DE1915159B2 - Vorrichtung zum Einsetzen elektrischer Bauelemente in eine Leiterplatte - Google Patents

Description

Es sind Vorrichtungen zum Einsetzen elektrischer Bauelemente in Leiterplatten bekannt, die Bauelemente unterschiedlicher Größe verarbeiten können, ohne die verhältnismäßig zerbrechlichen Bauteile zu beschädigen. Diese Bauelemente sind zylinderförmige keramische Halbleiterelemente, z. B. Widerstände, 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 zueinander liegen und in in der Leiterplatte vorgesehene Bohrungen eingesteckt werden können. Beim Abbiegen der Kontakte ist es ohne Belang, in welche radiale Richtung sie von der Bauteilachse verlaufen. Außerdem ist es bei Widerständen gleichgültig, in welcher Richtung sie vom Strom durchflossen werden, folglich braucht im Falle von Widerständen auf eine Orientierung des Bauelements bezüglich der Leiterplatte nicht sonderlich geachtet zu werden.

Entsprechend abgewandelte Vorrichtungen sind zum Einsetzen von Bauelementen mit einseitig parallel abstehenden Anschlußdrähten, z. B. keramische Kondensatoren, bekannt. fao

Bauelemente, 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 b5 mm hoch, 6 mm breit und 19 mm lang sind und von deren Längsseitenflächen Leitungskontakte abstehen die rechtwinklig abgebogen sind, um sie in eine mit entsprechenden Bohrungen versehene Leiterplatte einsetzen zu können. Zum Einsetzen müssen die abgebogenen Kontakte in eine den Bohrungen in der Leiterplatte genau entsprechende Lage gebracht werden, so daß sie beim Einsetzen nicht beschädigt werden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die Kontakte unmittelbar vor dem Einsetzen nochmals genau in die erforderliche Lage auszurichten.

Die bekannten Vorrichtungen sind nicht geeignet, derartige Bauelemente in Leiterplatten einzusetzen.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher integrierte Bauelemente mit zwei parallelen Reihen von Anschlußfahnen oder -drähten in Leiterplatten dadurch sicher eingesetzt werden können, daß alle Anschlüsse in die richtige Lage gebracht werden, wobei insbesondere dafür Sorge getragen werden muß, daß auch solche Anschlüsse, die vor dem Einsetzen zu weit nach innen verbogen sind, in die richtige Lage kommen.

Durch die Weiterbildung der Erfindung nach dem Anspruch 2 wird erreicht, daß nicht nur das richtige Maß der Abbiegung der Kontakte, sondern auch ihr richtiger seitlicher Abstand eingehalten wird. Eine hierfür besonders geeignete Ausbildung der Vorrichtung ist im Anspruch 3 genannt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines integrierten Bauelements, wie es durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung in eine Leiterplatte eingesetzt werden kann;

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

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

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

F i g. 6 eine Aufsicht auf ein Sperrwerk, das gewährleistet, daß die Einrichtung von Fi g. 5 unmittelbar über und in Deckung mit einer Bauelementzuführrutsche angehalten wird;

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

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

F i g. 9 eine vergrößerte und damit genauere Ansicht der kontaktspreizenden Einrichtung von F i g. 8;

Fig. 10 einen Vertikalschnitt in größerem Maßstab durch die in F i g. 3 gezeigte Einrichtung zum Transport eines teilweise bearbeiteten Bauelements vom Boden der Rutsche in die Einsetzeinrichtung von F i g. 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 F i g. 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 F i g. 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 Voliinie abgebildeten Lage notwendig sind;

Fig. 14 einen Vertikalschnitt durch einen Abschnitt des Einsetzkopfes kurz vor dem Kontakteinsetzen, woraus die Schneid- und Biegeeinrichtung in der Abwärtsstellung ersichtlich ist; und

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

Aus F i g. 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 isi ein vertikaler Halter 3 (Fig. 1, 3 und 4) zum Haltern einer Einsetz- und Kontaktausrichteinrichtung 6 montiert, über der sich eine Bauelementzuführeinrichtung 8 befindet. Direkt unter der Einsetzeinrichtung 6 befindet iich eine Klemmeinrichtung 10, die in einer Arbeitsstellung zu geeigneten Zeitpunkten durch e'nen Druckzylinder J1 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 (F i g. 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.

