Brevet FR2321686A1 — publié le 19770318

La présente invention concerne un procédé de réa- lisation d'une tête d'inscription pour enregistreur graphique de très grande largeur et comportant un grand nombre d'électrodes et une tête d'inscription d'enregistreur graphique obtenu à l'aide dudit procédé. Des dispositifs du genre tête d'inscription pour enregistrement graphique font l'objet de brevetsvpar exemple le brevet NO 2 216 876 complété par la demande de certificat d'addition en date du 8 mai 1974 NO 74 15 880 au nom de la société Massiot Philips. Les têtes d'inscription décrites dans ces brevets sont constituées d'un certain nombre d'électrodes filiformes contenue chacune dans un plan. Chaque électrode est fixée dans un support en forme de plaquettes à raison d'un support pour chaque électrode. Les ensembles, support-électrodes sont, pour constituer la tête d'inscription1 empilés les uns sur les autres, chacun étant isolé de son voisin à l'aide d'une lame isolante qui permet en même temps d'assurer le pas entre deux électrodes successives. Ces ensembles sont assemblés par serrage entre flasques réunies par bnulons. Des perfectionnements ont permis d'atteindre une bonne qualité de réalisation desdites têtes d'inscription. Ces perfectionnements ont porté, d'une part, sur la conception de chaque ensemble support-électrode, d'autre part, sur le choix des éléments intercalaires entre ensembles support-électrodes. En particulier, l'électrode peut faire partie intégrante du support qui est obtenu alors par une technique qui s'apparente à celle utilisée pour les circuits imprimés Par ailleurs, l'oIe'- ment intercalaire est constitué à partir d'un film isolant de faible épaisseur qui peut en outre participer à la constitution du support. Ces techniques ne sont toutefois pas aptes à résoudre les problèmes qui concernent les têtes d'inscription à faible pas et de grande largeur. En effet, d'une part, les dimensions de chaque élément unitaire ne permettent la mise en place que de moyens de fixation de dimensions réduites ; il s'ensuit que lorsque la tête d'inscription doit comporter un grand nombre d'électrodes par mm et qu'elle doit couvrir toute la largeur de la piste d'écriture (plusieurs décimètres par exemple), elle ne possède pas la rigidité mécanique suffisante assurant un bon alignement des éléments. Par ailleurs, on ne parvient pas à un coefficient de foisonnement de l'empilage des éléments égal à l'unité, ce qui conduit à des irrégularités du pas. D'autre part, lorsque le tête doit comporter un grand nombre d'électrodes par unité de longueur, par exemple 10 à 12 électrodes par mm linéaire d'écriture, on se heurte alors à des difficultés de manipulation d'éléments très minces, quasiment insurmontables, le maximum aisément réalisable étant seulement de tordre de 4 électrodes par mm. C'est un des mérites de l'invention d'avoir mis au point un procédé qui permet la réalisation d'une tête d'inscription non seulement avec un pas d'électrode faible de l'ordre de 10 à 12 électrodes par mm mais de plus, de grande largeur, avec un pas atteignant une grande régularité; Pour cela l'invention fat appel à des moyens très différents de ceux utilisés dans l'art antérieur cité. Parmi ces moyens figurent les techniques de bobinage de fil métalliquepré- sentant des caractéristiques d'élastivité élevéessur un mandrin mobile autour d'un axe de rotation qui est axe de symétrie dudit mandrin. Grâce au degré de perfection atteint dans ces techniques, le bobinage de fil peut être effectué avec un pas régulier et très précis entre spires sur une grande longueur du mandrin. L'invention se propose de constituer lesélectrodes de la tête d'inscription par toutes les fractions de spires préle vées sur le bobinage à la suite de la découpe du bobinage par deux plans passant chacun par une génératrice du mandrin. Auparavant, selon l'invention, le bobinage aura été immobilisé dans un enrobage isolant électriquevgenre plastique ou vernis7déposé sous forme d'une cuuche autour du mandrin. La découpe du bobinge ainsi enrobé est ensuite soumise à divers pliages et cambrages de manière à constituer un ensemble dtélec- trodes souples constituant la tête d'inscription. L'invention résout en fait encore un autre problème qui a trait à la manière d'effectuer les connexions des électrodes avec les moyens électriques d'amenée des informations auxdites électrodes. Ces connexions seraient en effet difficiles vu leur