DE102020204002A1

DE102020204002A1 - Ausgleichsvorrichtung und Pressvorrichtung

Info

Publication number: DE102020204002A1
Application number: DE102020204002.8A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Betzmann; Heinz Reiske
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2021-09-30

Abstract

Ausgegangen wird von einer Ausgleichsvorrichtung mit zwei in einem Abstand zueinander verfederten Ausgleichsplatten, wobei deren Abstand in Abhängigkeit einer äußeren Kraftbeaufschlagung der Ausgleichsplatten in einem für einen Positionierungsausgleich festgelegten Abstandsbereich, variabel ist. Der festgelegte Abstandbereich umfasst dabei einen minimal einnehmbaren Abstand bis zu einem maximal einnehmbaren Abstand. Ferner weisen die Ausgleichsplatten jeweils zumindest eine zueinander zugewandte Berührfläche auf, die über den gesamten Abstandsbereich hinweg unmittelbar in einem physischen und thermischen Anlagenkontakt stehen. Durch die in Anlagenkontakt stehenden Berührflächen steht immer ein thermisch wirksamer Überlappungsbereich zur Verfügung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsvorrichtung, eine Pressvorrichtung umfassend die Ausgleichsvorrichtung, die Verwendung der Pressvorrichtung sowie eine Verpressanordnung umfassend die Pressvorrichtung und die Ausgleichsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Stand der Technik
Für einen Laminierungsprozess ist in der Regel mindestens ein Verpressvorgang erforderlich, bei welcher eine auszubildende Laminierungsgruppe kraftbeaufschlagt wird. Oft findet zusätzlich noch ein Temperierungsprozess statt. Durch das Verpressen und die Temperierung werden insbesondere Komponenten der Laminierungsgruppe aktiviert, beispielsweise eine Klebe- und/oder eine Leimkomponente, mittels welcher die Laminierungsgruppe dann zu einem fest zusammenhängenden Verbund ausgebildet wird.
Bei Laminierungsprozessen ist es bekannt, innerhalb einer Pressvorrichtung eine Druck- und Ausgleichsmatte zu verwenden. Mittels der Druck- und Ausgleichsmatte können formgegebene und/oder toleranzbedingte Höhenunterschiede der auszubildenden Laminierungsgruppe ausgeglichen werden. Zusätzlich kann ein wirkender Pressdruck auf die Laminierungsgruppe ausnivelliert werden. Derartige Druck- und Ausgleichsmatten sind dann beispielsweise komprimierbar ausgeführt. Ein wichtiges Kriterium bei einer Großserienfertigung von Laminierungsgruppen ist die Fähigkeit der eingesetzten Druck- und Ausgleichsmatten, sich nach einer kraftbewirkten Komprimierung wieder vollständig in einen entspannten Zustand rückzubilden. Auf diese Weise können sie mehrmalig für Laminierungsvorgänge mit jeweils einem Verpressungsvorgang verwendet werden, wodurch die Herstellkosten gering gehalten werden können. Ein weiteres Kriterium ist deren Wärmeleitfähigkeit, um die Laminierungsgruppe in kürzester Zeit aufzuheizen bzw. wieder abzukühlen. Dadurch können die Fertigungszeiten gering gehalten werden. Eine solche Druck- und Ausgleichsmatte ist beispielsweise unter dem Produktnamen „Yom-Flex“ bekannt. Diese besteht aus einem armierten, mehrporigen Gummi- oder Kautschukkern mit dünnen temperaturbeständigen äußeren Großflächen.
In 1 ist beispielhaft der Einsatz einer solchen Druck- und Ausgleichsmatte 30 in einem Laminierungsprozess gezeigt. Dabei ist eine Ausgangsgruppe einer auszubildenden Laminierungsgruppe 10' oder ein Ausgangsprodukt umfassend diese Ausgangsgruppe als ein zu verpressendes Element 10 in einem Aufnahmeraum 110 einer Pressvorrichtung 100 aufgenommen. Die Pressvorrichtung 100 umfasst insbesondere zwei variabel zueinander einstellbare Grundplatten 101, 102. Die Grundplatten 101, 102 können beispielsweise in Führungen S gelagert sein und mittels eines Antriebes A in bzw. entgegen einer Verpressrichtung V verstellt werden. Das zu verpressende Element 10 weist auf seiner einen Seite 10.1 einen flächigen Formverlauf auf, welcher von einer Ebene abweicht. Beispielsweise umfasst der Formverlauf lokale Ausbauchungen 10.a und Einbuchtungen 10.b. Dadurch ist aber eine gleichmäßige, vollflächige Auflage der ihr zugewandten Grundplatte 101 nicht mehr ermöglicht. In einem verpressten Zustand des zu verpressenden Elementes 10 würden im nächstliegenden Auflagepunkt 15 besonders hohe Presskräfte F erzeugt. Dagegen wirken geringere oder keine Presskräfte F in lokalen Bereichen, die noch unterhalb des nächstliegenden Auflagepunkts 15 liegen. Zum Ausgleich des Formverlaufs sowie zum Ausnivellieren der Presskraft F ist zwischen dem zu verpressenden Element 10 auf der genannten Seite 10.1 und der ihr zugewandten Grundplatte 101 eine Druck- und Ausgleichsmatte 30 angeordnet. Im verpressten Zustand ermöglicht diese durch lokale Kompression Höhenunterschiede in Verpressrichtung V auszugleichen und die Presskraft über die gesamte Seite 10.1 gleichmäßiger einwirken zu lassen. Die Pressvorrichtung 100 umfasst auch eine Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 120, welche beispielsweise zumindest in einer der Grundplatten 101, 102 integral ausgebildet ist. Die Druck- und Ausgleichsmatte 30 ermöglicht dann über einen Wärme- oder Entwärmungsfluss W eine definierte Temperierung des zu verpressenden Elementes 10 in Abhängigkeit eines eingestellten Temperierungswertes der Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 120.
