EP1225661A1 - Dispositif d'amenee de connecteurs et station de sertissage munie d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif d'amenee de connecteurs et station de sertissage munie d'un tel dispositif Download PDF

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EP1225661A1
EP1225661A1 EP02001087A EP02001087A EP1225661A1 EP 1225661 A1 EP1225661 A1 EP 1225661A1 EP 02001087 A EP02001087 A EP 02001087A EP 02001087 A EP02001087 A EP 02001087A EP 1225661 A1 EP1225661 A1 EP 1225661A1
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contacts
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flexible circuit
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Definitions

  • the invention relates to a device for feeding modules. connectors to a crimping station and a crimping of contacts on flexible circuits in particular suitable for assembling and producing beams of flexible circuits fitted with connectors.
  • Flexible circuits are electrical circuits comprising an insulating sheet on which are deposited conductive tracks, these tracks being they same possibly covered with a second sheet protective insulation.
  • connection of such circuits to contacts electric is done in particular by a technique of insulation piercing and crimping and it is known to use for this purpose contacts provided with a crimp termination with spikes arranged in a crown and oriented perpendicular to the flexible circuit to be connected.
  • US 4,749,368 describes in particular the production of contact elements and for connecting components fitted with connection arranged in a crown.
  • Crimping of contacts on the flexible circuit is traditionally done by arranging the contacts under the flexible circuit opposite the conductive tracks of the flexible circuit then by crimping the contacts on the flexible circuit.
  • To guarantee correct crimping contacts on the flexible circuit it is necessary to ensure correct alignment of the contacts with respect to to the flexible circuit.
  • a connector provided of a plurality of contacts it is necessary to guarantee alignment of the crimping points with the tracks flexible circuit conductors and to position correctly the crimping tips for example organized in crowns in relation to the matrices of crimping.
  • a crimping process using pins coming from crimping contacts on a flexible circuit is for example described in the document "SAE technical paper series 870553 Flex foil crimp technology - International Congress and Exposition Detroit Michigan February 23 - 27 1987.
  • the diameter of the crowns and tracks of the flexible circuit is of the order of a millimeter for circuits and contacts intended to carry currents of the order of a few Amps. Great precision of the position of the contacts relative to the flexible circuit is therefore necessary.
  • the device which is the subject of the present invention is suitable for the preparation for their crimping of connectors provided with a plurality of contacts.
  • the contacts include on the one hand termination of connection to a flexible circuit and on the other hand, have a connection termination with a complementary contact, the contacts and the circuit flexible being received in an insulating housing provided with a open area clearing the crimping area of the contacts on the flexible circuit above and below the area crimping.
  • a device comprising an anvil forming a bearing surface lower for electrical contact elements and a mobile press device fitted with a block, the surface parallel to the contact alignment plane comprises a plurality of crimping dies.
  • the flexible circuit is then positioned on the pallets and the block applied by the press on the flexible circuit, each of the matrices applying strongly locally the flexible circuit on the tips so as to pierce the flexible circuit then to arch the points which come thus crimp the pallets on the flexible circuit and make the electrical connection between the contacts and the flexible circuit tracks.
  • the invention proposes to produce a device automated supply of these connectors with their pre-assembled contacts.
  • the invention proposes to produce a device to bring the unitary connector modules to the crimping station, the device being provided with a comb arranged at the end of an arm itself integral a transport device, the comb comprising pallets for retaining and realigning the pallets, comb forming a member for moving the modules of connectors.
  • the pallets with crimping tips on each contact are prepositioned both longitudinally laterally during transport of the connectors to the crimping station to ensure alignment precise between the conductive tracks of the flexible circuit and the crimping crowns.
  • the invention is particularly suitable for connectors of the type fitted with a window for clearing the area crimping and further provided with a retention flap of the flexible circuit in the form of an open frame.
  • the comb is adapted to be inserted between the branches of the frame.
  • a connector 20 adapted for its crimping on a flexible circuit 40.
  • the connector 20 is provided with a plurality of contacts 10.
  • the contacts comprise on the one hand a termination of connection to a flexible circuit 40, this termination comprising a pallet 13 provided with spikes 11 arranged in a crown 12, the points being formed by a cross punching of the pallet then a stamping of the pallet folding the points and releasing a circular hole 14 forming the crown 12.
