WO2003074251A1 - Projecteur comprenant une lentille en verre et un support de lentille en matiere plastique et outil de surmoulage du support sur la lentille - Google Patents

Projecteur comprenant une lentille en verre et un support de lentille en matiere plastique et outil de surmoulage du support sur la lentille Download PDF

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    • F21S41/25—Projection lenses

Definitions

  • Projector comprising a glass lens and a plastic lens support and tool for overmolding the support on the lens.
  • the present invention relates to a headlight, such as a headlight of a motor vehicle, the aim of which is to illuminate the road or the road ahead of the vehicle.
  • the projector of the present invention can also be used in any type of lighting apparatus such as for example an overhead projector, a slide viewer, etc.
  • the present invention is therefore not limited to the particular application made of the projector, the primary function of which is to illuminate or more precisely to orient a light beam in a given direction. And to create this light beam, you need a light source placed in the projector. This light source generates heat, and in the case of a motor vehicle headlight, this heat is important; it is therefore necessary to use suitable materials resistant to this heat. This is true for all types of projectors intended to emit light. However, a preferred application remains that of a motor vehicle headlight.
  • the present invention also relates to a molding tool for molding the lens holder.
  • the particular type of headlamp of the invention comprises a lens support made of plastic material mounted on a reflector inside which is placed a light source, for example a bulb.
  • the lens support connected to the reflector also serves as a support means for supporting an elliptical or aspherical lens which is preferably made of glass.
  • these lenses comprise a substantially planar rear face facing the light source, that is to say the inside of the projector, and an optical face, usually curved, which faces towards the outside of the projector.
  • the rear face may, however, be curved or have a completely different shape.
  • this type of lens includes a peripheral flange which connects the front face to the rear face. This peripheral flange is used in most cases as a gripping member for the lens support.
  • the lens holder is attached to the lens at the flange.
  • the present invention relates more particularly to the method of fixing the glass lens to the plastic lens support.
  • the best known fixing techniques use bonding, snap-fastening, crimping, or other mechanical holding systems with deformable tabs or with pivoting lever.
  • a first drawback lies in the fact that the lens, when made of glass, which is still the case today, is relatively fragile and prone to breakage when it is subjected to an impact or an excessive load. This is precisely the case with the fixing techniques of the prior art in which it is difficult to control the forces or pressures generated by the snap-fastening, the crimping or the mechanical holding means. In practice, this results in a relatively high breakage rate during assembly.
  • the object of the present invention is already to remedy this drawback by considerably reducing, or even canceling, the rate of breakage of the lens when mounted on the lens support.
  • the thickness of the collar of the lens can vary with a conventional tolerance of the order of 3/10 mm. Since it is the optical front which must be positioned precisely with respect to the light source due to its technical characteristics, it is very advantageous to take reference on the front and / or on the front part of the flange surrounding the front face to position the lens relative to the lens support. All the fixing systems in which the lens is placed on the lens support at its rear face does not ensure proper positioning of the front face relative to the light source. This results in a loss of the optical characteristics of the entire projector. Therefore, the present invention also aims to provide a precise optical positioning of the optical front face of the lens relative to the lens support.
  • the present invention proposes that the support is fixed to the lens by overmolding, the plastic material constituting the support at least partially surrounding the flange of the lens. Thanks to the overmolding technique, it is possible to precisely control and automatically reproduce a constant pressure force on the lens when the lens support is going to be overmolded, that is to say injected around a part at least from the lens flange. In addition, it is possible to position the lens in the mold by taking reference on its optical face and / or on the part of the flange adjacent to the optical face. In addition, all the problems associated with the tolerance on the thickness of the flange which is compensated for by a more or less significant thickness of plastic material constituting the lens support are eliminated. Thus, it is possible to mount the glass lens on a plastic lens support overmolded in a fully automated or robotic manner, and this with a rate of breakage at mounting very reduced, or even zero, while ensuring perfect positioning of the lens relative to the lens holder.
  • the flange comprises an annular rear part, which advantageously extends in the same plane as the substantially planar rear face, an annular front part which extends around the front face and a wafer part which connects the rear part and the front part, the lens support coming into at least partial contact with the rear part and the edge portion of the flange.
  • the lens support extends at least partially over the front part of the flange.
  • the edge portion of the flange is chamfered, stripped or tapered towards the front portion.
  • the collar comprises at least one notch for locking in rotation.
  • the notch is formed in the front part and the edge part without extending to the rear part.
  • the present invention also relates to an overmolding tool or mold making it possible to overmold a lens support on a lens.
  • this overmolding tool comprises a support member intended to receive a lens on its optical front face, preferably resting on the front part of the flange and the front face, and a movable thrust element intended to come into contact supported on the rear face of the lens to press it on the support member. This guarantees perfect optical positioning of the lens, and more particularly of the optical front face of the lens relative to the lens support.
  • the pushing element is provided with a system for regulating the pressing force on the rear face of the lens in order to maintain the pressing force at a predetermined fixed value independently of the thickness of the flange measured between its front part and its rear part.
  • the support member comprises means for gripping the front face of the lens, advantageously by suction.
  • the support member is formed by a first mold element which comprises an imprint intended to form the external part of the lens support.
  • the pushing element comprises a peripheral impression part intended to form an internal peripheral edge of a support flange of the lens support which extends under the flange of the lens, so that a variation d he thickness of the lens flange only affects the thickness of the support flange.
  • the internal part of the lens holder is formed by a second mold element inside which the pushing element is movably mounted, the second mold element being movable relative to the first mold element, the first and second mold elements forming the entire lens support with the exception of the internal peripheral edge of the support flange formed by the pushing element.