Allerdings stehen bisher Druck- und Ausgleichsmatte 30 käuflich zur Verfügung, bei welchen die genannten Kriterien der Komprimierbarkeit und der Wärmeleitfähigkeit im Wesentlichen entgegengesetzt ausgeprägt sind. So weisen manche Druck- und Ausgleichsmatte 30 zwar eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Allerdings sind diese nur einmalig zu gebrauchen, weil sie nach einem Verpressvorgang irreversibel verdrückt bleiben. Andere Druck- und Ausgleichsmatten 30 können immer wieder nach einem Verpressvorgang reversibel in einen Ausgangszustand entspannen. Allerdings ist ein Wärmedurchgang bzw. ein Entwärmungsvermögen stark beschränkt.
Aus der Veröffentlichungsschrift DE69200972 T2 ist eine Vorrichtung mit einer variablen Wärmeleitung bekannt. Die Vorrichtung kann dabei innerhalb einer Pressvorrichtung zum Einsatz kommen, bei welcher ein zu verpressendes Element während eines Pressvorganges schnell aufzuheizen ist und nach dem Pressvorgang schnell zu entwärmen ist. Die Vorrichtung weist hierfür zwei zueinander verfederte Platten auf, die unter Wirkung einer Presskraft flächig aufeinanderliegen und im thermischen Kontakt stehen. Sobald die Presskraft abfällt sind die Platten voneinander beabstandet und thermisch zueinander isoliert.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, kraft- und temperaturabhängige Verpressungsvorgänge hinsichtlich einer ausgeglichenen Krafteinwirkung unter Gewährleistung eines Wärme- bzw. Entwärmungsflusses zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Ausgleichsvorrichtung, eine Pressvorrichtung umfassend die Ausgleichsvorrichtung, die Verwendung der Pressvorrichtung sowie eine Verpressanordnung umfassend die Pressvorrichtung und die Ausgleichsvorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Ausgegangen wird von einer Ausgleichsvorrichtung mit zwei in einem Abstand zueinander verfederten Ausgleichsplatten, wobei deren Abstand in Abhängigkeit einer äußeren Kraftbeaufschlagung der Ausgleichsplatten in einem für einen Positionierungsausgleich festgelegten Abstandsbereich, variabel ist. Der festgelegte Abstandsbereich umfasst dabei einen minimal einnehmbaren Abstand bis zu einem maximal einnehmbaren Abstand. Bei einem minimal einnehmbaren Abstand sind die Ausgleichsplatte beispielsweise gegen einen ortsfesten Anschlag gedrückt. Ferner weisen die Ausgleichsplatten jeweils zumindest eine zueinander zugewandte Berührfläche auf, die über den gesamten Abstandsbereich hinweg unmittelbar in einem physischen und thermischen Anlagenkontakt stehen. Durch die in Anlagenkontakt stehenden Berührflächen steht immer ein thermisch wirksamer Überlappungsbereich zur Verfügung. Die Größe des Überlappungsbereichs variiert dabei in Abhängigkeit des Abstands der Ausgleichsplatten zueinander. Insbesondere ist der Überlappungsbereich minimal beim maximal einnehmbaren Abstand der Ausgleichsplatten. Beim maximal einnehmbaren Abstand der Ausgleichsplatten ist die Größe des Überlappungsbereichs bevorzugt noch in einer Größenordnung, bei welcher ein kleinster geforderter Wärmfluss noch ermöglicht ist. Grundsätzlich ist durch den immer vorliegenden physikalischen und thermischen Anlagenkontakt ein dauerhafter vorliegender Wärmepfad sichergestellt, wodurch die Ausgleichsvorrichtung bei zuvor beschriebenen kraftabhängigen und zeitgleich tempertaturabhängigen Verpressungsprozessen vorteilhaft zum Einsatz kommen kann.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Ausgleichsvorrichtung möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung sind die Ausgleichsplatten bei Fehlen einer Kraftbeaufschlagung mittels zumindest einer über den Abstandsbereich hinweg wirksamen Rückstellfeder reversibel in eine Ausgangsstellung mit dem maximal einnehmbaren Abstand gebracht bzw. dort gehalten. Vorteilhaft kann dadurch die Ausgleichsvorrichtung trotz eines Einsatzes bei einem Verpressungsvorgang immer wieder in eine gleiche Ausgangstellung für einen neuen Verpressungsvorgang gebracht werden. Insofern ist die Ausgleichsvorrichtung mehrfach verwendbar und ermöglicht Kosteneinsparungen insbesondere innerhalb von Großserienfertigungen.