  • the contacts also have a termination 15 of connection with an additional contact, the contacts and the flexible circuit being received in an insulating housing 21 provided with an open area 22 clearing the area of crimping of contacts on the flexible circuit above and below the crimping area.
  • General view 5 describes a machine or simultaneous crimping on a flexible circuit of electrical contacts aligned in a plane and arranged in a connector housing.
  • the device visible in the figure 5 comprises on the one hand an anvil 50 forming a surface lower support for contact elements electric 10, the crimping device comprising on the other hand a mobile press device 9 provided with a block 1 whose surface parallel to the alignment plane of the contacts includes a plurality of matrices of crimping.
  • the press 9 further comprises a member 126 holding the connector housing during crimping.
  • the anvil 50 disposed under the pallets 13 may include at least one positioning element 51 and advantageously two positioning elements arranged opposite crowns of two contacts arranged at each end of the flexible circuit 40, each element of positioning being introduced into a circular hole of a crown.
  • the flexible circuit 40 is then positioned on the pallets 13 and the block is applied by the press to the flexible circuit, the pallets being supported on the anvil 50, each of the matrices 3 applying strongly locally the flexible circuit 40 on the tips 11 of so as to pierce the flexible circuit and the tracks 41 then to arch the points which thus crimp the pallets on the flexible circuit and make the connection electric between contacts 10 and tracks conductors 41 of the flexible circuit.
  • the anvil and press assembly fitted with the crimping block thus constitutes a crimping station.
  • the connectors can be arranged on a carrier strip 60, these connectors being snapped onto the carrier strip and supplied in rolls, a power supply device for the crimping station then includes a continuous unwinding station 121.
  • the station will include, after the post unwinding, a device for separating carrier strip connectors and a device supply 100 of the unitary connectors to the crimping.
  • the supply device visible in the figure 3A is provided with a comb 101 visible in FIG. 3B arranged at the end of an arm 102, perpendicularly to this arm itself secured to an operating device 103.
  • the operating device 103 can combine a cylinder 129 actuated vertically and a cylinder operating horizontally or by other means actuation such as electric motors acting on a vertical rack system and a horizontal rack.
  • the comb has blades 104 for retaining and realigning the pallets 13. So when the arm goes down and grabs the connector for pallets with crimp tips of each contact are prepositioned as well longitudinally than laterally. Likewise, during the transport of the connectors to the crimping station pallets 13 are held to ensure alignment precise between the conductive tracks 41 of the flexible circuit and crimping crowns.
  • the invention is particularly suitable for connectors of the type fitted with a window for clearing the area crimping and further provided with a retention flap 28 of the flexible circuit.
  • the shutter may include a frame connected by a hinge 23 to the connector housing receiving the contacts.
  • the frame allows the crimping operation to be carried out across flap 28, the flap being closed after the crimping operation, this flap 28 comprising a rear leg with one or more bosses 25 support and pressurization of the flexible circuit for isolate and protect the crimping area from possible stresses applied on the flexible circuit outside the connector.
  • a device 127 for cutting the legs 32, 33 so as to separate the modules from the strip at this post.
  • the arm 102 is retracted backwards and the cylinder or vertical motor device 129 lowers the arm and therefore the comb 101 in the frame until that the strips 104 of the comb are inserted between the pallets 13.
  • the connector is thus held in place while the cutting device 127 cuts the legs 32, 33 and thus frees the connector from the carrier strip which comes out at the bottom of the cutting station.
  • the arm As visible in Figure 4B the arm is moved horizontally and extends forward moving by sliding the connector on a mat 130 to the post crimping. A holding device not shown then holds the connector while the arm goes up under the action of the jack 129. The arm retracts and returns to take its visible waiting position in Figure 4D to receive a new connector while the flexible circuit 40 is brought to the pallets for allow the crimping operation.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'amenée de modules de connecteurs entre deux postes de traitement de ces modules. Il comporte un peigne (101) disposé à l'extrémité d'un bras (102) lui-même solidaire d'un dispositif de manoeuvre (103), le peigne comportant des lamelles (104) de maintien et de réalignement de palettes (13) solidaires de contacts (10), le peigne réalisant l'entraînement des modules entre les postes de traitement. <IMAGE>

Description

L'invention concerne un dispositif d'amenée de modules connecteurs vers un poste de sertissage et une station de sertissage de contacts sur circuits souples notamment adaptée à l'assemblage et la réalisation de faisceaux de circuits souples munis de connecteurs.
