EP2458609A1 - Sous-ensemble pour l'industrialisation d'un assemblage à bobine dans une ligne de bobinage et procédé de mise en oeuvre - Google Patents

Sous-ensemble pour l'industrialisation d'un assemblage à bobine dans une ligne de bobinage et procédé de mise en oeuvre Download PDF

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EP2458609A1
EP2458609A1 EP10306299A EP10306299A EP2458609A1 EP 2458609 A1 EP2458609 A1 EP 2458609A1 EP 10306299 A EP10306299 A EP 10306299A EP 10306299 A EP10306299 A EP 10306299A EP 2458609 A1 EP2458609 A1 EP 2458609A1
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EP
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carcass
printed circuit
coil
version
winding
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German (de)
English (en)
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EP2458609B9 (fr
EP2458609B1 (fr
Inventor
Jérôme Dormoy
David Weil
Alain Schwartz
Nikola Puh
Damien Kieffer
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Hager Electro SAS
Original Assignee
Hager Electro SAS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H49/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of relays or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/44—Magnetic coils or windings

Definitions

  • the electrical appliances concerned are modular, in the following sense: they may have various sizes corresponding to one, two or three modules, in particular depending on the number of power lines concerned and therefore the number of input / output connection terminal blocks .
  • the printed circuit is for example interposed between the actual coil and the pin spring on the one hand, and the supply contact on the other hand, "knitting" by son being then provided to connect them electrically.
  • the spring pin is itself connected to a pusher which disconnects the power supply of the coil, and which is another component of the coil assembly.
  • the objective of the invention is to create a common industrial platform for all ranges, allowing the industrialization of coil assemblies for modular, bi-modular and tri-modular products, in version with or without printed circuit.
  • This platform is therefore intended to enable automating the manufacture of the reel, in the best conditions, in all possible configurations of the latter and on the same production line.
  • a subassembly of industrialization which is characterized as essential in that it comprises an elongated support pin provided axially with a first fixing end. centering in a pallet of said line, a central body axially comprising, successively, first fixing means of a printed circuit board with current rectifying components and a support section on which is fixed by adjustment of their respective volumes; through-hole of the central winding portion of a coil casing, a second end being provided with an axial slot in which is fixed a feed contact near the carcass, the central winding portion of said carcass being limited axially by flanges provided with second fixing means of the printed circuit board deployed on the carcass on the same side as the the first means of fixation.
  • the pin positions the different elements in such a way that they can, if necessary, be transformed or moved.
  • the carcass is not identical depending on whether the version has a printed circuit or not.
  • the carcasses are, however, manufactured on a single model, differentiation being effected by cutting of some of its parts, those which are provided for fixing the printed circuit.
  • the first removable fastening means consist of positioning support studs surmounted by pins adapted to be inserted into holes in the printed circuit board at one of the axial ends thereof, in a limited support surface. by a positioning wall at the other end, and holding clamps placed laterally to said plate and able to pivot between a closed position in which the Free ends of the legs of the clamp hold the plate in the direction of the spindle and an open position releasing it.
  • the second fastening means of the printed circuit are divisible. More specifically, these second means may comprise tongues provided for insertion into holes in the printed circuit board extending edges defining a plane, in contact with which said plate is arranged in a fixed position on the carcass, said tabs then protruding from the face of the printed circuit board on the back of that which rests on said edges.
  • the printed circuit has a length substantially equal to the distance separating the rims of the carcass, and the orifices receiving the tongues are preferably notches formed in the axially opposite edges of said plate.
  • protuberances protruding from the lateral sides of the plate, facilitate the winding of the son, either from the coil, or operations of "knitting” allowing the connection of the printed circuit with the spring pin on the one hand and the contact of feeding on the other hand.
  • yarns are indeed rolled up (this is the so-called “knitting” operation) to the folding tab of the spring pin and on the paw of the feed contact of other of their flap, son that come either directly from the output of the coil or, alternatively, from the printed circuit according to whether or not the winding unit comprises a printed circuit.
  • the end wires of the coil are wound with two protrusions T opposite to the axis of the coil.
  • the pusher for actuating the spring pin is inserted axially towards the latter. It had been mentioned before aligned orifices formed in the flanges of the carcass, and which allow to axially guide said pusher. This may be introduced because of the existence of the recess mentioned before, made in the spindle, which is one of the specific characteristics of the spindle of the subassembly according to the invention.
  • the present invention is primarily advantageous insofar as it makes it possible to industrialize, in particular in an automated manner, several sizes and several versions of coils corresponding, as has been said, to electrical apparatuses of the contactor type with one, two or three modules, which themselves correspond to versions comprising a variable number of input and output connection terminals and / or different calibres.
  • the subset of the invention is more particularly advantageous in that it allows in particular the direct connection of the supply contact to the coil, which makes it possible to overcome the configurations of the prior art in which the wire, at the output of the coil, was first connected to a pin tributary of a spring piece and then connected to the contact of the power supply.
  • a single frame has been designed for this purpose, cooperating closely with the spindle connected to the pallets of the line, which allows thanks to the configuration given to the spindle and components of the coil assembly operations. distinct depending on the type of assembly to be manufactured.
  • the other elements of the subset of the invention include a spring pin (5), a power contact (6) and a printed circuit board (7) on which are mounted components of an electronic rectifying circuit. , said plate (7) existing only in the version (A) appearing in figure 1 , and not in the (B) version illustrated in figure 2 .
