CA2241805A1 - Outil portable pour le sertissage de broches de connexion sur des conducteurs electriques - Google Patents

Abstract

Outil portable pour le sertissage de broches de connexion sur des conducteurs électriques, caractérisé en ce qu'il comprend: un barillet porte-poinçons (1) monté avec une aptitude de rotation, ce barillet (1) comportant un passage axial (11) et étant muni d'au moins deux jeux de poinçons (13A, 13B) déplaçables radialement entre deux positions extrêmes et différant par la forme de leur extrémité de sertissage (13a, 13b); une came fixe (2) montée autour de ce barillet (1) et contre la surface active (15, 16) de laquelle s'appuient les extrémités externes (13d) des poinçons (13A, 13B), ladite surface active (15, 16) étant conformée pour permettre, soit le positionnement de l'ensemble des poinçons (13A et 13B) en position de repos, soit le déplacement sélectif des poinçons d'un seul jeu de poinçons (13A ou 13B) en direction de l'axe du passage axial (11) du barillet (1); des moyens moteurs (3-4) permettant l'entraînement en rotation dudit barillet (1).

Description

CA 0224180~ 1998-07-06 W O 97t25757 PCT~R97/00043 Out;L portabLe pour Le sertissage de broches de connex;on sur des conducteurs eLectriques.
~.
La presente ;nvention concerne un outiL portabLe pour Le sertissage de broches ou éLéments de connexion sur des conducteurs éLectr;ques, avec dispositif de contrôLe de La quaLité de sertissage integré.
Dans certains domaines comportant un nombre très important d'équipements éLectriques ou éLectroniques, teLs que Le domaine aéronautique par exempLe, on doit reaLiser une muLtitude de Liaisons électriques nécessitant chacune deux eLements compLémentaires de connexion, de sorte que Le nombre des broches de connexion qu'iL est nécessaire de fixer par sertisssage sur Les conducteurs électriques, peut être considérabLe Cpar exempLe Largement supér;eur a 10000 sur un heLicoptere). D'autre part, Les diamètres des conducteurs sont adaptés a Leur fonction, si b;en que L'on est conduit a utiLiser une grande variété de broches de connex;on pour correspondre aux muLtipLes diamètres des fiLs ou câb~es.
Dans Les appLications susment;onnées, Le sert;ssage des broches ou ~Lements de connex;on, mâ-es ou femeLLes, sur Les extrém;tés préaLabLement dénudees des fiLs ou câbLes éLectriques, s'effectue donc genéra~ement au moyen de différentes pinces manueLLes appropriées aux caracteristiques ~diamètre, Longueur, empLacements des empreintes de sertissage, etc.) de ces broches, et munies de moyens de régLage manueLs permettant de régLer Le positionnement axial desdites broches et la profondeur des empreintes.
On conçoit que L'utiLisation de pinces manueL-es différentes et La nécessité d'effectuer des régLages manueLs sur ces dernières peuvent etre des sources d'erreurs dont ~es consequences peuvent être très graves (notamment dans Les appLications aéronautiques, CA 0224l80~ l998-07-06 Wo97/25757 PCT~R97/00043