nombre et les espaces de manipulation disponibles, à effectuer côte à cote, suivant une seule ligne. Lt invention propose pour pallier ces difficultés de réaliser le bobinage en plusieurs phases, chaque phase utilisant un mandrin qui grandit d'une phase à l'autre perpendiculairement aux génératrices du mandrin ou change de forme tandis que chaque phase de bobinage s'effectue suivant le morne pas, mais les spires étant décalées par rapport à celles bobinées lors de chacune des premières phases. En sectionnant l'ensemble du bobinage obliquement par rapport à la direction de grandissement ou de déformation du mandrin au cours des différentes phases de bobinage, on obtient du côté connexion des extrémités de fils, futurosel'ec- trodes, réparties suivant différentes lignes parallèles au lieu d'une seule ligne, ce qui augmente la place disponible pour lesdites connexions. Ainsi selon l'invention il est mis au point un procédé de réalisation d'une tête d'inscription pour enregistreur graphique de très grande largeur et comportant une pluralité d'é- électrodes par millimètre remarquable en ce qu'il comporte quatre opérations successives à savoir, - une opération de bobinage de fil métallique possédant des ca ractéristiques dlélasticité élevées)en une ou plusieurs phases successives autour d'une bobine prenant une forme différente avant chaque nouvelle phase, mais une partie de la bobine restant indé- formable au cours de l'ensemble du bobinage, les spires de fil mises en place sur cette partie de bobine au cours d'une phase étant entrelacées avec celles mises en place lors des phases pré- cédentes de telle sorte que le pas final sur la partie dite indé- formable de bobine y soit régulier - une opération d'enrobage et de maintien entre elles de certaines portion de spires bobinées conduisant en même temps à l'isolement électrique desdites portions de spires l'une par rapport à l'autre, lesdites portions de spires enrobées étant celles situées sur la partie indéformable de la bobine ou adjacente à ladite partie - une opération de sectionnement des spires de bobinage de part et d'autre des portions de spires enrobées, l'un de ces sectionnements ayant lieu selon l'une des génératrices de la partie indéformable de bobine et l'autre selon un ensemble de lignes en nombre égal au nombre de phases de bobinage et appartenantlune1 a la partie déformable de la bobine utilise dans la première phase de bobinage etfohacune des autres, respectivement à chaque partie de bobine utilisée dans une phase et resultant de la déformation de la bobine utilisée dans la phase précédente - une opération d'insertion desdites portions de spires enrobées à l'intérieur d'un support pour former la tête d'inscription, lesdites portions de spires constituant les électrodes d'écriture, les extrémités des spires résultant du sectionnement selon l'une des génératrices de la partie indéformable de bobine servant à l'écriture tandis que les autres extrémités servent aux connexions des électrodes avec sieurs éléments de commande situés dans l'en- registreur. L'invention fournit aussi, à titre de produit industriel, une toto d'inscription constituée d'un support dans lequel est introduite la multitude d'électrodes obtenue par le procédé ci-dessus indiqué. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivantetà titre d'exemples non limitatifs, de quelques modes de réalisation du procédé et de sa mise en oeuvre dans la constitution d'une tête d'inscription, ladite description étant accompagnée de dessins qui représentent fig 1 un premier mode de réalisation du procédé selon l'inven tion ssg 2 : une vue partielle du bobinage en plusieurs phases utili sé dans ce premier mode fig 3 : un second mode de réalisation du procédé selon l'inven tion fig 4 : une vue en coupe dans le plan dune électrode d'une têté d'inscription incluant un ensemble d'électrodes obtenu par le procédé selon l'invention. Sur la figure 1 on a représenté sous les numéros 1, 2a, 3, 4a les taureaux parallèles entre eux constitutifs d'un mandrin autour duquel s'effectue une première phase du bobinage. Ce mandrin est mobile autour de l'axe 5 parallèle aux barreaux et axe de symétrie respectivement pour chaque paire de barreaux, 1, 3 et 2a, 4a. Les flasques latérales du mandrin dans lesquelles sont fixés les barreaux ne sont pas représentées pour la commo dité de dessin. Le fil métallique bobiné présente des caractéristiques dtélasticité élevées et peut par