  • FIG. 1 is a schematic view in cross section through a projector produced according to the invention
  • FIG. 2 shows in cross section an overmolding tool according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a view similar to that of Figure 2 for a second embodiment of an overmolding tool according to the invention, and - Figures 4a, 4b and 4c are enlarged views of a detail of the 'molding tool of Figure 3 for three respective embodiments.
  • FIG. 1 represents a headlight more particularly designed to be used as a headlight headlight for a motor vehicle.
  • this projector comprises a reflector 3 forming a reflection body 30 defining a peripheral fixing edge 32 as well as an opening 31 at the level of which is mounted a lamp holder 4 equipped with a bulb 5 which is positioned with precision inside the reflector 3.
  • the reflector is preferably made of glass to withstand the high temperatures generated by the bulb.
  • This reflector further comprises a lens support 1 fixed by one of its ends 12 to the edge 32 of the reflector 3.
  • This lens support 1 also comprises a body 10 defining at its end opposite edge 12 a fixing ring li to which is fixed a lens 2.
  • the lens is positioned precisely with respect to the assembly formed by the reflector 3 and the bulb 5.
  • the method of fixing the lens support 1 on the reflector 3 is not critical for the present invention and can therefore be produced using any fixing technique.
  • the lens support 1 is made of plastic, preferably in one piece.
  • the lens 2 it is here made of glass, but it could also be made of an appropriate plastic material.
  • the glass lens 2 comprises a flat rear face 22 turned towards the inside of the projector, that is to say towards the reflector 3.
  • the glass lens 2 comprises an optical front face here in the form of a dome 21 which faces the outside of the projector.
  • the glass lens 2 comprises a peripheral flange 23 which connects the rear face 22 to the front face 21.
  • the flange 23 forms a rear part 232 which is preferably located in the same plane as the rear face 22. In reality, the rear part of the flange 23 is formed by the external peripheral edge of the rear face 22.
  • the flange forms a portion of edge 233 which extends all around the lens and which consequently forms the outer edge of the lens.
  • the flange 23 also forms a front part 231 which surrounds the front face 21 in the form of a dome.
  • the front part 231 and the rear part 232 are substantially parallel so that the collar roughly has a substantially constant thickness.
  • the thickness of this flange cannot be manufactured with extreme precision: in practice, the tolerance on the thickness of the flange between its front part 231 and its rear part 232 is generally and conventionally of the order of 3 / 10 mm.
  • the fixing ring 11 of the lens support 1 forms in a single piece a collar 111 which extends in contact with and around the edge portion 233 of the flange of the lens 2 and a support flange 112 which extends in contact with the rear part 232 of the flange 23 of the lens 2.
  • Figure 4a is an enlargement showing the lens and its lens holder inside the tool used for their mounting. It can therefore be seen in FIG. 4a that the fixing ring 11 does not extend over the front part 231 of the flange 23.
  • the edge portion 233 of the flange 23 is chamfered or conical so that the rear part 232 has a larger diameter than the front part 231. In this way, the edge part 233 forms with the rear part 232 a protruding corner which ensures the attachment of the flange in the fixing crown 11.
  • the flange 23 is here circular, but it can also be oblong, elliptical or polygonal.
  • FIG. 4b which is a variant of FIG. 4a, it can be seen that the collar 111 of the fixing ring 11 is extended on the front part 231 of the flange 23 by a re-entrant flange 1111 which thus maintains the flange 23 pressed against the support flange 112.
  • FIG. 4c which represents yet another variant, it can be seen that the flange 23 is formed with a notch 234 which here extends over a part of the wafer 233 as well as over the front part 231 of the flange 23.
  • the part rear 232 is not affected by this notch 234.
  • its collar surrounding 111 forms a lug 1112 which penetrates inside the notch 234.
  • the notch which can very well extend to the rear part 232 of the flange 23.
  • the function of this notch is to block the lens in rotation relative to the lens support.
  • FIG. 4c which represents yet another variant
  • the lug 234 plays, so to speak, the same role as the re-entrant flange 1111 of FIG. 4b by keeping the flange 23 pressed against the support flange 112. It is possible to of course provide one or more notch (s) on the lens flange. One can also imagine a notch which extends over the entire periphery of the collar.
  • the particular shapes of the fixing ring 11 of the lens support shown in FIGS. 4a to 4c are obtained by overmolding of the lens support 1 on the lens 2.
  • the embodiments of FIGS. 4a to 4c should not be considered as unique or limiting: other shapes can be imagined and produced for the fixing ring 11 by an overmolding technique without departing from the scope of the invention.
  • the invention also provides an overmolding tool which is here declined in two versions visible in Figures 2 and 3 respectively.
  • the enlarged details of Figures 4a to 4c are taken from the embodiment of Figure 3 at the location designated by A.
  • the molding tool according to Figure 3 can be considered as the preferred embodiment or at least advantageous.
  • the molding tool of this first version comprises a first hollow mold element 8 which can for example be fixed.
  • This first mold element 8 comprises an internal cavity 81 intended to form the external part of the lens support 1.
  • a second mold element 9 which forms a central pin 90 defining a peripheral cavity 91 intended to form the internal part of the lens support 1.
  • this second mold element 9 forms a thrust surface 92 intended to come into thrust contact against the rear face 22 of the lens 2.
  • the second mold element 9 is mounted to move relative to the first fixed mold element 8.
  • a support or stop member 6 is provided which forms a support zone 62 which comes in reference contact on the lens 2 at its front face 21 and / or the front part 231 of the flange 23.
  • This support member 6 also defines an external peripheral edge, here annular, which defines an imprint portion intended to form the annular upper end surface of the fixing ring 11.
  • This support member 6 is mounted movably by compared to the first fixed mold element 8.
  • this support member 6 can be provided with a lens gripping system 7 which can for example be in the form of a suction cup adapted to grip the lens at the top of its dome formed by the face front 21 as can be seen in FIG. 2.