Les circuits souples sont des circuits électriques comportant une feuille isolante sur laquelle sont déposées des pistes conductrices, ces pistes étant elles mêmes éventuellement recouverte d'une seconde feuille isolante de protection.
Le raccordement de tels circuits à des contacts électriques se fait notamment par une technique de percement d'isolant et de sertissage et il est connu d'utiliser pour ce faire des contacts munis d'une terminaison de sertissage comportant des pointes disposées en couronne et orientées perpendiculairement au circuit souple à raccorder. Le document US 4 749 368 décrit notamment la réalisation d'éléments de contact et de raccordement de composants munis de pointes de connexion disposées en couronne.
Le sertissage des contacts sur le circuit souple s'effectue traditionnellement en disposant les contacts sous le circuit souple en regard des pistes conductrices du circuit souple puis en sertissant les contacts sur le circuit souple. Afin de garantir un sertissage correct des contacts sur le circuit souple il y a lieu de garantir un alignement correct des contacts par rapport au circuit souple. Notamment pour un connecteur muni d'une pluralité de contacts il est nécessaire de garantir un alignement des pointes de sertissage avec les pistes conductrices du circuit souple et de positionner correctement les pointes de sertissage par exemple organisées en couronnes par rapport aux matrices de sertissage.
Un procédé de sertissage utilisant des broches venant sertir des contacts sur un circuit souple est par exemple décrit dans le document "SAE technical paper series 870553 Flex foil crimp technology - International Congress and Exposition Detroit Michigan 23 - 27 février 1987.
Le diamètre des couronnes et des pistes du circuit souple est de l'ordre du millimètre pour des circuits et des contacts destinés à véhiculer des courants de l'ordre de quelques Ampères. Une grande précision de la position des contacts par rapport au circuit souple est donc nécessaire.
Le dispositif objet de la présente invention est adapté pour la préparation en vue de leur sertissage de connecteurs munis d'une pluralité de contacts. Dans ce type de connecteur les contacts comportent d'une part une terminaison de raccordement à un circuit souple et comportent d'autre part une terminaison de connexion avec un contact complémentaires, les contacts et le circuit souple étant reçus dans un boítier isolant muni d'une zone ouverte dégageant la zone de sertissage des contacts sur le circuit souple au dessus et au dessous de la zone de sertissage.
Pour sertir les contacts est utilisé un dispositif comportant une enclume formant une surface d'appui inférieure pour les éléments de contact électriques et un dispositif mobile de presse muni d'un bloc dont la surface parallèle au plan d'alignement des contacts comporte une pluralité de matrices de sertissage.
Le circuit souple est alors positionné sur les palettes et le bloc appliqué par la presse sur le circuit souple, chacune des matrices appliquant fortement localement le circuit souple sur les pointes de façon à percer le circuit souple puis à cambrer les pointes qui viennent ainsi sertir les palettes sur le circuit souple et effectuer la liaison électrique entre les contacts et les pistes du circuit souple.
En vue de réaliser une station de sertissage automatique complète, l'invention propose de réaliser un dispositif automatisé d'amenée de ces connecteurs avec leurs contacts pré-montés.
Pour cela l'invention propose de réaliser un dispositif d'amenée des modules de connecteurs unitaires vers le poste de sertissage, le dispositif étant pourvu d'un peigne disposé à l'extrémité d'un bras lui même solidaire d'un dispositif de transport, le peigne comportant des lamelles de maintien et de réalignement des palettes, le peigne formant organe de déplacement des modules de connecteurs.
Ainsi simultanément au déplacement des modules, les palettes munies des pointes de sertissages de chaque contact sont prépositionnées aussi bien longitudinalement que latéralement pendant le transport des connecteurs vers le poste de sertissage afin d'assurer un alignement précis entre les pistes conductrices du circuit souple et les couronnes de sertissage.
