DE1915159A1

DE1915159A1 - Vorrichtung zum Einsetzen elektronischer Bauelemente in eine Leiterplatte

Info

Publication number: DE1915159A1
Application number: DE19691915159
Authority: DE
Inventors: Ole Gunst; Lambert Arthur Hubbard; Allen Melvin Kifer
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1968-03-28
Filing date: 1969-03-25
Publication date: 1969-10-09
Also published as: US3550238A; NL160468B; NL6904606A; FR2004959A1; NL160468C; GB1249739A; DE1915159C3; SE366194B; DE1915159B2

Description

QiPL.-PHYS. F. ENDLICH ₈₀₃4 unterpfaffenhofen 17. März 1969

\^: PATENTANWALT blumenstrasse _{6 EH}/Sm

1 Q "1 C 1 C Q telefon: (München) 84 36 38

TELEGRAMMADRESSE: PATENDLICH MÜNCHEN

CABLE ADDRESS: PATENDLICH MUNICH

Meine Akte: U-2364

Anmelderin: USM Corporation, 140 Federal Street, Boston, Massachusetts, USA

Vorrichtung zum Einsetzen elektronischer Bauelemente in eine

Leiterplatte

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einsetzen von elektronischen Bauelementen, die an gegenüberliegenden Seiten mit mehreren Kontakten versehen sind, in vorgebohrte Leiterplatten, wobei die Vorrichtung mit einer Transporteinrichtung zum Transport· einzelner Bauelemente in eine Einsetzstellung versehen ist.

Eine Vorrichtung zum Einsetzen elektronischer Bauelemente in Leiterplatten ist bereits vorgeschlagen worden (vgl. Patentanmeldung Nr. P 17 66 476.5). Diese Vorrichtung kann Bauelemente unterschiedlicher Größe handhaben, ohne die verhältnismäßig zerbrechlichen Bauteile zu beschädigen. Diese Bauelemente sind zylinderförmige keramische Halbleiterelemente mit von ihren Stirnflächen ausgehenden Leitungskontakten. Diese Kontakte werden von der Vorrichtung in eine senkrecht zur Achse des Bauelements verlaufende Richtung abgebogen,, und zwar so, daß sie parallel zu einander liegen, um in in der Leiterplatte !.vorgesehene Bohrungen eingesteckt werden zu können. Beim Abbiegen der Kontakte ist es ohne Belang, in welche radiale Richtung sie von der Bauteilachse verlaufen. Außerdem ist es bei den zylindrischen Halbleiterbauelementen gleichgültig, in welcher Richtung sie vom Strom durchflossen werden; folglich braucht, auf eine Orientierung des Bauelements bezüglich der Leiterplatte nicht, sonderlich geachtet zu werden.

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Diese zylindrischen Halbleiterbauelemente, die jeweils nur eine Schaltfunktion auszuführen imstande sind, werden neuerdings in zunehmendem Maße durch integrierte Schaltelemente verdrängt. Bei diesen neuen integrierten Bauelementen handelt es sich um quaderförmige Gebilde, die etwa 3 mm hoch, 6 mm breit und 19 mm lang sind und von deren Längsseitenflächen Leitungskontakte abstehen- Um ein solches Bauelement in eine mit entsprechenden Bohrungen versehene Leiterplatte einsetzen zu können, müssen die von dem Element abstehenden Kontakte abgebogen und in.eine den Bohrungen in der Leiterplatte entsprechende Lage gebracht werden, so daß sie beim Einsetzen nicht beschädigt werden. Daraus ergibt sich die weitere Notwendigkeit, die Bauelemente vor dem Abbiegen der Kontakte in die erforderliche Lage auszurichten.

Die vorgeschlagene Vorrichtung ist jedoch nicht geeignet, integrierte Bauelemente in Leiterplatten einzusetzen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der integrierte Bauelemente der beschriebenen Art in Leiterplatten eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein zum Abbiegen der Kontaktleitungen eines Elements mit Formgliedern in einer Rutsche zusammenwirkendes Gesenk und eine zwischen einer Bauelementaufnahmestellung und Bauelementeinsetzstellung in zeitlicher Übereinstimmung mit der Bewegung einer Einsetzeinrichtung hin- und herlaufende Trägerstange.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung besteht die Einsetzeinrichtung aus einem zwischen zwei horizontal verschwenkbaren Winkelhebeln relativ zu diesen und senkrecht beweglichen Gesenk, wobei ein Arm eines jeden Winkelhebels gegen eine Membran am Gesenk anliegt.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung?

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines integrierten Bauelements, wie es durch die Vorrichtung

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gemäß der Erfindung hergestellt und montagefertig für eine Leiterplatte ist?

Fig. 3 einen Vertikalschnitt- durch die Hauptarbeitseinrichtung des abgebildeten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine vergrößerte.Frontansicht, teilweise im Schnitt einer Einsetzeinrichtung des Ausfuhrungsbeispiels der Vorrichtung, bereits abgebildet in Fig. 3;

Fig. 5 eine Frontansicht einer Einrichtung zum automatischen Bewegen typischer Bauelementpackungen von einem Magazin in die Vorrichtung zur Bearbeitung;

Fig. 6 eine Aufsicht auf ein Sperrwerk, das gewährleistet, daß die Einrichtung von Fig. 5 unmittelbar über und in Deckung mit einer Bauelementzufuhrrutsche angehalten wird?