- 2 spatiaLes ou m;Lita;res), et que Les résuLtats des sertissages opérés au moyen de ces p;nces sont d;fficiLement contrôLabLes. En effet, Le test de traction peut entraîner La destruct;on du coupLe fiL/broche, tand;s que Le contrôLe de La pince ne garantit pas L'absence d'erreur humaine Lors des régLages En outre, iL est év;dent que Les operat;~ns de sertissage effectuées au moyen de différentes pinces rég-abLes manueLLement, qu'iL est necessaire de ranger soigneusement et de choisir en fonction des Liaisons a reaLiser, requièrent de nombreux executants et une duree d'intervention importante Pour paLLier ces ;nconvénients, on a proposé
15 (EP-A-0.415.831) un d;spos;t;f de connex;on pour Le sert;ssage d'eLéments de connex;on sur des conducteurs éLectriques comprenant :
- un organe porte-poinçons fixe pourvu d'une pLuraL;te de jeux de n po;nçons dep~açabLes radiaLement par rapport au conducteur eLectrique autour duqueL est disposee Ladite broche 3 sertir ;
- une premiere pièce montee sur ~edit organe porte-poinçons et comportant des poussoirs dépLaçabLes radiaLement, Ladite première pièce etant suscept;b~e d'être dépLacée anguLairement par rapport audit organe porte-po;nçons par L';nterméd;aire de premiers moyenS
d'actionnement, de façon à amener Les poussoirs en regard du jeu de poinçons choisis ; et - une seconde pièce montée sur ~ad;te première pièce et pourvue de moyens de depLacement desdits poussoirs representatifs de L'effort de sertissage à exercer sur Les poinçons, Ladite seconde piece etant susceptibLe d'etre depLacée anguLairement par rapport a La premiere p;èce et à ~'organe porte-poinçons par L';ntermédiaire de deuxièmes moyens d'actionnement, pour que Les moyens de dépLacement ag;ssent sur Les poussoirs qui, à Leur CA 0224180~ 1998-07-06 tour, agissent sur ~es po;nçons en réa-isant le sertissage de La broche sur ~e conducteur eLectrique.
D'autre part, i~ est prévu, dans ~e document susmentionné, d'associer un capteur représentatif de L'effort de sertissage à La seconde pièce mobiLe, ce capteur étant re-ié aux deuxièmes moyens d'action-nement, de facon à interrompre ~'opération de sertissage ~orsque L'effort exercé par Les poinçons est atteint, une Liaison éLectrique reLiant ce capteur à
une unité de p;Lotage programmabLe.
Ce dispos;t;f a toutefois pour inconvénients d'être compLexe et couteux En effet, sa tete de sert;ssage comporte deux p;èces mob;~es et son fonctionnement nécessite quatre systèmes de motorisation. IL s'agit donc d'un disposit;f Lourd, trava-ilLant à poste fixe et non portabLe D'autre part, Le capteur d'effort est disposé à
distance des axes où s'exercent Les efforts de sertissage, de sorte que L'effort mesuré n'est pas représentatif de L'effort ree~ de sertissage et que ~es résuLtats du contro~e du sertissage peuvent s'en trouver faussés Le dispositif de sertissage décrit dans Le document EP-A-0 415 831 comporte un système de centrage des broches, avant L'action de sertissage Ce systeme de centrage est constitué d'un grand nombre d'organes dont certains sont mobiLes et dont L'un est actionné
par sa propre motorisation, de sorte que Ledit système augmente ~a compLexité et L'encombrement du dispositif de sertissage D'autre part, Le dispositif de sert;ssage décrit dans Le document susmentionné est équipé d'un dispositif de positionnement des broches qui est ~gaLement reLativement compLexe et encombrant L'invention a notamment pour but de remedier aux ;nconvénients susmentionnés des outiLs manueLs et des .
CA 0224180~ 1998-07-06 W O 97/25757 PCT~R97/00043 dispos;t;fs de sertissage automatique du genre de ceLu;
qu; est décr;t dans le document EP-A-0.415.831.
SeLon une première disposition caracter;stique de L'invention, La pince ou outi- portabLe de sertissage 5 ~ comprend notamment :
- un bariLLet porte-poinçons monte avec une aptitude de rotation, ce bariLLet comportant un passage axiaL et étant muni de poinçons dépLaçabLes radiaLement entre deux positions extremes, ~edit bariLLet ètant, de préférence, muni d'au moins deux jeux de poinçons differant par La forme de ~eur extrémite de sertissage ;
- une came fixe montee autour de ce bar;LLet et contre La surface active de laqueLLe s'appuient -Les extrémités externes des poinçons, Ladite surface active etant conformee pour permettre, so;t ~e pos;tionnement de L'ensembLe des poinçons en pos;t;on de repos, so;t Le depLacement séLectif des po;nçons d'un seu~ jeu de poinçons en direction de L'axe du passage axiaL du bariLLet ;
- des moyens moteurs permettant L'entrainement en rotation dudit bariLLet.
Un premier avantage de La pince de sertissage seLon L'invention rés;de dans Le fa;t que son mécanisme d'actionnement des poinçons de sertissage teL que decrit c;-dessus est de construction s;mpLe pu;squ';L
ne comporte qu'une p;èce mobiLe et, par consequent, un seuL moteur pour L'entrainement de cette pièce. D'autre part, si L'on considère que Les dispositifs de sertis-sage comportent égaLement un système de positionnementLongitudinaL des broches comprenant son propre dispositif de motorisation, La pince de sertissage seLon L'invention ne comporte que deux moteurs, de sorte qu'outre une s;mpLicité remarquabLe par rapport au trava;L qu'e~e peut exécuter, eLLe est reLat;vement Légère, ce qu; en fait un out;L portabLe supprimant ~es CA 0224180~ 1998-07-06 W O 97/25757 PCT~R97/00043 inconvenients du trava;L à poste fixe SeLon une autre disposition caractéristique de L'invention, La partie active de ~a came fixe est conformée de façon 3 permettre une immobiLisation des po;nçons du jeu de poinçons seLectionnés dans une position de pré-centrage, entre Leur position de repos et Leur position de sertissage.
Grâce ~ cette disposition, ~'outiL portabLe ne comporte aucun mécanisme particuLier de pré-centrage axiaL des broches, ce qui contribue a L'aLLègement et à
La réduction de l'encombrement dudit outiL par rapport au dispositif décrit dans Le document EP-A-0.415 831 Se~on une autre disposition caractéristique de L'invention, des capteurs d'effort, par exempLe constitués par des rondeLLes de charge, sont Loges dans La came fixe entourant Le bariLLet porte-poinçons, ces capteurs d'effort étant pLacés sur Les axes de dépLacement-radiaL des poinçons.
L'avantage decouLant de cette Loca~isation des capteurs, est de permettre de mesurer ~es efforts de sertissage, au pLus près des poinçons, dans Les axes où
s'exercent Les efforts. Un autre avantage découLe du fait que Lesdits capteurs sont ~oges dans une partie fixe de L'outiL de sertissage, de sorte qu'iLs peuvent être raccordes au systeme de controLe-commande au moyen d'un cab-age fixe par rapport à ~a tete de sertissage Le dispositif seLon L'invention permet de régLer automatiquement Les parametres de sertissage, c'est-à-dire : choix des poinçons adéquats, pré-centrage desdits poinçons, positionnement LongitudinaL des broches, profondeur des empreintes.
Ces paramètres sont enregistres dans une base de données d'un système de controLe-commande ou unite de pi~otage programmabLe ; iLs sont choisis par L'opéra-teur, soit par L'intermédiaire d'un ecran-cLavier, so;t par un système de ~ecture code-barre rattaché audit CA 0224180~ 1998-07-06 W O 97/25757 PCT~R97/00043 système de contrôLe-commande.
Le disposit;f seLon ~'invent;on permet égaLement de contr8Ler L'effort de pénétrat;on des poinçons dans t Les broches et ceci en fonction de ~a position desdits 5 poinçons.
Une courbe position/effort peut être comparée à
une courbe de réference enregistrée dans La base de données du système de contrôLe-commande.
Si La courbe obtenue est trop éLoignée de ~8 10 courbe de référence, Le sertissage est consideré comme défectueux. L'opérateur peut aLors être prévenu par L'écran, ou par un s;gnaL sonore, ou par Le maintien de La broche dans L'outil de sertissage.
On conçoit que cette possibiLité de contrôLe revêt 15 une grande importance dans les domaines aéronautique, spatiaL et m;Lita;re.
seLon L'invention, Les différentes fonctions precedemment indiquées, sont rea~isées par un outiL
portabLe reLativement Léger ~environ 1,5 kg) et 20 d'encombrement réduit.
Les buts, caracteristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de La description qui suit et des dessins annexés dans LesqueLs :
La figure 1 est une vue de face de L'outiL de sertissage portabLe seLon ~'invention, dont La tête est montrée sans La paroi frontaLe de son carter.
La figure 2 est une vue de côté et en coupe axiaLe de cet outiL.
La figure 3 est une vue de face, à pLus grande écheLLe, de La tête de sertissage de cet outiL.
La figure 4 est une vue de détaiL, de face et ~
pLus grande ~che~e, i~Lustrant Le profil particulier de La came d'actionnement des poinçons.
La figure 5a est une vue en coupe axiaLe et à pLus grande echeLLe de ~a tête de sertissage.