  • first fastening means consisting on the one hand of pads (8) surmounted by pins adapted to be inserted into the printed circuit board on one side, the other side of said fixing means having a surface of support (9) and a delimitation wall (10).
  • These first fixing means also comprise a clamp whose branches (11, 11 ') pivot relative to a collinear axis or coincident with the axis of the spindle (1), and whose free ends rest on the printed circuit board (see figure 1 ).
  • the insulating carcass (4) illustrated in figure 3 conventionally comprises a central portion (12) around which the winding itself takes place, and end flanges (13, 13 ') of complex shape resulting from the different functions that said flanges (13, 13') provide.
  • the second fixing means (14, 14 ') consist in practice of protrusions projecting respectively from the flange (13) and from a gantry shape (15) with uncoupled protuberance constituting one of the parts of the flange (13').
  • the flange (13 ') which has a circumferential groove parallel to the central winding portion (12), houses in particular the spring pin (5) which is loaded therein radially, as illustrated by the arrow appearing in FIG. figure 4a .
  • One of the grooves of the rim (13 ') is arranged in housings (17) for the pin (5) U, which has at one end of a jamb of the U a first tab (18) protruding from the rim (13 '), as it appears in figure 4b , and a second foldable tab (19) unfolding from the base of the U.
  • the end (3) of the spindle (1) also comprises a slot (20) in which is inserted axially the supply contact (6), near the carcass (4), and more precisely in the vicinity of its flange (13 ').
  • the steps for inserting the supply contact (6) also appear in the Figures 5a and 5b .
  • the end wires (30) of said coil are connected at the end of winding to the printed circuit board (7).
  • One of the end edges of the plate (7) is then moved to pass studs (8) of the first fastening means to the tabs (16) of the second fastening means.
  • the edge of the other end of the plate (7) pivots so that a notch is secured to the tongue (16 ') of the second fastening means, visible in figure 3 .
  • the printed circuit board (7) is thus turned over, the components now facing the coil (21).
  • the plate (7) is fixed to the flanges (13, 13 ') substantially parallel to the central winding portion (12) of the carcass (4).
  • tongues (16, 16 ') protrude from the printed circuit board (7) when it is in its final position, tongues (16, 16') which are then inserted into notches of the plate (7).
  • a hot deformation operation shown in figure 7 , then intervenes to permanently secure the plate (7) to the carcass (4), and more particularly to its end flanges (13, 13 ').
  • a "knitting" is then performed, that is to say that a printed circuit track disposed on the plate (7) is connected on the one hand to the tab (19) of the spring pin (5), and secondly to a tab (22) of the feed contact (6), said tab (22) projecting laterally from the slot (20).
  • the tabs (19) and (22) respectively have flaps (23, 24) which are folded over the wires wrapped around the tabs (19) and (22), producing an electric weld shown in FIGS. Figures 10a and 10b .
  • the figure 9 shows in more detail the configuration of the printed circuit board (7), comprising four T-shaped protrusions (25) on which conductive tracks open, allowing the connection of inputs / outputs of the electronic rectification circuit with firstly the end son (30) of the coil (21), and secondly the knitting son (26).
  • the tab (19) is folded by about 90 °, so as to be pressed against the bottom of the housing (17) of the flange (13 '). ) of the carcass (4), in fact in the extension of the spring pin U (5).
  • figure 11 which also shows the orifice (27 ') formed in the rim (13') to allow the pusher (28) appearing in figure 12 to have an action on one of the legs of the U constituting the pin spring (5), close to the leg (18). This action is to turn off the coil (21).
  • the figure 12 shows the insertion of the pusher (28), which passes beforehand through another hole (27) of the coil (21) formed in the flange (13). Given its length, the pusher (28) must, in order to be introduced into said orifices (27, 27 '), benefit from a recess (29) made in the spindle (1), and allowing its initial positioning before sliding in the orifices (27, 27 ').

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Abstract

Sous-ensemble pour l'industrialisation d'un assemblage à bobine dans une ligne de bobinage d'une gamme de tels assemblages pour moteurs magnétiques d'appareils électriques de type contacteur, chaque bobine (21) étant enroulée autour d'une carcasse (4) isolante.
Ce sous-ensemble est caractérisé en ce qu'il comporte une broche (1) support allongée dotée axialement d'une première extrémité (2) de fixation/centrage dans une palette de ladite ligne, d'un corps central comprenant axialement successivement des premiers moyens de fixation (8, 9, 10, 11, 11') d'une plaque (7) à circuit imprimé à composants de redressement du courant et un tronçon support sur lequel est solidarisé par ajustement de leurs volumes respectifs l'orifice traversant de la portion centrale (12) d'enroulement de la carcasse (4) de bobine (21). Une seconde extrémité (3) est munie d'une fente (20) axiale dans laquelle est fixé un contact d'alimentation (6) à proximité de la carcasse (4), la portion centrale de bobinage (12) de ladite carcasse (4) étant limitée axialement par des rebords (13, 13') munis de seconds moyens de fixation (14, 14') de la plaque (7) à circuit imprimé se déployant sur la carcasse (4) du même côté que les premiers moyens de fixation (8, 9, 10).

