DE2806177A1 - Vorrichtung zur zufuehrung und halterung von stiften - Google Patents
Vorrichtung zur zufuehrung und halterung von stiftenInfo
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Description
2806177 Dipl.-Phys. O.E. Weber ' d-s München 71
Patentanwalt HofbrunnstraBe 47
Telefon: (089)7915050
Telegramm: monopolweber münchen
Ii 656
MOTOROLA., IKC.
East Algonquin Hoad
Schaumburg, 111. 60196
■Vorrichtung zur Zuführung und Halterung von
Stiften
809840/0655
Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Zuführen und Halten von Stiften und "bezieht sich insbesondere auf eine
Einrichtung, welche dazu dient, Stifte für die Anbringung an bzwo in einer elektrischen Leiterplatte zu führen und zu halterio
Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet hauptsächlich Anwendung in einer Produktion, in welcher eine große Anzahl
von Stiften an elektrischen Leiterplatten anzubringen sind, wobei eine weitgehend automatische oder halbautomatische
Produktion anzustreben ist.
Den bekannten Einrichtungen ist gemeinsam der ITachteil eigen,
daß sie in der Herstellung außerordentlich aufwendig und im Betrieb sehr teuer und sehr zeitraubend sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zum Zuführen und Halten von Stiften der eingangs näher genannten. Art zu schaffen, welche bei möglichst einfacher
Konstruktion besonders schnell arbeitet und sehr vielseitig verwendbar ist«,
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren
niedergelegten Merkmaleo
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
ist vorgesehen, daß eine Spannzange vorgesehen ist, die eine Längsbohrung aufweist, welche sich durch
die Spannzange von einem Zuführungsende bis zu einem Halterungsende
erstreckt und zur Aufnahme sowie zum Transport eines Stiftes dient, daß weiterhin eine Zuführungseinrichtung
vorgesehen ist, um den Stift nacheinander in eine Position in der Nähe des Zuführungsendes der Spannzangenbohrung zu
bringen, daß weiterhin eine Transporteinrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, den Stift von dem Zuführungsende zu
dem Halterungsende der Spannzangenbohrung zu transportieren,
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und daß eine Halterung vorhanden ist, um den Stift in vorgegebener
Weise an dem Halterungsende der Spannzangenbohrung
zu halten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Spannzange ein Halterungsende aufweist,
welches wenigstens einen Längsschlitz hat, um Veränderungen in der Querschnittsfläche der Bohrung zu ermöglichen, damit
der Stift hindurchgeführt und in einer Haltestellung verklemmt werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Halterung eine Hülse um das
Halterungsende der Spannzange aufweist, daß die Hülse eine
vorgegebene innere Querschnittsfläche aufweist, welche derart dimensioniert ist, daß sie mit einer vorgegebenen äußeren
Querschnittsfläche der Spannzange so zusammenwirkt, daß der Stift festgeklemmt wird, wenn die Spannzange und die
Hülse sich zueinander in der Längsrichtung bewegen,,
Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß die Hülse äußere Schlitze aufweist, welche senkrecht zu einer Hülsenbetätigungsklammer
angeordnet sind, welche einen gabelförmigen Teil aufweist, und daß die Gabelung der Klammer derart mit den Schlitzen
der Hülse zum Eingriff kommt, daß die Hülse relativ zu der Spannzange bewegt werden kann.
