DE102006012291A1 - Printed circuit board drilling or boring device, uses annular body for removing drilling chips from boring tool in two radial planes - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches Gebiet der Vorrichtungtechnical Area of the device
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bohren von Leiterplatten für elektronische Geräte, Apparate und Einrichtungen. Durch die Bohrungen können durchgehende Löcher gebildet werden. Dabei ist die Bohrvorrichtung dazu geeignet, mehrere zu Stapeln übereinandergeschichtete Leiterplatten zu durchbohren, wobei die Bohrspäne wirksam entfernt werden müssen, um eine ausreichende Kühlung der Bohrer sicher stellen zu können, die für die Qualität der Bohrarbeit wesentlich verantwortlich ist.The The present invention relates to a device for drilling of printed circuit boards for electronic Equipment, Apparatus and equipment. Through the holes can be continuous Holes formed become. In this case, the drilling device is suitable for several Stacking stacked Piercing printed circuit boards, the drill chips are effectively removed have to, for adequate cooling to be able to secure the drill the for the quality the drilling work is significantly responsible.
Stand der TechnikState of technology
Die in elektronischen Geräten, Apparaten und Einrichtungen eingesetzten Leiterplatten sind mit durchgehenden Löchern versehen, um elektrische Verbindungen zwischen einzelnen Schaltungen der Leiterplatten herstellen zu können. Die Löcher werden in der Regel mit Bohrern hergestellt. Die Bohrer sind üblicherweise am vorderen Ende einer Spindel gehalten, die höhenverstellbar ausgebildet ist. Dabei ist ein in der Senkrechten beweglich ausgebildeter Stempel vorhanden, mit dem der zu durchbohrende Leiterplattenstapel beim Bohrvorgang in der Umgebung der auszuführenden Bohrung von oben gegen die Auflagefläche einer Werkbank fest angedrückt werden kann. Der Stempel enthält an seinem unteren, dem Leiterplattenstapel zugewandten Boden einen auswechselbar ausgebildeten Ringkörper, der ein zentrales Loch zum freien Durchgang des Bohrers aufweist. Mit diesem auswechselbar ausgebildeten Ringkörper am unteren Boden des vertikal verstellbaren Stempels kann sicher gestellt werden, dass der Leiterplattenstapel in der Umgebung des zu bohrenden Loches während des Bohrvorganges fest gegen die Auflagefläche der Werkbank gedrückt gehalten wird (vgl. nachstehende Literaturstelle 1)The in electronic devices, Apparatus and equipment used circuit boards are with continuous holes provided to electrical connections between individual circuits to produce the circuit boards. The holes are usually with Drills produced. The drills are usually at the front end held a spindle, the height adjustable is trained. Here is a vertically movable trained stamp present, with the to be pierced PCB stack at Drilling in the vicinity of the hole to be executed from above against the bearing surface a workbench be pressed firmly can. The stamp contains at its bottom, the PCB stack facing bottom one replaceable trained ring body, which is a central hole Having the free passage of the drill. Interchangeable with this trained ring body at the bottom of the vertically adjustable punch can be safe be placed in the vicinity of the PCB stack to hole to be drilled during the drilling process firmly pressed against the support surface of the workbench becomes (see the following reference 1)
In
Auf
der obersten Leiterplatte
In
diesem Zustand wird die Spindel
Die
Wirbelströmung
dient auch zur Kühlung des
Bohrers
Wenn
die Späne
am Bohrer
Zur Entfernung der Bohrspäne ist eine Konstruktion bekannt, über einen Luftzuführungskanäle am unteren Ende des Stempels Luft in den Bereich des Bohrers zuzuführen, um dabei die Bohrspäne wegzublasen (vgl. Nachstehende Literaturstelle 2). Es ist auch ein Vorschlag bekannt geworden, bei dem zwei verschiedene Druckluftquellen vorgesehen sind. So befindet sich an der unteren Bodenfläche des Stempels eine Membran, die zwischen sich und der Bodenfläche des Stempels einen den Bohrbereich umschließenden Ringraum druckdicht abschließt, der an eine der Druckluftquellen angeschlossen ist, um über die Membran einen vorbestimmten Anpreßdruck auf das zu durchbohrende Werkstück abzugeben, während die zweite Druckluftquelle an Zuführungskanäle im Bereich des Bohres angeschlossen ist, um die Bohrspäne am Bohrer wegzublasen (vgl. nachstehende Literaturstelle 3). Außerdem ist eine Konstruktion vorgeschlagen worden, bei der ein Flüssigkeitsnebel in den Bereich des Bohres zu seiner Kühlung geblasen wird (vgl. nachstehende Literaturstellen 4 und 5).to Removal of drill cuttings is a construction known over an air supply ducts at the bottom Add air to the end of the punch in the area of the drill to while blowing away the drill cuttings (See reference 2 below). It is also a suggestion become known, in which two different compressed air sources are provided. So there is a membrane on the lower bottom surface of the stamp the one between itself and the bottom surface of the stamp Drilling area enclosing Pressure-sealed annulus, which is connected to one of the compressed air sources to over the Membrane to deliver a predetermined contact pressure on the workpiece to be drilled while the second compressed air source is connected to supply channels in the area of the drill is to the drill chips blow away on the drill (see reference 3 below). Besides that is A construction has been proposed in which a liquid mist is blown into the area of the drill for its cooling (see References 4 and 5).
