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Die Erfindung bezieht sich auf ein Montageverfahren zur Montage einer Leiterplatte in einem Gehäuse. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Montagewerkzeug zur Durchführung des Verfahrens. Bei dem Gehäuse handelt es sich in der vorranging angestrebten Anwendung um ein Elektronikmodul in einem Kraftfahrzeug, insbesondere um einen elektrischen Fensterheber.
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Eine Leiterplatte umfasst herkömmlicherweise eine (auch als „Substrat” bezeichnete) isolierende Trägerplatte, welche mit elektrischen Leiterbahnen, sowie elektrischen oder elektronischen Bauteilen bestückt ist. Bei Leiterplatten, wie sie insbesondere bei Elektronikmodulen für Kraftfahrzeuge Verwendung finden, sind die Leiterbahnen häufig aus elektrisch leitfähigem Material auf das Substrat gedruckt. Solche Leiterbahnen werden auch als „PCB” („Printed Circuit Board”) bezeichnet.
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In einem insbesondere für die automatische Fertigung besonders vorteilhaften Fertigungsprozess werden Leiterplatten beim Einsetzen in das Gehäuse mit elektrischen Anschlussleitern presskontaktiert. Dabei werden Einpressstifte oder „Pressfit-Pins” (im Folgenden auch als Presskontaktstifte bezeichnet) des Gehäuses in korrespondierende metallisierte Kontaktlöcher der Leiterplatte eingepresst, wodurch eine lötfreie elektrische Verbindung hergestellt wird. Damit solche Presskontaktverbindungen aber zuverlässig und langlebig geschlossen werden, ist beim Herstellen einer solchen Presskontaktverbindung eine sehr präzise Positionierung der Leiterplatte gegenüber dem Gehäuse notwendig. Eine auch nur geringfügige Fehljustierung der Presskontaktstifte gegenüber den Kontaktlöchern kann zu einer unzulässigen Aufwertung der Kontaktlöcher, zu einem Verbiegen oder Brechen von einzelnen Presskontaktstiften oder zu anderen Produktionsfehlern führen.
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Für eine einfache und präzise Justierung der Leiterplatte beim Einsetzen sind in einer Leiterplattenaufnahme des Gehäuses häufig abragende Fangstifte angebracht, auf welche die Leiterplatte mit korrespondierenden Zentrierlöchern (nachfolgend auch als „Fanglöcher” bezeichnet) aufgesteckt wird. Die Fangstifte verjüngen sich in der Regel im Bereich ihrer Freienden, um das Aufstecken der Leiterplatte zu erleichtern. Konstruktionsbedingt wird die einzusetzende Leiterplatte auf den Fangstiften infolge der Verjüngung noch mit gewissem Spiel geführt, wenn sie beim Einsetzvorgang mit den Spitzen der Presskontaktstifte in Berührung kommt. Dies liegt insbesondere daran, dass die Fangstifte infolge der oft sehr flachen Gehäusebauweise die Presskontaktstifte nur in geringem Maß überragen können. Die Leiterplatte liegt hierdurch oft zunächst auf den Spitzen der Presskontaktstifte auf, bevor die Presskontaktstifte die zugehörigen Kontaktlöcher „finden” und der Aufpressvorgang abgeschlossen werden kann. Dies kann nachteiligerweise dazu führen, dass die Presskontaktstifte die metallisierte Umgebung der Kontaktlöcher beschädigen, was zu einem Materialabtrag oder -aufschub führen kann. Eine Beschädigung der Metallschicht in dem Kontaktloch kann – bei einer mehrlagigen Leiterplatte – insbesondere zu einem unerwünschten Lagenabriss führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Montageverfahren für eine Leiterplatte anzugeben, welches es ermöglicht, die Leiterplatte mit einfachen Mitteln besonders präzise in einem Gehäuse zu positionieren. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein (Montage-)Werkzeug anzugeben, mit welchem das Montageverfahren besonders gut durchführbar ist.