Eine v/eitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes
zeichnet sich dadurch aus, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, die Stifte in einer vorgegebenen
Weise auszurichten und einzeln der Vorrichtung zuzuführen, daß weiterhin eine schrittweise bewegbare Scheibe vorgesehen
ist, welche an ihrem Umfang Ausnehmungen aufweist und derart ausgebildet ist, daß sie in den Ausnehmungen die Stifte aufnehmen
kann, und daß eine Bewegungseinrichtung zum schrittweisen Transport der Scheibe vorgesehen ist, damit die Aus-
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nehmungen mit dem Zuführung sende der Spannzangeribohrung in
eine fluchtende Anordnung gebracht werden könneno
Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß die Bewegungseinrichtung
folgende Teile aufweist: eine an der Scheibe angebrachte Ratscheneinrichtung, eine mit der Ratscheneinrichtung
zusammenwirkende Klaueneinrichtung und eine Klauenbetätigungseinrichtung, um die Klaue schrittweise zu betätigen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
sieht vor, daß zum Einsetzen von Stiften mit einem deformierbaren Teil in eine gedruckte Leiterplatte ein Prägestempel
vorgesehen ist, welcher koaxial zu der Spannzangenbohrung angeordnet ist und derart ausgebildet ist, daß er den
deformierbaren Teil der Stifte derart deformiert, daß die Stifte an der gedruckten Leiterplatte verriegelt sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend "beispielsweise anhand der
Zeichnung "beschrieben; in dieser zeigen:
S1Ig0 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur sequentiellen Zuführung von Stiften,
Figo 2 einen Teilschnitt durch einen Teil der in der Fig.1
dargestellten Vorrichtung,
Pig. 3 einen Teilschnitt durch einen weiteren Teil der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
Figo 4· einen Teilschnitt durch einen Teil der in der Figo 1
dargestellten Vorrichtung, welcher einen in ein Werkstück eingesetzten und daran befestigten Stift verans
chaulicht, und
Fig. 5 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen
Anordnung einer Spannzange und einer Hülse0
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur sequentiellen Zuführung und Halterung von Stiften dient insbesondere dazu, diese Stifte
elektrischen Leiterplatten und derglo bei gedruckten Schaltungen zuzuführen, natürlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch für andere Arten von Stiften oder derglo verwendet werden. Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung 10 zur Zuführung von Stiften
einen Rahmen 11 auf, der eine Grundplatte 12 und ein hochstehendes Gehäuse 13 hat, welches einen auskragenden Teil 14- aufweist.
Auf dem auskragenden Teil des Rahmens 11 ist ein Stanzhalter 20 angeordnet, der eine Stanze 21 aufweist0 Der Stanzhalter 20 ist
in vertikaler Richtung unter der Steuerung einer (nicht dargestellten) pneumatischen Antriebseinrichtung bewegbar, wie es
grundsätzlich bekannt ist„
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Gemäß Pig. 4 führt die Stanze 21 einen Arbeitsgang aus, bei welchem ein Stift 30 durch, eine Öffnung 40 in einer Leiterplatte
41 hindurchgeführt wird,, Ein solcher Yorgang könnte
beispielsweise ein Rollvorgang sein, welche^an einem Ende
des Stiftes 30 ausgeführt wird, um eine Lippe zur Befestigung des Stifte s 30 an der Leiterplatte 41 zu bilden, wie
es grundsätzlich "bekannt isto
beispielsweise ein Rollvorgang sein, welche^an einem Ende
des Stiftes 30 ausgeführt wird, um eine Lippe zur Befestigung des Stifte s 30 an der Leiterplatte 41 zu bilden, wie
es grundsätzlich "bekannt isto
Der Stift 30 wird durch eine Halterung 50 gehalten, welche
an der Grundplatte 12 gemäß Mg0 1 angebracht ist.
an der Grundplatte 12 gemäß Mg0 1 angebracht ist.
Ein Betätigungsgabelelement 60 ist um den Stift 61 in Reaktion auf eine Kraft schwenkbar, welche durch einen Luftzylinder
62 (teilweise dargestellt) gegen einen Keil 63 ausgeübt wird, wobei eine Kraft gegen ein Rollenende 64 des Betätigungsgabelelementes
60 ausgeübt wird. Die durch den Luftzylinder in einer horizontalen Richtung ausgeübte Kraft wird dadurch in
eine vertikale Kraft umgesetzt, welche auf die Halterung 50
wirkte
Der Stift 30 ist in der Halterung 50 mit Hilfe einer Spannzange
51 gehalten, wie es nachfolgend erläutert wird«. Teile
der in der ifigo 2 dargestellten Spannzange 51» xtfelche das
Ende 56 halten, erstrecken sich von der Halterung 50 aus
nach oben, so daß ein Abstand für vorher angebrachte Stifte vorhanden ist.
Ende 56 halten, erstrecken sich von der Halterung 50 aus
nach oben, so daß ein Abstand für vorher angebrachte Stifte vorhanden ist.
Eine vertikale Welle 70 ist an der Grundplatte 12 angebracht
und liefert eine Halterung für ein Scheibenelement 71 » welches
koaxial zu einer in der Fig«, 2 dargestellten Ratschenanordnung 80 angeordnet und damit verbunden ist. Um den Umfang
des Scheibenelementes 71 herum sind eine Reihe von Einschnitten
oder Ausnehmungen 72 angeordnet, welche derart
dimensioniert sind, daß sie Stifte 30 aufnehmen.
dimensioniert sind, daß sie Stifte 30 aufnehmen.
