DE1155174B - Maschine zum automatischen Bestuecken von Schaltungstraegern, vorzugsweise von gedruckten Schaltungen, mit elektrischen Schaltelementen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

St 18323 IXd/21a⁴

ANMELDETAG: 14. SEPTEMBER 1961

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 3. OKTOBER 1963

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum automatischen Bestücken von Schaltungsträgern, vorzugsweise von gedruckten Schaltungen, mit Anschlußdrähten aufweisenden elektrischen Schaltungselementen mit Hilfe von Messern, Formern, Treibern und Gegenhaltern, die die Anschlußdrähte auf die erforderliche Länge schneiden, formen und in vorhandene Löcher des Schaltungsträgers von der einen Seite her hindurchführen und die Enden der Anschlußdrähte mit Hilfe von Ambossen auf der anderen Seite des Schaltungsträgers gegen diesen drücken.

Es ist bekannt, bei Bestückungsmaschinen der genannten Art Former, Treiber und Messer durch einen Kolben mit Stange zu betätigen. Bei diesen bekannten Anordnungen führt der Kolben jedoch eine senkrechte Bewegung durch, so daß für das wechselweise Bewegen, Kuppeln und Lösen von Former, Treiber und Messer besondere Maßnahmen erforderlich sind. Ebenfalls erlauben bekannte Maschinen der vorgenannten Art nur ein unmittelbares Aufliegen der Schaltungselemente auf die Schaltungsplatte, ohne daß ohne weiteres ein Abstand zwischen der Schaltungsplatte und dem Bauelement eingehalten wird. Häufig ist jedoch ein solcher Abstand aus elektrischen oder wärmetechnischen oder auch rein verdrahtungstechnischen Gründen (kreuzweise oder parallel übereinander angeordnete Bauelemente) erforderlich. In solchen Fällen müssen dann beispielsweise Abstandsröhrchen, die die Drahtenden der Schaltungselemente umgeben, eingefügt werden. Infolge der senkrechten Bewegung von Treiber, Former und Amboß erfolgt bei bekannten Anordnungen, nachdem die Drahtenden durch die Löcher der Schaltungsplatte hindurchgesteckt sind, eine Kraftwirkung in Richtung des Anschlußdrahtes, d. h. ein Umbiegen der Enden durch Stauchen. Hierzu ist ein relativ großer Kraftaufwand erforderlich. Außerdem ist diese Art der Befestigung zwar für Bauelemente, die unmittelbar auf der Schaltungsplatte aufliegen (und später tauchgelötet werden) ausreichend, für solche Bauelemente jedoch, die einen Abstand von der Schaltungsplatte haben sollen, bietet weder diese Art der Halterung eine ausreichende Befestigung an der Schaltungsplatte, noch bieten die langen Drahtenden ausreichende Steifigkeit.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und schafft eine Anordnung, die ein mehrfaches Abbiegen der Anschlußdrähte auf einfache Weise unter stabiler und ausreichend steifer Halterung auch bei mit Abstand angeordneten Bauelementen ermöglicht und bed der auf einfache Weise ein doppelseitiges An-Maschine zum automatischen Bestücken

von Schaltungsträgern,

vorzugsweise von gedruckten Schaltungen,

mit elektrischen Schaltelementen

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Zuffenhausen,
Hellmuth-Hirth-Str. 42

Herbert Dörrer, Mühlhausen (Kr. Pforzheim),
ist als Erfinder genannt worden

liegen der Enden der Zuleitungen an der Schaltungsplatte erfolgen kann.

Es sei bemerkt, daß es zwecks Erzielung eines Abstandes zwischen Bauteil und Schaltungsplatte und Halterung bekannt ist, die Anschlußdrähte in der Nähe ihrer Austrittsstelle aus dem Bauteil zu einer offenen oder geschlossenen Schlaufe zu biegen. Es handelt sich hierbei jedoch nicht um das Zuschneiden, Biegen und Bestücken mit Hufe einer Bestükkungsmaschine.