Description

  • La présente invention a trait d'une part à un sous-ensemble pour l'industrialisation d'un assemblage à bobine dans une ligne de bobinage d'une gamme de tels assemblages par exemple prévus pour être utilisés dans des moteurs ou actionneurs magnétiques d'appareils électriques de type contacteurs, et elle concerne d'autre part un procédé mis en oeuvre dans une telle ligne. Par sous-ensemble, on entend en fait non seulement l'assemblage proprement dit basé à titre essentiel sur une bobine, et qui comporte des composants additionnels par exemple de connexion ou de transformation du signal, mais également des moyens additionnels pour son montage automatisé.
  • Dans ce genre d'assemblages à bobine, celle-ci est classiquement enroulée autour d'une carcasse isolante, et elle peut varier dans ses caractéristiques techniques (longueur et diamètre de fil..) selon les différents produits de la gamme auxquels elle est en principe dévolue. Ainsi, les appareils électriques concernés sont modulaires, dans le sens suivant : il peuvent présenter des tailles variées correspondant à un, deux ou trois modules, notamment fonction du nombre de lignes électriques concernées et donc du nombre de borniers de connexion d'entrée/sortie.
  • Par ailleurs, lesdits assemblages à bobine diffèrent selon le calibre des produits, par exemple les contacteurs qu'ils équipent, les caractéristiques techniques des bobines étant évidemment adaptées auxdits calibres. Enfin, la bobine peut être alimentée en courant alternatif ou continu, correspondant à des produits positionnés dans des gammes économiquement distinctes. Les entrées des bobines peuvent être reliées à un circuit électronique de redressement par exemple disposé sur une plaque de circuit imprimé, qui fait également partie de l'assemblage au sens de l'invention. Ladite plaque doit alors être prise en compte dans le procédé en vue de son association audit assemblage, en d'autres termes à sa solidarisation à la carcasse isolante dans la ligne, automatisée ou non.
  • En fait, pour tous les produits de la gamme, l'assemblage à bobine comprend un picot ressort qui doit en l'espèce être directement fixé à la carcasse, et un contact d'alimentation qui n'est pas solidarisé à cette dernière, ce qui pose a priori plus de problème notamment dans une perspective d'automatisation. Celle-ci implique en principe d'une part une localisation relative précise des composants les uns par rapport aux autres, et d'autre part leur maintien ferme en position, permettant que soient mises en oeuvre des manipulations répétitives entre composants d'un même assemblage, comme des liaisons/solidarisations.
  • Dans l'hypothèse d'un fonctionnement en courant continu, le circuit imprimé est par exemple interposé entre la bobine proprement dite et le picot ressort d'une part, et le contact d'alimentation d'autre part, des « tricotages » par fils étant ensuite prévus pour les relier électriquement. Le picot ressort est du reste lui-même relié à un poussoir qui permet de déconnecter l'alimentation de la bobine, et qui constitue un autre composant de l'assemblage à bobine.
  • L'objectif de l'invention est de créer une plateforme industrielle commune à toutes les gammes, permettant l'industrialisation des assemblages à bobine pour les produits modulaires, bi-modulaires et tri-modulaires, en version avec ou sans circuit imprimé. Cette plate-forme a donc pour vocation de permettre l'automatisation de la fabrication de la bobine, dans les meilleures conditions, dans toutes les configurations possibles de cette dernière et sur une même ligne de production.
  • La réponse apportée à cette problématique l'est sous la forme de la création d'un sous-ensemble d'industrialisation qui se caractérise à titre essentiel en ce qu'il comporte une broche support allongée dotée axialement d'une première extrémité de fixation/centrage dans une palette de ladite ligne, d'un corps central comprenant axialement successivement des premiers moyens de fixation d'une plaque à circuit imprimé à composants de redressement du courant et un tronçon support sur lequel est solidarisé par ajustement de leurs volumes respectifs l'orifice traversant de la portion centrale d'enroulement d'une carcasse de bobine, une seconde extrémité étant munie d'une fente axiale dans laquelle est fixé un contact d'alimentation à proximité de la carcasse, la portion centrale de bobinage de ladite carcasse étant limitée axialement par des rebords munis de seconds moyens de fixation de la plaque à circuit imprimé se déployant sur la carcasse du même côté que les premiers moyens de fixation.
  • Parmi les caractéristiques structurelles qui font du sous-ensemble une incarnation matérielle adaptée à la démarche notamment d'automatisation de l'invention, il est à noter que l'un des rebords de la carcasse comporte un logement latéral pour un picot ressort, qui l'y rend facilement implantable dans une direction d'allure radiale.
  • Le tronçon support peut par ailleurs être prévu prismatique, par exemple de section rectangulaire, comme l'orifice traversant la portion centrale de la carcasse, un épaulement sur au moins un côté de la broche servant alors de butée à l'insertion de la carcasse sur le support, de manière à maintenir cette dernière à bonne distance des premiers moyens de fixation de la plaque à circuit imprimé, notamment dans la perspective de sa connexion aux extrémités du fil de la bobine. Le volume prismatique interdit toute rotation relative de la carcasse et de la broche, ce qui est évidemment indispensable pour permettre les liaisons, solidarisations entre composants, etc....
  • De préférence, un poussoir apte à actionner le picot ressort et guidé en translation axialement dans des orifices alignés pratiqués dans les rebords de la carcasse est prévu au débouché d'un évidement pratiqué dans la broche à cet effet, et présentant par conséquent une longueur au moins égale à celle dudit poussoir.