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Das Scheibenelement 71 und die Ratschenanordnung 80 sind so
miteinander verbunden, daß dann, wenn die Ratschenanordnung
80 äurch. eine in der Figo 2 dargestellte Klaue 81 um einen
Schritt weitergeführt wird, welche an einem Ende einer Halterung 82 angebracht und durch einen Luftzylinder 83 betätigt
wird, daß die die Stifte 30 enthaltenden Ausnehmungen 72 in
einer vorgegebenen Weise unter der Halterung 50 angeordnet
werden.
Die Stifte 30 werden den Ausnehmungen 72 nacheinander von der
Zuführungsbahn 90 zugeführt, welche die Stifte von einer entsprechenden
(nicht dargestellten) Vibratoreinrichtung zugeführt bekommt, wie sie grundsätzlich bekannt ist
Die Fig. 3 zeigt, daß ein Stift 30 durch die Spannzange 51
hindurchgeführt wird, welche durch die Halterung 50 gehalten
wird, und zwar mit Hilfe eines Stabes 100, welcher durch den Luftzylinder 101 betätigt wird und den Stift 30 an die Oberseite
der Spannzange 51 transportiert.
Die Pige 2, 3 und 4 zeigen nacheinander die Arbeitsweise der
Vorrichtung. Die Figo 2 veranschaulicht, wie ein Stift 30 in
einer Ausnehmung 72 in dem Scheibenelement 71 angeordnet wird»
In Reaktion auf die Bewegungen der Klaue 81 gegen die Zähne der Ratschenanordnung 80 wird das Scheibenelement 71 derart gedreht,
daß eine Ausnehmung mit einem Stift 30 gegenüber von dem Ende 102 des Stabes 100 angeordnet wird. Der Stab 100 wird durch
eine Öffnung 103 hindurchgeführt, welche sich durch die Grundplatte
12 und die Halterung 52 erstreckte Das Ende 102 des Stabes
100 drückt den Stift 30 zu dem Zuführungsende 53 der Spannzange 51» durch welche sich eine Längsbohrung erstreckt. Die
Spannzange 51 liat ein Außengewinde 55» über welches die Spannzange
mit der Halterung 52 verschraubt ist„
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Die Pigo 5 zeigt die Spannzange in weiteren Einzelheiten.
Die Bohrung 54- erstreckt sich entlang der Längsachse der
Spannzange 51 von dem Zuführungsende 53 zu einem Halterungsende
56. Längsschlitze 57 im Halterungsende 56 der Spannzange
51 ermöglichen, daß die Querschnittsfläche der Bohrung 54-im
Bereich des Halterungsendes 56 verringert wird0 Die Spannzange
51 ist derart ausgebildet, daß sie am Halterungsende
ein äußeres Profil mit wechselndem bzw„ veränderlichem Querschnitt
hat und einen sich verjüngenden Ansatz 58 aufweist, der gemäß den obigen Ausführungen eine Nockenfläche "bildet.
Das Halterungsende der Spannzange 51 weist weiterhin einen
zurückspringenden Abschnitt 59 auf, in welchem ein Schultera"bschnitt
32 des Stiftes 30 anzuordnen ist, wobei die Schulter
einen größeren Durchmesser als der übrige Stift aufweist. Im Betrieb stößt das Ende 102 des Stabes 100 den Stift 30
durch die Bohrung 54- der Spannzange 51 hindurch, und zwar
vom Zuführungsende 53 ^is zum Halterungsende 56. Die Schulter
32 eines Stiftes 30 kommt zur Anlage innerhalb des zurückspringenden
Abschnittes 59 ο
Die Hülse 110 hat eine Innenbohrung 111, deren Durchmesser dem Außendurchmesser der Spannzange 51 angepaßt ist o Die
Innenbohrung 111 der Hülse 110 hat einen sich verjüngenden Wandabschnitt 112 in der Nähe des oberen Endes der Bohrung,
auf welchem der sich verjüngende Teil 58 der Spannzange 51
sitzt. Wenn die Hülse HO sich in der Längsrichtung in bezug auf die Spannzange 51 bewegt, wirken der sich verjüngende
Abschnitt 112 der Hülse 110 und der sich verjüngende Teil der Spannzange 51 in der Weise zusammen, daß der Durchmesser
des Halt erungs ende s der Spannzange 51 festgelegt wird«,
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-X-
