Brevet FR2030106A1 — publié le 19701030

La présente invention concerne les domaines cLe la technique où .une orientation des corps est exigée, et plus précisément un. procédé d'orientation de corps par un champ électrique et les dispositifs pour sa réalisation. 5 l'invention peut être utilisée lors de l'automatisation des processus de production, pour l2orientation de différentes pièces, de préférence oblongues, durant la fabrication de ces pièces et l'assemblage d'ensembles et d'appareils à partir de ces pièces. La présente invention peut être utilisée de façon particu-10 lièrement efficace pour orienter des pièces de petites dimensions, dans les industries radiotechnique. , électronique, de l'horlogerie et de construction d'appareillages. On connaît l'utilisation d'un champ électrique homogène et continu, assurant la disposition de corps oblongs le long du champ. 15 Par exemple, pour améliorer le tamisage des grains, on les place sur un tamis qui sert en même temps d'électrode et au-dessus duquel on place la deuxième électrode. Ces électrodes sont connectées à une source de courant continu et, sous l'effet du champ électrique, les grains pivotent et se placent par leur côté long sui-20 vant la direction du champ (cf., certificat d'auteur d'invention d'URSS, ÎT° 128.684, cl. 45 k, 60 u,). Mais il est impossible d'utiliser un champ électrique continu pour orienter des corps tels que les pièces d'appareils. Ceci est dû à l'influence réciproque de certaines pièces 25 à orienter, à leur adhésion aux éléments constructifs disposés près de la zone d'orientation, à l'orientation spontanée des pièces et à plusieurs autres phénomènes opposés aux efforts qui agissent dans la direction requise sur les corps à orienter. La présente invention a pour but la création d'un procédé 30 d'orientation de corps (de pièces) par un champ électrique, qui ne présente pas les inconvénients indiqués, dûs à lsutilisation d'un champ électrique continu, ainsi que de dispositifs pour la réalisation de ce procédé, qui assurent une orientation précise de corps (de pièces) de préférence de forme oblonge , par exemple 35 de résistances, d'alvéoles de prises de courant, de connexions et d'électrodes .pour appareils électroniques et à semi-conducteurs, d'axes, d'aiguilles et de fils de suspension pour appareils, etc. 69 45001 2 2030106 On y parvient grâce à un procédé d'orientation de corps par un champ électrique formé entre des électrodes qui embrassent ■ la zone d'orientation, dans .lequel selon l'invention, le corps est oriente par un champ électrique alternatif non homogène dont 5 la nature de non-homogénéité dans un plan perpendiculaire à la direction allant du commencement à la fin de la zone d'orientation est Xa. même que celle d'un champ électrique entre deux-charges ponctuelles dans un plan passant par ces charges. Il convient de créer dans la zone d'orientation deux flux 10 électriques complémentaires décalés l'un par rapport à l'autre de façon que ces flux traversent différentes parties, de préférence les plus éloignées l'une de.l'autre, du corps à orienter. Pour la réalisation du procédé proposé on peut utiliser ... V • -------- - les dispositifs, suivants: 15 un dispositif à électrodes entre lesquelles se trouve la zone d'orientation et qui, selon l'invention, ont une section droite dont la dimension est plus petite que la distance, entre elles d'au moins un ordre de grandeur; un dispositif dans lequel les électrodes sont exécutées 20 sous forme de fils métalliques montés dans au moins une plaque en matériau isolant qui sert d'embase pour la disposition des corps à orienter; un dispositif dans lequel -, entre les électrodes, sont placés des fils (des tubes) en'matériau-isolant disposés le long 25 des électrodes et- se trouvant dans le même .plan ou dans un plan parallèle, situés à une- certaine distance l'un de l'autre et servant d'embase pour la disposition des 'corps à orienter; un dispositif doté d'électrodes complémentaires en fil métallique, situées au-dessus des électrodes principales. 30 . le procédé proposé et les dispositifs pour sa réalisation, exécutés conformément à la présente invention-, permettent de' résoudre les problèmes exposés ci-dessus. Pour mieux expliquer l'invention on'donne-ci-dessous, à titre" d'exemple non limitatif, une description détaillée du 35 procédé proposé d'orientation de. corps par un champ -électrique, et dedispositifs.concrets pour sâ"réalisation, illustrés par 69 45001 3 2030106 les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente schématiquement le dispositif proposé; la figure 2 représente un dispositif à quatre "électrodes montés dans une plaque en matériau isolant, selon l'invention; 5 la figure 3 -représente un dispositif à deux étages, selon l'invention; - la figure 4 représente un dispositif à cinq étages en porte-à-faux, selon l'invention; la figure 5 représente schématiquement le dispositif proposé, 10 réalisé avec une embase sous forme de tubes en matériau isolant pour les corps à orienter; la figure 6 représente schématiquement le dispositif proposé, doté d'électrodes complémentaires disposées au-dessus des électrodes principales. 