Brevet FR2622825A1 — publié le 19890512

BRUCELLES A LIMITATION D'EFFORT DE SERRAGE DESCRIPTION L'invention concerne des brucelles å Limitation d'effort de serrage, c'est-à-dire un appareil de préhension de petits objets. Ces brucelles sont destinées à la manipulation, de façon très précise, sans dégradation ou perte, des objets de très petite taille, de L'ordre du millimètre carré. Une application particuLière est envisagée pour L'industrie des composants électroniques. De nombreux types de brucelLes faciLitant la manipulation de puces électroniques existent déjà Elles sont composées de deux branches, métalLiques ou non, réunies à une extrémité. La pointe des branches a une forme adaptée au travait à effectuer, ou a La forme d'un objet à saisir. L'utilisation de ces brucelles se fait par un opérateur qui rapproche Les deux branches par serrage de manière à saisir et maintenir la puce à manipuler. Il existe un type de bruceLLes, appelé à action réversible, possédant des branches qui se croisent, de sorte que Le serrage des branches, effectué par L'opérateur entre Les extrémités réunies et Leur croisement, aboutit à L'écartement des pointes des branches. Le serrage de L'objet à manipuler est obtenu par relâchement de L'effort de L'opérateur. La manipulation de composants électroniques de très petites dimensions présente, avec des brucelles du type décrit précédemment, deux inconvénients majeurs. Elles n'offrent la possibiLité ni de Libérer L'objet saisi en cas de serrage excessif, ni celle d'intervenir sur la force de serrage par un queLconque réglage. Par aiLLeurs, il existe des bruceLLes avec une butée intérieure, placée entre Les deux branches, constituée par un décrochement usiné dans La branche et dont Les dimensions sont très inférieures aux dimensions des objets saisis. Ce type de butée ne constitue qu'un renforcement mécanique de chaque branche, et non un élément permettant de régler ou de Limiter l'effort de serrage. La force musculaire appliquée sur Les branches des brucelles est le seul moyen de serrage utilisé. Cette force- peut varier en fonction de l'utilisateur, homme ou femme, de son état physique et des paramètres physiologiques qui lui sont liés directement. Pour la manipulation d'un composant électronique, il en découle les deux inconvénients suivants. Le premier est la perte du composant en cas de serrage insuffisant. Le second est la dégradation des bords et des couches superficielles du composant en cas de serrage excessif. Ces dégradations sont irréversibles, et le composant devient souvent inopérationnel. Une telle dégradation est donc - très préjudiciable, surtout dans Le-domaine du développement et de La recherche, où Les objets manipulés sont des prototypes dont Le prix s'élève à plusieurs milliers de francs. De plus, Les pointes des brucelles actuellement utilisées ne sont pas parallèles. Il en résulte des efforts ponctuels préjudiciables que les variations de forces de serrage viennent accentuer. Le but de L'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant des brucelles dont la caractéristique principale est la limitation de L'effort de serrage, pour assurer un maintien efficace des composants de petites et moyennes dimensions, sans risque de dégradation dû à un effort de serrage excessif. L'invention a pour objet des brucelles, à Limitation d'effort de serrage, comprenant deux branches réunies à une première extrémité, une deuxième extrémité constituant une pointe de préhension ayant une forme adaptée au travail à effectuer, Le serrage s'effectuant par rapprochement des deux branches, caractérisées en ce qu'elLes comportent une butée de limitation d'effort de serrage, solidaire d'une des deux branches, placée entre Les deux branches, de façon à Limiter leur rapprochement et L'effort de serrage sur L'objet saisi. De plus, Les branches sont d'une éLasticité déterminée pour qu'un serrage excessif après La mise-en butée des branches aboutisse à un fléchissement des deux branches et donc à un écartement des pointes de préhension pour obtenir une cessation du serrage, et éventueLLement une Libération de L'objet saisi. SeLon