F~ LLE DE REMPI~CEM~NT (~FGL~ 2~) . . .

CA 0224180~ 1998-07-06 W O 97/257~7 PCTAFR97/00043 La figure 5b est une vue écLatée de La f;gure 5a.
La f;gure 6 est une vue écLatee, en coupe Longitud;naLe, du système de pos;t;onnement Longitud;naL des broches.
La f;gure 7 est une vue en coupe transversaLe su;vant La Ligne 7-7 de La f;gure 5b La f;gure 8 est une vue de face de La tate de sert;ssage de LloutiL, representée dans La pos;tion de précentrage La figure 9 est une vue anaLogue à La figure 8 et représentant La tête de sertissage ~ors de ~'action de sertissage d'une broche sur un conducteur On se reporte auxdits dessins pour decrire un exempLe de reaLisation interessant, mais non Lim;tatif, de L'outiL de sertissage seLon L'invention.
La tête de sertissage de cet outi- comprend notamment :
- un bariLLet porte-poinçons 1 ;
- une came fixe 2 montée autour de ce bariLLet ;
- des moyens moteurs 3-4 permettant L'entraînement en rotation de ce bari~Let.
Le bari~Let 1 est constitué par une pièce cyLindrique comportant une portion avant dans Laque~Le sont Logés Les poinçons et une portion arrière de diametre p~us rédu;t autour de Laque-Le sont montés des rouLements 5 et dont ~'extrémit~ postér;eure est munie d'une denture conique 6 en prise avec un pignon conique 7 caLé sur L'arbre de sortie 8 d'un réducteur 4 accoupLé à un moteur eLectr;que 3 avec LequeL ;L
3û ~st;tue .es mo~e~s moteur~ ~erme~nt L'entr3în~e~t en rotat;on dudit bariLLet.
Le moto-réducteur 3-4 est du type à courant cont;nu et à doubLe sens de rotat;on ; iL est d;spose radiaLement par rapport ~ L'axe du bariLLet, au pLus près v;s-à-vis de ce dernier, et i~ est Logé dans un carter 9 formant La poignée de L'outiL et permettant de FEULLt DE REN~P~CE~NT ~E~LE ~) CA 0224180~ 1998-07-06 W O 97/257~7 PCT~R97/00043 Loger Les differents conducteurs connectes aux moteurs et aux capteurs de L'out;L. Autrement dit, L'axe de motorisation A-A est perpendicuLaire a L'axe de rotat;on a-a du bariLLet ~figure Z).
D'autre part, Le moto-reducteur 3-4 est ~quipé
d'un codeur incremental 10 ega-ement logé dans ~e carter 9.
Le bari~Let 1 presente un passage axia~ débouchant 11, de section circu~aire et dans ~a portion antérieure duquel débouche une pLura-ité de passages radiaux 12 disposes dans un même pLan et régu~ierement espacés de 45 degrés. Dans chacun de ces passages radiaux, est monté un poinçon 13A ou 13B déplaçabLe axiaLement.
SeLon l'exemp-e ;llustré, Le bari~Let 1 comporte huit passages rad;aux et renferme huit poinçons 13A et 13B, mais on sou~igne que ce nombre est iLLustré à
titre indicat;f seu~ement et que Led;t bariLLet pourrait présenter un nombre de passages radiaux et de poinçons supérieur ou inférieur.
PLus précisément, Le bariLLet 1 est, de preference, pourvu d'au moins deux ieux de poinçons 13A
et 13B disposés aLternativement, Les poinçons 13A de L'un de ces jeux differant des poinçons 13B de L'autre jeu par ~a forme de Leur extremite active 13a ou 13b, comme ce~a est p~us particulièrement visibLe sur La f;gure 3. Les essa;s pratiqués ont permis de constater que ~'ut;~;sation de deux jeux de poinçons est suffisante pour couvrir 90 % des contacts a sert;r, dans Le domaine de La construction ou de La maintenance aéronautique.
Chaque poinçon 13A ou 13B comprend une tige 13c, une tete éLargie 13d et une extrémite active ou extrémité de sertissage 13a ou 13b. Les tetes des poinçons ont, de préférence, des surfaces d'appu;
cy~;ndriques permettant de m;eux repartir La pression au contact des surfaces des part;es actives de la came.