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Bezüglich des Montageverfahrens wird obige Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich des zugehörigen (Montage-)Werkzeugs wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Erfindungsgemäß ist nicht – zumindest nicht nur – das Gehäuse mit Fangstiften für die darin einzusetzende Leiterplatte versehen. Vielmehr ist erfindungsgemäß (zumindest auch) das zur Leiterplattenmontage eingesetzte (Montage-)Werkzeug mit mindestens einem Fangstift, bevorzugt aber mehreren Fangstiften versehen, die in eine den Fangstiften entsprechende Anzahl korrespondierender Fanglöcher der Leiterplatte einsetzbar sind. Verfahrensgemäß wird die mit dem mindestens einen Fangloch versehene Leiterplatte zunächst auf den oder jeden korrespondierenden Fangstift des Werkzeugs aufgesetzt. Die Länge des oder jeden Fangstiftes ist dabei derart bemessen, dass der oder jeder Fangstift auf der werkzeugabgewandten Seite über die aufgesteckte Leiterplatte hinausragt. Vorzugsweise sind mindestens zwei Fangstifte und eine entsprechende Anzahl korrespondierender Fanglöcher vorgesehen, um die Leiterplatte dreh- und kippsicher am Werkzeug zu justieren.
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Zweckmäßigerweise ist der oder jeder Fangstift hinsichtlich seiner Längsrichtung (auch: Axialrichtung) im Wesentlichen senkrecht zu der aufgeschoben Leiterplatte ausgerichtet und derart bemessen, dass er die aufgeschobene Leiterplatte um ein Vielfaches, z. B. um mindestens das Fünffache, der Leiterplattenstärke überragt.
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Nach dem Aufstecken der Leiterplatte auf das Werkzeug wird dieses gegen eine Leiterplattenaufnahme des Gehäuses verschoben, so dass zumindest ein Fangstift des Werkzeugs in ein korrespondierendes Zentrierloch (auch: Zentrierbohrung) der Leiterplattenaufnahme eingreift. Das Werkzeug wird dabei solange gegen die Leiterplattenaufnahme vorgeschoben, bis die Leiterplatte ihre bestimmungsgemäße Montageposition in der Leiterplattenaufnahme erreicht hat.
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Der oder jeder Fangstift hat – ebenso wie das korrespondierende Fangloch und das gegebenenfalls zugehörige Zentrierloch – vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt. Allerdings können der Fangstift, das Fangloch und das Zentrierloch auch mit einem aufeinander abgestimmten unrunden Querschnitt versehen sein. Dies ist zur Verdrehsicherung der Leiterplatte gegenüber dem Werkzeug insbesondere dann sinnvoll, wenn nur ein Fangstift, und entsprechend nur ein Fangloch und ein Zentrierloch vorgesehen sind.
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Die Leiterplattenaufnahme ist vorzugsweise als konkave, insbesondere wannen- oder schalenartige Vertiefung des Gehäuses ausgebildet, die die eingesetzte Leiterplatte von mehreren Seiten umschließt. Bei der Leiterplattenaufnahme kann es sich grundsätzlich aber auch um eine ebene Gehäusefläche handeln, auf die die Leiterplatte freistehend aufgelegt wird. In diesem Fall ist die Leiterplattenaufnahme auch als Leiterplattenauflage bezeichnet.
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Bei oder nach dem Vorschub des Werkzeugs wird die Leiterplatte in dem Gehäuse fixiert. Anschließend wird das Werkzeug zurückgezogen, wobei der oder jeder Fangstift aus dem korrespondierenden Fangloch der Leiterplatte herausgezogen wird, und die Leiterplatte in der Leiterplattenaufnahme verbleibt. Die Fixierung der Leiterplatte im Gehäuse kann dabei grundsätzlich durch eine beliebige Befestigungsmethode wie beispielsweise Einklemmen, Verrasten, Verschweißen, aber auch Verkleben der Leiterplatte im Gehäuse erfolgen.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Montageprinzips liegt darin, dass der oder jeder werkzeugseitig angeordnete Fangstift weitgehend unabhängig von der Geometrie und sonstigen baulichen Erfordernissen des Gehäuses gestaltet werden kann. Insbesondere kann der oder jeder Fangstift prinzipiell beliebig lang ausgeführt sein, wodurch eine spielarme Führung des Fangstiftes in dem oder jedem Zentrierloch des Gehäuses vergleichsweise einfach realisierbar ist. Insbesondere ermöglicht eine hinreichend lange Dimensionierung des oder jedes Fangstiftes vorteilhafterweise, dass dieser bereits spielarm in das korrespondierende Zentrierloch eingreift, bevor die Leiterplatte mit der Leiterplattenaufnahme in Kontakt kommt. Somit kann eine Beschädigung der Leiterplatte oder der darauf befindlichen Komponenten durch Bestandteile der Leiterplattenaufnahme sicher vermieden werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Montageverfahrens wird während des Einbringens der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme des Gehäuses eine Presskontaktverbindung geschlossen, indem ein im Gehäuse befindlicher Presskontaktstift eines elektrischen Anschlussleiters in ein korrespondierendes Kontaktloch der Leiterplatte eindringt, so dass das Leiterplattenmaterial in der Umgebung des Kontaktlochs verformt und hierdurch ein Kraftschluss zwischen dem Presskontaktstift und der Leiterplatte gebildet wird. Der Presskontaktstift wird dabei, in an sich üblicher Weise, in die Kontaktöffnung der Leiterplatte eingepresst. Äquivalentermaßen kann der oder jeder Kontaktstift auch an der Leiterplatte befestigt sein und mit einem Kontaktloch im Gehäuse zur Herstellung der Presskontaktverbindung zusammenwirken. Grundsätzlich wäre es auch möglich, sowohl Kontaktstifte als auch korrespondierende Kontaktlöcher jeweils sowohl an der Leiterplatte als auch am Gehäuse vorzusehen.