  • the external part of the lens support is formed by the first mold element 8 in combination with the support member 6 while the internal part as well as the edge fixing device 12 of the lens support 10 are formed by the second movable mold element 9, an additional function of which is to push the lens against the support member 6 using its pushing surface 92.
  • the second movable mold element 9 is provided with a thrust force regulation system making it possible to apply to the rear face 22 of the lens a constant thrust which is independent of the thickness of the flange which may vary due to manufacturing tolerance. This ensures that the lens is always subjected to a constant and equal pressure force which is of course fixed at a value much lower than that which can cause breakage of the lens. This ensures a zero or almost zero breakage rate of the lens during overmolding.
  • the peripheral edge 12 of the support 10 is formed by the second movable mold element 9, which induces a small inaccuracy during assembly if there are differences in thickness of the collar due to its tolerance of 3/10.
  • the support member is formed in one piece or at least integral with the first fixed mold element.
  • This new mold element is designated by the reference numeral 68 in FIG. 3 to express the combination of elements 6 and 8 in FIG. 2.
  • This mold element 68 is also fixed and can also be provided with a gripping system 7 under the shape of a suction cup.
  • the second movable mold element 9 it is here divided in two so as to obtain a complementary mold element 901 and a pushing element 902. It can be said that the mold element 9 in FIG. 2 has been divided to differentiate the mold function and the push function.
  • the complementary mold element 901 has an imprint 91 which is advantageously identical to that of the mold element 9 in FIG.
  • This complementary mold element 901 extends up to the level of the support flange 112 to form its lower face.
  • the thrust element 902 also forms a thrust surface 92 intended to come into thrust contact with the rear face 22 of the lens 2 in order to push it against the bearing zones 62 now formed by the element mold 68 and in contact with the lens 2 at its front face 21 as well as the flange 23 at its front part 231.
  • the thrust member 902 forms a peripheral impression ring 93 intended to form the substantially cylindrical internal peripheral edge 1120 of the support flange 112 of the lens support 1. All this is much more visible in FIG. 4a which is an enlargement of detail A of FIG. 3.
  • the fixed mold element 68 forms the imprint 81 of the external part of the mold support 1, the external upper peripheral stop at the corner 628, upper end of the collar 111 at the surface 621. It is also possible noticed er that this surface 621 comes into contact with the front part 231 of the flange 23. Beyond this annular surface 621, the mold element 68 defines a recess 624 formed by a step 622. The purpose of this recess 624 is avoid contact of the mold element 68 with the junction part 213 which connects the dome of the front face 21 with the front part 231 of the flange 23 due to the imprecision of its formation. This peripheral recess 624 precisely makes it possible to avoid improper positioning of the lens relative to the mold element 68.
  • the mold element 68 defines another support ring 623 intended to come into contact with the face before 21 in the shape of a dome just after its junction 213 with the front part 231. Thanks to these two reference contact zones, it is ensured that the lens is perfectly positioned axially with respect to the mold element 68.
  • the thrust member 902 it can be seen in FIG. 4a that it comes into contact with the rear face 22 with its thrust surface 92. It can also be seen that its part 93 forms the edge 1120 of the support flange 112.
  • the thrust member 902 is independent in displacement of the complementary mold element 901, which is fixed in position relative to the mold element 68 once the mold is closed, a variation in the thickness of the flange 23 of the lens only has the effect of increasing or reduce the thickness of the support flange 112, since the rear face 22 will be more or less distant from the mold element 901 as a function of its thickness. This implies that the fixing edge 12 of the lens support is always positioned at the same distance from the front part 21 of the lens whatever the thickness of the flange 23. This is not the case with the tool. overmolding of FIG. 2. It is even possible with the overmolding tool of FIG. 3 to use lenses having a manufacturing tolerance at the level of the thickness of the flange 23 which is greater than 3/10 because the support flange 112 will automatically and fully compensate for all of its thickness defects.
  • the thrust element 902 of the tool in FIG. 3 is also provided with a system for regulating the thrust force making it possible to apply a thrust to the lens. whose value is predetermined and fixed. Thus, any risk of breakage during overmolding is avoided.
  • the overmolding technique advantageously using an overmolding tool according to the invention, a pre-mounted support lens sub-assembly is obtained which has great precision as to the positioning of the lens relative to the fixing edge 12 of the support.
  • there are no subsequent mounting operations of the lens on the support since the latter is mounted at the same time as the manufacture of the support.
  • this molding technique it is possible with this molding technique to obtain a perfect seal of the lens at its flange.
  • Another advantage lies in the fact that the lens can be oriented relative to its support using for example the embodiment of FIG. 4c. The orientation of the lens in the molding tool can of course be carried out automatically.
  • the plastic material constituting the lens support is preferably transparent or translucent to allow better evacuation of the heat generated by the source (bulb) inside the projector.
  • the lens holder can also be metallized.

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Abstract

Projecteur comprenant un support de lentille (1) et une lentille en verre (2) destinée à être placée devant une source lumineuse (5), ladite lentille étant montée sur le support de lentille qui est solidaire de la source lumineuse, ledit support étant réalisé en matière plastique, ladite lentille comprenant une face arrière (22) destinée à être tournée vers la source lumineuse, une face avant optique (21) et une collerette périphérique (23) qui relie la face arrière et la face avant, le support de lentille venant en prise avec la lentille au niveau de ladite collerette, caractérisée en ce que le support (1) est fixé à la lentille (2) par surmoulage, la matière plastique constitutive du support venant entourer au moins partiellement la collerette (23) de la lentille.

Description

Projecteur comprenant une lentille en verre et un support de lentille en matière plastique et outil de surmoulage du support sur la lentille.