F i g. 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 20 durch ihr eigenes Gewicht nach unten gelangt, bis sie durch eine Sperre 22 angehalten werden, die noch erläutert werden soll. Durch die Sperre 22 wird gewährleistet, daß nur ein Bauelement zu den aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen, die noch beschrieben werden sollen, zu einem beliebig vorgegebenen Zeitpunkt gelangt.

Die Sperre 22 hat zwei getrennte Feststelleinrichtungen einer Einrichtung zur Begrenzung der Bahn jedes Bauelements Centlang 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 20 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 24 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 32 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 32 rückwärts betätigt wird, wird die Stange 30 eingefahren, wird ein Schalter LSS (Fi g. 3) geschlossen und wird der Druck auf eine Feder 36 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 Cfesthält, bis das L-Stück 24 wieder die Rutsche 20 sperrt. Wenn die Stange 28 zurückgefahren wird und der Fuß des

lu 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 Luftzylinder 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 24 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 in seiner Längsrichtung 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

jo 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

J5 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 56 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 54 befindet sich ein Paar von stationären Außenseitenformgliedem 50 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 F i g. 8 ist die Stange 44 des Luftzylinders 42 in ihrer eingefahrenen Stellung und das Formglied 46 ist in

is 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 F i g. 9 ist das Formglied 46 in seiner vordersten

bo oder ausgefahrenen Stellung gezeigt, wobei der Kolben des Luftzylinders 42 in seine Vorderstellung bewegt worden ist. Es ist ersichtlich, daß das Führungsstück 48 jetzt weiter von dem Formglied 46 aufgenommen ist, abi,r nicht am hintersten Abschnitt von dessen

h5 Gabelung anliegt, so daß, falls ein Bauelement nicht seine Lage angenommen hat, eine Weiterbewegung des Formglieds 46 möglich ist. Die Feder 58 wird durch die Kraft zusammengedrückt, die über das Bauelementge-

häuse durch das Formglied 46 ausgeübt wird, und die Anschlagplatte 54 wird federnd nach vorn zwischen den beiden Außenseitenformgliedern 50 und 52 sich bewegen, und damit werden die gegenüberliegend verlaufenden Kontakte durch das Formglied 46 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 46 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 LS10 anlegen und diesen betätigen kann. Das Hinterende der Stange 62 ist für die Betätigung eines Schalters LS9 vorgesehen.

Wenn ein Bauelement Csich 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 LS10 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 42 auf nicht genügend Widerstand von der Feder 58, wie er über das Formglied 46 ausgeübt wird, nachdem die Stellmutter 64 sich an den Schalter LS10 angelegt und diesen geschlossen hat. Das Schließen des Schalters Z-SlO 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 24 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 LS 10 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 Rutsche von Hand mit Gruppen \on 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 Cquer in seine Stellung zurück, in der es mit dem Kanal der Rutsche 20 fluchtet und durch den Schieber 40 getragen ist.

Aus F i g. 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 40 durch ein Verbindungsstück 72 verbunden. Dieses liegt an einem Endschalter LSIl in der Volloffenstellung des Schiebers 40 an. Am 1 Unterabschnitt des Geslellglicds 49 befindet sich ein federnder Anschlag 74, der eine rüttelfrcic Anlage für den Schieber 40 in der Sperrstellung bildet.

Nach Freigabe durch den Schieber 40 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

ίο 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 Csich durch sein eigenes Gewicht nach vorn über das Ende der Transporteinrichtung 80 hinaus bewegt und erlaubt anfangs einen relativen Vorschub des Stangenabschnitts zur Seite.