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Grundsätzlich können ferner zusätzlich zu der Presskontaktverbindung weitere Mittel zur Fixierung der Leiterplatte an dem Gehäuse vorgesehen sein, z. B. Rastnasen am Rand der Leiterplattenaufnahme, die die eingesetzte Leiterplatte formschlüssig umgreifen. In bevorzugter Ausführung der Erfindung wird die Leiterplatte aber ausschließlich oder zumindest überwiegend durch die Presskontaktverbindung im Gehäuse bzw. in der Leiterplattenaufnahme fixiert. Der Begriff „überwiegend” ist hierbei dahingehend zu verstehen, dass die Presskontaktverbindung eine stärkere Abreißkraft aufweist als alle gegebenenfalls weiteren Mittel zur Fixierung der Leiterplatte in der Leiterplattenaufnahme.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung bildet der oder jeder Fangstift beim Aufsetzen der Leiterplatte auf das Werkzeug mit den Fanglöchern der Leiterplatte einen – zerstörungsfrei lösbaren – Kraft- oder Formschluss aus, der die Leiterplatte zumindest gegen ihr Eigengewicht verliersicher an dem Werkzeug hält. Insbesondere sind mindestens zwei Fangstifte hierzu bezüglich der korrespondierenden Fanglöcher derart dimensioniert, dass sie bei dem Aufsetzen der Leiterplatte geringfügig elastisch verformt werden.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung dieser Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass die durch den oder jeden Fangstift bewirkte Verliersicherung der Leiterplatte an dem Werkzeug nach dem Einsetzen und Fixieren der Leiterplatte in der Leiterplattenaufnahme mittels einer Ablösemechanik, die gegenüber dem oder jeden Fangstift bewegbar ist, zwangsgelöst oder zumindest zwangsgelockert wird.
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Durch die Zwangslösung oder -lockerung des zwischen dem oder jeden Fangstift und der Leiterplatte gebildeten Kraft- oder Formschlusses wird die Spannung, die beim Zurückziehen des Werkzeugs aufgrund des Kraft- oder Formschlusses der Leiterplatte am Werkzeug einerseits sowie aufgrund der Fixierung der Leiterplatte in der Leiterplattenplattenaufnahme andererseits auf die Leiterplatte wirken würde, unterdrückt oder zumindest verringert. Das Werkzeug kann also mit anderen Worten zurückgezogen werden, ohne dass die Leiterplatte zwischen dem Werkzeug und dem Gehäuse in erheblichem Maße verspannt würde. Somit werden die Leiterplatte bei dem Montageverfahren geschont, und das Risiko von Produktionsfehlern herabgesetzt.
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In besonders einfacher Ausführung wird die Ablösemechanik durch einen Auswerfer, insbesondere in Form eines Stempels gebildet, dessen Position beim Zurückziehen des Werkzeugs zunächst unverändert gehalten wird, so dass der Auswerfer die Leiterplatte in der Leiterplattenaufnahme hält.
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Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen Auswerfer kann die Ablösemechanik auch Mittel umfassen, die den oder jeden Fangstift beim Zurückziehen des Werkzeugs verformen, insbesondere lateral verbiegen oder verschlanken.