15 le procédé proposé consiste en ce que dans la zone d'orien tation 1, entre les électrodes 2, on crée un champ électrique alternatif 'non homogène en appliquant aux électrodes 2 la tension d'une source de courant alternatif 3- les électrodes sont en ■fil métallique dont le diamètre est au moins dix fois inférieur 20 à la distance', entre elles. On assure la- création d'un champ électrique dont la non homogénéité dans un plan perpendiculaire à la diréction depuis le commencement 1 ', à la fin 1 ' 1 de la zone d'orientation est la même que celle d'un champ électrique entre deux charges ponctuelles dans le plan passant par ces 25 charges. - - * Un tel champ oriente les corps 4 à 7 placés dans la zone d'orientation 1 sur une embase 8 en matériau isolant, en les faisant tourner de manière que leur côté allongé aoit disposé suivant la direction du champ. 30 , Dans les corps à propriétés électroconductrices accusées, -, ceci est assuré grâce à l'interaction entre le champ électrique et les charges induites aux extrémités du corps à orienter... Dans des corps à propriété^diélectriques accusées, ceci- ec' assuré grâce au phénomène connu de polarisation des diélectriques, 35 qui entraîne l'apparition de forces tendant. à. tourner le corps., à orienter en le mettant dans une position à laquelle. le flux électrique passant pàr le corps'à orienter est maximal. COPY 69 45001 4 2030106 La possibilité d'orienter les corps en matériaux quelconques depuis les diélectriques jusqu'aux conducteurs, est un avantage important du procédé proposé et des dispositifs pour la réalisation de ce procédé. 5 La figure 2 montre un dispositif dans lequel quatre électro des en fil métallique 9, 10, 11 et 12 sont montées dans une plaque 13 en matériau isolant, en formant ainsi trois zones d'orientation 14, 15 et 16 pour les pièces 17- La distance entre les électrodes" en fil métallique est choisie de façon qu'elle 10 soit un peu plus grande que la longueur de la pièce à orienter. Le dispositif en question est facile à construire, solide, fiable en service et assure une orientation en flux multiples de différentes pièces. Les dispositifs à plusieurs étages, composées de plaques 15 en matériau isolant séparées et d'électrodes montées dans ces plaques, sont encore plus efficaces. La figure 3 montre un dispositif à deux étages comprenant deux plaques 18 en matériau isolant et des électrodes 19 à 21 montées dans ces plaques. 20 Les plaques sont fixées dans des montants 22 à une distance l'une de l'autre légèrement supérieure à la hauteur des pièces 23 à orienter. La figure 4 montre un dispositif à cinq étages comprenant cinq plaques 24 ennftatériau isolant et des électrodes 25 en fil 25 métallique montées dans ces plaques. Les plaques sont fixées en porte-à-faux sur un montant 26. Les dispositifs représentés sur les figures 3 et 4, tout en ayant des dimensions relativement faibles, assurent une orientation simultanée d'un grand nombre de pièces très diffé-30 rentes, par exemple de pièces ayant les formes 27 à 34 (figure 4) En plus, dans de tels dispositifs à plusieurs étages, l'effet d'orientation des pièces est amplifié grâce à l'action complémentaire exercée sur les pièces à orienter par les champs électriques créés entre les électrodes correspondantes des 35 plaques voisines. Par exemple, sur les pièces 31^32 agit non seulement le 69 45001 5 2030106 champ électrique créé entre les électrodes montées dans la plaque 24 de l'étage (le second depuis le bas) sur lequel elles se trouvent, mais aussi les champs électriques entre les électrodes correspondantes des plaques qui se trouvent au-dessous (la premiè-5- re d'en bas) et au-dessus (la troisième d'en bas). Si pour l'orientation des corps à propriétés électroconductrices accusées l'utilisation de plaques en matériau isolant, comme embases pour les corps à orienter, n'influe pas sur l'efficacité d'orientation des corps, lors de l'orientation de corps 10 à propriétés diélectriques accusées l'efficacité d'orientation diminue considérablement. Ceci a lieu du fait que le flux électrique entre les électrodes passe surtout par la plaque en matériau isolant, qui possède généralement une grande permittivité, et seulement en 15 partie par la pièce à orienter. Pour diminuer le flux électrique Passant par l'embase il convient de réaliser cette dernière avec des fils fins ou des tubes 35 (figure 5) en matériau isolant. Par exemple, les tubes peuvent être fixés dans des montants 20 36. les corps 37 à orienter sont placés sur une telle embase tubulaire et sont orientés par le champ électrique alternatif créé entre les électrodes en fil métallique 38 auxquelles on applique la tension d'une source de courant alternatif 3• les électrodes sont fixées sur des montants 39-25 le dispositif examiné peut aussi être réalisé à plusieurs étages, comme dans les dispositifs (figures 3 et 4) à embases enpLaques. l'effet d'orientation est ainsi amplifié et on obtient la possibilité, malgré les dimensions relativement faibles du dispositif: , d'assurer l'orientation d'un grand 30 nombre de différentes pièces en matériaux isolants. La figure 6 montre un dispositif pour l'orientation de corps 40 et 41, dans lequel, au-dessus des électrodes principales en fil métallique 42 et 43, sont disposées des électrodes complémentaires en fil