WO1991000603A1 - Procede de fabrication de composants electroniques comportant un bobinage en fil fin, et dispositif de maintien du fil de bobinage permettant une fabrication selon ce procede - Google Patents

Procede de fabrication de composants electroniques comportant un bobinage en fil fin, et dispositif de maintien du fil de bobinage permettant une fabrication selon ce procede Download PDF

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Daniel Cuttelod
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Sokymat Sa
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/09—Winding machines having two or more work holders or formers

Definitions

  • the coils intended for such circuits are characterized by their small dimensions, as well as by the use of a very fine winding wire, with a diameter on the order of a few hundredths of a millimeter.
  • the winding is carried out by rotation of the core in front of the wire distributor coil or by rotation of a "Flyer" bringing the wire from the supply coil to a stationary core, the free ends of the wire at the input and at the output of the winding are either cut and left free, or are directly brought on pins where they are wound automatically, in order to be taken up later for the next operation.
  • the supports serving to hold the core during winding hide the points where the wire will be fixed later; it is therefore necessary to provide an additional fa ⁇ brication operation consisting in changing the winding holding mode.
  • the object of the invention is precisely, by keeping and keeping known the exact position of a sufficient length of the input and output wires of the coil and by having available a sufficient free length of each of these wires, available without it being necessary to apply an excessive tensile force to them, being able to bring, by simple mechanical and / or automatic means, said wires in position ready to be available for the following operation, respectively to be welded .
  • a wire holding device for carrying out this process is also part of the invention.
  • the method of the invention and the device associated with it are described in the drawing, according to a possible embodiment.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a winding used as a component of an electronic circuit
  • FIG. 2 shows a plan view of an arrangement according to a possible embodiment, using the method
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of a device according to the invention, allowing the implementation of the method.
  • a coil 1, used as a component of an electronic circuit is formed, according to an embodiment shown in fig. 1, a core 10 termi ⁇ born at its two ends of legs 12 and 12 ', a plurality of turns of fine wire forming a coil 11, an insulating pad 13 comprising two welding pads 14 and 14' fixed on the tab 12 of the core.
  • the free ends of the input wire 15 and that of the output wire 16 can be loose from the input 17 and output 18 points of the winding, or else attached to auxiliary pins not shown here, and it is difficult , given the fineness of the wire used, to recover them and bring them to the welding pads 14 and 14 'to be welded there, as shown in broken lines by 15' and 16 '.
  • coils can be considered suitable for being produced according to the method of the invention, in particular coils comprising cores provided with cheeks on which the sides of the winding can come to bear or else coils do not com ⁇ bearing no core.
  • the arrangement shown in fig. 2 illustrates various stages of manufacturing a coil according to the process.
  • a " dispensing head 3 has a relative longitudinal movement step by step along X, causing it to come to be positioned in front of each plate in order to wind the core 10.
  • This dispensing head comprises a supply coil 30 supplying the wire 31 to a "Flyer" 32, which being in rotation around the core 10 deposits the wire thereon according to the number of turns desired.
  • a transverse displacement along Y of the "Flyer" 32 allows regular laying in contiguous turns of the wire 31 on the core 10.
  • This device consists of a base 40 fixed to the plate 2 or 2 'by a thread or any process, partially passing through said plate by a hole provided for this purpose and extending by a support flange on the upper surface of the plate, an axis 41 which can slide freely and vertically according to the movement Z inside a hole passing through said base, with a washer 42 fixedly attached to the upper end of the axis 41, two felt washers 43 and 44 pinching the wire between them and an actuating device consisting of a compression spring 45 and a washer support 46, fixedly attached to the lower end of the axis 41.
  • a device presses on the support washer 46, thus displacing the axis 41 upwards by compressing the spring 45 and thus separating the two felt washers 43 and 44 so that the wire can be housed therebetween.
  • the action on the support washer 46 ceases, the spring 45 bringing the axis 41 and consequently the upper washer 42 as well as the felt washer 43 to descend, until the wire is pinched between the felt washers 43 and 44.
  • the wire connecting two windings placed on successive plates can then be cut by the device 23, the wire remaining stretched between the device for holding the input wire 4 'and the entry point of the winding 17, passing through the input guide 22, respectively between the device for holding the output wire 4 and the exit point of the winding 18, passing through the output guide 21.
  • the free ends of the input and output wires, between the holding devices 4, respectively 4 ′, and the cut-off point 23, are available and in reserve so that when the portions of wires situated between the entry point of the winding 17 and the entry guide 22, respectively between the exit point of the winding 18 and the " exit guide 21, 5" are taken up by a suitable device, not shown here, in order to bring them onto the welding pads 14 and 14 'to be welded therein, said free ends will slide between the felt washers 43 and 44 of the holding devices 4 and 4' o in order to give over the wire the stretched length sufficient to be correctly brought to said welding pads.
  • the relative longitudinal step-by-step movement between the distributor head 3 and the plates 2, respectively 2 ′ will preferably be effected by displacement of said plates 2 and 2 ′ in front of the distributor head 3 which remains fixed.
  • the method by which the position of a sufficient length of the ends of the input and output wires of a winding is preserved and is known, and by which a sufficient free length of said input and output wires is provision so that said son remain taut when they are brought into po ⁇ sition to be welded thereon on the same machine, is also 5-mode other arrangements than that shown here; in particular, the plates shown here side by side can be arranged in various other maniè ⁇ res, in particular in carousel.
  • the wire holding device 4 or 4 ′ 0 can also be constituted differently than described here; in particular, in case the upper washer
  • the washers 5 43 and 44 provided here in felt, can be made also of all suitable materials, for example synthetic foam, rubber or leather, not being compulsory that the two washers are of the same material. It is understood that, according to the fleet of machines available or according to the operation following that of winding, the elements described here and forming the plate 2 may be part of a storage plate capable of being transferred later to another machine for the next operation. It is obvious that the method of the invention as well as the holding device can be used separately or in combination for the winding of wires of any diameter which can be wound according to this method.

