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Die
Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung von Kontaktierungen
elektronischer Bauteile mit Leiterplatten, wobei das Bauelement
Anschlussdrähte aufweist, an deren freien Enden jeweils
ein Einpresskontakt zum Einpressen in eine Kontaktöffnung
der Leiterplatte vorgesehen ist.
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Die
elektrische Verbindung bedrahteter Bauelemente mit Leiterplatten
erfolgt typischerweise durch Löten, Schweißen,
Crimpen oder ähnlichen Verfahren. Bei der Einpressung der
bedrahteten Bauelemente in die Leiterplatte kann es leicht zu Verschiebungen
bzw. Verformungen der Bauelemente kommen. Die Montage ist oft fehlerhaft.
Um bedrahtete Bauelemente einpressfähig zu machen, werden deshalb üblicherweise
Einpress-Adapter vorgesehen, wobei die Anschlussdrähte
des bedrahteten Bauelementes beispielsweise über eine Schneid-Klemm-Vorrichtung
elektrisch kontaktiert werden.
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Es
sind auch elektronische Bauelemente bekannt, deren Anschlussdrähte
bereits „ab Werk” Einpresskontakte aufweisen (
DE 103 03 009 A1 ).
Dadurch kann das Bauelement ohne zusätzliche Adapter allein
durch Einpressen der Einpresskontakte in Kontaktöffnungen
elektrisch verbunden werden. Das in
DE 103 03 009 A1 verwendete Werkzeug wird
dort nicht näher beschrieben. Es wird nur soweit offenbart,
dass eine Schulter des Anschlussdrahtes oberhalb des Einpresskontaktes
die Aufnahme durch ein Einpresswerkzeug ermöglicht.
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In
DE 297 14 747 U1 wird
ein Einpresswerkzeug zum Einpressen von Stiftleisten mit um 90° abgewinkelten
Stiften in Leiterplatten beschrieben. Mit diesem Werkzeug soll die
bisherige Vorgehensweise, wie sie für verschiedene elektrische Anschlussteile, insbesondere
bei Stiftleisten, deren einzupressende Stifte um 90° abgewinkelt
liegen, angewandt wurde, ersetzt werden. Um die in diesem Fall besonders
ungünstige Auswirkung der Einpresskräfte auf die
Bauteile, wie Bauteilverformungen, zu vermeiden, werden die kritischen
Stellen durch gesonderte Einlegeteile abgestützt, welche
dann nach dem Einpressvorgang wieder demontiert werden müssen.
Es wird zunächst mittels eines verschiebbaren Hubteiles
ein drehbares Abstützteil mit Abstützelementen
in ein Anschlussbauteil eingeschwenkt, wobei alle kritischen Zonen
abgestützt werden, bevor das Hubteil ein Druckteil erreicht
und mit Hilfe des Druckteiles die Einpresskräfte auf das
Gehäuse des Anschlussbauteiles aufbringt. Damit soll gewährleistet
werden, dass zwangsläufig bei jedem Einpressvorgang eine sichere
Abstützung der kritischen Stellen der problembehafteten
Anschlussbauteile erfolgt, bevor die Einpresskräfte aufgebracht
werden. Dieses Einpresswerkzeug zeigt bei einem aufwändigen
Aufbau ein Einsatzgebiet, das sich auf Stiftleisten mit um 90° abgewinkelten
Stiften beschränkt.
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In
DE 86 22 117 U1 wird
ein Einpresswerkzeug zum Einpressen von Kontaktstiften in Leiterplatten
aufgezeigt, welches den Einpressvorgang als kritische Stufe bei
der Herstellung von Leiterplatten für elektronische Bauteile
verbessern soll. Dieses Einpresswerkzeug dient zum Einpressen von
Kontaktstiften oder Kontaktfedern in Leiterplatten für
elektronische Bauteile, wobei vor dem Einpressen in die Leiterplatte
die Kontaktstifte in einem Isolierkörper angeordnet werden.
Das Einpresswerkzeug wird dabei von oben in den Isolierkörper
eingeführt und gelangt dann zur Anlage an die Kontaktstifte.
