flange 13.
  • the securing between the interface 16 and the base 11 is effected by bonding between the surface 17 of the interface 16 and the surfaces 14 and 15 of the base 11.
  • the elastically compressible interface 16 is a foam having a thickness of the order of 9 mm and the flexible pad 20 has a thickness of the order of 1 mm.
  • the diameter of the interface 16 and of the buffer 20 is of the order of 55 mm.
  • the surface 15 of the collar 13 which, as indicated above, is flush with the surface 14, is shaped in the extension of the surface 14.
  • the surfaces 14 and 15 are shaped as the same portion of a sphere.
  • the end surface 14 of the support 12 and the end surface 15 of the collar 13 are shaped as a portion of a sphere having a radius of curvature of the order of 110 mm.
  • the contact surface between the interface 16 and the base 11 is particularly important since this contact surface corresponds to the surface 14 and to the surface 15.
  • the figure 3 shows an ophthalmic lens 35, the optical surface 23 of which is being surfaced by the tool 10, in order to reduce its roughness.
  • the machine 29 brings the tool 10 into contact with the surface 23 via the surface 22 of the pad 20.
  • the machine 29 maintains on the surface 23, by exerting the force 31, sufficient pressure of the tool 10 to that, by deformation of the interface 16, the pad 20 matches the shape of the optical surface 23.
  • the lens 35 While spraying the optical surface 23 with a fluid, the lens 35 is rotated as shown by arrow 36, the friction against the tool 10 being sufficient to drive the tool 10 in rotation.
  • Variable shifting during operation through the reciprocating drive force 30, provides relative movement and sweeping.
  • the surfacing operation requires an abrasive which may be contained in the pad 20 or in the fluid.
  • the elastically compressible interface 16 makes it possible to compensate for the difference in curvature between the end surface 14 of the support 12 of the tool and the optical surface 23.
  • the peripheral part 25 of the buffer 20 is connected to the support 12 exclusively by the interface 16 and by the collar 13.
  • the collar 13 is in fact configured to be sufficiently elastically deformable so that there is no need for such elastic return means.
  • the base 11, which must both be rigid in the vicinity of the end surface 14, flexible at the level of the barrel 28 to allow the locking of the machine spindle and elastic at the collar 13, is advantageously made of PA11, POM, PA66, PUR or Elastollan ®.
  • PA11 which has an elastic modulus E (Young's modulus) of 1320 N / mm 2 and an elastic limit in tension ⁇ MAX of 35 N / mm 2 ; and grade 1164D of ELASTOLLAN ® has a modulus of elasticity E of 300 N / mm 2 and an elastic limit in tension ⁇ MAX of 40 N / mm 2 .
  • E Young's modulus
  • ELASTOLLAN ® has a modulus of elasticity E of 300 N / mm 2 and an elastic limit in tension ⁇ MAX of 40 N / mm 2 .
  • PA66 one grade of which has an elastic modulus of 2500 N / mm 2 .
  • the collar 13 is configured so that the tool 10 is elastically deformable between the rest position that it takes in the absence of stress ( figures 1 and 2 ) and one or more reference positions where the surface 22 is fully pressed against a concave reference surface or different concave reference surfaces, as well as on the figure 3 where the entire surface 22 of the tool 10 is pressed against the surface 23.
  • the first concave reference surface 37 is part of a test stand 38.
  • the second reference surface 40 is part of a test stand 41.
  • the elastic nature of the deformation of the tool between the rest position and each of the first and second reference positions means that the tool is not permanently deformed, that is to say that when one ceases to tackle the tool against the reference surface 37 or 40, it returns to the rest position, possibly with a delay of a few seconds.
  • the assembly formed by machine 29 and tool 10 can surface most common ophthalmic lenses.
  • the embodiment of the tool 10 illustrated in the figures 4 and 5 is identical to the embodiment illustrated in the figures 1 to 3 except that in the rest position, the transverse end surface 14 of the support 12 and the transverse end surface 15 of the collar 13 are plane.
  • the figure 5 shows this tool 10 in the rest position on the second concave reference surface 40.
  • the concave reference surface 40 has a radius of 40mm.
  • the support 41 to which the reference surface 40 belongs is part of a test device 42 which is useful for the development of the surfacing tool 10 to select the best candidates among samples (prototype tools) made with different sizing and different materials.
  • the test device 42 comprises a dynamic member for applying a linear force symbolized by the arrow 43.
  • This member comprises at its distal end a head similar to the head of a spindle of a surfacing machine which is engaged. in the cavity 32 of the barrel 28.
  • the head of the member 43 is moved at a predetermined controlled speed, for example 25 mm / s, coaxially with the tool 10 while the tool 10 is coaxial with the surface 40.
  • a force of intensity F is applied on the support 12 coaxially with the tool 10 while the tool 10 is coaxial with the surface 40.
  • the intensity of the force F is measured and recorded during the displacement of the organ 43.
  • the training of the organ 43 is stopped when a predetermined threshold is reached, for example 160 N.
  • the figure 7 is a graph showing the result of such tests, carried out at a speed of 25 mm / s until reaching a force value of 160 N.
  • the displacement z of the member 43 is plotted on the abscissa and the force F on the ordinate.
  • Curves C1 to C10 each correspond to a different sample.
  • the curves with an odd suffix relate to samples having the same interface 16 of a first nature.
  • the even suffix curves relate to samples having the same interface 16 of a second nature, which is more flexible than the interface 16 of the first nature.
  • the curves having two successive suffixes of which the first is odd and the second is even relate to samples having the same base 11, for example curves C1 and C2 relate to samples having a base 11 of a first nature and the curves C3 and C4 of the samples having the same base 11 of a second nature.
  • the bases 11 of different natures differ from each other only by the average thickness of the petals 27, which decreases with the suffixes of the curves (the curves C1 and C2 concern the samples having the petals 27 of greater average thickness while the curves C9 and C10 relate to samples having the petals 27 of smaller average thickness).
  • the distance d ( figure 5 ) between the center of the surface 22 of the pad 20 and the surface 40 is not zero, i.e. as long as the surface 22 is not entirely pressed against the surface 40, the distance d varies as the z displacement. Then, the displacement z corresponds to the compression of the interface 16.
  • the figure 8 is a graph similar to the figure 7 , but showing only the curves C1 and C10 as well as a horizontal line corresponding to the fixed intensity predetermined of the force 31 exerted by the machine 29 on the tool 10 (intensity of the order of 80 N) and a vertical line corresponding to the distance d when the tool 10 is in the rest position (distance from the order of 12 mm).
  • the tool to which the curve C1 relates does not flex enough under the force 31 to be fully pressed against the surface 40: for the intensity of the force 31, the displacement z is much less than the distance d in the tool's rest position.
  • the tool to which the curve C10 relates is pressed against the surface 40 well below the intensity of the force 31.
  • the tool to which the curve C10 relates exerts on the surface 40 a pressure that is too localized in the center.
  • a tool capable of exerting a uniform pressure on the surface to be worked will have an excellent behavior in surfacing, which will give it excellent performance in terms of the quality of appearance obtained on the worked surface and also in terms of speed. of execution, the uniformity of the pressure favoring the speed of the achievement of the sufficient removal of material on the whole of the worked surface.
  • a tool 10 designed to work a concave surface so that the value of the force applied to the support 12 is between 30 N and 180 N, coaxially with the tool 10. while the tool 10 is coaxial with a concave reference surface similar to the surface 40 (radius 40 mm).
  • the tool 10 is configured so that the value of the force applied to the support 12 coaxially to tool 10 while tool 10 is coaxial with a reference surface such as surface 40 to make move the tool from the rest position to a position where the tool is pressed against this surface, ie between 85% and 100% of this constant value of the machine force.
  • the collar 13 is configured so that it is between 3 N / mm and 15 N / mm with an imposed displacement speed of 25 mm / s, the force-to-displacement ratio between, on the one hand, the value of the force F applied to the support 12 coaxially with the tool 10 while the tool 10 is coaxial with the surface 40 to cause the tool to pass from the rest position to the position where the surface 22 is pressed against the surface 40 and, on the other hand, the value of the displacement z of the support between the rest position and the position where the surface 22 is pressed against the surface 40.
  • Each petal 27 has a thickness which varies as a function of the distance x at its distal end, with for each distance x the thickness which is constant.
  • each petal increases between its distal end and its root through which it is laterally connected to the rigid support 12.
  • the end surface 14 of the rigid support 12 is not deformable and therefore does not conform to the surface 40.
  • the flexibility of the flange 13 is such that the surface 15 of the flange 13 conforms to the surface 40, i.e., the surface 15 is fully pressed against the surface 40.
  • the surface 15 assumes the same curvature as the surface 40, that is to say that for each petal 27 the surface 15 adopts a radius of 40 mm.
  • K is equal to 12 R Q sp E with R which is the radius of the surface 40 (here 40 mm); Q sp which is the surface charge of the petals 27, assumed to be constant; and E which is the modulus of elasticity (Young's modulus) of the material of the petals 27.
