DE19547124C2 - Drehschieberventil zur wahlweisen Druck- oder Saugluftbeaufschlagung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil zur wahlweisen Druck- oder Saugluftbeaufschlagung einer Vorrichtung, insbesondere eines Verteilerraumes einer Vorrichtung, zum Einbringen von Leitpaste in die Bohrungen von Leiterplatten.

Durch die DE 35 09 626 A1 ist bereits eine Vorrichtung zur Erzeugung eines kurzen Gas- Unterdruckimpulses in einer Unterdruckkammer einer Vorrichtung zum Einbringen von Leitpaste in die Bohrungen von Leiterplatten bekannt geworden. Hier wird jedoch die Leitpaste ausschließlich mittels Unterdruck in die Bohrungen von Leiterplatten eingebracht, wozu ein Unterdruckventil mittels Druckluft betätigt wird.

Ein Drehschieberventil, mit dem von Druckluft auf Saugluft umgeschaltet werden kann, ist durch das DE-GM 75 22 188 bekannt geworden. Hier soll aufgrund der speziellen Ausbildung eine Verringerung des Strömungswiderstandes im Drehschieberventil erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels eines einzigen Drehschieberventils und eines einzigen Lüfters, wahlweise Saugluft oder Druckluft sehr exakt steuerbar in eine Vorrichtung einzubringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Saug- und Druckluftbeaufschlagung erfolgt über eine im Gehäuse angeordnete Steueröffnung, wobei in dessen Drehschieber zwei um 120° um die Drehachse versetzt angeordnete und sich in dessen Längsrichtung erstreckende Überströmkanäle und im Gehäuse an den Drehschieber angrenzende, in einer Bezugsebene liegende Überströmöffnungen der Steueröffnung und Einström- und Ausströmöffnungen gleichfalls um 120° um die Drehachse des Drehschiebers versetzt angeordnet sind. In Längsrichtung des Drehschiebers sind zur Bezugsebene versetzt im Bereich der Überströmkanäle ein Saugluftanschluß und ein Druckluftanschluß angeordnet. Außerdem sind zwischen der Überströmöffnung der Steueröffnung und den Überströmöffnungen der Einström- und Ausströmöffnungen im Gehäuse geschlossene Gehäuseabschnitte ausgebildet sind, die sich über einen größeren Winkel erstrecken, als die Überströmkanäle des Drehschiebers Es wird so erreicht, daß wechselnd der Saugluftanschluß oder der Druckluftanschluß mit der Steueröffnung oder mit den Ein- und Ausströmöffnungen verbindbar ist, wobei in Zwischenstellungen des Drehschiebers dessen Überströmkanäle von den Gehäuseabschnitten verschlossen sind. Letzteres verhindert, daß Saug- bzw. Druckluft gleichzeitig die Steueröffnung und die Einström- und Ausströmöffnungen passieren kann. Hieraus ergibt sich der große Vorteil, daß eine sehr exakte Saug- bzw. Druckluftbeaufschlagung der Steueröffnung möglich wird.

Im Rahmen der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Saugluft- und der Druckluftanschluß in Längsrichtung versetzt, stirnseitig und seitlich im Gehäuse des Drehschieberventils angeordnet sind.

Außerdem ist es vorgesehen, daß der Drehschieber mittels eines über einen Mikroprozessor gesteuerten Schrittmotors angetrieben ist. Der Drehschieber kann somit sehr feinfühlig verdreht werden, wobei die erforderlichen Einstellungen programmierbar und somit stets sofort reproduzierbar sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Drehschieberventil in der Draufsicht;

Fig. 2 einen Querschnitt A-A durch das Drehschieberventil gemäß Fig. 1 und dessen Drehschieber, wobei sich dessen Drehschieber in seiner Grundstellung befindet;

Fig. 3 den Schnitt gemäß Fig. 1, wobei der Drehschieber im Uhrzeigersinn in seine Bereitschaftsstellung für eine Saugluftbeaufschlagung der Steueröffnung gedreht wurde;

Fig. 4 den Schnitt gemäß Fig. 1, wobei der Drehschieber im Uhrzeigersinn in seine Endstellung für eine volle Saugluftbeaufschlagung der Steueröffnung gedreht wurde;

Fig. 5 den Schnitt gemäß Fig. 1, wobei der Drehschieber im Uhrzeigersinn in seine Bereitschaftsstellung für eine Druckluftbeaufschlagung der Steueröffnung gedreht wurde;