Es ist weiterhin eine Konstruktion bekannt geworden, bei der ein separater Luftzuführungskanal bis in den Bereich des Bohres geführt ist, der zum Wegblasen der Bohrspäne geöffnet wird, wenn die Spannvorrichtung nach der Bohrung angehoben wird (vgl. nachstehende Literaturstelle 6). Darüber hinaus ist eine Konstruktion bekannt geworden, bei der der Luftzuführungskanal mittels eines Federmechanismus bei der Aufwärtsbewegung der Spannvorrichtung geöffnet wird, wobei der Luftzuführungskanal in einem Ringkörper am unteren Ende der Spannvorrichtung angeordnet ist (vgl. nachstehende Literaturstelle 7).It Furthermore, a construction has become known in which a separate Air supply duct up led into the area of the drill which is opened to blow away the chips when the jig is raised after drilling (see reference below 6). About that In addition, a construction has become known in which the air supply passage by means of a spring mechanism during the upward movement of the tensioning device open is, the air supply duct in a ring body is arranged at the lower end of the clamping device (see Reference 7).
[Literaturstelle 1][Reference 1]
- Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Hei 5-285891Laid-open Japanese Patent Application Hei 5-285891
[Literaturstelle 2][Reference 2]
- Offenlegungsschrift der japanischen Patentschrift Sho 63-300807Laid-open Japanese Patent Publication Sho 63-300807
[Literaturstelle 3][Reference 3]
- Offenlegungsschrift der japanischen Patentschrift Hei 3-3713 Laid-open Japanese Patent Hei 3-3713
[Literaturstelle 4][Reference 4]
- japanische Patentschrift 351376Japanese Patent 351376
[Literaturstelle 5][Reference 5]
- japanische Gebrauchsmusteranmeldung Hei 6-17847Japanese Utility Model Application Hei 6-17847
[Literaturstelle 6][Reference 6]
- japanische Patentanmeldung 2000-5910Japanese Patent Application 2000-5910
[Literaturstelle 7][Reference 7]
- Patentanmeldung 2004-130454Patent Application 2004-130454
Nachteile des Standes der Technik und Aufgabe der vorliegenden Erfindungdisadvantage of the prior art and object of the present invention
Der Anmeldungsgegenstand nach der vorstehenden Literaturstelle 1, bei der der Ringspalt zwischen dem Bohrer und dem Bohrerdurchgangsloch im Ringkörper am unteren Ende des Stempels möglichst eng gehalten wird und der Leiterplattenstapel über den Ringkörper beim Bohrvorgang fest an die Auflagefläche der Werkbank angepresst werden kann, damit die Gradbildung in der Umgebung eines Durchgangsloches durch den Plattenstapel weitgehend unterdrückt werden kann, gleichzeitig aber auch die Späne durch den beim Absaugen von Luft im Bereich des Bohres entstehenden Wirbelstrom zusammen mir der angesaugten Luft ausgetragen werden sollen, erwies sich als wenig effektiv, was die Absaugung der Späne betrifft.Of the Subject of the application according to the above reference 1, at the annular gap between the drill and the drill through hole in the ring body if possible at the lower end of the stamp is kept tight and the PCB stack on the ring body at Drilling firmly pressed against the support surface of the workbench can be, so that the degree of formation in the environment of a through hole can be largely suppressed by the stack of plates, at the same time but also the chips by the resulting in the extraction of air in the area of the drill Eddy current are discharged together with the sucked air should, proved to be less effective in terms of the extraction of the chips.
Bei den im vorstehenden Stand der Technik (2) und (3) offenbarten Konstruktionen werden zwar befriedigende Kühlungen der Bohrer erreicht. Die Entfernung der Bohrspäne durch Einblasen von Druckluft birgt die Gefahr, dass Bohrspäne wegen mangelnder Regulierung der Luftzuführung auf die Leiterplatten geblasen werden können.at the constructions disclosed in the prior art (2) and (3) Although satisfactory cooling reached the drill. The removal of the drill chips by blowing compressed air carries the risk of drilling chips due to lack of regulation of the air supply to the printed circuit boards can be blown.
