CN114122768A - 用于制造压入连接的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在一个或多个压入元件与载体的一个或多个开口之间制造压入连接的设备，包括：用于接收至少一个压入元件的接收装置；用于接收和摆动所述载体的摆动装置，其中，接收装置和摆动装置这样彼此布置和构造，使得借助所述摆动装置，接收在所述摆动装置中的载体能够以其至少一个开口摆动到所述接收装置中的与所述至少一个开口对应的压入元件上；和挤压装置、尤其是冲头装置，其构造为用于将所述载体的开口挤压到所述压入元件上，所述开口与所述至少一个压入元件对应并且摆入到所述压入元件上。

Description

用于制造压入连接的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在一个或多个压入元件与载体的一个或多个开口之间制造压入连接的设备。

本发明还涉及一种用于制造设备的方法，该设备用于制造压入连接。

本发明还涉及一种用于制造压入连接的方法。

背景技术

虽然本发明通常能够应用于任意连接，但仅参照电连接来阐述本发明。

为了制造电连接，已知多种技术和方法，这些电连接可以是能拆卸的、能有条件拆卸的或不可拆卸的。对于能有条件拆卸的电连接的一个示例是所谓的压入技术。这种连接技术是在电路板的区域中的无钎焊的电连接。在此，压入销被挤压到电路板的金属化的孔中。通过压入销相对于电路板中的通孔的过盈，在孔中产生挤压部并且因此产生电连接。这种连接是气密的。以已知的方式这样实现电路板和压入销的装配，使得电路板刚性地支承并且压入销垂直于电路板被导向并且被挤压到孔中。同样相反地也可以是，将电路板挤压到压入销上。在此需要压入销垂直地被压入到电路板中。此外，根据压入销的数量和位置，必要时能够实现电路板在相对侧上的其它支承可能性。这种情况例如是，仅沿着电路板的棱边设置压入销。而在相反侧上必须相应地引起支承。这例如通过压入盲销实现，所述压入盲销提供机械支承，但不是电路径的一部分。同样地，压入销相对于电路板的对中是必要的，以便例如借助电路板相对于压入销通过相应设备的相对的三维可运动性将压入销精确地引导到电路板中的设置在其中的孔中。

由DE 10 2014 217 927A1已知一种用于能导电的压入销在电路板中的无铅焊的压入电接触的方法，该方法具有以下步骤：提供具有至少一个基本上垂直穿过电路板的、用于压入接触的接触开口的电路板。提供至少一个具有至少一个能导电的压入销的压入构件。提供用于施加力和用于施加超声波能量的超声振荡单元。为了能够借助超声波压入技术将固定地布置在载体中的压入销与电路板电接触和机械接触，在此设置，至少一个压入构件与其至少一个压入销在压入步骤期间保持固定、尤其是位置固定。此外，在此设置，在压入销中借助超声震荡单元对电路板直接加载力和超声波能量，使得电路板在其至少一个接触开口的部位处被压紧到至少一个压入构件的至少一个不直接借助超声震荡单元加载的压入销上。

由EP 1 398 723B1还已知一种用于电子器具的SIM芯片卡的接触装置，其具有：接触载体，该接触载体具有接收在其中的接触元件，用于将芯片卡的触点与包含在该器具中的电路板的印制导线连接；能导电的盖，该盖可摆动地支承在接触载体上并且包含用于SIM卡的接收部；和用于通过盖与电路载体的大地或接地接触面之间的导电连接进行屏蔽的装置，其中，所述盖具有接触区段，该接触区段从接触载体旁经过或穿过接触载体并且在闭合状态下直接接触电路载体的大地或接地触点。

发明内容

在一个实施方式中，本发明提供一种用于在一个或多个压入元件与载体的一个或多个开口之间制造压入连接的设备，该设备包括：

-用于接收至少一个压入元件的接收装置；

-用于接收和摆动载体的摆动装置，其中，接收装置和摆动装置这样相对彼此地布置和构造，使得借助摆动装置，使接收在该摆动装置中的载体能够以其至少一个开口摆动到接收装置中的与至少一个开口对应的压入元件上；和

