Brevet FR2574325A1 — publié le 19860613

L'invention a pour objet une machine à poser Les oeillets et plus particulièrement une machine à poser des oeillets fusibles, manoeuvrée à la main, capable de fixer à froid et à chaud des oeillets et des éléments analogues sur les supports de circuits imprimés. La présente invention apporte un perfectionnement aux machines à poser Les oeillets fusibles décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 739-141 et 3 940 590 et dans la demande de brevet américain numéro de série 583 219 déposée le 24 Octobre 1984. Les descriptions incluses dans ces brevets et cette demande de brevet sont incorporées au présent texte par la référence qui en est faite. Le brevet américain n 3 739 141 décrit une machine à poser des oeillets fusibles ayant un châssis à profil en C avec le bras supérieur du châssis portant un outil supérieur et le bras inférieur portant une structure porteuse souple pour un outil inférieur qui permet de prédé- terminer la pression d'écrasement d'un oeillet. L'outil supérieur peut être mis en contact avec L'outil inférieur au moyen d'un dispositif à genouillère qui est monté pivotant sur le bras supérieur du châssis. Le brevet américain n 3 940 590 décrit une version améliorée de la machine qui fait l'objet du brevet précédent. Dans la machine décrite dans ce second brevet, le bras supérieur du châssis en C 'se termine par une paire d'organes espacés pour supporter un outil et un double mécanisme d'arrêt à genouillère est monté entre ces organes porteurs pour l'exécution du mouvement de manoeuvre de l'outil supérieur par rapport à l'outil inférieur. La demande de brevet américain n 583 219 décrit une machine à poser les oeillets fusibles à perfectionnement supplémentaire qui comprend une structure porteuse nouvelle et simplifiée pour repousser élastiquement l'outil inférieur afin qu'il exerce une force prédéterminée contre laquelle agit l'outil supérieur pendant l'opération de sertissage d'un oeillet. Comme dans Les machines décrites dans Les deux brevets précités, L'-outiL supérieur est manoeuvré au moyen d'un dispositif à genouillère. L'un des inconvénients qui est associé aux struc- tures mentionnées ci-dessus provient de L'utilisation d'un dispositif à genouillère pour la manoeuvre de l'un des outils dans des sens d'éloignement et de rapprochement par rapport à l'autre outil. Dans ces dispositifs à genouillère, la longueur de la course est fixe de sorte que des difficultés surviennent quelquefois pendant le fonctionnement quand on utilise des supports de circuits imprimés ayant des épais- seurs différentes ou des oeillets ayant des longueurs diffé- rentes. Ces difficuLtés se rencontrent spécialement dans le domaine de la réparation des circuits imprimés o on rencontre des supports et des oeillets ayant des épaisseurs et des longueurs différentes. De ce fait, des précautions doivent être prises par l'utilisateur de la machine au moment de l'opération de sertissage de chaque oeillet afin que l'on obtienne la fixation et la fusion désirées d'un oeillet sur le support du circuit imprimé sans risque d'écrasement de ce support ou de déformation de l'oeillet. Un inconvénient supplémentaire est du à l'emploi de dispositifs de manoeuvre à genouillère parce que la plupart de ces mécanismes sont fabriqués selon des spécifica- tions comportant des tolérances peu sévères de sorte que des difficultés se rencontrent quand on veut réaliser un aligne- ment précis et répété des outils supérieur et inférieur chaque fois qu'un dispositif à genouillère est utilisé. Cet inconvénient donne lieu à son tour à un risque de déformation des oeillets quand ils sont pressés jusqu'à être en contact avec le support de circuits imprimés avant la fusion, ce qui nuit à la qualité de l'oeillet fondu. Le but principal de l'invention est par conséquent de parvenir à une machine améliorée à poser les oeillets capable d'utiliser avec une égale facilité des oeillets et des éléments analogues de tailles différentes sur des supports de circuits imprimés ayant des épaisseurs différen- tes. Un autre but de l'invention est de parvenir à une machine à poser les oeillets qui utilise un agencement nouveau et simplifié de déplacement des outils grâce auquel les outils de fixation d'un oeillet sont mis en contact en alignement l'un avec l'autre-à une pression prédéterminée de sertissage de l'oeillet, pression qui ne peut pas - être dépassée en dépit du fonctionnement continu de l'agencement de déplacement de l'outil quand la pression prédéterminée a été atteinte. Selon un aspect de l'invention une machine pour la fixation d'oeillets et d'éléments analogues comprend un châssis ayant la forme générale d'un U avec une paire de bras porteurs espacés limitant entre eux une zone de réception d'une pièce à travailler. Un premier outil est monté mobile sur l'un des bras porteurs et un second outil est monté fixe sur l'autre bras porteur de telle façon que ce second outil est opposé, axialement, au premier outil.