La présente invention concerne un projecteur, tel qu'un projecteur de phare de véhicule automobile dont le but est d'éclairer la route ou la chaussée en avant du véhicule. Toutefois, le projecteur de la présente invention peut également être utilisé dans tout type d'appareil d'éclairage tel que par exemple un rétroprojecteur, un visionneur de diapositives, etc. La présente invention n'est donc pas limitée à l'application particulière faite du projecteur dont la fonction première est d'illuminer ou plus précisément d'orienter un faisceau lumineux dans une direction donnée. Et pour créer ce faisceau lumineux, il faut une source de lumière placée dans le projecteur. Cette source de lumière génère de la chaleur, et dans le cas de phare de véhicule automobile, cette chaleur est importante ; il faut donc utiliser des matériaux adaptés résistant à cette chaleur. Ceci est vrai pour tous les types de projecteurs destinés à émettre de la lumière. Toutefois, une application privilégiée reste celle de phare de véhicule automobile. La présente invention concerne également un outil de moulage pour mouler le support de lentille.
Le type particulier de projecteur de l'invention comprend un support de lentille en matière plastique monté sur un réflecteur à l'intérieur duquel est placée une source lumineuse, par exemple une ampoule. Le support de lentille connecté au réflecteur sert d'autre part de moyen de support pour supporter une lentille elliptique ou asphérique qui est de préférence réalisée en verre. Conventionnellement, ces lentilles comprennent une face arrière sensiblement plane tournée vers la source lumineuse, c'est à dire l'intérieur du projecteur, et une face avant optique habituellement bombée qui est tournée vers l'extérieur du projecteur. La face arrière peut toutefois être bombée ou présenter une tout autre forme. En outre, ce type de lentille comprend une collerette périphérique qui relie la face avant à la face arrière. Cette collerette périphérique sert dans la plupart des cas d'organe de préhension pour le support de lentille. En d'autre terme, le support de lentille est fixé à la lentille au niveau de la collerette. La présente invention concerne plus particulièrement le mode de fixation de la lentille de verre sur le support de lentille en matière plastique. Il existe déjà de nombreuses techniques qui sont utilisés pour fixer la lentille sur le support de lentille. Les techniques de fixation les plus connues utilisent le collage, l'encliquetage, le sertissage, ou d'autres systèmes de maintien mécanique à pattes déformables ou à levier pivotant.
Il existe plusieurs inconvénients liés à ces techniques de fixation de l'art antérieur, plus particulièrement lorsqu'il s'agit d'encliquetage, de sertissage ou de système de maintien mécanique. Un premier inconvénient réside dans le fait que la lentille, lorsque réalisée en verre ce qui est aujourd'hui toujours le cas, est relativement fragile et sujette à la cassure lorsqu'elle subit un choc ou une charge trop importante. Ceci est précisément le cas avec les techniques de fixation de l'art antérieur dans lesquelles il est difficile de maîtriser les forces ou pressions générées par l'encliquetage, le sertissage ou les moyens de maintien mécanique. II en résulte en pratique un taux de casse au montage relativement important. La présente invention a déjà pour but de remédier à cet inconvénient en réduisant considérablement, voire en annulant, le taux de casse de la lentille au montage sur le support de lentille.
Un autre problème lié à la fixation de la lentille sur le support de lentille réside dans le fait que l'épaisseur de la collerette de la lentille peut varier avec une tolérance classique de l'ordre de 3/10 de mm. Etant donné que c'est la face avant optique qui doit être positionnée avec précision par rapport à la source lumineuse en raison de ses caractéristiques techniques, il est très avantageux de prendre référence sur la face avant et/ ou sur la partie avant de la collerette entourant la face avant pour positionner la lentille par rapport au support de lentille. Tous les systèmes de fixation dans lesquels la lentille est placée sur le support de lentille au niveau de sa face arrière n'assure pas un bon positionnement de la face avant par rapport à la source lumineuse. Il en résulte une perte des caractéristiques optiques de l'ensemble du projecteur. Par conséquent, la présente invention a également pour but d'assurer un positionnement optique précis de la face avant optique de la lentille par rapport au support de lentille.
Pour résoudre ces problèmes de l'art antérieur, la présente invention propose que le support soit fixé à la lentille par surmoulage, la matière plastique constitutive du support venant entourer au moins partiellement la collerette de la lentille. Grâce à la technique du surmoulage, il est possible de contrôler avec précision et de reproduire de manière automatisée une force de pression constante sur la lentille au moment où le support de lentille va être surmoulé, c'est à dire injecté autour d'une partie au moins de la collerette de la lentille. En outre, il est possible de positionner la lentille dans le moule en prenant référence sur sa face optique et/ou sur la partie de la collerette adjacente à la face optique. De plus, on élimine tous les problèmes liés à la tolérance sur l'épaisseur de la collerette qui est compensée par une épaisseur plus ou moins importante de matière plastique constitutive du support de lentille. Ainsi, il est possible de monter la lentille en verre sur un support de lentille en matière plastique surmoulé de manière totalement automatisée ou robotisée, et ceci avec un taux de casse au montage très réduit, voire nul, tout en garantissant un positionnement parfait de la lentille par rapport au support de lentille.
Avantageusement, la collerette comprend une partie arrière annulaire, qui s'étend avantageusement dans le même plan que la face arrière sensiblement plane, une partie avant annulaire qui s'étend autour de la face avant et une partie de tranche qui relie la partie arrière et la partie avant, le support de lentille venant en contact au moins partiel de la partie arrière et de la partie de tranche de la collerette. Optionnellement, le support de lentille s'étend au moins partiellement sur la partie avant de la collerette. En variante, la partie de tranche de la collerette est chanfreinée, dépouillée ou conique vers la partie avant.