une autre caractéristique de L'invention, une fente Longitudinale est pratiquée dans la branche à Laquelle est solidaire La butée, pour que la position de la butée insérée dans cette fente soit réglabLe Longitudinalement, La butée étant munie de moyens de fixation dans La position choisie. SeLon une autre caractéristique de L'invention, La hauteur de La butée est très Légèrement inférieure à ta Largeur de L'objet saisi, de façon à appliquer à ce dernier un effort de serrage dosé. SeLon une autre caractéristique de L'invention, lesdits moyens de fixation de la butée sont constitués d'un système visécrou dont La butée constitue L'une des deux parties. Selon une autre caractéristique-- de L'invention, Les pointes de préhension sont constituées chacune d'une face interne paraLLèLe L'une à L'autre. SeLon une autre caractéristique de L'invention, Les pointes de préhension ont une largeur réduite pour permettre certains travaux sur L'objet saisi. SeLon une autre caractéristique de L'invention, Les pointes de préhension se terminent chacune par une partie recourbée L'une vers L'autre. SeLon une variante de L'invention, la butée est constituée par une calotte sphérique. Selon une autre variante de L'invention, La butée est constituée par une arête. SeLon une autre variante de L'invention, la butée est constituée par un cyLindre d'axe parallèle à La face interne de La branche sur LaqueLLe La butée est fixée. SeLon une dernière variante de L'invention, La butée est constituée par un cylindre d'axe perpendicuLaire à La face interne de La branche à laquelle la butée est fixée. D'autres caractéristiques et avantages de L'invention ressortiront mieux à la lecture de La description qui suit, illustrée des figures annexées représentant respectivement - figures 1A, 1B, 1C et 1D, des schémas explicatifs du principe de fonctionnement des brucelles selon L'invention, - figure 2, une réalisation de brucelles selon L'invention, - figure 3, un détail d'une réaLisation possible des pointes de préhension des brucelles selon l'invention, - figures 4A, 4e, 4C et 4D, différentes réaLisations de La butée des bruceLLes selon L'invention. En référence aux figures lA, le, 1C et 1D, Les brucelles selon L'invention possèdent deux branches 2A et 2B, réunies à une première extrémité, non représentée sur ces figures, et dont Les deuxièmes extrémités constituent des pointes de préhension 6A et 68. Comme dans l'art antérieur, ces branches peuvent se rapprocher L'une de L'autre pour remplir leur fonction de préhension et de maintien d'un objet 10. Ces deux branches étant, de manière généraLe, fixées l'une à L'autre à leur première extrémité d'une manière rigide, ce rapprochement s'effectue par une élasticité relative des deux branches. Les pointes de préhension 6A et 6B ont une forme adaptée au travail à effectuer ou à La forme de L'objet à saisir. Selon L'invention, Les brucelles comprennent une butée 8 de limitation d'effort de serrage, solidaire d'une des deux branches, placée entre Les deux branches 2A et 28. La position longitudinale de cette butée 8 se situe entre Les deux extrémités réunies non représentées et Les pointes de préhension 6A et 6e, mais reste toutefois plus rapprochée de ces dernières. La hauteur H de cette butée 8 est prévue légèrement inférieure à la hauteur L de L'objet 10 à saisir. Le fonctionnement des brucelles selon L'invention est Le suivant. En référence à la figure 1A, l'opérateur saisit Les brucelles de manière à ce que Les pointes de préhension 6A et 6B entourent L'objet 10 à saisir. Sur La figure 1B, Le serrage par L'opérateur est commencé, Les deux pointes de préhension 6A et 6B venant toutes Les deux au contact de L'objet 10. La butée 8 s'est rapprochée de La branche 2B à laquelle eLLe n'est pas fixée, mais n'est toutefois pas encore en contact avec elle, un écart fonctionnel E Les sépare. Sur La figure 1C, L'opérateur a continué sa pression sur Les deux branches 2A et 2B et le serrage est tel que ces deux branches sont rapprochées, grace à Leur élasticité reLative, jusqu'à ce que la butée 8 entre en contact avec la branche 28. Cette figure 1C représente