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Bohr- und Fräsvorrichtung für insbe-
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sondere Leiterplatten Die Erfindung betrifft eine Bohr- und Fräsvorrichtung
für insbesondere Leiterplatten, bestehend aus einem zum in Bearbeitungsrichtung
bewegbaren Bearbeitungswerkzeug relativ in einer Ebene verschieblichen Auflagetisch
für die mittels eines Niederhalters gegen ein Widerlager preßbaren, zu einem Paket
zusammengefaßten Leiterplatten.
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Bei der Bohrung bzw. Bearbeitung von sogenannten Leiterplatten, wie
sie bspw. in der Elektronik als Träger für Schaltungen benötigt werden, werden mehrere
solcher Leiterplatten aufeinander gelegt und gemeinsam bearbeitet bzw.
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gebohrt, was mit hoher Genauigkeit an einer Vielzahl von Stellen der
Plattenfläche erfolgen muß.
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Es ist hierbei erforderlich, diese Platten gegeneinander zu pressen,
damit die Gefahr für eine Gratbildung zwischen
den Platten so klein
wie möglich wird und die Platten zueinander starr fixiert werden, so daß Vertikalbewegungen
der Platten ausgeschlossen sind. Die vertikale Vorschubbewegung des Bohrwerkzeuges
kann dadurch auf einem Minimum gehalten werden.
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Die bekannteste Problemlösung besteht in der Fixierung mit einem Niederhalter.
Dieser ist in der Regel konzentrisch zum Bohrwerkzeug plaziert und wird vor jedem
einzelnen Bohrvorgang nach unten gedrückt. Danach wird der Niederhalter gehoben,
um wieder aufs Neue für die nächste Bohrung abgesenkt zu werden. Die Bewegung des
Niederhalters wird gewöhnlich durch eine Überlagerung der Bewegung des Bohrwerkzeuges
erzielt.
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Die bekannteste Art, die Platten auf dem Auflagetisch zu befestigen,
ist die einer Verstiftung. Es gibt im wesentlichen zwei Methoden, das Ganze in x-
und y-Richtung (auf eine Ebene bezogen) zu bewegen. Die erste besteht bei stationärer
Anordnung des Bohrwerkzeuges in einer Verschiebung der Auflage in x- als auch in
y-Richtung. Bei der anderen Methode ist der Auflagetisch in x-Richtung und das Bohrwerkzeug
in y-Richtung beweglich, das natürlich für den Bohrvorgang selbst auch noch in z-Richtung
für die Auf- und Abbewegung beweglich sein muß.
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Die Fixierung und Gegeneinanderpressung der Leiterplatten9 die ja
von Bohrvorgang zu Bohrvorgang versetzt werden müssen, mittels eines jeweils beim
Bohrvorgang abgesenkten und anschließend anzuhebenden Niederhalters ist wegen des
damit verbundenen Zeitaufwandes nachteilig0 Außerdem besteht durch den nur während
des Bohrvorganges niedergedrückten Niederhalters nach Anpreßaufhebung die Gefahr9
daß Grat material zwischen die Platten gelangen kann9 was dann die anschließende
Lochqualität zumindest eines nahe benachbarten Loches beeinträchtigt0 Der Erfindung
liegt demgemäß die Aufgabe zugrundes diese Nachteile zu beseitigen, d.h.9 eine Bohr-
und Fräsvorrichtung für den genannten Zweck zu schaffen, mit dem wesentlich schneller
und genauer die Vielzahl der Bearbeitungsvorgänge an den Leiterplatten durchgeführt
werden kann, Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art
nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Niederhalter in Form mindestens eines,
bezüglich seines Anpreßdruckes und seiner Anpreßlage einstellbaren, rollenförmigen
Elementes ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungsformen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen
Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen schematisch: Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 3 teilweise
in Schnitt und Ansicht eine der Andruckrollen gemäß Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt
längs Linie IV-IV gemäß Fig. 3; Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß
Fig. 1 in anderer Ausführungsform; Fig. 6 in Draufsicht eine Ausführungsform von
Rollenanordnungen in der Vorrichtung gemäß Fig. 5 und Fig. 7 einen Schnitt durch
die Rollen etwa gemäß Fig. 6 längs der Rollenachsen.
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Gemäß Fig. 1 besteht die Vorrichtung aus zwei horizontal und in senkrechter
Richtung zur Zeichnungsebene gerichteten, steifen Achsen 1, an denen eine Anzahl
jeweils federnder Rollen 2 an Armen 4 angebracht sind. Die Achsen 1 sind symmetrisch
zu beiden Seiten des Bohrwerkzeuges 3 plaziert.
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Jede Achse 1 ist drehbar und/oder senkrecht verstellbar ausgebildet
und angeordnet.
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Dadurch, daß man die Achsen 1 dreht und/oder hebt, bzw.
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senkt, werden die Rollen 2 gehoben bzw. gesenkt und durch die erwähnte
Federung und Einstellungsmöglichkeit kann eine genau definierte Andruckkraft beim
Bohren, so wie ein effektives Festhalten der Leiterplatten 5 beim Fräsen erzielt
werden.
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Man kann auch durch Einstellen der Achsen 1 im obigen Sinne eine Kompensation
für unterschiedliche Anzahlen von Leiterplatten 5 in einem Paket erhalten. Eine
andere Möglichkeit bestünde darin, das Widerlager bzw. die Auflage 6 zu heben oder
zu senken.