Fig. 7 eine Aufsicht auf einen Antrieb für die in Fig. 5 abgebildete Zuführeinrichtung;

Fig. 8 eine Aufsicht auf die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung+ die ein erstes Ausrichten von Kontakten vornimmt;

Fig. 9 eine vergrößerte und damit genauere Ansicht der kontaktausrichtenden oder streckenden Einrichtung von Fig. 8;

Fig. IO einen Vertikalschnitt'in größerem Maßstab durch die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung zum Transport eines teilweise bearbeiteten Bauelements vom Boden der Rutsche in die Einsetzeinrichtung von Fig. 4;

Fig. 11 eine Frontansicht einer zweiten Einrichtung zum Ausrichten der Kontakte des Bauelements und zu ihrem Halten in der richtigen Ausrichtung zum Einsetzen, wobei die Teile in Schließstellung im Gegensatz zu Fig. 4 gezeigt sind, wo sie in Offenstellung abgebildet sind;

Fig. 12 eine vergrößerte perspektivische Ansicht von einem der Finger oder Führungskämme, die in der Einrichtung von Fig.11 abgebildet sind;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines typischen Bauelements, das durch die abgebildete Vorrichtung eingesetzt ist, wobei die in Strichlinie abgebildeten Kontakte Verbiegungen anzeigen, die aus ihrer ursprünglichen, in Vollinie abgebildeten Lage notwendig sind;

Fig. 14 einen Vertikalschnitt durch einen Abschnitt des Einsetzkopfes kurz vor dem Kontakteinsetzen, woraus die Schneid-

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und Biegeeinrichtung in der Abwärtsstellung ersichtlich ist; und

Fig. 15 eine Ansicht ähnlich Fig. 14, der Schneid- und Biegeeinrichtung in ihrer Oberstellung.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das abgebildete Ausführungsbeispiel der Einsetzvorrichtung ein hochstehendes Gestell 2 aufweist, das an einer Tragplatte 4 befestigt ist. Am Vorderende des Gestells 2 ist ein vertikaler Halter (Fig. 1, 3 und 4) zum Haltern einer Einsetz- und Kontaktausrichte inrichtung 6 montiert, über der sich eine Bauelementzuführeinrichtung 8 befindet. Direkt unter der Einsetzeinrichtung 6 befindet sich eine Klemmeinrichtung 10, die in einer Arbeitsstellung zu geeigneten Zeitpunkten durch einen Druckzylinder 11 angehoben ist.

Ein Bauelement C ist in Fig. 2 schematisch abgebildet. Die Kontakte sind entlang gegenüberliegender Seiten des Bauelements gleich weit voneinander entfernt und liegen in einer Ebene, die insgesamt senkrecht zu einer aufnehmenden Leiterplatte B (Fig. 1-3, 14, 15) liegt. Die Kontakte des Bauelements sind ähnlich wie die Beine eines Insekts angeordnet und haben Schultern, die so höhenmäßig angeordnet sind, daß beim Angreifen an der Leiterplatte B das Bauelementgehäuse von der Leiterplatte getrennt ist.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht der Kontaktausrichteinrichtung 6, wobei eine Anzahl von vertikal angeordneten Bauelementen C mit mehreren Kontakten durch die Einrichtung 8 in einer Rutsche 10 durch ihr eigenes Gewicht nach unten gelangt, bis sie durch eine Sperre 22 angehalten werden, die noch erläutert werden soll. Durch die Sperre wird gewährleistet, daß nur ein Bauelement zu den aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen, die noch beschrieben werden sollen, zu einem beliebig vorgegebenen Zeitpunkt gelangt.

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Die Sperre 22 hat zwei getrennte Feststelleinrichtungen einer Einrichtung zur Begrenzung der Bahn jedes Bauelements C entlang der Rutsche 20 nach unten. Die Einrichtung ist so konstruiert, daß ein L-Stück 24, das an dem vertikalen Halter 3 an einer Stelle in der Mitte über dem längeren seiner beiden Schenkel angelenkt und durch eine Feder 26 belastet ist, einen kürzeren Schenkel hat, der in die Rutsche vorspringen kann, um aufeinanderfolgende Bauelemente C an einer Abwärtsbewegung in der Rutsche zu hindern. Durch ein Loch in dem längeren der beiden Schenkel des L-Stücks erstreckt sich eine Stange 28, die teleskopartig zu dem Rohrkopf einer Stange 30 mit kürzerem Durchmesser angeordnet ist. Die Stange 30 ist ihrerseits verstellbar durch eine starre Achse mit einer Kolbenstange eines doppeltwirkenden Luftzylinders 3 2 verbunden und verläuft verschiebbar durch den vertikalen Halter 3. Das L-Stück 24 und die Stangen 28 und 30 sind so konstruiert, daß, wenn die Stange 28 in ihrer ausgefahrenen oder bauelementangreifenden Lage in der Rutsche 20 sich befindet die größere Stange 30 an dem Hinterabschnitt des langen Schenkels des L-Stücks 24 anliegt und es im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so daß der kürzere Schenkel des L-Stücks 24 aus seiner Sperrlage in der Rutsche 20 bewegt wird, so daß ein Bauelement durchlaufen kann.