-挤压装置、尤其是冲头装置，其构造为用于将载体的开口挤压到压入元件上，所述开口与至少一个压入元件对应并且摆入到压入元件上。

在另一实施方式中，本发明提供一种用于制造用于制造压入连接的设备的方法，该方法包括以下步骤：

-提供用于接收至少一个压入元件的接收装置；

-提供用于接收和摆动载体的摆动装置；

-这样地布置和构造接收装置和摆动装置，使得借助摆动装置能够使接收在该摆动装置中的载体以其至少一个开口摆动到接收装置中的与至少一个开口对应的压入元件上；和

-提供挤压装置、尤其是冲头装置，其构造为用于将载体的开口挤压到压入元件上，所述开口与至少一个压入元件对应并且摆入到压入元件上。

在另一实施方式中，本发明提供一种用于制造压入连接的方法，该方法包括以下步骤：

-在接收装置中提供一个或多个压入元件；

-提供具有一个或多个开口的载体；

-将载体、尤其是电路载体布置在用于接收和摆动载体的摆动装置中；

-借助摆动装置使载体摆动，使得载体的至少一个开口至少靠置在其相对应的压入元件上；

-借助挤压装置将至少一个压入元件挤压到对应的开口中。

由此可能的优点之一可以是，如果压入元件仅沿着载体的棱边设置，则能够实现载体的单侧安放。此外，另一优点可以是，能够尤其以电路板和压入元件的形式实现载体的简单且快速的压紧。另一优点可以是，可以设置特别简单且成本低的挤压装置。

本发明的其它特征、优点和其它实施方式在下面得到说明或由此公开。

根据一个扩展方案，摆动装置和/或载体具有至少一个对中元件，用于使载体在摆动装置中对中。一个可能的优点可以是，能够实现载体的快速定向，这简化了制造过程。

根据另一扩展方案，摆动装置具有支承部位，用于在摆动期间尤其单侧地支承载体。一个可能的优点可以是，由此能够实现快速的且同时可靠的摆动。

根据另一扩展方案，支承部位无运动元件地以缺口的形式布置，尤其，其中，缺口构造有侧凹部、锥形的挤压部和/或弹性元件。一个可能的优点可以是，根据载体的构造和/或材料和/或压入元件的类型和构造而定，能够在没有可运动部件的情况下实现可靠的支承和从而实现简单的摆入。

根据另一扩展方案，布置有在将载体的至少一个开口挤压到对应的压入元件上期间用于载体的至少一个端部止挡。一个可能的优点可以是，由此还能够更可靠地执行摆入过程和随后的挤压过程。因此可以避免在将压入元件挤压到载体的开口中时载体和压入元件损坏。

根据另一扩展方案，一个或多个压入元件构造为用于使开口预对中。一个可能的优点是，由此简化了对中过程，使得简化了载体和压入元件之间的挤压连接的制造方法。另一可能的优点是，可以特别简单和从而成本低地实施挤压装置。预对中例如可以借助压入元件的相应成型的头部或类似结构实现。

根据另一扩展方案，挤压装置包括冲头装置，该冲头装置包括冲头，该冲头具有在横截面上基本上为U形的缺口，其中，缺口的边之间的间距大于至少一个开口的最大可能的直径。一个可能的优点是，提供一种成本低且简单的冲头，借助该冲头同时能够实现可靠的压紧。

根据另一扩展方案，在载体中布置有多个压入元件和对应的开口，其中，载体的可接收在摆动装置中的半部构造为无开口的。一个可能的优点是，借助在压入元件的相对侧上的作为转动铰链起作用的支承部位能够实现限定的摆入。

本发明的其它重要特征和优点由从属权利要求、附图和根据附图的相关附图说明得出。

应当理解，上述特征和下面将要阐述的特征不但可以在分别说明的组合中使用，而且可以在其它组合中使用或单独地使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

