Brevet FR2476964A1 — publié le 19810828

La présente invention concerne un mécanisme de sectionnement et de rabattement, notamment pour les conduc- teurs de composants destinés à des plaquettes à circuits imprimés. De telles plaquettes à circuits imprimés sont beau- coup utilisées dans l'industrie électronique et elles pré- sentent habituellement des trous préalablement percés desti- nés aux conducteurs des divers composants qui doivent être connectés électriquement par le circuit imprimé. Il s'est avéré que de tels composants électroniques peuvent être insé- rés d'une façon rapide et rentable dans des plaquettes à cir- cuits imprimés en utilisant un appareillage automatique qui a été programmé pour placer rapidement les conducteurs des composants dans les trous corrects. Les conducteurs assujettis aux composants ont généralement une longueur normalisée et sont habituellement plus longs qu'il ne le faut après la mise en place du composant sur la plaquette. Avec l'appareil- lage automatique, ces conducteurs trop longs sont positionnés par rapport à la plaquette, puis introduits dans les trous. Ensuite, l'appareillage rogne et rabat automatiquement les conducteurs et un rognage et un rabattement soignés assurent un contact correct entre le conducteur et la plaquette à circuit imprimé ainsi que l'élimination du fil conducteur excédentaire pour établir des connexions précises, fiables et ordonnées. Bien que les mécanismes de sectionnement et de rabattement utilisés actuellement rabattent efficacement le composant électronique contre la plaquette à circuit im- primé et rogne aussi efficacement les parties excédentaires des conducteurs, la Demanderesse a constaté que l'opération donne parfois de mauvais résultats à cause d'un désaligne-- ment entre le conducteur et le mécanisme de sectionnement et de rabattement. Pour obtenir un sectionnement et un rabatte- ment parfaits, il faut que les conducteurs soient introduits perpendiculairement à la plaquette et, de temps en temps, un conducteur est courbé par rapport à cette position avant son traitement. Ainsi, le mécanisme de sectionnement et de rabattement n'entre pas en contact avec le conducteur et ne remplit pas sa fonction. La présente invention concerne un appareil destiné à fixer des fils de connexion à des ouvrages et plus spécia- lement un appareillage destiné à introduire et à fixer des composants électroniques à des plaquettes de circuits impri- més en sectionnant et en rabattant les fils conducteurs de ces composants électroniques. Des dispositifs d'insertion de composants du type considéré d' une façon générale dans la présente invention sont décrits,par exemple,dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 3 429 170 et NO 3 986 523. Ces brevets concer- nent des dispositifs d'insertion qui peuvent être animés d'un mouvement rotatif et d'un mouvement alternatif sur un axe et ils comportent deux éléments de sectionnement et de rabatte- ment à mouvement alternatif qui sont montés pour effectuer un mouvement angulaire afin d'orienter les éléments par rap- port à l'orientation des conducteurs traversant la plaquette. Lorsque le dispositif d'insertion est animé d'un mouvement alternatif sur son axe, les éléments de sectionnement sont déplacés pour cisailler les bouts de fil inutiles qui tra- versent la plaquette à circuits imprimés et rabattent éga- lement une petite partie du fil contre la plaquette afin de fixer le composant et d'établir une connexion électrique. Aucun de ces brevets ne décrit un mécanisme destiné'à détec- ter si les conducteurs introduits dans la plaquette occu- - pent ou non la place dans laquelle ils doivent être cisaillés et rabattus. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4-165 557 décrit un mécanisme destiné à rogner et à fixer les condu- teurs parallèles de composants électroniques et à détecter si chaque conducteur est placé dans le mécanisme. Dans ce brevet, la détection est effectuée avant le sectionnement et le rabattement par l'entrée en contact des conducteurs avec des détecteurs électriques disposés dans le dispositif de sectionnement et de rabattement. Selon ses caractéristiques essentielles, l'invention concerne un mécanisme de sectionnement et de rabattement qui comporte un couteau fixe et un couteau mobile ainsi qu'un dispositif destiné à entraîner le couteau mobile en relation de sectionnement avec le couteau fixe. Le couteau mobile est relié à un organe d'entraînement, tel qu'une tige de piston, par un organe d'accouplement qui permet au couteau mobile d'effectuer un mouvement limité par rapport à l'organe d'en- trainement. Un mécanisme détecteur est utilisé pour détermi- ner si le couteau mobile a effectué le mouvement limité et. dans ce cas,si le conducteur a été correctement placé entre le couteau fixe et le couteau mobile lorsque ce dernier est en contact avec le conducteur. Le couteau mobile est normale- ment sollicité à l'écart de l'organe d'entraînement par un ressort qui repousse le couteau mobile vers l'organe d'accou- plement et dans une direction parallèle au sens de déplace- ment de l'organe d'entraînement. En l'abseënce d'un conduc- teur entre les couteaux fixe et mobile, il ne s'établit pas de contact avec le détecteur et l'absence d'un tel contact peut être enregistrée. Ainsi, le signal n'est émis que s'il se produit un sectionnement. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue éclatée, en partie en coupe, d'une forme de réalisation préférée du mécanisme de section- nement et de rabattement de la présente invention; les figures 2, 3 et 4 sont des vues en élévation avec coupe partielle montrant les étapes successives de dépla- cement du couteau mobile par rapport au couteau fixe, ainsi que le mécanisme détecteur qui est placé en relation de fonc- tionnement avec le couteau mobile pour déterminer le posi- tionnement correct d'un conducteur dans le mécanisme de sec- tionnement et de rabattement; la figure 5 montre un conducteur désaligné par rapport au mécanisme de sectionnement et de-rabattement et la position du couteau mobile par rapport au détecteur; et la figure 6 est une vue à grande échelle avec coupe partielle du couteau mobile et du détecteur montrant en dé- tail le contact entre le couteau. mobile et le ressort ainsi que le positionnement de l'organe de liaison entre l'organe d'entraînement et le couteau mobile. Comme le montre la figure 1, le mécanisme de section- nement et de rabattement de la présente invention comporte un bloccylindre 10 sur lequel un couvercle 7 est monté et est fixé par des vis 4. Une garniture 18 est intercalée entre le couvercle 7 et le bloc 10 comme cela se fait couramment dans le domaine des vérins. Un piston 20 coulisse dans le bloc-cylindre 10 et est entouré d'une bague torique 19 qui est en contact avec la paroi interne dudit bloc 10. Une tige 9 se prolonge audelà de chaque côté du piston 20 et est entraînée par ce dernier en réponse à l'air comprimé intro- duit et évacué par des raccords 6 et 6a. Une extrémité de la tige 9 de piston se prolonge vers l'extérieur a-delà du cou- vercle 7 dans lequel elle prend appui. Un amortisseur 3 est situé à proximité de la face externe du couvercle 7 et est ajusté autour de la tige 9 de piston. Un écrou de butée 2 est vissé sur la tige 9 de piston et est maintenu en place par un écrou de blocage 1. La tige 9 présente un alésage axial 27 qui communique avec une cavité 28. Un détecteur 15 est placé dans la cavité 28 et-un fil 29 se prolonge dans l'alésage 27 jusqu'à un mécanisme indicateur (non représenté). Lorsque le détecteur 15 est logé dans la cavité 28, il est entouré d'un ressort 16 qui s'appuie contre l'extrémité arrière 25a du couteau mobile 25. Une goupille ou organe d'accouplement 26 est intro- duit dans un trou 30 ménagé dans l'extrémité arrière 25a du couteau mobile 25. -Le trou 30 présente un diamètre interne quiest légèrement supérieur au diamètre externe de la goupille 26-(généralement de l'ordre d'environ 1,6 mm). La face infé- rieure de l'extrémité arrière 25a repose sur une surface plane 9a de la tige 9 de piston et peut se déplacer librement d'une quantité correspondant au jeu entre la goupille 26 et la paroi du trou 30. Lors de l'accouplement, la goupille 26 est intro- duite dans le trou 30, puis dans un trou 30a ménagé dans la surface plane 9a. Le diamètre interne du trou 30a est sensi- blement identique au diamètre externe de la goupille 26, ce qui assure un ajustage serré. Un couteau fixe 1l,présentant une boutonnière for- mant un bord tranchant lla,est supporté par un prolongement 31 du bloccylindre 10 et est maintenu en place par un organe de retenue 12 qui lui est superposé. L'organe de retenue 12 est assujetti au couteau fixe 11 par des vis 13 et des goujons 14 qui sont introduits dans des trous ménagés dans les parties respectives et qui sont respectivement vissés et enfilés dans un prolongement 31 du bloc-cylindre 10. Le couteau mobile peut coulisser librement dans le sens de déplacement de la tige 9 le long d'une piste 32 ménagée dans l'organe de retenue 12. En fonctionnement, le piston 20 se déplace dans le bloc-cylindre 10 et des bagues toriques d'étanchéité 5et 8 sont logées dans le bloc-cylindre 10 et le couvercle 7 pour empê- cher une fuite du gaz comprimé introduit par les raccords 6 et 6a. Le piston 20 est assujetti à sa tige 9 par un écrou de retenue 17,qui est destiné à venir buter contre l'amortis- seur 22 lorsque le piston recule à partir d'une position avancée. Lorsque