  • the surface load Q sp of the petals 27 is the ratio between the force expected to be applied to the support 12 (for example the intensity of the force 31, of the order of 80 N) and the area of the surface 15.
  • the petals are in the form of an angular sector trunk.
  • h x 3 K b x at 0 x 2 2 + at 1 x 3 6
  • a 0 is equal to 18 mm (at the distal end, x is equal to 0) and that a 1 is equal to - 0.663 (at the distal end, x is equal to 19 and b is equal to 5.4).
  • K is equal to 12 R Q sp E with R which is the radius of the surface 40; Q sp which is the surface load of the petals 27 considered here as constant and equal to the ratio between the force expected to be applied to the support 12 and the area of the surface 15; and E which is the modulus of elasticity of the material of the petals.
  • the pressure exerted on this surface by the petals 27 remains uniform, but obviously d different intensity (the smaller the radius R, the higher the pressure).
  • the intensity of the force applied to the support 12 is different (for example 80 N instead of 100 N), the pressure exerted by the petals 27 remains uniform but of different intensity.
  • the base 11 also exerts pressure on the elastically compressible interface 16 via the transverse end surface 14 of the support 12. Consequently, the tool 10 also exerts (via the surface 22 of the pad 20) on the. surface to be worked by applying pressure to the right of the support 12.
  • the pressure exerted by the support 12 on the interface 16 (which transmits it to the surface to work via the buffer 20) is in principle equal to the ratio between the intensity of the force applied to the support 12 and the area of the surface 14.
  • the geometry of the petals 27 by assuming that for a surface to be worked having a predetermined radius of curvature, for example 35 mm as shown below. above, the surface load exerted by the surfaces 14 and 15 is uniform, that is to say that the surface load Q sp of the surface 15 of the petals 27 is equal to the surface load of the surface 14 of the support 12.
  • the pressure exerted by the tool 10 on the surface to be worked (via the surface 22 of the pad 20) will be the same at the right of the support 21 and to the right of the collar 13.
  • the pressure exerted by the tool 10 on the surface to be worked (via the surface 22 of the pad 20) will be different to the right of the support 21 and to the right of the flange 13.
  • the pressure to the right of the collar 13 will be smaller than the pressure to the right of the support 12.
  • the tool is off-center with respect to the surface to be worked and it is relatively frequent that the surface to be worked is not spherical, but the behavior of the tool whose petals are configured as has just been explained remains excellent.
  • the surfaces which the tool 10 is able to face are not limited to the surfaces on which the surface 22 of the pad 20 can be fully pressed when the tool 10 and the surface to be worked are centered. one in relation to the other. On the contrary, the tool 10 is able to resurface many surfaces on which the surface 22 is then mostly pressed, but not entirely.
  • the ratio between the total area of the surface 15 of the petals and the area of the corresponding annular surface is between 30 and 80%.
  • the deformation of the material of the petals 27 should also remain in the elastic range.
  • h MAX R ⁇ MAX 2 E with ⁇ MAX which is the elastic limit in traction of the material of the petals, E which is the modulus of elasticity (Young's modulus) of the material of the petals and R which is the radius mentioned above.
  • the material of the collar 13 (and therefore of the base 11) is grade 1164D of ELASTOLLAN ® which, as indicated above has a modulus of elasticity E of 300 N / mm 2 and a limit elastic in tension ⁇ MAX of 40 N / mm 2 , for a radius of curvature R of 35 mm, the maximum thickness h MAX is 2.33 mm.
  • the radius R has been selected as representing the most severe conditions of use of the tool, here the smallest radius of a concave surface.
  • the tool will then be able to work also under less severe conditions.
  • the embodiment of the tool 10 illustrated in the figures 10 and 11 is similar to the embodiments shown on the figures 1 to 3 and on figures 4 and 5 , except that in the rest position the end surface 14 of the support 12 and the end surface 15 of the flange 13 are concave (and not convex as in the figures 1 to 3 or flat like on figures 4 and 5 ).
  • the surface 14 and the surface 15 are shaped as a portion of a sphere having a radius of curvature of the order of 110 mm.
  • the collar 13 is configured so that the tool 10 is elastically deformable between the rest position that it takes in the absence of stress ( figures 10 and 11 ) and one or more reference positions where the surface 22 is fully pressed against a convex reference surface or different convex reference surfaces.
  • the first convex reference surface 46 forms part of a test stand 48.
  • the second convex reference surface 47 forms part of a test stand 49.
  • the constant K of the above formulas is selected at least partially experimentally, for example as shown in the figures 7 and 8 .
  • the surface 22 of the pad 20 is not entirely pressed against a reference surface such as 37, 40, 46 or 47 but is only partially pressed, for example. with the part of the surface 22 pressed against the surface to be worked which has a radius (if the plated part has the center of the surface 20) or (if the plated part is annular) which has a difference between the internal radius and the external radius equal to at least half of the radius of the surface 22.
  • the plated part has a radius of at least 27.5 mm; and if the plated part is annular, the difference between the outer radius and the inner radius of the plated part is at least 27.5 mm.
  • the figures 11 to 15 show different variants of the base 11 where the petals are shaped differently.
  • the slits 26 between the petals 27 have a greater angular amplitude and the number of petals is higher.
  • each petal 27 comprises on the side of the shank 28 (and therefore on the side opposite to the transverse end surface 15) a projecting rib 50 oriented radially.
  • each petal 27 is Y-shaped attached by its base to the rigid support 12.
  • the petals 27 are subdivided by slits 26 curved.
  • each petal 27 takes root on one end of an arm 51 with a U-shaped section arranged transversely to this petal, the other end of this arm taking root on the rigid support 12.

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Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • L'invention a trait au surfaçage à qualité optique, pour des surfaces telles qu'une face d'un verre ophtalmique ou d'une lentille d'appareil photographique ou d'un instrument destiné à l'observation des objets éloignés ou encore une face d'un substrat semi-conducteur.
  • Par surfaçage, on entend toute opération visant à modifier l'état d'une surface préalablement façonnée. Il s'agit notamment d'opérations de polissage, doucissage ou dépolissage visant à modifier (diminuer ou augmenter) la rugosité de la surface et/ou à en diminuer l'ondulation.
    • ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE
  • On connaît déjà, notamment par la demande de brevet japonais 2000-317797 , par la demande de brevet français 2 834 662 à laquelle correspond la demande de brevet américain 2005/0101235 , par la demande de brevet français 2 857 610 à laquelle correspond la demande de brevet américain 2006/0154581 , par la demande de brevet français 2 900 356 à laquelle correspond la demande de brevet américain 2008/0171502 , par la demande de brevet français 2 918 911 à laquelle correspond la demande de brevet américain 2010/0178858 , par la demande de brevet français 2 935 627 à laquelle correspond la demande de brevet américain 2011/0136416 , par la demande de brevet français 2 935 628 à laquelle correspond la demande de brevet américain 2011/0136415 et par la demande de brevet français 2 953 433 à laquelle correspond la demande de brevet américain 2012/0231713 , un outil de surfaçage d'une surface optique, comportant : un support rigide présentant une surface transversale d'extrémité ; une interface élastiquement compressible assujettie au support rigide et présentant une première surface transversale d'extrémité, une seconde surface transversale d'extrémité et une surface latérale s'étendant de la périphérie de la première surface d'extrémité à la périphérie de la seconde surface d'extrémité, ladite première surface d'extrémité de l'interface étant appliquée contre et recouvrant ladite surface d'extrémité du support rigide ; ainsi qu'un tampon flexible apte à être appliqué contre la surface optique et qui est appliqué contre et recouvre au moins en partie la seconde surface d'extrémité de l'interface à l'opposé et au droit de ladite surface d'extrémité du support rigide.
  • Pour diminuer la rugosité de la surface optique, on amène l'outil au contact de celle-ci en maintenant sur elle une pression suffisante de l'outil pour que, par déformation de l'interface, le tampon épouse la forme de la surface optique.
  • Tout en arrosant la surface optique au moyen d'un fluide, on l'entraîne en mouvement relatif par rapport à l'outil de manière à ce qu'elle soit entièrement balayée par ce dernier.
  • Généralement, on entraîne en rotation la surface optique, son frottement contre l'outil étant suffisant pour entraîner conjointement celui-ci en rotation, un décentrement variable au cours de l'opération assure le mouvement relatif et le balayage.
  • L'opération de surfaçage nécessite un abrasif qui peut être contenu dans le tampon ou dans le fluide.
  • Au cours du surfaçage, l'interface, élastiquement compressible, permet de compenser la différence de courbure entre la surface d'extrémité du support de l'outil et la surface optique.
    • OBJET DE L'INVENTION
  • L'invention vise à fournir un outil de surfaçage performant en matière de productivité et de qualité d'aspect obtenue tout en restant simple, commode et économique à fabriquer.