  • La broche constitue en l'occurrence un élément fondamental du sous-ensemble de l'invention dans la mesure où elle permet le positionnement relatif temporaire (pour permettre les opérations de montage) puis définitif des différents éléments destinés à constituer les assemblages à bobine pour les versions précitées. Elle a notamment vocation à permettre de manière simple le bobinage d'une part, et les « tricotages » finaux permettant de relier électriquement les différents éléments (bobine, picot ressort, contact d'alimentation, et le cas échéant le circuit imprimé de redressement) d'autre part.
  • En fait, la broche positionne les différents éléments de manière telle qu'ils puissent le cas échéant être transformés ou déplacés. Ainsi, la carcasse n'est pas identique selon que la version est dotée d'un circuit imprimé ou non. Les carcasses sont cependant fabriquées sur un unique modèle, la différenciation s'effectuant par sectionnement de certaines de ses parties, celles qui sont prévues pour la fixation du circuit imprimé.
  • Par ailleurs, l'opération de bobinage autour de la partie centrale de la carcasse s'effectue, dans la version à circuit imprimé, avec ce dernier disposé sur la broche à proximité de la carcasse, et non pas encore fixé sur celle-ci.
  • A cet effet, les premiers moyens de fixation amovibles consistent en des plots supports de positionnement surmontés de tourillons aptes à s'insérer dans des orifices de la plaque du circuit imprimé à l'une des extrémités axiales de cette dernière, en une surface support limitée par un muret de positionnement à l'autre extrémité, et en des pinces de maintien placées latéralement à ladite plaque et aptes à pivoter entre une position de fermeture dans laquelle les extrémités libres des branches de la pince retiennent la plaque dans la direction de la broche et une position d'ouverture la libérant.
  • Grâce à ces premiers moyens de fixation, la plaque de circuit imprimé est donc positionnée à proximité de la carcasse de la bobine, favorisant en pratique la connexion de l'une à l'autre par les fils d'extrémités de la bobine.
  • Comme mentionné, l'un des rebords de la carcasse, celui qui est proximal de la fente de fixation du contact d'alimentation, comporte un logement pour un picot ressort en U, dont l'extrémité d'un jambage se trouve au débouché de l'un des orifices de guidage du poussoir, et qui comporte deux pattes se déployant respectivement de ladite extrémité et de la base du U, lesdites pattes dépassant de la carcasse dans deux directions d'allure perpendiculaire. En fait, l'une des pattes est repliable contre la carcasse et comporte un rabat dont la fonction sera détaillée ci-après.
  • Le contact d'alimentation comporte également une patte d'enroulement du fil de bobine, également munie d'un rabat. Dans les deux cas, les rabats permettent, à l'aide d'une simple opération mécanique, de réaliser une liaison par soudage électrique entre le picot ressort ou le contact d'alimentation et soit l'une des extrémités de la bobine, soit l'un des fils de « tricotage » issus de la plaque du circuit imprimé.
  • Comme on l'a déjà mentionné, les seconds moyens de fixation du circuit imprimé sont sécables. Plus précisément, ces seconds moyens peuvent comporter des languettes prévues pour s'insérer dans des orifices de la plaque du circuit imprimé prolongeant des arêtes définissant un plan, au contact desquelles ladite plaque est disposée en position fixée sur la carcasse, lesdites languettes dépassant alors de la face de la plaque à circuit imprimé au verso de celle qui repose sur lesdites arêtes.
  • En réalité, le circuit imprimé a une longueur sensiblement égale à la distance séparant les rebords de la carcasse, et les orifices recevant les languettes sont de préférence des encoches pratiquées dans les bords axialement opposés de ladite plaque.
  • Le choix de cette adéquation n'est pas anodin, dans la mesure où elle permet de déplacer plus facilement la plaque de circuit imprimé entre la première position de fixation, à l'aide des premiers moyens de fixation, et la seconde position de fixation à la carcasse isolante, sans qu'il y ait d'entraves superflues lors du mouvement.
  • Par ailleurs, la plaque à circuit imprimé peut comporter des excroissances en T recouvertes de pistes conductrices menant aux entrées et sorties du circuit électronique de redressement.
  • Ces excroissances, dépassant des côtés latéraux de la plaque, facilitent l'enroulement des fils, issus soit de la bobine, soit des opérations de « tricotage » permettant la liaison du circuit imprimé avec le picot ressort d'une part et le contact d'alimentation d'autre part.
  • Dans l'unité de bobinage de l'invention, des fils sont en effet enroulés (c'est l'opération qualifiée de « tricotage ») à la patte repliable du picot ressort et sur la patte du contact d'alimentation de part et d'autre de leur rabat, fils qui proviennent soit directement de la sortie de la bobine ou, alternativement, du circuit imprimé selon que l'unité de bobinage comporte ou non un circuit imprimé.
  • De préférence, les fils d'extrémité de la bobine sont enroulés à deux excroissances en T opposées par rapport à l'axe de la bobine.
  • L'invention concerne également un procédé de bobinage d'une gamme d'assemblages à bobine pour moteurs magnétiques d'appareils électriques de type contacteur, basés sur une unité de bobinage telle qu'elle a été décrite auparavant, et comportant des versions (A) à plaque à circuit imprimé redresseur de courant et des versions (B) sans plaque à circuit imprimé.
