Brevet FR2635904A1 — publié le 19900302

La présente invention concerne un procédé et un appareil d'enroulement d'un fil métallique destiné à former un bobinage, à l'aide d'un crochet, le fil étant introduit dans une section d'insertion d'une pièce à l'aide du cro- chet, et une pince destinée à serrer une extrémité du fil étant entraînée en rotation par rapport à la pièce afin qu'elle assure l'enroulement du fil sans détérioration de celui-ci. Habituellement, lorsqu'un fil est enroulé sur un noyau ayant un petit trou, le fil est introduit dans le trou avec une aiguille à crochet. Dans un tel appareil d'enroulement, une extrémité du fil est saisie par une pince, un crochet étant utilisé afin qu'il introduise le fil dans un trou d'insertion d'une pièce. Ensuite, la pince serre la partie du fil qui a été introduite dans le trou et elle est entraînée en rotation autour de la pièce afin qu'elle forme un enroulement de fil. Un tel appareil de bobinage est décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 625 927. L'appareil décrit d'enroulement a cependant des inconvénients. Ainsi, comme la pièce a un bord formé autour du trou d'insertion, l'enveloppe isolante revêtue d'émail du fil est détériorée par la pression de contact avec le bord. En conséquence, des fuites électriques apparaissent entre le fil métallique et l'âme. Dans le plus mauvais des cas, le fil peut se rompre étant donné la pression de contact exis- tant entre l'enveloppe isolante et le bord. Pour cette raison, le nombre possible de spires du bobinage ne peut pas être augmenté. En outre, le fil métallique est fléchi et déformé au cours de l'opération et peut former une cosse, ce problème n'étant pas facile à résoudre. Si le fil se tord dans sa partie intermédiaire, le traitement de l'opération d'enrou- lement devient difficile & proximité de l'extrémité du fil. En outre, comme le fil vient frapper sur le bord, la vitesse de déplacement du crochet ne peut pas être accrue pour que la vitesse de l'opération d'enroulement soit accrue. Comme le crochet décrit précédemment a un diamètre par exemple d'environ 0,08 mm, le fil est tiré et frappé sur le bord par un crochet de petit diamètre. En consé- quence, l'enveloppe isolante du fil peut se détériorer et peut crier des courants électriques de fuite. De plus, comme le fil est repoussé et frappé au bord un nombre de fois égal au nombre de spires de l'enroulement, le fil peut se rompre à n'importe quel point de sa longueur. Pour cette raison, la vitesse de tirage du fil par le crochet ne peut pas être élevée ou le fil risque de se déformer ou de cons- tituer des cosses. L'invention concerne donc un procédé et un appareil d'enroulement d'un fil destiné & former un bobinage, à l'aide d'un crochet, risquant peu de détériorer le fil, permettant une augmentation du nombre de spires dans l'opé- ration d'enroulement et permettant une augmentation de la vitesse de tirage du fil. A cet effet, l'invention concerne un procédé d'en- roulement d'un fil sur une pièce à l'aide d'un crochet, comprenant les étapes suivantes: a) l'accrochage d'un fil dont l'extrémité est serrée par une pince, b) l'insertion du fil accroché dans un trou formé sur la pièce, c) le déplacement de la pince à un emplacement opposé à l'empla- cement du crochet par rapport au trou de la pièce, lors du tirage du fil avec le crochet, et d) la rotation de la pince qui serre l'extrémité du fil par rapport à la pièce afin que le fil soit enroulé sur la pièce. L'invention concerne aussi un appareil d'enroulement d'un fil sur une pièce, comprenant: a) un premier disposi- tif ayant un crochet utilisé pour l'accrochage du fil et pour l'insertion de celui-ci dans un espace délimité dans la pièce, ce premier dispositif tirant le fil avec le cro- chet de manière qu'il l'écarte de cet espace, et b) un second dispositif ayant une pince destinée à serrer une extrémité du fil lorsque celui-ci est introduit dans ledit espace, le second dispositif déplaçant la pince vers un emplacement opposé à celui du crochet par rapport à l'es- pace formé dans la pièce, et, lorsque le premier dispositif tire le fil à l'aide du crochet dans la direction de la pince, celle-ci serre l'extrémité du fil et se déplace par rapport à la pièce afin qu'elle enroule le fil sur la pièce. L'invention concerne aussi un procédé d'enroulement d'un fil sur un noyau d'une tête destinée à coopérer avec un disque magnétique afin qu'un bobinage soit formé, le procédé comprenant les étapes suivantes: a) l'accrochage d'un fil dont l'extrémité est serrée par une pince, b) l'insertion du fil à crochet dans l'espace d'un entrefer délimité dans le noyau, c) le déplacement de la pince vers un emplacement opposé à l'emplacement de tirage de fil du crochet par rapport à l'entrefer du noyau, et d) la rota- tion de la pince serrant l'extrémité du fil par rapport à l'entrefer de la pièce afin que le fil soit enroulé sur le noyau. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures lA à 1C sont des perspectives d'une partie essentielle d'un appareil d'enroulement d'un fil sur une pièce à l'aide d'un crochet, dans un mode de réalisa- tion préféré de l'invention, les figures représentant une opération de tirage du fil; les figures 2A à 2D sont des perspectives représen- tant la partie essentielle de l'appareil d'enroulement, au cours d'une opération de tirage réalisée à l'aide d'une tige d'arrondissement; la figure 3 est une perspective schématique de l'en- semble d'un appareil d'enroulement; la figure 4 est une coupe longitudinale de la partie essentielle de l'appareil d'enroulement; et les figures 5A à 5F sont des élévations schématiques illustrant une opération d'enroulement de fil réalisée par l'appareil de la figure 3. La figure 3 est une vue générale d'un appareil d'en- roulement d'un fil sur une pièce à l'aide d'un crochet, dans un mode de réalisation préféré de l'invention. Deux châssis gauche et droit 10 sont disposés verti- calement. Les extrémités supérieures des deux châssis 10 sont reliées par une plaque 11 disposée latéralement. Deux rails supérieur et inférieur 12 sont disposés sur la plaque 11 en direction latérale. Une base coulissante 13 est sup- portée par les deux rails 12 afin qu'elle puisse coulisser. La base 13 est déplacée en direction latérale par un moteur par l'intermédiaire d'une vis-mère 14. Une base coulis- sante longitudinale 16 est supportée par deux rails 17 portés par la base latérale 13 afin qu'elle puisse se déplacer. Cette base 16 peut être déplacée vers le haut et vers le bas sous la commande d'un autre moteur 18 et d'une seconde vis-mère 22. Deux parties 19 de commande de pince sont montées sur la base longitudinale 16 et des crémail- lères 20 sont montées à l'extrémité inférieure de chaque partie 19. Une pince 21 est alignée au niveau de la cré- maillère 20. La partie 19 de commande de pince comporte un moteur 24 d'entraînement en rotation et un moteur 25 d'entraîne- ment en translation. Le moteur 24 d'entraînement en rota- tion est raccordé à une poulie 23 par l'intermédiaire d'une poulie 26 et d'une courroie 27, comme l'indique la figure 4. La poulie 23 est fixée à un manchon 28 (voir figure 4). Le manchon 28 est supporté dans un palier 30 afin qu'il puisse tourner. Le moteur 25 de déplacement en translation est raccordé à une poulie 33 par l'intermédiaire d'une poulie 31 et d'une courroie 32. La poulie 33 est fixée à l'extrémité supérieure de la broche 34. Un pignon 35 est fixé & l'extrémité inférieure de la broche 34 afin qu'il soit en prise avec la crémaillère 20. La broche 34 a une partie creuse. Une tige 36 de détection passe à l'intérieur. Les déplacements vers le haut et vers le bas sont détectés par un capteur 37 placé à l'extrémité supé- rieure de la broche 34. L'extrémité inférieure de la tige 36 est repoussée contre un taquet 38 placé sur la pince 21. Des tiges supérieure et inférieure 42 qui sont sup- portées par un chassis 41, comme indiqué sur la figure 3, dépassent sur le côté au- dessous de la paire de parties 19 de commande de pince. Une base 43 de maintien de pièce est supportée par les tiges 42 afin qu'elle puisse coulisser en direction latérale. La base 43 est reliée à un vérin 44 par une tige. Une plaque 46 de montage est fixée sur la base 43 par une base auxiliaire 45. Une pièce 47 est montée sur la plaque 46 de montage. La pièce 47 est déplacée vers le haut et vers le bas par un moteur 48 d'axe Z. En outre, les deux plaques 46 de montage coopèrent avec un moteur 49 d'axe Y destiné à déplacer la pièce en direction latérale. Un support 50 de bobine est placé de côté par rap- port à la base 43 de support de pièce. Deux bobines 51 sont supportées par le socle 50 de manière qu'elles puissent tourner. Un fil 52 est enroulé autour des bobines 51 et il passe par l'intermédiaire d'un rail 53 de guidage vers la pièce 47. En outre, une seconde pince 65 est placée à proximité de la pièce 47 et elle est supportée par un corps 55. Un châssis 57 est placé en avant de la base 43 de support de pièce et une base 58 y est supportée afin qu'elle puisse s'y déplacer. Un crochet 60 est supporté par la base 58 par l'intermédiaire d'un bloc 59. La base 58 est déplacée