  • Elle propose à cet effet un outil de surfaçage à qualité optique, comportant :
    • une embase comportant un support rigide et une collerette flexible entourant ledit support rigide, lequel support rigide présente une surface transversale d'extrémité, laquelle collerette présente une surface transversale d'extrémité située du même côté que la surface transversale d'extrémité du support rigide ;
    • une interface élastiquement compressible comportant une première surface transversale d'extrémité, une seconde surface transversale d'extrémité et une surface latérale s'étendant de la périphérie de la première surface transversale d'extrémité à la périphérie de la seconde surface transversale d'extrémité, la première surface transversale d'extrémité de l'interface élastiquement compressible étant assujettie à la surface transversale d'extrémité du support rigide et à la surface transversale d'extrémité de la collerette ; et
    • un tampon flexible présentant une première surface transversale d'extrémité assujettie à la seconde surface transversale d'extrémité de l'interface élastiquement compressible et une seconde surface transversale d'extrémité configurée pour être appliqué contre une surface à travailler, lequel tampon comporte une partie centrale qui se trouve au droit de la surface transversale d'extrémité du support rigide et une partie périphérique qui se trouve transversalement au-delà de cette surface transversale d'extrémité ;
    caractérisé en ce que ladite partie périphérique est raccordée au support exclusivement par ladite interface et par ladite collerette, laquelle collerette est configurée pour que l'outil soit déformable élastiquement entre une position de repos qu'il prend en l'absence de sollicitation et une position de référence où la seconde surface transversale d'extrémité du tampon flexible est plaquée contre une surface de référence qui est sphérique à rayon compris entre 40 mm et 1500 mm.
  • Contrairement par exemple à l'outil de surfaçage connu notamment par la demande de brevet français 2 900 356 , laquelle est la base pour le préambule de la revendication 1 et à laquelle correspond la demande de brevet américain 2008/0171502 , il n'y a pas de moyens de rappel élastique tels qu'une pièce étoilée raccordant la partie périphérique du tampon au support.
  • Bien que cela soit surprenant, il s'avère qu'en fait il est possible de configurer la collerette, par exemple ainsi qu'exposé ci-après, pour que la collerette soit suffisamment déformable élastiquement pour qu'il ne soit pas besoin de tels moyens de rappel élastique.
  • Le caractère élastique de la déformation de l'outil entre la position de repos et la position de référence signifie que l'outil n'est pas déformé de façon permanente, c'est-à-dire que quand on cesse de plaquer l'outil contre la surface de référence il revient à la position de repos, avec éventuellement un délai de quelques secondes.
  • Grâce à son nombre de composants réduit, l'outil selon l'invention est simple, commode et économique à fabriquer.
  • En outre, il est possible de configurer l'outil selon l'invention, par exemple ainsi qu'expliqué ci-après, pour que l'outil ait la capacité d'exercer une pression relativement uniforme sur la surface à travailler, ce qui est favorable aux performances de productivité et de qualité d'aspect du surfaçage effectué.
  • Selon des caractéristiques avantageuses, ladite collerette est configurée pour que l'outil soit déformable élastiquement entre ladite position de repos qu'il prend en l'absence de sollicitation et :
    • dans le cas où ladite surface à travailler est concave, aussi bien jusqu'à une première position de référence concave où la seconde surface transversale d'extrémité du tampon flexible est plaquée contre une première surface de référence concave qui est sphérique concave à rayon de 1500 mm que jusqu'à une deuxième position de référence concave où la seconde surface transversale d'extrémité du tampon flexible est plaquée contre une deuxième surface de référence concave qui est sphérique concave à rayon de 40 mm ; ou
    • dans le cas où ladite surface à travailler est convexe, aussi bien jusqu'à une première position de référence convexe où la seconde surface transversale d'extrémité du tampon flexible est plaquée contre une première surface de référence convexe qui est sphérique convexe à rayon de 40 mm que jusqu'à une deuxième position de référence convexe où la seconde surface transversale d'extrémité du tampon flexible est plaquée contre une deuxième surface de référence convexe qui est sphérique convexe à rayon de 1500 mm.
  • L'outil est ainsi capable de se déformer élastiquement aussi bien de la position de repos jusqu'à la première position de référence que de la position de repos jusqu'à la deuxième position de référence, et donc de se déformer élastiquement sur une gamme de courbure particulièrement étendue.
  • Grâce à la capacité qu'a l'outil de se déformer élastiquement sur une plage de courbures aussi étendue, un ensemble formé par une machine de surfaçage et par un outil selon l'invention peut surfacer la plupart des lentilles ophtalmiques courantes.
  • On notera à ce sujet qu'au contraire, avec les outils déjà connus, il faut généralement trois modèles différents d'outils, à courbures différentes en position de repos, pour pouvoir surfacer la même plage de courbures.
  • Le caractère universel de l'outil selon l'invention est particulièrement avantageux en matière de productivité puisqu'il n'est pas besoin de changer d'outil lorsqu'on change de courbure de la surface à travailler.
  • Selon des caractéristiques avantageuses :
    • la valeur de l'effort appliqué sur le support coaxialement à l'outil alors que l'outil est coaxial à la surface de référence pour faire passer l'outil de la position de repos à la position de référence est compris entre 30 N et 180 N ;
    • ladite collerette est configurée pour que le ratio effort sur déplacement entre, d'une part, la valeur de l'effort appliqué sur le support coaxialement à l'outil alors que l'outil est coaxial à la surface de référence pour faire passer l'outil de la position de repos à la position de référence et, d'autre part, la valeur du déplacement du support entre la position de repos et la position de référence est compris entre 3 N/mm et 15 N/mm avec une vitesse de déplacement imposée de 25 mm/s ;
    • ledit ratio effort sur déplacement est compris entre 5 N/mm et 8 N/mm avec une vitesse de déplacement imposée de 25 mm/s ;
    • la surface transversale d'extrémité de la collerette est à fleur de la surface transversale d'extrémité du support ;
    • la collerette est subdivisée en pétales ;
    • lesdits pétales sont subdivisés par des fentes orientées radialement ;
    • chaque pétale prend racine latéralement audit support rigide ;
    • chaque pétale a une épaisseur qui varie en fonction de la distance x à son extrémité distale, avec pour chaque distance x l'épaisseur qui est constante ;
    • à chaque distance x, l'épaisseur h(x) du pétale est donnée par la formule : h x 3 = K b x ∫ 0 x ∫ 0 x b x dx dx
      Figure imgb0001
       avec b(x) qui est la largeur du pétale à la distance x et K une constante ;
    • la largeur du pétale en fonction de la distance x à l'extrémité distale du pétale est exprimable sous la forme d'un polynôme : b x = ∑ i = 0 n a n x n = a 0 + a 1 x + a 2 x 2 + ⋯ + a n x n
      Figure imgb0002
       de sorte qu'à chaque distance x l'épaisseur du pétale est donnée par la formule : h x 3 = K b x a 0 x 2 2 + a 1 x 3 6 + … + a n x n + 2 n + 1 n + 2 ;
      Figure imgb0003
    • les pétales sont en forme de tronc de secteur angulaire de sorte que la largeur du pétale en fonction de la distance x à l'extrémité distale du pétale est exprimable sous la forme du polynôme : b x = a 0 + a 1 x
      Figure imgb0004
       de sorte qu'à chaque distance x l'épaisseur du pétale est donnée par la formule : h x 3 = K b x a 0 x 2 2 + a 1 x 3 6 ;
      Figure imgb0005
    • à chaque distance x de l'extrémité distale du pétale, l'épaisseur du pétale est inférieure à : h MAX = Rσ MAX 2 E
      Figure imgb0006
       avec σMAX qui est la limite en traction de la matière des pétales, E qui est le module d'élasticité de la matière des pétales et R qui est l'inverse de la différence de courbure entre la position de repos et la position de référence de l'outil ; et/ou
    • le ratio entre l'aire de la surface transversale d'extrémité de la collerette, c'est-à-dire l'aire totale de la surface des pétales, et l'aire de la surface annulaire correspondante est compris entre 30 et 80%.
  • L'invention vise également un ensemble comportant une machine de surfaçage et un outil tel qu'exposé ci-dessus, dans lequel ladite machine est configurée pour appliquer sur le support de l'outil un effort machine prédéterminé de valeur constante, et ledit outil est configuré pour que la valeur de l'effort appliqué sur le support coaxialement à l'outil alors que l'outil est coaxial à la surface de référence pour faire passer l'outil de la position de repos à la position de référence est compris entre 85% et 100% de ladite valeur constante de l'effort machine.
    • BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ceux-ci :
    • les figures 1 et 2 sont des vues respectivement en perspective et en coupe d'un premier mode de réalisation d'un outil de surfaçage selon l'invention, en position de repos ;
    • la figure 3 est vue semblable à la figure 2, mais montrant cet outil en cours de surfaçage d'une surface d'un verre ophtalmique ;
    • la figure 4 est une vue en perspective-coupe de l'embase d'un deuxième mode de réalisation de l'outil dont la surface transversale d'extrémité du support rigide et de la collerette sont planes (et non convexes) en position de repos ;
    • la figure 5 est une vue schématique en coupe illustrant ce mode de réalisation de l'outil de surfaçage en position de repos sur une surface de référence concave ;
    • la figure 6 est une vue schématique en coupe illustrant une autre surface de référence concave ;
    • la figure 7 est un graphe illustrant, pour ce mode de réalisation de l'outil, la relation entre l'effort F appliqué, porté en ordonnées, et le déplacement z correspondant, porté en abscisses, les différentes courbes correspondant à différents échantillons de ce mode de réalisation de l'outil ;
    • la figure 8 est un graphe semblable à la figure 7, mais montrant uniquement deux courbes ainsi que deux lignes correspondant à un certain effort et à une certaine distance, afin d'expliquer le comportement des échantillons correspondant de l'outil ;
    • la figure 9 est une vue schématique en coupe de l'embase de ce mode de réalisation de l'outil appliquée sur la surface de référence concave de la figure 5, montrée en trait mixte, la position de repos de l'embase étant montrée en trait interrompu ;
    • les figures 10 et 11 sont des vues semblables aux figures 4 et 5 pour un troisième mode de réalisation de l'outil dont la surface transversale d'extrémité du support rigide et de la collerette sont concaves en position de repos ;
    • la figure 12 est une vue schématique en coupe illustrant une surface de référence convexe différente de celle illustrée sur la figure 11 ; et
    • les figures 13 à 17 sont des vues en perspective de l'embase d'autres modes de réalisation de l'outil de surfaçage.
    DESCRIPTION DETAILLEE D'EXEMPLES DE REALISATION
  • L'outil 10 illustré sur les figures 1 et 2 comporte :
    • une embase 11 comportant un support rigide 12 et une collerette flexible 13 entourant le support rigide 12, lequel support rigide 12 présente une surface transversale d'extrémité 14, laquelle collerette 13 présente une surface transversale d'extrémité 15 située du même côté que la surface transversale d'extrémité 14 du support rigide 12 ;
    • une interface élastiquement compressible 16 comportant une première surface transversale d'extrémité 17, une seconde surface transversale d'extrémité 18 et une surface latérale 19 s'étendant de la périphérie de la première surface transversale d'extrémité 17 à la périphérie de la seconde surface transversale d'extrémité 18, la première surface transversale d'extrémité 17 de l'interface élastiquement compressible 16 étant assujettie à la surface transversale d'extrémité 14 du support rigide 12 et à la surface transversale d'extrémité 15 de la collerette 13 ; et
    • un tampon flexible 20 présentant une première surface transversale d'extrémité 21 assujettie à la seconde surface transversale d'extrémité 18 de l'interface élastiquement compressible 12 et une seconde surface transversale d'extrémité 22 configurée pour être appliquée contre une surface à travailler 23 (figure 3), lequel tampon 20 comporte une partie centrale 24 qui se trouve au droit de la surface transversale d'extrémité 14 du support rigide 12 et une partie périphérique 25 qui se trouve transversalement au-delà de cette surface transversale d'extrémité 14.
  • Dans l'embase 11 la collerette flexible 13 est transversalement au-delà du support rigide 12, qui est disposé centralement.
  • La collerette flexible 13 a un diamètre externe (grand diamètre) semblable au diamètre externe de l'interface 16 et du tampon 20.
  • Le diamètre interne (petit diamètre) de la collerette flexible 13 correspond au diamètre externe du support 12, la collerette 13 prenant racine latéralement au support 12.
  • Le support rigide 12 et la collerette périphérique flexible 13 sont en matière plastique moulée d'une seule pièce, le support 12 étant massif au moins au voisinage de la surface 14 afin de présenter la rigidité requise tandis que la collerette 13 est à faible épaisseur de paroi afin d'être flexible.
  • La collerette 13 présente huit fentes 26 orientées radialement et réparties équi-angulairement, de sorte que la collerette 13 est subdivisée en huit pétales 27 chacun conformé globalement en tronc de secteur angulaire.
  • La subdivision de la collerette 13 en pétales contribue à permettre à cette collerette d'être flexible afin de se conformer à différentes courbures de surfaces à polir.
  • La surface 14 du support 12 est à fleur de la surface 15 de la collerette 13 située du même côté.
  • De l'autre côté, le support 12 présente un fût saillant 28 qui sert à raccorder l'outil 10 à la broche d'une machine de surfaçage 29 montrée de façon simplifiée sur la figure 3 par les flèches 30 et 31 qui symbolisent les efforts d'entraînement appliqués sur l'outil 10 par la machine 29, qui seront décrits plus loin.
  • Le fût 28 présente une cavité 32 d'accueil de la tête de broche. La cavité 32 présente une portion sphérique 33 conformée globalement comme trois-quarts d'une sphère et une nervure annulaire 34.
  • La tête de broche prévue pour être accueillie dans la cavité 32 comporte une extrémité en portion de sphère conformée comme la portion 33 et une portion cylindrique de plus petit diamètre que la nervure 34.
  • L'assemblage entre le fût 28 et la broche de la machine se fait par simple encliquetage, l'épaisseur de paroi du fût 28 étant suffisamment faible pour pouvoir se déformer afin que la partie sphérique de la tête de broche se loge dans la portion 33.
  • Lorsque la tête de broche est engagée dans la cavité 32, l'outil 10 coopère en liaison rotule par rapport à la broche.
  • Comme indiqué ci-dessus, le diamètre de l'interface 16 et du tampon 20 correspond au diamètre externe de la collerette 13.
  • L'assujettissement entre l'interface 16 et l'embase 11 s'effectue par collage entre la surface 17 de l'interface 16 et les surfaces 14 et 15 de l'embase 11.
  • Dans l'exemple illustré, l'interface élastiquement compressible 16 est une mousse ayant une épaisseur de l'ordre de 9 mm et le tampon souple 20 a une épaisseur de l'ordre de 1 mm.
  • Le diamètre de l'interface 16 et du tampon 20 est de l'ordre de 55 mm.
  • Lorsque l'embase 11 est au repos, c'est-à-dire en l'absence de sollicitations externes, la surface 15 de la collerette 13 qui, comme indiqué ci-dessus, est à fleur de la surface 14, est conformée dans le prolongement de la surface 14. Ici, les surfaces 14 et 15 sont conformées comme une même portion de sphère.
  • Dans l'exemple illustré sur les figures 1 à 3, lorsque l'outil 10 est en position de repos, la surface d'extrémité 14 du support 12 et la surface d'extrémité 15 de la collerette 13 sont conformées comme une portion de sphère ayant un rayon de courbure de l'ordre de 110 mm.
  • Grâce à la collerette 13, la surface de contact entre l'interface 16 et l'embase 11 est particulièrement importante puisque cette surface de contact correspond à la surface 14 et à la surface 15.
  • La figure 3 montre une lentille ophtalmique 35 dont la surface optique 23 est en cours de surface par l'outil 10, afin d'en diminuer la rugosité.
  • La machine 29 met l'outil 10 au contact de la surface 23 par la surface 22 du tampon 20. La machine 29 maintient sur la surface 23, par l'exercice de l'effort 31, une pression suffisante de l'outil 10 pour que, par déformation de l'interface 16, le tampon 20 épouse la forme de la surface optique 23.
  • Tout en arrosant la surface optique 23 au moyen d'un fluide, on entraîne en rotation la lentille 35 comme montré par la flèche 36, le frottement contre l'outil 10 étant suffisant pour entraîner l'outil 10 en rotation.
  • Un décentrement variable au cours de l'opération, grâce à l'effort d'entraînement à va-et-vient 30, assure le mouvement relatif et le balayage.
  • L'opération de surfaçage nécessite un abrasif qui peut être contenu dans le tampon 20 ou dans le fluide.
  • Au cours du surfaçage, l'interface 16, élastiquement compressible, permet de compenser la différence de courbure entre la surface d'extrémité 14 du support 12 de l'outil et la surface optique 23.
  • La partie périphérique 25 du tampon 20 est raccordée au support 12 exclusivement par l'interface 16 et par la collerette 13.
  • Contrairement par exemple à l'outil de surfaçage connu notamment par la demande de brevet français 2 900 356 à laquelle correspond la demande de brevet américain 2008/0171502 , il n'y a pas de moyens de rappel élastique tels qu'une pièce étoilée raccordant la partie périphérique du tampon au support.
  • La collerette 13 est en effet configurée pour être suffisamment déformable élastiquement pour qu'il ne soit pas besoin de tels moyens de rappel élastique.
  • L'embase 11, qui doit à la fois être rigide au voisinage de la surface d'extrémité 14, flexible au niveau du fût 28 pour permettre l'encliquetage de la broche de la machine et élastique au niveau de la collerette 13, est avantageusement en PA11, en POM, en PA66, en PUR ou en ELASTOLLAN®.