Selon un autre mode de réalisation, il est également possible que la collerette comprenne au moins une encoche de blocage en rotation. Avantageusement, l'encoche est formée dans la partie avant et la partie de tranche sans s'étendre jusqu'à la partie arrière. La présente invention a également pour objet un outil de surmoulage ou moule permettant de surmouler un support de lentille sur une lentille. Selon l'invention, cet outil de surmoulage comprend un organe d'appui destiné à recevoir une lentille sur sa face avant optique en prenant appui de préférence sur la partie avant de la collerette et la face avant, et un élément de poussée mobile destiné à venir en contact appuyé sur la face arrière de la lentille pour la plaquer sur l'organe d'appui. On garantit ainsi un positionnement optique parfait de la lentille, et plus particulièrement de la face avant optique de la lentille par rapport au support de lentille. Avantageusement, l'élément de poussée est pourvu d'un système de régulation de la force d'appui sur la face arrière de la lentille pour maintenir la force d'appui à une valeur fixe prédéterminée indépendamment de l'épaisseur de la collerette mesurée entre sa partie avant et sa partie arrière. On garantit ainsi que la lentille est toujours soumise à une valeur de force d'appui constante qui est bien inférieure aux valeurs critiques ou limites auxquelles elle peut se casser mais suffisante pour éviter les infiltrations de plastiques durant le surmoulage. On évite par ce moyen tout risque de casse de la lentille. Avantageusement, l'organe d'appui comprend des moyens de préhension de la face avant de la lentille, avantageusement par aspiration.
Selon une autre caractéristique intéressante de l'invention, l'organe d'appui est formé par un premier élément de moule qui comprend une empreinte destinée à former la partie externe du support de lentille. Avantageusement, l'élément de poussée comprend une partie périphérique d'empreinte destinée à former un bord périphérique interne d'une bride d'appui du support de lentille qui s'étend sous la collerette de la lentille, de sorte qu'une variation d'épaisseur de la collerette de lentille n'affecte que l'épaisseur de la bride d'appui. De préférence, la partie interne du support de lentille est formée par un second élément de moule à l'intérieur duquel l'élément de poussée est monté mobile, le second élément de moule étant mobile par rapport au premier élément de moule, les premiers et seconds éléments de moule formant l'intégralité du support de lentille à l'exception du bord périphérique interne de la bride d'appui formé par l'élément de poussée. Avec un tel outil de surmoulage, on assure un positionnement précis de la lentille puisqu'une partie du moule prend directement appui sur la face avant de la lentille. Ce n'est plus la lentille qui est positionnée par rapport au support de lentille mais au contraire, on peut dire que c'est le support de lentille qui est formé de manière précisément positionnée par rapport à la lentille déjà existante. D'autre part, on peut utiliser grâce à ces techniques de surmoulage des lentilles ayant une collerette présentant une tolérance très importante, puisque tous les écarts d'épaisseur sont automatiquement et entièrement compensés par la matière plastique injectée constitutive du support de lentille. L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints donnant à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. Sur les figures :
- la figure 1 est une vue schématique en section transversale à travers un projecteur réalisé selon l'invention,
- la figure 2 représente en section transversale un outil de surmoulage selon une première forme de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 pour un second mode de réalisation d'un outil de surmoulage selon l'invention, et - les figures 4a, 4b et 4c sont des vues agrandies d'un détail de l'outil de moulage de la figure 3 pour trois variantes de réalisation respectives.
On se référera tout d'abord à la figure 1 qui représente un projecteur plus particulièrement conçu pour être utilisé en tant que projecteur de phare de véhicule automobile. De manière conventionnelle, ce projecteur comprend un réflecteur 3 formant un corps de réflexion 30 définissant un bord périphérique de fixation 32 ainsi qu'une ouverture 31 au niveau de laquelle est monté un porte- lampe 4 équipé d'une ampoule 5 qui est positionnée avec précision à l'intérieur du réflecteur 3. Le réflecteur est de préférence réalisé en verre pour résister aux hautes températures générées par l'ampoule. Ce réflecteur comprend en outre un support de lentille 1 fixé par une de ses extrémités 12 au bord 32 du réflecteur 3. Ce support de lentille 1 comprend également un corps 10 définissant à son extrémité opposée au bord 12 une couronne de fixation li a laquelle est fixée une lentille 2. La lentille est positionnée avec précision par rapport à l'ensemble formé par le réflecteur 3 et l'ampoule 5. Le mode de fixation du support de lentille 1 sur le réflecteur 3 n'est pas critique pour la présente invention et peut donc être réalisé à l'aide d'une technique de fixation quelconque.
Selon l'invention, le support de lentille 1 est réalisé en matière plastique, de préférence de manière monobloc. Quant à la lentille 2 elle est réalisée ici en verre, mais elle pourrait également être en une matière plastique appropriée.
Dans la forme de réalisation représentée sur les figures, la lentille de verre 2 comprend une face arrière plane 22 tournée vers l'intérieur du projecteur, c'est à dire vers le réflecteur 3. D'autre part, la lentille de verre 2 comprend une face avant optique ici en forme de dôme 21 qui est tournée vers l'extérieur du projecteur. En outre, la lentille de verre 2 comprend une collerette périphérique 23 qui relie la face arrière 22 à la face avant 21. Il s'agit là d'une configuration tout à fait classique pour une lentille utilisée dans les projecteurs de phares de véhicules. La collerette 23 forme une partie arrière 232 qui est de préférence située dans le même plan que la face arrière 22. En réalité, la partie arrière de la collerette 23 est formée par le bord périphérique externe de la face arrière 22. En outre, la collerette forme une partie de tranche 233 qui s'étend tout autour de la lentille et qui forme par conséquent le bord extérieur de la lentille. La collerette 23 forme également une partie avant 231 qui entoure la face avant 21 en forme de dôme. Avantageusement, la partie avant 231 et la partie arrière 232 sont sensiblement parallèles de sorte que la collerette présente grossièrement une épaisseur sensiblement constante. Toutefois, l'épaisseur de cette collerette ne peut être fabriquée avec une précision extrême : en pratique, la tolérance sur l'épaisseur de la collerette entre sa partie avant 231 et sa partie arrière 232 est généralement et classiquement de l'ordre de 3/10 de mm.