Auch sind Kippkörper in Form von Kugellagerungen zur gelenkigen Verbindung von Zylindern bzw. Kreuzköpfen und Pleuelstangen bekannt. Der Zylinder oder der Kreuzkopf selbst bewegt sich jedoch bei diesen bekannten Anordnungen entweder im wesentlichen geradlinig oder aber steuert nicht unmittelbar durch wechselseitiges Kippen und Parallellaufen einen sich ändernden Verlauf der von ihm betätigten Stanz- oder Schneidwerkzeuge.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Kippkörper von einem Steuergetriebe und über Führungskörper bzw. dessen Schiebkurven vorgeschoben und geführt wird und daß die Schiebkurven derart gestaltet sind, daß die mit dem Kippkörper ge-

kuppelten Außenformer, Treiber und Messer die für das Zuschneiden, Formen und Biegen der Anschlußdrähte und Einsetzen des Schaltungselementes erforderlichen Relativbewegungen ausführen. In Verfolg des Erfindungsgedankens wird der Kippkörper bei der Abwärtsbewegung in die Vertikale geführt und darauf wiederum in dieselbe Richtung wie zu Anfang schräg gekippt.

309 690/205

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden bei der Abwärtsbewegung des in Kippstellung befindlichen Kippkörpers zunächst der Außenformer und Treiber und die mit diesen gekuppelten Messer in Bewegung gesetzt, bis die Drahtenden auf die erforderliche Länge geschnitten sind, worauf die Kupplung der Messer mit dem Treiber und Außenformer gelöst und die Messer blockiert werden, während die Drahtenden vom Treiber und Gegenhalter U- bzw. dem Kugelpfannendeckel 14 und der Kugelpfanne 15 gebildeten Kippkörper gelagert. Der Kippkörper wird durch die Ausfräsung 16 des Führungskörpers 17 (Fig. 4) gesteuert. Der untere Teil der Kugelpfanne 15 stützt sich gegen die obere Kante der Außenformer 18 und Treiber 19 ab (Fig. 1). Mit dem Außenformer und dem Treiber sind die Messer 20 mit Hilfe von Sperrollen 21 (Fig. 2) lösbar gekuppelt, während mit den Messern die zum Zuführen der Schaltungsele-

L-f örmig und mittels Schulter des Gegenhalters nach io mente und Bauelemente erforderlichen Transportarme außen gebogen werden. Bei der weiteren Abwärts- 22 unlösbar über eine Achse 23 verbunden (Fig. 3)

bewegung kann der durch den Führungskörper und die Schiebkurven vertikal gekippte Kippkörper den Außenformer gegenüber dem Treiber stärker verschieben und der Außenformer die frei nach außen abstehenden Enden der Anschlußdrähte nach unten drücken, worauf nach Ausschwenken des Gegenhalters Treiber und Außenformer das Schaltungselement mit den vorgeformten Anschlußdrähten zwischen sich eingeklemmt halten und nach unten gegen den Schaltungsträger führen. Beim erneuten Schrägkippen des Kippkörpers beim Berühren von Außenformer und Schaltungsträger kann der Kippkörper die Treiber auf etwa gleiche Höhe wie die Außenformer vorschieben und die senkrechten Drahtenden in die Bohrungen des Schaltungsträgers schieben. Der Kippkörper kann diese relative Lage von Außenformer und Treiber so lange aufrechterhalten, bis die kombinierte Gegen- und Vertikalbewegung der Ambosse

sind.

diese Drahtenden derart gegen Schultern des Treibers und von unten gegen den Schaltungsträger gedrückt haben, daß die Drahtenden am Schaltungsträger fest und U-förmig anliegen unter Aufrechterhaltung der weiteren Schulter an dem dem Schaltungselement zugewandten Ende.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Anordnung; . Fig. 2 ist eine Ansicht gemäß dem in Fig. 1 angedeuteten Schnitt A-B;

Fig. 3 zeigt eine Einzelheit zu Fig. 1; - Fig. 4 zeigt eine Einzelheit zu Fig. 1; Fig. 5 bis 9 zeigen verschiedene Einzelheiten.