La position idéaLe d'utilisation des bruceLLes, vis-à-vis de L'objet 10 représenté. C'est-à-dire que, Les deux branches 2A et 2B s'étant rapprochées L'une de L'autre d'un écart égal à L'intervalLe E, elles assurent ainsi un serrage optimaL dosé, déterminé à L'avance. Dans ce cas, la pression des pointes de préhension 6A et 6B sur L'objet 10 est suffisante pour Le maintenir d'une manière fixe, sans pour cela Lui faire subir des dégradations superficielles. En référence à La figure 1D, l'opérateur augmente sa pression de serrage, représentée par deux flèches Fi et F2 de taiLLe supérieure aux fLèches précédentes, sur Les deux branches 2A et 28. Celles-ci, grâce à Leur élasticité déterminée, continuent à fléchir. La butée 8 restant en contact avec la branche 2B, Les pointes de préhension 6A et 6B ont tendance à s'écarter, et par conséquent, à relâcher Leur pression sur L'objet 10, et éventueLLement à Le Libérer. D'après ce fonctionnement, L'effort de serrage maximal sur L'objet 10 est obtenu dans La position de la figure 1C. Les dimensions de L'objet 10 à manipuLer et L'éLasticité des deux branches 2A et 2B étant connues, L'intervalLe E, et par conséquent La dimension de La butée 8, est calculé en fonction de L'effort de serrage que L'on désire appliquer sur L'objet 10. Compte tenu de L'effet obtenu, illustré par La figure 1D, dans un cas de serrage excessif de La part de L'opérateur, La butée joue donc un rôle da limitateur de pression, puis, conjointement à L'éLasticité des deux branches 2A et 2B, a un rôle de Libération de L'objet 10. En référence à la figure 2, Les deux branches 2A et 2B ont été représentées soudées à leur première extrémité 4A et 4B. Ces deux branches 2A et 2B peuvent être métalliques ou non, mais dans un matériau permettant L'éLasticité compatible avec le mode de fonctionnement qui vient d'être exposé. On prévoit selon L'invention, de régler sur Les brucelles la force de serrage, de façon à s'adapter aux différents utilisateurs. Dans ce but, une fente longitudinale 12 est pratiquée sur la branche 2A, à laquelle la butée 8 est solidaire, et dans laquelle elle est introduite. De cette manière, la position longitudinale de la butée peut être modifiée. Cette butée 8 comporte alors des moyens de fixation pour la bloquer dans La position choisie. Ces moyens de fixation de La butée peuvent être constitués d'un système visécrou, la butée 8 pouvant faire office de vis, un écrou de serrage dépassant alors à L'extérieur de La branche 2A.La butée peut également faire office d'écrou, à L'intérieur duquel une vis peut être introduite et vissée, et dont la tête fait saillie à L'extérieur de la branche 2A. A titre indicatif, pour des brucelles dont la distance de la butée 8 aux extrémités des pointes de préhension 6A et 6B est d'environ 30 mm, on peut prévoir un intervalle E égal à 3 à 4 dixièmes de miLLimètre (3 à 4 micromètres) pour La préhension d'un objet dont La hauteur L est d'environ de 3 à 4 mm. En référence à la figure 3, on peut prévoir Les pointes de préhension 6A et 6B d'une largeur très restreinte, pour permettre certains travaux sur L'objet saisi 10. Il est ainsi possible d'intervenir sur L'une ou L'autre des faces de L'objet en contact avec Les surfaces internes 14A et 14B des pointes de préhension, par exemple pour un nettoyage. On peut également prévoir que L'extrémité des pointes de préhension 6A et 6B se termine chacune par une partie recourbée 16A et 16B, de manière å assurer un maintien efficace de L'objet saisi au moment de divers travaux. Ces derniers peuvent être, dans le cas d'une puce électronique, le séchage par pistolet à azote. Ces parties recourbées 16A et 16B facilitent également Le ramassage de L'objet. Pour améliorer La préhension de l'objet, et répartir L'effort de serrage sur toute La surface saisie, pour réduire Les surcharges ponctuelles, Les pointes de préhension 6A et 6B sont paraLLèLes dans la position de maintien de L'objet 10, qui est celle représentée à La figure 1C. Comme Le montrent les figures 4A, 4e, 4C et 4D, pLusieurs formes de réaLisation de La butée sont prévues. Une forme de calotte sphérique 