Brevet FR2248666A1 — publié le 19750516

Outil de poinçonnage universel destiné à percer les trous des circuits imprimés en petite,moyenne ou grande série, a' partir d'un seul et même outil. Les procédés actuels de perçage des circuits imprimés sont: 1 - Le perçage au moyen de forêts sur des machines pouvant être munies de têtes multibroches d'un coût très important pour une cadence de fabrication qui reste relativement lente. 2 - Le poinçonnage à partir d'un outil à poinçonner, utilisable uniquement pour le circuit imprimé pour lequel il a été conçu. Ce procédé est utilisé uniquement lorsque l'importance de la série le justifie et permet d'amortir. Chaque nouveau circuit nécessite un nouvel outil onéreux et long à réaliser; ces outils sont rarement modifiables.Four les petites ou même les moyennes série, il est très difficile sinon impossible A amortir, aussi les trous sont percés par les moyens classiques habituels, c'est-à-dire de façon lente et d'un prix de fabrication très élévé. C'est généralement le goulot d'étranglement de la réalisation de ces circuits. Pour pallier à ces divers inconvénients et abaisser le pris de revient du circuit imprimé, même pour les très petites séries et notamment pour les circuits ayant une grande quantité de trous, il était nécessaire de trouver un moyen qui permette de percer tous les trous en une seule fQScomme dans le procédé de perçage au poinçon, cela avec un outil universel, c'est à-dire pouvant passer très rapidement d'une série X une autre , même si le diamètre et la position des trous à percer changent. L'outil de poinçonnage selon l'invention réunit tous ces avantages. in effet, dans une surface donnée, il permet de percer en une seule u ous les trous de 0,8 mm a'à 1,2 mm de diamètre au pas de la grille internationale des circuits imprimés,soit 2,54 ou 1,27 mm en coordonnées cartésiennes, ou seulement un certain nombre de ces trous, quelle que soit leur position dans la grille. On peut passer ainsi aisément et rapidement d'une série à une autre, même très petite, changer la position des poinçons actifs pour un même diamètre de trou, ou bien encore changer le diamètre de tous les trous pour adapter ceux-ci au circuit imprimé a' percer. Ce résultat est obtenu au moyen d'un ensemble poinçons, portepoinçons et matrices. Le ou les porte-poinçons et les matrice#s comportent tous les trous au pas de la grille internationale des circuits imprimés au avec des pas de 2,54 mm Le porte poinçon peut #treréalisé/trous soit du diamètre maximum du corps de poinçon, soit pour chaque diamètre de 0,8 mm à 1,2mm tous les 1/10 èmes de mm. Dans ce cas, lorsque l'on veut changer de série et que celle-ci comporte des trous d'un diamètre différent, on change le porte-poinçon et la matrice par ceux munis des trous convenables. Dans le cas où le porte-poinçon est muni de trous-du diamètre du corps de poinçon de 1,2 par exemple, celui-ci étant le maximum choisi, il suffit de démonter le corps de poinçon, de retirer les poinçons de la série précédente et de mettre à l'emplacement convenable les nouveaux poinçons dont le diamètre actif correspond à celui désiré. On peut encore, lorsque le porte-poinçons est muni de tous les poinçons d'un même diamètre, sélectionner les poinçons à rendre actif: soit au moyen d'une plaque modèle comportant tous les trous complémentaires aux trous à percer, cette plaque modèle étant réalisée pour un circuit imprimé donné, ou bien utiliser une plaque modèle munie de tous les trous de la grille et réaliser la sélection en mettant dans les trous correspondant à ceux du circuit imprimé à percer, soit une bille soit un pion de diamètre approprié servant d'intermédiaire entre la tête de poinçon et la plaque de choc. Les poinçons inutilisés rentrent dans les trous de la plaque modèle restés libres. Cette plaque modèle est amovible très rapidement pour pouvoir, soit être composée différemment pour une nouvelle série, soit être remplaçée par une autre préparée à l'avance, en particulier quand les diamètres de poinçon ne changent pas. La matrice est également très facilement et très rapidement amovible,pour être remplacée le cas échéant par une autre portant les trous correspondant à ceux des poinçons utilisés. Lorsqu'un même circuit doit être percé de trous de deux diamètres différents, on repasse ces circuits après avoir terminé la première série de trous , changé le diamètre des poinçons et mis en place la matrice correspondante. On conçoit très bien la grande souplesse d'utilisation que permet ce type d'outil que l'on