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Die
Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zum Kürzen von Bauelementgurten,
eine Zuführeinrichtung
sowie einen Bestückautomaten.
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Bei
einem Bestückautomaten
zum Bestücken
von Substraten mit elektrischen Bauteilen werden die Bauteile durch
am Bestückautomaten
angeordnete Zuführeinrichtungen
bereitgestellt. Die elektrischen Bauteile sind häufig in taschenartigen Vertiefungen
eines entsprechend langen Bauteilgurtes magaziniert. Der Bauteilgurt
wird mittels eines Transportmechanismus der Zuführeinrichtung durch die Zuführeinrichtung
transportiert, wobei die Bauteile an einer Abholposition von einem
Bestückkopf
des Bestückautomaten
aus den Vertiefungen entnommen werden. Der leere Gurt verlässt die
Zuführeinrichtung an
einer geeigneten Stelle. Dabei besteht die Notwendigkeit, die leeren
Bauteilgurte nach Austritt aus der Zuführeinrichtung in bestimmten
Abständen
zu schneiden, um den Restmüll
in eine handhabbare Form zu bringen.
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Aus
der Patentschrift
DE 196 04
608 ist eine Schneidvorrichtung für einen Bestückautomaten
bekannt, welche sich über
die gesamte Breite der am Bestückautomaten
angeordneten Zuführeinrichtungen
erstreckt und mittels eines einzigen langen und beweglichen Schneidmessers
die Bauteilgurte abschneidet. Das Schneiden der Bauteilgurte erfolgt durch
eine scherenartige Bewegung des beweglichen Schneidmessers gegen
eine entsprechend lang ausgebildete Schneidkante. Bei dieser Schneideinrichtung
kann es zu Störungen
wie beispielsweise dem Verklemmen von Bauteilgurten zwischen dem Schneidmesser
und der Schneidkante kommen. Dieser Effekt kann auf die Durchbiegung
des Schneid- oder Balkenmessers zurückgeführt werden und ist besonders
bei langen Schneidmessern problematisch.
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Die
Offenlegungsschrift
JP
2003-273578 A offenbart eine Schneidvorrichtung
11 zum
Kürzen von
Bauelementgurten mit zwei rotierenden Schneidmessern
26A und
26B,
welche quer zur Förderrichtung
der Bauelementgurte am Gehäuse
verfahrbar angeordnet sind und im Schnittbereich teilweise überlappen
(siehe z. B.
5 sowie Abstract).
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Die
DE 38 29 249 A1 offenbart
ein Verfahren zum Einritzen und Abheben der Deckfolie eines Bauelementgurts.
Hierzu wird ein relativ zur Blister-Verpackung rotierendes Schneidmesser
verwendet.
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Weiterhin
offenbart die
JP
2003-237497 A eine Schneidvorrichtung
10 mit zwei
rotierenden Schneidmessern
30A und
30B, welche
an einem Gehäuse
17 quer
zur Förderrichtung
der Bauelementgurte verfahrbar angeordnet sind und im Schnittbereich
teilweise überlappen
(vergleiche
7 und
8).
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Es
ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schneidvorrichtung
für Bauelementgurte
bereitzustellen, welche eine höhere
Betriebssicherheit aufweist und flexibel auf eine beliebige Schneidlänge anpassbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Schneidvorrichtung sowie die zugehörige Zuführeinrichtung
und den zugehörigen
Bestückautomaten
gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Die
Schneidvorrichtung zum Kürzen
der Bauelementgurte gemäß Anspruch
1 verfügt über ein Gehäuse, einen
Gurtkanal, welcher in dem Gehäuse ausgebildet
ist, zum Durchführen
der zu kürzenden Bauelementgurte
in einer Förderrichtung,
sowie eine Schneideinrichtung, welche in einer quer zur Förderrichtung
gerichteten Verschieberichtung verfahrbar im Gehäuse vorgesehen ist. Die Schneideinrichtung umfasst
eine Schneideinheit, welche ein drehbar gelagertes Schneidelement
mit mindestens einer am Umfang ausgebildeten Schneidkante aufweist,
und eine Kontereinheit, welche ein Konterelement aufweist. Dabei
wirkt das Schneidelement mit dem Konterelement derart zusammen,
und die Schneideinrichtung ist derart im Gehäuse angeordnet, dass beim Verfahren
der Schneideinrichtung die im Gurtkanal geführten Bauelementgurte quer
zu ihrer Förderrichtung
durchtrennt werden. Die Umfangsgeschwindigkeit des Schneidelements
im Kontaktbereich des Konterelements ist dabei relativ zur Verfahrgeschwindigkeit
der Schneideinrichtung so gewählt,
dass das Durchtrennen der Bauelementgurte im Wesentlichen relativgeschwindigkeitsfrei
erfolgt.
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Eine
derartige Schneidvorrichtung ist durch ihre konstruktive Ausgestaltung
beliebig an die Breite des Gurtkanals und damit an die Länge des
Verfahrweges der Schneideinrichtung anpassbar. Ein Verklemmen der
Bauteilgurte aufgrund von Durchbiegung beispielsweise des Schneid-
oder Balkenmessers ist in diesem Fall nicht mehr möglich. Dadurch kann
eine höhere
Betriebssicherheit realisiert werden.
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In
einer Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist das Schneidelement als ein
drehbar gelagertes Rollenmesser mit einer am Umfang ausgebildeten Schneidkante
ausgebildet. Das Konterelement ist als drehbar gelagerte Andrückrolle
mit einer am Umfang ausge bildeten Andrückfläche ausgestaltet. Schneideinheit
und Kontereinheit sind dabei derart angeordnet, dass bei Drehung
des Rollenmessers die Schneidkante des Rollenmessers auf der Andrückfläche der
Andrückrolle
abrollt.
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Durch
diese Ausgestaltung ist eine einfache und kostengünstige Lösung – sowohl
hinsichtlich der Herstellung als auch der Wartung – realisierbar.
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In
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 3 weist
die Schneidvorrichtung eine Vorspanneinrichtung auf, welche das
Rollenmesser und die Andrückrolle
in einer Arbeitsposition gegeneinander drückt, so dass die Bauelementgurte durch
einen Quetschvorgang zwischen Rollenmesser und Andrückrolle
abgetrennt werden.
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Im
einfachsten Fall kann die Vorspanneinrichtung über eine Druckfeder realisiert
werden. Dadurch, dass die Bauelementgurte gequetscht und nicht wie
beim Schneiden abgeschert werden, wird ein Verklemmen der Bauelementgurte
ausgeschlossen. Weiterhin erfolgt der Quetschvorgang im Wesentlichen
ohne Relativgeschwindigkeit zwischen dem Bauteilgurt und der Schneidkante
des Rollenmessers im Schnittpunkt. Die Bildung von Gurtfasern, welche
die Messer verklemmen, ist nicht möglich. Auch der Abtrag von
Mikropartikeln, wie er beispielsweise beim Sägen auftritt, kann vermieden werden.
Durch den Quetschprozess fallen so gut wie keine Staubpartikel an,
so dass die Verschmutzung minimiert werden kann, was ebenfalls zur
Erhöhung der
Betriebssicherheit beiträgt.
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In
einer Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist das Schneidelement als ein
drehbar gelagertes Stempelrad mit zwei am Umfang ausgebildeten Schneidkanten
ausgeführt.
Das Konterelement weist ein ebenfalls drehbar gelagertes Matrizenrad
mit einer am Umfang ausgebildeten Aussparung auf, in die das Stempelrad
zumindest teilweise eintaucht. Im einfachsten Fall weist das Stempelrad
eine zylindrische Form auf. Die Aussparung kann als Ringnut ausgebildet
sein.
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Die
Breite der Ringnut ist dabei so zu wählen, dass sie nur unwesentlich
größer dimensioniert ist
als die Dicke des Stempelrades. Dadurch wirken beim Verfahren der
Schneideinrichtung Stempelrad und Matrizenrad derart zusammen, dass
die Bauelementgurte durch einen zweifachen Schnitt an den beiden
Schneidkanten des Schneidelements durchtrennt werden. Durch diesen
stanzenden Trennvorgang wird ein Stück aus dem zu durchtrennenden Bauteilgurt
herausgestanzt, dessen Breite ungefähr der Breite der Ringnut entspricht.