在附图中示出并且在下面的说明中详细阐述本发明的优选实施方案和实施方式，其中，相同的附图标记标明相同或相似或功能相同的构件或元件。

图1以横截面示出根据一个实施方式的设备的一部分；

图2以横截面示出根据一个实施方式的设备的一部分；

图3以俯视图示出根据一个实施方式的载体；

图4示出根据本发明的实施方式的摆动装置的不同支承部位；

图5示出用于制造用于制造压入连接的设备的方法的步骤；和

图6示出用于制造压入连接的方法的步骤。

具体实施方式

图1以示意性的形式示出根据一个实施方式的设备的一部分的横截面，并且图2以横截面示出根据一个实施方式的设备的一部分。

在图1中示出用于在载体5摆入到压入元件3上期间在一个或多个压入元件3与载体5(例如电路板等)的一个或多个开口6之间制造压入连接的设备1。此外，设备1包括用于接收至少一个压入元件3(在此呈压入销形式)的接收装置2和用于接收且用于载体5摆动的摆动装置4。在此，接收装置2和摆动装置4这样相对彼此地布置和构造，使得借助摆动装置4，接收在摆动装置4的支承部位9中的载体5能够以其至少一个开口6摆动到接收装置2中的与该至少一个开口6对应的压入元件3上。为了将压入元件3和载体5的开口6随后压紧而布置有挤压装置7，该挤压装置具有冲头11，该冲头具有在横截面上为U形的缺口12，该缺口构造为借助冲头11将载体5的与至少一个压入元件3对应的并且摆入到压入元件3上的开口6挤压到压入元件3上，在此借助相应的从上向下的竖直运动R。图2(左侧)在此示出载体5的开口6摆入到压入元件3上并且冲头11安放在开口6上的状态，并且图2(右侧)示出在借助冲头11将载体5的开口6压入到压入元件3上之后的状态。在此，端部止挡13这样地布置，使得载体5在压紧之后基本上靠置在端部止挡13上并且水平地布置在支承部位9中。

图3以俯视图示出根据一个实施方式的载体。

为了定向载体5、开口6和在此呈压入销形式的压入元件3，载体5设有对中元件8。如在图3中所示，这些对中元件可以布置在载体5的布置在摆动装置4中的边缘处并且例如以半圆形的、矩形的、尤其是倒圆的突出部和/或缺口的形式构造，其中，这些对中元件与摆动装置4的相应元件对应和/或呈在载体5内部的上述几何形状中的开口形式。在此，对中元件8布置在载体5的与支承部位9相邻的半部B中，而用于压入元件3的开口6布置在另一半部A中。优选地，开口6布置成一直线/一列。

为了使(在此呈电路板形式的)载体5摆入，该载体布置在摆动装置4的支承部位9中。换言之，载体5这样地构型，使得其具有一侧A和一侧B，所述侧A具有呈用于压入元件3的钻孔形式的开口6，所述侧B用于支承和对中。开口6遵循压入元件3在配对件中的布置并且成一列。载体5的用于支承和对中的侧B包括如上所述的用于对中的几何结构8。在此例如可以考虑，成型或构造半圆形或矩形的隆起部或突出的形状。同样地，在载体5中也可以同样以不同形状实施或构造缺口。

图4示出根据本发明的实施方式的摆动装置的不同支承部位。

图4(左侧)详细地示出呈具有夹紧部的侧凹部形式的支承部位9。在此，支承部位9基本上以U形9a、9b、9c构造，其中，下边9a构造成朝接收装置2的方向相对于上边9c突出和升高，使得在支承部位9中在下边9a的上端部处产生用于载体5的固定点10。

在图4中(中间)示出呈锥形延伸的缺口形式和借助挤压接收载体5的支承部位9。在此，支承部位9也基本上以U形9a、9b、9c构造，其中，下边9a比上边9c更长并且上边9c朝U底部9b的方向不成直角地延伸，使得U的直径在朝底部9b的方向上变小。当载体5的厚度等于U的直径时，载体5在支承部位9中的固定点10在此位于上边9c处。下边9a在完成压紧之后用作载体5的端部止挡辅助器件。