L'invention est notamment adaptée à des connecteurs du type munis d'une fenêtre de dégagement de la zone de sertissage et munis en outre d'un volet de rétention du circuit souple en forme de cadre ouvert. Le peigne est adapté pour être introduit entre les branches du cadre.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif en référence aux figures qui représentent:
  • En figure 1 un exemple de module de connecteur pour circuit souple auquel l'invention est applicable;
  • En figures 2A et 2B des exemples de contacts pouvant être sertis sur circuit souple;
  • En figure 3A une vue générale d'un dispositif d'amenée de modules connecteurs conforme à l'invention;
  • En figure 3B un élément de détail de la figure 3A;
  • En figure 4A à 4D divers étapes de fonctionnement du dispositif selon l'invention;
  • En figure 5 une vue d'ensemble d'une machine de sertissage utilisant un dispositif selon l'invention;
  • En figure 6 une vue schématique de connecteurs sur bande porteuse.
    • Selon la figure 1 est décrit un connecteur 20 adapté pour son sertissage sur un circuit souple 40. Le connecteur 20 est muni d'une pluralité de contacts 10. Dans ce type de connecteur les contacts comportent d'une part une terminaison de raccordement à un circuit souple 40, cette terminaison comportant une palette 13 munie de pointes 11 disposées en couronne 12, les pointes étant constituées par un poinçonnage en croix de la palette puis un emboutissage de la palette repliant les pointes et dégageant un trou circulaire 14 formant la couronne 12.
    Les contacts comportent d'autre part une terminaison 15 de connexion avec un contact complémentaire, les contacts et le circuit souple étant reçus dans un boítier isolant 21 muni d'une zone ouverte 22 dégageant la zone de sertissage des contacts sur le circuit souple au dessus et au dessous de la zone de sertissage.
    La vue générale 5 décrit une machine ou poste de sertissage simultané sur un circuit souple d'éléments de contact électriques alignés dans un plan et disposés dans un boítier de connecteur.
    Pour sertir les contacts le dispositif visible en figure 5 comporte d'une part une enclume 50 formant une surface d'appui inférieure pour les éléments de contact électrique 10, le dispositif de sertissage comportant d'autre part un dispositif mobile de presse 9 muni d'un bloc 1 dont la surface parallèle au plan d'alignement des contacts comporte une pluralité de matrices de sertissage. La presse 9 comporte en outre un organe 126 de maintien du boítier de connecteur pendant le sertissage.
    L'enclume 50 disposée sous les palettes 13 peut comporter au moins un élément de positionnement 51 et avantageusement deux éléments de positionnement disposés en regard de couronnes de deux contacts disposés à chaque extrémité du circuit souple 40, chaque élément de positionnement étant introduit dans un trou circulaire d'une couronne.
    Le circuit souple 40 est alors positionné sur les palettes 13 et le bloc est appliqué par la presse sur le circuit souple, les palettes étant en appui sur l'enclume 50, chacune des matrices 3 appliquant fortement localement le circuit souple 40 sur les pointes 11 de façon à percer le circuit souple et les pistes 41 puis à cambrer les pointes qui viennent ainsi sertir les palettes sur le circuit souple et effectuer la liaison électrique entre les contacts 10 et les pistes conductrices 41 du circuit souple.
    L'ensemble enclume et presse munie du bloc de sertissage constitue ainsi un poste de sertissage.
    De façon à réaliser une station automatique de sertissage automatique complète comportant un poste de sertissage il est nécessaire de prévoir un dispositif automatisé d'amenée 100 de ces connecteurs avec leurs contacts pré-montés.
    Comme visible en figure 6, les connecteurs peuvent être disposés sur une bande porteuse 60, ces connecteurs étant encliquetés sur la bande porteuse et fournis en rouleaux, un dispositif d'alimentation de la station de sertissage comporte alors un poste de déroulage en continu 121.
    Dans le cas où les connecteurs sont disposés sur une bande porteuse 60 la station comportera, après le poste de déroulage, un dispositif de désolidarisation des connecteurs de la bande porteuse et un dispositif d'amenée 100 des connecteurs unitaires vers le poste de sertissage.