peut appeler universel, du fait de la grande variété de ses possibilités. Pour percer des trous dans la grille internationale au pas de 1 ,27 mm, il suffit , après avoir poinçonné les trous correspondant à la grille au pas de 2,54, de décaler les références de positionnement des circuits sur la matrice de 1,27 mm et de refaire un nouveau poinçonnage après avoir modifié la plaque modèle en conséquence. D'autres objets > caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront mieux à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 représente une vue en élévation de l'outil universel à poinçonner, - la figure 2 représente une vue de dessous suivant F de la fig.1 du porte-poinçons et de sa fixation, - la figure 3 représente le moyen d'extraction des poinçons du dé vêtisseur-guide de poinçons, - la figure 4 représente un poussoir à ressort à course limitée pour écarter le porte-poinçons de la semelle supérieure pour extraire la plaque modèle, - Bs figures 5,6 et 7 représentent les diverses formes de poinçons, - la figure 8 représente une coupe par la plaque modèle, - la figure 9 représente l'extraction d'une plaque modèle comportant les trous complémentaires aux trous à percer, - la figure 10 représente une plaque modèle munie d'entretoises de choc pour rendre actifs un certain nombre de poinçons parmi ltensemble, - la figure Il représente la remise à niveau des poinçons libres avant la mise en place d'une nouvelle plaque modèle modifiée. - la figure 12 représente la fixation des matrices en vue de dessus. Tel qu'il est représenté sur la figure 1, l'outil universel à poinçonner les circuits imprimés comporte le bloc supérieur i, le nez de fixation 2, au moins deux colonnes de guidage 3 coulissant dans les bagues à billes ou autre 4, la tôle de choc 5, la plaque modèle 6, les écarteurs à ressort à course limitée 7 logés dans le porte-poinçons 8, les poinçons 9 en appui ou non sur les entretoises de choc 10 intermédiaires entre la tette des poinçons et la tôle de choc 5, au moins deux pièces de guidage et de positt-onnement 11 du porte-poinçons 8, au moins deux leviers de serrage rapide 12 en appui sur les décrochements fraisés 13 du porte-poinçons, le dév4tisseur-guide des poinçons 14 guidé sur les colonnes 3 par les bagues 15, la semelle inférieure 16 sur laquelle sont fixées les colonnes 3 et la matrice 17 représentée selon deux exécutions différentes de part et d'autre de l'axe vertical passant par le nez de fixation 2; dans la partie gauche du dessin, la matrice est épaisse, elle comporte les trous 18 coopérant avec les poinçons 9 et les trous de dégagement 19. La matrice est positionnée par 2 de ses côtés latéraux sur des pièces rapportées 20, en appui par le chanfrein 21 sur la face oblique 22 des pièces 20. Ces pièces 20 sont vissées et piétées sur la semelle 16. La matrice est taquée en butée sur les pièces 20 par un levier de serrage rapide approprié. La matrice 23 représentée dans la partie droite du dessin, est réalisée dans une plaque d'acier appropriée de faible épaisseur, elle est percée des trous 24, identiques aux trous 18 de la matrice épaisse, les trous 24 sont débouchés dans les trous plus grands 25 d'une semelle rapportée 26 en appui sur les bords 27 de la semelle inférieure 16. La matrice 23 est fixée de la meme façon que la matrice 17, au moyen de 2 pièces 28 et d'un levier éclipsable à serrage rapide non représenté. Le porte-poinçons, le dévêtisseurguide et la matrice sont percés en coordonnées cartésiennes au pas de la grille internationale de perçage des circuits imprimés, soit 2,54 mm. Bien entendu, cet outil, sans pour cela sortir du cadre de l'invention, peut être prévu pour n'importe quel autre entraxe de perçage. Le réglage entre le dévêtisseur-guide 14 et le porte-poinçons 8 est obtenu au moyen de vis 29 coopérant avec des ressorts 30. Un alésage 31 est prévu pour laisser passer la tête de vis 29, une rondelle fendue 32, d'un diamètre approprié est placée sous la tête de la vis 29 qui retient ainsi le dév#tisseur-guide à une distance pré-définie par le vissage de dette vis. La rondelle 32 est munie d'un fraisage 33 à mi- épaisseur dans lequel est~engagé un clips/r#eenant la rondelle 32 en place sous la t8te de vis 29 . le déga genet fraisé 35 est prévu suffisamment grand pour pouvoir extraire facilement le clips 34 et la rondelle fendue 32. La figure 2 représente le porte-poinçons 8 vu suivant la flèche F de la figure 1. Les chiffres repères de la figure 1 désignant les mêmes pièces ont été repris. On voit bien la disposition