Die Transporteinrichtung 80 hat eine Bauelementtragstange 84 (Fig. 3, 4, 10—12) mit einer ebenen

2ü 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 (F i g. 1, 3,4), die parallel zu dem vertikalen Halter 3 durch zwei Distanzblöcke 87 befestigt isl (Fig. 1, 4). Das erlaubt eine horizontale Hin- und Herbewegung der Stange 84, die das Bauelement C, das

in auf ihr ruht, nach vorn aus dessen Stellung am Ende der Rutsche 20 in eine Stellung unmittelbar unterhalb det Einsetzeinrichtung 6 bewegt. Zu diesem Zweck ist die Tragstange 84 direkt mit der doppelt wirkenden Kolbenstange eines Luftmotors 88 verbunden, der im

s:> Takt die Transporteinrichtung hin- und herbewegt, se daß aufeinanderfolgende Bauelemente in eine Stellung transportiert werden, um das Kontakteinsetzen vorzunehmen und dann sich zurückzuziehen, um das Kontakteinsetzen zu erlauben. An der Oberseite dei

-in 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 dei

·»·-> Tragstange 84 durch Zusammenarbeit mit der Feder 82 anordnet. Wenn die Transporteinrichtung ihre vordere ausgefahrene Stellung erreicht (vgl. Fig. 10), danr bewirkt die Stange 90, daß das Bauelement C sich federnd an einen nach unten verlaufenden Frontan-

■VI schlag 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 dei Kolbenstange des Luftmotors 88 verbunden ist. Auf da« Hinterende der Stange 92 ist eine Stellmutter 94

v. aufgeschraubt, die zwei Schalter LS6 und LSI betätigen kann, die an dem ortsfesten Zylinder 8f befestigt sind. Wenn die Tragstange 84 sich in ihre Stellung unter dem Einsetzkopf bewegt, der weitei 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 se gesteuert wird, daß er ein weiteres Bauelement freigibt

>■■> das als nächstes für das Einsetzen zu transportieren ist.

Wie am besten aus F i g. 4 und 11 ersichtlich ist, ruhi das Bauelement C, das montiert werden soll, auf dei 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 (Fig. 10) anliegt, sind zwei verschwenkbare Kontaktführungsglieder 110 (Fig.4, 11, 12) in der in F i g. 4 gezeigten Offenstellung.

Die Kontaktführungsglieder 110 werden verschwenkt, um ihre nach innen gerichteten, in gleichem Abstand angeordneten Finger 111 zwischen die Kontakte in den benachbarten Reihen und vorzugsweise in der Nähe ihrer unteren Enden zu drücken, wie aus Fig. 1 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 F i g. 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 118 gespannt und an seinem Unterende in den Fingern 111 endet. Die Finger sind so angeordnet, daß sie in die gegenüberliegenden Nuten 85 in der Trägerstange 84 und richtig entsprechend dem Abstand der kontaktaufnehmenden Löcher in der Leiterplatte getrennt passen, um die Kontakte aufzunehmen. Die Kontaktformglieder 110 sind zusammen so beweglich, daß die Finger Ul ineinandergreifend zwischen die Kontakte der entsprechenden Reihen des Bauelements Cpassen.

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 (F i g. 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 Luftmotors 144 verbunden ist, der an der ! lalterung 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 149 hergestellt, die einen Kolben 150 aufnimmt, der an der Stange 132 befestigt ist, und der Kopf 130 hat geeignete Schlitze, so daß der Kolben 150 doppelt wirkend arbeitet. Der unterste: Abschnitt der Stange 132 ist mit einer Blattfeder 152 zur Betätigung der Finger 111 in Richtung auf das Bauelement verbunden. Daher wirken die Finger 111 nachgiebig auf die einzelnen Kontakte des Bauclements 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 158 hat, um Mikroschalter LS3 und LS4 zu betätigen.

Die Einsetzstange 134 wird in ihrer Höhe durch einen doppelt wirkenden Luftmotor mit einem Zylinder 160 (F i g. 4) gesteuert, der in den Hauptkopf 130 eingearbeitet ist. Die Stange 134 erstreckt sich vom Kolben des Luftmotorzylinders 160 nach unten durch das Unterende der Hohlstange 132 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 LS1 am oberen Ende des Kopf hubs, LS 2 am unteren Ende des Kopf hubs und LS 5 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, !n dieser Stellung hält der Kopf in seiner Abwärtsbewegung an, die Finger 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 abgeschnitten und umgebogen, um elektrisch an eine gedruckte oder andere Schaltung an der Unterseite der Leiterplatte angeschlossen zu werden. Die Schneid- und Biegeeinrichtung 170 (Fig. 14, 15) 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 Kontaktaufnahmelöcher während des Abschneidens und Umbiegens. Es ist ferner aus F i g. 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 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 Verschieben aufeinanderfolgender Packungen von Bauelementen in eine Freigabcstellung über der

Rutsche 20 beschrieben. Im Handel erhältliche Pakkungseinheiten von Bauelementen mit mehreren Kontakten oder integrierten Bauelementen enthalten eine Anzahl von Bauelementen, die gleitend Ende an Ende 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 F i g. 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 F i g. 1 gezeigt.