par un moteur 61, une courroie 63 et une vis-mère 62. Une caméra CCD 64 est placée sur le côté du chassis 57, cette caméra 64 détectant la position de la pièce 47. On décrit maintenant une opération d'enroulement réalisée par l'appareil précité. Une pièce 47 qui constitue par exemple un noyau d'une tête magnétique pour magnétoscope, est montée sur la base 43 de support de pièce par l'intermédiaire de la plaque 46 de montage et de la base auxiliaire 45. Le vérin 44 est commandé afin qu'il déplace la pièce 47, par l'in- termédiaire de la base 43, vers la position d'enroulement. Il faut noter que la position de la pièce 47 est détectée par la caméra CCD 64 (dispositif à couplage par charge). Si la pièce 47 n'a pas la position convenable, une commande par rétroaction est assurée afin que la pièce soit mise en position convenable. Une pince auxiliaire 65 tire le fil 52 de la bobine 51 de manière que ce fil 52 soit guidé vers un emplacement qui se trouve en face du crochet 60. Le moteur 61 est entraîné de manière que la base 58 se déplace vers l'avant, le crochet 60 étant introduit dans le trou 67 d'insertion de la pièce 47, comme représenté sur la figure 1A. Le fil 52 est accroché par le crochet 60, et le fil est introduit dans un trou 67 d'insertion qui est un petit trou. Si le fil 52 est introduit dans le trou 67 de la pièce (noyau 47), la pince ou organe de serrage 21 serre le fil 52 afin qu'il tourne par rapport à la pièce 47. Cette rotation est réalisée à l'aide du moteur 24 représenté sur la figure 4. La rotation du moteur 24 est transmise au manchon 28 par la poulie 26, la courroie 27 et la poulie 23, le manchon 28 faisant ainsi tourner la crémaillère 20. L'opération d'insertion du fil par le crochet 60 dans le trou 67 et l'opération d'entraînement en rotation par la pince 21 sont répétées pendant un certain nombre de spires afin que le fil 52 s'enroule sur un noyau magnétique 47 de têtes magnétiques et forme un bobinage. Il est donc possible de fabriquer des têtes magnétiques pour magné- toscopes par enroulement du fil autour du noyau 47 à l'aide de l'appareil précité d'enroulement. La figure 5 représente les étapes d'enroulement utilisées pour la formation d'un bobinage à l'aide de l'ap- pareil d'enroulement décrit précédemment. Lorsque le fil 52 est introduit dans le trou 67 de la pièce 47, comme représenté sur la figure 5A, la pince 21 est entraînée en rotation de 90comme l'indique la figure B. Ensuite, la pince 21 libère l'extrémité du fil 52, et le crochet 60 est tiré dans le trou 47 dans lequel il a été introduit, et il tire avec lui l'extrémité du fil qui a été relâchée par la pince 21. Ainsi, le fil est introduit dans le trou 67 de la pièce 47. Il faut noter que, à ce moment, un guide 66 est destiné à empêcher la formation d'une boucle par le fil 52 ou son dépliage. De cette manière, la pince 21 est entraînée en rotation de 1800 dans le sens des aiguilles d'une montre comme indiqué sur la figure 5D, et elle vient saisir une partie du bout du fil 52 qui a été introduite dans le trou 67 de la pièce 47. Ensuite, la pince 21 est entraînée en rotation de 270 comme représenté sur les figures 5E et 5F. Ainsi, le fil 52 a été enroulé sur un tour et a été mis en position et peut être introduit à nouveau dans le trou 67 de la pièce 47. L'opération se répète pour un nombre spécifié de spires afin que le bobi- nage soit formé sur le noyau 47. Lorsque le nombre de spires de fil 52 augmente pro- gressivement, la longueur du fil 52 qui est consommée aug- mente de manière correspondante. Ainsi, la longueur du fil restant 52 devient de plus en plus courte. Lorsque cette longueur du fil restant 52 se raccourcit, la pince 21 se rapproche du centre de la partie 19 d'entraînement de pince. Ainsi, la rotation du moteur 25 est transmise à la broche 34 par l'intermédiaire de la poulie 31, de la cour- roie 32 et de la poulie 33, comme indiqué sur la figure 4. Un pignon 35 placé à l'extrémité inférieure de la broche 34 provoque un déplacement progressif de la crémaillère 20 vers le centre de la partie 19 de commande de pince. Cette opération provoque un déplacement précis de la pince 21 vers le centre de la partie 19, en fonction de la longueur du fil restant 52. Grâce à l'enroulement du fil 52 sur la pièce 47, la pince 21 tourne avec le centre de la partie 19 comme indi- qué sur la figure 4, constituant son axe. A ce moment, la crémaillère 20 tourne et elle est déplacée le long du pignon 35. En conséquence, la crémaillère 20 est entraînée en direction longitudinale par le pignon 35. Le moteur 25 entraîne le pignon 35 