Selon l'invention, la couronne de fixation 11 du support de lentille 1 forme de manière monobloc un collier 111 qui s'étend en contact de et autour de la partie de tranche 233 de la collerette de la lentille 2 et une bride d'appui 112 qui s'étend en contact de la partie arrière 232 de la collerette 23 de la lentille 2. Ceci est visible sur la figure 1, mais de manière bien plus claire sur la figure 4a qui est un agrandissement montrant la lentille et son support de lentille à l'intérieur de l'outil qui sert à leur montage. On peut donc voir sur la figure 4a que la couronne de fixation 11 ne s'étend pas sur la partie avant 231 de la collerette 23. Toutefois, pour assurer un accrochage solide de la lentille sur la couronne de fixation 11, la partie de tranche 233 de la collerette 23 est chanfreinée ou conique de sorte que la partie arrière 232 présente un diamètre plus grand que la partie avant 231. De cette manière, la partie de tranche 233 forme avec la partie arrière 232 un coin saillant qui assure l'accrochage de la collerette dans la couronne de fixation 11.
La collerette 23 est ici circulaire, mais elle peut également être oblongue, elliptique ou polygonale.
En se référant à la figure 4b qui est une variante de la figure 4a, on peut voir que le collier 111 de la couronne de fixation 11 se prolonge sur la partie avant 231 de la collerette 23 par une bride rentrante 1111 qui maintient ainsi la collerette 23 plaquée sur la bride d'appui 112.
Sur la figure 4c, qui représente encore une autre variante, on voit que la collerette 23 est formée avec une encoche 234 qui s'étend ici sur une partie de la tranche 233 ainsi que sur la partie avant 231 de la collerette 23. La partie arrière 232 n'est pas touchée par cette encoche 234. Quant à la couronne de fixation 11, son collier entourant 111 forme un ergot 1112 qui pénètre à l'intérieur de l'encoche 234. Il ne s'agit ici que d'une forme particulière pour l'encoche qui peut très bien s'étendre jusqu'à la partie arrière 232 de la collerette 23. La fonction de cette encoche est de bloquer la lentille en rotation par rapport au support de lentille. En outre, dans la forme de réalisation particulière de la figure 4c, l'ergot 234 joue pour ainsi dire le même rôle que la bride rentrante 1111 de la figure 4b en maintenant la collerette 23 plaquée sur la bride d'appui 112. On peut bien entendu prévoir une ou plusieurs encoche(s) sur la collerette de la lentille. On peut également imaginer une encoche qui s'étend sur la totalité du pourtour de la collerette. Selon l'invention, les formes particulières de la couronne de fixation 11 du support de lentille représenté sur les figures 4a à 4c sont obtenues par surmoulage du support de lentille 1 sur la lentille 2. Bien entendu, les formes de réalisation des figures 4a à 4c ne doivent pas être considérées comme uniques ni limitatives : d'autres formes peuvent être imaginées et réalisées pour la couronne de fixation 11 par une technique de surmoulage sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Pour réaliser de telles couronnes de fixation 11, l'invention prévoit également un outil de surmoulage qui est ici décliné en deux versions visibles sur les figures 2 et 3 respectivement. Toutefois, les détails agrandis des figures 4a à 4c sont tirés du mode de réalisation de la figure 3 à l'emplacement désigné par A. En fait, l'outil de moulage selon la figure 3 peut être considéré comme la forme de réalisation préférentielle ou du moins avantageuse.
En se référant à la figure 2, on peut voir que l'outil de moulage de cette première version comprend un premier élément de moule creux 8 qui peut par exemple être fixe. Ce premier élément de moule 8 comprend une empreinte intérieure 81 destinée à former la partie extérieure du support de lentille 1. A ce premier élément de moule fixe 8 est associé un second élément de moule 9 qui forme une broche centrale 90 définissant une empreinte périphérique 91 destinée à former la partie interne du support de lentille 1. En outre, ce second élément de moule 9 forme une surface de poussée 92 destinée à venir en contact de poussée contre la face arrière 22 de la lentille 2. Le second élément de moule 9 est monté mobile par rapport au premier élément de moule fixe 8. En réaction à la poussée exercée par le second élément de moule 9, il est prévu un organe d'appui ou de butée 6 qui forme une zone d'appui 62 qui vient en contact de référence sur la lentille 2 au niveau de sa face avant 21 et/ou de la partie avant 231 de la collerette 23. Une explication plus détaillée sera donnée en référence à la figure 3 ci-après. Cet organe d'appui 6 définit également un bord périphérique externe, ici annulaire, qui définit une partie d'empreinte destinée à former la surface d'extrémité supérieure annulaire de la couronne de fixation 11. Cet organe d'appui 6 est monté mobile par rapport au premier élément de moule fixe 8. En outre, cet organe d'appui 6 peut être pourvu d'un système de préhension de lentille 7 qui peut par exemple se présenter sous la forme d'une ventouse aspirante adaptée à saisir la lentille au niveau du sommet de son dôme formé par la face avant 21 comme on peut le voir sur la figure 2. Par conséquent, la partie externe du support de lentille est formée par le premier élément de moule 8 en combinaison avec l'organe d'appui 6 alors que la partie interne ainsi que le bord périphérique de fixation 12 du support de lentille 10 sont formés par le second élément de moule mobile 9 dont une fonction supplémentaire est de pousser la lentille contre l'organe d'appui 6 à l'aide de sa surface de poussée 92.