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Abstract

L'automatisation de la fabrication en continu de bobines pour circuits imprimés est difficile, puisque après avoir réalisé le bobinage, les extrémités libres des fils d'entrée et de sortie dudit bobinage sont difficilement repérables et saisissables, vu la finesse du fil en question employé. Le procédé présenté ici se propose de garder ces extrémités de fil tendues après coupure en conservant une longueur libre suffisante de chaque fil, afin que chaque fil reste tendu losqu'il est amené, par des moyens mécaniques, en position pour l'opération de soudage. Un dispositif permettant de garder chaque fil tendu est décrit.

Description

Procédé de fabrication de composants électroniques com¬ portant un bobinage en fil fin, et dispositif de main¬ tien du fil de bobinage permettant une fabrication se¬ lon ce procédé.
Différents types de machines existent per¬ mettant le bobinage de noyaux destinés à venir s'intégrer comme composant dans un circuit électronique, en particulier dans un circuit de montre.
Les bobines destinées à de tels circuits sont caractérisées par leurs faibles dimensions, ainsi que par l'emploi d'un fil de bobinage très fin, d'un diamètre de 1'ordre de quelques centièmes de millimètre. Selon l'état antérieur de la technique, que le bobinage soit réalisé par rotation du noyau en face de la bobine distributrice de fil ou par rotation d'un "Flyer" amenant le fil de la bobine débitrice sur un noyau immobile, les extrémités libres du fil à l'entrée et à la sortie du bobinage sont soit coupées et lais¬ sées libres, soit sont directement amenées sur des bro¬ ches où elles sont enroulées automatiquement, afin d'être reprises ultérieurement pour l'opération suivante. Parce que le fil en question est extrêmement fin, il sera difficile et fastidieux, lorsque les ex¬ trémités sont libres, de les retrouver en vue de l'opé¬ ration suivante, afin de venir les positionner sur des plots de soudage par exemple, ou pour toute autre opération. Cette délicate phase de recherche se fait généralement à la main, l'opérateur recherchant chaque fil à l'aide d'instruments adéquats, de brucelles par exemple, avant d'amener lesdits fils en position prêts pour l'opération suivante. La minutie et l'attention nécessaire à cette recherche, de même que la nécessité de n'exercer sur le fil qu'un effort minimum vu sa fai¬ ble résistance mécanique, ont jusqu'à présent rendu difficile la mécanisation et l'automatisation de cette phase d'opération. Pour le cas où les extrémités ont été amenées et directement enroulées autour de broches auxiliaires, la reprise de ces fils en vue de l'opération ultérieure peut s'avérer être délicate, en effet les entrées et sorties de fils, tendues entre les extrémités du bobinage et les broches, sont difficilement récupérables sans briser le fil; les dispositifs prévus à cet effet sont généralement compliqués et peu souples d'emploi.
De plus, selon certaines formes de réalisation de dispositifs de bobinages, les supports servant à maintenir le noyau durant le bobinage cachent les points où le fil viendra être fixé ultérieurement; il est donc nécessaire de prévoir une opération de fa¬ brication supplémentaire consistant à changer le mode de tenue du bobinage.
Ces manières de faire, selon l'état antérieur de la technique, augmentent de ce fait d'une manière significative le coût de la bobine terminée.
Le but de l'invention est justement, en con- servant et gardant connue la position exacte d'une lon¬ gueur suffisante des fils d'entrée et de sortie de la bobine et en ayant à disposition une longueur libre suffisante de chacun de ces fils, disponible sans qu'il soit nécessaire de leur appliquer une force de traction excessive, de pouvoir amener, par des moyens mécaniques et/ou automatiques simples, lesdits fils en position prêts à être disponibles pour l'opération suivante, respectivement à être soudés.
Un dispositif de maintien du fil permettant la réalisation de ce procédé fait aussi partie de l'invention. Le procédé de l'invention ainsi que le dispositif qui lui est associé sont décrits dans le dessin, selon une forme d'exécution possible.
La fig. 1 représente une forme d'exécution d'un bobinage utilisé comme composant d'un circuit électronique, la fig. 2 représente une vue en plan d'un agencement selon une forme d'exécution possible, met¬ tant en oeuvre le procédé, la fig. 3 représente une forme d'exécution possible d'un dispositif selon l'invention, permettant la mise en oeuvre du procédé.