Bei dem vorstehenden Stand der Technik (4) und (5) besteht die Gefahr, dass durch die der Luft zugesetzte Flüssigkeit die Späne im Innern des Stempels haften bleiben und damit eine effektive Absaugung der Späne oder Entstaubung der Anlage verhindert wird.at the above prior art (4) and (5) there is a risk that by the liquid added to the air, the chips inside stick the stamp and thus effective extraction of the Chips or Dust removal of the system is prevented.
Um diese Nachteile zu beheben, kann der freie Luftspalt zwischen dem Bohrer nahe seiner Spitze und dem engen Bohrdurchgangsloch in dem Ringkörper am unteren Ende des Stempels zur Erzielung einer erhöhten Luftströmung weiter verengt werden. Wenn zum hinteren Ende des Bohrers hin das Loch trichterförmig im Ringkörper erweitert ist, wird der Luftstrom mit einer erhöhten Luftgeschwindigkeit in dem engen Luftspalt zwischen der das Loch umgebenden Wand und dem Bohrer beim Übergang in das trichterförmig erweiterte Loch abgekühlt, wodurch der Bohrer mit erhöhter Effektivität gekühlt werden kann. Dabei besteht aber das Problem dass der Luftdruck beim Absaugen der Luft über eine seitliche Öffnung in dem Stempel erniedrigt wird, so dass der Leiterplattenstapel mit den übereinandergeschichteten Leiterplatten in nachteiliger Weise angesaugt wird.To fix these drawbacks, the free air gap between the drill near its spit ze and the narrow bore through hole in the ring body at the lower end of the punch to achieve an increased air flow are further narrowed. When the hole is funnel-shaped in the ring body toward the rear end of the drill, the air flow is cooled at an increased air velocity in the narrow air gap between the wall surrounding the hole and the drill as it passes into the funnel-shaped enlarged hole, thereby increasing the efficiency of the drill can be cooled. However, there is the problem that the air pressure is lowered when sucking the air through a lateral opening in the punch, so that the circuit board stack is sucked in a disadvantageous way with the stacked circuit boards.
Die Konstruktionen beim obigen Stand der Technik enthalten separate Luftaustrittsöffnungen, die erst geöffnet werden, wenn die Spannvorrichtung nach einem Bohrvorgang angehoben wird. Hierdurch läßt sich ein Ansaugen des Leiterplattenstapels durch Druckabfall im zur Absaugung gelangenden Luftstrom vermeiden.The Constructions in the above prior art contain separate Air outlet openings, the only open when the jig is raised after a drilling operation becomes. This can be a suction of the PCB stack by pressure drop in the suction avoid reaching airflow.
In jüngster Zeit setzt sich der Trend zur Miniaturisierung von Leiterplatten weiter fort, was die Ausbildung von Bohrlöchern in den Leiterplatten mit extrem kleinen Bohrlochdurchmessern (z.B. 0,2 mm) erforderlich macht. Hierbei häufen sich Brüche von Bohrern, weil die sich an einem Bohrer anheftenden Bohrspäne nicht ausreichend beseitigt werden können, wobei auch die Kühlung der Bohrer unbefriedigend ist. Es besteht daher ein dringendes Bedürfnis, die Beseitigung der Bohrspäne und zugleich die Kühlung der Bohrer, insbesondere auch bei Löchern mit Bohrdurchmessern von z.B. 0,2 mm in Leiterplattenstapeln aus miniaturisierten Leiterplatten, im Vergleich zum Stand der Technik mit wesentlich erhöhter Effektivität mit vertretbaren technischen Aufwand sicher gelöst zu bekommen.In recently, Time is the trend toward miniaturization of printed circuit boards continuing what is the formation of boreholes in the printed circuit boards with extremely small hole diameters (e.g., 0.2 mm) required power. This pile up breaks of drills, because the drill chips attaching to a drill do not can be sufficiently eliminated including the cooling the drill is unsatisfactory. There is therefore an urgent need, the Elimination of drilling chips and at the same time the cooling the drill, especially for holes with drill diameters from e.g. 0.2 mm in PCB stacks of miniaturized printed circuit boards, Compared to the prior art with significantly increased effectiveness with justifiable solved technical effort safely to get.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bohren von Leiterplattenstapeln – auch aus miniaturisierten Leiterplatten – anzugeben, die die Nachteile des Stand der Technik durch wesentlich erhöhte Kühlleistung gegenüber den Bohrern (insbesondere auch bei Bohrlochdurchmessern von z.B. 0,2 mm ) bei gleichzeitig erhöhtem Austrag von Bohrspänen sicher vermeidet.Of the Invention is therefore the object of a device for Drilling PCB stacks - even from miniaturized ones PCBs - specify the disadvantages of the prior art by significantly increased cooling capacity compared to the Drills (in particular also with borehole diameters of, for example, 0.2 mm) with simultaneous increased discharge of drill shavings safely avoids.