le piston 20 est déplacé vers l'avant dans le bloc-cylindre 10, sa tige 9 est déplacée vers l'avant pour entraîner le couteau mobile 25 auquel elle est reliée par la goupille 26. Comme on l'a indiqué plus haut, le res- sort 16 sollicite continuellement le couteau mobile 25 à l'écart du détecteur 15 et,en l'absence d'un obstacle sur son trajet, aucun signal n'est transmis par le fil conduc- teur 29, ce qui indique une insertion incorrecte. Si un con- ducteur est intercalé entre le bord tranchant lla du couteau fixe 11 et le couteau mobile 25, l'extrémité arrière 25a surmonte la résistance du ressort 16 et entre en contact avec le détecteur 15, ce qui émet un signal. En examinant maintenant les figures 2, 3 et 4, le mécanisme de sectionnement et de rabattement de la présente invention est représenté sous une plaquette 42 à circuits imprimés dans l'un des trous de laquelle est introduit un conducteur d'un composant électronique. Le conducteur est placé en alignement avec le mécanisme de sectionnement et de rabattement. Il est bien entendu que ledit mécanisme de sectionnement et de rabattement de la présente invention est généralement utilisé par paires, de sorte que chaque élément sectionne et rabat simultanément les deux conducteurs qui sont normalement associés à des composants électroniques. La plaquette est maintenue par un mécanisme de retenue classique et le dispositif d'insertion, qui retient le composant, peut aussi être de construction classique. Sur la figure 2, le couteau mobile 25 occupe la position rétractée et un conducteur 40 a été introduit dans un trou 41 de la plaquette 42 par un dispositif d'insertion 43. Le conducteur 40 se trouve à proximité du bord tranchant lla du couteau fixe 11 et se prolonge vers le bas dans une ouver- ture 44. Le ressort 16 sollicite la partie arrière de la gou- pille 26 contre l'arrière du trou 30 de l'extrémité posté- rieure 25a du couteau mobile 25, en laissant ainsi un petit espace entre la paroi avant du trou -30 et ladite goupille 26. Cet espace est supérieur à celui compris entre l'extrémité arrière 25a du couteau mobile et le détecteur 15. Après le placement du conducteur 40 en position de sectionnement contre le bord tranchant lla du couteau fixe 11, la tige 9 est déplacée par la pression pneumatique exercée contre le piston 20 et est avancée en entraînant le couteau mobile 25. Lorsque le bord tranchant de ce dernier entre en contact avec le conducteur 40, la résistance opposée par le ressort 16 est surmontée, en provoquant ainsi le déplacement de l'extrémité postérieure 25a par rapport au détecteur 15 et l'émission d'un signal indiquant que le conducteur 40 est correctement positionné pour le sectionnement et le rabattement. Comme on le voit sur la figure 4, le couteau mobile est avancé à une position dans laquelle le conducteur 40 est rabattu sous la plaquette 42 à circuits imprimés pour l'y fixer p.ar agrafage en 40a. Simultanément, la partie en excès 40b du conducteur est cisaillée et est représentée comme tom- bant dans le prolongement 31 du bloc-cylindre 10. Comme on le voit, la goupille 26 est encore en contact avec la paroi avant du trou 30 pendant le sectionnement et le rabattement. Après cette opération, la tige 9 est rétractée en entraînant le couteau mobile 25 qui reprend la position représentée sur la figure 2 dans laquelle le ressort pousse le couteau mobile vers l'avant, de façon que la goupille 26 soit en contact avec la paroi arrière du trou 30, et l'appareillage est donc prêt à effectuer une autre opération d'insertion. Sur la figure 5, le couteau mobile 25 est représenté dans une position avancée dans laquelle il est à proximité du bord tranchant lla du couteau fixe 11. Toutefois, sur cette figure, le conducteur n'a pas été placé correctement à proxi- mité du bord tranchant lla. Au contraire, ledit conducteur 40 a été placé incorrectement plus près de la plaquette à cir- cuits imprimés (ou comme représenté en traits interrompus au-dessus de ladite plaquette),en ne formant donc pas d'obsta- cle contre lequel le bord tranchant du couteau mobile 25 puisse venir buter. Etant donné qu'aucun obstacle ne se trouve sur le trajet du couteau mobile, la force du ressort 16 n'est pas surmontée et l'extrémité postérieure 25a n'entre pas en contact avec le détecteur 15 etZpar suite, l'extrémité postérieure 25a ne coulisse également pas sur la surface plane 9a. Aucun signal n'est émis par un contact entre le détecteur et l'extrémité postérieure 25a, ce qui permet à l'opéra- teur de l'appareillage de savoir que le conducteur a été incorrectement inséré et n'a pas été sectionné ni rabattu. La figure 6 représente à plus grande échelle une partie du mécanisme de sectionnement et de rabattement