Selon l'invention, il est prévu que le second élément de moule mobile 9 est pourvu d'un système de régulation de la force de poussée permettant d'appliquer à la face arrière 22 de la lentille une poussée constante qui est indépendante de l'épaisseur de la collerette qui peut varier en raison de la tolérance de fabrication. On assure ainsi que la lentille est toujours soumise à une force de pression constante et égale qui est bien entendu fixée à une valeur bien inférieure à celle pouvant causer la casse de la lentille. On assure ainsi un taux de casse nul ou presque nul de la lentille lors du surmoulage. En outre, en prenant appui sur la face avant optique 21 de la lentille qui est la surface de référence optique qu'il faut considérer pour son positionnement par rapport à la source lumineuse, on garantit un positionnement précis et exact de la lentille par rapport au support 1. Toutefois, dans le mode de réalisation de la figure 2, le bord périphérique 12 du support 10 est formé par le second élément de moule mobile 9, ce qui induit une petite imprécision lors du montage s'il existe des différences d'épaisseur de la collerette dues à sa tolérance de 3/10.
Ce problème est résolu par l'outil de moulage représenté sur la figure 3. Dans cette version préférée, l'organe d'appui est formé de manière monobloc ou du moins solidaire avec le premier élément de moule fixe. Ce nouvel élément de moule est désigné par la référence numérique 68 sur la figure 3 pour exprimer la combinaison des éléments 6 et 8 de la figure 2. Cet élément de moule 68 est également fixe et peut également être pourvu d'un système de préhension 7 sous la forme d'une ventouse aspirante. Quant au second élément de moule mobile 9 il est ici divisé en deux de manière à obtenir un élément de moule complémentaire 901 et un élément de poussée 902. On peut dire que l'élément de moule 9 de la figure 2 a été divisé pour différencier la fonction de moule et la fonction de poussée. L'élément de moule complémentaire 901 présente une empreinte 91 qui est avantageusement identique à celle de l'élément de moule 9 de la figure 2, c'est à dire destinée à former la partie interne et le bord de fixation 12 du support de lentille 1. Cet élément de moule complémentaire 901 s'étend jusqu'au niveau de la bride d'appui 112 pour en former sa face inférieure. Quant à l'élément de poussée 902, il forme également une surface de poussée 92 destinée à venir en contact de poussée avec la face arrière 22 de la lentille 2 afin de la pousser contre les zones d'appui 62 maintenant formées par l'élément de moule 68 et en contact de la lentille 2 au niveau de sa face avant 21 ainsi que de la collerette 23 au niveau de sa partie avant 231. Il faut cependant remarquer que l'organe de poussée 902 forme un anneau périphérique d'empreinte 93 destiné à former le bord périphérique interne sensiblement cylindrique 1120 de la bride d'appui 112 du support de lentille 1. Tout ceci est bien plus visible sur la figure 4a qui est un agrandissement du détail A de la figure 3. On peut y voir que l'élément de moule fixe 68 forme l'empreinte 81 de la partie externe du support de moule 1, l'arrête périphérique supérieure externe au niveau du coin 628, rextrémité supérieure du collier 111 au niveau de la surface 621. On peut en outre remarquer que cette surface 621 vient en contact avec la partie avant 231 de la collerette 23. Au-delà de cette surface annulaire 621, l'élément de moule 68 définit un évidement 624 formé par un gradin 622. Le but de cet évidement 624 est d'éviter le contact de l'élément de moule 68 avec la partie de jonction 213 qui relie le dôme de la face avant 21 avec la partie avant 231 de la collerette 23 du fait de l'imprécision de sa formation. Cet évidement périphérique 624 permet justement d'éviter un mauvais positionnement de la lentille par rapport à l'élément de moule 68. En outre, l'élément de moule 68 définit un autre anneau d'appui 623 destiné à venir en contact de la face avant 21 en forme de dôme juste après sa jonction 213 avec la partie avant 231. Grâce à ces deux zones de contact de référence, on assure que la lentille est parfaitement positionnée axialement par rapport à l'élément de moule 68. Quant à l'organe de poussée 902, on voit sur la figure 4a qu'il vient en contact de la face arrière 22 avec sa surface de poussée 92. On voit également que sa partie 93 vient former le bord 1120 de la bride d'appui 112. Etant donné que l'organe de poussée 902 est indépendant en déplacement de l'élément de moule complémentaire 901, qui lui, est fixe en position par rapport à l'élément de moule 68 une fois que le moule est fermé, une variation de l'épaisseur de la collerette 23 de la lentille n'a pour effet que d'augmenter ou de diminuer l'épaisseur de la bride d'appui 112, étant donné que la face arrière 22 sera plus ou moins éloignée de l'élément de moule 901 en fonction de son épaisseur. Ceci implique que le bord de fixation 12 du support de lentille est toujours positionné à la même distance de la partie avant 21 de la lentille quelle que soit l'épaisseur de la collerette 23. Ceci n'est pas le cas avec l'outil de surmoulage de la figure 2. Il est même possible avec l'outil de surmoulage de la figure 3 d'utiliser des lentilles ayant une tolérance de fabrication au niveau de l'épaisseur de la collerette 23 qui est supérieure à 3/10 du fait que la bride d'appui 112 compensera automatiquement et intégralement tous ses défauts d'épaisseur.
Tout comme l'élément de moule 9 de la figure 2, l'élément de poussée 902 de l'outil de la figure 3 est également pourvu d'un système de régulation de la force de poussée permettant d'appliquer à la lentille une poussée dont la valeur est prédéterminée et fixe. Ainsi, tout risque de casse lors du surmoulage est évité.
