Brevet FR2109013A1 — publié le 19720526

L'invention est du domaine de la technologie de la soudure. Elle concerne une machine pour soudage automatique des fils d'extrémité des enroulements des bobinages en pot magnétique sur les broches de sortie du pot. Elle s'applique aux fabrications de bobinages en grandes séries, en particulier pour les télécommunications. Dans la fabrication des bobinages, l'opération terminale consiste à souder les fils d'extrémité des enroulements sur les pièces destinées aux interconnexions avec le câblage du circuit où les enroulements doivent etre insérés. Ces pièces sont le plus souvent des broches de sortie fixées sur une embase de pot magnétique l'extrémité de chaque fil est dénudée et enroulée de quelques spires autour de la broche. Ensuite, selon la pratique courante, une ouvrière enrobe de soudure, au fer à souder, les spires de fil dénudé et la broche. Lorsque les fabrications portent sur un très grand nombre de bobinages, il est à la fois plus économique et plus sûr d'automatiser cette opération : plus économique, dès l'instant que le coût d'une machine à soudage automatique remplaçant plusieurs ouvrières, est amorti en quelques mois, plus sûr Si l'automatisation permet d'assurer aux paramètres (décapage préliminaire par le flux, température de la soudure, temps de contact de ira soudure liquide avec les pièces à souder, etc.) des valeurs soigneusement contrôlées et constantes. Il est connu d'étamer les connexions de câblage imprimé par le procédé de la vague : dans un bain de soudure fondue, un dispositif de refoulement (hélice) fait passer le liquide du fond du bac dans une conduite qui se termine à la partie supérieure par une base élargie ayant une ouverture en forme de fente rectangulaire, le liquide arrivant à la sortie avec une certaine Vitesse s'épand sous forme d'une vague qui dépasse les bords du bac contenant la soudure ; en faisant passer une carte imprimée à la hauteur du sommet de la vague, on provoque sur les lignes de connexion en cuivre le dépôt d'une couche de soudure. Auparavant, la carte est passée sur une "vague" de flux créée dans les mêmes conditions. L'invention consiste dans l'équipement d'une machine qui permet d'étendre le procédé d'étamage à la vague à la soudure des fils d'extrémité sur les broches de sortie. La machine doit nécessiter seulement une simple opération de chargement, tout l'ensemble du processus se déroulant sans intervention, y compris l'éjection du bobinage à connexions soudées. Un réglage en hauteur est indispensable, car la vague doit atteindre juste la base de la broche, au niveau de la plaque isolante qui forme le fond du bobinage, car c'est à cet emplacement que se situent les spires du fil d'extrémité. Le chargement Se fait dans une pince de construction spéciale, en interconnexion avec un calibre réglant la hauteur du bobinage. Après exécution des diverses opérations, ladite pince est soumise à un organe d'éjection, s'ouvre et dépose le bobinage terminé dans un étui.La pince libérée devant être chargée è nouveau, on adonné avantageusement à la machine une forme circulaire : les pinces sont réparties à la périphérie d'un plateau circulaire, une pince, une fois chargée d'un bobinage, présente le bobinage aux divers postes de travail placés le long de la trajectoire circulaire. Après éjection, la pince revient au poste de chargement situé à proximité du poste de déchargement. La machine est servie par une seule personne. L'invention va être décrite en détail sur un exemple de réalisation en se référant au dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue perspective d'un bobinage en pot magnétique à étamer, pris comme exemple La figure 2 est une vue schématique en plan de la machine à souder selon l'invention-; La figure 3 est une vue perspective partielle du poste de chargement La figure 4 est une vue en plan du poste de chargement La figure 5 est une vue en plan des organes d'entrainement ; La figure 6 est un schéma des connexions électriques. FIGURE 1 - La référence 10 désigne la vue extérieure d'un bobinage, pris comme exemple d'un organe à souder. Les enroulements et le circuit magnétique, non montrés, sont contenus dans un capot métallique 11 qui a été serti sur une embase isolante 12. Sur des broches telles que 13, des fils d'extrémité d'enroulement tels que 14 