Une bobine 1, utilisée comme composant d'un circuit électronique, est constituée, selon une forme d'exécution représentée en fig. 1, d'un noyau 10 termi¬ né à ses deux extrémités de pattes 12 et 12', d'une pluralité de spires de fil fin formant un bobinage 11, d'une pastille isolante 13 comprenant deux plots de soudage 14 et 14' fixée sur la patte 12 du noyau. Les extrémités libres du fil d'entrée 15 et de celui de sortie 16 peuvent être volantes à partir des points d'entrée 17 et de sortie 18 du bobinage, ou alors fi¬ xées à des broches auxiliaires non représentées ici, et il est difficile, vu la finesse du fil employé, de les récupérer et de les amener sur les plots de soudage 14 et 14' pour y être soudées, comme représenté en traits discontinus par 15' et 16' .
D'autres types de bobines peuvent être con¬ sidérés aptes à être fabriquées selon le procédé de l'invention, notament des bobines comportant des noyaux munis de joues sur lesquelles les flancs du bobinage peuvent venir s'appuyer ou alors des bobinages ne com¬ portant pas de noyau.
L'agencement représenté en fig. 2 illustre diverses étapes de fabrication d'une bobine selon le procédé. Nous disposons d'une série de platines 2, 2' dont deux d'entre elles sont représentées ici côte à côte. Ces platines comportent toutes un dispositif de tenue 20, 20' du noyau 10. Une"tête distributrice 3 a un mouvement relatif longitudinal pas-à-pas selon X, l'amenant à venir se positionner devant chaque platine afin de procéder au bobinage du noyau 10. Cette tête distributrice comprend une bobine débitrice 30 fournis¬ sant le fil 31 à un "Flyer" 32, lequel étant en rota- tion autour du noyau 10 dépose le fil sur celui-ci se¬ lon le nombre de spires désiré. Un déplacement trans¬ versal selon Y du "Flyer" 32, permet une pose régulière en spires jointives du fil 31 sur le noyau 10.
Lors du passage de la tête distributrice 3 de la platine 2', où le bobinage est terminé, à la platine 2, où le bobinage est à faire, le fil a été tendu par les deux guides mobiles 33 et 33' effectuant le mouvement y, à partir du point de sortie du bobinage 18, par le guide de sortie 21, le dispositif de maintien du fil de sortie 4, celui de maintien du fil d'entrée 4' , lesquels ont été actionnés automatiquement afin de recevoir le fil comme il sera expliqué plus loin, et le guide d'entrée 22 de la platine 2, et, de là, vers le point d'entrée 17 du bobinage à réaliser. Les dispositifs de maintien du fil de sortie
4 et du fil d'entrée 4' assurent le fil en tension et le maintiennent en position après qu'il aura été coupé par un dispositif représenté en 23. Une exécution possible du dispositif de maintien du fil de sortie 4, respectivement du fil d'entrée 4', est représenté en fig. 3, l'exécution étant identique dans les deux cas.
Ce dispositif, selon une exécuciαn préféren¬ tielle, est constitué d'une base 40 fixée à la platine 2 ou 2 ' par un filetage ou n'importe quel procédé, tra- versant partiellement ladite platine par un trou prévu à cet effet et débordant par une flasque d'appui sur la surface supérieure de la platine, d'un axe 41 pouvant coulisser librement et verticalement selon le mouvement Z à l'intérieur d'un trou traversant ladite base, d'une rondelle 42 fixée solidairement à l'extrémité supérieu¬ re de l'axe 41, de deux rondelles de feutre 43 et 44 venant pincer le fil entre elles et d'un dispositif d'actionnement consitué d'un ressort de compression 45 et d'une rondelle d'appui 46, fixée solidairement à l'extrémité inférieure de l'axe 41.
Lors du déplacement relatif de la tête dis¬ tributrice 3, passant de la platine 2 ' à la platine 2, alors que les deux guides mobiles 33 et 33 ' avancent de manière à pousser le fil, un dispositif, non représenté ici, presse sur la rondelle d'appui 46, déplaçant ainsi l'axe 41 vers le haut en comprimant le ressort 45 et écartant ainsi les deux rondelles de feutre 43 et 44 de manière à ce que le fil puisse venir se loger entre elles. Dès cette opération accomplie, l'action sur la rondelle d'appui 46 cesse, le ressort 45 amenant l'axe 41 et par conséquent la rondelle supérieure 42 ainsi que la rondelle de feutre 43 à redescendre, jusqu'au pincement du fil entre les rondelles de feutre 43 et 44. Le fil reliant deux bobinages placés sur des platines successives peut alors être coupé par le dis¬ positif 23, le fil restant tendu entre le dispositif de maintien du fil d'entrée 4 ' et le point d'entrée du bo¬ binage 17, passant par le guide d'entrée 22, respecti- vement entre le dispositif de maintien du fil de sortie 4 et le point de sortie du bobinage 18, passant par le guide de sortie 21.