Die Einheit aus Kontaktstiften und Isolierkörper wird dann
durch das Einpresswerkzeug nach unten gedrückt, so dass
die Kontaktstifte in die Leiterplatte gedrückt und dort
mit Presssitz gehalten werden.
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Der
Aufbau dieses Werkzeuges ist – insbesondere durch die Verwendung
der verschiedenen Federn – relativ störanfällig.
Außerdem ist dieses Werkzeug für das Einpressen
von Kontaktstiften in Leiterplatten unter Verwendung eines Isolierkörpers vorgesehen.
Eine Herstellung von Kontaktierungen elektronischer Bauelemente
mit bereits an diesen befindlichen Einpresskontakten ist damit nicht
durchführbar.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Werkzeuges
zur Herstellung von Kontaktierungen elektronischer Bauelemente mit
Leiterplatten, welches bei sicherer Wirkungsweise eine Kontaktierung
ohne Verformung des Bauteiles, ohne Montagefehler und ohne Beschädigung
der Leiterplatte gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen
des ersten Schutzanspruches gelöst. Weitere Ausgestaltungen
zeigen die Unteransprüche 2 bis 17.
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Das
erfindungsgemäße Werkzeug zur Herstellung einer
Kontaktierung eines elektronischen Bauelementes mit einer Leiterplatte,
wobei das Bauelement Anschlussdrähte aufweist, an deren
freien Enden wenigstens ein Einpresskontakt zum Einpressen in eine
Kontaktöffnung der Leiterplatte vorgesehen ist, besteht
aus einem Führungskörper und einem Schiebeteil,
welche eine relative Beweglichkeit zueinander in axialer Richtung
aufweisen, und an denen Positionierhilfen und Anschläge
zur Positionierung und Anlage des Einpresskontaktes vorgesehen sind,
wobei in einer Ausgangsposition nur die Spitzen des Einpresskontaktes über
das Werkzeug hinausragen, während in einer Endposition
des Einpressvorganges der Einpresskontakt vollständig über
das Werkzeug vorsteht.
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Der
Führungskörper ist dabei hülsenförmig ausgebildet.
Jeder Einpresskontakt ist dabei mit wenigstens einer, an seinem
anschlussdrahtseitigen Ende angeordneten, Schulter an dem Anschlag
zur Anlage bringbar.
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Die
Positionierhilfe ist in axialer Richtung angeordnet und nutenförmig
ausgebildet, wobei sie den Einpresskontakt zumindest teilweise umschließt.
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Die
Positionierhilfe kann an dem Schiebeteil und der Anschlag an dem
Führungskörper angeordnet sein. In der Ausgangsposition
ist dann das Schiebeteil zumindest teilweise aus dem Führungskörper herausgefahren,
und in der Endposition des Einpressvorganges ist das Schiebeteil
eingefahren. Dabei liegt sowohl in der Ausgangsposition als auch
in der Endposition die Schulter des Einpresskontaktes an dem Anschlag
des Führungskörpers an.
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Es
kann aber auch die Positionierhilfe an dem Führungskörper
und der Anschlag an dem Schiebeteil angeordnet sein. Dann liegt
sowohl in der Ausgangsposition als auch in der Endposition die Schulter
des Einpresskontaktes an dem Anschlag des Schiebeteiles an. In der
Endposition ist hier der Führungskörper zurückgefahren.
Jeder Positionierhilfe ist dabei ein Einpresskontakt zuordenbar.
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Es
können an dem Führungskörper/Schiebeteil
mehrere Positionierhilfen/Anschläge zur Aufnahme von elektronischen
Bauelementen mit mehreren Einpresskontakten vorgesehen sein. Das
elektronische Bauelement kann vorzugsweise eine Spule sein.
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Das
Schiebeteil und der Führungskörper weisen dabei
Führungsteile auf, die eine relative Beweglichkeit zueinander
in axialer Richtung gewährleisten. Die Leiterplatte ist
mit ihren Kontaktöffnungen fluchtend über den
Spitzen der Einpresskontakte positionierbar und auf diese aufsetzbar.