Wenn der Druckzylinder 3 2 rückwärts betätigt wird, wird die Stange 30 eingefahren, wird ein Schalter LS8 (Fig. 3) geschlossen und wird der Druck auf eine Feder verringert, so daß der untere Fuß des L-Stücks 24 in seine Stellung zurückkehren kann, in der er die Rutsche 20 sperrt. Eine Druckfeder 36, die sich in der Stange 30 befindet, um die Stange 28 zu betätigen, gewährleistet, daß die Stange 28 das nächste Bauelement C festhält, bis das L-Stück wieder die Rutsche 2O sperrt. Wenn die Stange 28 zurück-

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gefahren wird und der Fuß des L-Stücks 24 sich in die Rutsche 20 vorbewegt, wird der Stapel der Bauelemente C nach unten verschoben, bis sie am Fuß des L-Stücks 24 anliegen. Wenn dem Luftzylihder 32 durch eine noch zu beschreibende Steuerung angezeigt wird, daß die erste Formstation, die noch beschrieben werden soll, ein anderes Bauelement aufnehmen kann, wird die Stange 28 wieder nach vorn ausgefahren, so daß sie sich an das nächsthöhere Bauelement anlegt, um es festzuhalten. Danach legt sich die dickere Stange 30 an den Hinterabschnitt des L-Stücks an, so daß dessen Fuß eingefahren wird, und ein einzelnes Bauelement, nämlich das auf dem Fuß ruhende und vorher von der Stange 28 freigegebene, läuft zur nächsten Arbeitsstation.

Das Bauelement fällt frei endweise in der Rutsche 20, bis es sich an einen horizontal hin- und herbeweglichen Schieber 40 (Fig. 3) anlegt, der die Rutsche sperrt. Wenn das Bauelement in dieser Stellung festgehalten wird, wird ein Druckzylinder 42 unter Druck gesetzt, so daß seine Kolbenstange 44 und ein darin eingeschraubtes gegabeltes Formglied 46 nach links zum Bauelement bewegt werden. Gemäß Fig. 8 spreizt das Formglied 46 ein Führungsstück 48, das einen Teil 49 der Rutsche 20 bildet. Das Teil 49 ist an dem vertikalen Halter 3 befestigt. Direkt links von dem Bauelement C und federnd quer zu der Rutsche 20 befindet sich eine Anschlagplatte 54, die an einem Ende einer Stange befestigt ist. Diese ist von einer Druckfeder 58 umgeben, die die Stange nach hinten drückt. Die Stange ist in einer Bohrung eines Blocks 51 verschiebbar und trägt an ihrem Vorderende eine Stellmutter 60. An entgegengesetzten Seiten des Kontaktformglieds 46 und der federnden Anschlagplatte befindet sich ein Paar von stationären Außenseitenform-

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gliedern 5O und 52. Es ist ersichtlich, daß diese Formglieder gegenüberliegende Wände haben, die so getrennt sind, daß die Anschlagplatte 54 frei zwischen den beiden Außenseitenformgliedern verschiebbar ist, und ihre Kontaktanlageflächen divergieren nach hinten, so daß sie eine trichterförmige Öffnung bilden, die dem damit zusammenarbeitenden Kontaktspreiz- oder Formglied 46 gegenüberliegt.

In Fig. 8 ist die Stange 44 des Luftzylinders 42 in ihrer eingefahrenen Stellung und das Formglied 46 ist in seiner hintersten Stellung, so daß ein Bauelement C (trotz der Tatsache, daß seine Kontakte nicht gleichmäßig getrennt sind), leicht in der Rutsche 20 nach unten rutschen und sich an die Anschlagplatte 40 anlegen kann. In Fig. 9 ist das Formglied 46 in seiner vordersten oder ausgefahrenen Stellung gezeigt, wobei der Kolben des Luftzylinders 46 in seine Vorderstellung bewegt worden ist. Es ist ersichtlich, daß das Führungsstück 48 jetzt weiter von dem Formglied 46 aufgenommen ist, aber nicht am hintersten Abschnitt von dessen Gabelung anliegt, so daß, falls ein Bauelement nicht seine Lage angenommen hat, eine Weiterbewegung des Formglieds 46 möglich ist. Eine Feder wird durch eine Kraft zusammengedrückt, die über das Bauelementgehäuse durch das Formglied 46 ausgeübt wird, und die Anschlagplatte 54 wird federnd nach vorn zwischen den beiden Außenseitenformgliedern 50 und 52 bewegt. Das Bauelement C kann so in den geflanschten Trichterabschnitt der Außenseitenformglieder 50 und 52 sich bewegen, und damit werden die gegenüberliegend verlaufenden Kontakte durch das Formglied bei Bedarf in eine nach außen verlaufende, vorbestimmte Stellung verbogen. Vorzugsweise ist ein kleines Spiel zwischen dem Formglied 46 und den Innenflächen der Außenseitenformglieder 50 und 52 vorhanden, um zu gewährleisten, daß bei verbogenen Kontakten kein Verklemmen des Formglieds

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in der Öffnung auftritt, die durch die Außenseitenformglieder 50 und 52 gebildet ist. Es ist notwendig, daß Kontakte, die zu stark nach innen verbogen sind, in eine gleichmäßige Stellung nach außen verbogen werden, aber nicht über eine maximale Spreizung hinaus, die durch die Formglieder erlaubt wird, so daß sie richtig an einer späteren Kontaktausrichtstation ausgerichtet werden können- Eine Stange 62 (Fig. 3, 8) geht von der Rückseite des Kolbens im Zylinder 42 aus. Verstellbar an der Stange 62 ist eine Stellmutter 64 befestigt, die sich an einen Schalter LSlO P anlegen und diesen betätigen kann. Das Hinterende der Stange 62 ist für die Betätigung eines Schalters LS9 vorgesehen.