18 représentée à La figure 4A convient aussi bien qu'une forme en arête 20 représentée sur La figure 48. Un cyLindre 22, d'axe 23 paraLLèLe à la surface interne 14 de La branche à laquelle la butez est fixée, peut être envisagé, comme représenté à la figure 4C. On peut egalement, selon La figure 4D, envisager un cylindre 24 d'axe 25 perpendiculaire à la surface interne 14 de la branche correspondante. Le principaL avantage des brucelles selon L'invention est Le régLage de la force de serrage toujours identique par rapport à un objet déterminé. De plus, elLes permettent de Libérer automatiquement L'objet saisi, Lorsque La force de serrage de L'opérateur est trop importante. En effet, un relâchement du composant est préférable à une degradation de ceLui-ci, dégradation qui pourraît être définitive et irrémédiable. L'utiLisateur ne risque donc pas de dégrader Les composants en Les manipulant. Il reste également maître de L'effort de serrage, et peut moduLer La position de La butée, en fonction de L'effort physique de serrage qu'il compte appLiquer sur Les branches. REVENDICATIONS 1. Brucelles à limitation d'effort de serrage comprenant deux branches (2A, 2B) réunies à une première extrémité (4A, 4B), une deuxième extrémité constituant une pointe de préhension (6A, 6B) ayant une forme adaptée au travail à effectuer, le serrage s'effectuant par rapprochement des deux branches, caractérisées en ce qu'elles comportent une butée (8) de limitation d'effort de serrage solidaire d'une des deux branches, pLacée entre Les deux branches, de façon à stopper le rapprochement des deux branches pour limiter L'effort de serrage sur L'objet saisi (10), et en ce que Les branches (2A, ZB) sont d'une élasticité déterminée pour qu'un serrage excessif après la mise en butée des branches aboutisse à un fLéchissement des deux branches et donc à un écartement des pointes de préhension (6A, 6e), pour obtenir une cessation du serrage, et éventuellement une libération de L'objet saisi (10). 2. Brucelles selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'une fente longitudinale (12) est pratiquée dans La branche à laquelle est solidaire la butée (8), pour que La position de la butée insérée dans cette fente soit réglable longitudinalement, la butée étant munie de moyens de fixation dans La position choisie. 3. Brucelles seLon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisées en ce que La hauteur (H) de la butée (8) est très Légèrement inférieure à la Largeur (L) de L'objet saisi (10), de façon à appliquer à ce dernier un effort de serrage dosé. 4. BruceLLes seLon La revendication 2, caractérisées en ce que Lesdits moyens de fixation de la butée (8) sont constitués d'un système vis-écrou dont La butée (8) constitue L'une des deux parties. 5.- Brucelles selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisées en ce que Les pointes de préhension (6A, 6B) sont constituées chacune d'une face interne (14A, 14B) paraLLèLes L'une à L'autre. 6. BruceLLes seLon L'une queLconque des revendications précédentes, caractérisées en ce que Les pointes de préhension (6A, 6B) ont une Largeur réduite par rapport aux branches pour permettre certains travaux sur L'objet saisi (10). 7. Brucelles seLon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisées en ce que Les pointes de préhension (6A, 6B) se terminent chacune par une partie recourbée (16A, 16e) L'une vers L'autre. 8. BruceLLes seLon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisées en ce que la butée est constituée par une caLotte sphérique (18). 9. Brucelles selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisées en ce que La butée est constituée par une arête (20). 10. Brucelles selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisées en ce que la butée est constituée par un cyLindre (22) d'axe (23) parallèle à ta face interne (14) de la branche sur laquelle la butée est fixée. 11. Brucelles selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisées en ce que la butée est constituée par un cyLindre (24) d'axe (25) perpendiculaire à la face interne (14) de la branche à laquelle la butée est fixée.