Fig. 6 den Schnitt gemäß Fig. 1, wobei der Drehschieber im Uhrzeigersinn in seine Endstellung für eine volle Druckluftbeaufschlagung der Steueröffnung gedreht wurde;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Drehschiebers;

Fig. 8 den Drehschieber gemäß Fig. 7, um 180° gedreht;

Fig. 9 eine Vorrichtung zum Einbringen von Leitpaste in die Bohrungen von Leiterplatten, mit dem erfindungsgemäßen Drehschieberventil.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Drehschieberventil bezeichnet, das eine Steueröffnung 2 zur wahlweisen Druck- oder Saugluftbeaufschlagung einer in der Fig. 9 dargestellten Vorrichtung 3 aufweist. In einem Gehäuse 4 des Drehschieberventils 1 sind außerdem ein Saugluftanschluß 5 und ein Druckluftanschluß 6 angeordnet. Außerdem weist das Gehäuse 4 des Drehschieberventils 1 Einström- und Ausströmöffnungen 7 und 8 auf. An den Einström- und Ausströmöffnungen 7 und 8 sind vorzugsweise in der Zeichnung nicht dargestellte Schalldämpfer angeordnet.

Im Gehäuse 4 des Drehschieberventils 1 ist ein in den Fig. 7 und 8 dargestellter Drehschieber 9 angeordnet. Der Drehschieber 9 weist zwei um 120° versetzt angeordnete und sich in Längsrichtung erstreckende Überströmkanäle 10 und 11 auf. Wie aus dem Querschnitt durch das Drehschieberventil 1 in den Fig. 2 bis 6 erkennbar ist, sind im Gehäuse 4 Überströmöffnungen 12, 13 und 14 angeordnet, die der Steueröffnung 2 und den Einström- und Ausströmöffnungen 7 und 8 zugeordnet sind. Auch die Überströmöffnungen 12, 13 und 14 sind im Gehäuse 4 um 120° versetzt angeordnet. Dabei sind zwischen der Überströmöffnung 12 der Steueröffnung 2 und den Überströmöffnungen 13 und 14 der Einström- und Ausströmöffnungen 7 und 8 geschlossene Gehäuseabschnitte 23 und 24 ausgebildet, die sich über einen größeren Winkel erstrecken, als die Überströmkanäle 10 und 11 des Drehschiebers 9. In den Stellungen des Drehschiebers 9, wie sie in den Fig. 3 und 5 dargestellt sind, sind dessen Überströmkanäle 10 bzw. 11 von den Gehäuseabschnitten 23 bzw. 24 verschlossen.

In der Fig. 9 der Zeichnung ist eine Vorrichtung 3 zum Einbringen von Leitpasten in Bohrungen 22 von Leiterplatten 17 dargestellt, deren Verteilerraum 16 mittels des erfindungsgemäßen Drehschieberventils 1 wahlweise mit Saug- oder Druckluft beaufschlagbar ist. Von der Steueröffnung 2 des Drehschieberventils 1 ist eine Steuerleitung 15 an den Verteilerraum 16 unterhalb der an die Vorrichtung 3 angeordneten Leiterplatte 17 geführt. Von dem Saugluftanschluß 5 des Drehschieberventils 1 führt eine Leitung 18 an einen Lüfter 19. Von dem Druckluftanschluß 6 des Drehschieberventils 1 führt eine Leitung 20 gleichfalls an den Lüfter 19.

Der Drehschieber 9 des Drehschieberventils 1 ist mittels eines Schrittmotors 21 verdrehbar. Der Schrittmotor 21 ist vorzugsweise mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Mikroprozessors gesteuert, so daß die erforderlichen Druckverläufe der Saug- oder Druckluftbeaufschlagung an unterschiedliche Bedingungen angepaßt und programmiert werden können.

In der Fig. 2 der Zeichnung ist der Drehschieber 9 des Drehschieberventils 1 in dessen Gehäuse 4 in seiner Grundstellung dargestellt. In dieser Stellung ist der Druckluftanschluß 6 des Drehschieberventils 1 über den sich in Längsrichtung erstreckenden Überströmkanal 11 des Drehschiebers 9 mit der Überströmöffnung 14 und mit der angrenzenden Einström- und Ausströmöffnung 8 verbunden. Die vom Lüfter 19, wie in Fig. 9 dargestellt, über die Leitung 20 geförderte Druckluft entweicht also über die Einström- und Ausströmöffnung 8. Gleichzeitig ist der stirnseitige Saugluftanschluß 5 des Drehschieberventils 1 über den stirnseitig offenen Überströmkanal 10 des Drehschiebers 9 mit der Überströmöffnung 13 und mit der angrenzenden Einström- und Ausströmöffnung 7 verbunden. Der Lüfter 19 saugt folglich über die Leitung 18 und die Einström- und Ausströmöffnung 7 ungehindert über einen großen Öffnungsquerschnitt Luft an. Die Steueröffnung 2 des Drehschieberventils 1 ist hier vom Drehschieber 9 verschlossen. Es erfolgt folglich keine Druck- oder Saugluftbeaufschlagung der Vorrichtung 3.