Wenn ein Bauelement C sich am Schieber 40 befindet, wird der Zylinder 42 automatisch unter Druck gesetzt, um die Stangen 44 und 62 nach links (Fig. 3) zu bewegen, so daß der Schalter LS9, aber nicht der Schalter LSlO geschlossen wird, und die Bewegung der Stangen wird durch den Widerstand der Feder 58 angehalten. Falls kein Bauelement C im Kontaktformbereich vorhanden ist, trifft der Kolben des Zylinders auf nicht genügend Widerstand von der Feder 58, wie er über das Formglied 46 ausgeübt wird, nachdem die Stellmutter W sich an den Schalter LSlO angelegt und diesen geschlossen hat. Das Schließen des Schalters LSlO erlaubt, daß der Kolben des Zylinders 42 durch Luftdruck umgesteuert wird, und öffnet die Sperre 22 durch Betätigung des Druckzylinders, so daß ein anderes Bauelement in der Rutsche 20 zum Fuß des L-Stücks nach unten rutschen kann. Es ist ersichtlich, daß, wenn die Vorrichtung eine automatische, alternierend arbeitende Zufuhr, wie noch genauer beschrieben werden soll, aufweist, das Schließen des Schalters 66 auch diese automatische alternierend arbeitende Zuführung betätigen würde, so daß eine andere Patrone von Bauteilen eingesetzt würde, um in der Rutsche 20 nach unten zu rutschen, daß aber, wenn die

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Rutsche von Hand mit Gruppen von Bauelementen nacheinander versorgt wird, eine Kontrollampe entsprechend aufleuchten könnte und die Vorrichtung anhalten könnte, bis mehr Bauelemente in der Rutsche verfügbar sind.

Nach Aufhebung des Drucks auf das Bauelement C durch das Formelement 46, was nach dem Spreizen gegenüberliegender Kontakte auftritt, dehnt sich die Feder 58 aus und drückt das Bauelement C quer in seine Stellung zurück, in der es mit dem Kanal der Rutsche 20 fluchtet und durch den Schieber getragen ist.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Schieber 40 zwischen seiner Freigabe- und Sperrstellung durch eine (nicht abgebildete) Kolbenstange eines Luftzylinders 70 beweglich ist. Zu diesem Zweck ist die Kolbenstange starr mit dem Schieber durch ein Verbindungsstück 72 verbunden. Dieses liegt an einem Endschalter LSlI in der Volloffenstellung des Schiebers 40 an. Am Hinterabschnitt des Gestellglieds 49 befindet sich ein federnder Anschlag 74, der eine rüttelfreie Anlage für den Schieber 40 in der Sperrstellung bildet.

Nach Freigabe durch den Schieber 4O läuft das Bauelement C, dessen gegenüberliegende Paare von Kontakten sich jetzt in einer nach außen verlaufenden gleichmäßig gespreizten Stellung befinden, die Rutsche 20 durch ein gekrümmtes Abgabeende 21, das das Bauelement aus der vertikalen Ausrichtung (mit horizontalen Kontakten) in eine horizontale. Ausrichtung mit den Kontakten nach unten bringt. Wenn das Bauelement C das gekrümmte Abgabeende 21 der Rutsche 20 verläßt, spreizen seine Kontakte einen horizontalen Stangenabschnitt einer Transporteinrichtung 80 (Fig. 3, 10). Eine nach unten gespannte Blattfeder 82, die am Gestell montiert ist, verhindert, daß das Bauelement C sich durch sein eigenes Gewicht nach vorn über das Ende der Transporteinrichtung 80 hinaus bewegt und erlaubt anfangs einen relativen Vorschub des Stangenabschnitts zur Seite.

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Die Transporteinrichtung 80 hat eine Bauelementtragstange 84 (Fig. 3, 4, 10 - 12) mit einer ebenen horizontalen Oberseite, auf der das Bauelementgehäuse ruht, und zwei horizontale Nuten 85,- die entlang gegenüberliegenden Seiten der Stange verlaufen. Die Stange ist auf einer verschiebbaren Führung 86 gelagert, die gegen Drehung in der Bohrung einer Buchse 102 gesichert ist, die durch eine vertikale Halterung 103 getragen ist (Fig. 1, 3, 4), die parallel zu dem vertikalen Halter 3 durch zwei Distanzblöcke 87 befestigt ist ^Fig. 1, 4). Das erlaubt eine horizontale Hin- und Herbewegung der Stange 84, die das Bauelement C, das auf ihr ruht, nach vorn aus dessen Stellung am Ende der Rutsche 20 in eine Stellung unmittelbar unterhalb der Einsetzeinrichtung 6 bewegt. Zu diesem Zweck ist die Tragstange 84 direkt mit der doppelt wirkenden Kolbenstange eines Luftmotors 88 verbunden, der im Takt die Transporteinrichtung hin- und herbewegt, so daß aufeinanderfolgende Bauelemente in eine Stellung transportiert werden, um das Kontakteinsetzen vorzunehmen und dann sich zurückzuziehen, um das Kontakteinsetzen zu erlauben. An der Oberseite der Trägerstange 84 ist eine federbelastete Schieberstange 90 befestigt, die während des Transports des Bauelements von seiner Stellung unterhalb der Rutsche 20 in eine Stellung unterhalb der Einsetzeinrichtung 6 zwangsläufig das Bauelementgehäuse endweise auf der Tragplatte 84 durch Zusammenarbeit mit der Feder 82 anordnet. Wenn die Transporteinrichtung ihre vordere ausgefahrene Stellung erreicht (vgl. Fig. 10), dann bewirkt die Stange 90, daß das Bauelement C sich federnd an einen nach unten verlaufenden Frontanschlag 100 anlegt, der an der Einrichtung 6 befestigt ist.