Da die beiden Schneidkanten des Stempelrades jeweils einen Winkel
von ca. 90 Grad aufweisen, können
Verletzungen, wie sie an einer scharfen Messerscheibe beispielsweise
im Rahmen der Wartung auftreten können, vermieden werden.
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Um
einen besseren Einzug des zu durchtrennenden Materials in die Schneideinheit
zu erreichen, kann die Stirnfläche
des Stempelrades geriffelt oder gerändelt ausgeführt werden.
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In
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 5 sind
die Schneidkante des Schneidelements sowie die mit dem Schneidelement zusammenwirkenden
Bereiche des Konterelements aus gehärtetem Material ausgeführt. Dadurch
wird das Verschleißverhalten
der Werkzeuge verbessert und somit die Standfestigkeit erhöht, was
sich wiederum positiv auf die Wartungskosten auswirkt.
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Nach
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 6 können die
Bauelementgurte beim Verschieben der Schneideinrichtung sowohl in
Verschieberichtung als auch in einer der Verschieberichtung entgegengesetzten
Gegenrichtung durchtrennt werden. Eine „Leerfahrt" der Schneideinrichtung, d. h. eine
Bewegung zurück
in die Ausgangsposition, ist nicht notwendig, was die Prozesssicherheit
sowie die Effizienz des Schneidprozesses deutlich erhöht. Weiterhin
können
Funktionsstörungen,
beispielsweise durch ein Verheddern oder Verklem men der zu kürzenden
Bauelementgurte in der Mechanik der Schneideinrichtung, vermieden
werden, was ebenfalls zu einer Verbesserung der Prozesssicherheit
sowie der Standfestigkeit der Schneidvorrichtung beiträgt.
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Eine
Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 7 umfasst ferner
einen Linearantrieb, mit dessen Hilfe die Schneideinrichtung in
der Verschieberichtung bzw. in Gegenrichtung verfahrbar ist sowie
einen Drehantrieb für
das Schneidelement. Dabei ist der Drehantrieb derart mit dem Linearantrieb
gekoppelt, dass die Umfangsgeschwindigkeit der mindestens einen
Schneidkante des Schneidelements im Kontaktbereich mit dem Konterelement
gegengleich der Verfahrgeschwindigkeit der Schneideinrichtung ist.
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Durch
diese Anordnung kann ein nahezu relativgeschwindigkeitsfreier Quetsch-
bzw. Schneidvorgang realisiert werden, so dass die Bauelementgurte
sauber durchtrennt werden können.
Darüber
hinaus treten weniger verschmutzende Mikropartikel oder Gurtfasern
auf.
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In
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung gemäß Anspruch 8 besteht der Drehantrieb
aus einer Zahnstange, welche am Gehäuse vorgesehen ist und sich
in Verschieberichtung erstreckt, einem Zahnrad, welches mit der
Zahnstange im Eingriff steht, sowie einer Welle, durch die das Zahnrad
mit dem Schneidelement derart verbunden ist, dass beim Verfahren
der Schneideinrichtung das Schneidelement in Rotation versetzt wird.
Alternativ ist es ebenso möglich,
statt einer Zahnstange einen Zahnriemen an dem Gehäuse zu befestigen
und anstelle eines Zahnrades ein Riemenrad zu verwenden, welches
mit dem Zahnriemen im Eingriff steht und mit dem Schneidelement
derart verbunden ist, dass dieses in Rotation versetzt wird.
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Durch
diese konstruktive Gestaltung kann ein konstruktiv einfacher, mechanischer
Drehantrieb für
das Schneidelement realisiert werden. Weiterhin ist es bei Wahl
eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses
möglich,
das Durchtrennen der Bauelementgurte zwischen der mindestens einen
Schneidkante des Schneidelements und dem Kontaktbereich des Konterelements
im Wesentlichen relativgeschwindigkeitsfrei zu realisieren. Ein
geeignetes Übersetzungsverhältnis liegt
beispielsweise vor, wenn der Wirkkreisdurchmesser des Zahnrades gleich
dem Durchmesser des Schneidelements entspricht. Ein derart gestalteter,
mechanischer Drehantrieb hat den Vorteil, dass weder eine Stromversorgung
noch eine Steuerung benötigt
werden. Nicht zuletzt handelt es sich um eine hinsichtlich Wartung
und Instandhaltung robuste Lösung,
bestens geeignet für einen
kontinuierlichen Einsatz im Fertigungsumfeld.
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Eine
Ausgestaltung der Schneidvorrichtung gemäß Anspruch 9 umfasst ferner
einen Linearantrieb, mit dessen Hilfe die Schneideinrichtung in
der Verschieberichtung bzw. in Gegenrichtung verfahrbar ist sowie
einen Drehantrieb für
das Konterelement. Dabei ist der Drehantrieb derart mit dem Linearantrieb
gekoppelt, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Konterelements im
Kontaktbereich mit der mindestens einen Schneidkante des Schneidelements gegengleich
der Verfahrgeschwindigkeit der Schneideinrichtung ist. Hinsichtlich
der Vorteile dieser Ausgestaltung wird auf die Ausführungen
zu Anspruch 7 verwiesen.
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In
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 10 weist
der Drehantrieb eine Zahnstange, die am Gehäuse vorgesehen ist und sich
in Verschieberichtung erstreckt, ein Zahnrad, welches mit der Zahnstange
im Eingriff steht, sowie eine Welle, durch die das Zahnrad mit dem
Konterelement derart verbunden ist, dass bei Bewegen der Schneideinrichtung
in Verschieberichtung das Konterelement in Rotation versetzt wird,
auf. Alternativ ist es ebenso möglich,
statt einer Zahnstange einen Zahnriemen an dem Gehäuse zu befestigen
und anstelle eines Zahnrades ein Riemenrad zu verwenden, welches
mit dem Zahnriemen im Eingriff steht und mit dem Konterele ment derart
verbunden ist, dass dieses in Rotation versetzt wird.
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Durch
diese konstruktive Ausgestaltung lässt sich der Drehantrieb einfach,
robust und kostengünstig
realisieren. Weiterhin ist bei Wahl eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses
ein nahezu relativgeschwindigkeitsfreier Quetsch- bzw. Schneidvorgang einfach
realisierbar. Ein passendes Übersetzungsverhältnis liegt
beispielsweise vor, wenn der Wirkkreisdurchmesser des Zahnrades
dem Durchmesser des Konterelements im Kontaktbereich entspricht.
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Eine
Ausgestaltung der Schneidvorrichtung gemäß Anspruch 11 weist mindestens
eine Gurthalteeinrichtung auf, welche mindestens ein erstes und ein
zweites Klemmelement mit einander zugewandten Klemmflächen zum
Klemmen der Bauelementgurte umfasst. Die Gurthalteeinrichtung ist
dabei derart ausgestaltet, dass die Bauelementgurte zwischen den
beiden Klemmelementen relativ zum Gehäuse ortsfest fixierbar sind.
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Durch
die Gurthalteeinrichtung wird gewährleistet, dass die Bauelementgurte
beim Verfahren der Schneideinrichtung nicht mit dieser bis zum endgültigen Durchtrennen
der Gurte mitbewegt werden, sondern dort fixiert und durchtrennt
werden, wo sie sich im freien Zustand im Gurtkanal befinden würden. Ein Ziehen
an den zu durchtrennenden Bauelementgurten und damit eine Rückwirkung
auf die Entnahmestelle der Bauelemente kann hierdurch vermieden werden,
was ein störungsfreies
Abholen der Bauelemente durch den Bestückkopf ermöglicht. Die Prozesssicherheit
des Bestückverfahrens
wird hierdurch erhöht.
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In
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 12 ist
das erste Klemmelement der Gurthalteeinrichtung als mindestens ein
geschlossener, umlaufender Klemmriemen ausgebildet. Dieser ist relativ
zur Schneideinrichtung derart angeordnet, dass zwischen dem Klemmriemen
und dem zweiten Klemmelement ein Fangbereich ausgebildet ist, welcher
sich zum Wirkbereich zwischen Rollenmesser und Andrückrolle
hin verjüngt.
Als Wirkbereich oder auch Kontaktbereich wird dabei der Bereich
der Schneideinheit definiert, in dem die mindestens eine Schneidkante
des Schneidelements mit dem Konterelement derart zusammenwirkt,
dass ein Bauelementgurt durch einen Quetsch- oder Schneid- bzw.