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Das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Montageverfahrens vorgesehene Montagewerkzeug umfasst insbesondere eine (Werkzeug-)Oberplatte, an welcher direkt oder indirekt der oder jeder Fangstift angebracht ist, sowie eine (Werkzeug-)Unterplatte, welche eine Gehäuseaufnahme zur Halterung des Gehäuses aufweist. Dabei ist die Leiterplatte bestimmungsgemäß auf den oder jeden Fangstift aufsetzbar. Durch Verschieben der Oberplatte gegen die Unterplatte ist die Leiterplatte gemäß dem erfindungsgemäßen Montageverfahren in das Gehäuse bzw. in eine Leiterplattenaufnahme des Gehäuses einsetzbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Montagewerkzeugs läuft der oder jeder Fangstift zumindest in einem freiendseitigen Abschnitt konisch zu, und verjüngt sich mithin, wodurch vorteilhafterweise einerseits das Aufstecken der Leiterplatte auf den oder jeden Fangstift, andererseits aber auch das Zentrieren des Fangstiftes in dem mindestens einen Zentrierloch des Gehäuses erleichtert wird.
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Zur weiteren Unterstützung einer guten Positionierung der Leiterplatte im Gehäuse ist die Oberplatte vorzugsweise gegenüber der Unterplatte in einer Vorschubrichtung lineargeführt. In zweckmäßiger und einfach realisierbarer Ausführung weist das Montagewerkzeug hierzu mindestens einen, vorzugsweise mindestens zwei Führungsbolzen auf, die in Zusammenwirkung mit zugehörigen Führungsnuten oder -bohrungen die Oberplatte gegenüber der Unterplatte quer zur Vorschubrichtung spielarm ausrichten und beim Vorschub führen.
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Zur spannungsarmen Zwangsablösung der Leiterplatte von der Oberplatte des Werkzeugs weist das Werkzeug in zweckmäßiger Gestaltung einen Auswerfer der vorstehend beschriebenen Art Funktionsweise auf, insbesondere in Form mindestens eines in Vorschubrichtung relativ zu der Werkzeugoberplatte verschiebbaren Stempels.
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In einer vorrangig verfolgten Anwendung werden das erfindungsgemäße Montageverfahren und/oder das zugehörige Montagewerkzeug zur Leiterplattenmontage bei einem elektronischen Fahrzeugmodul verwendet, insbesondere bei einem elektrischen Fensterheber.
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Anschließend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in schematischer Seitenansicht ein Montagewerkzeug zur Montage einer Leiterplatte in einem Gehäuse, und
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2 bis 6 in schematischer Darstellung verschiedene, aufeinanderfolgende Montagezustände eines mittels des Montagewerkzeugs gemäß 1 durchgeführten Leiterplatten-Montageverfahrens.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer grob schematischen, teilweise geschnitten dargestellten Seitenansicht ein Montagewerkzeug 1, in welches ein (ebenfalls teilweise geschnitten dargestelltes) Gehäuse 2 sowie eine Leiterplatte 3 zu Montage in dem Gehäuse 2 eingesetzt sind.
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Das Montagewerkzeug 1 umfasst eine bestimmungsgemäß auf einer Arbeitsfläche aufliegende Unterplatte 4 sowie eine Oberplatte 5, welche im Wesentlichen planparallel zueinander ausgerichtet sind. Zwei im Wesentlichen vertikale Führungsbolzen 6 sind zur Positionierung der beiden Platten 4, 5 an zueinander gegenüberliegenden Seiten des Montagewerkzeugs 1 angeordnet. Die Führungsbolzen 6 sind jeweils in die Oberplatte 5 in eine passgenaue Bohrung eingepresst, während sie in der Unterplatte 4 in jeweils einer Bohrung 7 mit (geringem) Spiel geführt sind. Alternativ können die Führungsbolzen 6 auch an der Unterplatte 4 befestigt sein, wobei in diesem Fall die Oberplatte 5 gegenüber dem Führungsbolzen 6 verschiebbar ist.
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Auf einer Oberseite 8 der Unterplatte 4 sind ein Stützzapfen 9 sowie eine näherungsweise wannenförmige Gehäuseaufnahme 10 angeordnet, durch welche das Gehäuse 2 auf der Unterplatte 4 positionierbar und lagefixierbar ist.