Die Vorrichtung zur Betätigung und Steuerung der Maschine weist die Kupplung 1 (Fig. 1) und das Magnetventil 2 auf, so daß ein elektrischer Arbeitsimpuls z. B. durch Druckknopf mittels Hand oder Beim Niedergehen (Stellung I in Fig. 3) der Stoßstange 13 werden die Außenformer 18 und Treiber 19 durch die zunächst in Kippstellung befindliche Kugelpfanne 15 nach unten gegen die Drahtenden 24 des vorher zugeführten Schaltungselementes 25 (im Ausführungsbeispiel als elektrischer Widerstand dargestellt) in Bewegung gesetzt. An diesem Vorgang nehmen die beiden Messer 20, über die Sperrollen 21 mit den Teilen 18 und 19 gekoppelt, sowie die Transportarme 22 teil. Die Drahtenden 24 befinden sich noch in waagerechter Stellung, und die Messer 20 erreichen im Verlauf der Abwärtsbewegung diese Anschlußdrähte des von dem Gegenhalter 26 gehaltenen Schaltungselementes 25 und schneiden die Anschlußdrähte auf die vorbestimmte Länge. In Fig. 2 zeigt die rechte Hälfte der oberen Zeichnung (Stellung II) die Stellung, in der gerade die Drahtenden 24 zugeschnitten werden.

Nach dem Schneidvorgang ist ein weiterer Vorschub der Messer unerwünscht. Die Messerbewegung wird daher blockiert. Das geschieht in der Weise, daß die Messer 20 mit den darin eingelassenen Verbindungszapfen 27 gegen den Führungskörper 17 stoßen und die über die Sperrollen 21 zwischen den Messern und den Außenformern 18 bzw. Treibern 19 bestehende Kupplung dadurch gelöst wird, daß beim weiteren Vorschub von Außenformern und Treibern die Sperrollen 21 aus der Kupplungsöffnung 28 der Treiber und Außenformer in die Tasche 29 (Fig. 2, linke Hälfte) am Führungskörper 17 springen. Hierdurch kommen die mit den Messern verbundenen Transportarme 22 gleichfalls zum Stillstand und rasten in das für die Zuführung der Schaltungselemente 29 a, 29 b, 29 c aus dem Zuführungskanal 30 vorgesehene Transportrad 31 ein.

Ein weiterer Rasthebel 32 dient als Sperre für das Transportrad 31 während der Abwärtsbewegung des

bei Aufstellung der Maschine in einer sogenannten 50 Kippkörpers bzw. der Messer, Außenformer und Bestückungsstraße durch die Kollektivsteuerung Treiber, so daß eine Zuführung eines neuen Schal-

über die Kupplung 1 zum Magnetventil 2 eingeleitet werden kann.

Der eingebaute Preßluftzylinder 3 arbeitet mit der Kolbenstange 4 auf dem angelenkten oberen Hebel 5. Das Reaktionsmoment des Zylinders 3 stützt sich über die Achse 6 auf den unteren Hebel 7 ab. Die erforderlichen gegenläufigen bzw. ungleichen Bewegungen der Hebel 5 und 7 werden durch ein Steuergetriebe erzielt. Dieses besteht aus der Schubstange 8, Pleuelstange 9 und der auf einer Welle gelagerten, verstellbaren Doppelkurbel 11, 12. Neben der erwähnten Steuerung ergibt diese Anordnung eine Kraftersparnis sowie einen ruhigen, gleichförmigen Lauf der Maschine.

Am freien Ende des oberen Hebels 5 ist eine Stoßstange 13 angelenkt. Das untere Ende der Stoßstange 13 ist kugelförmig ausgebildet und ist in dem aus tungselementes nur während der Rückwärtsbewegung der Bestückungsorgane erfolgt.

Bei weiterer Abwärtsbewegung von Außenformer 18 und Treiber 19 werden die Anschlußdrähte 24 vom Treiber 19 über die schulterförmigen Teile 33 des Gegenhalters 26 L-förmig und an dessen unterem Absatz wieder gerade nach außen gebogen (Fig. 2, oberer Teil der Zeichnung, linke Hälfte, und Fig. 5). Gleichzeitig erreichen die beiden Nocken des Kugelpfannendeckels 14 die Steuerkante der Schiebekurve 16 (Stellung III in Fig. 1). Durch den Widerstand des Treibers und die Führung der Schiebekurve wird die Kugelpfanne 15 in die Vertikale gezwungen, der Außenformer 18 eilt gegenüber der bisherigen Stellung relativ zum Treiber 19 vor und biegt die nach außen stehenden Drahtenden 24 nach unten (Fig. 6). Gleichzeitig kann ein Kipphebel 34 (Fig. 1), der den

Gegenhalter 26 in seiner Lage fixierte, mit seinem freien Ende in eine Ausnehmung des Außenformers

18 einschwenken und gibt hierdurch den Gegenhalter 26 frei, so daß dieser ausschwenkt (gestrichelt gezeichnete Stellung des Gegenhalters 26 in Fig. 1).