Stanzvorgang durchtrennt wird. Mit Hilfe dieser Ausgestaltung lassen
sich auch Bauelementgurte mit tiefen Taschen problemlos der Schneideinrichtung zuführen und
durchtrennen.
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Bei
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 13 ist
der Klemmriemen derart mit dem Drehantrieb der Schneidvorrichtung
gekoppelt, dass die Riemengeschwindigkeit im Wirkbereich der Schneideinrichtung
gegengleich der Verfahrgeschwindigkeit der Schneideinrichtung ist.
Obwohl der Klemmriemen mit der Schneideinrichtung verfahrbar ist,
wird durch die Kopplung mit dem Drehantrieb gewährleistet, dass die Bauelementgurte
relativ zum Gehäuse
ortsfest fixiert werden. Darüber
hinaus kann hierdurch die Gurthalteeinrichtung kompakt gehalten
und in unmittelbarer Nähe
der Schneideinrichtung angeordnet werden.
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In
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 14 wird
der Klemmriemen derart geführt,
dass sowohl beim Verfahren der Schneideinrichtung in Verschieberichtung
als auch in Gegenrichtung die Bauelementgurte fixiert dem Eingriffsbereich
der Schneideinrichtung zugeführt
werden. Hierbei ist insbesondere zu beachten, dass auf beiden Seiten
der Schneideinrichtung ein Fangbereich zwischen dem Klemmriemen
und dem zweite Klemmelement gebildet wird. Mittels dieser Anordnung
können
die Bauelementgurte sowohl beim Verfahren der Schneideinrichtung
in Verschieberichtung als auch in Gegenrichtung durchtrennt werden. „Leerfahrten" der Schneideinrichtung
zurück
in die Ausgangsposition werden vermieden.
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In
einer Ausgestaltung der Schneideinrichtung nach Anspruch 15 ist
auch das zweite Klemmelement als geschlossener umlau fender Klemmriemen
ausgebildet. Die sich hieraus ergebenden Vorteile für das zweite
Klemmelement entsprechen denen des ersten Klemmelements gemäß den Ausführungen
zu den Ansprüchen
12 bis 14.
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Gemäß Anspruch
16 wird eine Schneideinrichtung beansprucht, welche eine Umlenkeinrichtung
umfasst und bei der das erste Klemmelement der Gurthalteeinrichtung
als mindestens ein Klemmriemen ausgebildet ist, welcher sich über die
gesamte Verfahrstrecke der Schneideinrichtung erstreckt. Der Klemmriemen
ist dabei über
die Umlenkeinrichtung geführt
und an seinen beiden Enden im Gehäuse fest verankerbar, derart,
dass zusammen mit dem zweiten Klemmelement ein Fangbereich für die Bauelementgurte
ausgebildet ist, welcher sich zum Wirkbereich der Schneideinrichtung
hin verjüngt.
Dadurch werden die Taschen der Bauelementgurte zusammengedrückt. Mithilfe
dieser schematischen Anordnung lassen sich auch Bauelementgurte
mit tiefen Taschen problemlos der Schneideinrichtung zuführen und
durchtrennen.
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Bei
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 17 weist
das Umlenkelement eine drehbar gelagerte Umlenkrolle auf. Im Gegensatz
zu einem stehenden Umlenkelement liegen bei einer drehbar gelagerten
Umlenkrolle deutlich günstigere
Reibungsverhältnisse
vor. Weiterhin ist die drehbar gelagerte Umlenkrolle auch als Antriebselement
für den
Klemmriemen nutzbar.
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Bei
der Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 18 wird der
stehende Klemmriemen mittels einer so genannten Omega-Umlenkung durch
die Schneideinrichtung geführt.
Mittels dieser Omega-Riemenführung
kann eine möglichst
große Umlenkung über die
Antriebsrolle erreicht werden, was entsprechende Vorteile bei der
Kraftübertragung mit
sich bringt. Weiterhin ermöglicht
diese Art der Umlenkung eine günstige
geometrische Gestaltung für
den Fangbereich der Schneideinrichtung.
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Gemäß der Schneidvorrichtung
nach Anspruch 19 kann als zweites Klemmelement ein Gehäuseteil
der Schneidvorrichtung genutzt werden. Der Fangbereich wird folglich
durch das erste Klemmelement, welches als mindestens ein stehender oder
umlaufender Klemmriemen ausgebildet sein kann, sowie durch das Gehäuseteil
als zweites Klemmelement gebildet. Damit lässt sich die mechanische Komplexität der Schneidvorrichtung
minimieren, was zu geringerer Störanfälligkeit
und damit zu geringerem Wartungsaufwand führt.
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Bei
einer Schneidvorrichtung nach Anspruch 20 sind die Klemmriemen aus
adhäsivem
Material ausgeführt.
Dadurch kann die kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Klemmriemen und dem Bauelementgurt beim
Klemmen der Gurte verbessert werden. Reibungs- und Rutscheffekte
zwischen Klemmriemen und Gurt werden somit vermieden bzw. minimiert.
Alternativ ist es ebenfalls möglich,
die Klemmriemen aus einem Material mit einer abrasiven Oberfläche auszuführen.
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In
einer Ausgestaltung der Schneidvorrichtung nach Anspruch 21 ist
die Umlenkeinrichtung quer zur Verschieberichtung (V) elastisch
ausgebildet, so dass der Abstand vom ersten zum zweiten Klemmelement
an die Dicke der Bauelementgurte selbständig anpassbar ist. Dies kann
beispielsweise durch ein vorgespanntes Federelement realisiert werden.
Hierdurch wird sichergestellt, dass das Schneidelement, insbesondere
bei breiten Bauelementgurten mit tiefen Taschen, die auch in zusammengedrücktem Zustand
dicker sind, nicht von dem Konterelement getrennt werden kann. Auch
diese dickeren Bauelementgurte lassen sich somit der Schneideinrichtung
sicher zuführen.
Das vorgespannte Federelement kann beispielsweise als Spiralfeder
ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere konstruktive Ausgestaltungen,
wie beispielsweise Tellerfederpakete, elektrische oder auch pneumatische
Lösungen
denkbar.
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Nach
Anspruch 22 wird eine Schneidvorrichtung beansprucht, bei der die
Schneideinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Schneideinheit
und die Kontereinheit relativ zueinander zwischen einer Arbeitsposition
der Schneideinrichtung, bei der das Schneidelement und das Konterelement
zusammenwirken, und einer Sicherungsposition, bei der das Schneidelement
von dem Konterelement getrennt ist, verschiebbar gelagert sind.
Weiterhin ist ein Sicherungsmechanismus vorgesehen, welcher derart
ausgebildet ist, dass bei Überschreiten
einer bei dem Schneidvorgang auftretenden Maximalkraft die Schneideinheit
von der Kontereinheit getrennt wird. Dies kann beispielsweise durch
Ausschwenken des Schneidelements realisiert werden und ist z. B.
dann notwendig, wenn Bauelemente, die in ihrer Abholposition nicht
vom Bestückkopf
abgeholt wurden und in den Taschen verblieben sind, in den Eingriffsbereich der
Schneideinrichtung gelangen. In diesem Fall kann die Schneideinrichtung
beim Versuch, die Gurte mit den darin befindlichen Bauelementen
zu durchtrennen, in die Sicherungsposition verfahren werden, um
Beschädigungen
an der Schneideinrichtung, vor allem an der mindestens einen Schneidkante
des Schneidelements, zu vermeiden. Weiterhin ist das Zerstören von
in den Taschen der Bauelementgurte verbleibenden Tantalkondensatoren
unbedingt zu vermeiden. Freigesetztes und fein verteiltes Tantal reagiert
heftig mit der Umgebungsluft und kann zu Verbrennungen unter starker
Hitzeentwicklung führen.
Diesen Risiken wird durch das Verfahren der Schneideinrichtung in
die Sicherungsposition Rechnung getragen. Es ist jedoch ebenso möglich, etwaige
Hindernisse über
die Stromaufnahme des Motors zu detektieren und den Schneidvorgang
elektrisch gesteuert zu unterbrechen.