  • Par exemple, il existe une nuance de PA11 qui a un module d'élasticité E (module d'Young) de 1320 N/mm2 et une limite élastique en traction σMAX de 35 N/mm2; et la nuance 1164D de l'ELASTOLLAN® a un module d'élasticité E de 300 N/mm2 et une limite élastique en traction σMAX de 40 N/mm2.
  • On notera que ces matières offrent un ratio σMAX/E relativement élevé, qui les rend particulièrement appropriées pour mettre en œuvre la collerette 13, ainsi qu'expliqué ultérieurement.
  • Une autre matière intéressante est par exemple le PA66, dont une nuance a un module d'élasticité de 2500 N/mm2.
  • La collerette 13 est configurée pour que l'outil 10 soit déformable élastiquement entre la position de repos qu'il prend en l'absence de sollicitation (figures 1 et 2) et une ou plusieurs positions de référence où la surface 22 est entièrement plaquée contre une surface de référence concave ou différentes surfaces de référence concaves, de même que sur la figure 3 où toute la surface 22 de l'outil 10 est plaquée contre la surface 23.
  • L'outil 10 est ici capable de se déformer élastiquement sur une plage de courbures particulièrement étendue, puisqu'il est configuré pour se déformer élastiquement de la position de repos aussi bien :
    • jusqu'à une première position de référence concave où la seconde surface transversale d'extrémité 22 du tampon flexible 20 est entièrement plaquée contre une première surface de référence concave 37 (figure 6) qui est sphérique concave à rayon de 1500 mm ;
    • que jusqu'à une deuxième position de référence concave où la seconde surface transversale d'extrémité 22 du tampon flexible 20 est entièrement plaquée contre une deuxième surface de référence concave 40 (figure 5) qui est sphérique concave à rayon de 40 mm.
  • La première surface de référence concave 37 fait partie d'un support d'essai 38. La deuxième surface de référence 40 fait partie d'un support d'essai 41.
  • Le caractère élastique de la déformation de l'outil entre la position de repos et chacune des première et deuxième positions de référence signifie que l'outil n'est pas déformé de façon permanente, c'est-à-dire que quand on cesse de plaquer l'outil contre la surface de référence 37 ou 40, il revient à la position de repos, avec éventuellement un délai de quelques secondes.
  • Ce caractère élastique de l'outil 10 est fourni par l'interface 16 et par la collerette 13, ici grâce à sa subdivision en pétales et à la géométrie des pétales qui a été conçue en conséquence, ainsi qu'expliqué ultérieurement.
  • Grâce à la capacité qu'a l'outil 10 de se déformer élastiquement sur une plage de courbures aussi étendue, l'ensemble formé par la machine 29 et par l'outil 10 peut surfacer la plupart des lentilles ophtalmiques courantes.
  • On notera à ce sujet qu'avec les outils déjà connus, il faut généralement trois modèles différents d'outils, à courbures différentes en position de repos, pour pouvoir surfacer la même plage de courbures.
  • Le mode de réalisation de l'outil 10 illustré sur les figures 4 et 5 est identique au mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3 si ce n'est qu'en position de repos la surface transversale d'extrémité 14 du support 12 et la surface transversale d'extrémité 15 de la collerette 13 sont planes.
  • La figure 5 montre cet outil 10 en position de repos sur la deuxième surface de référence concave 40.
  • Comme indiqué ci-dessus, la surface de référence concave 40 a un rayon de 40 mm.
  • Le support 41 auquel appartient la surface de référence 40 fait partie d'un dispositif d'essai 42 qui est utile à la mise au point de l'outil de surfaçage 10 pour sélectionner les meilleurs candidats parmi des échantillons (outils prototypes) réalisés avec différents dimensionnements et différentes matières.
  • Le dispositif d'essai 42 comporte un organe dynamique d'application d'un effort linéaire symbolisé par la flèche 43. Cet organe comporte à son extrémité distale une tête semblable à la tête d'une broche d'une machine de surfaçage qui est engagée dans la cavité 32 du fût 28.
  • La tête de l'organe 43 est déplacée à une vitesse contrôlée prédéterminée, par exemple 25 mm/s, coaxialement à l'outil 10 alors que l'outil 10 est coaxial à la surface 40. Ainsi, un effort d'intensité F est appliqué sur le support 12 coaxialement à l'outil 10 alors que l'outil 10 est coaxial à la surface 40.
  • L'intensité de l'effort F est mesurée et enregistrée pendant le déplacement de l'organe 43. L'on cesse d'entraîner l'organe 43 quand un seuil prédéterminé est atteint, par exemple 160 N.
  • La figure 7 est un graphe montrant le résultat de tels essais, réalisés à une vitesse de 25 mm/s jusqu'à atteindre une valeur d'effort de 160 N.
  • Le déplacement z de l'organe 43 est porté en abscisses et l'effort F en ordonnées.
  • Les courbes C1 à C10 correspondent chacune à un échantillon différent.
  • Les courbes à suffixe impair, par exemple C1 et C3, concernent des échantillons ayant une même interface 16 d'une première nature. Les courbes à suffixe pair, par exemple C2 et C4, concernent des échantillons ayant la même interface 16 d'une deuxième nature, plus souple que l'interface 16 de première nature.
  • Les courbes ayant deux suffixes successifs dont le premier est impair et le second est pair, par exemple C1 et C2, concernent des échantillons ayant la même embase 11, par exemple les courbes C1 et C2 concernent des échantillons ayant une embase 11 d'une première nature et les courbes C3 et C4 des échantillons ayant une même embase 11 d'une deuxième nature. Les embases 11 des différentes natures diffèrent les unes des autres uniquement par l'épaisseur moyenne des pétales 27, qui décroit avec les suffixes des courbes (les courbes C1 et C2 concernent les échantillons ayant les pétales 27 de plus grande épaisseur moyenne tandis que les courbes C9 et C10 concernent les échantillons ayant les pétales 27 de plus petite épaisseur moyenne).
  • Tous les échantillons ont le même tampon flexible 20.
  • Tant que la distance d (figure 5) entre le centre de la surface 22 du tampon 20 et la surface 40 n'est pas nulle, c'est-à-dire tant que la surface 22 n'est pas entièrement plaquée contre la surface 40, la distance d varie comme le déplacement z. Ensuite, le déplacement z correspond à la compression de l'interface 16.
  • On voit que pour les outils les plus flexibles, les courbes (par exemple C9 et C10) présentent un changement de pente assez net, à partir de l'effort pour lequel la surface 22 a entièrement été plaquée contre la surface 40.
  • La figure 8 est un graphe semblable à la figure 7, mais montrant uniquement les courbes C1 et C10 ainsi qu'une ligne horizontale correspondant à l'intensité fixe prédéterminée de l'effort 31 exercé par la machine 29 sur l'outil 10 (intensité de l'ordre de 80 N) et une ligne verticale correspondant à la distance d quand l'outil 10 est en position de repos (distance de l'ordre de 12 mm).
  • Comme le montre la double flèche 44, l'outil que concerne la courbe C1 ne fléchit pas assez sous l'effort 31 pour être entièrement plaqué contre la surface 40 : pour l'intensité de l'effort 31 le déplacement z est très inférieur à la distance d en position de repos de l'outil.
  • Il en résulte qu'avec l'effort 31, l'outil que concerne la courbe C1 exerce sur la surface 40 une pression de contact trop localisée au bord.
  • Comme le montre la double flèche 45, l'outil que concerne la courbe C10 est plaqué contre la surface 40 bien en-dessous de l'intensité de l'effort 31.
  • Il en résulte qu'avec l'effort 31, l'outil que concerne la courbe C10 exerce sur la surface 40 une pression trop localisée au centre.
  • On comprend qu'un outil dont la courbe passe par le point d'intersection entre les deux lignes de la figure 8 exerce une pression relativement uniforme sur la surface 40.
  • C'est le cas de l'outil que concerne la courbe C6.
  • On notera qu'un outil capable d'exercer une pression uniforme sur la surface à travailler aura un excellent comportement au surfaçage, qui lui conférera d'excellentes performances en matière de qualité d'aspect obtenue sur la surface travaillée et aussi en matière de rapidité d'exécution, l'uniformité de la pression favorisant la rapidité de l'atteinte de l'enlèvement suffisant de matière sur l'ensemble de la surface travaillée.
  • D'une façon générale, il est en pratique avantageux de configurer un outil 10 prévu pour travailler une surface concave de sorte que soit comprise entre 30 N et 180 N la valeur de l'effort appliqué sur le support 12 coaxialement à l'outil 10 alors que l'outil 10 est coaxial à une surface de référence concave semblable à la surface 40 (rayon de 40 mm).
  • Dans un ensemble tel que celui illustré sur la figure 3 où la machine 29 est configurée pour appliquer sur le support 12 de l'outil 10 un effort machine 31 prédéterminé de valeur constante, il est intéressant que l'outil 10 soit configuré pour que la valeur de l'effort appliqué sur le support 12 coaxialement à l'outil 10 alors que l'outil 10 est coaxial à une surface de référence telle que la surface 40 pour faire passer l'outil de la position de repos à une position où l'outil est plaqué contre cette surface, soit comprise entre 85% et 100% de cette valeur constante de l'effort machine.