Jetzt können Treiber 19 und Außenformer 18 das zwischen sich eingeklemmte elektrische Schaltungselement 25 nach unten gegen den Schaltungsträger 35 führen (Fig. 7). Während der Außenformer 18 gegen den Schaltungsträger 35 läuft, stoßen die Nocken des Kugelpfannendeckels 14 gegen das Ende der Ausfräsung im Führungskörper 17 (Stellung IV in Fig. 4). Hierdurch entsteht erneut ein Kippmoment in der Kugelpfanne 15 bzw. ein Kippen des Kippkörpers, so daß nunmehr der Treiber 19 relativ zum Außenformer 18 voreilt, gegen die äußere Schulter des Anschlußdrahtes 24 drückt und die senkrecht verlaufenden Drahtenden in die Bohrungen 36 des Schaltungsträgers 35 schiebt (Fig. 8).

In dieser Phase durchläuft die Pleuelstange 9 den toten Punkt am Steuergetriebe; der obere Hebel 5 und die Kinematik der Bestückungsmechanik sind in der unteren Endstellung, während sich der Kurbelzapfen 12 und der daran über Schubstange 8 angelenkte untere Hebel 7 in günstigster Stellung befinden. Der Kolben 37 mit der Amboßkammer 38 (Fig. 2) wird infolge der einsetzenden gegenläufigen Bewegung des Hebels 7 nach oben getrieben. Die Drahtenden 24 des Schaltungselementes 25, die durch die Verdrahtungsplatte 35 ragen, zentrieren sich in den Trichtern des Ambosses 39 (Fig. 8 und linker unterer Teil der Zeichnung der Fig. 2). Der entstehende vertikale Druck wird zur Verhinderung einer reinen Stauchwirkung durch die Abschrägung in der Drehzapfenkammer 40 in eine horizontale Komponente umgewandelt. In der Endphase drücken die Ambosse 39 die Drahtenden in Richtung der Schultern des Treibers

19 bzw. gegen den Schaltungsträger 35 (Fig. 2, unten, rechte Hälfte, und Fig. 9, rechts). Hierdurch ist erreicht, daß trotz eines Abstandes zu dem Schaltungselement und dem Schaltungsträger ein fester Sitz erzielt ist, da die Enden der Anschlußdrähte den Schaltungsträger U-förmig und fest anliegend umfassen, während bei bekannten Anordnungen, bei denen das Schaltungselement auf die Schaltungsplatte aufliegt, eine bogenförmige Krümmung der Drahtenden und somit nur eine punktförmige Berührung mit der Schaltungsplatte vorhanden ist (Fig. 9, linker Teil).

Die zweite Schulter in der Nähe des Schaltungselementes sorgt für ausreichende Stabilität der Anord- nung. An diesem Vorgang kann sich in bekannter Weise ein Tauchlötvorgang anschließen.