Les extrémités libres des fils d'entrée et de sortie, entre les dispositifs de maintien 4, respec- tivement 4', et le point de coupure 23, sont disponibles et en réserve afin que lorsque les portions de fils situées entre le point d'entrée du bobinage 17 et le guide d'entrée 22, respectivement entre le point de sortie du bobinage 18 et le "guide de sortie 21, 5 seront reprises par un dispositif approprié, non représenté ici, afin de les amener sur les plots de soudage 14 et 14' pour y être soudées, lesdites extrémités libres coulisseront entre les rondelles de feutre 43 et 44 des dispositifs de maintien 4 et 4 ' o afin de donner au fil la longueur tendue suffisante pour être correctement amené sur lesdits plots de soudage.
Le mouvement relatif longitudinal pas-à-pas entre latête distributrice 3 et les platines 2, respec- 5 tive ent 2 ' , se fera préférentielle ent par déplacement desdites platines 2 et 2 ' devant la tête distributrice 3 qui reste fixe.
Le procédé, par lequel la position d'une longueur suffisante des extrémités des fils d'entrée et 0 de sortie d'un bobinage est conservée et est connue, et par lequel une longueur libre suffisante desdits fils d'entrée et de sortie est à disposition afin que les dits fils restent tendus lorsqu' ils sont amenés en po¬ sition pour y être soudés sur la même machine, s'accom- 5 mode aussi d'autres agencements que celui représenté ici; en particulier, les platines représentées ici côte à côte peuvent être disposées de diverses autres maniè¬ res, en particulier en carrousel.
Le dispositif de maintien du fil 4 ou 4 ' 0 peut lui aussi être constitué différemment que décrit ici; en particulier, au cas où la rondelle supérieure
42 exerce une pression suffisante afin de maintenir le fil entre les rondelles de feutre, il est possible d'à- gencer le dispositif sans le ressort 45. Les rondelles 5 43 et 44, prévues ici en feutre, peuvent être faites aussi de tous matériaux appropriés, par exemple en mousse synthétique, en caoutchouc ou en cuir, n'étant pas obligatoire que les deux rondelles soient de la même matière. Il est bien entendu que, selon le parc de machines à disposition ou selon l'opération suivant celle de bobinage, les éléments décrits ici et formant la platine 2 peuvent faire partie d'une platine de stockage susceptible d'être transférée ultérieurement sur une autre machine pour l'opération suivante. II est évident que le procédé de 1'invention ainsi que le dispositif de maintien peuvent être utili¬ sés séparément ou en association pour le bobinage de fils tous diamètres susceptibles d'être bobinés selon ce procédé.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication en série de compo¬ sants électroniques comportant un bobinage exécuté par un dispositif "Flyer", caractérisé en ce que la posi¬ tion d'une longueur des fils d'entrée et de sortie du- dit bobinage est conservée, de manière à rester tou¬ jours connue.
2. Procédé de fabrication en série de compo¬ sants électroniques comportant un bobinage selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que des longueurs li¬ bres de fils de réserve sont disponibles, permettant d'amener lesdits fils en une position déterminée pour l'opération suivante, tout en gardant tendus lesdits fils.
3. Procédé de fabrication en série de compo¬ sants électroniques comportant un bobinage selon la re¬ vendication 2, caractérisé en ce que le composant, com¬ prenant le bobinage autour du noyau et les deux extré- mités de fils tendus, est disposé sur une platine de stockage permettant une reprise pour une opération ultérieure.
4. Procédé de fabrication en série de compo- sants électroniques comportant un bobinage selon la re¬ vendication 2, caractérisé en ce que 1'opération sui¬ vant l'opération de bobinage s'effectue sur la même machine.
5. Dispositif de maintien d'un fil pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications ci-dessus, caractérisé en ce que ledit fil est maintenu en position et en ten- sion, étant pris entre les flans de deux rondelles, une force de pression étant exercée sur lesdites rondelles.
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