CA 0224180~ 1998-07-06 W O 97/25757 PCTn~R97100043 _ 9 _ D'autre part, au moins une portion des poinçons 13A, 13B et des passages 12 dans LesqueLs peuvent couLisser Lesdits poinçons, ont une section quadranguLa;re, par exempLe rectanguLaire, permettant d'immobiLiser Lesdits poinçons en rotation De préférence, La portion de sect;on rectanguLaire des poinçons 13A, 13B est consti-tuée par Ls tête 13d de ces derniers, tandis que La portion de section rectangu~aire des passages 12 est La portion de ceux-ci dans LaqueLLe peut couLisser Ladite 1Q tete Un ressort 14 agissant en compression et disposé
autour de La tige 13c de chaque poinçon 13A et 13B, tend a repousser ce dernier vers L'extérieur Ce res-sort 14 est caL~, par L'intermédiaire de ses extrémites opposees, d'une part, contre un épauLement circuLaire 12a constituant Le fond d'une portion éLargie de chaque passage 12 et, d'autre part, contre un épauLement circu~aire 13e constitué par La face interne de La portion renfLée de La tete 13d de chaque poincon La came 2 est constituée par une pièce cy-indrique dont La portion postérieure 2a renferme Les rouLements 5 et sa surface active est constituée par La surface interne de sa portion anterieure 2b entourant la partie avant du bariLLet 1 dans LaqueLLe sont Logés Les poinçons 13A et 13B dont Les tetes 13d prennent appui contre Ladite surface active qui présente, en aLternance, des parties creuses 15 et des parties actives en reLief 16 De La sorte, Les poinçons 13A ou 13s peuvent etre dépLaces axiaLement entre deux positions extremes dont L'une (position de repos) résuLte de Leur appui contre une partie creuse 15 de La came et L'autre (position de sertissage) de Leur appui contre une partie active en reLief 16 de Ladite came.
Cette came 2 a un profiL particuLier permettant :
- soit Llappui de L'ensembLe des poinçons 13A et 13s contre ses parties creuses 15 ;
- soit Le dépLacement radiaL des poinçons d'un jeu de CA 0224l80~ l998-07-06 W O 97n~757 PCTrFR97/00043 po;nçons séLectionne, en direct;on des éLéments de connexion à sertir, sous L'action de ses parties actives en reLief 16 sur La tete 13d de ces poinçons, tandis que Les poinçons de L'autre jeu de poinçons restent en contact avec ses parties creuses 15, de sorte qu';Ls demeurent immobiLes.
La came 2 présente un nombre de parties creuses 15 et de parties actives en re-ief 16 égaL au nombre de po;nçons de chaque jeu de po;nçons 13A ou 13B. D'autre part, chaque part;e creuse 15 est dimens;onnée pour permettre L'appui s;muLtane d'un poinçon 13A et d'un po;nçon 13B des deux jeux de po;nçons, tandis que chaque partie active en reLief 16 est dimensionnee pour n'autorise-r L'appui que d'un seuL poinçon 13A ou 13B
d'un jeu de poinçons seLectionné.
Suivant L'exempLe iLLustré, on voit que Les parties creuses 15 s'etendent sur pLus de 45 degrés, tand;s que Les parties en reL;ef 16 d'actionnement des poinçons s'etendent sur moins de 45 degrés.
D'autre part, Les pentes des parties actives en reLief 16 possèdent un profiL part;cuL;er d;t "à effort constant". Su;vant ce prof;L, chaque pente est pLus prononcée dans sa partie ou L'effort a reaL;ser est pLus faibLe, pu;s cette pente d;minue dans sa partie où
L'effort a produ;re est pLus ;mportant. Comme ceLa est p~us part;cuLierement représenté à La f;gure 4, chaque came 16 de L'organe f;xe muLt;came 2, comprend : - une prem;ère zone 17a présentant un pourcentage de pente important permettant Le déplacement des poinçons en position de précentrage et ~'approche de ces dern;ers au contact de La broche à sertir ; - une deuxième zone 17b à pente constante et ~ pourcentage de pente pLus faibLe, correspondant ~ L'action de sertissage proprement dit ; - et une troisième zone de degagement 17c à pourcentage de pente ;nverse ;mportant permettant Le pos;tionnement des po;nçons inactifs dans Les WO 97/257S7 PCT/F~97/00043 extr~mités d'entrée des parties creuses 15 lors de La sé~ection des poinçons adéquats pour un cycle de sertissage.
Comme on L'exp~;que dans La suite du présent expose, La rotation du bariLLet permet :
- ~a sé~ection du jeu de poinçons devant ~etre utiLisés ;
- un pré-centrage du coupLe fil/broche, par ~'spproche des poinçons ;
- Le sertissage de ~a broche sur ~e fi-, les poinçons se trouvant enfoncés dans ~e fut de La broche par les parties actives en reLief de la came qui reste fixe.
SeLon une autre disposition caractéristique de l'invention, des capteurs 18, par exemple const;tués ~5 par des rondel-es de charge, connues en soi, sont encastrés dans des ~ogements ménages dans ~a partie avant de La came 2 qui entoure l'ensemb~e de poinçons 13A-13B, à ~'exterieur des surfaces actives des parties en re~ief 16. Ces rondel~es de charge 18 sont avantageusement disposées sur le côte exter;eur de parties f~ex;bles const;tuees par ~es parties en re~;ef 16 de ~ad;te came Ces parties fLexib~es sont, par exemp~e, obtenues par une découpe des parties en relief 16 suivant des cordes de la partie avant cy~indr;que de ~a came et par un perçage exécute dans le fond de cette decoupe.