- Un moyen de dépla- cement d'outil est relié au premier outil pour déplacer celui-ci jusqu'à le mettre en contact aligné avec le second outil sous une pression prédéterminée de sertissage d'un oeillet, ce moyen de déplacement d'outil comprenant un limiteur de couple réglable donnant l'assurance que ladite pression prédéterminée de sertissage d'un oeillet-n'est pas dépassée par suite du fonctionnement continu de ce moyen de déplacement d'outil. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un agencement de suspension d'une pièce à travailler pour la suspension verticalement de cette pièce dans la zone de réception de la pièce à travailler entre les bras porteurs du châssis en U. Cet agencement permet à la pièce à travailler d'être suspendue -verticalement à proximité du premier -et du second outil et laisse l'opérateur libre de mettre à sa position finale la pièce travaillée par rapport au premier et au second outil tout en manoeuvrant le moyen de déplacement d'outil pour mettre le p-remier outil en contact avec l'oeil- let à faire fondre dans la pièce travaillée-. On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description détaillée d'un exemple de réalisation de l'invention; on se reportera aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté en perspective d'une machine conforme à l'invention, - La figure 2 est une vue partielle en coupe selon 2-2 de la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle en coupe d'une variante de réalisation, - la figure 4 est une vue agrandie en coupe d'un support de circuit imprimé et d'un oeillet en cours de montage. En se reportant à la figure 1 on peut voir une machine désignée par la référence généra-le 10 pour la fixa- tion d'oeillets et d'éléments analogues à des supports de circuits imprimés. Cette machine 10 a un châssis 12 en U qui est avantageusement un châssis moulé. Ce dernier comprend une paire de bras porteurs espacés 14, 16 réunis par une base 18. Cette base 18 a de préférence des pieds 20 qui supportent le châssis et qui permettent aussi de fixer la machine sur une table de travail grâce à des trous 22. Sur les bras porteurs opposés 14, 16 du châssis sont montés un premier outil 24 et un second outil 26. Le premier outil 24 est tenu dans un mandrin 28 qui est porté de manière mobile dans une structure porteuse 30 et le second outil 26 est fixé dans une seconde structure porteuse 32. Comme le montre la figure 2, la partie supérieure du bras porteur 14 se termine par une paire d'oreilles espacées 34, 36 porteuses d'outil. L'oreille porteuse 34 contient la première structure porteuse d'outil 30 et L'oreille porteuse 36 porte une vis 38 de serrage à couple ajustable qui sera décrite plus en détail ci-après. ?74325 On se référera maintenant à la structure 30 porteuse du premier outil; le mandrin 28 est monté coulissant à t'intérieur d'un support cylindrique 40 qui est emmanché à la presse en même temps qu'une douille isolante 42 à l'inté- rieur d'une ouverture cylindrique 44 ménagée dans l'oreille porteuse 34. L'extrémité 46 du mandrin 28 a une partie filetée 48 sur laquelle est tenu entre une paire d'écrous 50, 52 un câble électrique 54. Par conséquent, ainsi qu'on peut le constater, la raison principale de la douille isolante 42 est d'isoler électriquement le câble 54 de l'oreille porteuse 34 et du châssis 12. La vis 38 à couple ajustable qui est supportée par l'oreille 36 comprend une tige ayant une partie filetée 58 et une partie non filetée 60. La partie filetée 58 est vissée dans une ouverture taraudée 62 prévue dans l'oreille 36; cette ouverture 62 est réalisée dans cette oreille 36 de façon que l'arbre 56 et le mandrin 28 soient en alignement axial l'un avec l'autre comme on peut le voir sur la figure 2. La vis 38 à couple ajustable a un bouton 64 avecun mécanisme 66 de réglage de couple prévu à l'intérieur et qui peut être du type fourni par la Société américaine Jergens, Inc. de Cleveland, Ohio, U.S.A. Le bouton est fixé à la partie filetée 58, de sorte que la rotation de ce bouton se traduit par la rotation de la tige 56. Un tampon 68 libre en rotation est monté à l'extrémité éloignée de la partie non filetée 60 et un anneau d'arrêt 70 est monté sur la tige 56 dans une région de diamètre réduit entre la partie non filetée 60 et le tampon 68 libre en rotation. Un tron'çon 72 en matière plastique souple