Die automatische Zuführeinrichtung hat zwei Zahnräder 180 und 182 (F i g. 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 186 (Fig. 5, 6) angetrieben, und zwar über einen Hebel 188 und eine Einwegkupplung 190. Die Anordnung ist so vorgenommen, daß die Zahnräder 180 und 182 auf eine Stange oder ein Gehäuse einwirken und diese von links nach rechts verschieben (vgl. Fig.5 und 7). Es ist ersichtlich, daß die Drehung der Welle 184 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 einer Abtriebswelle 184 (gesehen in F i g. 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 220 befestigt, dessen hin- und herbewegliche Kolbenstange direkt 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 Vorrichtung angeordnet. Wenn das Magazin diese Lage einnimmt, wird eine beliebige Einrichtung, die zum Festhalten der Bauelemente im Magazin verwendet wird, entfernt. Wie aus F i g. 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 in die zahnstangenartigen Rippen und Nuten dieses Magazins eingreifen. Wenn der Schalter LSiO (Fig.3) anzeigt, daß kein Bauelement in der ersten Bauelementformstellung in der Rutsche 20 vorhanden ist, wird der Luftmotor 186 betätigt, wodurch das Magazin 230 um einen Schritt weiter bewegt wird, so daß ein neuer Stapel von Bauelementen Cdie Flutsche 20 nach unten bewegt 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 LS10 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.

Der Arbeitsablauf beginnt jeweils mit dem Einsetzen selbst dann, wenn kein Bauelement vorhanden ist, um in der Stellung montiert zu werden. Es soll aber 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 F i g. 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 S 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 28 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 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 40 wird in seine vorderste Stellung bewegt, so daß das anschließend zu montierende Bauelement in der Rutsche 20 nach unten fällt, um auf der Transporteinrichtung 80 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 Aufnahmestellung 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.

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 LSiO zurück, bewegt sich das Einsetzstück 134 in seine unterste Stellung und sofort öffnet sich die Sperre 22, damit ein anderes Bauelement auf den Schieber 40 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 zugeführt werden.

Wenn die Bauelemente richtig zugeführt werden, das heißt, wenn genug Magazine 230 vorhanden und alle Magazine gefüllt 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 Arbeitstakt durch eine automatische oder vorprogrammierte Lagestelleinrichtung wie einen Rechner, eine numerische Steuerung oder dergleichen bewegt.

Es ist ersichtlich, daß, füls 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.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einsetzen von an gegenüberliegenden Seiten mit zwei parallelen Reihen von Anschlußfahnen oder -drähten versehenen elektrischen Bauelementen in Bohrungen einer Leiterplatte, gekennzeichnet durch eine Rutsche(20), durch die die Bauelemente (C) nacheinander in der richtigen Lage zur Einsetzoinrichtung (6) gelangen, eine im Verlauf der Rutsche angeordnete, aus Gesenk (54) und Stempel (46) bestehende Einrichtung (Fig 9) zum geringfügigen Aufspreizen der Anschlüsse und eine am Ende der Rutsche (21) angeordnete, hin- und herbewegbare Tragstange (84), die in der einen Endstellung die aus der Rutsche kommenden Bauelemente übernimmt und sie rittlings in die andere Endsteilung im Bereich der Einsetzeinrichtung (6) verschiebt, von der ihre Anschlüsse ergriffen, auf das richtige Maß zusammengebogen und in die Bohrungen der Leiterplatte ^eingesetzt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsetzeinrichtung (6) ein Paar seitlich verschwenkbare Winkelhebel (110) mit je einer Reihe von nach innen verlaufenden Fingern (111) zum Ergreifen der Anschlüsse der Bauelemente (C) aufweist und daß die Teilung der Finger dem Abstand der Anschlüsse entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstange (84) mit seitlichen Längsnuten (85) versehen ist, in die die Finger (111) der Winkelhebel (110) zum Ergreifen der Anschlüsse der Bauelemente eingreifen können.

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