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An einer Oberseite 11 der Oberplatte 5 ist ein Einspannzapfen 12 befestigt, welcher zur Befestigung der Oberplatte 5 in einer Pressvorrichtung dient. An eine zur Oberseite 11 entgegengesetzte Unterseite 13 der Oberplatte 5 schließt zunächst ein im Wesentlichen quaderförmiger Distanzkörper 14 an, an welchem auf einer von der Oberplatte 5 abgewandten Seite ein ebenfalls im Wesentlichen quaderförmiger Einpresskörper 15 angebracht ist, welcher in seinen Ausdehnungen jedoch kleiner ausgebildet ist als der Distanzkörper 14.
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In den Distanzkörper 14 ist mindestens ein Auswerfer 17 integriert. Der Auswerfer 17 umfasst einen Auswurfstempel 18, der in einer von der Unterseite 19 des Distanzkörpers 14 aus eingebrachten Bohrung 20 geführt ist. Der Auswurfstempel 18 wird von einer Feder 21 in Richtung auf die Unterplatte 4 vorgespannt.
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Von der Unterseite 19 des Distanzkörpers 14 ragen des Weiteren drei Fangstifte 22 in Richtung auf die Unterplatte 4 ab, von welchen exemplarisch nur einer dargestellt ist. Die Fangstifte 22 ragen im Wesentlichen rechtwinklig von der Unterseite 19 ab. Jeder Fangstift 22 ist im Wesentlichen durch einen zylinderförmigen Zapfen gebildet, der sich zu seinem von der Unterseite 19 abgewandten Freiende 23 hin in einem Endabschnitt 24 konisch verjüngt.
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Zusätzlich oder alternativ zu dem Auswerfer 17 umfasst das Werkzeug 1 zu jedem Fangstift 22 einen zugehörigen Auslenkkörper 25, der den zugeordneten Fangstift 22 seitlich flankiert. In den Auslenkkörper 25 ist eine zum Fangstift 22 hin offene Bohrung 26 eingebracht, in welcher ein Stempel 28 einliegt. Durch Einwirkung des Stempels 28 kann der Fangstift 22 (in einem geringen Maße) ausgelenkt, d. h. quer zu seiner Achse bewegt werden. Der Stempel 28 ist durch eine Feder 27 in Richtung auf den Fangstift 22 vorgespannt.
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Wie 1 zu entnehmen ist, wird die Leiterplatte 3 planparallel zur Oberplatte 5 bzw. zur Unterseite 30 des Einpresskörpers 15 auf die Fangstifte 22 aufgesteckt. Die Leiterplatte 3 wird danach zur Montage durch Vorschub der Oberplatte 5 in Richtung der Unterplatte 4 in das Gehäuse 2 eingesetzt, wobei der Fangstift 22 in ein gehäuseseitiges Zentrierloch 31 eingreift. Im Zuge des Vorschubs werden eine Anzahl von Presskontaktstiften 32 (von denen in 1 beispielhaft lediglich einer angedeutet ist) eines gehäuseseitigen elektrischen Anschlussleiters 33 in korrespondierende Kontaktlöcher 34 (von denen in 1 beispielhaft ebenfalls nur eines angedeutet ist) der Leiterplatte 3 eingepresst.
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Im Detail ist der Ablauf des Montageverfahrens den 2 bis 6 zu entnehmen. 2 zeigt schematisch stark vereinfacht die Oberplatte 5 des Montagewerkzeugs 1, die Leiterplatte 3 sowie das Gehäuse 2 in einem Vormontagezustand. Die 3 bis 6 zeigen jeweils in gleicher Darstellung die Oberplatte 5, die Leiterplatte 3 und das Gehäuse 2 in aufeinanderfolgenden Momentaufnahmen während des Montageverfahrens.
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Gemäß 2 weist die Leiterplatte 3 zwei (durchgängige) Fanglöcher 40 sowie die (im dargestellten Beispiel fünf) ebenfalls durchgängigen Kontaktlöcher 34 auf. Jedes Kontaktloch 34 ist zumindest im Bereich seiner Wandung metallisiert. Im Gehäuse 2 ist eine der Anzahl an Kontaktlöchern 34 entsprechende Anzahl an Presskontaktstiften 32 angeordnet. Weiterhin sind in das Gehäuse 2 die den Fangstiften 22 zugeordneten Zentrierlöcher 31 eingebracht.