  • Le procédé de bobinage de l'invention se caractérise à titre principal par les étapes suivantes :
    • montage de la carcasse sur la broche support ;
    • mise en version de la carcasse par sectionnement, pour la version (B), des seconds moyens de fixation du circuit imprimé ;
    • montage du picot ressort ;
    • insertion du contact d'alimentation dans la fente axiale de la broche support ;
    • chargement de la plaque à circuit imprimé dans les premiers moyens de fixation pour la version (A) ;
    • bobinage de la carcasse et enroulement des extrémités du fil autour des pattes respectivement du picot ressort et du contact d'alimentation dans la version (B) et autour des excroissances en T reliées aux sorties du circuit de redressement dans la version (A) ;
    • déplacement et implantation de la plaque à circuit imprimé des premiers aux seconds moyens de fixation dans la version (A), puis écrasement à chaud des portions dépassantes des languettes sur la surface du circuit imprimé ;
    • connexion des pattes respectivement du picot ressort et du contact d'alimentation aux excroissances en T reliées aux entrées du circuit de redressement par deux fils enroulés à leurs extrémités autour desdites pattes de part et d'autre de leur rabat et autour des T, dans la version (A) ;
    • soudure à l'étain des fils enroulés autour des T de la plaque à circuit imprimé dans la version (A) ;
    • soudure électrique des pattes du picot ressort et du contact d'alimentation (6) par pliage mécanique des rabats ;
    • pliage de la patte pliable du picot ressort contre le rebord de la carcasse ;
    • contrôle de continuité électrique et de volume de la bobine.
  • Un certain nombre d'étapes sont mises en oeuvre de manière commune pour les versions (B) et les versions (A), alors que d'autres sont au contraire l'apanage de la seule version (B).
  • Toujours selon l'invention, le poussoir destiné à actionner le picot ressort est inséré axialement en direction de ce dernier. Il avait été fait mention auparavant d'orifices alignés pratiqués dans les rebords de la carcasse, et qui permettent de guider axialement ledit poussoir. Celui-ci peut y être introduit du fait de l'existence de l'évidement mentionné auparavant, pratiqué dans la broche, et qui constitue l'une des caractéristiques spécifiques de la broche du sous-ensemble selon l'invention.
  • La présente invention est avantageuse à titre principal dans la mesure où elle permet d'industrialiser notamment de manière automatisée plusieurs tailles et plusieurs versions de bobines correspondant, comme on l'a dit, à des appareils électriques de type contacteur à un, deux ou trois modules, qui correspondent eux-mêmes à des versions comportant un nombre variable de bornes de connexion d'entrée et de sortie et/ou à des calibres différents.
  • Le sous-ensemble de l'invention est plus particulièrement avantageux en ce qu'il permet notamment la connexion directe du contact d'alimentation à la bobine, ce qui permet de s'affranchir des configurations de l'art antérieur dans lesquelles le fil, en sortie de la bobine, était relié d'abord à un picot tributaire d'une pièce ressort, puis connecté au contact de l'alimentation.
  • Un tel contact via un ressort pose souvent problème en termes de passage du courant, et est donc évité dans la solution de l'invention. Il complique de plus sensiblement la fabrication de l'assemblage à bobine, et en rend l'automatisation problématique.
  • Il a été possible, grâce à l'invention, de ne concevoir qu'une seule ligne pour tous les assemblages à bobine, alors que les versions sans circuit imprimé et les versions avec circuit imprimé sont par exemple sensiblement différentes dans leurs configurations et dans leur montage.
  • Une seule et unique carcasse a été conçue à cet effet, coopérant d'une manière étroite avec la broche reliée aux palettes de la ligne, ligne qui permet grâce à la configuration donnée à la broche et aux composants de l'assemblage à bobine des opérations distinctes selon le type d'assemblage à fabriquer.
  • L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un sous-ensemble selon l'invention dans sa version avec circuit imprimé ;
    • la figure 2 est une vue identique à la figure 1, pour une version sans circuit imprimé ;
    • la figure 3 met en exergue les différences entre les carcasses des bobines des deux versions des figures précédentes, obtenues par sectionnement des moyens de fixation secondaires ;
    • les figures 4a et 4b montrent des vues partielles du sous-ensemble représentant respectivement le picot ressort séparé puis fixé à la carcasse en une seule opération suivant une direction d'allure radiale par rapport à la broche ;
    • les figures 5a et 5b illustrent le chargement du contact d'alimentation sur la broche ;
    • les figures 6a et 6b représentent la mise en place de la plaque à circuit imprimé sur la carcasse, déplacée des premiers moyens de fixation aux seconds moyens de fixation ;
    • la figure 7 montre la fixation de la plaque à circuit imprimé sur la carcasse par déformation à chaud des languettes des seconds moyens de fixation ;
    • les figures 8a et 8b représentent la liaison par « tricotage » entre la plaque à circuit imprimé et respectivement le picot ressort et le contact d'alimentation ;
    • la figure 9 illustre la soudure des fils de « tricotage » représentés en figures 8a et 8b d'une part, et des fils d'extrémité de la bobine d'autre part, sur la plaque à circuit imprimé ;
    • les figures 10a et 10b représentent soit des extrémités de la bobine dans une version sans circuit imprimé, soit des fils de tricotage dans une version avec circuit imprimé, soudés électriquement respectivement au picot ressort et au contact d'alimentation par les rabats correspondants ;
    • la figure 11 illustre le pliage terminal du picot ressort ; et
    • la figure 12 montre la mise en place finale du poussoir.