Gemäß Fig. 3 hat die Transporteinrichtung 80 eine Stange 92, die nach rechts verläuft und mit der Kolbenstange des Luftmotors 88 verbunden ist. Auf das Hinterende der Stange 92 ist eine Stellmutter 94 aufgeschraubt, die zwei Schalter LS6 und LS7 betätigen kann, die an dem ortsfesten Zylinder 88

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befestigt sind. Wenn die Tragstange 84 sich in ihre Stellung unter dem Einsetzkopf bewegt, der weiter unten beschrieben wird, wird der Schalter LS6.durch die Stellmutter 94 geschlossen, um den Beginn des Einsetzens anzuzeigen. Wenn die Tragstange 84 sich zurückbewegt, wird der Schalter LS7 durch die Stellmutter 94 geschlossen, so daß der Schieber 40 so gesteuert wird, daß er ein weiteres Bauelement freigibt, das als nächstes für das Einsetzen zu transportieren ist.

Wie am besten aus Fig. 4 und 11 ersichtlich ist, ruht das Bauelement C, das montiert werden soll, auf der Tragstange 84, wobei die Kontakte nach unten entlang gegenüberliegenden vertikalen Seiten der Tragstange 84 verlaufen und auf deren gegenüberliegenden Nuten 85 liegen. Wenn das' Bauelement an einer Anschlagplatte 100 anliegt, sind zwei verschwenkbare Kontaktführungsglieder 110 und 110 (Fig. 4, 11, 12) in der in Fig. 4 gezeigten Offenstellung.

Die Kontaktführungsglieder 110 werden verschwenkt, um ihre nach innen gerichteten, in gleichem Abstand angeordneten Finger 111 und 112 zwischen die Kontakte in den benachbarten Reihen und vorzugsweise in der Nähe ihrer unteren Enden zu drücken, wie aus Fig. 11 ersichtlich ist. Die verjüngten Finger 111 bestimmen zwangsläufig die Stellung der Bauelementkontakte sowohl durch Verbiegen der Kontakte nach innen in dem vorbestimmten notwendigen Ausmaß als auch durch Trennen der Kontakte um einen vorbestimmten Abstand voneinander in Längsrichtung des Bauelementgehäuses.

Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, haben die Kontaktführungsglieder 110 jeweils die Form eines Winkelhebels mit Lagerstellen 112, der einen Kraftaufnahmearm 114 und einen herabhängenden Arm 116 hat, der nach außen durch Druckfedern HB gespannt und an seinem Unterende in den Fingern 111 endet. Die Finger sind so angeordnet, daß sie in die gegenüberliegenden Hüten 85 in der Trägersi ange 84 und richtig entsprechend dem

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Abstand der kontaktaufnehmenden Löcher in der Leiterplatte getrennt passen, um die Kontakte aufzunehmen. Die Kontaktformglieder 110 sind zusammen so beweglich, daß die Finger ineinandergreifend zwischen die Kontakte der entsprechenden Reihen des Bauelements C passen.

Gemäß insbesondere von Fig. 3 und 4 hat die Einsetzeinrichtung 6 einen Hauptkopf 130, der vertikal hin- und herbeweglich ist, und eine Hohlstange 132 aufweist, die relativ höhenbeweglich ist, um die Kontaktführungsglieder 110 zu ' verschwenken, und eine relativ bewegliche Stange 134, die teleskopartig in der Stange 132 gelagert ist, um das tatsächliche Einsetzen vorzunehmen.

Der ganze Kopf 130 ist für eine taktmäßige Hin- und Herbewegung in der Höhe zwischen Reihen von Kugellagern 136 (Fig. 4) gelagert, die in vertikalen Laufringen angeordnet sind, die durch eine Lagerhalterung 133 gebildet werden, die an der Halterung 103 befestigt ist. Der Oberabschnitt des Kopfs 130 ist starr an einer Querstange 138 (Fig. 3, 4) befestigt, die nach hinten verläuft und ihrerseits starr an einer vertikalen Kolbenstange 140 befestigt ist, die wirkungsmäßig mit einem hin- und herbeweglichen Kolben 142 eines ^w Luftmotors 144 verbunden ist, der an der Halterung 103 befestigt ist. Der Luftmotor 144 steuert die Höhenverstellung des Kopfs 130 taktmäßig in Abhängigkeit von Druckluft, die der einen oder anderen Seite des Kolbens 142 durch Betrieb einer pneumatischen Steuerung zugeführt wird.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die hin- und herbewegliche Hohlstange 132 relativ zu dem Kopf 130 höhenverschiebbar ist. Zu diesem Zweck ist im Kopf 130 eine Zylinderwand hergestellt, die einen Kolben 150 aufnimmt, der an der Stange befestigt ist, und der Kopf 13O hat geeignete Schlitze, so daß der Kolben 150 doppelt wirkend arbeitet. Der unterste Abschnitt der Stange 132 ist mit einer flexiblen Membran

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zur Betätigung der Finger 111 in Breitenrichtung des Bauelements verbunden. Daher wirken die Finger 111 nachgiebig auf die einzelnen Kontakte des Bauelements C wie oben beschrieben ein und richten sie aus.