ont leur bout dénudé, 15, enroulé autour d'une broche 13. La figure montre deux fils d'extrémité d'un enroulement unique ; dans le cas général (transformateur, autotransformateur...) il y a plus de deux fils à souder. L'embase isolante présente des protubérances telles que 16. La vague de soudure doit pénétrer jusqu'à la base des broches où se situent les spires de fil dénudé 15. Les saillies 16 sont donc également baignées de soudure. Mais la soudure ne mouille pas les parties en plastique, elle adhère seulement sur les broches, et par suite de sa tension superficielle elle enrobe les spires dénudées à la base des broches, assurant une soudure de haute sécurité très supérieure à celle qu'on peut obtenir par une opération de soudure manuelle au fer à souder. FIGURE 2 - La machine est constituée essentiellement par un plateau circulaire 21 entraîné en rotation par un axe 22 dans le sens d'une flèche 23. En 24 on voit un plateau de chargement, dont le rôle exact sera décrit en référence à la figure 3 . 25 est le poste de décapage par une vague de flux. Avantageusement la vague de flux est rendue moussante. A cet effet, le bac de flux est équipé d'un dispositif d'injection d'air comprimé, non montré. En 26 figure le dispositif d'étamage à la vague. En 27 on a figuré un dispositif de marquage, qui peut être avantageusement incorporé dans la machine à souder. En 28 est placé un dispositif de nettoyage, constitué par des brosses cylindriques tournant autour de leur axe et baignant dans l'alcool, pour enlever l'excès de flux qui peut encore adhérer. Le poste de déchargement 29 comporte un doigt d'éjection 30, que l'on voit ici à travers un "crevé" à travers le plateau 21, et un récipient 31 pour recueillir le bobinage, tel que 10 (figure 13, à la sortie de la machine. Un certain nombre de pinces pouvant contenir un bobinage en cours de traitement sont placées à intervalles réguliers à la périphérie du plateau 21. Dans un exemple de réalisation préféré, il y a vingt pinces. Au niveau du plateau de chargement 24, on a figuré trois pinces, 41 vide, 42 en cours de chargement, 43 à l'état chargé. On montre encore une pince chargée 44 au droit du dispositif de marquage 27. On en montre encore une, 45, au poste de déchargement. Le fonctionnement détaillé de la pince sera exposé par référence à la figure 3. FIGURES 3 et 4 - On voit à plus grande échelle une des pinces, par exemple vingt, régulièrement espacées à la périphérie du plateau 21. Une plaque support 46, fixée au plateau par des vis telles que 47, porte une machoire fixe 48 et une machoire mobile 50. La mâchoire fixe 48 est fixée sur la plaque 46 par deux vis telles que 47'. Elle porte une échancrure 49. La machoire mobile 50 porte une petite échancrure 51. Elle peut pivoter autour d'un axe 52 sous la pression d'un ressort 53. le débattement étant limité par un taquet 54. La mâchoire mobile 50 peut être repoussée à vide par un pion de pré-écartement amovible 55. On met en place un pion de pré-écartement dans une pince qui doit recevoir un bobinage de diamètre relativement grand. Par exemple pour des bobinages pouvant avoir un diamètre compris entre 15 et 30 mm, on mettra des pions de pré-écartement pour les bobinages de diamètre supérieur à 19 mm. Le bord et le fond de l'échancrure de la mâchoire fixe 48, le bord de l'échancrure de la mâchoire mobile, portent chacun une paire de galets tels que 56, 57, pouvant tourner autour d'un axe 58. Ces galets facilitent l'introduction d'un bobinage 10 selon la flèche 59. L'existence de ces galets provoque, au poste de marquage 27 un roulement sans glissement d'un pot 10 devant le tampon encreur, ce qui assure un marquage correct. A l'arrivée au droit du doigt d'éjection la mâchoire mobile est écartée par le doigt d'éjection, s'ouvre et laisse tomber le bobinage. FIGURE 5 - Un châssis 60 porte, par l'intermédiaire d'un support 62 et d'un palier 63, un moteur-réducteur 61 qui entraîne le plateau 21 dans le sens de la flèche 23 par l'intermédiaire de l'arbre 22. Une transmission comprenant deux pignons 64, 65 reliés par une chaine 66, permet d'entraîner une came 67 maintenue dans un support 68. Cette came 67 peut ouvrir une microcontact 69. L'ensemble est dimensionné de façon à fournir, éventuellement, à chaque fois, une rotation du plateau de 1/n tour, si n est le nombre total de