Les ronde-Les de charge 18 ont un très fa;b~e ecrasement, de L'ordre de 2 3 3 microns, de sorte que ~'effort mesure est ainsi très representatif de ~'effort ree~.
Les capteurs d'effort 18 sont re-iés à un systeme de contro~e-commande ou unité de pi~otage programmab~e comprenant un ordinateur. Un autre avantage déj~
souligné découlant du positionnement fixe des rondeL~es de charge 18, est d'avoir un cab-age fixe, non soumis à
des mouvements de torsion ou de traction CA 0224l80~ l998-07-06 Une acquisit;on de mesure instantanée sur Les quatre rondeLLes de charge s;tuees au dessus des po;nçons-permet une anaLyse mathémat;que et une comparaison très rapide des courbes de référence. Cette anaLyse permet de detecter des erreurs de type : br;ns de fils coupés, mauva;s appariement, broche ou f;L hors toLérance, etc. Le système permettant d'about;r à ces concLus;ons est base sur Les pr;nc;pes su;vants :
- La forme de L'empreinte est donnée par ~e constructeur en fonct;on de La broche, cec; ;mpL;que Le cho;x du jeu de poincons correspondant (paramètre f;xe) ;
- La profondeur de L'empre;nte est une caracterist;que fixe, donnée égaLement par Le constructeur ; cette cote -15 est enregistrée dans La base de données mach;ne (paramètre fixe);
- Le système permet L'acquisition rap;de et s;muLtanee de La pos;tion des po;nçons dans La mat;ere de La broche et de L'effort a chacune de ~eurs pos;t;ons ;
- cette courbe apres vaL;dat;on par Les serv;ces quaL;té est mémor;sée en tant que courbe de référence.
De cette courbe, sont dédu;tes deux autres courbes d;te courbes enveLoppes, une courbe super;eure et une courbe ;nférieure, afin d'accepter de Légères d;fférences dues aux toLérances d'us;nage des broches ou des fils. Ces courbes enveLoppes deviennent des paramètres fixes et sont enregistrees dans La base de données.
Lors d'un sert;ssage, en phase de fabricat;on normaLe, une courbe position~effort est mémor;sée tempora;rement pour etre comparée à La courbe de reférence.
L'anaLyse mathémat;que cons;ste en La recherche de points d';nfLex;on s;gn;f;ant une amorce de rupture, aux dépassements des courbes enveLoppes, ~ ~'énergie globale pouvant sign;fier un ou pLus;eurs br;ns coupés~
L'ensembLe de sertissage constitué par Le bar;LLet CA 0224l80~ l998-07-06 W O 97/257~7 PCT~R97/00043 porte-poinçons 1 et La came Z est Logé dans La partie avant d'un carter 19 dont ~'axe est oriente perpen-dicu~airement à ~'axe du carter 9. A L'avant, ce carter est ferme par une plaque 19a pourvue d'un orifice S centra~ 19b disposé devant L'entrée du passage 11, coaxia~ement à ce dernier.
L'outiL de sert;ssage se-on L'invent;on comprend éga~ement un système de positionnement LongitudinaL du coup-e f;-/broche const;tue par une broche mâLe ou 10 feme~le dans LaqueLLe est ;nsérée ~'extrémité denudée d'un fiL ou câb~e éLectrique Selon une autre dispos;tion caractéristique de L'invent;on, ce système de pos;t;onnement Longitudina~
comprend un équ;page mobiLe monte avec une aptitude de 15 dep~acement axiaL dans un gu;de f;xe Z0 rigidement soL;daire du carter de tête 19.
L'équ;page mob;Le comprend un cou~isseau tubuLaire Z1 dans LequeL est Logé un détecteur induct;f Z2 en avant duqueL est d;sposé un cône de centrage 23 mobiLe 20 ax;alement par rapport a ce détecteur, et qu'un ressort 24, agissant en compress;on, tend à repousser vers ~'avant, c'est-à-dire à é-oigner dudit détecteur induct;f Ce cône de centrage Z3 peut être repoussé en arr;ère à ~'encontre de L'act;on antagoniste du ressort 24, jusqu'à ce que sa part;e postérieure 25 constituée par une petite masse métaL-;que, v;enne au contact du détecteur inductif Z2.
Le guide 20 est disposé coaxia-ement au bariLLet 1 et sa port;on avant est engagée dans ~a portion postérieure é~argie du passage ax;aL 11 menagé dans Ledit bariLLet D'autre part, ~a part;e avant du cône de centrage Z3 se trouve engagée et gu;dée dans La part;e antér;eure de d;amètre p-us réduit dud;t passage axia~ 11.
L'equ;page mobi-e Z1-22-23-Z4 est assujett; à des moyens d'entra;nement permettant son déplacement ax;aL, CA 0224l80~ l998-07-06 W O 97/25757 PCT~R97/00043 - 14 -c'est-a-dire Le regLage de sa position à L'intérieur du guide fixe 20, en fonction de La Longueur des broches à
sertir La partie posterieure cyLindr;que 20a du guidé 20-S comporte deux fentes tongitud;naLes 26 d;amétralementopposées et autour de cette partie postérieure est montée une douiLLe cyLindrique 27 pourvue de deux fentes héLicoidaLes 28. Dans ces fentes héLico~daLes, sont engagés des ergots diamétraLement opposés, soLidaires de L'extrémité poster;eure du couLisseau 21 et traversant Les fentes ~ongitudinaLes 26 de La partie arrière 20a du guide 20. Ces ergots peuvent être constitués par Les extrem;tes opposées 29a d'une tige d'entraînement 29 disposée au travers de L'extremité