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Die
Schneidvorrichtung nach Anspruch 23 zeigt einen Gurtkanal, welcher
an beiden Enden in Verschieberichtung und/oder Gegenrichtung Rückholmechanismen
aufweist. Diese dienen dazu, die Schneideinrichtung von der Sicherungsposition
zurück
in die Arbeitsposition zu transferieren. Dadurch kann eine sich
in der Sicherungsposition befindliche Schneideinrichtung am Ende
einer jeden Verfahrstrecke wieder in die Arbeitsposition gebracht
werden. Ein Eingriff des Maschinenoperators ist dabei nicht notwendig.
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Nach
Anspruch 24 sind die Rückholmechanismen
der Schneidvorrichtung als beidseitige Einlaufschrägen ausgestaltet.
Das Transferieren der Schneideinrichtung von der Sicherungsposition
in die Arbeitsposition ist mittels der Einlaufschrägen mit
geringstmöglichem,
konstruktivem Aufwand realisierbar.
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Gemäß Anspruch
25 ist eine Zuführeinrichtung
für elektrische
Bauelemente, welche in Bauelementgurten bereitgestellt und zu einer
Abholposition eines Bestückautomaten
transportiert werden, beansprucht. Diese Zuführeinrichtung verfügt dabei über eine
Schneidvorrichtung, wie sie in den obigen Ansprüchen beschrieben wurde. Die
sich hieraus ergebenden Vorteile sind den Ausführungen zu den obigen Ansprüchen zu
entnehmen.
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Nach
Anspruch 26 wird ein Bestückautomat zum
Bestücken
von Substraten mit elektrischen Bauelementen, welcher eine Schneidvorrichtung
nach einem der obigen Ansprüche
aufweist, beansprucht. Zu den sich hieraus ergebenden Vorteilen
wird ebenfalls auf die Ausführungen
zu den obigen Ansprüchen verwiesen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. In
den Figuren sind
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1 eine
schematische Darstellung eines Bestückautomaten
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2 ein
schematischer Schnitt durch die Zuführeinrichtung sowie die angrenzende
Schneidvorrichtung in Förderrichtung
der Bauelementgurte
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3 ein
schematischer Schnitt durch die Schneidvorrichtung quer zur Förderrichtung
der Bauelementgurte
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4 eine
schematische Darstellung der Schneideinrichtung
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5a/5b Ausgestaltungsformen
des Drehantriebs
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6 eine
schematische Darstellung einer Gurthalteeinrichtung mit umlaufendem
Klemmriemen
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7 eine
schematische Darstellung einer Gurthalteeinrichtung mit stehendem
Klemmriemen
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8 eine
schematische Darstellung einer Gurthalteeinrichtung mit stehendem
Klemmriemen in Omega-Anordnung
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9 eine
schematische Darstellung eines vorgespannten Federelements
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10 eine
schematische Darstellung der Arbeitsposition und der Sicherungsposition
der Schneideinrichtung
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1 zeigt
schematisch einen Bestückautomat 1 zum
Bestücken
von Substraten 2 mit Bauelementen 3. Der Bestückautomat
besteht aus einem Querträger 7,
welcher sich in einer y-Richtung
erstreckt und fest mit dem Maschinengestell verbunden ist. Am Querträger 7 ist
ein Portalarm 8 angebracht, welcher sich in x-Richtung
erstreckt und in y-Richtung verschiebbar am Querträger 7 befestigt
ist. Am Portalarm 8 ist der Bestückkopf 6 in x-Richtung
verschiebbar angebracht. Weiterhin ist eine Transportstrecke 4 zum
Transport der Substrate 2 zu einer Bestückposition vorgesehen. Neben
der Transportstrecke 4 sind in der Nähe der Bestückposition Zuführeinrichtungen 5 angeordnet,
an deren definierten Abholpositionen 10 die elektrischen
Bauelemente 3 in Bauelementgurten 11 bereitgestellt
werden. Zwischen den Zuführeinrichtungen 5 und der
Transportstrecke 4 ist eine Schneidvorrichtung 9 zum
Kürzen
der leeren Bauelementgurte 11 angeordnet.
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Zum
Bestücken
der Substrate 2 werden diese über die Transportstrecke 4 zu
ihrer Bestückposition
transportiert. Die von den Zuführeinrichtungen 5 bereitgestellten
elektrischen Bauelemente 3 werden von dem Bestückkopf 6 abgeholt
und auf dem Substrat 2 positioniert. Die leeren Bauelementgurte 11 werden
aus den Zuführeinrichtungen 5 herausgeführt und
der Schneidvorrichtung 9 zugeführt.
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In 2 ist
ein Schnitt (A-A in 1) durch die Zuführeinrichtung 5 sowie
die angrenzende Schneidvorrichtung 9 schematisch dargestellt.
Die Zuführeinrichtung 5 besteht
aus einem Transportrad 16, welches am Umfang Transportstifte
in radialer Richtung aufweist. Über
das Transportrad 16 wird der Bauelementgurt 11 geführt, in
dessen taschenartigen Vertiefungen 17 die elektrischen
Bauelemente 3 magaziniert sind. An der Abholposition 10 können die Bauelemente
mit Hilfe einer Pipette 15 des Bestückkopfes 6 entnommen
werden. Angrenzend an die Zuführeinrichtung 5 ist
die Schneidvorrichtung 9 angeordnet. Diese besteht aus
einem Gehäuse 13,
in dem ein Gurtkanal 14 ausgebildet ist, sowie einer Schneideinrichtung 12 zum
Kürzen
der Bauelementgurte 11.
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Durch
Drehung des Transportrades 16 transportiert die Zuführeinrichtung 5 die
in den taschenartigen Vertiefungen 17 des Bauelementgurts 11 liegenden
Bauelemente 3 in einer Förderrichtung F zur Abholposition 10.
Dort werden die Bauelemente 3 von einer Pipette 15 des
Bestückkopfes 6 entnommen.
Nach der Entnahme eines Bauelements 3 wird der Bauelementgurt 11 durch
ein Transportrad 16 der Zuführeinrichtung 5 um
eine definierte Strecke weitergefördert, so dass sich das nachfolgende
Bauelement 3 an der Abholposition 10 befindet
und abgeholt werden kann. Der geleerte Bauelementgurt 11 wird
in Förderrichtung
F weitertransportiert und in den Gurtkanal 14, eingeleitet.
An der gegenüberliegenden Öffnung des
Gurtkanals 14 ist eine Schneideinrichtung 12 quer
zur Förderrichtung
F verfahrbar angebracht. In regelmäßigen zeitlichen Abständen verfährt die
Schneideinrichtung 12 quer zur Förderrichtung F und durchtrennt
die aus dem Gurtkanal 14 herausragenden Bauelementgurte 11.
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3 zeigt
einen schematischen Schnitt (B-B in 1) durch
die Schneidvorrichtung 9 quer zur Förderrichtung F der Bauelementgurte 11.
Am Gehäuse 13 der
Schneidvorrichtung 9 sind zu beiden Seiten des Gurtkanals 14 Linearführungen 18 angebracht,
mit deren Hilfe die Schneideinrichtung 12 sowohl in einer
Verschieberichtung V als auch in einer Gegenrichtung G verfahren
werden kann.
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Die
aus dem im Gehäuse 13 ausgebildeten Gurtkanal 14 herausragenden
Bauelementgurte 11 werden beim Verfahren der Schneideinrichtung 12 von
dieser durchtrennt. Die abgeschnittenen Bauelementgurte 11 werden
von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Sammelbehälter aufgefangen.
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In 4 ist
die Kinematik der Schneideinrichtung 12 schematisch dargestellt.
Die Schneideinrichtung 12 besteht im Wesentlichen aus der Schneideinheit 19 und
der Kontereinheit 23. Die Schneideinheit 19 weist
ein Schneidelement 20 mit einer am Umfang ausgebildeten
Schneidkante 21 auf, welches auf einer Welle 22 drehbar
gelagert ist und über
eine am Gehäuse 13 der
Schneidvorrichtung 9 angebrachte Linearführung 18 quer
zur Förderrichtung
F der Bauelementgurte 11 verschiebbar ist. Die Kontereinheit 23 weist
ein Konterelement 24 auf, welches auf der Konterwelle 26 drehbar
gelagert ist und ebenfalls über
eine am Gehäuse 13 angebrachte
Linearführung 18 quer
zur Förderrichtung
F verschiebbar ist. Weiterhin zeigt 4 noch zwei Bauelementgurte 11,
von denen einer bereits abgeschnitten ist; der andere wird erst
noch von der Schneideinrichtung 12 durchtrennt und ragt
aus dem Gurtkanal 14 heraus.