  • Il ressort du graphe de la figure 7 qu'il est intéressant que la collerette 13 soit configurée pour que soit compris entre 3 N/mm et 15 N/mm avec une vitesse de déplacement imposée de 25 mm/s, le ratio effort sur déplacement entre, d'une part, la valeur de l'effort F appliqué sur le support 12 coaxialement à l'outil 10 alors que l'outil 10 est coaxial à la surface 40 pour faire passer l'outil de la position de repos à la position où la surface 22 est plaquée contre la surface 40 et, d'autre part, la valeur du déplacement z du support entre la position de repos et la position où la surface 22 est plaquée contre la surface 40.
  • Il ressort également du graphe de la figure 7 que des valeurs particulièrement intéressantes de ce ratio sont comprises entre 5 N/mm et 8 N/mm avec une vitesse de déplacement imposée de 25 mm/s.
  • Bien entendu, les essais décrits ci-dessus à l'appui des figures 5, 7 et 8 sont effectués à température ambiante.
  • On va maintenant décrire comment sont agencés les pétales 27 pour procurer à l'outil 10 la capacité de déformation élastique décrite ci-dessus.
  • Chaque pétale 27 a une épaisseur qui varie en fonction de la distance x à son extrémité distale, avec pour chaque distance x l'épaisseur qui est constante.
  • En pratique, l'épaisseur de chaque pétale augmente entre son extrémité distale et sa racine par laquelle il se raccorde latéralement au support rigide 12.
  • On va maintenant décrire un exemple de détermination de la géométrie des pétales 27.
  • On suppose, comme montré sur la figure 9, que l'embase 11 illustrée sur la figure 4 est appliquée sur la surface 40, montrée en trait mixte (la position de l'embase 11 quand l'outil 10 est au repos est montrée en trait interrompu).
  • La surface d'extrémité 14 du support rigide 12 n'est pas déformable et ne se conforme donc pas à la surface 40.
  • On suppose que la flexibilité de la collerette 13 est telle que la surface 15 de la collerette 13 se conforme à la surface 40, c'est-à-dire que la surface 15 est entièrement plaquée sur la surface 40.
  • Ainsi, pour chaque pétale 27 la surface 15 prend la même courbure que la surface 40, c'est-à-dire que pour chaque pétale 27 la surface 15 adopte un rayon de 40 mm.
  • On cherche dans ces conditions comment faire varier l'épaisseur des pétales 27 en fonction de la distance x à leur extrémité distale pour que la pression exercée par chaque pétale 27 sur la surface 40 soit uniforme.
  • On démontre qu'il en va ainsi quand, à chaque distance x, l'épaisseur h(x) du pétale est donnée par la formule : h x 3 = K b x ∫ 0 x ∫ 0 x b x dx dx
    Figure imgb0007
     avec b(x) qui est la largeur du pétale à la distance x et K une constante.
  • On démontre que la constante K est égale à 12 R Q sp E
    Figure imgb0008
     avec R qui est le rayon de la surface 40 (ici 40 mm) ; Qsp qui est la charge surfacique des pétales 27, supposée constante ; et E qui est le module d'élasticité (module d'Young) de la matière des pétales 27.
  • Ici où la surface 14 est considérée comme à l'écart de la surface 40 (la surface 14 ne se déforme pas et reste donc plane), la charge surfacique Qsp des pétales 27 est le ratio entre l'effort prévu pour être appliqué sur le support 12 (par exemple l'intensité de l'effort 31, de l'ordre de 80 N) et l'aire de la surface 15.
  • Si la largeur d'un pétale 27 en fonction de la distance x à l'extrémité distale du pétale est exprimable sous la forme d'un polynôme : b x = ∑ i = 0 n a n x n = a 0 + a 1 x + a 2 x 2 + ⋯ + a n x n
    Figure imgb0009
     alors à chaque distance x l'épaisseur du pétale est donnée par la formule : h x 3 = K b x a 0 x 2 2 + a 1 x 3 6 + … + a n x n + 2 n + 1 n + 2
    Figure imgb0010
  • Ici, les pétales sont en forme de tronc de secteur angulaire. En faisant l'approximation (assez précise) que chaque pétale est en forme de trapèze, la largeur du pétale en fonction de la distance x à l'extrémité distale du pétale est exprimable sous la forme du polynôme : b x = a 0 + a 1 x
    Figure imgb0011
  • Ainsi, à chaque distance x l'épaisseur du pétale est donnée par la formule : h x 3 = K b x a 0 x 2 2 + a 1 x 3 6
    Figure imgb0012
  • En ce qui concerne les valeurs de a0 et a1, pour chaque pétale la corde de l'arc suivant lequel est conformée l'extrémité distale est ici de 18 mm, la corde de l'arc suivant lequel est conformé l'extrémité proximale est ici de 5,4 mm, et la distance entre ces deux arcs est ici de 19 mm. Il en résulte que a0 est égal à 18 mm (à l'extrémité distale, x est égal à 0) et que a1 est égal à - 0,663 (à l'extrémité distale, x est égal à 19 et b est égal à 5,4).
  • En ce qui concerne la constante K, on choisit ici, pour avoir une marge de sécurité, de prendre des conditions plus sévères que celles mentionnées ci-dessus.
  • On rappelle (voir ci-dessus) que K est égale à 12 R Q sp E
    Figure imgb0013
     avec R qui est le rayon de la surface 40 ; Qsp qui est la charge surfacique des pétales 27 considérée ici comme constante et égale au ratio entre l'effort prévu pour être appliqué sur le support 12 et l'aire de la surface 15 ; et E qui est le module d'élasticité de la matière des pétales.
  • Par sécurité, pour R on prend 35 mm (au lieu de 40 mm) et pour l'effort prévu pour être appliqué sur le support 12 on prend 100 N (au lieu 80 N). L'aire de la surface 15 est de 1780 mm2 au total pour les huit pétales 27. Le module d'élasticité de la matière des pétales est de 2500 N/mm2. La constante K est alors égale à 0,0094.
  • On obtient ainsi la formule : h x 3 = 0,0094 18 − 0,663 x 9 x 2 − 0,1105 x 3
    Figure imgb0014
  • Le tableau suivant donne la valeur de h (en mm) en fonction de x (en mm) :
    x h
    0 0
    1 0,17
    2 0,27
    3 0,36
    4 0,44
    5 0,51
    6 0,59
    7 0,66
    8 0,73
    9 0,80
    10 0,87
    11 0,94
    12 1,01
    13 1,09
    14 1,16
    15 1,24
    16 1,33
    17 1,42
    18 1,52
    19 1,63
  • Avec une telle géométrie des pétales 27 (loi de variation de l'épaisseur liée au contour des pétales), quand on force les pétales 27 à se déformer conformément aux hypothèses de calcul, alors les pétales 27 exerceront sur la surface contre laquelle ils sont plaqués une pression uniforme (de valeur constante). On rappelle à cet égard qu'une des hypothèses de calcul est que la charge surfacique Qsp est constante.
  • Si la surface sphérique contre laquelle les pétales 27 sont plaqués a un rayon R différent de celui retenu pour le calcul (par exemple 40 mm au lieu de 35 mm), la pression exercée sur cette surface par les pétales 27 reste uniforme, mais évidemment d'intensité différente (plus le rayon R est petit plus la pression est élevée).
  • De même, si l'intensité de l'effort appliqué sur le support 12 est différente (par exemple 80 N au lieu de 100 N), la pression exercée par les pétales 27 reste uniforme mais d'intensité différente.
  • En pratique, dans l'outil 10, entre la surface à travailler et la surface 15 de la collerette 13, il y a le tampon flexible 20 et l'interface élastiquement compressible 16.
  • On comprend que si la surface 22 du tampon 20 est entièrement plaquée contre une surface sphérique par un effort exercé sur le support 12 coaxialement à l'outil alors que l'outil est coaxial à la surface à travailler, alors la surface 15 de la collerette 13 va prendre une conformation sphérique ou à peu près sphérique, et par conséquent la pression exercée par les pétales 27 sur l'interface élastiquement compressible sera uniforme ou à peu près uniforme. En conséquence, au droit de la collerette 13, la pression exercée par l'outil 10 sur la surface à travailler (via la surface 22 du tampon 20) sera uniforme ou à peu près uniforme.
  • En pratique, l'embase 11 exerce également une pression sur l'interface élastiquement compressible 16 par la surface transversale d'extrémité 14 du support 12. En conséquence, l'outil 10 exerce également (via la surface 22 du tampon 20) sur la surface à travailler une pression au droit du support 12.
  • Comme le support 12 n'exerce pas sur l'interface 16 d'effort dû à sa déformation (il est configuré pour ne pas se déformer), la pression exercée par le support 12 sur l'interface 16 (qui la transmet à la surface à travailler via le tampon 20) est en principe égale au ratio entre l'intensité de l'effort appliqué sur le support 12 et l'aire de la surface 14.
