Brevet FR2236339A1 — publié le 19750131

Les cartes imprimées des circuits électroniques sont percées d'un grand nombre de petits trous, chacun d'eux étant tapissé d une microdouille conductrice; ces petits trous, dont le pas d'écartement est constant et petit, mais très variable, suivant la série de cartes en jeu, sont utilisés pour la mise en place de composants électroniques divers portant des broches filiformes, de contacts qui sont engagées à frottement doux dans les microdouilles; les extrémités émergentes des broches reçoivent des soudures de raccordement. Ces composants électroniques, appelés "Fet sont fabriqués en grande série avec des broches longues et parallèles, dont le pas standard ne correspond pas en général au pas des trous 41 des cartes imprimées 42 comme le montre la figure 9 du dessin ci-annexé; il est donc nécessaire de cambrer ces broches, de les mettre au pas des trous et de les couper à la longueur voulue. Quand il s'agit de composants munis de deux ou trois broches, ce travail peut s'effectuer entièrement et rapidement à la main, c'est-à-dire sans difficulté ni perte de temps appréciable. Par contre on emploie fréquemment des composants portant un grand nom- bre n de broches, par exemple douze; chque Fet de ce genre est livré sous conditionnement, c' est-à-dire que pour éviter une déformation des broches et une modification accidentelle du pas initial, le Fet est monté sur une pièce moulée portant les trous d engagement des n broches au pas standard, chaque trou étant prolongé par une rainure dans laquelle est logée et protégée la broche correspondante; le travail manuel des broches de ces Fet au moment de leur utilisation est long, fastidieux, voire impossible, et donne lieu à des déchets. La présente invention est relative à un dispositif permettant d'exécuter automatiquement le cambrage des broches, leur mise au pas de la carte de la série de fabrication et leur coupe à la longueur voulue. Conformément à l'invention, ce dispositif est essentiellement constitué de deux platines superposées, une platine fixe d'épaisseur égale à la longueur finale des broches et une mince platine rotative, les deux platines au repos étant perforées de n trous, en alignement respectif avec un pas égal à celui des trous de la carte imprimée de la série intéressée de manière à constituer gabarit, les entrées des trous de la platine fixe étant évasés en forme d'entonnoirs, tandis que la platine rotative forme couteau de cisaillement par pivotement après mise en place d'un Fet par insertion et guidage des broches dans les entonnoirs. La présente invention a également pour objet toute machine équipée de un ou plusieurs de ces dispositifs, et notamment d'une logique pneumatique à relais pour la commande automatique de ces dispositifs. L'invention sera bien comprise dans tous ses détails de réalisation et d'utilisation par l'exposé ci-après se référant au dessin ci-annexé montrant un exemple non limitatif d'exécution du dispositif revendiqué et d'une machine pneumatique pour l'exploi- tation automatique et simultanée de deux tels dispositifs. Sur ce dessin, La figure 1 est une vue perspective d'un composant électronique ou Fet à-douze broches filiformes sous conditionnement. La figure 2 est une vue par en-dessus d'un support plan garni de deux dispositifs selon l'invention pour Fets à douze broches. La figure 3 est une vue par en-dessous du support de la figure 2. La figure 4 est une vue partielle par en-dessus montrant les entonnoirs d'entrée de la platine fixe pour un Fet à neuf broches. La figure 5 est une vue-en coupe suivant le plan V-V de la figure 4 avec un Fet en prépositionnement au-dessus de la platine fixe. -6a la figure 6/est la même coupe au moment du travail de cambrage, mise au pas, et coupe, après enfoncement des broches du Fet par action d'un poussoir sur la tête du composant électronique. La figure 7 est la même coupe lors de l'extraction du Fet en fin de travail par canal de succion traversant le poussoir. La figure 8 est une vue succincte en élévation d'une machine pneumatique pour l'exploitation automatique des deux dispositifs montés sur support commun selon les figures 2 et 3. Comme représenté par la figure 1, chaque Fet est constitué d'un petit boîtier plat 10 contenant le composant électronique, un circuit intégré par exemple, et scellé par une plaque 11 munie de perforations laissant passer les broches filiformes 12; le Fet est livré conditionné l'utilisateur sur un socle moulé 15, de section sensiblement carrée, dont chaque latérale comporte des rainures parallèles 14; la face supérieure 13 du socle est également perforée, le pas entre les perforations adjacentes étant identique à celui du pas initial des broches 12, et la disposition de ces perforations étant la même que celle des trous de la plaque il; les broches sont engagées dans les trous de la face 13, chaque trou débouchant au-dessus d'une rainure 14 qui sert-ainsi de. logement