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Mit
Hilfe einer Druckfeder 27 wird die Kontaktfläche 25 des
Konterelements 24, das in dieser Darstellung als Andrückrolle 124 ausgebildet
ist, kraftschlüssig
gegen die Schneidkante 21 des Schneidelements 20,
welches in 4 als Rollenmesser 120 dargestellt
ist, gedrückt.
Dreht sich das Rollenmesser 120, so wird auch automatisch
die Andrückrolle 124 in
Gegenrichtung kraftschlüssig
mitgedreht. Umgekehrt gilt, dass bei Drehung der Andrückrolle 124 auch
das Rollenmesser 20 in eine entgegengesetzte Rotation versetzt
wird. Wird nun die Schneideinrichtung 12 in Verschieberichtung
V oder in Gegenrichtung G verfahren, so können über einen Drehantrieb 28 (nicht
dargestellt) das Rollenmesser 20 sowie die Andrückrolle 24 in
Rotation versetzt werden.
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Die
Drehrichtung wird dabei so gewählt,
dass die zu kürzenden
Bauelementgurte 11 in den Eingriffsbereich der Schneideinrichtung 12 hineingezogen
werden. Idealerweise wird dabei die Drehgeschwindigkeit so eingestellt,
dass die Rotationsgeschwindigkeit der Schneidkante 21 des
Rollenmessers 120 im Kontaktpunkt mit der Andrückfläche 125 der
Andrückrolle 124 exakt
entgegengesetzt gleich groß der
Lineargeschwindigkeit V der Schneideinrichtung 12 ist.
Sind die beiden Geschwindigkeitsvektoren entgegengesetzt gerichtet
und betragsmäßig gleich
groß,
d. h. „gegengleich", so ergibt sich
bei der Vektoraddition der Nullvektor. Dadurch wird erreicht, dass
beim Durchtrennen eines Bauelementgurtes 11 zwischen der
Schneidkante des Rollenmessers 120 und dem durchzutrennenden
Bauelementegurt 11 nahezu keine Relativgeschwindigkeit
auftritt. Die Bauelementgurte 11 werden beim quetschenden Schnitt
durch das „relativgeschwindigkeitsfreie" Abrollen der Schneidkante 21 des
Rollenmessers 120 auf der Andrückfläche 125 Andrückrolle 124 abgedrückt. Dabei
tritt in Verfahrrichtung V bzw. in Gegenrichtung G der Schneideinrichtung
keine Relativgeschwindigkeit, d. h. keine Relativbewegung zwischen Bauelementgurt 11 und
dem Rollenmesser 120, auf. Der für den Quetschvorgang notwendige
Flächendruck
wird dabei durch die Druckfeder 27 aufgebracht.
-
Für die Funktionsfähigkeit
der Schneideinrichtung 12 ist es dabei unerheblich, ob
das Rollenmesser 120 oder die Andrückrolle 124 mit dem
Drehantrieb 28 gekoppelt ist, da das nicht direkt über den Drehantrieb
angetriebene Element kraftschlüssig über die
Vorspannung durch die Druckfeder 27 mit angetrieben wird.
-
Im
Unterschied zum spanenden Sägeverfahren,
bei dem durch Bewegung des Werkzeugs die Schneidzähne in den
Schneidgutkörper
eindringen, und durch Abtrag dünner
Späne eine
Nut in den Körper
eingearbeitet wird, was letztendlich zur Abtrennung führt, findet
beim quetschenden Schnitt kein Materialabtrag statt. Die Bildung
von Staubpartikeln, welche zur Verschmutzung der Maschine führen und daher
wieder entfernt werden müssen,
wird minimiert. Der Wartungsaufwand kann dadurch reduziert werden.
Verglichen mit dem Scherschneiden, bei dem das Schneidgut durch
zwei sich aneinander vorbei bewegende Schneiden zunächst plastisch
verformt und schließlich
getrennt wird, ist beim Quetschen trotz der plastischen Verformung
des Materials ein Verklemmen des Schneidguts zwischen den Schneiden
ausgeschlossen.
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5a zeigt
eine mögliche
Ausgestaltung des Drehantriebs 28 für die Schneideinrichtung 12 für den quetschenden
Schnitt mittels Rollenmesser und Andrückrolle. Der Drehantrieb 28 weist
eine Zahnstange 30 auf, welche sich in Verschieberichtung
V erstreckt und am Gehäuse 13 der
Schneidvorrichtung 9 angebracht ist, sowie ein Zahnrad 29,
welches in die Zahnstange 30 eingreift und auf der Welle 22 befestigt
ist. Zwischen der Schneideinheit 19 und dem Gehäuse 13 ist
eine Linearführung 18 ausgebildet.
-
Wird
die Schneideinrichtung 12 in Verschieberichtung V oder
in Gegenrichtung G bewegt, so wälzt
sich das Zahnrad 29 über
die Zahnstange 30 ab und versetzt über die Welle 22 das
Rollenmesser 120 in Rotation. Durch den über die
Vorspannung durch die Druckfeder 27 aufgebrachten Kraftschluss
mit der Andrückrolle 124 wird
auch diese mit angetrieben.
-
Um
die für
das „relativgeschwindigkeitsfreie" Abrollen passende
Drehgeschwindigkeit zu realisieren, ist der Wirkkreisdurchmesser
des Zahnrads 29 so zu wählen,
dass er dem Durchmesser des Rollenmessers 120 entspricht.
Dadurch lässt
sich auf einfache Weise die translatorische Bewegung der Schneideinrichtung 12 mit
einem Übersetzungsverhältnis von
1 in eine rotatorische Bewegung des Rollenmessers 120 übertragen,
so dass im Kontaktpunkt des Rollenmessers 120 mit der Andrückrolle 124 die Umfangsgeschwindigkeit
der Schneidkante 21 des Rollenmessers 120 exakt
entgegengesetzt gleich groß der
Lineargeschwindigkeit V der Schneideinrichtung 12 ist.
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5b zeigt
die bereits zu 5a beschriebene Ausgestaltung
des Drehantriebs für
die Schneideinrichtung 12, jedoch nicht für den quetschenden
Schnitt, sondern für
den stanzenden Schnitt, wobei das Schneidelement 20 als
Stempelrad 220 und das Konterelement 24 als Matrizenrad 224 ausgebildet
sind. Das Stempelrad 220 weist hierzu einen scheibenförmigen Grundkörper mit
zwei am Umfang ausgebildeten Schneidkanten 21 auf. Das Matrizenrad
besteht ebenfalls aus einem scheibenförmigen Grundkörper und
weist ferner eine am Umfang ausgeprägten Ringnut auf. Wie in 5a dargestellt,
verfügt
der Drehantrieb 28 über
eine Zahnstange 30, welche sich in Verschieberichtung V
erstreckt und am Gehäuse 13 der
Schneidvorrichtung 9 angebracht ist, sowie über ein
Zahnrad 29, welches in die Zahnstange 30 eingreift
und auf der Welle 22 befestigt ist. Hierdurch wird bei
Bewegung der Schneideinrichtung 12 in Verschieberichtung
V oder in Gegenrichtung G das Stempelrad 220 in Rotation
versetzt. Stempelrad 220 und Matrizenrad 224 sind
dabei derart zueinander angeordnet, dass das Stempelrad 220 zumindest
teilweise in die Ringnut des Matrizenrades 224 eintaucht.
Auch in diesem Fall kann ein quasi relativgeschwindigkeitsfreies „Abrollen" durch entspre chende
Dimensionierung des Wirkkreisdurchmessers des Zahnrads 29 realisiert
werden.
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Im
Unterschied zum quetschenden Schnitt wird beim stanzenden Schneiden
das Schneidgut nicht gestaucht, sondern über die beiden Schneidkanten 21 des
Stempelrades 220 im Zusammenwirken mit dem Matrizenrad 224 gestreckt.
Dabei ist es unerheblich, ob das Matrizenrad angetrieben wird: ein
eigener Antrieb ist selbstverständlich
möglich, aber
nicht notwendig.