du porte-poinçons 8 positionné sur les 4 centreurs 11 et serré contre la semelle 1 par les 2 leviers éclipsa- bles à serrage rapide 12,calibréspar un empilage de rondelles à ressort du type Belleville. sde la On voit également la disposition des tôle de choc 5 et plaque modèle 6 en forme de tiroir dont les rebords 36 sont mis en appui sur les faces dressées 37 du porte-poinçons 8. Les parties latérales 38 et 39 sont guidées avec un léger jeu dans un logement approprié du porte-poinçon 8. La grille de perçage représentée partiellement en traits mixtes au pas de 40 d'une valeur de 2,54mm montre les emplacements des poinçons.La partie extérieure de la grille de perçage est délimitée par les traits mixtes, elle représente la surface utile de perçage. La figure 3 représente le moyen d'extraction des poinçons du dévêtisseur-guide. Les chiffres repèresdésignant-les mêmes pièces que sur la fig.1 ont été repris. La rondelle de retenue 32 du dév#tisseur-guide 14 comporte la fente 41 au fond de laquelle on voit en coupe la vis 29. La rondelle 32 est elle-m#me représentée coupée par le fraisage 33. Le clips 34jest en appui dans le trou 42,qui fait à la fois office de centreur et de pivot, par l'intermédiaire de son extrémité 43, l'autre partie du clips est serrée contre la face latérale de la rondelle en 44. Pour dégager le clips, il suffit de le faire pivoter dans le sens de la flèche 45.Cette opération s'effectue après avoir comprimé les ressorts 30 en amenant en appui contre la matrice ou simplement contre le dernier circuit à poinconner, la partie inférieure du dévêtisseur-guide; à ce moment on peut aisément retirer les clips et rondelles 32. il est également nécessaire de retenir le dévêtisseurguide en position basse au moyen d'un verrouillage approprié avant de relever le coulisseau de la presse pour extraire goua les poinçons du dév#tisseur- guide. La figure 4 montre un poussoir à ressort à course limitée représenté sous le na 7 sur les fig.1 et 2. il comporte la douille filetée 46 guidant le ressort 47 lequel s'appuie sur un épaulement de la douille lisse 48. Le ressort 47 est pré-comprimé sous l'action de la vis à tête 6 pans creux 49. Le serrage du ressort laisse subsister une course 50 d'environ 2 mm pour aller en butée. Les ressorts sont tarés de façon à exercer un effort identique. Ces poussoirs sont destinés à écarter le porte-poinçon 8 de la semelle supérieure 1 au moment ou l'on desserre les leviers 12 fig. 1 et 2 > pour extraire la plaque modèle 6 à l'aide de laquelle on définit les poinçons à rendre actif parmi l'ensemble de c#ux-ci. Les figures 5,6 et 7 représentent les poinçons utilisés dans l'outil universel. La fig. 5 montre le poinçon diamètre 1,2 mm (51), la fig.6 montre le poinçon dont la partie active est épaulée en 52 au diamètre 1 mm, le corps restant identique au poinçon fig.5. La fig 7 montre un poinçon dont la partie active 53 est épaulée au diamètre 0,8 mm cependant que le corps 51 reste le même. Ces poinçons sont prévus pour les diamètres 0,8 - 0,9 - 1 - 1,1 et 1,2mm. Dans le cas où l'on veut éviter de changer les poinçons pour percer des circuits dont les trous sont d'un diamètre différent de celui des poinçons en place, on retire simplement l'ensemble porte-poinçons,dév#tisseur-guide, et matrice que l'on remplace par un autre porteur des poinçons au diamètre désiré. On peut encore réaliser des poinçons dont le corps est au diamètre de la partie active, aussi bien pour le diamètre 0, 8mm que pour les suivants. Les porte-poinçons et dév#tisseur-guide sont prévus en conséquence. Pour l'affûtage, cette solution est intéressante car il n'est pas nécessaire de retoucher ou refaire un nouvel épaulement lorsque la partie épaulée est trop usée. La figure 8 représente une coupe de l'outil à l'endroit du portepoinçons. Les chiffres repères désignant les mêmes pièces que sur la fig.1 ont été utilisés. On voit une partie de la semelle 1,la tôle de choc 5, la plaque modèle 6 percée de tous les trous complémentaires aux trous à poinçonner dans le circuit imprimé, le porte-poinçons 8 et les poinçons 9 en appui sur la plaque modèle 6 ou remontés dans les trous 54 de celle-ci, lesquels présentent un léger jeu par rapport au diamètre des 'cotes fraisées des poinçons. Les poinçons 9 remontent dans les trous de la plaque modèle,au moment où l'on poinçonne le premier circuit, d'une valeur égale à l'épaisseur du circuit augmentée de la profondeur d'enfoncement des poinçons actifs dans la matrice. La figure 9 représente le mode d'extraction de la plaque