    Plus précisément le dispositif d'amenée visible en figure 3A est pourvu d'un peigne 101 visible en figure 3B disposé à l'extrémité d'un bras 102, perpendiculairement à ce bras lui même solidaire d'un dispositif de manoeuvre 103. Le dispositif de manoeuvre 103 peut combiner un vérin 129 actionné dans le sens vertical et un vérin fonctionnant dans le sens horizontal ou d'autre moyens d'actionnement tels des moteurs électriques agissant sur un système de crémaillère verticale et un système de crémaillère horizontale.
    Pour attraper le connecteur 20, le peigne comporte des lamelles 104 de maintien et de réalignement des palettes 13. Ainsi, lorsque le bras descend et attrape le connecteur les palettes munies des pointes de sertissages de chaque contact sont prépositionnées aussi bien longitudinalement que latéralement. De même, pendant le transport des connecteurs vers le poste de sertissage les palettes 13 sont maintenues afin d'assurer un alignement précis entre les pistes conductrices 41 du circuit souple et les couronnes de sertissage.
    L'invention est notamment adaptée à des connecteurs du type munis d'une fenêtre de dégagement de la zone de sertissage et munis en outre d'un volet 28 de rétention du circuit souple.
    Le volet peut comporter un cadre relié par une charnière 23 au boítier de connecteur recevant les contacts.
    Le cadre permet d'effectuer l'opération de sertissage au travers du volet 28, le volet étant refermé après l'opération de sertissage, ce volet 28 comportant une branche arrière munie d'un ou plusieurs bossages 25 d'appui et de mise en pression du circuit souple pour isoler et protéger la zone de sertissage d'éventuelles contraintes appliquées sur le circuit souple en dehors du connecteur.
    Comme visible en figure 4A, le peigne porté par son bras vient attraper les palettes 13 au travers du cadre formé par le volet 28.
    La rétention des modules de connecteurs sur la bande porteuse peut être assurée par des pions de clipsage 30 munis d'ergots 31 s'accrochant dans des trous de la bande porteuse, ces pions visibles en figure 1 sont disposés sur des pattes 32 dépassant du corps du module dans une direction parallèle à la bande porteuse.
    Au niveau du poste d'amenée du connecteur est prévu un dispositif de coupe 127 des pattes 32, 33 de façon à désolidariser les modules de la bande au niveau de ce poste.
    Le fonctionnement du dispositif d'amenée est décrit en figures 4A à 4D.
    Dans un premier temps comme visible en figure 4A, le bras 102 est rétracté vers l'arrière et le vérin ou le dispositif de motorisation verticale 129 fait descendre le bras et donc le peigne 101 dans le cadre jusqu'à ce que les lamelles 104 du peigne s'intercalent entre les palettes 13. Le connecteur est ainsi maintenu en place pendant que le dispositif de coupe 127 coupe les pattes 32, 33 et libère ainsi le connecteur de la bande porteuse qui ressort vers le bas du poste de coupe.
    Comme visible en figure 4B le bras est déplacé horizontalement et s'étend vers l'avant déplaçant par glissement le connecteur sur un tapis 130 jusqu'au poste de sertissage. Un dispositif de maintien non représenté vient alors retenir le connecteur pendant que le bras remonte sous l'action du vérin 129. Le bras se rétracte et revient prendre sa position d'attente visible en figure 4D pour recevoir un nouveau connecteur pendant que le circuit souple 40 est amené sur les palettes pour permettre l'opération de sertissage.

    Claims (6)

    1. Dispositif d'amenée de modules de connecteurs entre deux postes de traitement de ces modules caractérisé en ce qu'il comporte un peigne (101) disposé à l'extrémité d'un bras (102) lui même solidaire d'un dispositif de manoeuvre (103), le peigne comportant des lamelles (104) de maintien et de réalignement de palettes (13) solidaires de contacts (10), le peigne réalisant l'entraínement des modules entre les postes de traitement.
    2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un tapis support des modules sur lequel glissent les modules.
    3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un tapis d'entraínement complémentaire des modules.
    4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le peigne (101) vient s'insérer dans une fenêtre de dégagement d'une zone de sertissage des contacts (10) au travers d'un volet (28) du module (20).
    5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de désolidarisation des modules de connecteurs (20) d'une bande porteuse (60).
    6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le dispositif de désolidarisation comporte un outil de coupe (127) sectionnant des pattes (32, 33) maintenant les modules de connecteur (20) sur la bande porteuse (60).
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