est monté sur le tampon 68 et sur l'extrémi- té 46 du mandrin 28 entre l'écrou 52 et l'anneau d'arrêt 70 afin d'accoupler l'un à l'autre le mandrin 28 et la vis 38 à couple ajustable. Le rôle de cet accouplement sera expliqué plus en détail ci-après. Afin d'obtenir une isolation plus complète entre le châssis 12 et le câble électrique 54, une rondelle isolante 76 est placée entre l'écrou 50 et la douille isolante 42, cependant qu'un revêtement isolant 78 est placé sur la partie 80 qui s'étend entre les oreilLes porteuses 34 et 36. Comme on peut le voir sur la figure 2, la partie supérieure du br-as porteur 16 a un éLément porteur dressé 82 à travers lequel s'étend une ouverture cylindrique 84. La structure 32 porteuse du second outil comprend un mandrin 84 qui contient, de manière fixe, le second outil 26 par une extrémité 86 de ce dernier. L'extrémité 94 du mandrin porteur 84 est filetée et pourvue d'une paire d'écrous 88 et 90 avec un câble électrique serré entre ces derniers. Le mandrin porteur 84 est introduit dans une douille cylindrique isolante 96 qui est emmanchée à la presse dans une ouverture cylindrique 98 prévue dans l'élément porteur dressé 82. Une partie 100 à diamètre élargi est prévue sur le mandrin porteur 84 pour venir buter contre la douille isolante 96 afin que ce mandrin puisse être fermement tenu dans la douille isolante cylindrique 96 par suite du serrage des écrous 88, 90. Une plaque porteuse 102 peut être prévue, comme le montre la figure 2, pour constituer un support additionnel de la structure 32 porteuse du second outil. Les figures 1 et 2 montrent aussi un moyen 104 de suspension d'une pièce à travailler, qui consiste essentiel- lement en un organe 106 à profil en L et en un bras réglable 108 qui est engagé télescopiquement à l'intérieur de l'organe 106 en L. Comme le montre la figure 1, un élément porteur, par exemple une pince 110, est monté à l'extrémité du bras réglable 108 pour permettre La suspension verticale d'une pièce à travailler 112, typiquement un support de circuit imprimé, dans La région située entre les bras porteurs 14, 16 et à proximité des premier et second outils 24, 26. La mise en position du support 112 de circuits imprimés est exécutée par le déplacement télescopique du bras réglable 108 à l'intérieur de l'organe en L; quand La position désirée est atteinte, on peut fixer le bras réglable 108 à cette position au moyen d'une vis 114. Comme représenté, le moyen de suspen- sion 104 est monté sur l'oreille porteuse 34 mais pourrait aussi être monté n'importe o sur la machine, par exemple sur l'élément porteur dressé 82. De plus, le moyen de suspension 104 peut être monté sur l'oreille porteuse 34 de façon qu'il puisse tourner autour de l'axe de la partie verticale dressée 107 du moyen en L afin de faciliter le balancement du support 112 de circuits imprimés-à l'intérieur et à l'extérieur de la zone de réception de la pièce à travailler, entre les bras porteurs 14, 16. Sur la figure 3 on a représenté une variante de réalisation dans laquelle un accessoire 116 d'alignement est prévu à l'extrémité du second outil 26. Cet accessoire d'ali- gnement 116 comprend un anneau 118 en matière plastique avec une surface supérieure plane et -un ressort hélico dal 120 fixé à cet anneau 118. Cet accessoire d'alignement 116 s'ajuste autour du second outil 26, comme on peut le voir sur la figure 3, avec sa surface supérieure plane de niveau avec l'extrémité du second outil 26 et avec le ressort hélicoldal 120 s'appuyant au voisinage du sommet du mandrin porteur 84. Le rôle de l'accessoire d'alignement 116 est de mettre d'équerre la pièce à travailler sur le second outil 26 pour que l'oeillet, ou un élément analogue, puisse être aligné convenablement sur la pièce à travailler avant d'être en contact avec le premier outil 24. Pendant l'opération de fixation, L'accessoire d'alignement 116 est poussé le long du second outil 26;, on notera que la présence de cet acces- soire 105 n'affecte pas le fonctionnement des outils 24, 26. L'accessoire 116 d'alignement peut être retiré quand un espace insuffisant est disponible sur la pièce à travailler. On expliquera maintenant le fonctionnement de la machine de l'invention en se reportant à la figure 4. Sur cette figure 4, on peut voir une pièce travail- lée, telle qu'un support 112 de circuits imprimés, avec un trou 122 pour un oeillet. Un oeillet 124 pré-introduit est placé librement dans le trou 122 avec sa tête préformée 126 tournée vers l'outil 24. La pièce travaillée 112 et l'oeillet 124 sont déplacés jusqu'à une position o ils se trouvent entre le premier et Le second outil 24, 26, avantageusement par suspension de la pièce