postérieure du couLisseau 21 L'extrémité posterieure de La douiLLe d'entraine-ment est munie d'un pignon 30 qui peut être formé d'une seuLe pièce avec Ladite dou;-le Ce pignon 30 est en prise avec un pignon moteur 31 caLé sur L'arbre de sortie d'un dispositif de motor;sation par exempLe constitué par un moto-réducteur à courant continu 32 Logé dans Le carter 19 et dont L'axe est d;spose à
distance et paraLLèLement a L'axe commun du dispositif de sertissage et du dispositif de positionnement LongitudinaL, Ledit moto-reducteur étant égaLement ~quipé d'un codeur incrémentaL 36.
Le dispositif de pos;tionnement Longitud;naL a principaLement deux fonctions :
- iL permet de pos;tionner LongitudinaLement La broche sous Les poinçons ;
- iL permet de détecter La présence de ~a broche dans La position souhaitabLe et de décLencher ~'action de sert;ssage L'outiL de sertissage est encore équipé d'au moins deux détecteurs de posit;on L'un de ces détecteurs 33 autorise un contrôLe très préc;s de La pos;tion du CA 0224l80~ l998-07-06 W O 97/25757 PCT~R97/00043 bar;LLet 1 permettant de rég-er La profondeur d'empreinte, tandis que Le second 34 permet de contrô~er La position du dispositif de pos;tionnement ~ongitudinaL.
Les divers composants eLectriques ou eLectroniques de ~'outiL de sertissage précedemment decrit, sont reLies, au moyen d'un câbLe soupLe 35 renfermant Les différents f;Ls connectes à ces composants, à un systeme de contrôLe-commande ou unité de piLotage programmabLe connu en soi et comprenant :
- un caLcuLateur avec base de données (regLages par rapport au coupLe fiL/broche et courbes, courbes étaLon) ;
- un système de mesure recevant Les informations des rondeLLes de charge 18 ;
- un système de commande et de positionnement des moteurs 3-4, 32 d'actionnement du bari~Let et du dispositif de positionnement Long;tudinaL ;
- de préférence, un système de Lecture code-barre ; et - un ;nterface opérateur par écran cLav;er ou daLLe tact;~e.
Le système de Lecture code-barre permet de Lire une ;nformat;on portee sur une et;quette qu; pourrait se trouver sur ~e fiL ou câbLe eLectrique. Cette informat;on peut comporter, par exempLe, L'indication du type de broche a sertir sur Le fiL, La jauge du fiL;
dans ce cas, La préparation du sertissage peut s'operer sans action de L'opérateur (se~ection de ~a jauge, du f;L, et de La broche de connex;on).
L';nformat;on contenue dans Le code-barre peut égaLement comporter L'about;ssant du fiL ou cabLe é~ectrique, soit son Logement dans Le connecteur Le contrô-e de La courbe effort/pénétration permet de rejeter une mauvaise broche p-acee acc;denteL-ement.
On decr;t c;-après Le cycLe de sertissage réa~;sé
au moyen de L'out;~ de sert;ssage portabLe seLon CA 0224l80~ l998-07-06 W O 97/257~7 PCT~R97/00043 L'invent;on Avant Le début d'un cyc~e de sertissage, tous Les poinçons 13A-13B se trouvent dans La position iL~ustree à La figure 3, c'est-à-dire que ~eur tête 13d se trouve repoussée vers ~'exterieur contre le fond des parties creuses 15 de La surface active de la came fixe 2, sous ~'action des ressorts 14, et que ~e passage axia~ 11 du bari~let 1 se trouve comp-ètement dégage L'opérateur seLectionne, sur L'ecran-cLavier du système de contraLe-commande, ~a jauge du fiL et Le type de broche de connexion qu'iL souhaite sertir, cette séLection pouvant slopérer de maniere entièrement automatique, comme indique précedemment, au moyen du système de lecture code-barre reLié à L'unité de piLotage programmab~e Apres va~idation, Le système de commande séLectionne Les poinçons adéquats (c'est-à-dire ~es po;nçons 13A ou Les poinçons 13B) et commande un prem;er rapprochement de Leurs extrémités act;ves 13a ou 13b pour Les pLacer dans La pos;t;on de pré-centrage (f;gure 8) au moyen de ~a rotation du bar;LLet 1 act;onné par ~e moto-reducteur 3-4 ; Lors de cette phase, L'amp~;tude de depLacement anguLaire du bar;LLet est très fa;b~e et Le profiL de ~a portion in;t;aLe 17a des pentes de la came 2 sur LesquelLes g~issent Les ~ têtes des po;nçons entraine un faible dép~acement des po;nçons en direction de ~'axe du passage 11.
Sur Les figures 8 et 9, ce sont les poinçons 13A
qu; ont eté se~ect;onnés pour Le sert;ssage ~'un;té de piLotage programmab~e commande égaLement Le pos;t;onnement du cône de centrage 23 du disposit;f de pos;t;onnement Longitud;nal, sur l'axe de rotat;on du bar;L-et 1, en fonction de La ~ongueur de ~a broche a sertir Pour ce~a, Le moto-réducteur 32 entraSne en rotation La douiLLe 27 LaqueLLe, par l'intermédiaire de ses fentes ou rampes h~icoSda~es 28 CA 0224l80~ l998-07-06 W 0 97/25757 P~TA~R97/00043 agit sur la tige 29 qui est dep-acée para~le~ement à