modèle. Les chiffres repères désignant les mêmes pièces que sur la figure 8 ont été utilisés. La tôle de choc 5 a été retirée libérant l'espace 55 dans lequel on peut soulever la plaque modèle 6- d'une valeur suffisante pour la dégager des poinçons inactifs qui sont remontés dans les trous correspondants de ladite plaque. On a déjà vu-fig.4 le rôle des poussoirs à ressort à course limitée pour écarter le porte-poinçon de la semelle supérieure 1 et permettre de ménager un jeu suffisant pour extraire ou remettre la plaque modèle. La tôle de choc 5 et la plaque modèle 6 seront avantageusement munies d'une poignée de préhension pour faciliter les manutentions. La figure 10 représente une coupe de l'outil montrant une plaque modèle 6 munie de tous les trous de la grille internationale de perçage des circuits imprimés au pas de 2,54 mm. Les chiffres repères désignant les mêmes pièces que sur la fig.1 ont été utilisés. On voit la semelle 1, la tôle de choc 5 serrée contre la plaque modèle 6 dans laquelle les poinçons actifs sont sélectionnés au moyen d'entretoisesde choc 56 se présentant de façon identique aux poinçons, mais le corps de ces entretoises est un peu plus grand en diamètre que celui de la tête des poinçons pour faciliter l'engagement de ceux-ci dans les trous de la plaque modèle. Ces entretoises sont épaulées pour éviter qu'elles ne s'échappent au moment où l'on retire la plaque modèle. On voit également le circuit imprimé 57 au travers duquel sont passés les poinçons actifs engagés dans les trous 24 de la matrice. Les poinçons inactifs sont en appui libre sur la face supérieure du circuit imprimé. La figure 11 montre la remise en place des poinçons inactifs remontés dans les trous 54 de la plaque modèle au moyen d'une plaque 58, d'une épaisseur égale à celle de la plaque modèle et de la tôle de choc. Cette tôle est munie d'une ra#pe oblique ou courbe, de telle sorte que lorsque l'on pousse vers les poinçons, ceux-ci se remettent en place, rangée par rangée jusqu'à ce qu'ils soient tous rentrés, permettant alors la mise en place d'une nouvelle plaque modèle. La figure 12 montre en vue de dessus la matrice en place sur la semelle inférieure. Les chiffres repères sur les figures précédentes ont été repris. On voit la matrice 17 et sa fixation sur la semelle 16 au moyen des pièces 20 vissées piètées sur cette semelle et sur lesquelles est taquée la matrice 17 poussée et serrée par un levier de serrage éclipsable à came de type connu. Les traits mixtes représentent partiellement la grille de perçage au pas 40 de 2,54 mm Un jeu de matrices est prévu en coopération avec les poinçons de 0,8 mm à 1,2 mm de diamètre, de 1/10ème en 1/thème de mm ou de tout autre écart. Les circuits imprimés sont taqués sur les règles 60 et 61 au moyen d'une bride à ressort extra-plate non représentée. REVENDICBTIONS 1 - Outil de poinçonnage universel destiné à poinçonner les trous d'une surface donnée de circuits imprimés au pas de la grille internationale, quel que soit l'emplacement desdits trous sur ladite surface, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen matrice percé de tous les trous d'un même diamètre au pas de 2,54 mm en coordonnées cartésiennes sur toute la surface utile, un moyen porte-poinçons et un dévêtisseur-guide dont les trous coopèrent avec ceux de la matrice, des moyens poinçons, un moyen plaque modèle, des moyens de montage et de démontage très rapide des matrice, porte-poinçons, dévêtisseurguide et poinçons, un moyen support général coopérant avec les moyens précédents. 2 - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen matrice est très rapidement et très facilement démontable et remontable avec un positionnement rigoureux sur des butées favorisant le serrage, celui-ci s'effectue au moyen d'au moins une bride éclipsable à serrage rapide, pour interchanger ladite matrice par une autre d'un diamètre de trous différent chaque matrice est percée de trous de diamètre identique, la dimension desdits trous allant de 6,8 à 1,2mm. 3 - Outil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen porte-poinçons, pour un circuit imprimé donné, comporte uniquement les poinçons correspondant aux trous du circuit, les autres emplacements de poinçons restant libres. 4 - Outil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen porte-poinçons comporte l'ensemble des poinçons correspondant à tous les trous de la grille internationale des circuits imprimés au pas de 2,54 mm, seuls sont rendus actifs les poinçons correspondant aux trous à poinçonner. 