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Gemäß 3 wird in einem ersten Montageschritt die Leiterplatte 3 auf die Fangstifte 22 aufgeschoben, so dass diese die Fanglöcher 40 der Leiterplatte 3 durchdringen. Die Fangstifte 22 stehen dabei an einer werkzeugabgewandten Seite 41 über die Leiterplatte 3 um ein Mehrfaches der Leiterplattenstärke hinaus. Die Fanglöcher 40 haben hierbei einen geringfügig kleineren Abstand zueinander als die korrespondierenden Fangstifte 22, so dass die Fangstifte 22 beim Aufsetzen der Leiterplatte 3 leicht aufeinander zu gebogen werden. Hierdurch wird die Leiterplatte 3 zwischen den Fangstiften 22 verspannt und kraftschlüssig an der Oberplatte 5 gehalten. Der auf diese Weise zwischen den Fangstiften 22 und der Leiterplatte 3 gebildete Kraftschluss ist zumindest so stark, dass er das Eigengewicht der Leiterplatte 3 inklusive der darauf montierten Komponenten aufnehmen kann. Die Leiterplatte 3 ist somit verliersicher an der Oberplatte 5 fixiert und durch die Klemmung relativ zu der Oberplatte 5 ausgerichtet und positioniert.
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Das Aufschieben der Leiterplatte 3 wird erleichtert durch die den Fangstiften 22 jeweils zugeordneten Auslenkkörper 25, deren jeweilige Feder 27 durch einen (nicht explizit) dargestellten Spannmechanismus gespannt wird, wenn sich die Oberplatte 5 in ihrer oberen Position befindet. Durch die gespannte Feder 27 wird der Stempel 28 gegen den zugehörigen Fangstift 22 gedrückt. Die Fangstifte 22 werden hierdurch derart ausgelenkt, dass die Leiterplatte 3 vergleichsweise leicht auf die Fangstifte 22 aufgeschoben werden kann. Beim Absenken der Oberplatte 5 wird die Feder 27 eines jeden Auslenkkörpers 25 ganz oder teilweise entspannt, so dass der Stempel 28 den zugehörigen Fangstift 22 entlastet. Hierdurch biegen sich die Fangstifte 22 in ihre Normallage zurück, wodurch die Leiterplatte 3 verspannt wird.
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Aus 4 ist ersichtlich, dass in einem zweiten Schritt des Montageverfahrens die Oberplatte 5 mit der daran befestigten Leiterplatte 3 derart gegen das (auf der Unterplatte 4 gemäß 1 gelagerte) Gehäuse 2 vorgeschoben wird, dass die Fangstifte 22 in die korrespondierenden Zentrierlöcher 31 des Gehäuses 2 eingreifen.
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Insbesondere greifen die Fangstifte 22 bereits in die Zentrierlöcher 31 ein, wenn die Leiterplatte 3 noch in einem von Null verschiedenen Abstand zu den Spitzen der Presskontaktstifte 32 angeordnet ist.
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Erst in einem dritten Schritt des Montageverfahrens dringen die Presskontaktstifte 32 gemäß 5 unter fortgesetztem Vorschub der Oberplatte 5 gegen das Gehäuse 2 in die zugehörigen Kontaktlöcher 34 ein, wodurch Presskontaktverbindungen 50 geschlossen werden. Durch jeden Presskontaktstift 32 wird dabei das Leiterplattenmaterial im Umfeld des zugehörien Kontaktlochs 34 verformt, wodurch ein Kraftschluss zwischen der Leiterplatte 3 und den Presskontaktstiften 32 gebildet wird.
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Durch diesen Kraftschluss wird die Leiterplatte 3 in einer Leiterplattenaufnahme 51 des Gehäuse 2 fixiert, in der die Presskontaktstifte 32 angeordnet sind.
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In einem abschließenden vierten Schritt des Montageverfahrens wird gemäß 6 die Werkzeugoberplatte 5 wieder gegenüber dem Gehäuse 2 zurückgezogen. Die durch die Presskontaktverbindungen 50 bewirkte Fixierung der Leiterplatte 3 in der Leiterplattenaufnahme 51 ist dabei stärker als der Kraftschluss, der die Leiterplatte 3 an der Oberplatte 5 hält. Hierdurch werden beim Zurückziehen der Oberplatte 5 die Fangstifte 22 aus den Fanglöchern 40 der Leiterplatte 3 herausgezogen. Die Leiterplatte 3 löst sich beim Zurückziehen der Oberplatte 5 also von der letzteren ab und verbleibt in ihrem bestimmungsgemäßen Montagezustand in der Leiterplattenaufnahme 51 des Gehäuses 2.