Sollen die Schaltungselemente in einer anderen Richtung, als im vorstehenden beschrieben, in den Schaltungsträger eingesetzt werden, so kann die Einsetzmechanik entsprechend verdreht werden. Bei' spielsweise kann dies für den unteren Teil in der Weise geschehen, daß die Ambosse 39 der unteren Biegekinematik nach Lösen von Schrauben in der Kammer 38 sowie die Kammer selber relativ zum Kolben 37 gedreht werden.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Maschine zum automatischen Bestücken von Schaltungsträgern, vorzugsweise von gedruckten Schaltungen, mit Anschlußdrähten aufweisenden elektrischen Schaltungselementen mit Hilfe von Messern, Formern, Treibern und Gegenhaltern, die die Anschlußdrähte auf die erforderliche Länge schneiden, formen und in vorhandene Löcher des Schaltungsträgers von der einen Seite her hindurchführen und die Enden der Anschlußdrähte mit HiKe von Ambossen auf der anderen Seite des Schaltungsträgers gegen diesen drücken, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kippkörper (14, 15) von einem Steuergetriebe (8, 9, 11, 12) und über Führungskörper (17) bzw. dessen Schiebkurven (16) vorgeschoben und geführt wird und daß die Schiebkurven (16) derart gestaltet sind, daß die mit dem Kippkörper (14, 15) gekuppelten Außenformer (18), Treiber (19) und Messer (20) die für das Zuschneiden, Formen und Biegen der Anschlußdrähte (24) und Einsetzen des Schaltungselementes (25) erforderlichen Relativbewegungen ausführen.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippkörper (14, 15) bei der Abwärtsbewegung zunächst schräg kippt, im weiteren Verlauf der Abwärtsbewegung in die Vertikale geführt und darauf wiederum in dieselbe Richtung wie zu Anfang schräg gekippt wird.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abwärtsbewegung des in Kippstellung befindlichen Kippkörpers (14, 15) zunächst Außenformer (18) und Treiber (19) und die mit diesen gekoppelten Messer (20) gegen die Anschlußdrähte (24) des Schaltungselementes (25) in Bewegung gesetzt werden, bis die Anschlußdrähte (24) auf die erforderliche Länge geschnitten sind, worauf die Kupplung (21, 28) der Messer (20) mit Treiber (19) und Außenformer

(18) gelöst und die Messer (20) blockiert werden, während die Anschlußdrähte (24) vom Treiber

(19) und Gegenhalter (26) U- bzw. L-förmig und mittels Schulter (33) des Gegenhalters (26) nach außen gebogen werden.

4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im weiteren Verlauf der Abwärtsbewegung durch Führungskörper (17) und Schiebkurven (16) vertikal gekippte Kippkörper (14, 15) durch diese Kippung mit seiner einen Seite den Außenformer (18) gegenüber dem Treiber (19) stärker vorschiebt und der Außenformer (18) die frei nach außen vorragenden Enden der Anschlußdrähte (24) nach unten drückt, worauf nach Ausschwenken des Gegenhalters (26) Treiber (19) und Außenformer (18) das Schaltungselement (25) mit den vorgeformten Anschlußdrähten (24) zwischen sich eingeklemmt halten und nach unten gegen den Schaltungsträger (35) führen.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim erneuten Schrägkippen des Kippkörpers (14, 15) beim Berühren von Außenformer (18) und Schaltungsträger (35) der Kippkörper (14, 15) die Treiber (19) auf etwa gleiche Höhe wie die Außenformer (18) vorschiebt und die senkrechten Enden der Anschlußdrähte (24) in die Bohrungen (36) des Schaltungsträgers (35) geschoben werden und daß der Kippkörper (14,15) die relative Lage von Außenformer (18) und Treiber (19) so lange aufrechterhält, bis die kombinierte Gegen- und Vertikalbewegung der Ambosse (39) die Drahtenden derart gegen die Schulter des Treibers (19)

und von unten gegen den Schaltungsträger (35) gedruckt wird, daß die Drahtenden den Schaltungsträger (35) fest und vorzugsweise U-förmig umfassen unter Aufrechterhaltung der weiteren Schulter an dem dem Schaltungselement (25) zugewandten Ende der Anschlußdtähte (24).

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippkörper (14, 15) aus einem mit einer Stoßstange (13) gelenkig verbundenen Kugelpfannenzylinder (15) besteht.

7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß -der Kippkörper (14, 15) in bezug auf die Ambosse (39) gegensinnig gesteuert wird.

8. Maschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippkörper (14, 15)

nebst Stoßstange (13) über das Steuergetriebe (8, 9, 11, 12) von einem an die Stoßstange (13) angelenkten ersten Hebel (5) bewegt wird, der von einer Kolbenstange (4) des Zylinders (3) einer Kraftquelle (vorzugsweise eines Preßluftzylinders) in bezug auf einen zweiten, durch die Kraft des Zylinders die Ambosse bewegenden Hebel (7) ge~ gensinrdg gesteuert wird.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) der Kraftquelle lediglich mit der Kolbenstange (4) an dem ersten Hebel (5) und mit dem Bodenteil an dem zweiten Hebel (7) gelagert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 1 565 089, 1 784 837.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

©309 690/205 9.63