afin qu'il se déplace progressivement en sens opposé, de sorte que le déplacement de la pièce est compensé, si bien que le déplacement longitudinal est neu- tralisé par le déplacement de la crémaillère 20 contre le pignon 35. Les figures 1A à 1C représentent l'opération d'en- trainement en rotation de la pince 21 lorsque le fil 52 est tiré par le crochet 60. Comme représenté sur la figure 1A, la pince 21 qui serre l'extrémité du fil 52 se trouve à 90 par rapport à la direction de tirage. Dans cet état, le fil 52 est accro- ché par le crochet 60 et tiré dans le trou 67 de la pièce 47. Ensuite, la pince 21 est entraînée en rotation de 90 comme l'indique la figure lB, et se déplace vers un empla- cement qui est opposé à celui du crochet 60 par rapport au trou 67 d'insertion de la pièce 47. Ainsi, le fil 52 est disposé sous forme rectiligne. La pince 21 et le crochet 60 sont synchronisés et se déplacent dans le même sens. De cette manière, avant tirage du fil 52 dans le trou 67 par le crochet 60, la pince 21 et le crochet 60 sont placés perpendiculairement au trou 67, mais, lorsque le fil est tiré dans le trou, la pince 21 et le crochet 60 ont des positions opposées. En conséquence, comme il n'existe pas de frottement ou de contact sous pression entre le fil 52 et les côtés du trou 67, la détérioration du fil et notamment de son enveloppe isolante émaillée, peut être réduite. En outre, la courbure du fil 52 est évitée. Ces facteurs assurent en combinaison la réduction des fuites électriques entre le fil 52 et la pièce 47. Comme la détérioration du fil 52 par le bord du trou 67 d'insertion de la pièce 47 est évitée, la durée du cycle d'enroulement nécessaire pour la réalisation du bobinage peut être raccourcie et la vitesse de tirage peut être accrue. En conséquence, la productivité (rendement) peut être accrue. Dans le cas o le diamètre du fil 52 et/ou du cro- chet 60 est très faible, le fil peut être facilement détérioré par pliage contre le crochet pendant l'opération d'enroulement. Dans ce cas, le fil peut être retenu par une tige 54 d'arrondissement, Juste après tirage par le trou 67, comme représenté sur les figures 2A à 2D. Ainsi, dans le cas o une tête magnétique de lecture de disque dur est fabriquée par l'appareil d'enroulement selon un mode de réalisation préféré, le crochet 60 est utilisé pour tirer le fil 52 dans le trou 67 de la pièce 47 constituant le noyau comme indiqué sur la figure 2A. Ensuite, le crochet 60 est ramené dans une certaine mesure en sens opposé au sens de tirage du crochet 60, comme indi- qué sur la figure 2B. A ce moment, la boucle formée dans le fil 52 s'élar- git. Une tige 54 d'arrondissement est introduite dans cette boucle comme représenté sur la figure 2C. A ce moment, le fil 52 est suspendu dans une gorge 69 de la tige 54 et le crochet 60 se loge dans une fente 70 de la tige 54. Lorsque la tige 54 est déplacée dans le sens de tirage comme indi- qué sur la figure 2D, le fil 52 peut être tire. Dans les opérations d'enroulement autour de la pièce 47 qui a un petit trou 67 et par utilisation du crochet 60, le procédé utilisé met en oeuvre la tige 54 de grande cour- bure à la place du crochet 60. A ce moment, le contact du fil 52 avec le bord du petit trou est évité grâce à l'uti- lisation d'un crochet 60 de petit diamètre convenant à la manipulation de fils très fins, si bien que la détériora- tion du fil est minimale. La courbure du fil est aussi évitée. Ceci empêche efficacement les fuites électriques entre le fil 52 et la pièce 47. En outre, lorsque la vitesse de tirage du fil 52 augmente, la durée du cycle nécessaire à l'opération d'en- roulement peut être raccourcie. Comme le fil 52 n'est pas tiré contre le bord du trou d'insertion, le rendement de bobinage est accru. Comme décrit précédemment, comme la pince est dépla- cée vers un emplacement qui se trouve en face de celui du crochet par rapport au trou d'insertion de la pièce, lorsque le fil est tiré par le crochet ou par un organe de tirage ayant un rayon de courbure supérieur à celui du crochet, et comme le fil est tiré par l'organe de tirage introduit dans une boucle du fil après l'introduction du fil dans le trou d'insertion à l'aide du crochet, dans le procédé et l'appareil d'enroulement de fil mettant en. oeuvre un crochet, le fil n'est pas détérioré par le bord de la partie d'insertion de la pièce ni par le crochet. La courbure du fil est évitée et les fuites entre le fil et la pièce sont aussi évitées. La durée du cycle d'enroulement complet peut être raccourcie par augmentation de la vitesse de tirage du fil. Le rendement du bobinage peut être accru puisque le fil n'est pas détérioré grâce à la présence du crochet. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils et aux procé- dés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'enroulement d'un fil métallique sur une pièce à l'aide d'un crochet, caractérisé en ce qu'il com- prend les étapes suivantes: a) l'accrochage d'un fil métallique (52) dont une extrémité est serrée par une pince (21), b) l'insertion du fil accroché dans un trou (67) formé sur la pièce (47), c) le déplacement de la pince (21) à un emplacement opposé à l'emplacement du crochet (60) par rapport au trou de la pièce, lors du tirage du fil avec le crochet, et d) la rotation de la pince (21) qui serre l'extré- mité du fil par rapport à la pièce afin que le fil soit enroulé sur la pièce. 2. Appareil d'enroulement d'un fil métallique sur une pièce, caractérisé en ce qu'il comprend: a) un premier dispositif ayant un crochet (60) uti- lisé pour l'accrochage du fil et pour l'introduction du fil dans un espace délimité dans la pièce, le premier disposi- tif tirant le fil avec le crochet à distance dudit espace, et b) un second dispositif ayant une pièce (21) de serrage d'une extrémité du fil lorsque celui-ci est intro- duit dans ledit espace, le second dispositif étant destiné à déplacer la pince vers un emplacement qui se trouve en face de l'emplacement du crochet par rapport à l'espace délimité dans la pièce lorsque le premier dispositif tire le fil à l'aide du crochet à distance dudit espace, et à faire tourner la pince serrant l'extrémité du fil par rap- port à la pièce afin que le fil soit enroulé sur la pièce. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un organe de tirage (54) de plus grand rayon de courbure que le crochet, l'organe de tirage étant introduit dans une boucle formée par le fil (52) à proximité du crochet lorsque le premier dispositif tire le fil introduit dans ledit espace formé dans la pièce à dis- tance de cet espace et ramène légèrement le fil vers la pièce de manière que le fil soit légèrement tiré vers la pièce et forme la boucle. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un troisième dispositif destiné à déplacer la pince (21) vers son axe de rotation d'une distance prédéterminée chaque fois que le second dispositif fait tourner le fil d'une spire sur la pièce. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fil métallique (52) a un revêtement isolant à sa périphérie externe. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le revêtement isolant est formé d'un émail. 7. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce (47) est un appareil à bobinage pour dispo- sitif de lecture-écriture sur disque magnétique. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'appareil à bobinage (47) est une tête pour dispo- sitif de lecture-écriture sur disque magnétique. 9. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de tirage est une tige (54) placée entre le crochet (60) et la pièce (47), et ayant une gorge (69), formée à sa périphérie et destinée à loger une partie du fil constituant une boucle, et une fente (70) disposée verticalement dans la tige, perpendiculairement à la gorge et alignée afin qu'elle puisse loger le crochet. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en oe que le crochet (60) a la forme de la lettre U. 11. Procédé d'enroulement d'un fil métallique sur un noyau de tête d'un dispositif de lecture-écriture sur disque magnétique afin qu'un bobinage soit formé, caracté- risé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) l'accrochage d'un fil métallique (52) dont une extrémité est serrée par une pince (21), b) l'insertion du fil accroché dans un espace d'en- trefer délimité dans le noyau (47), c) le déplacement de la pince vers un emplacement opposé à celui du crochet par rapport à l'espace formé dans le noyau, lors du tirage du fil avec le crochet, et d) la rotation de la pince (21) qui serre l'extré- mité du fil par rapport à l'entrefer de la pièce afin que le fil soit enroulé sur le noyau. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, avant l'étape c), un organe de tirage (54) ayant un rayon de courbure supérieur à celui du crochet (60) est introduit dans une boucle formée dans le fil par tirage du fil introduit dans l'entrefer à distance de cet entrefer puis par retour légèrement vers le noyau. 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape e) de déplacement de la pince (21) vers son axe de rotation d'une distance prédéterminée chaque fois que le fil est enroulé d'une spire sur la pièce.