  • En référence aux figures 1 et 2, la broche (1), qui est l'élément essentiel du sous-ensemble de l'invention, comporte à l'une de ses extrémités un embout (2) de fixation à une palette (non représentée) directement fixée à la ligne de production.
  • Son extrémité opposée (3) débouche sur une portion du corps de la broche (1) qui sert de support pour la carcasse (4) isolante de la bobine, carcasse (4) qui apparaît plus précisément en figure 3. Ladite portion est d'allure prismatique, et elle s'ajuste dans le manchon central également prismatique de la carcasse (4) qui coulisse jusqu'à une butée de la broche (1) la maintenant à bonne distance des premiers moyens de fixation de la plaque à circuit imprimé (voir ci-après).
  • Les autres éléments du sous-ensemble de l'invention sont notamment un picot ressort (5), un contact d'alimentation (6) et une plaque (7) à circuit imprimé sur laquelle sont montés des composants d'un circuit électronique de redressement, ladite plaque (7) n'existant que dans la version (A) apparaissant en figure 1, et pas dans la version (B) illustrée en figure 2.
  • La figure 2 laisse donc apparents les premiers moyens de fixation, constitués d'une part de plots (8) surmontés de tourillons aptes à s'insérer dans la plaque du circuit imprimé d'un côté, l'autre coté desdits moyens de fixation comportant une surface d'appui (9) et un muret de délimitation (10). Ces premiers moyens de fixation comportent également une pince dont les branches (11, 11') pivotent par rapport à un axe colinéaire ou confondu à l'axe de la broche (1), et dont les extrémités libres reposent sur la plaque de circuit imprimé (voir en figure 1).
  • La carcasse isolante (4) illustrée en figure 3 comporte classiquement une portion centrale (12) autour de laquelle s'effectue le bobinage proprement dit, et des rebords d'extrémité (13, 13') de forme complexe résultant des différentes fonctions que lesdits rebords (13, 13') assurent. Ainsi, les seconds moyens de fixation (14, 14') consistent en pratique en des excroissances dépassant respectivement du rebord (13) et d'une forme en portique (15) à excroissance unciforme constituant l'une des parties du rebord (13'). Ces seconds moyens de fixation (14, 14'), bien entendu disposés du même côté de la carcasse (4) par rapport à la portion centrale de bobinage (12), et dans l'alignement des premiers moyens de fixation (8, 9, 10, 11, 11'), présentent des languettes (16, 16') destinées à être insérées dans des orifices/languettes de la plaque de circuit imprimé (7).
  • Dans la ligne par exemple automatisée, l'adaptation de cette carcasse, fabriquée de manière unique pour les deux versions (A) et (B), s'effectue par simple sectionnement desdits moyens (14, 14') permettant d'aboutir à la configuration de carcasse (4) apparaissant à droite de la flèche de la figure 3.
  • Le rebord (13'), qui présente une gorge périphérique d'allure parallèle à la portion centrale de bobinage (12), loge notamment le picot ressort (5) qui y est chargé de manière radiale, comme illustré par la flèche apparaissant en figure 4a. L'une des gorges du rebord (13') est arrangée en logements (17) pour le picot (5) en U, lequel comporte à l'une des extrémités d'un jambage du U une première patte (18) dépassant du rebord (13'), comme cela apparaît en figure 4b, et une seconde patte (19) pliable se déployant à partir de la base du U.
  • L'extrémité (3) de la broche (1) comporte par ailleurs une fente (20) dans laquelle est inséré axialement le contact d'alimentation (6), à proximité de la carcasse (4), et plus précisément au voisinage de son rebord (13'). Les étapes d'enfichage du contact d'alimentation (6) apparaissent d'ailleurs aux figures 5a et 5b.
  • Les figures 6a et 6b montrent le déplacement de la plaque du circuit imprimé pour la faire passer des premiers moyens de fixation (8, 9, 10, 11, 11') aux seconds moyens de fixation (14, 14'), c'est-à-dire en réalité pour la déplacer de la broche (1), à laquelle elle est arrimée dans un premier temps pour permettre le bobinage dans la portion centrale (12) de la carcasse (4), à la carcasse (4) proprement dite, à l'extérieur de la bobine (21).
  • Les fils d'extrémité (30) de ladite bobine sont connectés en fin de bobinage à la plaque (7) à circuit imprimé. L'une des bordures d'extrémité de la plaque (7) est ensuite déplacée pour passer des plots (8) des premiers moyens de fixation aux languettes (16) des seconds moyens de fixation. La bordure de l'autre extrémité de la plaque (7) pivote de manière à ce qu'une encoche soit assujettie à la languette (16') des seconds moyens de fixation, visibles en figure 3. La plaque (7) de circuit imprimé est donc retournée, les composants faisant à présent face à la bobine (21). En somme, la plaque (7) est fixée aux rebords (13, 13'), sensiblement parallèlement à la portion centrale de bobinage (12) de la carcasse (4).
  • On a mentionné le fait que les languettes (16, 16') dépassent de la plaque (7) à circuit imprimé lorsque celle-ci est dans sa position finale, languettes (16, 16') qui sont alors insérées dans des encoches de la plaque (7). Une opération de déformation à chaud, montrée en figure 7, intervient ensuite pour solidariser définitivement la plaque (7) à la carcasse (4), et plus particulièrement à ses rebords d'extrémités (13, 13').