Erfindungsgemäße Lösung der AufgabeInventive solution of task
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen nach der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche und/oder der Beschreibung.The Task is according to the invention with the features of claim 1. Advantageous versions According to the invention will become apparent from the features of the claims and / or the description.
Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung zum Bohren von Löchern in Leiterplatten für elektronische Geräte, Apparate und Einrichtungen, wobei mehrere Leiterplatten zu einem Stapel übereinander geschichtet ein zu bohrendes Werkstück auf einer Werkbank bilden und ein in der vertikalen beweglich ausgebildeter Stempel zum Andrücken des Werkstückes von oben gegen die Auflagefläche der Werkbank vorgesehen ist, wobei an den Boden des Stempels ein beliebig auswechselbarer Ringkörper mit einer zentralen Ausnehmung zum Durchgang des Bohrers gehalten ist, und der Ringkörper zum Andrücken des Werkstückes gegen die Auflagefläche der Werkbank in einem gewählten engen Bohrbereich zur Gewährleistung einer sicheren Bohrung geeignet ausgebildet ist.The The invention relates to a drilling device for drilling holes in PCBs for electronic equipment, Apparatus and devices, wherein a plurality of printed circuit boards to a Stacked on top of each other a workpiece to be drilled on a workbench and one in the vertical form of training Stamp for pressing of the workpiece from above against the support surface the workbench is provided, with the bottom of the punch a any interchangeable ring body held with a central recess for passage of the drill is, and the ring body for pressing the workpiece against the support surface the workbench in a chosen narrow drilling area for warranty a safe bore is formed suitable.
Die vorstehende Vorrichtung ist hierzu erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper zum Entfernen von Bohrspänen am Bohrer in zwei getrennten radialen Ebenen mit gewähltem axialem Abstand voneinander jeweils mehrere Kanäle aufweist, die zum Anschluß der Luft außerhalb des Stempels in die zentrale Ausnehmung des Ringkörpers vom äußeren seitlichen Umfang des Ringkörpers zur zentralen Ausnehmung des Ringkörpers verlaufen und dort in dem gewählten axialen Abstand an die Ausnehmung dergestalt zum Anschluß gebracht sind, dass durch Ansaugen von Luft aus der Umgebung des Stempels über seinen Hohlraum die durch erste Kanäle in der radialen oberen Ebene angesaugte Luft in einem ersten oberen Abschnitt des Bohrers eine erste obere Wirbelströmung um den Bohrer bildet und die gleichzeitig durch zweite Kanäle in der radial unteren Ebene angesaugte Luft in einem zweiten unteren Abschnitt des Bohrers im Bereich seiner Bohrspitze eine zweite untere Wirbelströmung um den Bohrer bilden.The The above device is for this purpose according to the invention characterized in that the ring body for removing drilling chips at the drill in two separate radial planes with selected axial Distance from each other has a plurality of channels for connecting the air outside of the punch in the central recess of the annular body from the outer side Circumference of the ring body run to the central recess of the ring body and there in the chosen one axial distance to the recess in such a way brought to the terminal are that by sucking air from the environment of the punch over his Cavity through first channels air sucked in the radial upper plane in a first upper one Section of the drill forms a first upper turbulence around the drill and at the same time through second channels in the radially lower level sucked in air in a second lower section of the drill in the Area of its drill bit a second lower vortex flow around form the drill.