exemple être du tungstène ou du molybdène. Il est représenté en 6 lors de la pre- mière phase du bobinage. Dans une deuxième phasele bobinage s'effectue autour d'un mandrin de géométrie différente. Pour ce faire, on adjoint au montage mécanique du mandrin préalablement utilisé les barreaux 2b et 4b identiques aux barreaux 2a et 4a et disposés parallèlement et symétriquement par rapport à l'axe 5 dans les plans des barreaux 1,2a et 3,4a. Les fixations des barreaux 2b et 4b dans les flasques latérales ont été prévues d'avance. La deuxième phase du bobinage s'effectue amour du mandrin formé des barreaux 1, 2b, 3, 4b, le pas du bobinage dans cette phase étant identique à celui utilisé lors de la première phase mais les spires étant intercalées entre celles bobinées krs de la première phase. Selon le nombre de spires désirées par unité de longueur, le bobinage peut encore comporter d'autres phases. On peut par exemple constituer un troisième mandrin en mettant en place symétriquement par rapport à l'axe 5 les barreaux 2c et 4c parallèles aux autres barreaux déjà mis en place précédemment sur le montage mécanique, les barreaux 1, 2a, 2b, 2c d'une part 3, 4a, 4b, 4c d'autre part, étant situés dans un même plan. Une troisième phase du bobinage s'effectue alors autour du mandrin constitué des barreaux 1, 2c, 3, 4c avec le même pas que lors des premières phases, les spires étant intercalées entre celles déjà bobinées. Pour l'entrelacement régulier des spires on procède de la manière indiquée dans ce qui suit. Soit Pa le pas apparent et définitif du bobinage total dans les plans formés respectivement par les barreaux 1, 2a, 2b, 2c et 3, 4a, 4b, 4c. Ce pas est le tiers du pas Pp des bobinages partiels effectués lors de chacune des phases. Le premier bobinage partiel s'étant déroulé avec le pas Pp le deu- xième est alors entrepris avec le même pas Pp, ce bobinage étant décalé lors de cette phase d'un pas Pa par rapport au premier. De la même manière le 3ème bobinage partiel est entrepris avec le morne oas Pp en décalant ce bobinage par rapport au second d'un pas Pa. Le pas réellement utilisé Pp au cours des trois phases de bobinage se trouve être égal à 3 fas le pas apparent Pa du pas réalisé (Pp = 3 Pa) tandis que l'écartement E entre deux spires au cours d'une phase de bobinage est E = 3 Pa - D D étant le diamètre du fil utilisé. De la même manière, si le bobinage comportait n phases cet écartement serait E = n Pa - D (1) L'intérêt de cette expression apparaîtra nar la suite Une deuxième opération du procédé consiste à im- mobiliser une partie des spires par enrobage dans une matière isolante. Les parties de bobinage immobilisé sont celles situées d'une part entre les barreaux 1 et 2a et d'autre part entre 3 et 4a. L'enrobage peut être obtenu selon l'invention à la suite d'un dépôt par projection ou trempé d'une matière plastique ou d'un vernis, ces opérations pouvant s'effectuer en plusieurs phases successivesochaque phase étant suivie d'une polymérisation par étuvage si nécessaire. Cet enrobage peut encore être obtenu par tout autre procédé, chimique par exemple. Avant tout dépôt, des réserves à ces dépôts sont effectuées sur les parties des spires à né pas enrouer. Ces réserves sont effectuées soit par écran mécanique soit par film protecteur ou tous autres procédés ou produits. Sur la figure 2, on a représenté la partie de bobinage total effectué sur la face du mandrin constituée des barreaux 1, 2a, 2b, 2c ainsi que des portions de bobinage partiel effectué sur chacun des mandrins utilisés successivement. La partie de bobinage enrobée d'isolant est celle située par exemple entre les droites A et B parallèles aux bar reaux et proches respectivement des barreaux 1 et 2a, tands que les parties réservées sont celles qui se trouvent au-delà de ces droites A et B. On a cuupé les spires à l'aide d'un plan parallèle au plan 1 2a 2b 2c, ou encore oblique par rapport à ce place On obtient ainsi 3 catégories d'extrémité de fils, chaque catégorie correspond à chaque bobinage partiel. Ces extrémités sont repérées pour chaque bobinage partiel respectivement dans 11 ordre de bobinage à l'aide de cercles triangles et car rés. Ces extrémités apparaissent groupées suivant dif ferventes lignes, à savoir au-delà de B suivant les lignes C D E, auxquelles correspondent au-delà de A respectivement les lignes C' D' E'. C'est au-delà de A qu'ont lieu les connexions. Ces connexions sont facilitées du