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In
beiden Fällen,
sowohl für
den quetschenden als auch für
den stanzenden Schnitt, ist es ebenso möglich, ein entsprechend übersetztes,
mechanisches Getriebe oder einen elektrischen Antrieb mit einer
entsprechenden Synchronisation zu verwenden. Prinzipiell ist es
ebenfalls möglich,
den Drehantrieb 28 mit dem Konterelement 24 statt
mit dem Schneidelement 20 zu synchronisieren.
-
Durch
diese konstruktiven Ausgestaltungen lässt sich ein relativgeschwindigkeitsfreies
Schneiden einfach und kostengünstig
realisieren.
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In 6 ist
eine Gurthalteeinrichtung 31 schematisch dargestellt. Als
Klemmelemente sind ein erster und ein zweiter umlaufender Klemmriemen 36 und 37 gezeigt.
Der erste umlaufende Klemmriemen 36 sitzt auf der Schneideinheit 19 und
wird mit dieser verfahren. Er wird über den Grundkörper des Schneidelements 20,
möglichst
in unmittelbarer Nähe
der Schneidkante 21, sowie über zwei Umlenkeinrichtungen,
die hier als Umlenkrollen 38 ausgeführt sind, geführt. Der
zweite Klemmriemen 37 ist auf der Kontereinheit 23 angeordnet
und mit dieser verfahrbar. Er wird über die Umfangsfläche 25 des Konterelements 24 sowie
ebenfalls über
zwei Umlenkrollen 38 geführt. Sowohl die Schneideinheit 19 als auch
die Kontereinheit 23 werden über am Gehäuse 13 der Schneidvorrichtung 9 angebrachte
Linearführungen 18 geführt. Im
Eingriffsbereich zwischen Schneidelement 20 und Konterelement 24 ist
zu ge währleisten,
dass der zumindest der erste Klemmriemen 36 in z-Richtung
nachgeben kann, um nicht die Schneideinheit 19 von der
Kontereinheit 23 abzuheben. Dies lässt sich beispielsweise realisieren,
indem der Grundkörper
des Schneidelements 20 zumindest an den Kontaktflächen mit
dem ersten Klemmriemen 36 eine Schicht aus hartem Schaumstoff
oder Moosgummi aufweist, die bei dicken Bauelementgurten 11 entsprechend
nachgeben kann. Alternativ kann der erste Klemmriemen 36 statt über den
Grundkörper des
Schneidelements 20 auch über eine vom Schneidelement 20 getrennte,
in z-Richtung federnd gelagerte Umlenkscheibe 34 geführt werden.
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Durch
die Kopplung des ersten Klemmriemens 36 mit dem Grundkörper des
Schneidelements 20 wird bei Drehung des Schneidelements 20 auch der
erste Klemmriemen 36 mit angetrieben. Das Schneidelement 20 kann
dabei mit dem Drehantrieb 28 gekoppelt werden, so dass
es bei Verfahren der Schneideinheit 19 in Verschieberichtung
V in Rotation versetzt werden kann. Der zur Kontereinheit 23 gehörende und über die
Umfangsfläche 25 der
Kontereinheit 24 geführte
zweite Klemmriemen 37 verfügt über keinen eigenen Antrieb,
sondern wird durch Kraftschluss mit dem ersten Klemmriemen 36 mit
angetrieben. Es ist jedoch auch möglich, die Andrückrolle 24 mit
einem eigenen Drehantrieb 28' zu
versehen, der dann jedoch – wie
auch der Drehantrieb 28 des Schneidelements 20 – mit dem
Linearantrieb der Schneidvorrichtung 12 synchronisiert
werden muss.
-
Zwischen
den einander zugewandten Riemenflächen der beiden Klemmelemente 36 und 37 können die
zu kürzenden
Bauelementgurte 11 geklemmt und relativ zum Gehäuse 13 ortsfest
fixiert werden. Bewegt sich die Schneideinrichtung 12 nach links,
so bewegen sich die beiden Klemmriemen 36 und 37 im
Kontaktbereich zwischen Schneidelement 20 und Konterelement 24 relativ
zur Schneidvorrichtung 12 bei entsprechender Übersetzung
mit derselben Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung nach
rechts. Relativ zum Gehäuse 13 der
Schneidvorrichtung 9 haben die beiden Klemmriemen 36 und 37 im
Kontaktbereich demnach die Geschwindigkeit Null. Damit lassen sich
die aus dem Gurtkanal 14 ragenden Bauelementgurte 11 relativ
zum Gehäuse 13 ortsfest
fixieren. Ein Ziehen und Zerren an den Bauelementgurten, welches
zu Lageungenauigkeiten an der Entnahmeposition führen kann, wird dadurch vermieden.
-
Die
geometrische Führung
der Klemmriemen 36 und 37 wird durch die Umlenkrollen 38 bewerkstelligt.
Die Führungsgeometrie
der Klemmriemen 36 und 37 ist dabei derart gestaltet,
dass zwischen den beiden Klemmriemen 36 und 37 ein
Fangbereich entsteht, welcher sich beiderseitig zum Wirkbereich
zwischen dem Schneidelement 20 und dem Konterelement 24 hin
verjüngt.
Als Wirkbereich wird dabei der Bereich der Schneideinheit definiert,
in dem sich die mindestens eine Schneidkante des Schneidelements
mit dem Konterelement derart zusammenwirkt, dass der Bauelementgurt
durchtrennt wird. Durch die Gestaltung des Fangbereichs werden beim
Verfahren der Schneideinrichtung 12 die taschenartigen
Vertiefungen 17 der aus dem Gurtkanal 14 stehenden
Bauelementgurte 11 von den beiden stehenden Klemmriemen 32 und 33 zusammengedrückt, was
den Schneidprozess sowohl beim quetschenden als auch beim stanzenden
Schneiden erleichtert.
-
Wird
ein Bauelement 3 an seiner Abholposition 10 nicht
vom Bestückkopf 6 abgeholt
und verbleibt auch beim Weitertakten des Bauelementgurts 11 in
der taschenartigen Vertiefung 17, so könnte dies beim Versuch, den
Bauelementegurt 11 an dieser Stelle zu durchtrennen, zu
Beschädigungen
am Schneidelement 20, vor allem an der Schneidkante 21 des
Rollenmessers 120 führen.
Daher ist der Befestigungsmechanismus der Druckfeder 27 so
gestaltet, dass bei Überschreiten
einer bestimmten Grenzkraft in z-Richtung die Schneideinheit 19 von der
Kontereinheit 23 getrennt wird.
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Mit
Hilfe der in 6 dargestellten Gurthalteeinrichtung 31 lassen
sich die Bauelementgurte 11 relativ zum Gehäuse 13 ortsfest
fixiert der Schneideinrichtung 12 zuführen und si cher durchtrennen. Durch
die symmetrische Gestaltung der Schneideinrichtung 12 sowie
der Gurthalteeinrichtung 31 ist es möglich, die Bauelementgurte 11 sowohl
beim Verfahren der Schneideinrichtung in Verschieberichtung V, als
auch in die Gegenrichtung G sicher zu durchtrennen. Es ist ebenfalls
möglich,
nur ein Klemmelement aus umlaufenden Klemmriemen auszubilden und
als zweites Klemmelement beispielsweise ein Gehäuseteil der Schneidvorrichtung 9 zu
verwenden. Hinsichtlich der Vorteile des „relativgeschwindigkeitsfreien" Trennens der Bauelementgurte 11 wird
auf die Ausführungen
zu 5 verwiesen.
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7 zeigt
schematisch eine Gurthalteeinrichtung mit stehenden Klemmelementen,
welche hier wiederum als Klemmriemen ausgeführt sind. Unter einem stehenden
Klemmelement bzw. einem stehenden Klemmriemen wird ein Klemmelement
verstanden, welches nicht mit der Schneideinrichtung verfahrbar,
sondern relativ zum Gehäuse
ortsfest verankert ist.
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Ein
erster stehender Klemmriemen 32 wird dabei über eine
Umlenkscheibe 34 geführt,
welche zur Schneideinheit 19 gehört und auf der Welle 22 in unmittelbarer
Nähe des
Schneidelements 20, welches hier als Rollenmessers 120 ausgebildet
ist, sitzt. Ein zweiter stehender Klemmriemen 33 wird über eine
Umlenkfläche 35,
welche auf der zylindrischen Außenfläche des
Konterelements 24, hier der Andrückrolle 124, ausgebildet
ist, geführt
(siehe Schnitt D-D). Im Gegensatz zu den umlaufenden Klemmriemen 36 und 37,
die gemeinsam mit der Schneideinrichtung 12 verfahrbar
sind, sind die stehenden Klemmriemen 32 und 33 an
ihren Enden im Gehäuse 13 der
Schneidvorrichtung 9 befestigt.