protecteur à toute la longueur émergente de la broche 12 correspondante, lorsque le boîtier 10 est appliqué sur le dessus de la face 13; toutes les broches 12 -sont donc maintenues parallèles entre elles au pas initial pendant toute la durée du conditionnement. Le Fet étant mis en place sur son socle par simple glissement des broches dans les trous de la face 13, il peut en-être extrait aisément au moment de l'utilisation par une légère traction. Les figures 2 et 3 montrent comment peuvent se présenter en pratique les dispositifs selon 11 invention pour la préparation des Fets, en vue de leur mise en place sur des cartes imprimées avec des perforations espacées deux à deux à un pas p presque toujours différent au pas initial des broches 12. A craque extrémité d'un support 16 en forme de plaquette rectangulaire allongée est monté, dans un évidement de grandeur et de forme appropriés, un dispositif constitué de deu-.- platines superposées 17 et 18 en forme de disques. La platine supérieure 17 est fi.-e et est d'épaisseur sensiblement égale à la longueur finale des broches d'un composant électronique après coupe; elle comporte dans sa partie centrale des perforations 19 dont le pas p et la disposition sont identIques à ceux des trous des cartes imprimées de la série en cours d'utilisation, et dont le nombre est égal à celui des broches de chaque Fat; on a supposé, à simple titre d'exemple, que ce nombre était de douze sur les figures 2 et 3 (et de neuf sur la figure 4). Ainsi que cela est montré en coupe sur les figures 5 à 7, chaque perforation i est constItuée d'une entrée en forme d'entonnoir. 20 prolongée par un trou cylindre 2i; c'est le pas p de ces trous crlindriques 21 qui est identique au pas des trous des cartes imprimées en jeu. Il apparaît en outre sur les figures 2 et 4 que les entonnoirs sont de forme plus évasée que les autres pour les perforations situées aux angles du polygone régulIer Formé par ces per orations, ce qu facilitcra le guidage des troches au moment de leur insertion. La platine supérieure 17 est fixée sur le support 16 par deux vis 22 avec rondelles de serrage 23; au centre même du disque 17 est prévue une autre perforation axiale cylindrique 24 dans lacuelle peut coulisser, à la man@ère d'un piston, un pion central dont le rôle sera expliqué plus loin. La platine inférieure 18 (fig. 3) ou contre-platine d'un dispositif est un disque mince pouvant pivoter sous et en contact avec la platine supérieure i7; à cet effet les ceux platines sont liécs l'une à l'autre par doux tiges filetées avec écrous et rondelles 25 en serrage lâche, chaque tige assurant le guidage roatif de la contra-platina par glissement d'une lumière 26 le long de cette tige; chaque lumière est conformée et disposée vers la périphérie de la contre-platine de manière à ce que celle-ci soit entraînée axialement à la platine 17.Cette contre-Platine est munie dans La partie centrale de perforations cylindriques 27 Qui, dans la position de repos montrée par la figure 3, sont en alignement respectivement avec chacun des trous cylindriques 21 de la platine supérieure, et de même diametre (voin figures 5 à 7); les bords supérieurs des trous 27 forment couteau. de telle sorte Que, par la rotation de la contre-platine, se produise le cisaillement des broches 12 au ras de la face inférieure de la platine 17.Au cen- tre de la contre-platine est prévu un petit logement tumulaire 28 avec vis d'obturation 25 et an prolongement du trou axial supé- rieur 24, ce logement accueillant un ressort de rappel vers le haut du pion central de la platine 17, ainsi @ue cela sera expose plus loin. Les deux contre-platines du support 16 peuvent être commandées simultanément en rotation par tout système approprié, par exemple par action pneumatique transmise à l'intérieur d'une canai sa tion 30, comme prévu par la figure 3. la figure 4 montre, en vue agrandie par dessus, la partie centrale de la platine supérieure 17 d'un dispositif pour composant électronique à neuf broches; on aperçoit. plus nettement la naissance des trous cylindriques 21 au fond des entonnoirs 20; on cons- tate l'espacement régulier au pas p des traces de ces trous; les entonnoirs 20 sont de forme tronconique régulière, sauf les entonnoirs d'angles qui ont à leur partie supérieure une section for tement ovalisée dont le grand axe est dirigé vers le centre de la face de dessus du disque 17.On voit aussi sur la ment @ figure, la trace de la perforation axiale cylindrique 24 dans laquelle peut se mouvoir un pon central. Les figuras 5 à 7, coupas suivant le plan V-V de la figure 4, schématisent le déroulment compiet d'une opération de cambrage, de mise au pas p et de coupe des broches filiformes 12 d'un compo- sant électronique. Le Fet extrait de son socle 15 est amené au-dessus de la platine supérieure 17 et on insère les broches 12 dans les différents entonnoirs correspondants 20, ce qui se fait sans difficulté avec le pas initial