最后，在图4中(右侧)示出支承部位9，该支承部位又基本上构造为U形9a、9b、9c，其中，上边9c构造为L形并且构造为弹性地弹动。因此，载体5在支承部位9中的固定点10位于上边9c处。

图5示出用于制造用于制造压入连接的设备的方法的步骤。

图5详细地示出用于制造用于制造压入连接的设备的方法的步骤。该方法包括以下步骤：

-提供S1用于接收至少一个压入元件的接收装置，

-提供S2用于接收和用于摆动载体的摆动装置，

-布置S3和构造S4接收装置和摆动装置，使得借助摆动装置，接收在该摆动装置中的载体能够以其至少一个开口摆动到接收装置中的与该至少一个开口对应的压入元件上，和

-提供S5挤压装置、尤其是冲头装置，其构造为用于将载体的与至少一个压入元件对应的并且摆入到压入元件上的开口挤压到压入元件上。

图6示出用于制造压入连接的方法的步骤。

图6详细地示出用于制造压入连接的方法的步骤。该方法在此包括以下步骤：

-在接收装置中提供T1一个或多个压入元件，

-提供T2具有一个或多个开口的载体，

-将载体、尤其是电路载体布置T3在用于接收和用于摆动载体的摆动装置中，

-借助摆动装置使载体摆动T4，使得载体的至少一个开口至少靠置在其对应的压入元件上，和

-借助挤压装置将至少一个压入元件挤压T5到对应的开口中。

在另一未示出的实施方式中说明了一种装配方法和装配设备，其包括与同时压入处于一列上的压入销结合地接收和支承电路板。在此，附图标记涉及图1和2。

在此，该方法包括以下步骤

1.将电路板5以棱边/侧放置在支承部位9上

电路板5的定位可以手动地、半自动地或自动化地进行。电路板5以其一侧被移动到支承部位9中。支承部位9的任务是，禁止电路板一侧在+z和-z方向上以及在+x方向上运动。支承部位9例如可以这样地实施，使得电路板5以过盈的方式在那里被插入并夹紧。或者也可以是，电路板5在支承部位9处借助弹簧元件弹性地夹紧。对此的示例在图4中示出。支承部位9这样地构型，使得电路板的该侧在那里的简单安放是可能的。

2.将电路板在支承部位的对中几何形状上定向

为了也在+y和-y方向上定向电路板5，对中几何形状8布置在支承部位9中，所述对中几何形状接合到其在电路板5中的相应的配对件中，如在图3中所示的那样。电路板5的对中在将电路板5放入到支承部位9中之前、同时或之后进行。

3.摆动到压入销上

支承部位9这样地构型，使得其允许电路板5的摆动运动。该运动允许绕着沿y方向的虚拟旋转轴线转动，该旋转轴线通过支承部位9和电路板5的构型产生。在转动时不进行在y方向上的平移。

4.将压入销初始地穿入到电路板中

在摆动过程结束时，压入销3初始地与电路板5接触。该第一次进行接触允许压入销3预对中并且部分地穿入到电路板5中的设置在其中的钻孔6中。这允许整个电路板5在x-y平面内的定向。所有到目前为止提及的过程步骤可以手动地和/或自动地进行。

5.通过冲头将电路板完全压入到压入销上

在另一步骤中，将相应构造的冲头11放置在电路板5上并且向下(图2中的附图标记R)挤压该电路板，使得将压入销3更深地压入到电路板5中的设置在其中的钻孔6中直至端部止挡13。该端部止挡13限制在压入过程期间和在运行期间电路板5在z方向上的可能行程。