In Weiterbildung der Ausgleichsvorrichtung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die zueinander zugewandten Berührflächen mittels zumindest einer Andrückfeder in Anlagenkontakt gehalten sind, insbesondere über den ganzen festgelegten Abstandsbereich der Ausgleichplatten. Prinzipiell kann über eine zentrale Andrückfeder beide Ausgleichsplatten gegeneinander verfedert sein, so dass über zumindest eine Kraftkomponente eine zugeordnete Paarung von Berührflächen aufeinandergedrückt werden. Zusätzlich oder alternativ kann nur im Bereich einer Paarung von Berührflächen oder jeweils im Bereich mehrerer oder aller gepaarten Berührflächen jeweils eine Andrückfeder einwirken. Vorteilhaft wird in einfacher Weise mittels der Andrückfeder einem Loslösen von in Anlagenkontakt stehenden Berührflächen entgegengewirkt, selbst bei einem lateralen Verschieben der Berührflächen zueinander aufgrund einer Abstandsänderung der Ausgleichsplatten. Dies stellt sicher, dass der thermische Pfad zwischen den Ausgleichsplatten nie unterbrochen wird. Zusätzlich kann über eine höhere Andrückkraft auch Einfluss auf einen erhöhten Wärmeübertrag im Überlappungsbereich genommen werden.
Besondere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Andrückfeder durch die Rückstellfeder gebildet ist. Auf diese Weise können gleich zwei erforderliche Funktionen durch nur eine wirksame Feder erbracht werden und der Aufbau der Ausgleichsvorrichtung kostengünstig und kompakt ausgeführt werden.
Weiterhin zeigt sich eine günstige Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung darin, dass die Ausgleichsplatten voneinander weisende ebene Abschlussflächen aufweisen, die insbesondere in der Ausgangsstellung parallel zueinander angeordnet sind. Dabei sind die Berührflächen der Ausgleichsplatten bevorzugt jeweils ebenflächig ausgebildet und insbesondere rechtwinklig zu den Abschlussflächen orientiert. Eine Abstandsveränderung erfolgt dann bevorzugt in Richtung der Orientierung der Berührflächen, was beispielsweise für den Ausgleich eines Höhenmaßes innerhalb eines Verpressungsprozess nutzbar ist. Ebenso ist ein Winkelausgleich durch die Ausgleichsvorrichtung ermöglicht, indem beide Ausgleichsplatten relativ zueinander um eine Kippachse verdrehen, wobei die Kippachse senkrecht zu den Berührflächen orientiert ist. Alternativ kann zumindest eine Abschlussfläche adaptiv an ein in Anlagenkontakt zu bringendes Element angepasst sein und dabei auch von einer ebenflächigen Ausführung abweichen. Dies ist beispielsweise dann denkbar, wenn innerhalb eines Verpressungsprozesses ein auf die Abschlussfläche angeordnetes zu verpressendes Element beispielsweise eine spezifische Formgebung aufweist, welche weiter beispielhaft mit zumindest einem Bereich mit einem gekrümmten, gestuften, abgesetzten und/oder mit einem anderen Verlauf ausgebildet ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Ausgleichsvorrichtung sieht vorteilhaft vor, dass die Ausgleichsplatten auf ihren jeweils zugewandten Seiten abstehende Zahnelemente aufweisen, die verzahnend ineinandergreifen, wobei auf den jeweils eingreifenden Zahnelementen die zueinander zugewandten Berührflächen ausgebildet sind. Durch die Anzahl von eingreifenden Zähnen kann die Anzahl von Überlappungsbereichen einfach erhöht werden. Mit zunehmenden eingreifenden Zähnen erhöht sich demnach in einfacher Weise die Gesamtfläche für einen möglichen Wärmeübergang zwischen den Ausgleichsplatten und somit das Erwärmungs- und Entwärmungsvermögen. Ferner ist beispielsweise über die Zahnhöhe der festgelegte Abstandbereich in einfacher Weise umsetzbar.
Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Gesamtfläche aller Berührflächen in Summe > 50%, insbesondere > 70%, bevorzugt > 90% bis zu 120 % der Abschlussfläche einer Ausgleichsplatte entspricht.
In Weiterbildung der Ausgleichsvorrichtung ist ein Zahnelement jeweils als geradlinig ausgerichteter Steg mit zumindest einer Seitenflanke als der Berührfläche ausgebildet. Ferner weist jede Ausgleichsplatte bevorzugt eine parallele Anordnung von zwei oder mehreren Stegen auf. Auf diese Weise ist eine maximale Gesamtfläche für den Wärmeübergang zwischen den Ausgleichsplatten ausbildbar. Dabei ergeben sich weitere Vorteile dadurch, dass jeweils Seitenflanken einer ersten gleichseitig gerichteten Seite der Stege jeweils einer Ausgleichsplatte zueinander in Anlagenkontakt stehen und jeweils Seitenflanken einer zweiten gleichseitig gerichteten Seite der Stege jeweils einer Ausgleichsplatte zueinander unter Ausbildung eines über den Abstandsbereich in Abhängigkeit der äußeren Kraftbeaufschlagung komprimierbaren bzw. expandierbaren Aufnahmeraum beabstandet sind. Eine solche Ausführung ist aus einer Toleranzbetrachtung hinsichtlich der Sicherstellung einer zeitgleichen Ausbildung mehrerer paarweiser Berührflächen fertigungstechnisch viel einfacher umzusetzen. Zum anderen bietet sich für eine kompakte Ausführung an, dass in dem Aufnahmeraum die Rückstellfeder und/oder die Andrückfeder angeordnet ist, insbesondere in Form einer mit ihrer Federachse in Längsrichtung zu den Stegen ausgerichteten Spiralfeder, welche mit einer Federkraft jeweils auf die beabstandeten Seitenflanken der Stege der Ausgleichsplatten drückt.