  • Pour tenir compte de la pression exercée par le support 12 sur l'interface 16, il est possible de configurer la géométrie des pétales 27 en prenant comme hypothèse que pour une surface à travailler ayant un rayon de courbure prédéterminé, par exemple 35 mm comme ci-dessus, la charge surfacique exercée par les surfaces 14 et 15 est uniforme, c'est-à-dire que la charge surfacique Qsp de la surface 15 des pétales 27 est égale à la charge surfacique de la surface 14 du support 12.
  • Par exemple, si comme ci-dessus l'intensité de l'effort exercé sur le support 12 est égale à 100 N et l'aire totale de la surface 15 (pour les huit pétales 27) est égale à 1780 mm2, et que l'aire de la surface 14 est égale à 201 mm2, alors la charge surfacique Qsp de la surface 15 sera prise égale à 100/(1780 + 201) = 0,050 N/mm2.
  • Pour le rayon R sélectionné pour configurer la géométrie des pétales 27 (par exemple 35 mm comme ci-dessus), la pression exercée par l'outil 10 sur la surface à travailler (via la surface 22 du tampon 20) sera la même au droit du support 21 et au droit de la collerette 13.
  • On rappelle (voir ci-dessus) que le caractère uniforme de la pression exercée par l'outil sur la surface à travailler permet de surfacer rapidement la surface à travailler et d'obtenir une qualité d'aspect.
  • Pour les rayons différents du rayon R sélectionné, la pression exercée par l'outil 10 sur la surface à travailler (via la surface 22 du tampon 20) sera différente au droit du support 21 et au droit de la collerette 13. Par exemple, pour les rayons plus grands que le rayon R sélectionné, la pression au droit de la collerette 13 sera plus petite que la pression au droit du support 12.
  • En pratique, l'outil est décentré par rapport à la surface à travailler et il est relativement fréquent que la surface à travailler ne soit pas sphérique, mais le comportement de l'outil dont les pétales sont configurés comme il vient d'être expliqué reste excellent.
  • On notera à cet égard que les surfaces que l'outil 10 est en mesure de surfacer ne se limitent pas aux surfaces sur lesquelles la surface 22 du tampon 20 peut être entièrement plaquée lorsque l'outil 10 et la surface à travailler sont centrées l'une par rapport à l'autre. Au contraire, l'outil 10 est en mesure de surfacer de nombreuses surfaces sur lesquelles la surface 22 est alors plaquée en grande partie, mais pas en totalité.
  • En outre de ce qui vient d'être expliqué, afin de permettre aux pétales de fléchir sans se gêner mutuellement tout en ayant une surface d'encollage suffisante entre l'interface 16 et l'embase 11, le ratio entre l'aire totale de la surface 15 des pétales et l'aire de la surface annulaire correspondante est compris entre 30 et 80%.
  • En outre de ce qui vient d'être expliqué, il convient également que la déformation de la matière des pétales 27 reste dans le domaine élastique.
  • On démontre que cette condition est satisfaite lorsqu'à chaque distance x de l'extrémité distale du pétale, l'épaisseur du pétale est inférieure à : h MAX = Rσ MAX 2 E
    Figure imgb0015
     avec σMAX qui est la limite élastique en traction de la matière des pétales, E qui est le module d'élasticité (module d'Young) de la matière des pétales et R qui est le rayon mentionné ci-dessus.
  • Si par exemple la matière de la collerette 13 (et donc de l'embase 11) est la nuance 1164D de l'ELASTOLLAN® qui, comme indiqué ci-dessus a un module d'élasticité E de 300 N/mm2 et une limite élastique en traction σMAX de 40 N/mm2, pour un rayon de courbure R de 35 mm, l'épaisseur maximale hMAX est de 2,33 mm.
  • On voit que plus le ratio σMAX/E est élevé, plus l'épaisseur maximale possible pour le pétale pourra être élevée, ce qui est important pour obtenir le comportement recherché pour l'outil, ainsi qu'expliqué ci-dessus à l'appui des figures 7 et 8.
  • Dans les exemples ci-dessus, le rayon R a été sélectionné comme représentant les conditions d'utilisation les plus sévères de l'outil, ici le plus petit rayon d'une surface concave.
  • L'outil sera alors capable de travailler également dans des conditions moins sévères.
  • On voit par exemple que si le rayon R est plus grand, l'épaisseur maximale hMAX des pétales est plus grande, de sorte que des pétales configurés pour le rayon le plus petit conviendront pour les autres rayons.
  • On notera que les formules données ci-dessus s'appliquent également lorsqu'au repos la surface 15 des pétales est courbée, à condition que R soit alors l'inverse de la différence de courbure entre la surface 15 en position de repos et la position courbée à atteindre.
  • Par exemple, si la surface transversale d'extrémité 15 de la collerette 13 a un rayon de 400 mm au repos et que la position courbée à atteindre a un rayon de 40 mm, alors R = 1/(1/40 - 1/400) = 1/(9/400) = 400/9 = 44,44 mm.
  • Le mode de réalisation de l'outil 10 illustré sur les figures 10 et 11 est semblable aux modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 3 et sur les figures 4 et 5, si ce n'est qu'en position de repos la surface d'extrémité 14 du support 12 et la surface d'extrémité 15 de la collerette 13 sont concaves (et non convexes comme sur les figures 1 à 3 ou planes comme sur les figures 4 et 5).
  • Ici, la surface 14 et la surface 15 sont conformées comme une portion de sphère ayant un rayon de courbure de l'ordre de 110 mm.
  • Alors que le mode de réalisation de l'outil 10 illustré sur les figures 1 à 3 et le mode de réalisation illustré sur les figures 4 et 5 sont prévus pour des surfaces à travailler concaves, le mode de réalisation illustré sur les figures 10 et 11 est prévu pour des surfaces à travailler convexes.
  • Ici, la collerette 13 est configurée pour que l'outil 10 soit déformable élastiquement entre la position de repos qu'il prend en l'absence de sollicitation (figures 10 et 11) et une ou plusieurs positions de référence où la surface 22 est entièrement plaquée contre une surface de référence convexe ou différentes surfaces de référence convexes.
  • Ici, l'outil 10 illustré sur les figures 10 et 11 est capable de se déformer élastiquement sur une plage de courbures particulièrement étendue, puisqu'il est configuré pour se déformer élastiquement de la position de repos aussi bien :
    • jusqu'à une première position de référence convexe où la seconde surface transversale d'extrémité 22 du tampon flexible 20 est entièrement plaquée contre une première surface de référence convexe 46 (figure 12) qui est sphérique convexe à rayon de 40 mm ;
    • que jusqu'à une deuxième position de référence convexe où la seconde surface transversale d'extrémité 22 du tampon flexible 20 est entièrement plaquée contre une deuxième surface de référence convexe 47 (figure 11) qui est sphérique convexe à rayon de 1500 mm.
  • La première surface de référence convexe 46 fait partie d'un support d'essai 48. La deuxième surface de référence convexe 47 fait partie d'un support d'essai 49.
  • D'une façon générale, la description donnée ci-dessus pour le mode de réalisation de l'outil 10 illustré sur les figures 1 à 3 et pour le mode de réalisation illustré sur les figures 4 et 5 s'applique au mode de réalisation de l'outil 10 illustré sur les figures 10 et 11, à condition de tenir compte de l'inversion de courbure.
  • Dans ces différents modes de réalisation de l'outil 10 ou dans d'autres modes de réalisation agencés de façon semblable, il est intéressant de mettre en œuvre la collerette 13 (et plus généralement l'embase 11) avec les caractéristiques suivantes :
    • module d'élasticité E de la matière de la collerette 13 (et donc de l'embase 11) compris entre 200 N/mm2 et 5000 N/mm2 ;
    • diamètre extérieur de la collerette 13 (et donc de l'embase 11) compris entre 20 et 90 mm ;
    • rayon de courbure de la surface transversale d'extrémité 15 dans la position de repos compris entre 30 et 500 mm ;
    • nombre de pétales compris entre 6 et 16 ;
    • longueur de chaque pétale comprise entre 10 et 30 mm ; et/ou
    • épaisseur de chaque pétale comprise entre 0,5 et 5 mm.
  • Dans des modes de réalisation semblables la constante K des formules ci-dessus est sélectionnée au moins partiellement de façon expérimentale, par exemple comme montré sur les figures 7 et 8.
  • Dans des variantes de l'outil 10, dans les positions de référence la surface 22 du tampon 20 n'est pas entièrement plaquée contre une surface de référence telle que 37, 40, 46 ou 47 mais n'est que partiellement plaquée, par exemple avec la partie de la surface 22 plaquée sur la surface à travailler qui a un rayon (si la partie plaquée comporte le centre de la surface 20) ou (si la partie plaquée est annulaire) qui présente une différence entre le rayon interne et le rayon externe égal(e) à au moins la moitié du rayon de la surface 22. Par exemple, si la surface 22 a un rayon de 55 mm et la partie plaquée comporte le centre de la surface 20, la partie plaquée a un rayon d'au moins 27,5 mm ; et si la partie plaquée est annulaire, la différence entre le rayon externe et le rayon interne de la partie plaquée est au moins de 27,5 mm.