usuel des broches; on appuie en même temps légèrement sur la tête du boîtier 10 jusqu a commencement d'engagement des broches dans les trous cylindriques (21, 27) par guidage des extrémités des broches le long des parois des entonnoirs (fig. 5) - Puis au moyen d'un poussoir à action mécanique 31, on vient presser verticalement la tête du boîtier 10 jusqu'à ce qu'il vienne s'appliquer par sa plaque 11 contre la face supérieure de la platine 17 (fig. 6).Pendant cette opération les broches 12 s'enfoncent régulièrement dans les trous (21, 27) et viennent émerger par leurs brins d'extrémités sous la contre-platine 18; ainsi a été effectué la première partie du cycle de travail par cambrage et mise au pas p des broches 12. Au cours du mouvement de descente, du poussoir, le pion central 32 est repoussé dans son logement (24, 28), en comprimant un ressort de rappel 33 jusqu'à affleurer au ras de la face supérieure de la platine 17 En cette position est déclenché le mouvement de pivotement de la contre-platine 18 sou la platine 17, ce qui provoque le cisaillement des broches 12 au ras de la face inférieure de la platine 17, et les brins coupés chutent et sont recueillis dans un récipient 34. La contre-platine 18 est finalement rappelé à sa position de repos (celle des figures 5 à 7). Le poussoir 31 est constitué comme l'indique la figure 6: il est traversé axialement d'un canal 35 par lequel on peut exercer par dépression un effort de succion, et au moment où il applique le boîtier 10 contre la face supérieure de la platine 17, il vient écraser un joint annulaire d'etanchéité 36 interposé entre lui et la tête du boîtier du Fet. Par conséquent pour extraire le Fet en fin de coupe des broches, il suffit de produire une aspiration par le canal 35 pour plaquer le boîtier 10 contre le poussoir 31 et de relever verticalement ce poussoir (fig. 7) jusqu'à ce que le Fet soit entièrement libéré; le désengagement des broches 12 est facilité par l'action complémentaire du pion central 32 repoussé vers le haut par la décom pression du ressort 33; par coupure de l'aspiration, le Fet se sépare du poussoir et on le recueille. Le dispositif selon l'invention est donc une sorte de gabarit qui dépend de la valeur P du pas des trous des cartes imprimées et du nonliate de broches des composants électroniques, nombre qui peut être égal à 9, 12 et mer ne plus; par conséquent, en fonction des besoins de l'utIlisateur, on devra changer de gabarit pour chaque changement de pas P ou/et du nombre de broches. Le montage, tel que prévu par le support des figures 2 et 3 permet un changement rapide de ces gabarits. Par ailleurs les différentes manoeuvres opératoires, exposées à propos des figures 5 à 7, peuvent Entre rendues automatiques en grande partie en utilisant une machine, telle que celle représentée schématiquement par la figure 8 et qui utilise le support à deux dispositifs des figures 2 et 3. La machine de la figure 8 est du type pneumatique logique à relais; on retrouve sur cette figure le support 16 avec ses deux dispositifs selon l'invention dont on aperçoit les deux platines supérieures 17, ainsi que les deux poussoirs 31 destinés à les servir. Ces deux poussoirs sont montés de part et d'autre d'un châssis 38 mobile sur rails et dont les translations aller retour sont ordonnées pneumatiquement par la logique de la machine; ce châssis peut occuper deux positions, une position de travail (celle correspondant aux figures -6 et 7) et une position en retrait pour la décharge des composants finis qui tombent de chaque coté de la machine pour être évacués jusqu a un bac collecteur 37; la figure 8 montre le chssis dans sa position en retrait. Le fonctionnement de la machine au cours d'un cycle complet de travail a lieu comme suit Le préposé au service de la machine charge les deux dispositifs en insérant de chaque main les broches d'un composant ou Fet dans les entonnoirs de chaque platine supérieure, le déclenchement du cycle de travail se fait à l'aide de deux leviers 40, l'un à main droite et l'autre à main gauche pour sécurité; le châssis 38, commandé par la logique pneumatique à relais, avance au dessus du support 16 et les deux poussoirs 31 descendent lgUsqu occuper chacun la position de la figure 6; le cambrage avec formage et la mise au pas des broches étant obtenus, la logique de la machine déclenche le mouvement de pivotement axial aller retour des platines inférieures 18 pour le cisaillement ou coupe à longueur des broches.L'opération termInée, la logique de la machine déclenche l'aspiration pneumatique dans les canaux 35, la remontée des -sus- soirs 31 et le retrait du châssis 32 jUSqU ' amener les poussoirs au-dessus des deux goulottes 3S; la succion est coupée dans les canaux 35 et les Fets terminés et libérés tombent dans les goulottes 39 pour être recueillis dans-les bacs collecteurs 37 de chaque coté de la machine. Le cycle est terminé et le préposé peut charger à nouveau la machine et commander le cycle suivant de travail et ainsi de suite. On aperçoit sur la figure 8 les différents conduits pneumati- ques assurant le fonctionnement entièrement pneumatique de la machine avec déclenchement automatique des opérations successives par relais. Une telle machine sera présentée tota cmen-.