Eine besondere Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung zeigt sich ferner darin, dass die beabstandeten Seitenflanken insbesondere nur einer Ausgleichsplatte jeweils als eine Anfasung an den Stegen ausgebildete sind und somit winklig zu den in Anlagenkontakt stehenden Seitenflanken angeordnet sind. Damit kann der Aufnahmeraum maximiert werden, wodurch sich ggf. eine Auswahlmöglichkeit einer Rückstellfeder und/oder einer Andrückfeder mit definierter Federkennlinie vergrößert. Ferner ergibt sich durch die Anfasung in einfacher Weise bei Einwirkung der Rückstellfeder und/oder der Andrückfeder eine Kraftkomponente in Richtung der Berührflächen, welche diese zusammengedrückt hält. Weiterhin ergibt sich jeweils auch eine Kraftkomponente, welche in Richtung der Abschlussfläche der Ausgleichsplatten weist und somit eine Rückstellung in eine Ausgangslage mit maximal einnehmbarem Abstand der Ausgleichplatten erlaubt.
In Weiterbildung der Ausgleichsvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die jeweils gegenüberliegend zur Anfasung in den beabstandeten Seitenflanken der einen Ausgleichsplatte ein Lagerbereich für die Rückstellfeder und/oder Andrückfeder in der anderen Ausgleichplatte ausgebildet ist, insbesondere in Form einer Einbuchtung in einem Übergangsbereich zwischen zwei gegenüberliegenden nächstbenachbarten Seitenflanken der anderen Ausgleichsplatte. Damit ist eine sichere Lage der Rückstellfeder und/oder Andrückfeder auch bei einer Abstandsveränderung der Ausgleichsplatten gegeben.
Die Erfindung führt auch zu einer Pressvorrichtung mit einem Aufnahmebereich für zumindest ein zu verpressendes Element zwischen zwei variabel zueinander einstellbaren Grundplatten. Dabei ist auf einer der Grundplatten innerhalb des Aufnahmebereichs zumindest eine Ausgleichsvorrichtung in zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungsform angeordnet. Ferner ist das zumindest eine zu verpressende Element zwischen der Ausgleichsvorrichtung und der anderen Grundplatte mit einer Presskraft beaufschlagbar. In einem eingespannten Zustand des zu verpressenden Elementes stellt sich in Abhängigkeit einer wirksamen Presskraft ein Abstand der Ausgleichsplatten der Ausgleichsvorrichtung zueinander ein. Der Abstand reicht dabei von dem minimal einnehmbaren Abstand bis zu dem maximal einnehmbaren Abstand des festgelegten Abstandsbereiches. Vorteilhaft kann eine toleranzbedingte Formabweichung des einzupressenden Elementes gegenüber einer für den Verpressungsvorgang vorgegebenen Soll-Form durch eine Abstandsänderung der Ausgleichsplatten ausgeglichen werden. Dabei verbleiben innerhalb des gesamten für einen Positionierungsausgleich festgelegten Abstandsbereiches stets jeweils Erwärmungs- bzw. Entwärmungspfade über die in Anlagenkontakt stehenden Berührflächen der Ausgleichsplatten bestehen, so dass eine Temperierung des zu verpressenden Elementes für den Verpressungsvorgang jederzeit ermöglicht ist. Zur Temperierung umfasst die Pressvorrichtung bevorzugt zumindest eine Heiz- und/oder Kühlvorrichtung. Diese ist bevorzugt in oder direkt angrenzenden zu zumindest einer oder zu beiden Grundplatten der Pressvorrichtung angeordnet.
Die Erfindung führt auch zu einer Verpressanordnung, umfassend eine Pressvorrichtung in zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungsform und zumindest zwei oder mehrere im Aufnahmebereich, bevorzugt auf der gleichen Grundplatte, nebeneinander angeordnete Ausgleichsvorrichtungen. Dabei ist zwischen jeder Ausgleichsvorrichtung und der entsprechenden Grundplatte zumindest ein zu verpressendes Element unter Wirkung einer Presskraft aufgenommen. Ferner ist eine insbesondere Toleranzbehaftete Formabweichung zwischen den zu verpressenden Elementen durch einen entsprechenden sich einstellenden Abstand der Ausgleichsplatten der jeweils dem zu verpressenden Element zugeordneten Ausgleichsvorrichtung ausgleichbar. Das zu verpressende Element ist und/oder umfasst dabei vorteilhaft eine elektronische Baugruppe, insbesondere mit einer mittels der Verpressanordnung ausbildbaren Sinter-, Klebe- und/oder Laminierungsgruppe. Aufgrund der Verpressung und der Temperierung durch die Pressvorrichtung kann durch eine dadurch aktivierbare Sinterkomponente, beispielsweise eine Sinterpaste, eine Sinterverbindung innerhalb der Sintergruppe ausgebildet werden, oder kann durch eine dadurch aktivierbare Klebekomponente, beispielsweise ein 1 oder 2-Komponentenkleber, eine Klebeverbindung innerhalb der Klebegruppe ausgebildet werden, oder eine dadurch aktivierbare Laminierungskomponente, beispielsweise eine Klebeschicht, ein Laminatverbund innerhalb der Laminierungsgruppe ausgebildet werden.