Vorteilhaft besteht die Ausnehmung des Ringkörpers zum Durchgang des Bohrers im unteren, dem Werkstück zugewandten Bereich aus einer zylindrischen Bohrung mit einem gewählten relativ engen Durchmesser, die in einem vom Werkstück abgewandten anschließenden oberen Bereich zur Anschlußöffnung des Ringkörpers am Boden des Stempels hin in vorbestimmter Weise kegelförmig erweitert ist und wobei die von außen nach innen sternförmig verlaufenden ersten Kanäle in einem oberen kegelförmig erweiterten Bereich der Ausnehmung des Ringkörpers außerhalb ihres unteren zylindrischen Bereiches anschließen und die von außen nach innen sternförmig verlaufenden zweiten Kanäle an den unteren zylindrischen Bereich der Ausnehmung nahe dem Werkstück anschließen, wobei die Anzahl der ersten und zweiten Kanäle und ihre Luftdurchlaßquerschnitte sowie ihre Anschlüsse an die Ausnehmung des Ringkörpers in Bezug zum Durchmesser und der axialen Länge des zylindrischen Bereichs des Ringkörpers sowie der Art seiner kegelförmigen Erweiterung und dem Saugdruck an einer seitlichen Wandöffnung zum hohlen Innenraum des Stempels derart gewählt sind, dass die über die ersten Kanäle in die Ausnehmung des Ringkörpers zugeführte Absaugluft eine solche erste Wirbelströmung im Bereich der kegelförmigen Erweiterung bildet und dabei einen solchen Druckabfall aufweist, dass die Späne aus dem Bohrbereich über dem hohlen Stempel optimal zur Austragung gelangen und dass die über die zweiten Kanäle zugeführte Luft eine solche zweite Wirbelströmung im Bereich des zylindrischen Anschnittes der Ausnehmung nahe der Bohrerspitze mit vergleichsweise hoher Luftgeschwindigkeit bildet, dass einerseits ein Anhaften der Bohrspäne an dem Bohrer verhindert wird und andererseits durch adiabatische Expansion der Wirbelströmung eine wirksame Kühlung des Bohrers erzielbar ist.Advantageously, the recess of the annular body for passage of the drill in the lower, the workpiece-facing portion of a cylindrical bore with a selected relatively narrow diameter, the tapered in a predetermined manner away from the workpiece adjacent upper region for connection opening of the annular body at the bottom of the punch is extended and wherein the radially outwardly inwardly extending first channels in an upper conically widened region of the recess of the annular body outside its lower cylindrical portion and connect the outside to the inside star-shaped second channels to the lower cylindrical portion of the recess near the workpiece wherein the number of the first and second channels and their Luftdurchlaßquerschnitte and their connections to the recess of the annular body with respect to the diameter and the axial length of the cylindrical portion of the annular body s as well as the nature of its cone-shaped Extension and the suction pressure at a lateral wall opening to the hollow interior of the punch are chosen such that the first channel into the recess of the annular body supplied exhaust air forms such a first turbulent flow in the region of the conical extension and thereby has such a pressure drop that the chips from the drilling area above the hollow punch optimally get to the discharge and that the air supplied via the second channels forms such a second vortex flow in the region of the cylindrical portion of the recess near the drill bit with comparatively high air velocity, on the one hand prevents the drill chips from sticking to the drill and on the other hand by adiabatic expansion of the vortex flow effective cooling of the drill is achieved.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass die zweiten Kanäle in dem dem Werkstück zugewandten Boden des Ringkörpers aus Nuten mit vorbestimmten Ausmaßen bestehen, die durch das Aufsetzen des Ringkörpers auf dem Werkstück geschlossene Kanäle bilden, über die im zylindrischen Bereich der Ausnehmung eine hohe Wirbelstromgeschwindigkeit zur sicheren Ablösung der Bohrspäne von der Bohrerspitze und eine ausreichende Abkühlung des Bohrers erreicht wird.The inventive device can advantageously be designed such that the second channels in the workpiece facing bottom of the ring body consist of grooves of predetermined dimensions by the Placing the ring body on the workpiece closed channels form over the in the cylindrical portion of the recess a high eddy current velocity for safe replacement the drill chips reached from the drill tip and sufficient cooling of the drill becomes.
Dies läßt sich erfindungsgemäß auch dadurch erzielen, dass die zweiten Kanäle als Bohrungen ausgebildet sind, die sich in einer radialen Ebene des Ringkörpers nahe dem Werkstück von der seitlichen Außenwand des Ringkörpers durchgehend bis in seinen zylindrischen Bereich erstrecken.This let yourself also according to the invention achieve that the second channels are formed as bores extending in a radial plane of the ring body near the workpiece from the lateral outer wall of the ring body extend continuously into its cylindrical region.