  • Toujours dans la version à circuit imprimé, un « tricotage » est ensuite effectué, c'est-à-dire qu'une piste du circuit imprimé disposé sur la plaque (7) est reliée d'une part à la patte (19) du picot ressort (5), et d'autre part à une patte (22) du contact d'alimentation (6), ladite patte (22) dépassant latéralement de la fente (20). Les pattes (19) et (22) présentent respectivement des rabats (23, 24) qui sont repliés sur les fils enroulés autour des pattes (19) et (22), réalisant une soudure électrique montrée aux figures 10a et 10b.
  • Il est à noter que dans les deux versions (B) et (A), les opérations ci-dessus se passent sensiblement de la même manière. La différence est que, dans les versions sans circuit imprimé, ce sont directement les fils d'extrémité de la bobine qui sont enroulés autour des pattes (19) et (22), alors que dans la version avec circuit imprimé, il s'agit des fils subissant une opération dite de « tricotage », en vue de les relier à la plaque (7) du circuit imprimé.
  • La figure 9 montre de manière plus détaillée la configuration de la plaque à circuit imprimé (7), comprenant quatre excroissances en T (25) sur lesquelles des pistes conductrices débouchent, permettant la connexion des entrées/sorties du circuit électronique de redressement avec d'une part les fils d'extrémité (30) de la bobine (21), et d'autre part les fils de tricotage (26).
  • Parmi les opérations mises en oeuvre dans les lignes automatiques de fabrication à la suite des opérations précédentes, la patte (19) est repliée d'environ 90°, de manière à être plaquée contre le fond du logement (17) du rebord (13') de la carcasse (4), en fait dans le prolongement du U du picot ressort (5). C'est ce qui apparaît en figure 11, qui montre également l'orifice (27') pratiqué dans le rebord (13') pour permettre au poussoir (28) apparaissant en figure 12 d'avoir une action sur l'un des jambages du U constituant le picot ressort (5), à proximité de la patte (18). Cette action vise à mettre hors tension la bobine (21).
  • La figure 12 montre ensuite l'insertion du poussoir (28), qui passe préalablement par un autre orifice (27) de la bobine (21) pratiqué dans le rebord (13). Compte tenu de sa longueur, le poussoir (28) doit, pour pouvoir être introduit dans lesdits orifices (27, 27'), bénéficier d'un évidement (29) pratiqué dans la broche (1), et permettant son positionnement initial avant coulissement dans les orifices (27, 27').
  • L'ensemble des éléments constituant l'unité de bobinage, tels que décrits auparavant, permet la mise en oeuvre simplifiée et automatisée d'une chaîne de montage de plusieurs types d'assemblages bobinés, pour des versions de calibres différents de contacteurs, avec une configuration à circuit imprimé et une configuration standard sans circuit imprimé.
  • L'exemple de mise en oeuvre du sous-ensemble de l'invention apparaissant dans les figures précédentes n'est cependant pas exhaustif de l'invention, qui englobe au contraire les variations de formes et de configurations à la portée de l'homme de l'art. En particulier, les choix des formes pour les différents composants peuvent varier dans la mesure où elles permettent la mise en oeuvre des fonctions expliquées en détail auparavant et qui garantissent la mise en oeuvre du procédé de montage automatisé pour toutes les versions mentionnées.

Claims (16)

  1. Sous-ensemble pour l'industrialisation d'un assemblage à bobine dans une ligne de bobinage d'une gamme de tels assemblages pour moteurs magnétiques d'appareils électriques de type contacteur, chaque bobine (21) étant enroulée autour d'une carcasse (4) isolante, caractérisé en ce qu'il comporte une broche (1) support allongée dotée axialement d'une première extrémité (2) de fixation/centrage dans une palette de ladite ligne, d'un corps central comprenant axialement successivement des premiers moyens de fixation (8, 9, 10, 11, 11') d'une plaque (7) à circuit imprimé à composants de redressement du courant et un tronçon support sur lequel est solidarisé par ajustement de leurs volumes respectifs l'orifice traversant de la portion centrale (12) d'enroulement de la carcasse (4) de bobine (21), une seconde extrémité (3) étant munie d'une fente (20) axiale dans laquelle est fixé un contact d'alimentation (6) à proximité de la carcasse (4), la portion centrale de bobinage (12) de ladite carcasse (4) étant limitée axialement par des rebords (13, 13') munis de seconds moyens de fixation (14, 14') de la plaque (7) à circuit imprimé se déployant sur la carcasse (4) du même côté que les premiers moyens de fixation (8, 9, 10).
  2. Sous-ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'un des rebords (13') de la carcasse (4) comporte un logement latéral (17) pour un picot ressort (5).
  3. Sous-ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon support est prévu prismatique, par exemple de section rectangulaire, comme l'orifice traversant la portion centrale (12) de la carcasse (4), un épaulement sur au moins un côté de la broche (1) servant de butée à l'insertion de la carcasse (4) sur le support.
  4. Sous-ensemble selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'un poussoir (28) apte à actionner le picot ressort (5) et guidé en translation axialement dans des orifices (27, 27') alignés pratiqués dans les rebords (13, 13') de la carcasse (4) est prévu au débouché d'un évidement (29) pratiqué dans la broche (1), de longueur au moins égale à celle dudit poussoir (28).