fait de la répartition des extrémités des fils suivant différentes lignes et que, sur chacune des lignes, l'écartement de deux extrémités est celui donné par ltex- pression (i), ledit écartement étant très supérieur à-celui du bobinage total réalisé. Les pointes d'électrodes utilisées pour l'écri- ture sont réalisées en sectionnant les spires suivant une droite parallèle aux génératrices des barreaux, ladite droite étant située entre B et le barreau 1. Cette droite est par exemple confondue avec la ligne F de contact du bobinage avec le barreau t. On obtient ainsi, en définitive, une nappe de fils parallèles maintenus mécaniquement par la matière isolante déposée et isolés entre eux par cette même matière avec, d'un côté, les pointes des futures électrodes alignées rigoureusement suivant une droite, tandis que de l'autre côté les extrémités destinées aux connexions sont réparties dans un volume permettant aisément d'effectuer des connexions, par exemple par soudure. Evidemment on obtiendrait une nappe de fil analogue en soumettant au môme processus opératoire la portion de bobinage symétrique par rapport à l'axe 5 de celle considérée précédemment. Sur la figure 3, on a représenté un autre mode de réalisation selon. l'invention. Sont indiqués sous le NQ 31, 32a, 33, 34a, en coupe perpendiculaire à leurs génératrices, les barreaux formant le mandrin utilisé lors d'une première phase de bobinage. Les barreaux occupent sensiblement les sommets d'un carré. Une deuxième phase de bobinage est effectuée sur le mandrin formé des carreaux 31, 32b, 33, 34b. Les barreaux 32b et 34b sont situés sur la diagonale du carré joignant les barreaux 32a et 34a et respectivement à égale distance de chacun de ces derniers barreaux. De la même manière que dans le premier mode de réalisation du procédé, les spires bobinées lors de la seconde phase de bobinage sont entrelacées par rapport à celles bobinées lors de la première phase, le processus d'entrelacement étant régi par l'expression (1). Evidemment, selon le pas désiré, le bobinage peut comporter une troisième phase effectuée autour du mandrin formé par des barreaux 31, 32c, 33, 34c, les barreaux 32c et 34c étant situés sur la diagonale joignant les barreaux 32a et 34a, à égale distance respectivement de chacun des barreaux 32b et 34b. On procède alors à l'immobilisation des spires du bobinage total par les méthodes déjà indiquées d'enrobage de spires par des vernis ou matières plastiques, isolants électriques. L'enrobage occupe, par exemple, les volumes de section F G H K ou F' G' H' K', ces sections étant situées entre, d'une part, le barreau 31 et les barreaux-32a, 32b, 32c et, d'autre part, le barreau 33 et les barreaux 34a, 34b, 34c. Les pointes d'électrodes sont fournies par la section du bobinage selon la génératrice 35 de contact de bobinage avec le barreau 31 ou 36 de contact avec le barreau 33. Les extrémités d'électrodes destinées aux connexions sont obtenues en sectionnant le bobinage respectivement à droite et H G et à gauche de H' G', suivant par exemple des plans perpendiculaires au plan de la figure 3 et de trace P1 et P2. A la suite de ces sectionnements de bobinage, les extrémités destinées aux connexions se trouvent distribuées? dans les deux séries de nappes de fils constituées, suivant les droites de traces, respectivement L M N et L' M' N', l'écartement en tre deux extrémités étant donné, sur chacune de ces droites, par l'expression (1). POur constituer la tête d'écriture les nappes de fils obtenues sont introduites à l'intérieur d'un support. Une telle tête d'écriture est représentée sur la figure 4 en coupe suivant le plan d'une électrode. Dans une telle tête, le support est constitué essentiellement de deux pièces prenant en sandwich la nappe de fils. Sur la figure 4, ces pièces sont représentées en 41 et 42 sous forme de deux équerres. L'électrode dans le plan de coupe est représentée en 54 sa pointe du côté écriture étant 52 et son extrémité de connexion 53. Sous le numéro 43 apparait la section de l'enrobage de la nappe de fils. La pièce 41 appuie sur la nappe de fils 43 sur toute sa surface, tandis que la pièce 42 n'appuie que sur une partie 44 de sa surface interne grâce au retrait de matièrex45. De cette manière, les pointes d'électrodes telles que 52 de la nappe 43 peuvent bénéficier d'une certaine élasticité possédée du fait que le fil métallique est par exemple en tung stène. Les moyens de serrage des deux