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgebildet, dass die Summe der Querschnitte der zweiten Kanäle kleiner ist als die Summe der Querschnitte der ersten Luftkanäle, so dass mittels der zweiten Kanäle eine relative hohe Wirbelstromgeschwindigkeit im zylindrischen Bereich der Ausnehmung des Ringkörpers weitgehend nahe der Spitze des Bohrers erzielt werden kann. Dabei können die gleich großen offenen Querschnitte der ersten Kanäle jeweils wesentlich größer sein als die offenen Querschnitte der zweiten Kanäle, wobei die Anzahl der ersten, z.B. 8, sternförmig angeordneten ersten Kanäle größer, z.B. doppelt so groß sein kann, wie die zweiten Kanäle und, wobei die ersten und entsprechend die zweiten Kanäle an die kreisförmige Ausnehmung gegenüber ihrer axialen Mitte zur Erzielung von in gleicher Drehrichtung drehenden ersten und zweiten Wirbelströmungen jeweils um das gleiche Maß versetzt anschließen.advantageously, is the device according to the invention formed such that the sum of the cross sections of the second channels smaller than the sum of the cross sections of the first air channels, so that by means of the second channels a relatively high eddy current velocity in the cylindrical region of Recess of the annular body can be achieved substantially near the top of the drill. The can same size open cross sections of the first channels each be much larger as the open cross sections of the second channels, the number of the first, e.g. 8, star-shaped arranged first channels larger, e.g. be twice as big can, like the second channels and, wherein the first and correspondingly the second channels to the circular recess across from its axial center to achieve rotating in the same direction first and second turbulent flows each offset by the same amount connect.
Es kann weiterhin von Vorteil sein um den zylindrischen Umfang des Ringkörpers im Bereich der äußeren Eintrittsöffnungen der ersten Kanäle ein Stellring verdrehbar anzuordnen, der Öffnungen im Querschnitt der Eintrittsöffnungen der ersten Kanäle oder größer aufweist, wobei in einer Ausgangsstellung die Öffnungen in dem Stellring mit ihrem vollen Querschnitten ungedrosselt vor den Eintrittsöffnungen der ersten Kanäle zu liegen kommen und der zur Regulierung der in gleicher Weise gedrosselten Eintrittsöffnungen der ersten Kanäle radial verdrehbar ausgebildet ist, wobei der Stellring in Abhängigkeit von der Drehstellung die Eintrittsöffnungen der ersten Kanäle mehr oder weniger gedrosselt frei gibt und damit die über den Innenraum des Stempels angesaugte Luftmenge entsprechend den geforderten Verhältnissen einstellbar ausgebildet werden kann.It may also be beneficial to the cylindrical circumference of ring body in the area of the outer inlet openings the first channels to arrange a collar rotatably, the openings in the cross section of inlet openings the first channels or has larger wherein in an initial position, the openings in the adjusting ring with their full cross sections unthrottled in front of the inlet openings the first channels to come to rest and to regulate the equally throttled inlet openings the first channels is formed radially rotatable, wherein the adjusting ring in dependence of the rotational position of the inlet openings the first channels more or less throttled free and thus the over the Interior of the stamp sucked air quantity according to the required ratios can be made adjustable.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Ein wesentlichen Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass in dem Ringkörper am Boden des Stempels zum Anpressen einer oder mehrerer übereinander gestapelter Leiterplatten und mit einer zentralen Öffnung zum Durchgang des Borhers radiale erste oder zweite Luftzuführungskanäle in zwei voneinander getrennten radialen Ebenen angeordnet sind, über die von außen Luft jeweils mit wählbarem Druck angesaugt werden kann, um axial unterschiedliche Bereiche des Bohrers mit zirkulierender Luft in gezielter Weise zur Kühlung des Bohrers und zur Entfernung von Bohrspänen druckgesteuert zu umspülen, wobei entsprechend den jeweiligen Kühlungs- und Späneabführerfordernissen in beiden axialen Bereichen des Bodens die Ansaugquerschnitte der ersten Luftzuführungskanäle entsprechend gewählt sind.One Substantial advantage of the invention is also that in the ring body at the bottom of the punch for pressing one or more over each other stacked circuit boards and with a central opening to the Passage of Borher radial first or second air supply ducts in two from each other separated radial planes are arranged on the outside air each with selectable pressure can be sucked to axially different areas of the drill with circulating air in a targeted manner for cooling the drill and for removal of drill shavings flush with pressure, according to the respective cooling and chip removal requirements in both axial regions of the bottom, the Ansaugquerschnitte the first air supply channels accordingly chosen are.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindungpreferred embodiments the invention
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bohren von Leiterplatten erläutert. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Bohren von Leiterplatten zu liefern, mit deren Hilfe die Entfernung von Spänen und die Kühlung des Bohrers wirkungsvoll durchgeführt werden können. Dies wurde bisher in der Weise erreicht, dass am unteren Ende des senkrecht auf- und abbewegbaren Stempels ein Ringkörper abnehmbar gehalten ist. In einer oberen ersten radialen Ebene des Ringkörpers befinden sich mehre erste Luftzuführungskanäle, über die von außen wählbare Luftmengen in das Zentrum des Ringkörpers zum Durchführen des Bohrers geführt wird, wobei eine erste Wirbelströmung den Bohrer in einem mittleren Bereich umspült und dass sich in einer unteren zweiten radialen Ebene des Ringkörpers, die dem Leiterplattenstapel zugewandt ist, mehrere zweite Luftzuführungskanäle befinden, um eine zweite Wirbelströmung im Zentrum des Ringkörpers abzugeben, die den Bohrer in einem unteren, der Bohrspitze nahen Bereich umspült, wobei die Verhältnisse der Luftmengen der beiden Luftwirbelströmungen zueinander wählbar sind.In the following preferred embodiments of the inventive device for drilling printed circuit boards are explained. The object of the present invention is to provide a device for drilling printed circuit boards, with the aid of which the removal of chips and the cooling of the drill can be carried out effectively. This has been achieved in such a way that at the lower end of the vertically movable up and down punch an annular body is removably held. In an upper first radial plane of the annular body are several first air supply channels, is passed over the externally selectable amounts of air in the center of the annular body for performing the drill, wherein a first vortex flow flows around the drill in a central region and that in a lower second Radial plane of the annular body, which faces the circuit board stack, a plurality of second air supply ducts to deliver a second vortex flow in the center of the annular body, which surrounds the drill in a lower, the drill bit near area, the ratios of the air quantities of the two Luftwir bellows to each other are selectable.
