DE1925240U - Anordnung zum einsetzen von elektronischen bauelementen in eine montageplatte. - Google Patents

Description

PA 123 031*10.3.65

T e 1 e f u η le e n Patentverwertungsgesellschaft m.b_oH.

Ulm (Donau), Elisabethenstraße 3

Ulm, den 24. Febr. 1965 FE/PT-Sch/Bu - U 69/64

"Anordnung zum Einsetzen von elektronischen Bauelementen in eine Montageplatte"

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Die Neuerung betrifft eine Anordnung zum mechanischen Einsetzen von doppelseitig mit Anschlußstiften öder -drähten versehenen, magazinartig gestapelten elektronischen Bauelementen, beispielsweise von Widerständen, Kondensatoren, Dioden oder dergleichen, in eine mit Öffnungen zur Aufnahme der Anschlußstifte oder -drähte versehene Montageplatte, beispielsweise in eine kupferkaschierte Isolierplatte für eine gedruckte Schaltung.

Derartige Anordnungen sind bei der Massenfertigung gedruckter Schaltungen derzeit weitverbreitet im praktischen Einsatz und werden üblicherweise als Sestückungsmaschinen bezeichnet. Sie sind beispielsweise durch die DAS 1 132 61Ο, 1 13^ 431, 1 1A6 931» 1 155 174 und l 163 929 bekannt.

Bei der durch die DAS 1 155 174 bekannten Bestückungsmaschine werden magazinartig gestapelte₅ Anschlußdrähte aufweisende

elektronische Bauelemente mit Hilfe eines Transportradpaares und eines in Richtung auf die Montageplatte der Bauelemente durch pneumatische Antriebsmittel bewegbaren Kolbens im Arbeitstakt nacheinander in die zugeordneten Öffnungen der Montageplatte eingesetzt, wobei das Transportradpaar zur Einführung des jeweiligen Bauelementes in die Führungsnuten dient, in denen das jeweilige Bauelement während der Bewegung des Stempels gegen die Montageplatte geführt wird.

Von einer Bestückungsmaschine der letztgenannten Art geht die Erfindung aus, der die Aufgabe zugrundeliegt, den Nachteil einer derartigen und der weiterhin bekannten Bestückungsmaschinen zu vermeiden, der im wesentlichen darin liegt, daß in eine üblicherweise relativ kleine Montageplatte die verschiedenen Bauelemente wegen der räumlichen Ausdehnung des Stempels nebst zugehörigen Antriebs- und Führungstnitteln nicht innerhalb eines einzigen Arbeitstaktes eingesetzt werden können. Für mehrere in die Montageplatte einsetzbare Einzelteile ist es üblicherweise erforderlich, eine ganze Reihe von Bestückungsmaschinen anzuordnen, die von der Montageplatte nacheinander durchlaufen werden, oder aber für jedes verschiedene Bauelement die Bestückungsmaschine umzurüsten.

Es ist zwar durch die DAS 1 134 431 bereits eine,Anordnung zum Anbringen kleiner elektrischer Einzelteile auf einer mit

Offnungen versehenen Montageplatte bekannt, mittels derer eine Mehrzahl elektrischer Einzelteile in die Montageplatte gleichzeitig eingesetzt werden kann. Diese Anordnung weist um eine waagerechte Achse schwenkbare Arme einer Anzahl auf, die der Anzahl der einzusetzenden Bauelemente gleich ist. Jeder Arm dient zur Einsetzung eines bestimmten Einzelteils in die Montageplatte. Nachteilig an dieser Anordnung ist jedoch ihre recht erheblich bauliche Größe und ihr komplizierter mechanischer Aufbau.

Die zur Lösung der der Neuerung zugrundeliegenden Aufgabe vorgeschlagene Anordnung betrifft somit eine Anordnung zum mechanischen Einsetzen von doppelseitig mit Anschlußstiften oder -drähten versehenen, magazinartig gestapelten elektronischen Bauelementen, beispielsweise von Widerständen, Kondensatorens Dioden oder dergleichen, in eine mit Öffnungen zur Aufnahme der Anschlußstifte bzw. -drähte versehene Montageplatte,, beispielsweise eine kupferkaschierte Isolierplatte für eine gedruckte Schaltung, mit Hilfe eines Transportradpaares und eines in Richtung auf die Montageplatte durch pneumatische oder hydraulische Antriebsmittel bewegbaren Stempels, wobei das Transportradpaar zur arbeitstakt·- gemäßen Einführung des jeweiligen Bauelementes in die Führungsnuten dient, in denen das jeweilige Bauelement während der Bewegung des Stempels gegen die Montageplatte geführt

wird. Diese Anordnung ist neuerungsgemäßdadurch gekennzeichnet, daß der Stempel mit dem Kolben im Zylinder der Antriebsmittel direkt verbunden ist.

Im folgenden seien anhand der Abbildungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Neuerung zur näheren Erläuterung derselben im einzelnen beschrieben. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen hierbei in allen Abbildungen prinzipiell gleiche Bauelemente.