-
Zur
Realisierung dieser Anordnung ist der Radius der Umlenkscheibe 34 dabei
so zu wählen, dass
er geringfügig,
ungefähr
um die Dicke des Klemmriemens 32, kleiner ist als der Radius
des Rollenmessers 20. Um ein Abheben der Schneideinheit 19 von
der Kontereinheit 23 zu vermeiden und die Schneideinrich tung 12 an
die verschieden dicken Bauelementgurte 11 anzupassen kann
die Umlenkscheibe 34 entweder in z-Richtung federnd gelagert werden,
oder im Bereich Kontaktfläche
mit dem Klemmriemen eine nachgiebige, elastische Schicht aus Moosgummi
oder hartem Schaumstoff aufweisen.
-
Da
der Klemmriemen 32 im Gehäuse fest verankert ist, rollt
beim Verschieben der Schneideinrichtung 12 in Verschieberichtung
V oder in Gegenrichtung G die über
die Welle 22 drehbar gelagerte Umlenkscheibe 34 auf
dem stehenden Klemmriemen 32 ab. Auch der Radius der auf
der Andrückrolle 124 ausgebildeten
Umlenkfläche 35,
aber die der zweite stehenden Klemmriemen geführt wird, ist so zu wählen, dass
er geringfügig,
ungefähr
um die Dicke des Klemmriemens 33, kleiner ist als der Radius
der ebenfalls auf der Andrückrolle 124 ausgebildeten
Andrückfläche 125.
Somit rollt beim Verschieben der Schneideinrichtung 12 in
Verschieberichtung V oder in Gegenrichtung G die Umlenkfläche 35 der
Andrückrolle 124 auf
dem stehenden Klemmriemen 33 ab. Die dargestellte Kinematik
ist durch die kraftschlüssigen
Verbindungen zwischen dem ersten stehenden Klemmriemen 32 und
der Umlenkscheibe 34 bzw. dem zweiten stehenden Klemmriemen 33 und der
Umlenkfläche 35 der
Andrückrolle 124 bzw.
den beiden Klemmriemen 32 und 33 untereinander
realisierbar. Es ist jedoch sinnvoll, die Welle 22 oder
die Konterwelle 26 mit Hilfe eines zusätzlichen Drehantriebs anzutreiben.
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In
der Schnittdarstellung zu 7 ist eine mögliche Ausgestaltung
eines derartigen Drehantriebs 28 zu sehen: Das Zahnrad 29 ist
dabei fest mit der Welle 22 verbunden und rollt bei Verschieben
der Schneideinheit 19 auf der am Gehäuse 13 befestigten
Zahnstange 30 ab. Der Wirkkreisdurchmesser des Zahnrades 29 ist
dabei so zu wählen,
dass er dem Durchmesser der Schneidkante 21 des Rollenmessers 120 entspricht.
Da auch die Umlenkscheibe 34 sowie das Rollenmesser 120 fest
auf der Welle 22 sitzen, führt diese formschlüssige Verbindung
zu einer exakt definierten, schlupffreien Rollbewegung des Rollenmessers 20.
Es ist weiterhin möglich,
alternativ oder zusätzlich
zur Welle 22 auch die Konterwelle 26 mit einem
Drehantrieb zu synchronisieren.
-
Durch
die Wahl der Verankerungspunkte der Klemmriemen 32 und 33 im
Gehäuse 13 sowie
der Dimensionierung des Rollenmessers 120 und der Andrückrolle 124 wird
die geometrische Lage der stehenden Klemmriemen 32 und 33 festgelegt.
Dabei wird von den beiden stehenden Klemmriemen 32 und 33 ein
Fangbereich gebildet, welcher sich beiderseitig zum Wirkbereich
hin, dort wo sich die Schneidkante 21 des Rollenmessers 120 in
den Bauelementgurt drückt
und diesen durchtrennt, zwischen dem Rollenmesser 120 und
der Andrückrolle 124 verjüngt. Die taschenartigen
Vertiefungen 17 der aus dem Gurtkanal 14 ragenden
Bauelementgurte 11 werden dadurch beim Verfahren der Schneideinrichtung 12 von den
beiden Klemmriemen 36 und 37 zusammengedrückt. Weiterhin
werden die zusammengedrückten Bauelementgurte 11 ortsfest
relativ zum Gehäuse 13 fixiert
dem Wirkbereich der Schneideinrichtung 12 zwischen dem
Rollenmesser 120 und der Andrückrolle 124 zugeführt, so
dass sie mit einem quetschenden Schnitt sicher durchtrennt werden.
-
Wird
ein Bauelement 3 an seiner Abholposition 10 nicht
vom Bestückkopf 6 abgeholt
und verbleibt auch beim Weitertakten des Bauelementgurts 11 in
der taschenartigen Vertiefung 17, so könnte dies beim Versuch, den
Bauelementegurt 11 an dieser Stelle zu durchtrennen, zu
Beschädigungen
am Rollenmesser 120 fuhren. Daher ist der Befestigungsmechanismus
der Druckfeder 27 so gestaltet, dass bei Überschreiten
einer bestimmten Grenzkraft in z-Richtung die Schneideinheit 19 von
der Kontereinheit 23 getrennt wird. Damit werden auch die über die
Umlenkscheibe 34, welche mit der Schneideinheit 19 verbunden
ist, bzw. die Umlenkfläche 35 der mit
der Kontereinheit 23 verbundenen Andrückrolle 124 geführten, stehenden
Klemmriemen 32 und 33 getrennt.
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Durch
die quasi-symmetrische Gestaltung der Schneideinrichtung 12 sowie
der Gurthalteeinrichtung 31 ist gewährleistet, dass die Bauelementgurte 11 sowohl
beim Verfahren der Schneideinrichtung in Verschieberichtung V als
auch in Gegenrichtung G sicher durchtrennt werden. Es ist jedoch
auch möglich,
nur ein Klemmelement als stehenden Klemmriemen auszubilden und als
zweites Klemmelement zum Beispiel ein Gehäuseteil der Schneidvorrichtung 9 zu
nutzen.
-
Prinzipiell
eignet sich eine Gurthalteeinrichtung mit stehenden Klemmelementen
auch für
die Schneidkörperpaarung
Stempelrad 220/Matrizenrad 224, die aber nicht
eigens dargestellt ist.
-
In 8 ist
eine Gurthalteeinrichtung 31 mit einem stehenden Klemmriemen
in Omega-Anordnung 40 schematisch dargestellt. Der im Gehäuse 13 an
seinem einen Ende mit Hilfe einer Spannrolle 39 fixierte
Klemmriemen dient dabei als erstes Klemmelement und wird über mindestens
5 Umlenkrollen 38 geführt,
so dass sich in etwa die Form des griechischen Buchstabens Omega
ergibt. Die Umlenkrollen 38 sind drehbar auf einem Träger (in
der Schnittzeichnung der 8 nicht dargestellt) befestigt,
welcher mit der Schneideinheit 19 der Schneideinrichtung 12 verfahrbar
ist. Zusammen mit der Schneideinheit 19 verfährt auch
die Kontereinheit 23, auf der das Konterelement 24 drehbar
gelagert ist. Als zweites Klemmelement fungiert die Wand des Gehäuses 13 der
Schneidvorrichtung 9.
-
Verfährt die
Schneideinrichtung 12 mit dem Schneidelement 20 und
dem Konterelement 24 in Verschieberichtung V oder in Gegenrichtung
G über den
Gurtkanal 14, so wird der stehende Klemmriemen 40 über die
Umlenkrollen 38 durch die Schneideinheit 19 gezogen
und gegen die Wand des Gehäuses 13 gedrückt. Die
mindestens eine Schneidkante 21 des Schneidelements 20 rollt
dabei im Kontakt mit der Umfangsfläche 25 des Konterelements 24 auf
dieser ab.
-
Durch
die Geometrie der Gurtführung
wird auf beiden Seiten dieses Kontaktbereichs von der Wand des Gehäuses 13 und
dem stehenden Klemmriemen 40 ein Fangbereich gebildet.