l'axe de sertissage en étant guidée par ~es fentes ~ongitudinales 26 et qui entraine avec eLLe l'équipage mobile 22-23-24-25 comprenant le cône de centrage 23.
5 Le positionnement adéquat de ~'équipage mobile est assuré par -~e codeur.
Une information "outi~ prêt" peut être delivree à
~'operateur pour ~ui signa~er que ~'outiL est prêt pour l-'execution de l'opération de sertissage.
I~ peut a~ors introduire L'extrémité denudee du fi~ F ou cab~e éLectrique sur ~aquel~e est p-acée La broche B de connexion, dans ~e passage 11 de ~'outi~.
Lors de cette introduction, l'extremite ~ibre de La broche vient appuyer dans ~e fond du cône de 15 centrage 23 qui se trouve repoussé vers ~'arrière à
~'encontre de ~'action antagoniste exercée par Le ressort 24 Le dép~acement du cône de centrage 23 est detecte par ~e détecteur inductif 22 et l'unité de pi~otage programmab-e commande ~e décLenchement de 20 ~'operation de sertissage par ~'intermediaire du moto-reducteur 3-4. Un mouvement de rotation supplementaire est communique au bari-Let 1 Lors de ce mouvement de rotation, ~es têtes 13d des poinçons sé~ectionnes (poinçons 13A suivant l'exemp~e i~Lustre) 25 g-issent sur ~es pentes 17b des portions en reLief 16 de La came fixe 2, ce qui entraine un nouveau déplacement desdits poinçons en direct;on de l'axe du passage 11, ~ors duqueL ~es extremites actives de ces dern;ers appuient sur ~e fût de ~a broche du coup~e 30 broche/conducteur en réa~isant le sertissaqe de ~adite broche sur ledit conducteur (figure 9~
La vaLeur de ~'amp-;tude du dép-acement angu~aire du bari~et porte-poinçons 1 et du dep~acement axia~
des poinçons selectionnes 13A ou 13B déterminant ~a 35 profondeur des empreintes de sertissage, est pré-déterminée en fonction des caracteristiques de ~a CA 0224l80~ l998-07-06 W O 97ns7s7 PCT~R97/00043 broche (matér;au, ~paisseur, diamètre, Longueur, etc ) et du conducteur ~diamètre, nombre de brins ou torons, etc ).
Les ronde~Les de charges 18 disposees sur Les axes de depLacement radiaux des poinçons 13A, 13B permettent des mesures tr~s précises des efforts de sert;ssage Un échanti~Lonnage rapide des données d'effort et de position, permet de "tracer", par Le système de contr~Le- commande, une courbe effort/position.
La comparaison par rapport ~ une courbe de reference permet de vaLider ~e sertissage.
Une anaLyse mathématique (point d';nfLex;on, energie) de La courbe permet de detecter Les erreurs de type :
- cabLe maL adapté a La broche ;
- brins de fiL coupés ;
- pos;t;onnement Long;tud;naL defectueux, si Les po;nçons rentrent dans La partie p~e;ne de La broche, dans Le vide ou au bord.
A La f;n du sertissage, et s; ce dernier est conforme aux prescr;ptions fixées, Les poincons sont ramenés dans Leur position de pre-centrage (si ~a broche suivante ~ sertir est du même type), sous L'action des ressorts de rappeL 14, par suite de La rotation du moto-réducteur 3-4, en sens contraire, Le cycLe de sertissage s'effectuant par un dépLacement anguLaire "aLLer-retour" du bariLLet porte-poinçons 1, de L'ordre de 10 degres a 20 degrés Si Le sert;ssage n'est pas conforme, un acquittement de L'opérateur est nécessa;re pour obten;r Le retour du bari~et dans La pos;t;on de repos SeLon L'exempLe ;LLustré aux figures 3, 8 et 9, on considère que Les po;nçons se-ectionnés sont Les poinçons 13A dont Les têtes d'entra~nement 13d se trouvent disposées ~ L'entree des pentes 17a-17b des parties actives 16 de ~a came 2, avant L'opération de CA 0224180~ 1998-07-06 W O 97/25757 PCT~R97/00043 _ 19 _ sertissage proprement d;te, de sorte que Lesd;ts poinçons se trouvent ramenés en position de pre-centrage à ~a fin de cette operat;on, sous Le controLe de L'unité de p;Lotage programmabLe.
Lorsqu'on change de type de broche et~ou de conducteur et Lorsque ce changement rend necessa;re l'utiL;sation des poinçons de L'autre jeu de poinçons (poinçons 13B se~on L'exemp~e décr;t precédemment), L'un;te de piLotage programmabLe autorise une rotat;on du bariLLet 1 sur 45 degres, par L'intermedia;re du moto-réducteur 3-4 Lors de ce mouvement anguLa;re qui s'effectue "à vide", c'est-3-d;re sans introduction de broche dans Le passage 11:
- Les poinçons 13A g~issent, successivement, sur Les pentes 17a de pré-centrage et d'approche, sur Les pentes 17b de sertissage et sur Les pentes d'echappement 17c et sont positionnés en avaL des part;es actives en reLief 16 de La came 2, en considérant ~e sens de rotat;on du bar;L~et 1 ;
- ~es poinçons 13B gLissent sur ~a totaL;te de La Longueur des parties creuses 15 de Lad;te came et se trouvent amenés a L'entree de ~a port;on pentée ;nitiaLe 17a desdites parties act;ves en re~;ef 16 Les cycLes de sert;ssage ut;L;sant Les nouveaux po;nçons peuvent ensu;te se succéder, de La man;ere décr;te précédemment, jusqu'a ce que Les caractér;s-t;ques des broches 3 sert;r et/ou des conducteurs, rendent nécessa;re un nouveau changement de po;nçons