Die Erfindung führt daher auch zu einer Verwendung einer Pressvorrichtung in zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungsform zur Ausbildung einer Sinter-, Klebe- und/oder Laminierungsgruppe, insbesondere als Teil einer elektronischen Baugruppe.
Figurenliste
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

1: eine bekannte Pressvorrichtung mit Einsatz einer Druck- und Ausgleichsmatte in einer schematischen Vorderansicht,
2a: eine Verpressanordnung umfassend eine Pressvorrichtung mit zumindest einer angeordneten Ausgleichsvorrichtung und zumindest einem aufgenommenen zu verpressenden Element in einer Vorderansicht,
2b: einen Teilausschnitt der Pressvorrichtung, der angeordneten Ausgleichsvorrichtung und des zu verpressenden Elements aus der 2a bei geöffneten Grundplatten der Pressvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
3a: eine schematische Darstellung einer Ausgleichsvorrichtung bei einem maximal einnehmbaren Abstand der Ausgleichsplatten zueinander,
3b: eine schematische Darstellung der Ausgleichsvorrichtung aus 3a bei einem geringeren Abstand der Ausgleichsplatten aufgrund einer Krafteinwirkung der Pressvorrichtung,
4 einen Teilausschnitt einer Ausgleichsplatte mit zwei nebengeordneten Stegen und einer zwischen den Stegen aufgenommenen Rückstell- und/oder Andrückfeder.

Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind funktional gleiche Bauelemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die 2a zeigt eine Verpressanordnung 200 in einer Vorderansicht. Diese umfasst eine Pressvorrichtung 100, welche der in 1 dargestellten Pressvorrichtung 100 entsprechen kann. Dabei ist ferner in einem Aufnahmebereich 110 der Pressvorrichtung 100 ein zu verpressendes Element 10 aufgenommen, wobei im Gegensatz zur 1 nun anstelle der dort bekannten Druck- und Ausgleichsmatte 30 nun eine Ausgleichsvorrichtung 40 zwischen dem zu verpressenden Element 10 und einer der Grundplatten 101, 102 angeordnet ist. Das zu verpressende Element 10 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine elektronische Baugruppe 1. Insbesondere weist die elektronische Baugruppe 1 dabei zumindest eine Sinter-, Klebe- und/oder Laminierungsgruppe (nicht dargestellt) auf. Für ein besseres Handling und zur Erhöhung der Prozesssicherheit ist die elektronische Baugruppe 1 zusätzlich in einer definierten Klemmvorrichtung 2 aufgenommen, welche in diesem Beispiel ebenfalls Teil des zu verpressenden Elements ist. Die Klemmvorrichtung 2 umfasst beispielsweise zwei Klemmplatten 2a, 2b, zwischen welchen die elektronische Baugruppe 1 klemmend aufgenommen ist. Eine Klemmkraft ist beispielsweise durch Verschraubungen der Klemmplatten 2a, 2b miteinander erwirkt. Es ist auch denkbar auf die Klemmvorrichtung 2 zu verzichten. In der gezeigten Verpressanordnung 200 sind die beiden Grundplatten 101, 102 der Pressvorrichtung 100 zusammengefahren, so dass die eine Grundplatte 101 kraftbeaufschlagt auf der ihr zugewandten Klemmplatte 2a aufliegt und beide Grundplatten 101, 102 das zu verpressende Element 10 und die Ausgleichsvorrichtung 40 unter Wirkung einer Presskraft F in Verpressrichtung V zwischen sich einpressen.
Die 2b zeigt einen Teilausschnitt der Pressvorrichtung 100, der angeordneten Ausgleichsvorrichtung 40 und des zu verpressenden Elements 10 aus der 2a bei geöffneten Grundplatten 101, 102 der Pressvorrichtung 100 in einer perspektivischen Darstellung.