Starr an der Außenseite der Hohlstange 132 ist ein Riegel 154 befestigt, der gegenüberliegende Arme 156 und hat, um Mikroschalter LS3 und LS4 zu betätigen.

Die Einsetzstange 134 wird in ihrer Höhe durch einen doppelt wirkenden Luftmotor mit einem Zylinder 160 (Fig. 4) gesteuert, der in den Hauptkopf 130 eingearbeitet ist. Die Stange 134 erstreckt sich vom Kolben des Luftmotorzylinders nach unten durch das Unterende der Hohlstange 13 2 und endet in einem Isoliereinsetzstück 162, das .am Gehäusekörper angreifen kann. Sowohl der Kopf 130 als auch das Einsetzstück 162 haben eine Einrichtung am Oberende, durch die die Größe des Abwärtshubs genau einstellbar ist. Es ist ferner ersichtlich (Fig. 4), daß zur aufeinanderfolgenden Steuerung die vertikal hin- und herbeweglichen Glieder Mikroschalterkontaktstellen haben, um die Reihenfolge der Schritte zu steuern, und zwar LSI am oberen Ende des Kopfhubs, LS2 am unteren Ende des Kopfhubs und LS5 am unteren Ende des Hubs des Einsetzstücks, wobei ihr Betrieb in einem Takt weiter unten genauer erläutert werden soll.

Wenn das Bauelement C sich in den formenden Lücken der geschlossenen Finger 111 befindet, wird die Transporteinrichtung 80 eingefahren, um wie oben beschrieben erneut zu laden, und der gesamte Bauelementeinsetzkopf 130 wird nach unten in eine Stellung bewegt, in der das Unterende der Kontakte des Bauelements sehr nahe oder teilweise in die Kontaktaufnahmelöcher der Leiterplatte B eingesetzt ist. Die Leiterplatte B wird durch einen Förderer oder eine andere Einrichtung (nicht abgebildet) getragen. In dieser Stellung

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hält der Kopf in seiner Abwärtsbewegung an, die Finger 111 und 111 öffnen sich, um die Kontakte freizugeben, und die Einsetzstange 134 wird allein weiter abgesenkt, um das Bauelement nach unten zu drücken, bis alle Kontakte von ihm durch die bauelementaufnehmende Leiterplatte vorspringen und das Bauelement auf den Schultern der Kontakte ruht. Die Kontakte des Bauelements, die jetzt durch die Bauelementeinsetzeinrichtung nach unten gehalten werden, die federnd am Bauelementgehäuse anliegt, werden auf die richtige Länge abge-

^ schnitten und umgebogen, um elektrisch an eine gedruckte oder andere Schaltung an der Unterseite der Leiterplatte angeschlossen zu werden. Die Schneid- und Biegeeinrichtung 170 hat einen Amboß 172 und Schermesser 174 und kann gleichzeitig mehrere von in Doppelreihe angeordneten Kontakten abschneiden. Der Amboß 172 bildet eine nach oben gerichtete Auflage für die Leiterplatte in der Nähe der Kontaktaufnahme löcher während des Abschneidens und Umbiegens. Es ist ferner aus Fig. 14 ersichtlich, daß die Finger 111 die nach unten verlaufenden Kontakte des Bauelements C in eine Stellung kurz unter der Fläche der Leiterplatte B geführt haben, während danach, wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, die Finger das Bauelement C freigegeben haben, so daß die Isolierung 162

W am Ende der Einsetzstange das Bauelement nach unten in seine Sitzstellung drücken kann, wo die Schermesser 174 die unteren Endabschnitte der Kontakte schräg abschneiden und dann nach innen biegen.

Zur Erläuterung eines Betriebs, bei dem die Maschine für ein automatisches Zuführen der Bauelemente eingerichtet ist, ist in Fig. 3, 5, 6 und 7 eine Einrichtung zum Vorschieben aufeinanderfolgender Packungen von Bauelementen in eine Freigabestellung über der Rutsche 2O beschrieben. Im Handel erhältliche Packungseinheiten von Bauelementen mit mehreren Kontakten oder integrierten Bauelementen enthalten eine Anzahl von Bauelementen, die gleitend Ende an Ende

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gestapelt sind, wobei die Kontakte mehr oder weniger gleichmäßig in der gleichen Richtung verlaufen. Diese Packungen können so ausgebildet sein,.daß sie nur einen Bauelementstapel halten, oder wie in Fig. 6 und 7 abgebildet, daß sie mehrere fluchtende Bauelementstapel aufnehmen, wobei die Packung im allgemeinen flach ist, so daß die Stapel Seite an Seite angeordnet werden können.

Die Zuführeinrichtung 8 ist in Strichlinie in Arbeitsstellung im Querabschnitt der abgebildeten Einsetzvorrichtung von Fig. 1 gezeigt.