pinces réparties à la périphérie, par exemple 1/20 de tour dans l'exemple choisi. Un autre moteur 70 assure l'entraînement du dispositif de nettoyage à brosses, qu'on voit ici en coupe partielle. La transmission comporte des pignons tels que 71 et une chaîne 72. On voit en 10 un bobinage en cours de brossage ; il est maintenu dans une pince 40. Le doigt d'éjection 30 et son support 32 ont été figurés de façon schématique. FIGURE 6- La commande électrique de la machine comprend un relais X et un contacteur Z pour le démarrage du moteur d'entraînement. Le relais X a deux contacts de travail, xl, x2. Le contacteur Z comprend un contact de travail zl. Aux bornes 6G' d'une tension d'alimentation, par exemple 24 volts alternatif, on trouve le relais X en série avec un bouton de mise en marche a, shunté par une branche comprenant le contact xl et un interrupteur de marche continue c. Aux bornes 66', on trouve également un enroulement de relais Z en série avec le contact x2. Un inverseur b a son commun à la borne B, une position bl en liaison avec le contact xl, une position b2 en contact avec le contact zl. L'inverseur b fait-un aller et retour complet tous les vingtièmes de tour du plateau. Le relais X est retardé d'environ une seconde à la retombée. La position travail du relais-contacteur Z entraîne la rotation du plateau par enclenchement du moteur d'entraînement (non représenté). Le fonctionnement est le suivant 10) Position repos. b est en position bl. 20) Marche coup par coup. On donne une poussée sur a : X est excité. xl et x2 se ferment, Z est alimenté, zl se ferme. X conserve son excitation par bl et xl. b vient en b2 : X n'est plus alimenté, Z est alimenté par zl et b2. Au bout d'une seconde, xl et x2 s'ouvrent. b vient en b1 : Z n'est plus alimenté, z1 s'ouvre, le plateau s'arrête. Il faut donner une nouvelle poussée sur a pour que le cycle recommence. 30) Marcne continue. On ferme c. On donne une poussée sur a. X est excité, xl est fermé. X reste alimenté par xl et c quelle que soit la position de b. Z reste alimenté par x2 quelle que soit la position de b. Il faut ouvrir c pour que le plateau s'arrête dès que b passe de b2 en bl. On choisit le mode de fonctionnement coup par coup ou continu suivant la cadence d'alimentation en bobinages sertis à souder. REVENDICATIONS 1/ Machine pour souder automatiquement des connexions de sortie d'une série de composants, situées dans le même plan horizontal, comportant d'une part un dispositif de transport, d'autre part des postes de traitement disposés sur la trajectoire dudit dispositif de transport, caractérisée en ce que ledit dispositif de transport comporte des pinces régulièrement espacées, servant au chargement. en interrelation avec un plan de référence assurant un chargement selon une cote verticale fixe. 2/ Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits postes de traitement comportent un poste de décapage par flux du type dit "à la vague" et un poste de soudage du type à la vague, ainsi qu'un pqste de nettoyage pour enlever l'excès de flux. 3/ Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un poste de marquage. 4/ Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un plateau circulaire pouvant tourner autour d'un axe central, comportant des pinces uniformément réparties sur la périphérie. 5/ Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une pince comporte une machoire fixe et une mâchoire mobile, munies toutes deux d'une échancrure, ladite mâchoire mobile pouvant pivoter autour d'un axe solidaire dudit plateau sous l'effet d'un ressort qui tend à la fermer Jusqu'à une butée. 6/ Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite mâchoire mobile peut être maintenue ouverte par l'insertion d'au moins un pion de pré-écartement. 7/ Machine selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bords de la mâchoire fixe et de la mâchoire mobile portent des galets facilitant l'introduc- tion d'un composant dans la pince. 8/ Machine selon la revendication 7, caractérisé en ce que le fond de l'échancrure porte également des galets, facilitant le roulement du composant sans glissement dans l'échancrure, e-n particulier lors du marquage. 9/ Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'alimentation électrique assurant au choix, un fonctionnement coup par coup, ou une marche continue.