pièces en équerre sont par exemple des vis 46 et 47, se vissant respectivement dans les trous taraudés 48 et 49. Les électrodes sont destinées à écrire sur la piste 50, la tête d'écriture étant mobile autour de l'axe 51 passant sensiblement par son centre de gravité et étant munie de moyens de rappel la maintenant au cours de l'écriture dans une position stable et quasi immobile. Il est bien entendu qu'aussi bien en ce qui concerne le procédé selon l'invention que la tête d'écriture, les réalisations décrites ne sont que des exemples non limitatifs et qu'elles pourront faire l'objet de modifications et adaptations sans se départir en aucune manière de l'esprit et du champ de l'invention. REVENDICATIONS : 1. Procédé de réalisation d'une toto d'inscription pour enregistreur graphique de grande largeur et comportant une pluralité d'électrodes par millimètre)caractérisé en ce qu'il comporte quatre opérations successives à savoir - une opération de bobinage de fil métallique possédant des caractéristiques d'élasticité élevées, en une ou plusieurs phases successives autour d'une bobine prenant une forme différente avant chaque nouvelle phase1 mais, une partie de la bobine restant indéformable au cours de l'ensemble du bobinage, lis spires de fil mises en place sur cette partie de bobine au cours d'une phase étant entrelacées avec cestes mises en place lors des phases précédentes de telle sorte que le pas final sur la partie dite indéformable de bobine y soit régulier - une opération d'enrobage et de maintien entre elles de certaines portions de spires bobinées conduisant en êae temps à l'isolement électrique desdites portions de spires l'une par rapport à l'autre, lesdites portions de spires enrobées étant celles situées sur la partie indéformable de la bobine ou adjacente à ladite partie - une opération de sectionnement des spires de bobinage de part et d'autre des portions de spires enrobées, l'un des sectionne men ayant lieu selon l'une des génératrices de la partie indé formable de bobine et l'autre selon un ensemble de lignes en nombre égal au nombre de phases de bobinage et appartenant l'une, A à la partie déformable de la bobine utilisée dans la première phase de bobinageetchacune des autres respectivement à chaque partie de bobine utilisée dans une phase et résultant de la déformation de la bobine utilisée dans la phase précédente - une opération d'insertion desdites portions de spires enrobées à l'intérieur d'un support pour former la tête d'inscription, lesdites portions de spires constituant les électrodes d'écriture, les extrémités des spires résultant du sectionnement selon l'une des génératrices de la partie indéformable de bobine servant à l'écriture, tandis que les autres extrémités servent aux connexions des électrodes avec leurs éléments de commande situés dans l'enregistreur. 2. Procédé selon la revendication iJcaractérisé en ce que l'opération de bobinage de fil métallique s'effectue dans une première phase autour d'un mandrin dit primitif formé de 4 barreaux parallèles fixés latéralement dans des flasques, ce mandrin étant mobile autour d'un axe parallèle aux barreaux et axe de symétrie du mandrin, puis lors de chacune des phases suivantesvautour d'un mandrin constitué de deux des barreaux du mandrin primitif symétriques par rapport à l'axe de rotation et parallèles de deux autres barreaux symétriques par rapport audit axe et si- tués dans deux faces opposées dudit mandrin primitif)et de plus en plus éloignés d'une phase à la suivante de chacun dos deux barreaux du mandrin primitif. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de bobinage s'effectue dans une première phase autourd'unmandrin, dit mandrin primitif, formé de 4 barreaux parallèles et symétriques deux à deux par rapport à un axe de rotation parallèle auxdits barreaux occupant en section droite les sommets d'un carré ou d'un losangeet en ce que les autres phases de bobinage s'effectuent autour d'un mandrin constitué de deux des barreaux symétriques par rapport à l'axe de totation du } parallèles 2 mandrin primitif et de deux autres barreaux/situés à égale distance de l'axe sur la diagonale joignant les sections des barreaux du mandrin primitif, mais ne faisant pas partie du nouveau mandrin, cette distance étant de plus en plus grande d'une phase de bobinage a la suivante 4. Tête d'inscription pour enregistreur graphique obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications i à 3.