Claims (11)

R E V E N D I C A T I O N S

1. - Outil portable pour le sertissage de broches de connexion sur des conducteurs électriques, caractérisé
en ce qu'il comprend :
- un barillet porte-poinçons (1) monté avec une aptitude de rotation, ce barillet (1) comportant un passage axial (11) et étant muni d'au moins deux jeux de poinçons (13A, 13B) déplaçables radialement entre deux positions extrêmes et différant par la forme de leur extrémité de sertissage (13a, 13b) ;
- une came fixe (2) montée autour de ce barillet (1) et contre (a surface active (15, 16) de laquelle s'appuient les extrémités externes (13d) des poinçons (13A, 13B), ladite surface active (15, 16) étant conformée pour permettre, soit le positionnement de l'ensemble des poinçons (13A et 13B) en position de repos, soit le déplacement sélectif des poinçons d'un seul jeu de poinçons (13A ou 13B) en direction de l'axe du passage axial (11) du barillet (1) ;
- des moyens moteurs (3-4) permettant l'entraînement en rotation dudit barillet (1).

2 - Outil portable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface active (15, 16) de la came fixe (2) est conformée de façon à permettre une immobilisation des poinçons du jeu de poinçons sélectionné
(13A ou 13B) dans une position intermédiaire de pré-centrage, comprise entre leur position de repos et leur position de sertissage.

3 - Outil portable suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des capteurs d'effort (18), par exemple constitués par des rondelles de charge, sont logés dans la came fixe (2) entourant le barillet porte-poinçons (1), ces capteurs d'effort (18) étant placés en arrière des parties actives en relief (16) de la surface active de la came (2) et sur les axes de déplacement radial des poinçons.

4. - Outil portable selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur (3-4) d'entraînement du barillet (1) est logé dans la poignée (9) dudit outil et en ce que l'axe de motorisation (A-A) est disposé perpendiculairement à
l'axe de rotation (a-a) dudit barillet.

- Outil portable suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une portion des poinçons (13A, 13B) et des passages (12) dans lesquels ces derniers peuvent coulisser ont une section quadrangulaire, de préférence rectangulaire, et en ce que les têtes (13d) desdits poinçons (13A, 13B) présentent des surfaces d'appui cylindriques.

6 - Outil portable selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la came fixe (2) comporte un nombre de parties de repos creuses (15) et de parties actives en relief (16) égal au nombre de poinçons de chaque jeu de poinçons (13A ou 13B), chaque partie de repos creuse (15) étant dimensionnée pour permettre l'appui simultané d'un poinçon (13A et 13B) des deux jeux de poinçons (13A, 13B), tandis que chaque partie active en relief (16) est dimensionnée pour n'autoriser l'appui que d'un seul poinçon (13A ou 13B) d'un jeu de poinçons sélectionné.

7 - Outil portable suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 6, caractérisé en ce que les portions pentées (17) de la surface active de la came fixe (2) présentent : - une première zone (17a) présentant un pourcentage de pente important permettant successivement le déplacement des poinçons (13A ou 13B) en position de précentrage puis leur approche au contact de la broche à sertir ; - une deuxième zone (17b) à pente constante et à pourcentage de pente plus faible permettant de réaliser le sertissage proprement dit ; - et, de préférence, une troisième zone (17c) à
pourcentage de pente inverse important.

8. - Outil portable selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un système de positionnement longitudinal des broches, caractérisé en ce que ce système de positionnement comprend :
- un équipage mobile monté avec une aptitude de déplacement axial dans un guide fixe (20), cet équipage mobile comprenant un coulisseau tubulaire (21) dans lequel est logé un détecteur (22) en avant duquel est disposé un cône de centrage (23) mobile axialement par rapport à ce détecteur et qu'un ressort (24) tend à
repousser vers l'avant, ledit équipage mobile (21-22-23-24) étant assujetti à des moyens d'entraînement longitudinal (27, 30) permettant le réglage de sa position dans ledit guide fixe (20).

9. - Outil portable suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement longitudinal de l'équipage mobile comprennent une douille d'entraînement (27) disposée autour d'une portion cylindrique (20a) du guide fixe (20) et pourvue de fentes hélicoïdales (28) dans lesquelles sont engagés des ergots (29a) solidaires du coulisseau tubulaire (21), ladite douille d'entraînement étant accouplée à un moteur (32) permettant son entraînement en rotation et dont l'axe est dispose à distance et parallèlement à l'axe dudit système de positionnement longitudinal.

10. - Outil portable selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur (33) permettant de contrôler la position du barillet porte-poinçons (1) et/ou un détecteur (34) permettant de contrôler la position du dispositif de positionnement longitudinal (20-21-22-23-24-25-27).

11. - Outil portable suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est relié à une unité de pilotage programmable commandant les déplacements angulaires du barillet (1) et/ou le système de positionnement longitudinal des broches, cette unité de pilotage programmable comprenant:
- un calculateur avec base de données ;
- un système de mesure recevant les informations des rondelles de charge (18) ;
- un système de commande et de positionnement des moyens d'entraînement (3-4 ; 32) du barillet (1) et/ou du dispositif de positionnement longitudinal (21-22-23-24) ;
- et, de préférence, un système de lecture code-barre.