  • Les figures 11 à 15 montrent différentes variantes de l'embase 11 où les pétales sont conformés différemment.
  • Dans la variante illustrée sur la figure 13, les fentes 26 entre les pétales 27 ont une plus grande amplitude angulaire et le nombre de pétales est plus élevé.
  • Dans la variante illustrée sur la figure 14, chaque pétale 27 comporte du côté du fût 28 (et donc du côté opposé à la surface transversale d'extrémité 15) une nervure saillante 50 orientée radialement.
  • Dans la variante illustrée sur la figure 15, chaque pétale 27 est en forme de Y rattachée par sa base au support rigide 12.
  • Dans la variante illustrée sur la figure 16, les pétales 27 sont subdivisés par des fentes 26 incurvées.
  • Dans la variante illustrée sur la figure 17, chaque pétale 27 prend racine sur une extrémité d'un bras 51 à section en U disposé transversalement à ce pétale, l'autre extrémité de ce bras prenant racine sur le support rigide 12.
  • Dans des variantes non illustrées :
    • les fentes 26 délimitant les pétales 27 présentent des formes différentes, par exemple avec des ondulations ; et/ou
    • dans l'embase 11, la collerette 13 est remplacée par une collerette flexible et élastique, mais non subdivisée en pétales.
  • De nombreuses autres variantes sont possibles en fonction des circonstances, et on rappelle à cet égard que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits et représentés, mais est limitée par les revendications ci-après.

Claims (15)

  1. Outil de surfaçage à qualité optique, comportant :
    - une embase (11) comportant un support rigide (12) et une collerette flexible (13) entourant ledit support rigide (12), lequel support rigide (12) présente une surface transversale d'extrémité (14), laquelle collerette (13) présente une surface transversale d'extrémité (15) située du même côté que la surface transversale d'extrémité (14) du support rigide (12) ;
    - une interface élastiquement compressible (16) comportant une première surface transversale d'extrémité (17), une seconde surface transversale d'extrémité (18) et une surface latérale (19) s'étendant de la périphérie de la première surface transversale d'extrémité (17) à la périphérie de la seconde surface transversale d'extrémité (18), la première surface transversale d'extrémité (17) de l'interface élastiquement compressible (16) étant assujettie à la surface transversale d'extrémité (14) du support rigide (12) et à la surface transversale d'extrémité (15) de la collerette (13) ; et
    - un tampon flexible (20) présentant une première surface transversale d'extrémité (21) assujettie à la seconde surface transversale d'extrémité (18) de l'interface élastiquement compressible (16) et une seconde surface transversale d'extrémité (22) configurée pour être appliquée contre une surface à travailler (23), lequel tampon (20) comporte une partie centrale (24) qui se trouve au droit de la surface transversale d'extrémité (14) du support rigide (12) et une partie périphérique (25) qui se trouve transversalement au-delà de cette surface transversale d'extrémité (14) ;
    caractérisé en ce que ladite partie périphérique (25) est raccordée au support (12) exclusivement par ladite interface (16) et par ladite collerette (13), laquelle collerette (13) est configurée pour que l'outil (10) soit déformable élastiquement entre une position de repos qu'il prend en l'absence de sollicitation et une position de référence où la seconde surface transversale d'extrémité (22) du tampon flexible (20) est plaquée contre une surface de référence (37, 40, 46, 47) qui est sphérique à rayon compris entre 40 mm et 1500 mm.
  2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite collerette (13) est configurée pour que l'outil (10) soit déformable élastiquement entre ladite position de repos qu'il prend en l'absence de sollicitation et :
    - dans le cas où ladite surface à travailler est concave, aussi bien jusqu'à une première position de référence concave où la seconde surface transversale d'extrémité (22) du tampon flexible est plaquée contre une première surface de référence concave (37) qui est sphérique concave à rayon de 1500 mm que jusqu'à une deuxième position de référence concave où la seconde surface transversale d'extrémité (22) du tampon flexible est plaquée contre une deuxième surface de référence concave (40) qui est sphérique concave à rayon de 40 mm ; ou
    - dans le cas où ladite surface à travailler est convexe, aussi bien jusqu'à une première position de référence convexe où la seconde surface transversale d'extrémité (22) du tampon flexible est plaquée contre une première surface de référence convexe (46) qui est sphérique convexe à rayon de 40 mm que jusqu'à une deuxième position de référence convexe où la seconde surface transversale d'extrémité (22) du tampon flexible est plaquée contre une deuxième surface de référence convexe (47) qui est sphérique convexe à rayon de 1500 mm.
  3. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la valeur de l'effort appliqué sur le support (12) coaxialement à l'outil (10) alors que l'outil (10) est coaxial à la surface de référence (40, 47) pour faire passer l'outil (10) de la position de repos à la position de référence est compris entre 30 N et 180 N.
  4. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite collerette (13) est configurée pour que le ratio effort sur déplacement entre, d'une part, la valeur de l'effort appliqué sur le support (12) coaxialement à l'outil alors que l'outil (10) est coaxial à la surface de référence (40, 47) pour faire passer l'outil (10) de la position de repos à la position de référence et, d'autre part, la valeur du déplacement du support (12) entre la position de repos et la position de référence est compris entre 3 N/mm et 15 N/mm avec une vitesse de déplacement imposée de 25 mm/s.
  5. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface transversale d'extrémité (15) de la collerette (13) est à fleur de la surface transversale d'extrémité (14) du support (12).
  6. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la collerette (13) est subdivisée en pétales (27).
  7. Outil selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits pétales (27) sont subdivisés par des fentes (26) orientées radialement.
  8. Outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque pétale (27) prend racine latéralement audit support rigide (12).
  9. Outil selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque pétale (27) a une épaisseur qui varie en fonction de la distance x à son extrémité distale, avec pour chaque distance x l'épaisseur qui est constante.
  10. Outil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'à chaque distance x, l'épaisseur h(x) du pétale (27) est donnée par la formule : h x 3 = K b x ∫ 0 x ∫ 0 x b x dx dx
    Figure imgb0016
     avec b(x) qui est la largeur du pétale à la distance x et K une constante.
  11. Outil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la largeur du pétale (27) en fonction de la distance x à l'extrémité distale du pétale est exprimable sous la forme d'un polynôme : b x = ∑ i = 0 n a n x n = a 0 + a 1 x + a 2 x 2 + ⋯ + a n x n
    Figure imgb0017
     de sorte qu'à chaque distance x l'épaisseur du pétale est donnée par la formule : h x 3 = K b x a 0 x 2 2 + a 1 x 3 6 + … + a n x n + 2 n + 1 n + 2
    Figure imgb0018
  12. Outil selon la revendication 11, caractérisé que les pétales (27) sont en forme de tronc de secteur angulaire de sorte que la largeur du pétale en fonction de la distance x à l'extrémité distale du pétale est exprimable sous la forme du polynôme : b x = a 0 + a 1 x
    Figure imgb0019
     de sorte qu'à chaque distance x l'épaisseur du pétale est donnée par la formule : h x 3 = K b x a 0 x 2 2 + a 1 x 3 6
    Figure imgb0020
  13. Outil selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'à chaque distance x de l'extrémité distale du pétale (27), l'épaisseur du pétale est inférieure à : h MAX = Rσ MAX 2 E
    Figure imgb0021
     avec σMAX qui est la limite en traction de la matière des pétales, E qui est le module d'élasticité de la matière des pétales et R qui est l'inverse de la différence de courbure entre la position de repos et la position de référence de l'outil.
  14. Outil selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que le ratio entre l'aire de la surface transversale d'extrémité (15) de la collerette (13), c'est-à-dire l'aire totale de la surface des pétales (27), et l'aire de la surface annulaire correspondante est compris entre 30 et 80%.
  15. Ensemble comportant une machine de polissage (29) et un outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel ladite machine (29) est configurée pour appliquer sur le support (12) de l'outil (10) un effort machine prédéterminé (31) de valeur constante, et ledit outil (10) est configuré pour que la valeur de l'effort (31) appliqué sur le support (12) coaxialement à l'outil (10) alors que l'outil est coaxial à la surface de référence (40) pour faire passer l'outil (10) de la position de repos à la position de référence est compris entre 85% et 100% de ladite valeur constante de l'effort machine (31).
EP17800905.6A 2016-12-09 2017-10-27 Outil de surfaçage à qualité optique Active EP3551376B1 (fr)

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FR1662259A FR3059921B1 (fr) 2016-12-09 2016-12-09 Outil de surfacage a qualite optique
PCT/FR2017/052965 WO2018104601A1 (fr) 2016-12-09 2017-10-27 Outil de surfaçage à qualité optique

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