Im Gegensatz zu der in 7 dargestellten Lösung bleibt
die Geometrie des Fangbereichs über
die Verfahrstrecke der Schneideinrichtung 12 hinweg unverändert, der Öffnungswinkel ändert sich,
bedingt durch die Omega-Führung
des Riemens, nicht.
-
Durch
diese konstruktive Ausführung
der Gurthalteeinrichtung 31 werden die zu kürzenden Bauelementgurte 11 gegen
die Wand des Gehäuses 13 gedrückt und
dort fixiert, bis sie durch einen quetschenden oder stanzenden Schnitt
zwischen dem Schneidelement 20 und dem Konterelement 24 abgetrennt
werden. Störende
Rückwirkungen
auf die Abholpositionen 10 der elektrischen Bauelemente 3 – wie zum
Beispiel Vibrationen und andere Bewegungen der Bauelementgurte 11,
die zu Lageveränderungen
der Bauelemente 3 an den Abholpositionen 10 führen könnten – können durch
die Fixierung der Bauelementgurte 11 vermieden werden.
-
9 zeigt
ein vorgespanntes Federelement 43, hier als Spiralfeder
dargestellt. Das Federelement 43 ist der Kontereinheit 23 zuzurechnen
und dient der selbständigen
Anpassung der Gurthalteeinrichtung 31 an die Dicke der
zusammengedrückten Bauelementgurte 11.
Die Umfangsfläche 25 des
Konterelements 24 ist dabei relativ zur restlichen Kontereinheit 23 in
z-Richtung verschiebbar gelagert, so dass der Abstand der Andrückfläche 25 der
Andrückrolle 24 zur
Umlenkscheibe 34 in geringem Maße variiert werden kann. Dies
ist nötig,
da die Bauelementgurte 11 je nach Größe der taschenartigen Vertiefungen 17 in
zusammengedrücktem
Zustand eine unterschiedliche Dicke aufweisen können.
-
Durch
das Federelement 43, welches mit seinem einen Ende an der
Lagerung des Konterelements 24 und mit dem anderen Ende
am Träger
der Kontereinheit 23 befestigt ist, werden die bei den Klemmriemen 36 und 37,
die über
die Umfangsfläche 25 des
Konterelements 24 bzw. über
die Umlenkfläche 35 der
Umlenkscheibe 34 geführt
werden, gegeneinander gedrückt.
Im Falle dickerer Bauelementgurte 11 wird das Federelement 43 durch
die Kraft, welche die Bauelementgurte 11 in z-Richtung
auf die Klemmriemen und damit auch auf die Lagerung des Konterelements 24 ausüben, entsprechend
stärker gestaucht,
als dies bei einem dünnen
Bauelementgurt 11 der Fall wäre.
-
Durch
Verwendung dieses vorgespannten Federelements können auch dickere Bauteilgurte 11 sicher
geklemmt werden. Anstelle von Spiralfedern können auch andere konstruktive
Ausgestaltungen für
das Federelement, beispielsweise Tellerfederpakete, eingesetzt werden.
-
In 10 ist
die Schneideinrichtung 12 in den beiden Positionen „Arbeitsposition" und „Sicherungsposition" schematisch dargestellt.
Die Schneideinrichtung 12 ist gemeinsam mit der Gurthalteeinrichtung 31 über den
Gurtkanal 14 (nicht dargestellt) in x-Richtung verschiebbar
angeordnet. In der Arbeitsposition wirkt die Schneideinheit 19 mit
der Kontereinheit 23 zusammen, die mindestens eine Schneidkante 21 des
Schneidelements 20 steht mit dem Konterelement 24 in
Kontakt. Die beiden Klemmelemente, hier als umlaufende Klemmriemen 36 und 37 dargestellt,
werden aneinander gedrückt.
In der Sicherungsposition werden Schneideinheit 19 und
Kontereinheit 23 voneinander getrennt, wobei auch die Klemmelemente
voneinander getrennt werden.
-
Eine
solche Trennung kann notwendig werden, wenn ein elektrisches Bauelement 3 an
seiner Abholposition 10 nicht vom Bestückkopf 6 abgeholt wird
und beim Weitertakten des Bauelementgurts 11 in der taschenartigen
Vertiefung 17 verbleibt. Beim Versuch, den Bauelementegurt 11 an
dieser Stelle zu durchtrennen, könnte
es zu Beschädigungen
am der mindestens einen Schneidkante 21 des Schneidelements 20 kommen.
Droht ein elektrisches Bauelement 3 beim Schneidvorgang
zwischen Schneidelement 20 und Konterelement 24 zu
geraten, so wird beim Versuch, das Bauelement 3 zwischen
den beiden Klemmriemen 36 und 37 zu klemmen, eine
bestimmte Grenzkraft in z-Richtung überschritten,
wodurch die Schneideinheit 19 von der Kontereinheit 23 getrennt
wird.
-
Hierbei
wird der Andrückmechanismus 42 für das Konterelement 24 in
z-Richtung gegenüber
der Schneideinrichtung 12 aus der Arbeitsposition in die Sicherungsposition
verschoben. Das im Bauelementegurt 11 verbliebene Bauelement 3 wird
somit nicht beschädigt,
der Gurt wird nicht durchtrennt. Die Schneideinrichtung 12 verbleibt
für den
Rest der Fahrstrecke über
den Gurtkanal 14 in der Sicherungsposition; die zu passierenden
Bauelementgurte 11 werden dabei ebenfalls nicht durchtrennt.
Es ist ebenso möglich,
das Schneidelement 20 statt des Konterelements 24 mit
dem Andrückmechanismus 42 zu
koppeln und von der Arbeitsposition in die Sicherungsposition zu
verschieben.
-
In
Verschieberichtung V bzw. in Gegenrichtung G sind an beiden Enden
des Gurtkanals 14 am Gehäuse 13 der Schneidvorrichtung 9 Einlaufschrägen 44 ausgebildet.
Verfährt
die Kontereinheit 23 in der Sicherungsposition über den
Gurtkanal 14, so drückt
am Ende des Gurtkanals 14 die Einlaufschräge 44 gegen
den Andrückmechanismus 42 des
Konterelements 24 und schiebt dieses wieder in die Arbeitsposition.
Diejenigen Bauelementgurte 11, die bei diesem Schneidvorgang
nicht durchtrennt wurden, lassen sich im darauf folgenden Schneidvorgang durchtrennen.
-
- 1
- Bestückautomat
- 2
- Substrat
- 3
- Elektrisches
Bauelement
- 4
- Transportstrecke
- 5
- Zuführeinrichtung
- 6
- Bestückkopf
- 7
- Querträger
- 8
- Portalarm
- 9
- Schneidvorrichtung
- 10
- Abholposition
- 11
- Bauelementegurt
- 12
- Schneideinrichtung
- 13
- Gehäuse
- 14
- Gurtkanal
- 15
- Pipette
- 16
- Transportrad
- 17
- Taschenartige
Vertiefung
- 18
- Linearführung
- 19
- Schneideinheit
- 20
- Schneidelement
- 21
- Schneidkante
- 22
- Welle
- 23
- Kontereinheit
- 24
- Konterelement
- 25
- Umfangsfläche
- 26
- Konterwelle
- 27
- Druckfeder
- 28
- Drehantrieb
- 29
- Zahnrad
- 30
- Zahnstange
- 31
- Gurthalteeinrichtung
- 32
- Erster
stehender Klemmriemen
- 33
- Zweiter
stehender Klemmriemen
- 34
- Umlenkscheibe
- 35
- Umlenkfläche
- 36
- Erster
umlaufender Klemmriemen
- 37
- Zweiter
umlaufender Klemmriemen
- 38
- Umlenkeinrichtung/Umlenkrolle
- 39
- Spannrolle
- 40
- Stehender
Klemmriemen in Omega-Anordnung
- 41
- Andruckmechanismus
Gurthalteeinrichtung
- 42
- Andrückmechanismus
Konterelement
- 43
- Vorgespanntes
Federelement
- 44
- Rückholeinrichtung/Einlaufschräge
- 120
- Rollenmesser
- 124
- Andrückrolle
- 125
- Andrückfläche
- 220
- Stempelrad
- 224
- Matrizenrad
- 225
- Ringnut