Die Ausgleichsvorrichtung 40 ist in 3a schematisch in einer Ausgangsstellung in einer Vorderansicht sowie in einer perspektivischen Sicht dargestellt. Die Ausgangsstellung stellt sich bei Fehlen einer äußeren Kraftbeaufschlagung ein. Die Ausgleichsvorrichtung 40 weist dabei zwei Ausgleichsplatten 41, 42 auf, die in einem Abstand a zueinander angeordnet sind. In der Ausgangsstellung weist der Abstand a einen maximal einnehmbaren Abstand amax eines für die Ausgleichsvorrichtung 40 festgelegten Abstandsbereichs auf. Ferner sind die Ausgleichsplatten 41, 42 mittels einer Rückstellfeder 45 gegeneinander verfedert. Bei einer Kraftbeaufschlagung kann der Abstand a der Ausgleichsplatten 41, 42 bis zu einem minimal einnehmbaren Abstand amin variierend verringert werden. Die Ausgleichsplatten 41, 42 weisen jeweils zumindest eine zueinander zugewandte, insbesondere ebene Berührfläche 41a, 42a auf, die über den gesamten Abstandsbereich hinweg unmittelbar in einem physischen und thermischen Anlagenkontakt stehen. Durch die in Anlagenkontakt stehenden Berührflächen 41a, 42a steht immer ein thermisch wirksamer Überlappungsbereich 44 zur Verfügung. Die Größe des Überlappungsbereichs 44 variiert dabei in Abhängigkeit des Abstands a der Ausgleichsplatten 41, 42 zueinander. Beispielsweise weist der Überlappungsbereich 44 in der gezeigten Vorderansicht bei einem maximal einnehmbaren Abstand amax der Ausgleichsplatten 41, 42 eine minimale gemeinsame Berührsehne über eine Länge bmin auf. Im Ausführungsbeispiel sind gleich mehrere zeitgleich wirksame Überlappungsbereiche 44 gebildet. Diese ergeben sich beispielsweise dadurch, dass die Ausgleichsplatten 41, 42 auf ihren jeweils zugewandten Seiten x abstehende Zahnelemente 41.al, 41.a2, 41, a3, 41.ax, 42.a1, 42.a2, 42.a3, 42.ax aufweisen, die verzahnend ineinandergreifen. Auf den jeweils paarweise eingreifenden Zahnelementen 41.a1, 41.a2, 41,a3, 41.ax, 42.al, 42.a2, 42.a3, 42.ax sind die zueinander zugewandten Berührflächen 41a, 42a ausgebildet. Die jeweiligen Zahlelemente 41.ax, 42.ax sind bevorzugt als mehrere, insbesondere parallel zueinander angeordnete, geradlinige Stege mit einer Längserstreckung I ausgeformt, so dass sich in den Überlappungsbereichen 44 jeweils eine Berührfläche 41a, 42a als Produkt aus der Längserstreckung I und der wirksamen Länge b der Berührsehne ergibt. Die Summe aller Berührflächen 41a, 42a ergibt einen potentiell wirksamen Wärmeübergangsbereich zwischen beiden Ausgleichsplatten 41, 42. Die Ausgleichsplatten 41, 42 weisen beispielsweise auf einer den Zahnelementen 41.ax, 42.ax abgewandten Seite jeweils ebenflächige Abschlussflächen 41A, 42A auf, zu denen die ausgebildeten Berührflächen 41a, 42a bevorzugt senkrecht orientiert sind. Im Ausführungsbeispiel sind Berührflächen 41a, 42a lediglich auf Seitenflanken einer ersten gleichseitig gerichteten Seite der Stege der beiden Ausgleichsplatte 41, 42 ausgebildet. Dagegen sind Seitenflanken einer zweiten gleichseitig gerichteten Seite der Stege der beiden Ausgleichsplatten 41, 42 zueinander beabstandet, wodurch ein Aufnahmeraum 47 zwischen den jeweils beabstandeten Seitenflanken ausgebildet ist. In zumindest einen der gebildeten Aufnahmeräume 47 ist dann beispielsweise die Rückstellfeder 45 angeordnet. Grundsätzlich kann auch in mehreren oder in allen ausgebildeten Aufnahmeräumen 47 jeweils eine Rückstellfeder 45 eingebracht werden, wodurch die wirksame Rückstellkraft auf die Ausgleichsplatten 41, 42 auf ein erforderliche Kraftmaß angepasst werden kann. Die Rückstellfeder 45 ist dabei im Grund zwischen zwei beabstandeten Stegen einer Ausgleichsplatte 42 innerhalb eines Lagerbereichs 48 gefasst. Die dem Lagerbereich 48 zugewandte beabstandete Seitenflanke eines Zahlelementes 41.ax der anderen Ausgleichplatte 41 weist hingegen bevorzugt eine Anfasung an, so dass diese in einem Winkel zur ausgebildeten Berührfläche 41a des gleichen Zahnelementes 41.ax orientiert ist. Die im Lagerbereich 48 gefasste Rückstellfeder 45 drückt dabei mit einer Rückstellkraft gegen die Anfasung. Bei fehlender Kraftbeaufschlagung der Ausgleichsvorrichtung 40, beispielsweise mit einer einwirkenden Presskraft F auf die Abschlussflächen 41A, 42A, werden durch die Rückstellkraft die beiden Ausgleichplatten 41, 42 jederzeit reversibel in den maximal einnehmbaren Abstand amax zueinander gebracht, was die Ausgangstellung der Ausgleichsvorrichtung 40 definiert. In der Ausgangsstellung kann die Rückstellfeder 45 vollständig entspannt sein oder noch eine definierte Restvorspannung aufweisen. Darüber hinaus weist die Rückstellkraft aufgrund der Anfasung in der Seitenflanke auch eine Kraftkomponente auf, mittels welcher die paarweise in Anlagenkontakt stehenden Berührflächen 41a, 42a jederzeit, d.h. über den gesamten Abstandbereich hinweg, kraftbeaufschlagt gegeneinandergedrückt werden. Insofern übernimmt die Rückstellfeder 45 hierbei auch die Funktion einer Andrückfeder 45. Grundsätzlich können beide Funktionen durch jeweils eigenständige Federelemente realisiert werden.