Sofern die Vorrichtung 3, d. h. deren unterhalb der Leiterplatte 17 angeordneter Verteilerraum 16, zum Einsaugen von Leitpaste in deren Bohrungen 22 mit einem Vakuum beaufschlagt werden soll, so wird der Drehschieber 9 mittels des Schrittmotors 21 entgegen dem Uhrzeigersinn in die in der Fig. 3 dargestellte Position verdreht. Es ist aus der Fig. 3 ersichtlich, daß in dieser Position des Drehschiebers 9 der über den stirnseitigen Saugluftanschluß 5 des Drehschieberventils 1 mit Saugluft beaufschlagte Überströmkanal 10 des Drehschiebers 9 in der Ebene der Steueröffnung 2 kurzzeitig vollständig verschlossen ist. In dieser Position des Drehschiebers 9 ist auch die Überströmöffnung 13 und damit die Einström- und Ausströmöffnung 7 verschlossen. Es wird so verhindert, daß Saugluft gleichzeitig über die Einström- und Ausströmöffnung 8 und über die Steueröffnung 2 unkontrolliert angesaugt wird.

Sobald der Drehschieber 9 vom Schrittmotor 21 weitergedreht wird, so ist stets ein exakter Öffnungsquerschnitt zwischen dem Überströmkanal 10 und der Überströmöffnung 12 der Steueröffnung 2 einstellbar. Eine offene Verbindung zu der Einström- und Ausströmöffnung 7 besteht auch in dieser Position des Drehschiebers 9 nicht mehr. Es ist so sichergestellt, daß die Saugluft dosiert über einen genau definierten Öffnungsquerschnitt ausschließlich über die Steueröffnung 2 aus dem Verteilerraum 16 der Vorrichtung 3 abgesaugt wird.

In der Fig. 4 ist schließlich die Endposition des Drehschiebers 9 dargestellt, in der die Saugluftbeaufschlagung des Verteilerraumes 16 der Vorrichtung 3 über den vollen Öffnungsquerschnitt des Drehschieberventils 1 erfolgt. Anschließend wird der Drehschieber 9 in seine in der Fig. 2 dargestellte Ausgangsposition zurückgedreht. Mittels der Saugluftbeaufschlagung wurde die vorzugsweise über ein Siebdruckverfahren auf die Leiterplatte 17 aufgebrachte Leitpaste zum Zwecke der Durchkontaktierung in deren Bohrungen 22 eingesaugt.

Um überschüssige Leitpaste aus den Bohrungen 22 der Leiterplatte 17 zu entfernen, ist es erforderlich, in den Verteilerraum 16 Druckluft dosiert einzuleiten. Hierzu wird der Drehschieber 9 des Drehschieberventils 1 im Uhrzeigersinn in die in der Fig. 5 dargestellte Position verdreht. Es ist hier ersichtlich, daß in dieser Position des Drehschiebers 9 der über den in Längsrichtung versetzten Druckluftanschluß 6 des Drehschieberventils 1 mit Saugluft beaufschlagte Überströmkanal 11 des Drehschiebers 9 in der Ebene der Steueröffnung 2 kurzzeitig vollständig verschlossen ist. In dieser Position des Drehschiebers 9 ist auch die Überströmöffnung 14 und damit die Einström- und Ausströmöffnung 8 verschlossen. Es wird so verhindert, daß Druckluft gleichzeitig über die Einström- und Ausströmöffnung 8 und über die Steueröffnung 2 unkontrolliert austreten kann.