Grâce à la technique de surmoulage, utilisant avantageusement un outil de surmoulage selon l'invention, on obtient un sous-ensemble pré-monté lentille support qui présente une grande précision quant au positionnement de la lentille par rapport au bord de fixation 12 du support. De plus, il n'y a pas d'opérations de montage ultérieures de la lentille sur le support, puisque celle-ci est montée en même temps que la fabrication du support. De plus, il n'y a aucun risque de casse de la lentille lors du surmoulage. Etant donné qu'il s'agit d'une technique de surmoulage, cette opération peut être aisément automatisée ou robotisée ce qui garantit une qualité constante et parfaite de l'ensemble pré-monté constitué de la lentille et du support. Enfin, il est possible avec cette technique de surmoulage d'obtenir une parfaite étanchéité de la lentille au niveau de sa collerette. Ceci peut par exemple être avantageux pour les projecteurs utilisés à l'extérieur, par exemple en tant qu'anti-brouillard. Un autre avantage réside dans le fait que la lentille peut être orientée par rapport à son support en utilisant par exemple le mode de réalisation de la figure 4c. L'orientation de la lentille dans l'outil de moulage peut bien entendu être réalisée de manière automatisée.
La matière plastique constitutive du support de lentille est de préférence transparente ou translucide pour permettre une meilleure évacuation de la chaleur générée par la source (ampoule) à l'intérieur du projecteur. Le support de lentille peut également être métallisé.

Claims

Revendications
1.- Projecteur comprenant un support de lentille (1) et une lentille en verre (2) destinée à être placée devant une source lumineuse (5), ladite lentille étant montée sur le support de lentille qui est sohdaire de la source lumineuse, ledit support étant réalisé en matière plastique, ladite lentille comprenant une face arrière (22) destinée à être tournée vers la source lumineuse, une face avant optique (21) et une collerette périphérique (23) qui relie la face arrière et la face avant, le support de lentille venant en prise avec la lentille au niveau de ladite collerette, caractérisée en ce que le support (1) est fixé à la lentille (2) par surmoulage, la matière plastique constitutive du support venant entourer au moins partiellement la collerette
(23) de la lentille.
2.- Projecteur selon la revendication 1, dans lequel la collerette (23) comprend une partie arrière annulaire (232), qui s'étend avantageusement dans le même plan que la face arrière sensiblement plane (22), une partie avant annulaire (231) qui s'étend autour de la face avant (21) et une partie de tranche (233) qui relie la partie arrière et la partie avant, le support de lentille (1) venant en contact au moins partiel de la partie arrière (232) et de la partie de tranche (233) de la collerette (23).
3.- Projecteur selon la revendication 2, dans lequel le support de lentille (1) s'étend au moins partiellement sur la partie avant (231) de la collerette (23).
4.- Projecteur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la partie de tranche (233) de la collerette est dépouillée vers la partie avant.
5.- Projecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel la collerette (23) comprend au moins une encoche de blocage en rotation (234).
6.- Projecteur selon la revendication 5, dans lequel l'encoche (234) est formée dans la partie avant (231) et la partie de tranche (233) sans s'étendre jusqu'à la partie arrière (232).
7.- Projecteur de phare de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un réflecteur (3) dans lequel la source lumineuse (5) est placée, le support de lentille étant fixé au réflecteur.
8.- Projecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support de lentille (1) est réalisé en matériau plastique transparent ou translucide.
9.- Projecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support de lentille (1) est métallisé.
10.- Outil de surmoulage d'un support de lentille sur une lentille, ladite lentille comprenant une face arrière (22) destinée à être tournée vers la source lumineuse, une face avant optique (21) et une collerette périphérique (23) qui relie la face arrière et la face avant, le support de lentille venant en prise avec la lentille au niveau de ladite collerette, caractérisé en ce que l' outil comprend un organe d'appui (6) destiné à recevoir une lentille (2) sur sa face avant optique (21) en prenant appui de préférence sur une partie avant (231) de la collerette (23) et la face avant (21), et un élément de poussée (9 ; 902) mobile destiné à venir en contact appuyé sur la face arrière (22) de la lentille pour la plaquer sur l'organe d'appui (6).
11.- Outil de surmoulage selon la revendication 10, dans lequel l'élément de poussée (9 ; 902) est pourvu d'un système de régulation de la force d'appui sur la face arrière (22) de la lentille pour maintenir la force d'appui à une valeur fixe prédéterminée indépendamment de l'épaisseur de la collerette (23) mesurée entre sa partie avant et sa partie arrière.
12.- Outil de surmoulage selon la revendication 10 ou 11, dans lequel l'organe d'appui (6) comprend des moyens de préhension (7) de la face avant de la lentille, avantageusement par aspiration.
13.- Outil de surmoulage selon la revendication 10, 11 ou 12, dans lequel l'organe d'appui (6) est formé par un premier élément de moule qui comprend une empreinte (81) destinée à former la partie externe du support de lentille.
14.- Outil de surmoulage selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel l'élément de poussée (902) comprend une partie périphérique d'empreinte (93) destinée à former un bord périphérique interne (1120) d'une bride d'appui (112) du support de lentille (1) qui s'étend sous la collerette (23) de la lentille, de sorte qu'une variation d'épaisseur de la collerette de lentille n'affecte que l'épaisseur de la bride d'appui.
15.- Outil de surmoulage selon la revendication 14, dans lequel la partie interne du support de lentille est formée par un second élément de moule (901) à l'intérieur duquel l'élément de poussée (902) est monté mobile, le second élément de moule (901) étant mobile par rapport au premier élément de moule (68), les premiers et seconds éléments de moule formant l'intégralité du support de lentille (1) à l'exception du bord périphérique interne (1120) de la bride d'appui (112) formé par l'élément de poussée (902).
PCT/FR2003/000535 2002-03-01 2003-02-18 Projecteur comprenant une lentille en verre et un support de lentille en matiere plastique et outil de surmoulage du support sur la lentille WO2003074251A1 (fr)

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