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Die Ablösung der Leiterplatte 3 von der Oberplatte 5 wird – je nach Ausführung des Werkzeugs 1 – unterstützt von dem oder jedem Auswerfer 17 und/oder dem oder jeden Auslenkkörper 25, die insofern als Ablösemechanik für die Leiterplatte 3 wirken.
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In einer einfachen Ausführung unterstützt der Auswerfer 17 die Ablösung der Leiterplatte 3 lediglich passiv, indem der – hier ständig durch die Feder 21 vorgespannte – Auswurfstempel 18 den die Leiterplatte an den Fangstiften 22 haltenden Kraftschluss schwächt. Optional ist dem Auswerfer 17 eine (nicht explizit dargestellte) Spannmechanik zugeordnet, die die Feder 21 nur beim Zurückziehen der Oberplatte 5 vorübergehend spannt und somit den von dem Auswurfstempel 18 auf die Leiterplatte 3 ausgeübten Druck erhöht.
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In weiterentwickelten Ausführungsformen des Montagewerkzeugs 1 ist dem oder jedem Auswerfer 17 und/oder dem oder jeden Auslenkkörper 25 ein – beispielsweise pneumatischer, hydraulischer oder elektromechanischer – Antrieb zugeordnet, durch welchen der oder jeder Auswurfstempel 18 bzw. jeder Stempel 28 zur Zwangsablösung der Leiterplatte 3 gegenüber den Fangstiften 22 bewegbar ist.
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Der oder jeder Auswerfer 17 unterstützt die Ablösung der Leiterplatte 3 hierbei insbesondere, indem der Auswurfstempel 18 beim Zurückziehen der Oberplatte 5 in gleichem Maße gegenüber der Oberplatte 5 vorgeschoben wird. Der Auswurfstempel 18 wird somit beim Zurückziehen der Oberplatte 5 ortsunverändert gehalten und drückt die Leiterplatte 3 weiterhin gegen die Leiterplattenaufnahme 51. Abweichend von der vereinfachten Darstellung gemäß 1 ist der oder jeder Auswerfer 17 vorzugsweise möglichst nah an einem zugeordneten Fangstift 22 angeordnet, um die Verspannung, insbesondere Durchbiegung der Leiterplatte 3 beim Herausziehen der Fangstifte 22 zu minimieren.
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Der oder jeder Auslenkkörper 25 unterstützt die Ablösung der Leiterplatte 3 hierbei insbesondere, indem der Stempel 28 beim Zurückziehen gegen den zugeordneten Fangstift 22 gedrückt wird, und diesen geringfügig auslenkt. Hierdurch wird der zwischen den Fangstiften 22 und der Leiterplatte 3 gebildete Kraftschluss entlastet, so dass die Fangstifte 22 leichter aus den zugeordneten Fanglöchern 40 herausgezogen werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montagewerkzeug
- 2
- Gehäuse
- 3
- Leiterplatte
- 4
- Unterplatte
- 5
- Oberplatte
- 6
- Führungsbolzen
- 7
- Bohrung
- 8
- Oberseite
- 9
- Stützzapfen
- 10
- Gehäuseaufnahme
- 11
- Oberseite
- 12
- Einspannzapfen
- 13
- Unterseite
- 14
- Distanzkörper
- 15
- Einpresskörper
- 17
- Auswerfer
- 18
- Auswurfstempel
- 19
- Unterseite
- 20
- Bohrung
- 21
- Feder
- 22
- Fangstift
- 23
- Freiende
- 24
- Endabschnitt
- 25
- Auslenkkörper
- 26
- Bohrung
- 27
- Feder
- 28
- Stempel
- 30
- Unterseite
- 31
- Zentrierloch
- 32
- Presskontaktstift
- 33
- Anschlussleiter
- 34
- Kontaktloch
- 40
- Fangloch
- 41
- Seite
- 50
- Presskontaktverbindung
- 51
- Leiterplattenaufnahme