métallique 44 et 45 branchées, comme les élec-35 trodes principales 42 et 43, sur la source de courant alternatif 3. l'embase 46 est un auget ou analogue vibrant mis en mouvement 69 45001 6 2030106 oscillatoire par un dispositif de commande électromagnétique 47. Sur la partie de l'auget vibrant 46 située sous les électrodes complémentaires, la surface sur laquelle se déplacent-les pièces est convexe, de façon que les extrémités des pièces se trouvent 5 en porte-à-faux. • le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant. Les pièces 40 et 41, qui se distinguent par leur asymétrie électrique aux extrémités (dans le cas considéré, par suite de l'existence de trous à l'une des leurs extrémités) sont orientées 10 préalablement en étant tournées de façon que leurs extrémités soient dirigées vers les électrodes en fil métallique 42 et 43• Tant que les pièces 40 et 41 ne sont pas amenées sous les électrodes complémentaires, le dispositif ne réagit pas au signe distinctif de l'une des extrémitées des pièces (dans le cas con-15 sidéré, le trou). Pour cette raison une partie des pièces, 40, se trouvent orientées par leur extrémité comportant le trou, vers l'électrode en fil métallique 42 et l'autre partie des pièces, 41, se trouvent orientées, par leur extrémité comportant le trou, vers l'électrode en fil métallique 43. 20 Aussitôt que les pièces 40 et 41 atteignent la partie de l'auget vibrant 46 au-dessus de laquelle sont disposées les électrodes complémentaires 44 et 45, une orientation définitive de ces pièces a lieu d'après le signe distinctif de l'une des extrémités, grâce à l'action sur ces extrémités des flux élec-25 triques complémentaires créés entre les électrodes complémentaires et les électrodes principales correspondantes. Il est évident que les forces qui agissent sur l'extrémité pleine des pièces 40 et 41 diffèrent des forces qui agissent sur l'extrémité des pièces 40 et 41 comportant le trou. 30 Pour cette raison les pièces 40 basculent vers le canal 48, en occupant à ce moment la position 40', et pénètrent ensuite dans le canal 48 et s'y déplacent dans la position 40". Les pièces 41 basculent vers le canal 49, en occupant à ce moment la position 41', et pénètrent ensuite dans le canal 49' 55 et s'y déplacent dans la position 41". Dans certains cas il convient de diviser l'une des électrodes principales, par exemple l'électrode 43, en deux parties, 69 45001 7 2030106 de connecter la partie de cette électrode située sous l'électrode complémentaire 45 à l'électrode principale 42 et de raccorder les deux électrodes complémentaires 44 et 45 à la borne de la source de courant alternatif 3, à laquelle est connectée l'autre 5 partie de l'électrode 43 qui ne se trouve pas sous l'électrode complémentaire 45. * Après une telle transformation le dispositif fonctionne d'une façon analogue à celle de la variante représentée sur la figure 6, mais pour certaines pièces à propriétés métalliques 10 accusées on assure ainsi une orientation, préliminaire aussi bien que définitive, plus précise. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend 15 tous les moyens constituant des équivalents techniques des . moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 69 45001 8 2030106 REVENDICATIONS 1 - Procédé d'orientation de corps par un champ électrique créé entre deux électrodes embrassant une zone d'orientation, caractérisé en ce que les corps sont orientés par un champ électrique alternatif non homogène dont la non homogénéité 5 dans un plan perpendiculaire à la direction allant du commencement vers la fin de la zone d'orientation est de mêmé nature que celle d'un champ électrique entre deux charges ponctuelles dans le plan passant par ces charges. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 qu'on crée dans la zone d'orientation deux flux électriques complémentaires décalés l'un par rapport à l'autre de façon que ces flux passent par différentes parties, de préférence les plus éloignées l'une de l'autre, du corps à orienter. 3 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'orienta-15 tion selon les revendications 1 et 2, du type comportant des électrodes entre lesquelles se trouve la zone d'orientation, caractérisé en ce que les électrodes ont une section droite dont la dimension est plus petite que la distance entre elles, d'au moins un ordre de grandeur. 20 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les électrodes sont fabriquées sous forme de fils métalliques montés dans au moins une plaque en matériau isolant qui sert d'embase pour la disposition des corps à orienter. 5 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce 25 qu'entre les électrodes sont placés des fils ou des tubes en matériau isolant disposés le long des électrodes et se trouvant dans le même plan que ces dernières, lesdits fils ou tubes étant disposés à une certaine distance l'un de l'autre et servant d'embase pour la disposition des corps à orienter. 30 6 - Dispositif selonHes revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est doté d'électrodes complémentaires"en fil métallique situées au-dessus des électrodes principales et se trouvant sous un potentiel qui diffère des potentiels des électrodes principales'correspondantes.