  5. Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers moyens de fixation consistent en des plots (8) supports de positionnement surmontés de tourillons aptes à s'insérer dans des orifices de la plaque (7) du circuit imprimé à l'une des extrémités axiales de cette dernière, en une surface support (9) limitée par un muret (10) de positionnement à l'autre extrémité, et en des pinces (11, 11') de maintien placées latéralement à ladite plaque (7) et aptes à pivoter entre une position de fermeture dans laquelle les extrémités libres des branches (11, 11') de la pince retiennent la plaque (7) dans la direction de la broche (1) et une position d'ouverture la libérant.
  6. Sous-ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rebord (13') de la carcasse proximal de la fente (20) de fixation du contact d'alimentation (6) comporte un logement (17) pour un picot ressort (5) en U, dont l'extrémité d'un jambage se trouve au débouché de l'un des orifices (27') de guidage du poussoir (28), et comportant deux pattes (18, 19) se déployant respectivement de ladite extrémité et de la base du U, et dépassant de la carcasse (4) dans deux directions d'allure perpendiculaire.
  7. Sous-ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des pattes (19) est repliable contre la carcasse (4) et comporte un rabat (23).
  8. Sous-ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact d'alimentation (6) comporte une patte (22) d'enroulement du fil de bobine (21) munie d'un rabat (24).
  9. Sous-ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les seconds moyens de fixation (14, 14') de la plaque (7) du circuit imprimé sont sécables.
  10. Sous-ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les seconds moyens (14, 14') de fixation comportent des languettes (16, 16') prévues pour s'insérer dans des orifices de la plaque (7) du circuit imprimé prolongeant des arêtes définissant un plan, au contact desquelles ladite plaque (7) est disposée en position fixée sur la carcasse (4), lesdites languettes (16, 16') dépassant alors de la face de la plaque (7) à circuit imprimé au verso de celle qui repose sur lesdites arêtes.
  11. Sous-ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque (7) du circuit imprimé a une longueur sensiblement égale à la distance séparant les rebords (13, 13') de la carcasse (4), et les orifices recevant les languettes sont des encoches pratiquées dans les bords axialement opposés de ladite plaque (7).
  12. Sous-ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque (7) du circuit imprimé présente des excroissances en T (25) recouvertes de pistes conductrices menant aux entrées et sorties du circuit de redressement.
  13. Sous-ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités du fil (26) de la bobine (21) sont enroulées à la patte (19) repliable du picot ressort (5) et sur la patte (22) du contact d'alimentation (6) de part et d'autre de leur rabat (23, 24), fils (30, 26) qui proviennent soit directement de la sortie de la bobine (21) ou, alternativement, du circuit imprimé (7) selon que l'unité de bobinage en comporte un ou non.
  14. Sous-ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils d'extrémités (30) de la bobine (21) sont enroulés à deux excroissances en T (25) opposées par rapport à l'axe de la bobine (21).
  15. Procédé de bobinage d'une gamme d'assemblages à bobine pour moteurs magnétiques d'appareils électriques de type contacteur, basée sur un sous-ensemble selon les revendications précédentes, et comportant des versions (A) à plaque à circuit imprimé redresseur de courant et des versions (B) sans plaque à circuit imprimé, caractérisé par les étapes suivantes :
    - montage de la carcasse (4) sur la broche (1) support ;
    - mise en version de la carcasse par sectionnement, pour la version (B), des seconds moyens de fixation (14, 14') du circuit imprimé ;
    - montage du picot ressort (5) ;
    - insertion du contact d'alimentation (6) dans la fente axiale (20) de la broche(1) support ;
    - chargement de la plaque (7) à circuit imprimé dans les premiers moyens de fixation (8, 9, 10, 11, 11') pour la version (A) ;
    - bobinage de la carcasse (4) et enroulement des extrémités du fil (26) autour des pattes (19, 22) respectivement du picot ressort (5) et du contact d'alimentation (6) dans la version (B) et autour des excroissances en T (25) reliées aux sorties du circuit de redressement dans la version (A) ;
    - déplacement et implantation de la plaque (7) à circuit imprimé des premiers (8, 9, 10, 11, 11') aux seconds (14, 14') moyens de fixation dans la version (A), puis écrasement à chaud des languettes (16, 16') sur la surface du circuit imprimé ;
    - connexion des pattes (23, 24) respectivement du picot ressort (5) et du contact d'alimentation (6) aux excroissances en T (25) reliées aux entrées du circuit de redressement par deux fils (26) enroulés à leurs extrémités autour desdites pattes (19, 22) de part et d'autre de leur rabat (23, 24) et autour des T (25), dans la version (A) ;
    - soudure à l'étain des quatre fils (26, 30) enroulés autour des T (25) de la plaque (7) à circuit imprimé dans la version (A) ;
    - soudure électrique des pattes (19, 22) du picot ressort (5) et du contact d'alimentation (6) par pliage mécanique des rabats (23) et (24) ;
    - pliage de la patte (19) du picot ressort (5) contre le rebord (13') de la carcasse (4) ;
    - contrôle de continuité électrique et de volume de la bobine (21).
  16. Procédé de bobinage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le poussoir (28) est inséré axialement dans les orifices (27, 27') en direction du picot ressort (5).
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