Die automatische Zuführeinrichtung hat zwei Zahnräder und 182 (Fig. 5), die auf gegenüberliegenden Enden einer vertikalen Welle 184 gelagert sind, die sich direkt über der Rutsche 20 befindet, die die Bauelemente wie oben beschrieben einzeln aufnimmt. Die Welle 184 ist in einem Rahmen 185 gelagert, der starr am Gestell 3 befestigt ist, und durch einen Luftmotor (Fig. 5, 6) angetrieben, und zwar über einen Hebel 188 und eine Einwegkupplung 190. Die Anordnung ist so vorgenommen, daß die Zahnräder 18O und 182 mit einem Stab oder einer Patrone kämmen und diese von links nach rechts verschieben (vgl. Fig. 5 und 7). Es ist ersichtlich, daß die Drehung der Welle direkt durch zwei Endschalter LS12 und LS13 gesteuert wird, die starr in der Nähe des Luftmotors 186 befestigt sind, um das Ausmaß der Bewegung des Kolbens in dem Luftmotor zu bestimmen, wobei diese Schalter durch einen Arm von dessen Kolbenstange betätigbar sind. Ein zweites Paar von Zuführzahnrädern 200 und 202 links von der Abtriebswelle 184 (gesehen in Fig. 5) ist auf einer Welle 204 befestigt und mit dem Zahnrad 182 durch einen Treibriemen 206 synchronisiert, der durch eine Spannrolle 208 gespannt gehalten wird. Am Rahmen 185 ist in der Nähe des Zahnrads 182 ein Luftmotor befestigt, dessen hin- und herbewegliche Kolbenstange direkt

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mit einer Klinke 222 verbunden ist, die in die Zwischenräume zwischen den Zähnen des Zahnrads 182 eingreifen soll.

Im Betrieb wird mindestens ein verzahntes Magazin 230 (Fig. 1, 6, 7) mit mehreren vertikalen Bauelementstapeln an der Vorderseite des Rahmens 185 mit seinem Oberende hinter einer Führungsplatte 232 und mit seinem Unterende in einer horizontalen Führung in dem Gestell der Vorrichtxxng angeordnet. Wenn das Magazin diese Lage einnimmt, wird eine beliebige Ein-

b richtung, die zum Festhalten der Bauelemente im Magazin verwendet wird, entfernt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat das Unterende des Magazins eine nach hinten verlaufende Nase, die in einer Nut 234 gleitet. Wenn das Magazin so angeordnet . wird, ist seine Bewegung auf einen schrittweisen Vorschub in der Vorrichtung von links nach rechts beschränkt, und es wird so durch die vier Zahnräder 180, 182, 200 und 202 bewegt, die mit den zahnstangenartigen Rippen und Nuten dieses Magazins kämmen. Wenn der Schalter LSlO (Fig. 3) anzeigt, daß kein Bauelement in der ersten Bauelementformstellung in der Rutsche vorhanden ist, wird der Luftmotor 186 betätigt, wodurch das Magazin 230 um einen Schritt weiter bewegt wird, so daß ein neuer Stapel von Bauelementen C die Rutsche 20 nach unten be-

P wegt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt kämmt die Klinke 220 mit dem Zahnrad 182 und schaltet so das Magazin weiter und sichert es in fluchtender Abgabestellung, so daß der gesamte Inhalt eines speziellen Stapels durch das eigene Gewicht in die Rutsche 20 entladen werden kann. Die Sperrung wird dann . automatisch durch ein Signal vom Schalter LSlO aufgehoben und wieder vorgenommen, wenn ein neuer Vorrat von gestapelten Bauelementen sich über der Rutsche 20 befindet. In dieser Einrichtung ist ein Endschalter vorhanden, der entweder dem Bediener oder einer automatischen Versorgungseinrichtung anzeigt, wenn die automatische Zuführeinrichtung bereit ist, erneut Magazin vom einzusetzenden Bauelement aufzunehmen.

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Der Arbeitsablauf beginnt mit einem Einsetzen und beginnt, selbst dann damit, wenn kein Bauelement vorhanden ist, um in der Stellung montiert zu werden. Es soll angenommen werden, daß Bauelemente in allen Arbeitsbereichen vorhanden sind, das heißt, an den Einsetzstationen, auf der Transporteinrichtung an der Formstation und an der Sperrstation, wie in Fig. 3 abgebildet ist. Der Bediener löst den Vorrichtungsarbeitstakt durch Schließen eines Startschalters aus. Der gesamte Einsetzkopf 130 wird zu einer Abwärtsbewegung in seine unterste Stellung veranlaßt, und der Zylinder 11 wird unter Druck gesetzt, um die Schneid- und Biegeeinrichtung 170 in Arbeitsstellung unmittelbar unter der Unterseite der bauelementaufnehmenden Platte anzuheben. Diese Höhenverschiebung zur Platte B wird deswegen vorgenommen, um ein Zusammentreffen mit vorher darauf montierten Bauelementen während einer Lageverstellung der Platte zu vermeiden. Wenn der Kopf seine tiefste Stellung erreicht hat und die Kontakte ausgerichtet worden sind, öffnen sich die Finger 111 erneut und das Einsetzstück 132 drückt die Bauelementkontakte in ihre entsprechenden Stellungen in der Leiterplatte. Gleichzeitig mit diesem Einsetzen erlaubt die Sperre 22., daß sich ein anderes Bauelement C in die erste Kontaktformstellung am Schieber 40 bewegt. Die Sperrstange wird rückbewegt, wodurch der Stapel der Bauelemente über ihr in der Rutsche 20 ebenso wie im Magazin 230 festgehalten wird. Die Schneid- und Biegeeinrichtung 170 unter der Platte B schneidet die vorspringenden Enden der Kontakte auf die richtige Länge ab und biegt sie um, um sie jeweils an einem zugehörigen Abschnitt der Schaltung unter der Platte zu befestigen.