In 3b ist eine schematische Darstellung der Ausgleichsvorrichtung 40 aus 3a bei einer Kraftbeaufschlagung gezeigt, beispielsweise durch eine Presskraft F auf die Abschlussflächen 41A, 42A, wie es auch im eingespannten Zustand in einer Verpressanordnung 200 wie in 2a erfolgt. In Abhängigkeit der Kraftbeaufschlagung reduziert sich dabei der Abstand a der Ausgleichsplatten 41, 42 gegenüber der Ausgangsstellung, beispielsweise auf einen Abstand a1. Ist zumindest einer der Ausgleichsplatten 41, 42 aufgrund der Kraftbeaufschlagung schlussendlich gegen einen Anschlag gefahren, sind diese in einen minimal einnehmbaren Abstand amin zueinander gebracht. In dieser Stellung ist die Rückstellkraft der jeweiligen Rückstellfeder 45 maximal. Ebenso maximal ist dann die jeweils gemeinsame Berührsehne über eine Länge bmax im jeweiligen Überlappungsbereich 44.
In der 4 ist lediglich ein Teilausschnitt einer Ausgleichsplatte 42 mit nur zwei beispielhaft herausgegriffenen zwei nebengeordneten Stegen als Zahnelemente 41.ax, 42.ax gezeigt. Ferner ist eine beispielhafte Ausführung der Rückstell- und/oder Andrückfeder 45 dargestellt, welche zwischen den Stegen in Form einer mit ihrer Federachse in Längsrichtung zu den Stegen ausgerichteten Spiralfeder angeordnet ist.
Die Verpressvorrichtung 100 aus 2a umfasst ferner zumindest eine Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 120 zur Temperierung des innerhalb der Verpressanordnung 200 eingepressten zu verpressenden Elementes 10. Aufgrund der in Anlagenkontakt stehenden Berührflächen 41a, 42a der Ausgleichsplatten 41, 42 bleiben im jeweiligen Überlappungsbereich 44 Erwärmungs- bzw. Entwärmungspfade E über den gesamten für einen Positionierungsausgleich festgelegten Abstandsbereich amax bis amin bestehen. Als Teil der Verpressanordnung 200 ist im Aufnahmebereich 110 der Pressvorrichtung 199 noch eine zweite, dritte oder weitere Ausgleichsvorrichtung 40 angeordnet, bevorzugt jeweils auf der gleichen Grundplatte 101. Ferner ist zwischen jeder angeordneten Ausgleichsvorrichtung 40 und der entsprechenden Grundplatte 101 zumindest ein zu verpressendes Element 10 unter Wirkung einer Presskraft F aufgenommen. Bevorzugt sind die zu verpressenden Elemente 10 gleich ausgeführt. Sie weisen lediglich toleranzbedingt unterschiedliche Gesamtabmaße auf, insbesondere ein unterschiedliches Gesamthöhenmaß 11, 12 in Verpressrichtung V. So zeigt das zu verpressende Element 10 links in der Darstellung von 2a beispielsweise ein Höhengesamtmaß 11 auf, wodurch sich unter Einwirkung der Presskraft F die Ausgleichsplatten 41, 42 der zugeordneten Ausgleichsvorrichtung 40 auf einen Abstand a1 zueinander einstellen. Das zu verpressende Element 10 rechts in der Darstellung weist im Vergleich zum erst genannten zu verpressenden Elements 10 ein geringeres Gesamthöhenmaß 12 auf. Dadurch weisen die Ausgleichsplatten 41, 42 der entsprechend zugeordneten Ausgleichsvorrichtung 40 einen vergleichsweise höheren Abstand a2 auf. Insofern konnten beide Ausgleichsvorrichtungen 40 demnach ein Versatzmaß c ausgleichen, welches aufgrund der Differenz der unterschiedlichen Gesamthöhenmaße 11, 12 besteht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69200972 T2 [0005]

Claims

Ausgleichsvorrichtung (40) mit zwei in einem Abstand (a) zueinander verfederten Ausgleichsplatten (41, 42), wobei deren Abstand (a) in Abhängigkeit einer äußeren Kraftbeaufschlagung (F) der Ausgleichsplatten (41, 42) in einem für einen Positionierungsausgleich festgelegten Abstandsbereich, umfassend einen minimal einnehmbaren Abstand (amin) bis zu einem maximal einnehmbaren Abstand (amax), variabel ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsplatten (41, 42) jeweils zumindest eine zueinander zugewandte Berührfläche (41a, 42a) aufweisen, die über den gesamten Abstandsbereich hinweg unmittelbar in einem physischen und thermischen Anlagenkontakt stehen.
Ausgleichsvorrichtung (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Fehlen einer Kraftbeaufschlagung (F) die Ausgleichsplatten (41, 42) mittels einer über den Abstandsbereich hinweg wirksamen Rückstellfeder (45) reversibel in einer Ausgangsstellung mit dem maximal einnehmbaren Abstand (amax) gebracht bzw. gehalten sind.
Ausgleichsvorrichtung (40) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander zugewandten Berührflächen (41a, 42a) mittels zumindest einer Andrückfeder (45) in Anlagenkontakt gehalten sind.
Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückfeder (45) durch die Rückstellfeder (45) gebildet ist.
Ausgleichsvorrichtung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsplatten (41, 42) voneinander weisende ebene Abschlussflächen (41A, 42A) aufweisen, die insbesondere in der Ausgangsstellung parallel zueinander angeordnet sind, und die Berührflächen (41a, 42a) der Ausgleichsplatten (41, 42) jeweils ebenflächig ausgebildet sind und insbesondere rechtwinklig zu den Abschlussflächen (41A, 42A) orientiert sind.