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Das
Werkzeug ist sowohl in manueller als auch in automatisierter Montage
einsetzbar. Bei der manuellen Montage ist in dem Werkzeug eine den Führungskörper
oder das Schiebeteil beaufschlagbare Druckfeder angeordnet.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1–5:
schematische Darstellung verschiedener Positionen eines erfindungsgemäßen Werkzeuges
bei der Montage
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Das
erfindungsgemäße Werkzeug – ein sogenannter
Montagekamm – kommt bei der Montage elektronischer Bauelemente
auf Leiterplatten zur Anwendung. Die hier angeführten Beispiele
beziehen sich auf die Montage eines hier nicht näher gezeigten elektronischen
Bauelementes, beispielsweise einer Spule, auf einer Leiterplatte 1.
Dabei weist das elektronische Bauelement Anschlussdrähte 2 auf,
an deren freien Enden jeweils ein Einpresskontakt 3 zum Einpressen
in eine Kontaktöffnung 1.1 der Leiterplatte 1 vorgesehen
ist.
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Die
Einpresskontakte 3 sind dabei vorteilhafterweise in axialer
Richtung des Bauelementes angeordnet und können gegenüber
den Anschlussdrähten 2 abgewinkelt angebracht
sein. Die Anzahl der Anschlussdrähte 2 und damit
auch der Einpresskontakte 3 kann in Abhängigkeit
von Größe und Beschaffenheit des elektronischen
Bauelementes variieren.
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Das
Werkzeug besitzt einen hülsenförmig ausgebildeten
Führungskörper 4, der ein axial bewegbares
Schiebeteil 5 aufnimmt. Dabei besteht eine relative Beweglichkeit
zwischen Schiebeteil 5 und Führungskörper 4 in
axialer Richtung, die durch hier nicht näher dargestellte
ineinandergreifende Führungsteile bewirkt wird.
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Es
kann sowohl das Schiebeteil 5 als auch der Führungskörper 4 Positionierhilfen 5.1 bzw. 4.1 aufweisen,
die als Nuten oder Einformungen ausgebildet sind. In diesen Positionierhilfen 5.1, 4.1 wird
jeweils der an dem Anschlussdraht 2 des elektronischen
Bauelementes angeordnete Einpresskontakt 3 aufgenommen
und positioniert. Der Einpresskontakt 3 liegt dabei mit
einer an seinem anschlussdrahtseitigen Ende ausgebildeten Schulter 3.1 an
einem Anschlag 4.2 des Führungskörpers 4 (wenn
Positionierhilfe 5.1 im Schiebeteil 5 angeordnet
ist) bzw. an einem Anschlag 5.2 des Schiebeteiles 5 (wenn
Positionierhilfe 4.1 im Führungskörper 4 angeordnet
ist) an.
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In 1–5 ist
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Werkzeuges in schematischer Darstellung in verschiedenen Positionen
während der Kontaktierung eines Einpresskontaktes 3 in die
Leiterplatte 1 dargestellt. Hier liegt der Einpresskontakt 3 mit
seiner Schulter 3.1 sowohl in der Ausgangsposition als
auch in der Endposition des Einpressvorganges an einem Anschlag 5.2 des
Schiebeteiles 5 an. Eine Positionierhilfe 4.1 befindet
sich in dem Führungskörper 4.
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Die
Wirkungsweise dieses erfindungsgemäßen Werkzeuges
ist folgende:
Gemäß 1 ist das
Werkzeug in einer Ausgangsposition, in welcher es sich in einem
Abstand zu der Leiterplatte 1 und deren Kontaktöffnung 1.1 befindet. Dabei
wird der mit seiner Schulter 3.1 an dem Anschlag 5.2 des
Schiebeteiles 5 anliegende Einpresskontakt 3 von
der nutenförmigen Positionierhilfe 4.1 des Führungskörpers 4 derart
aufgenommen, dass nur dessen Spitze über das Werkzeug hinausragt.