Gleichzeitig mit dem an einem Bauelement vorgenommenen Abschneiden und Umbiegen drückt das Formglied 46 ein anderes, nachfolgendes Bauelement zwischen die beiden Außenseitenformglieder 50 und 52, so daß gewährleistet ist, daß die Kontakte

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in einer nach außen gerichteten, minimal gespreizten Stellung wie oben beschrieben sich befinden. Das Formglied 46 wird zurückbewegt, so daß das von ihm erfaßte Bauelement in der Rutsche 20 zum Schieber 40 nach unten rutschen kann. Der Einsetzkopf 130 bewegt sich dann in seine oberste Stellung, wonach der Motor 11 ermöglicht, daß die Schneid- und Biegeeinrichtung 170 in die unterste Stellung zurückbewegt wird. Der umbiegende Amboß 152 wird eingefahren und der Schieber wird in seine vorderste Stellung bewegt, so daß das an- ^ schließend zu montierende Bauelement in der Rutsche 2O nach, unten fällt, um auf der Transporteinrichtung 8O zur Ruhe zu kommen. Der Schieber wird nun zurückbewegt, so daß ein anderes Bauelement an einer vorzeitigen Abwärtsbewegung in der Rutsche gehindert wird. Durch eine nicht abgebildete Einrichtung wird die bauelementaufnehmende Platte B seitlich in eine neue Aufnahme s te llung bewegt, wonach die Transporteinrichtung das zuletzt genannte Bauelement in Stellung bewegt und zwischen den Fingern 111 trägt. Jetzt werden die Finger auf dem Bauelement geschlossen, und die Transporteinrichtung wird zurückbewegt, um für einen anderen Arbeitstakt betriebsbereit zu sein.

k Wenn das Formglied 46 auf kein zu formendes Bauelement

trifft, das heißt zu Beginn einer neuen Schicht: oder, wenn ein Bauelementversorgungsstapel erschöpft ist, bewegt sich das Formglied unmittelbar nach Betätigung des Kontaktschalters LSlO zurück, bewegt sich das Einsetzstück 134 in seine unterste Stellung und sofort öffnet sich die Sperre 22, damit ein anderes Bauelement in die entsprechende Lage fallen kann.. Wenn ein anderes Bauelement auf den Schieber 4O so gefallen ist, daß an ihm das Formglied 46 angreifen kann, setzt; das Formglied 46 seinen Ablauf fort, und diese Arbeitsfolge dauert so lange an, wie Bauelemente nacheinander züge filtert werden.

Wenn die Bauelemente richtig zugeführt werden, das heißt, wenn genug Magazine 23O vorhanden und alle Magazine gefüllt

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sind, dann braucht der Bediener nicht notwendigerweise jeden Arbeitsablauf in Betrieb zu setzen. In diesem Fall wird die bauelementaufnehmende Leiterplatte B von Bauelementaufnahmestellung zu Bauelementaufnahmestellung zwischen jedem oben beschriebenen Arbeitstäkt durch eine automatische oder vorprogrammierte Lagestelleinrichtung wie einen Rechner, eine numerische Steuerung oder dergleichen bewegt.

Es ist ersichtlich, daß, falls kein Bauelement am Formglied 46 vorhanden ist und die Steuerungen der Vorrichtung das anzeigen, wenn die automatische Zuführung in Betrieb ist, dieses Anzeigesignal, das eine teilweise erneute Aufnahme des taktmäßigen Arbeitens bewirkt, auch der automatischen Bauelementzuführeinrichtung anzeigt, das Magazin 230 um einen Schritt weiterzubewegen, so daß ein neuer Bauelementstapel in der Rutsche 20 nach unten rutschen und daher richtig bearbeitet und eingesetzt werden kann.

Das Auftreten irgendeiner von möglichen Störungen, wie das Auftreten von falsch eingesetzten oder verklemmten Bauelementen, oder das Fehlen eines Bauelements an der Platte B bewirkt ein Anhalten der Maschine, bis die Störung behoben worden ist. Wenn die Störung behoben ist, wird die Vorrichtung wieder entsprechend dem oben beschriebenen Arbeitsablauf in taktmäßigen Betrieb gesetzt.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Iy Vorrichtung zum Einsetzen von an gegenüberliegenden Seiten mit. mehreren Kontakten versehenen Bauelementen in Leiterplatten, mit einer Einrichtung zur Zufuhr einzelner Bauelemente in eine Einsetzstellung, gekennze ichnet durch einen Stempel (46), der mit Formgliedern (50,52) in einer Bauelementrutsche (20) zum Verbiegen der Kontakte eines Bauelements (10) nach unten zusammenarbeitet, und durch eine Tragstange (84), die aus einer

™ Bauelementaufnahmestellung in die Einsatzstellung zeitlich

gesteuert zu der Bewegung einer Einsetzeinrichtung (132,111) hin- und herbeweglich ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsetzeinrichtung eine Stange

(132) hat, die zwischen einem Paar seitlich verschwenkbarer Winkelhebel (114,116) relativ beweglich ist, und daß ein Arm (114) jedes Winkelhebels an einer Membran

(152) angreift, die an der Stange (132) befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e h kennzeichnet, daß die Winkelhebel (116) mit nach innen verlaufenden Fingern (111) versehen sind, die kämmende Flächen haben, die um einen Abstand getrennt sind, der gleich dem Abstand zwischen den Kontakten des Bauelements (C) ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstangen (84) mit Längsnuten (85) versehen sind, um die Finger (111) aufzunehmen, so daß die Kontakte des Bauelements (C) auf der Tragstange (84) richtig ausfluchtbar sind.

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