Ausgleichsvorrichtung (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsplatten (41, 42) auf ihren jeweils zugewandten Seiten abstehende Zahnelemente (41.a1, 41.a2, 41, a3, 41.ax, 42.a1, 42.a2, 42.a3, 42.ax) aufweisen, die verzahnend ineinandergreifen, wobei auf den jeweils eingreifenden Zahnelementen (41.a1, 41.a2, 41, a3, 41.ax, 41.a1, 42.a2, 42.a3, 42.ax) die zueinander zugewandten Berührflächen (41a, 42a) ausgebildet sind.
Ausgleichsvorrichtung (40) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnelement (41.a1, 41.a2, 41,a3, 41.ax, 42.al, 42.a2, 42.a3, 42.ax) jeweils als geradlinig ausgerichteter Steg mit zumindest einer Seitenflanke als der Berührfläche (41a, 42a) ausgebildet ist und jede Ausgleichsplatte (41, 42) eine parallele Anordnung von zwei oder mehreren Stegen aufweist.
Ausgleichsvorrichtung (40) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils Seitenflanken einer ersten gleichseitig gerichteten Seite der Stege jeweils einer Ausgleichsplatte (41, 42) zueinander in Anlagenkontakt stehen und jeweils Seitenflanken einer zweiten gleichseitig gerichteten Seite der Stege jeweils einer Ausgleichsplatte (41, 42) zueinander unter Ausbildung eines über den Abstandsbereich in Abhängigkeit der äußeren Kraftbeaufschlagung (F) komprimierbaren bzw. expandierbaren Aufnahmeraum (47) beabstandet sind.
Ausgleichsvorrichtung (40) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufnahmeraum (47) die Rückstellfeder und/oder die Andrückfeder (45) angeordnet ist, insbesondere in Form einer mit ihrer Federachse in Längsrichtung zu den Stegen ausgerichteten Spiralfeder, welche mit einer Federkraft jeweils auf die beabstandeten Seitenflanken der Stege der Ausgleichsplatten (41, 42) drückt.
Ausgleichsvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beabstandeten Seitenflanken insbesondere nur einer Ausgleichsplatte (41) jeweils als eine Anfasung an den Stegen ausgebildete sind und somit winklig zu den in Anlagenkontakt stehenden Seitenflanken angeordnet sind.
Ausgleichsvorrichtung (40) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils gegenüberliegend zur Anfasung in den beabstandeten Seitenflanken der einen Ausgleichsplatte (41) ein Lagerbereich (48) für die Rückstellfeder und/oder Andrückfeder (45) in der anderen Ausgleichplatte (42) ausgebildet ist, insbesondere in Form einer Einbuchtung in einem Übergangsbereich zwischen zwei gegenüberliegenden nächstbenachbarten Seitenflanken der anderen Ausgleichsplatte (42).
Pressvorrichtung (100) mit einem Aufnahmebereich(110) für zumindest ein zu verpressendes Element (10) zwischen zwei variabel zueinander einstellbaren Grundplatten (101, 102), wobei auf einer der Grundplatten (101, 102) innerhalb des Aufnahmebereichs (110) zumindest eine Ausgleichsvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet ist und das zumindest eine zu verpressende Element (10) zwischen der Ausgleichsvorrichtung (40) und der anderen Grundplatte (101, 102) mit einer Presskraft (F) beaufschlagbar ist, wobei sich in einem eingespannten Zustand des zu verpressenden Elementes (10) in Abhängigkeit einer wirksamen Presskraft (F) ein Abstand (a) der Ausgleichsplatten (41, 42) der Ausgleichsvorrichtung (40) zueinander von dem minimal einnehmbaren Abstand (amin) bis zu dem maximal einnehmbaren Abstand (amax) einstellt.
Pressvorrichtung (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (100) zumindest eine Heiz- und/oder Kühlvorrichtung (120) umfasst zur Temperierung des eingepressten zu verpressenden Elementes (10), wobei über die in Anlagenkontakt stehenden Berührflächen (41a, 42a) der Ausgleichsplatten (41, 42) der Ausgleichsvorrichtung (40) jeweils Erwärmungs- bzw. Entwärmungspfade (E) über den gesamten für einen Positionierungsausgleich festgelegten Abstandsbereich bestehen bleiben.
Verpressanordnung (200), umfassend eine Pressvorrichtung (100) nach Anspruch 12 oder 13 und zumindest zwei oder mehrere im Aufnahmebereich (110), bevorzugt auf der gleichen Grundplatte (101, 102), angeordnete Ausgleichsvorrichtungen (40), wobei zwischen jeder Ausgleichsvorrichtung (40) und der entsprechenden Grundplatte (101, 102) zumindest ein zu verpressendes Element (10) unter Wirkung einer Presskraft (F) aufgenommen ist und ein Toleranzunterschied zwischen den zu verpressenden Elementen (10) durch einen entsprechenden sich einstellenden Abstand (a) der Ausgleichsplatten (41, 42) der jeweils zugeordneten Ausgleichsvorrichtung (40) ausgleichbar ist.
Verpressanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verpressende Element (10) eine elektronische Baugruppe (1) umfasst, insbesondere mit einer mittels der Verpressanordnung (200) ausbildbaren Sinter- , Klebe- und/oder Laminierungsgruppe.
Verwendung einer Pressvorrichtung (100) nach Anspruch 12 oder 13 zur Ausbildung einer Sinter-, Klebe- und/oder Laminierungsgruppe, insbesondere als Teil einer elektronischen Baugruppe (1).