repré- senté sur les figures 1 à 5. Comme on le voit,la tige 9 présente un alésage axial 27 dans lequel un fil conducteur isolé 29 se prolonge jusqu'au détecteur 15. Ce dernier est constitué d'une sonde i5a entourée d'une matière résineuse b qui est suffisamment robuste pour résister aux chocs contre l'extrémité postérieure 25a du couteau mobile 25 et pour assurer l'isolation électrique de la sonde 15a par rapport à la tige 9. L'extrémité postérieure 25a peut se déplacer librement sur la partie plane 9a de la tige 9 lors- que le bord tranchant du couteau mobile 25 entre en contact avec un conducteur d'un composant électronique (non repré- senté). Ce mouvement est limité par l'espace libre 30b du trou 30 qui permet un déplacement limité du fait que le diamètre de la goupille 26 est plus petit que le diamètre interne du trou 30. La Demanderesse préfère réaliser le détecteur 15 en plaçant un fil métallique dans un moule en forme de cuvette de façon qu'une extrémité du fil passe à travers son fond. Un contact en plomb à souder est serti autour du fil conduc- teur et se prolonge d'une courte distance au-dessus du sommet du moule. La Demanderesse préfère noyer le fil et le contact dans une matière plastique à base d'uréthanne qui est coulée dans le moule. Les bulles d'air sont éliminées pour garantir le remplissage total du moule autour du contact et du fil. Après avoir versé l'uréthanne, on fait mûrir ladite matière et le détecteur est démoulé et examiné quant à l'isolation totale du fil et du contact et à l'élimination de tout vide *dans le produit moulé. Comme on le voit sur la figure 6, une petite bride 15c peut être formée dans la matière plas- tique moulée et cette bride peut avoir un diamètre sensible- ment égal à celui de la cavité 28 de manière à y maintenir fermement le détecteur. La bride 15c a également une dimen- sion suffisante pour que le ressort 16 puisse l'entourer de manière à assurer un emboîtement des pièces. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au mécanisme décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de sectionnement et de rabattement comprenant un couteau fixe et un couteau mobile et un dispo- sitif pour entraîner le couteau mobile en relation de sec- tionnement avec le couteau fixe, mécanisme caractérisé en ce qu'il comporte un organe d'accouplement (26;30) qui relie le couteau mobile (25) à l'organe d'entraînement (9;20), ledit organe d'accouplement (26;30) permettant un mouvement limité (30b) du couteau mobile (25) par rapport à l'organe d'entraînement (9;20) et un détecteur (15) pour déterminer si le couteau mobile (25) a effectué ledit mouvement limité. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (9;20) comprend une tige (9) de piston, ledit organe d'accouplement (26;30) permet- tant un mouvement limité du couteau mobile (25) par rapport à la tige (9) de piston dans des directions le rapprochant et l'éloignant de cette dernière; et un détecteur (15) pour détecter si le couteau mobile (25) a effectué un mouvement en direction de la tige (9) de piston. 3. Mécanisme selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que l'organe d'entraînement (9;20) comporte à une extrémité une cavité (28) dans laquelle est logé le détecteur (15). 4. Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que le détecteur est constitué par un contact élec- trique (15a;29) placé de façon à toucher le couteau mobile (25) si celui-ci effectue ledit mouvement limité. 5. Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un ressort (16) sollicite le couteau mobile (25) à l'écart du détecteur (15), ledit ressort (16) ayant une puissance qui est surmontée lorsque le couteau mobile (25) entre en contact avec un conducteur (40) placé à proximité du couteau fixe (11). 6. Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit détecteur (15) comporte un contact électrique (29) noyé dans une matière plastique (15b) de façon à isoler ledit contact électrique (29) de l'organe d'entrainement(9;20). 7. Mécanisme selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que ledit organe d'accouplement (26) est assujetti à la tige (9) de piston; en ce que le cou- teau mobile (25) présente-un trou (30) dans lequel est intro- duit l'organe d'accouplement (26), ce trou (30) étant plus large que l'organe d'accouplement (26), ce qui permet un mou- vement limité du couteau mobile (25) par rapport à l'organe d'accouplement (26); en ce que le ressort (16) est en contact avec le couteau mobile (25) et le pousse à l'écart de la tige (9) de piston; et en ce que le détecteur (15) est logé dans la tige (9) de piston et est disposé de façon à émettre un signal lorsqu'il entre en contact avec le couteau mobile (25) si ledit mouvement limité a été effectué.