Sobald der Drehschieber 9 mittels des Schrittmotors 21 weiter im Uhrzeigersinn verdreht wird, so wird, wie aus der Fig. 6 ersichtlich, eine Verbindung zwischen dem mit Druckluft beaufschlagten Überströmkanal 11 und der Überströmöffnung 12 und damit mit der Steueröffnung 2 hergestellt. Der Öffnungsquerschnitt vergrößert sich mit dem Drehwinkel. Die erfindungsgemäße Ausbildung stellt dabei sicher, daß stets sämtliche Druckluft über definierte Öffnungsquerschnitte des Drehschieberventils 1 an die Steueröffnung 2 gelangt und zu keinem Zeitpunkt unkontrolliert abströmen kann. Die in den Verteilerraum 16 der Vorrichtung 3 eingeleitete Druckluftmenge ist stets genau kontrollier- und dosierbar. Es ist somit möglich, überschüssige Leitpaste exakt definiert aus den Bohrungen 22 der Leiterplatte 17 zu entfernen. Hierdurch wird insbesondere auch erreicht, daß sich an den Innenseiten der Bohrungen ein dünner, aber dennoch leitfähiger Anteil Leitpaste ablagert. Außerdem können auf diese Weise in ihrer Schichtdicke definierte Kontaktierungen an den Rändern der Bohrungen hergestellt werden.

Nach erfolgter Durchkontaktierung wird der Drehschieber 9 in seine in der Fig. 2 dargestellte Stellung zurückgedreht. Die vom Lüfter 19 an das Drehschieberventil 1 über die Leitungen 18 und 20 geleitete Saugluft und Druckluft kann, wie bereits beschrieben, das Drehschieberventil 1 über große Querschnitte ungehindert passieren.

Insgesamt ergibt sich neben dem Vorteil der exakten Dosierbarkeit der Saug- und Druck­ luftbeaufschlagung der Vorrichtung 3 der weitere Vorteil, daß lediglich ein einziges Drehschieberventil erforderlich ist, das von einem einzigen Lüfter 19 mit Saug- und Druckluft beaufschlagt wird. Hieraus ergibt sich eine kostengünstige Lösung.

Claims (3)

1. Drehschieberventil (1) zur wahlweisen Druck- oder Saugluftbeaufschlagung einer Vorrichtung (3), insbesondere eines Verteilerraumes (16) einer Vorrichtung (3) zum Einbringen von Leitpaste in die Bohrungen (22) von Leiterplatten (17), wobei die Be­ aufschlagung über eine im Gehäuse (4) angeordnete Steueröffnung (2) erfolgt, wozu

• - in dessen Drehschieber (9) zwei um 120° um die Drehachse versetzt angeordnete und sich in dessen Längsrichtung erstreckende Überströmkanäle (10 und 11) und im Gehäuse (4) an den Drehschieber (9) angrenzende, in einer Bezugsebene liegende Überström­ öffnungen (12, 13 und 14) der Steueröffnung (2) und von Einström- und Ausström­ öffnungen (7 und 8) gleichfalls um 120° um die Drehachse des Drehschiebers (9) versetzt angeordnet sind,
• - in Längsrichtung des Drehschiebers (9) zur Bezugsebene versetzt im Bereich der Über­ strömkanäle (10 und 11) ein Saugluftanschluß (5) und ein Druckluftanschluß (6) ange­ ordnet sind,
• - zwischen der Überströmöffnung (12) der Steueröffnung (2) und den Überströmöffnungen (13 und 14) der Einström- und Ausströmöffnungen (7 und 8) im Gehäuse (4) geschlossene Gehäuseabschnitte (23 und 24) ausgebildet sind, die sich über einen größeren Winkel erstrecken, als die Überströmkanäle (10 und 11) des Drehschiebers (9), derart, daß wechselnd der Saugluftanschluß (5) oder der Druckluftanschluß (6) mit der Steueröffnung (2) oder mit den Ein- und Ausströmöffnungen (7 und 8) verbindbar ist, wobei in Zwi­ schenstellungen des Drehschiebers (9) dessen Überströmkanäle (10 bzw. 11) von den Gehäuseabschnitten (23 bzw. 24) verschlossen sind.

2. Drehschieberventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saug­ luftanschluß (5) und der Druckluftanschluß (6) zur Bezugsebene in der Längsrichtung versetzt stirnseitig und seitlich im Gehäuse (4) angeordnet sind.

3. Drehschieberventil (1) nach Anspruch 1 und gegebenenfalls einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (9) mittels eines über einen Mikroprozessor gesteuerten Schrittmotors (21) angetrieben ist, derart, daß die erforderlichen Druckverläufe der Saug- oder Druckluftbeaufschlagung an unterschiedliche Bedingungen exakt angepaßt und programmiert werden können.