An der Halterung 52 ist ein VerriegelungsMlsenhalter 113
angebracht, der eine zentrale Bohrung 114 hat, welche dazu dient, die Verriegelungshülse 110 zu führen0 In einer
Öffnung 115 innerhalb der zentralen Bohrung 114 der Verriegelungshülse 110 ist eine Wendelfeder 116 angeordnet,
weiche den Außendurchmesser des oberen Teils der Verriegelungshülse 110 umgibtο Die Feder 116 steht unter Druck
und übt eine Kraft gegen die Oberfläche 117 <3-er Verriegelungshülsenhalt
erung 113 sowie gegen die Oberfläche 118 der Verriegelungshülse 110 aus, so daß die Verriegelungshülse 110 unter Vorspannung nach unten geführt wird und
dabei die Tendenz zeigt, die Fläche des Haiterungsendes
der Spannzange 51 zu vermindern,,
Wenn ein Stift 30 durch die Bohrung 54- der Spannzange 51
hindurchgedrückt wird, gleitet die Schulter 32 des Stiftes
an der Wand der Bohrung entlang. Eine leichte, konstante Zugkraft wird auf den Stift 30 durch die Vorspannungswirkung
der Feder 116 ausgeübt, während der Stift 30 durch die Spannzange durch die Stange 100 hindurchgeschoben
wird, wodurch verhindert wird, daß der Stift 30 aus seiner Haltestellung herausfliegt, wenn die Schubstange
100 am Ende ihrer Auslenkung plötzlich zum Stillstand kommt.
Das Betätigungsgabelelement 60 hat verzweigte Arme 120, deren Innenflächen 121 über die Oberfläche 122 der Verriegelungshülse
110 gleiten. Kräfte, welche gegen die Oberfläche 123 des oberen Ansatzes 124 der Verriegelungshülse 110 und
gegen die Oberfläche 125 des unteren Ansatzes 126 der Verriegelungshülse
110 ausgeübt werden, verursachen eine Relativbewegung zwischen dem sich verjüngenden Teil 58 der Spannzange
51 und dem sich verjüngenden Abschnitt 112 der Innenbohrung
111 der Verriegelungshülse 110, so daß die Querschnittsfläche des Verriegelungsendes der Spannzange 51
ihre Größe verändert.
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Wenn die gegabelten oder verzweigten Arme 120 des Gabelelementes 60 in der in der Fig. 4 dargestellten abgesenkten
Stellung sind, wird der Stift 30 in dem Halterungsende 56
der Spannzange 51 verklemmt„ Der Stift JO erstreckt sich
durch, eine Öffnung 40 in einer Leiterplatte 41. Da das Gabelelement 60 in der abgesenkten Position ist, wird der
Stift 30 durch das Halterungsende 56 der Spannzange 51 gemäß
der obigen Beschreibung festgeklemmt. Eine Lippe 31 wird über ein Ende des Stiftes 30 durch die Stanze 21 gerollt,
so daß die Schulter 32 des Stiftes 30 zusammen mit der überrollten Lippe 31 auf dem Stift 30 diesen an der
Leiterplatte 41 befestigt, wie es an sich bekannt ist.
Es ist zu bemerken, daß die Erfindung auch auf die Anbringung von Stiften verschiedener Konfiguration an anderen Werkstücken
als elektrischen Leiterplatten geeignet ist.
Nachfolgend v/erden die einzelnen Schritte angegeben, welche
bei der Anbringung eines Stiftes an einer Leiterplatte ausgeführt werden, wie es in den Figo 2, 3 und 4 dargestellt isto
Ein Stift 30 wird gemäß Fig. 2 in eine Position in der ITähe
des Zuführungsendes 53 der Spannzange 51 gebracht, welche eine
Bohrung ^A- auf v/eist, die sich vom Zuführung sende 53 bis zum
Halterungsende 56 erstreckte
Die Fig„ 3 veranschaulicht, daß der Stift 30 durch die Bohrung
54- äe:r Spannzange 51 hindurchtransportiert wurde und in
der Nähe des Halterungsendes 56 der Spannzange 51 angeordnet
isto Die Gabelarme 120 des Betätigungsgabelelementes 60 sind in der in der Hg0 3 veranschaulichten oberen Stellung, so
daß der Stift 30 nicht verklemmt, jedoch am Halterungsende
56 der Spannzange 51 durch die Vorspannungswirkung der Feder 116 gegen die Verriegelungshülse 110 gedrückt gehalten ist.