In Figur l ist mit Blickrichtung von oben in schematischer Darstellung ein in der Zeichnung links und rechts abgebrochenes Band aneinander anschließender kupferkaschierter Isolierplatten für gedruckte Schaltungen gezeigt. Diese Isolierplatten 1 werden aus dem Streifen 2 ausgestanzt und mit einem Gegenhalter zurückgedrückt oder, wie in Figur gezeigt ist. mit Stegen 3 während des Bestückungsvorganges festgehalten. Es ist zweckmäßig, den gesamten Streifen mit denjenigen Bauelementen, die nicht maschinell in die ent· sprechenden Öffnungen der Montageplatte eingesetzt werden können, von Hand einzusetzen und den Streifen daraufhin der Anordnung zum mechanischen Einsetzen der übrigen elektronischen Bauelemente zuzuführen, woraufhin dann die automatische Verlötung der Schaltung erfolgen kann.

Als sehr vorteilhaft hat es sich herausgestellt_t den Streifen 2 mittels einer fotoelektrischen Reflexlichtschranke zu steuern, die auf die Kupferkaschierungsstreifen k am Rande des Streifens 2 anspricht.

Figur 3 zeigt im Blockschaltbild die Wirkungsweise eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels einer Anordnung nach der Neuerung. Spricht die Reflexlichtschranke an, so wird über eine kombinierte elektrische Kupplung und Bremse 5 der Streifen nach Figur 1 oder 2 angehalten. Zur Steigerung der Genauigkeit dieses Anhaltevorganges empfiehlt es sich^ in manchen Anwendungsfällen,mittels eines Magneten 6 einen nicht gezeigten Zentrierstift über eine Feder in eine Bohrung 7 (Figur l) zu drücken und so die Lage des Streifens während des Bestückungsvorganges in vorgegebener Weise zu fixieren. Gleichzeitig gibt die Fotozelle 8 der fotoelektrischen Reflexlichtschranke einen elektrischen Impuls an ein Impulsventil 9t das die Preßluft für das Senken des Kolbens 10 freigibt^ der in Figur 5 gezeigt ist.

Figur 4: dient zur Erläuterung der Funktion der Anordnung nach Figur 5» während Figur 5a bis 5e verschiedene Arbeitslagen der Anordnung nach der Neuerung bei Bewegung des Kolbens 10 mit seinen Antriebs- und Führungsmitteln sowie die magaainartig gestapelten Bauelemente und deren Transport

während des Arbeitsablaufes in ihren für das Verständnis der Anordnung nach der Neuerung erforderlichen Teilen zeigen,

Figur 5a zeigt hierbei die Ausgangsstellung des Kolben» 10, die Figuren 5b bis 5d verschiedene Lagen während des Senkens des Kolbens, und Figur 5e eine Arbeitslage während des beginnenden Rücklaufs des Kolbens.

In Figur 3 sind der besseren Übersichtlichkeit der Zeichnung wegen von einer beliebig anschließbaren Anzahl von Kolben mit ihren zugehörigen Zylindern 11 nur died Zylinder in Parallelschaltung an das Impulsventil 9 angeschlossen. Selbstverständlich soll hierdurch keine Einschränkung auf die mögliche Verwendung von drei Zylindern erfolgen» Hat der Kolben lO seinen unteren Totpunkt erreicht, werden die Ventile des Zylinders 11 mittels eines Impulsgebers 12 umgeschaltet, und der Kolben 10 wird wiederum gehoben. Über einen weiteren Schalter 13 wird daraufhin der gegebenenfalls benutzte Zentrierstift zurückgezogen und die Kupplung angeschaltet bzw. die Bremse gelöst. Der Antriebsmotor für die Anordnung nach der Neuerung ist in Figur 3 mit l4 bezeichnet.

In Figur 5 ist das F.aga/in 15 für die vorzugsweise vor ihrem Einsatz in das Magazin fertig gebogenen und zugeschnittenen

elektronischen Bauelemente gezeigt, dessen in Figuren 5& bis 5e gezeigter Teil mit 15a bezeichnet ist. Beim Senket! des Kolbens 10 werden über eine Kugel l6, die in einer $ührungsbahn 17 läuft, die Führungsschienen l8 nach unten geführt, sobald das jeweilige Bauelement 19 in seinen Führungsnuten 20 ist. Der Kipphebel 21, der bein Senken des Kolbens lO in der Zeichnung nach links kippt,kj^pt vor dem Totpunkt des Kolbens nach rechts zurück, so daß er beim Heben des Kolbens über den Mitnehmerstift 22 die Zahnrad-Verzahnungen 23 mit der Verzahnung 23» &^&s Kolbens in gegenseitigen Eingriff bringt. Daraufhin werden die beiden Scheiben des Transportradpaares 2k gedreht, und das nächste Bauelement befindet sich dann in der richtigen Ausgangsposition.

Sollen die Bauelemente in einer anderen Richtung als im Vorstehenden beschrieben in die Montageplatte eingesetzt werden, so kann der Kolben 10 mit seinen Antriebs- und Führungsmitteln in der Lochscheibe 25 (Figur 4 und 5) entsprechend verdreht werden.