5 Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extraction rapide des poinçons du dévêtisseur-guide pour passer d'un diamètre de poinçon à un autre, s'effectue par désaccouplement du dévêtisseur-guide et du porte-poinçons en retirant une rondelle fendue disposée sous la tête de chacune des vis de retenue du dévêtisseur-guide et maintenue contre la vis par un clips à ressort, la tête de la vis de retenue traverse le dévê- tisseur guide lorsque l'on maintient celui-ci contre la matrice et que l'on remonte le coulisseau de la presse pour extraire les poinçons, la tolérance d'ajustage des poinçons est plus serrée sur le dévêtisseur-guide que sur le porte-poinçons. 6 - Outil selon les revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce que le porte-poinçons s#onte et se démonte très facilement et rapidement au moyen d'au moins deux brides escamotables à serrage rapide, d'une force calibrée par un empilement de rondelles ressorts, ledit porte-poinçons est positionné avec précision sur au moins deux centreurs présentant une partie conique d'entrée à leur extrémité et coopérant avec les trous correspondants du porte-poinçons. 7 - Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen plaque modèle est une plaque métallique conçue comme un tiroir guidé latéralement dans le porte-poinçons et comportant tous les trous complémentaires de la grille de perçage par rapport à ceux du circuit imprimé à poinçonner, lesdits trous étant d'un diamètre légèrement plus grand que celui de la tête fraisée des poinçons, chaque nouveau circuit imprimé possédant sa propre plaque modèle. 8 - Outil selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que les poinçons correspondant aux trous à percer dans un circuit imprimé donné, sont rendus actifs au moyen d'une plaque modèle munie de tous les trous qu'il est possible de poinçonner dans l'ensemble de la surface définie au pas de la grille de perçage, et dans les trous de laquelle sont placés face à chacun des trous à poinçonner dans ledit circuit imprimé, une entretoise de choc à tête épaulée, d'un diamètre et d'une longueur appropriée aux trous de la plaque modèle, lesdites entretoises de choc prennent appui sur une tale de choc conçue également comme un tiroir guidé dans le porte-poinçons et situé au-dessus de la plaque modèle. 9 - Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moyen plaque modèle est extrait du porte-poinçons par l'intermédiaire d'au moins deux poussoirs à ressort à course limitée, écartant le portepoinçons de la semelle supérieure et ménageant ainsi un jeu permettant de retirer d'abord la tôle de choc, puis de soulever la plaque modèle dans l'espace ainsi ménagé pour la dégager des poinçons non actifs remontés dans les trous de la plaque modèle et ensuite de la retirer pour en modifier la composition. 10 - Outil selon les revendications 7, 8 et 9, caractérisé #n ce que, pour mettre en place le moyen plaque modèle après en avoir changé la combinaison, on enfonce préalablement les poinçons sortis au moyen d'une plaque de tale d'une épaisseur très légèrement inférieure à l'espace entre le portepoinçons et la semelle supérieure, ladite plaque étant munie d'une rampe appropriée sur la partie venant en contact avec les têtes de poinçons, au fur et à mesure que l'on pousse cette plaque dans l'ouverture, la rampe enfonce les poinçons sortis, rangée par rangée. 11- Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens poinçons coopérant avec le porte poinçons, le dév# tisseur-guide et la matrice, comportent un corps dont le diamètre est celui du plus gros diamètre de trous à poinçonner, la partie active des poinçons, lorsqu'elle est plus petite que le diamètre du corps, est décolletée au diamètre de poinçonnage, de façon à ce que l'ensemble des poinçons, quel que soit le diamètre de leur partie active, de 0,8 mm à 1,2 mm, puisse se mettre en place sur le même porte-poinçons et dévêtisseur guide. 12 - Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est constitué une gamme de porte-poinçons et dévêtisseurs-guides correspondant à chacun des diamètres de corps de poinçons, de 0,8 mn à 1 ,2mu. 13 - Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour poinçonner les trous au pas de la grille internationale de perçage de 1,27 mm, on poinçonne une première série de trous se trouvant sur la grille au pas de 2,54 mm, puis on décale les références de taquage d'une valeur de 1, 27 mm et l'on poinçonne à nouveau selon la deuxième partie de la grille , soit au pas de 1,27 mm par rapport au premier poinçonnage.