travaillée à l'aide de la pince 110 comme on le voit sur la figure 1. La pièce travaillée 112 st placée pour que l'oeillet 124 se trouve au voisinage du second outil 26 et on fait avancer le premier outil 24 en direction de La tête préformée 126 de l'oeillet 124 en poussant la vis 38 à couple ajustable de la droite vers la gauche à partir de la position W représentée en trait mixte sur la figure 2 pour mettre la partie filetée 58 en engage- ment de vissage avec l'ouverture taraudée 62, puis on fait tourner la vis 38 pour visser cette partie filetée 58 dans l'ouverture taraudée 62 et, de cette façon, pour faire avancer le second outil 24 jusqu'à son engagement avec l'oeillet 124. La vis 38 à couple ajustable est préréglée à un couple limite désiré qui correspond typiquement à une force de 9 daN à 27 daN, par exemple de 14,5 à 18 daN, habituellement de 15,85 daN environ, et on continue la rotation du bouton 64 jusqu'à ce que la valeur limite soit atteinte et que la pression désirée sur l'oeillet soit obtenue. Quand la valeur désirée de la pression sur l'oeillet est atteinte, l'écrasement et la fixation à froid de l'oeillet 124 se produisent de telle sorte qu'il est serti juste assez pour ne pas tourner à l'intérieur du trou 122, puis l'oeillet est fondu avec le manchon 128 sur le support du circuit imprimé 112 par de la chaleur engendrée électri- quement. Les. tailles du premier et du second outil 24, 26 peuvent varier selon les tailles différentes des oeillets ou des éléments analogues utilisés. Quand la fusion de l'oeillet 124 est terminée, le premier outil 24 est retiré de son contact avec l'oeillet fondu par rotation du bouton 64 dans le sens du dévissage de la partie filetée 58 par rapport à l'ouverture taraudée 62 puis par traction du premier outil 24 et du mandrin 28 de la gauche vers la droite. quand on regarde la figure 2, par suite de l'accouplement qui existe entre le mandrin 28 et la vis 38 au moyen du tronçon 72 en matière plastique souple. La rota- tion du bouton 64 pour dévisser la partie filetée 58 dans l'ouverture taraudée 62 produit un retrait relativement faible du premier outil 24 par rapport à la pièce travaillée 112, mais ce retrait peut être accru quand la partie filetée 58 a été dégagée de l'ouverture taraudée 62 et que la vis 38 est tirée manuellement jusqu'à la position W avec le mandrin 28 de l'outil 24. Lorsque cette position W est atteinte, l'anneau d'arrêt 70 vient en butée avec la face 130 de l'oreille 36 porteuse d'outil afin d'éviter tout retrait supplémentaire et tout dégagement possible de la vis 38 en dehors de la machine 10. Si on le désire, un ressort (non représenté) peut être placé entre la face 74 et le bouton 64 pour aider au mouvement de la vis 38 vers la direction W, après son dégagement de l'ouverture taraudée 62. Si on souhaite exécuter une opération supplémen- taire de fusion d'un oeillet, la pièce à travailler avec l'oeillet introduit à sa place est disposée convenablement par rapport au second outil 26, avantageusement par suspen- sion à l'aide du moyen 104 comme décrit ci-dessus, puis on fait avancer le premier outil 24 jusqu'à son contact avec l'oeillet en poussant la vis 38 de la droite vers la gauche quand on regarde la figure 2 à partir de la position W afin d'effectuer l'engagement de la partie filetée 58 avec l'ou- verture taraudée 62. On fait tourner ensuite le bouton 64 pour produire un avancement progressif du premier outil 24 jusqu'à son contact avec l'oeillet. On notera à cet égard que le tronçon 72 en matière plastique s. ouple est dimensionné pour que l'extrémité 46 du mandrin 28 et le tampon 68 libre en rotation restent accouplés quand la vis 38 est tirée jusqu'à la position W. Quand on fait tourner la vis 38 afin de faire avancer le premier outil 24 en direction du second outil 26, la tige 56 tourne mais le tampon 68 libre en 1 0 rotation ne tourne pas par suite de son accouplement 132, si bien que la rotation de la vis 38 ne se traduit pas par la rotation du premier outil 24 à mesure que celui-ci avance vers la pièce travaillée. Il ressort de ce qui précède que la machine de l'invention comporte de nombreux avantages par rapport aux machines connues à sertir les oeillets. En particulier, la présente machine utilise un montage à vis au lieu d'un agencement à genouillère pour déplacer le premier outil dans un sens de rapprochement ou d'éloignement du second outil; cette caractéristique fait que la machine peut être utilisée pour les opérations de fusion d'oeillets avec des oeillets ayant des longueurs différentes et/ou avec des supports de circuits imprimés ayant des épaisseurs différentes. De plus, la pression de fixation de l'oeillet