总之，本发明的至少一个实施方式可以实现至少一个以下优点和/或提供至少一个以下特征：

-优选地，如果压入元件仅沿着载体的一个棱边设置，则可以单侧地安放载体、尤其是电路板。

-载体的初始对中和定向可以直接通过在压入元件的相对侧上的支承部位实现。

-在压入元件的相对侧上的支承部位作为转动铰链起作用并且允许限定的摆入。

-借助支承部位和压入元件能够手动地定位和预对中载体。

-通过预对中可以非常简单地实施挤压装置，尤其以冲头的形式实施，该冲头通过压入元件挤压载体。

尽管本发明已经根据优选的实施例得到说明，但本发明并不局限于此，而是能够以多种方式修改。

Claims (10)

1.一种用于在一个或多个压入元件(3)与载体(5)的一个或多个开口(6)之间制造压入连接的设备，其包括：

用于接收至少一个压入元件(3)的接收装置(2)；

用于接收所述载体(5)和用于使该载体摆动的摆动装置(4)，其中，接收装置(2)和摆动装置(4)相对彼此地布置和构造，使得借助所述摆动装置(4)，使接收在该摆动装置中的载体(5)能够以其至少一个开口(6)摆动到所述接收装置(2)中的与所述至少一个开口(6)对应的压入元件(3)上；和

挤压装置(7)、尤其是冲头装置，所述挤压装置构造为用于将所述载体(5)的开口(6)挤压到所述压入元件(3)上，所述开口与至少一个压入元件(3)对应并且摆入到所述压入元件(3)上。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述摆动装置(4)和/或所述载体(5)具有至少一个对中元件(8)，用于使所述载体(5)在所述摆动装置(4)中对中。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的设备，其中，所述摆动装置(4)具有支承部位(9)，用于在摆动期间尤其单侧地支承所述载体(5)。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述支承部位(9)无运动元件地以缺口的形式布置，尤其，其中，所述缺口构造有侧凹部、锥形挤压部和/或弹性元件。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其中，布置有至少一个端部止挡(13)，其在将所述载体(5)的至少一个开口(6)挤压到对应的压入元件(3)上期间用于止挡所述载体(5)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个压入元件(3)构造为用于使所述开口(6)预对中。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，其中，所述挤压装置(7)包括冲头装置，所述冲头装置包括冲头(11)，该冲头具有基本上在横截面上为U形的缺口(12)，其中，所述缺口(12)的边之间的间距大于所述至少一个开口(6)的最大可能的直径。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备，其中，布置有多个压入元件(3)和在所述载体(5)中的对应的开口(6)，其中，所述载体(5)的能够接收在所述摆动装置(4)中的半部构造为无开口的。

9.一种用于制造用于制造压入连接(3)的设备(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供(S1)用于接收至少一个压入元件(3)的接收装置(2)；

-提供(S2)用于接收载体(5)和用于使该载体摆动的摆动装置(4)；

-布置(S3)和构造(S4)所述接收装置(2)和摆动装置(4)，使得借助所述摆动装置(4)能够使接收在该摆动装置中的载体(5)以其至少一个开口(6)摆动到所述接收装置(2)中的与所述至少一个开口(6)对应的压入元件(3)上；和

-提供(S5)挤压装置(7)、尤其是冲头装置，所述挤压装置构造为用于将所述载体(5)的开口(6)挤压到所述压入元件(3)上，所述开口与所述至少一个压入元件(3)对应并且摆入到所述压入元件(3)上。

10.一种用于制造压入连接的方法，所述方法包括以下步骤：

-在接收装置(2)中提供(T1)一个或多个压入元件(3)；

-提供(T2)具有一个或多个开口(6)的载体(5)；

-将所述载体(5)、尤其是电路载体布置(T3)在用于接收所述载体(5)和用于使该载体摆动的摆动装置(4)中；

-借助所述摆动装置(4)使所述载体(5)摆动(T4)，使得所述载体(5)的至少一个开口(6)至少靠置在其对应的压入元件(3)上；

-借助挤压装置(7)将所述至少一个压入元件(3)挤压(T5)到对应的开口(6)中。

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