Da
der gesamte Aufbau der Vorrichtung zum Bohren von Leiterplatten
bereits anhand von
In
dem Ringkörper
In
dem Ringkörper
Die
Ringkörper
Die
angesaugte Luft aus den ersten Kanälen
Da
die Kanäle
in dem Ringkanal erfindungsgemäß so ausgebildet
sind, dass zwei axial übereinanderliegende
Wirbelströmungen
entstehen, von der die bohrspitzennahe untere Wirbelströmung eine
relativ höhere
Geschwindigkeit besitzt als die obere Wirbelströmung im Bereich des Bohrers
oberhalb seiner Spitze, ist das Querschnittverhältnis der ersten Kanäle
Mit
dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
nach
Es gibt Leiterplattenwerkstoffe bei denen die Bohrspäne besonders leicht an dem Bohrer anhaften können. In einem solchen Fall können erfindungsgemäß Wirbelströmungen mit weiter höheren Geschwindigkeiten in der Nähe der Bohrerspitze erzeugt werden.It There are printed circuit board materials where the drill chips are special can easily adhere to the drill. In such a case can according to the invention with eddy currents further higher Speeds in the vicinity the drill tip are generated.
So
können
erfindungsgemäß für jede Werkstoffart
der Leiterplatten die Summe der Querschnittsverhältnisse der ersten Kanäle
Um
die Anzahl der verschieden Ringkörper in
Abhängigkeit
von der Materialwahl der Leiterplatten möglichst klein zu halten, kann
erfindungsgemäß ein Ringkörper
Wie
in
Es
kann bei den Ringkörper
Zum erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
nach
Mit
einem solchen Ringkörper
wurden Bohrversuche mit 150 Bohrern durchgeführt, wobei kein Bruch der Bohrer
auftrat. Doch zeigt das Photo in
Zum
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
nach
Mit
einem solchen Ringkörper
wurden Bohrversuche mit 150 Bohrern durchgeführt, wobei kein Bohrerbruch
auftrat. Nach dem Bohren wurde an fünf von 150 Bohrern festgestellt,
dass sich eine vergleichsweise geringe Menge von Spänen an den Bohrer
angeheftet hatte (Photo von
Bei
Einsatz dieses Ringkörpers
VergleichsbeispielComparative example
Unter
Einsatz dieses Druckringes wurden Bohrversuche durchgeführt, wobei
an jedem dritten Bohrer ein Bohrerbruch gemessen an seiner Lebenszeit
schon relativ frühzeitig
auftrat. Wie in Photo in
Die Bohrversuche wurden bei den obigen Ausführungsbeispielen und dem Vergleichsbeispiel mit den gleichen Arbeitsparametern, und zwar einem Bohrerdurchmesser von 0,3 mm, einer Vorschubgeschwindigkeit von 1,5 m/min und einer Spindeldrehzahl von 100 000 rpm durchgeführt. Was die Anzahl der Bohrungen betraf, wurden mit demselben Bohrer bis 3000 Bohrungen entsprechend seiner Lebensdauer durchgeführt, sofern kein Bohrerbruch eintrat. Bei allen Versuchen wurde ein Ringkörper verwendet, der vier Kanäle mit einem Durchmesser von 3,1 mm aufwies.The Drilling experiments were in the above embodiments and the comparative example with the same working parameters, namely a drill diameter of 0.3 mm, a feed rate of 1.5 m / min and a Spindle speed of 100 000 rpm carried out. As for the number of holes were concerned, with the same drill to 3000 holes were accordingly carried out his life, unless a drill break occurred. In all experiments, a ring body was used, of the four channels with a diameter of 3.1 mm.