peut être réglée à une valeur prédéterminée à l'aide du montage de la vis à couple ajustable si bien qu'une pression précise et répétable de compression de l'oeillet peut être exercée et que l'écrasement du support des circuits imprimés ou la déformation des oeillets sont substantiellement éliminés. En outre, quand on utilise le montage à vis à couple ajustable de l'invention, la précision de l'alignement axial du premier et du second outil est substantiellement améliorée par rapport à celle qui est obtenue en général. De plus, le montage à vis de la présente invention occupe moins de place, ce qui permet de loger la machine dans une unité compacte. Un avantage supplé- mentaire provient du fait que le second outil est monté fixe sur le bras porteur 16, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'incorporer un mécanisme de rappel quelconque pour obtenir la pression désirée de fixation des oeillets. Ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, la pression de sertissage est contrôlée entièrement par le moyen de déplacement du premier outil qui englobe la vis à couple ajustable, ce qui conduit à une machine plus commode d'emploi et moins coûteuse. REVENDICATIONS 1. Machine pour la fixation d'oeillets et d'élé- ments analogues caractérisée en ce qu'elle comprend: un châssis (12) ayant le profil général d'un U avec un premier et un second bras porteur espacés (14, 16) définissant entre eux une zone de réception de pièce à tra- vaillert, a un premier outil (24) monté mobile dans le premier bras porteur (14), un second outil (26) monté fixe dans le second bras porteur (16) et atigné axialement avec le premier outil (24), un moyen de déplacement d'outil relié au premier outil (24) pour déplacer ce dernier jusqu'à son contact avec le second outil (26) à une pression prédéterminée de sertis- sage d'un oeillet, ce moyen de déplacement d'outil compre- nant un limiteur de couple réglable assurant qu'une pression prédéterminée de sertissage d'un oeillet n'est pas dépassée pendant le fonctionnement continu dudit moyen de déplacement d'outil. 2. Machine selon tLa revendication 1 caractérisée en ce que le moyen de déplacement d'outil est une vis tour- nante à couple ajustable ayant une tige filetée (58) avec une première et une seconde extrémité et un bouton à couple ajustable fixé à ladite première extrémité. 3. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que la vis à couple ajustable comprend un moyen de retrait (60) permettant le déplacement rapide du premier outil (24) dans un sens de rapprochement ou d'éloignement par rapport au second outil (26). 4. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce que le moyen de retrait est constitué par une partie non filetée (60) s'étendant à partir d'un point de la tige (56) de la vis entre lesdites première et seconde extrémités jusqu'à la seconde extrémité. 5. Machine selon la revendication 4 caractérisée en ce que la vis à couple ajustable a un tampon (68) libre en rotation monté à ladite seconde extrémité de la tige (56). 6. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'une bague d'arrêt (70) est montée à proximité de la seconde extrémité de la tige (56) pour interrompre le retrait du premier outil (24) par rapport au second outil (26). 7. Machine selon la revendication 6 caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen d'accouplement (46) pour réunir le tampon (68) libre en rotation et le premier outil (24). 8. Machine selon ta revendication 7 caractérisée en ce que le moyen d'accouplement (72) est un tronçon en matière plastique souple mis en contact de friction avec le tampon (68) libre en pivotement et avec le premier outil (24), cet engagement de friction étant suffisant pour permettre le recul du premier outil par rapport au second outil sans que le tampon libre en rotation soit désaccouplé du premier outil (24>. 9. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'un moyen (104) de suspension d'une pièce à travail- ler est prévu pour suspendre verticalement ladite pièce dans la zone de réception des pièces à travailler à proximité du premier outil et du second outil (26). 10. Machine selon la revendication 9 caractérisée en ce que le moyen (104) de suspension est monté sur l'un des bras porteurs (14, 16). 11. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le premier bras porteur (14) comprend une première et une seconde oreille porteuse d'outil (34, 36) espacées l'une de l'autre, une partie de mandrin (28) du premier outil (24) étant montée dans une ouverture ménagée dans la première oreille porteuse d'outil (34), le moyen de déplacement d'outil étant monté dans la seconde orei-lle porteuse d'outil (36).