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Eine ins einzelne gehende Ausführung ist in den Fig. 2 bis 4 verdeutlicht.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung gemäß Prinzip in Fig. 1 mit zwei Achsen 1, an denen
eine Anzahl von Armen 4 mit Rollen 2 montiert sind. Zwischen den Achsen 1 bewegt
sich in Richtung des Pfeiles 7 die Bohrmaschine 3 von Loch zu Loch.
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Fig. 3 zeigt die Rollenhalterung von der Seite und Fig. 4 zeigt einen
Querschnitt längs Linie IV-IV gemäß Fig. 3.
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Jede Rolle 2 ist mit einer Achse 8 durch zwei Druckfedern 9 im Gehäuse
10 gehalten. Die Federn 9, die in entsprechenden Gehäusebohrungen sitzen, sind zwischen
Scheiben 11 und geschlitzten
Druckstücken 12 verspannt. Die Druckstücke
12 sind so ausgebildet, daß die Achse 8 in axialer Richtung verriegelt wird. Genau
über der Rolle 2 sitzt ein-Gummipfropfen 13 im Gehäuse 10.
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Dadurch, daß man die Achsen 1 dreht bzw. alternativ senkt oder hebt,
werden die Federn 9 zusammengepreßt, und man erhält eine Druckwirkung auf die Leiterplatten
5. Wenn man dann die Einstellbewegung fortsetzt, werden die Federn 9 so sehr zusammengepreßt,
daß sich die Rolle 2 am Gummipfropfen 13 blockiert. Der Propfen 13 muß nicht aus
Gummi sein, sondern es können auch andere Reibungsmaterialien infrage kommen. Aus
praktischen Gründen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Rollen an ihren Umlaufflächen
zu bombieren, um evtl. störende Randerscheinungen zu vermeiden.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Auflage 6 bzw. das
Widerlager durch Rollen 14 ersetzt ist. Fig. 6 zeigt die Anordnung der Rollen 14
und Fig. 7 einen Schnitt durch eine gefräste Platte 15, bei der die Rollen 14 auf
einzelnen Achsen 16 sitzen, die in Nuten 17 der Platte 15 gelagert sind. Hier sieht
man auch deutlicher die bombierte Auflagefläche der Rollen 14, durch die ein Kantenklettern
verhindert wird.
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Um das ganze Widerlager mit den Rollen 14 bzw. 14 genügend stabil
auszubilden5 sind natürlich die in Fig 6 durchgehend dargestellten Achsen 18 durch
entsprechende Lagerstellen (nicht dargestellt) benachbart zu den Rollen 149 14 gegen
Auflagedruck abgefangen0 Die Leiterplatten 5 sind beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig, 5 mit einem Stift 18 oder derga, an einem Rahmen 19 fixiert, welcher die Bewegung
in x-Richtung ausführt0 Die Rollen 14 werden mit Abstand am geeignetsten in Reihen
in y-Richtung angeordnet0 Die der Bohr- oder Fräsvorrichtung 3 am nächsten gelegenen
Rollen 142 müssen einen solchen Abstand zueinander haben5 daß mit Sicherheit Schäden
an den Rollen 14' durch das Bohr- oder Fräswerkzeug 3' beim Durchstoßen durch die
unterste Leiterplatte 51 verhindert werden.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die in der x-Richtung
beweglichen Gesamtmasse erheblich reduziert wird, was höhere Geschwindigkeiten und
somit eine größere Produktionsgeschwindigkeit zuläßt, zu niedrigeren Motorleistungen
und geringerem Risiko für Vibrationen oder dgl. führt.
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Außerdem können Bohrungen und Fräsvorgänge ohne Unterlageplatte ausgeführt
werden, da die entsprechenden Werkzeuge
zwischen den Rollen 14'
auf der Unterseite austreten.
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Ferner wird die Spanabhebung speziell beim Fräsen dadurch erleichtert,
daß das Fräswerkzeug hier eine oszillierende Bewegung in z-Richtung ausführen kann.
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Fig. 5 zeigt im Detail ein Paket aus Leiterplatten 5 auf vier Rollen
14, 14', von denen im Sinne der Fig. 6 mehrere nebeneinander angeordnet sind. Das
Paket aus Leiterplatten 5 ist mit einem Stift 18 an einem Rahmen 19 befestigt, der
in Richtung des Pfeiles x bewegt wird, was beim Bohren natürlich schrittweise, bspw.
von einer Lochkartensteuerung gesteuert, erfolgt.
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Über dem Paket aus Leiterplatten 5 ist die Bohrvorrichtung 3 angedeutet,
sowie die zu den unteren Rollen 14, 14' gehörende Niederhalteeinrichtung, die aus
einer Anzahl Rollen 2 besteht, welche an Armen 4 befestigt sind, die an zwei Achsen
1, wie schon oben beschrieben, sitzen.
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Sowohl die oberen, als auch die unteren Rollen 14, 14 können in gleichen
Maßen ausgeführt und z.B. aus Kunststoff hergestellt werden, was zu Flexibilität
und niedrigen Herstellungskosten führt. Ferner kann man natürlich die unteren
Rollen
14, 14' federnd und die oberen Rollen 2 starr anordnen.
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