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Die Figo 4 zeigt die Gabelarme 120 der Betätigungsgabelelemente
60 in der abgesenkten Stellung, so daß dadurch der Stift 30 im Haiterungsende 56 der Spannzange 51 verklemnt
ist. Die Leiterplatte 41, welche eine Öffnung ^O aufweist,
wird über dem Ende des Stiftes 30 angeordnet,- wobei das Ende
des Stiftes 30 sich durch eine Öffnung 40 erstreckt und zu einer Lippe 31 durch eine Stanze 21 verformt wurde. Durch
diesen Schritt wird der Stift 30 fest mit der Leiterplatte
41 verbunden, und zwar auf der einen Seite durch die Schulter 32 und auf der anderen Seite durch die Lippe 31>
welche auf dem Stift 30 gebildet wurde.
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Claims (1)
- Patent a ti sprüclie: CÖUO I / /Λ 7) Zuführungs- und Halte einrichtung für Stifte, dadurch gekennzeichnet , daß eine Spannzange (51) vorgesehen ist, die eine Längsbohrung (54) aufweist, welche sich durch die Spannzange von einem Zuführungsende (53) bis zu einem Halt erungs ende (56) erstreckt und zur Aufnahme soxfie zum Transport eines Stiftes dient, daß weiterhin eine Zuführungseinrichtung (70,71,72,90) vorgesehen ist, um den Stift (30) nacheinander in eine Position in der Hahe des Zuführungs ende s (53) der Spatmzangenbohrung (54) zu bringen, daß weiterhin eine Transporteinrichtung (100) vorgesehen ist, welche dazu dient, den Stift (30) von dem Zuführungsende (53) zu dem Halterungsende (56) der Spannzangenbohrung (54) zu transportieren, und daß eine Halterung (110) vorhanden ist, um den Stift (30) in vorgegebener Weise an dem Halterungsende (56) der Spannzangenbohrung (54) zu halten»2ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzange (51) ein Halterungsende aufweist, welches wenigstens einen Längsschlitz hat, um Veränderungen in der Querschnittsfläche der Bohrung zu ermöglichen, damit der Stift hindurchgeführt und in einer Haltestellung verklemmt werden kann.3ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t , daß die Transporteinrichtung eine Schubstange (100) aufweist, welche koaxial zu der Längsbohrung (54) angeordnet istoVorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung eine Hülse (110) um das Halterungsende (56) der Spannzange (51) aufweist, daß die Hülse (110) eine vorgegebene innere Querschnittsfläche aufweist, welche derart dimensioniert ist, daß sie mit einer vorgegebenen äußeren Querschnittsfläche der Spannzange (51) so zusammen-809840/0655wirkt, daß der Stift (30) festgeklemmt wird wenn die Spannzange (51) und die Hülse (110) sich zueinander in der Längsrichtung "bewegen.5ο Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (110) äußere Schlitze aufweist, welche senkrecht zu einer Hülseribetätigungsklammer (60) angeordnet sind, welche einen gabelförmigen Teil (120) aufweist, und daß die Gabelung der Klammer (60) derart mit den Schlitzen der Hülse (110) zum Eingriff kommt, daß die Hülse (110) relativ zu der Spannzange (51) "bewegt werden kann»Go Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (90) vorgesehen ist, welche dazu dient, die Stifte in einer vorgegebenen Weise auszux-ichten und einzeln der Vorrichtung zuzuführen, daß weiterhin eine schrittweise bewegbare Scheibe (71) vorgesehen ist, welche an ihrem Umfang Ausnehmungen (72) aufweist und derart ausgebildet ist, daß sie in deii Ausnehmungen die Stifte (30) aufnehmen kann, und daß eine Bewegungseinrichtung zum schrittweisen Transport der Scheibe vorgesehen ist, damit die Ausnehmungen mit dem Zuführungsende der Spannzangenbohrung in eine fluchtende Anordnung gebracht werden können«,ο Vorrichtmig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung folgende Teile aufweist: eine an der Scheibe angebrachte Ratscheneinrichtung, eine mit der Ratscheneinrichtung zusammenwirkende Klaueneinrichtung und eine Klauenbetätigungseinrichtung, um die Klaue schrittweise zu betätigen«,Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einsetzen von Stiften mit einem deformierbaren Teil in eine gedruckte Leiterplatte ein Prägestempel vorgesehen ist, welcher koaxial zu der Spannzangenbohrung angeordnet ist und derart ausgebildet ist, daß er den deformierbaren Teil der Stifte derart deformiert, daß die Sti f-f-p8098A0/06SSder Gedruckten Leiterplatte verriegelt sind.809840/0655
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