Wie oben ausführlich beschreiben, ist am unteren Boden des Stempels ein Ringkörper frei abnehmbar angebracht. Dabei weist der Ringkörper in einer ersten oberen radialen Ebene mehrere erste Kanäle zur Erzeugung einer ersten Wirbelströmung in der zentralen Ausnehmung des Ringkörpers durch die ins Innere des Stempels angesaugte Luft auf. In einer zweiten dem Werkstück zugewandten radialen Ebene befinden sich mehrere zweite Kanäle, die eine zweite Wirbelströmung in der zentralen Ausnehmung des Ringkörpers nahe der Bohrerspitze erzeugen, wobei die in die zweiten Kanäle einströmende Luft eine vergleichsweise hohe Strömungsgeschwindigkeit aufweist, um die Bohrspäne von der Spitze des Bohrers abzulösen und außerdem sichergestellt ist, dass eine genügende Luftmenge über die ersten Kanäle der Ausnehmung innerhalb des Ringkörpers vorhanden ist, um die Späne mit Hilfe der ersten Wirbelströmung über den hohlen Stempel austragen zu können. Durch diese Maßnahme wird eine wirksame Entfernung der Spänen und zugleich eine ausreichende Bohrerkühlung ermöglicht, wodurch die Nachteile durch die Anheftung von Spänen an den Bohrern beim Stand der Technik vermieden werden.As above in detail describe a ring body is free at the bottom of the stamp removably attached. In this case, the annular body in a first upper radial plane several first channels for generating a first turbulent flow in the central recess of the ring body through the sucked into the interior of the stamp air on. In a second to the workpiece facing radial plane are several second channels, the a second vortex flow in the central recess of the ring body near the drill bit generate, wherein the air flowing into the second channels a comparatively high flow velocity has to drill the chips detach from the tip of the drill and also it is ensured that a sufficient amount of air over the first channels the recess is present within the annular body to the Chips with Help the first vortex flow over the to carry hollow stamp. By this measure is an effective removal of chips and at the same time a sufficient bur cooling allows whereby the disadvantages by the attachment of chips on the drills in the state the technique can be avoided.
Wie aus den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 zu folgern ist, müssen die zweiten Kanäle in dem Ringkörper genau bemessen sein, um eine optimale Ablösung der Bohrspäne an der Spitze des Bohrer sicher stellen und außerdem einen Austrag der abgelösten Späne mit der zweiten Wirbelströmung ermöglichen zu können.As from the embodiments 1 to 3 is to conclude the second channels in the ring body be precisely sized to ensure optimal replacement of the chips at the Ensure the tip of the drill and also a discharge of the detached chips with the second vortex flow enable to be able to.
Die Erfindung ist auf die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Für den Fachmann sind weitere Ausführungsbeispiele ohne weiteres möglich, die den Rahmen der Erfindung nicht verlassen.The The invention is not limited to the exemplary embodiments shown. For the expert further embodiments readily possible, which do not depart from the scope of the invention.
In den Abbildungen zeigt:In the pictures shows:
- 11
- Werkstückworkpiece
- 22
- WerkbankWorkbench
- 33
- Stempelstamp
- 44
- Ringkörperring body
- 4A~4C4A ~ 4C
- Ringkörperring body
- 5 5
- Bohrerdrill
- 66
- Spindelspindle
- 77
- Hubvorrichtunglifting device
- 88th
- Auslassöffnungoutlet
- 99
- zentrale Ausnehmung des Ringkörperscentral Recess of the annular body
- 1010
- Kanäle in einem bekannten RingkörperChannels in one known ring body
- 1111
- LeiterplattenstapelBoardstacking
- 1212
- Deckplatte des Leiterplattenstapelscover plate of the PCB stack
- 1313
- Bodenplatte des Leiterplattenstapelsbaseplate of the PCB stack
- 1414
- Erste Kanäle in einem erfindungsgemäßen RingkörperFirst channels in a ring body according to the invention
- 42A42A
- Nuten zur Bildung zweiter Luftkanäle in einem erfindungsgemäßengroove to form second air channels in an inventive
- Ringkörperring body
- 42B42B
- Zweite Kanäle eines erfindungsgemäßen RingkörpersSecond channels a ring body according to the invention
- 4343
- Stellringcollar
- 4444
- Öffnungen in dem Stellringopenings in the collar
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