Mit Ausnahme des Herabdrückens der Bauelemente auf die Montageplatte mittels des Kolbens 10 werden alle Führungen und Transporte der Bauelemente über ihre Anschlußdrähte

vorgenommen, so daß die Gefahr einer Beschädigung der Bauelemente auf ein Minimum beschränkt ist. Es ist zweckmäßig^ die Bauelemente in einer getrennten Maschine vor dem Einsetzen in das Magazin zu biegen und zuzuschneiden, wobei die Anschlußdrähte nicht um 90°, sondern derart abgebogen werden, daß sie aufgrund einer gewissen Vorspannung in der gedruckten Schaltung halten und ohne besondere Maßnahmen während des Lötvorganges in ihren zugeordneten Öffnungen in der Montageplatte festhalten« während sie gelötet werden.

Die Verwendung einer Preßluftsteuerung für den Antrieb des Kolbens hat sich als besonders zweckmäßig herausgestellt, während hydraulische oder elektrische Antriebsmittel für den Kolben üblicherweise einen größeren Raumbedarf besitzen.

Die Anordnung nach der Neuerung weist den großen Vorteil eines sehr geringen Raumbedarfs auf, so daß mehrere anhand der Figuren 5a bis 5e gezeigte Anordnungen nebeneinander oder beieinander, beispielsweise in ringförmiger Ausrichtung, benutzt werden können, um gleichzeitig in einem Arbeitstakt mehrere Bauelemente in die gleiche Montageplatte einzusetzen und dies in jeder gewünschten gegenseitigen Lage.

In vielen Fällen ist anstelle dar anhand der Figur 2 mit Hinweis auf das Bezugszeichen h beschriebenen Steuerung der Montageplatte eine Ausführung mit Kippschaltern zweckmäßiger, auf die sich die Figur 6 bezieht_t die weitgehend für sich selbst spricht. Anstelle des küpferkaschierten Streifens k (Figur 2) tritt dann eine Ausstanzung, die in Figur 1 mit 26 bezeichnet ist und in welche die Rolle eines Kippschalters 27 (Figur 6) eindringt und dadurch die elektrische Kupplung und Bremse 5 betätigt. Der Magnet 6 führt wiederum gegebenenfalls einen konischen Stift in ein gestanztes Loch 7 ein und fixiert somit den Streifen. Weiterhin spricht dann ein Magnetventil 28 (Figur 6) an, das den Kolben 10 durch entsprechende Steuerung des Zylinders 11 nach unten senkt. Aus Figur 6 sind die weiteren Schaltstellungen während des Arbeitsablaufes ersichtlich.

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Claims (3)

RA. 123031*10.3.25 -■10 S c hutsanspr ü_c h e

1. Anordnung zum mechanischen Einsetzen von doppelseitig mit Anschlußstiften oder -drähten versehenen, magazinartig gestapelten elektronischen Bauelementen, beispielsweise von Widerständen, Kondensatoren, Dioden oder dergleichen, in eine mit Öffnungen zur Aufnahme der Anschlußstifte bzw. -drähte versehene Montageplatte, beispielsweise eine kupferkaschierte Isolierplatte für eine gedruckte Schaltung, mit Hilfe eines Transportradpaares und eines in Richtung auf die Montageplatte durch pneumatische oder hydraulische Antriebsmittel bewegbaren Stempels, wobei das Transportradpaar zur arbeitstaktgemäßen Einführung des jeweiligen Bauelementes in die Führungsnuten dient, in denen das jeweilige Bauelement während der Bewegung des Stempels gegen die Montageplatte geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel mit dem Kolben im Zylinder der Antriebsmittel direkt verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen aus dem Stempel und dem Zylinder gebildete Geräteeinheit um ihre Längsachse schwenkbar ist.

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3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung des gleichzeitigen Einsetzens mehrerer Bauelemente in die Montageplatte mehrere im wesentlichen aus dem Stempel und dem Zylinder gebildete Geräteeinheiten dicht beieinander vorgesehen sind und daß die Stempel aller Gerate-

heit

einheiten mittels einer gemeinsamen Steuereia/ für die Antriebsmittel im gleichen Arbeitstakt bewegbar sind.

k. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel mit dem Träger der Führungsnuten über eine Kugel, die in Führungsbahnen läuft, kinematisch abgestimmt ist, derart, daß der Stempel das jeweilige Bauelement zunächst eine vorgegebene Strecke in die Führungsnuten drückt, daß daraufhin sich sowohl der Stempel als auch der Träger gemeinsam bis zur Montageplatte bewegen, daß daraufhin der Stempel allein das Bauelement in seine Montagestellung drückt, daß nunmehr der Stempel stehen bleibt und der Träger durch Federkraft währenddessen eine weitere vorgegebene Strecke zurückgeht, daß der Stempel zurückgeht, über eine Zahnstange und ein Zahnradpaar das Transportradpaar dreht und den Träger so zurückzieht, daß sich der Träger in seiner Ausgangsstellung befindet, bevor das Transportradpaar das nächste Bauelement in dessen Ausgangsstellung gebracht hat.