- carénée pour oDte- nir le maximum de sécurité et dje propreté; l'air comprimé utilisé sera sous une pression de l'ordre de 5 bars à l'état propre et sec. Les relais seront actionnés par une source de 12 v régulée obtenue par transformation d'une alimentation autonome sous tension secteur de 220 v. La machine permet ainsi de produire rapidement un nombre élevé de composants ayant un meme nombre quelconque de broches qui seront automatiquement cambrées avec préformage, mises au pas et coupées à longueur. RBYENDICATIONS 1 - Dispositif permettant d'exécuter automatiquement sur des composants électroniques ou Fets le cambrage avec préformage des n broches de chaque composant, leur mise au pas des-trous des cartes imprimées d'une série de fabrication et leur coupe à la longueur voulue, caracterisé en ce qu'il est essentiellement constitué de deux platines superposées, une platine fixe d'épaisseur égale à la longueur finale des broches après coupe et une mince platine rotative- coaxialement à la première, les deux platines au repos étant perforées de-n trous en alignement respectif avec un pas égal à celui des trous de la carte imprimée de la série inté- ressuée, de manière à constituer gabarit, les entrées des trous de la platine fixe étant évasées en forme d'entonnoirs, tandis que la platine rotative forme couteau de cisaillement par pivotement après mise en place d'un Fet par insertion et guidage des broches dans les entonnoirs. 2 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que chacun des n trous forme un entonnoir dans la partie supérieure de la platine fixe et se prolonge par un trou cylindrique à travers la partie inférieure de la dite platine et toute 1 'épaisseur de la platine pivotante ou contre-platine au repos, le pas des trous cylindriques étant identiques au pas des trous des cartes imprimées de la série. 3 - Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les entonnoirs sont de forme tronconique régulière1 sauf aux angles du polygone formé par les perforations ou les entonnoirs ont à leur entrée supérieure une section fortement ovalisée dont le grand axe est dirigé vers le centre de la platine fixe. 4 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il est traversé par un alésage cylindrique axial dans lequel est logé un pion soumis à la poussée d'un ressort pour contribuer à l'éjection d'un Fet en fin du cycle de travail. 5 - ode d'utilisation d'un dispositif dans l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les broches de chaque Fet sortant du conditionnement sont insérées manuellement dans les différents entonnoirs du dispositif jusqu'à commencement d'engagement dans les trous cylindriques, les broches du Fet sont ensuite enfoncées complètement dans les trous cylindriques par un poussoir à action verticale agissant sur la tête du composant Olectronique, puis par pivotement de la contre-platine les broches sont cisaillées au ras de la face inférieure de la platine fixe, le Fet en fin de travail étant extrait par succion pneumatique exercée dans un canal traversant verticalement le poussoir, le pion central du dispositif repoussé vers le haut par son ressort contribuant à l'éjection avec guidage de la remontée des broches coupées. 6 - Machine assurant automatiquement le mode d'utilisation suivant la revendication 5 de un ou plusieurs dispositifs dans l'une des revendications 1 à 4. 7 - Machine suivant la revendication 6 caractérisée en ce qu'elle est équipée d'une logique pneumatique à relais pour la commande automatique du cycle de travail des dispositifs. 8 - Machine suivant la revendication 7 caractérisée en ce qu'elle comporte un support rectangulaire allongé muni à chaque extrémité d'un évidement dans lequel est fixé un dispositif dans l'une des revendications 1 à 4, les deux poussoirs nécessaires étant montés sur un Châssis effectuant des translations allerretour entre une position de repos et de décharge des Fets terminés et une position de travail où les poussoirs sont disposés audessus et dans l'axe des dispositifs, les mouvements du châssis, des poussoirs et des contre-platines rotatives étant ordonnées pneumatiquement. 9 - Machine suivant la revendication 8 caractérisée en ce que pendant sa descente chacune poussoir muni d'un joint annulaire d'étanchéité vient écraser celui-ci sur la tête du Fet. 10 - Machine suivant les revendications 8 et 9 caractérisée en ce que lorsque le châssis-arrive à sa position de décharge et de repos, la succion est coupée automatiquement dans les canaux traversant les poussoirs et chaque Fet terminé tombe dans une goulotte d'évacuation pour être recueillie dans un bac collecteur.