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In 2 wurde
die Leiterplatte 1 mit ihrer Kontaktöffnung 1.1 auf
der Spitze des Einpresskontaktes 3 positioniert. Die Stellung
des Führungskörpers 4 und des Schiebeteiles 5 ist
analog 1. Es erfolgt ein Zurückfahren des Führungskörpers 4.
Der Einpresskontakt 3 liegt dadurch frei und ragt über Schiebeteil 5 und
Führungskörper 4 hinaus. Durch Bewegen
der Leiterplatte 1 in Richtung zu dem Werkzeug kommt es
zum Einschneiden bzw. Einpressen des Einpresskontaktes 3 in
die Kontaktöffnung 1.1 der Leiterplatte 1 (3 und 4).
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5 zeigt
schließlich die fertige Kontaktierung des Einpresskontaktes 3 und
damit des hier nicht näher gezeigten elektronischen Bauteiles
mit der Leiterplatte 1 bei zurückgefahrenem Werkzeug.
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Gemäß einem
weiteren, hier nicht näher dargestellten, Ausführungsbeipiel
weist das erfindungsgemäße Werkzeug einen Führungskörper 4 mit
Anschlägen 4.2 auf, während das Schiebeteil 5 Positionierhilfen 5.1 besitzt.
Die Einpresskontakte 3 sind dabei in den Positionierhilfen 5.1 des
Schiebeteiles 5, von denen sie zumindest teilweise umschlossen
werden, fixiert.
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Die
Wirkungsweise dieses erfindungsgemäßen Werkzeuges
ist folgende:
Zum Zwecke des „Einfädelns” der
Einpresskontakte 3 in die nutenförmigen Positionierhilfen 5.1 des Schiebeteiles 5 wird
letzteres etwas aus dem Führungskörper 4 herausbewegt.
Die Einpresskontakte 3 liegen dabei so in den Positionierhilfen 5.1 bzw.
am Anschlag 4.2 des Führungskörpers 4 an,
dass nur die Spitzen der Einpresskontakte 3 über
das Werkzeug vorstehen (Ausgangsposition).
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Dann
wird die Kontaktöffnung 1.1 der Leiterplatte 1 auf
den Spitzen der Einpresskontakte 3 positioniert. Anschließend
fährt das Schiebeteil 5 zurück (in den
Führungskörper 4 hinein). Die Leiterplatte 1 wird
nun in Richtung zum Werkzeug bewegt, so dass die freiliegenden,
aus dem Werkzeug herausragenden Einpresskontakte 3 mittels
Einschneiden/Einpressen in die Leiterplatte 1 gepresst
werden (Endposition). Dabei drücken die Schultern 3.1 der
Einpresskontakte 3 gegen die Anschläge 4.2 des
Führungskörpers 4.
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Mit
Hilfe des in den beiden Ausführungsbeispielen beschriebenen,
aus zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen bestehenden erfindungsgemäßen
Werkzeuges kann der Einpressvorgang sicherer und genauer gestaltet
werden. Auf Grund der in axialen Nuten (Positionierhilfen 5.1 bzw. 4.1)
des Werkzeuges fixierten und von diesem umschlossenen Einpresskontakte 3 ist
eine ausgezeichnete Positionierung möglich. Dabei können
unterschiedliche elektronische Bauteile mit einem oder mehreren
Einpresskontakten zum Einsatz kommen, wobei das Werkzeug nur mit
einer entsprechenden Anzahl Positionierhilfen und Anschlägen
ausgerüstet werden muss.
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Außerdem
ist dieses Werkzeug sowohl in manueller als auch in automatisierter
Montage einsetzbar. Bei der manuellen Montage ist in dem Führungskörper
eine das Schiebeteil beaufschlagbare Druckfeder vorgesehen.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Werkzeug können
Montagefehler bzw. Beschädigungen der Leiterplatte so gut
wie ausgeschlossen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10303009
A1 [0003, 0003]
- - DE 29714747 U1 [0004]
- - DE 8622117 U1 [0005]