DE3610676A1 - Schmelzsicherung eines elektronischen steuergeraetes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzsicherung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf ein Klemmhalter­ band und ein Verfahren zur Herstellung dieser Schmelzsicherung.

Unter dem Begriff "Schmelzsicherung" im Sinne des Oberbegriffes ist die Gesamtheit der für die Stromkreise z. B. einer Spritzgieß­ maschine erforderlichen Einzelsicherungen (Sicherungen) mit zu­ gehörigen Klemmhaltern und Kunststoffhalterungen zu verstehen.

Bei einer bekannten Schmelzsicherung der gattungsgemäßen Art (DE-PS 32 28 752; DE-GM 75 41 431) sind die Einzelsicherungen durch eingebogene Zungen der Klemmschenkel der Klemmhalter axial fest­ gelegt, welche Zungen die Kontaktkappen der gehalterten Einzel­ sicherung stirnseitig übergreifen. Wesentliche Kriterien über die Herstellung solcher bekannter Klemmhalter, die zwangsläufig asymme­ trisch aufgebaut sind, werden in den Fig. 14 bis 17 verdeutlicht. Die bekannten asymmetrischen Klemmhalter (Fig. 15) werden üblicherweise hergestellt, indem zunächst aus einem Blechband (Fig. 14) durch Stanzen und Biegen ein Klemmhalterband gefertigt wird, in welchem die kongruenten Klemmhalter über die noch zusammenhängenden Zungen benach­ barter Klemmhalter miteinander verbunden sind. Zur axialen Fixierung der gehalterten Einzelsicherung ist es erforderlich, die Klemmhalter in einer aus Fig. 16 erkennbarten Art paarweise an der Printplatte zu befe­ stigen, bei welcher eine Kontaktkappe der gehalterten Einzelsicherung von der einen und die andere Kontaktkappe dieser Sicherung von der anderen Seite übergriffen wird. Eine solche Anordnung macht indessen eine automatische Bestückung der Printplatte mit Klemmhaltern im Wege einer unmittelbaren Übernahme der vom Klemmhalterband abgestanzten Klemmhalter bei einem noch tragbaren technischen Aufwand unmöglich.

Im übrigen ist darauf hinzuweisen daß bei bekannten Schmelz­ sicherung gemäß der DE-GM 75 41 431 die Einzelsicherung bei Lösen der Rastorgane der Haltestücke auch nicht völlig frei zur radialen Entnahme der Einzelsicherung ist. Vielmehr ist es erforderlich, die aus vorgespannten Anformungen der Kunststoffhalterung unter Aufbiegen dieser Anformungen herauszuziehen.

Bekannt sind auch Schmelzsicherungen vergleichbarer Art mit symmetrisch aufgebauten Klemmhaltern (FR-PS 21 60 247; US-PS 38 13 626; DE-GM 19 02 605). Bei diesen werden jedoch verhältnismäßig kompli­ ziert aufgebaute einstückige Kunststoffhalterungen benutzt, die nur eine axiale Entnahme der Einzelsicherung erlauben (US-PS 38 13 626; DE-GM 19 02 605). Im Falle der bekannten Schmelzsicherung gemäß der FR-PS 21 60 247 ist es erforderlich, zusätzliche Kunststoffelemente für jede einzelne Einzelsicherung an der Printplatte anzuordnen, um eine ausreichende Halterung der Einzelsicherung in Sicherungsposition zu gewährleisten. Zudem gibt die Kunststoffhalterung dieser bekannten Schmelzsicherung nach Abziehen der Einzelsicherung aus den Klemmhal­ tern nicht frei, sondern muß vielmehr aus Klemmschenkeln der Kunst­ stoffhalterung herauszogen werden.

Aus der US-PS 19 22 500 ist es schließlich auch bekannt, die Kunst­ stoffhalterung derart auszubilden, daß eine radiale Entnahme der Einzelsicherung möglich ist (vergl. hierzu das Beispiel der Fig. 5 bis 7). Hierbei ist es jedoch erforderlich, am Kunststoffgehäuse einen, die Einzelsicherung mittig übergreifenden Metallbügel an der Kunst­ stoffhalterung schwenkbar zu lagern, so daß das Halterungssystem störanfällig und auch verhältnismäßig aufwendig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzsicherung der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß ihre Massen­ produktion bei verminderten Kosten möglich ist und zugleich die Ein­ zelsicherungen auf extrem einfache Weise ohne Gefahr des Herabfallens ausgewechselt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei einer solchen Ausbildung ist es dank der Symmetrie der Klemm­ halter möglich, die zur Schmelzsicherung gehörige Printplatte mit Hilfe eines einfachen Bestückungsautomaten derart mit Klemm­ haltern zu bestücken, daß entsprechend dem Verfahren gemäß Patent­ anspruch 10 die vom Klemmhalterband abgestanzten Klemmhalter vom Stanzstempel unmittelbar in ihre Befestigungsposition auf der Print­ platte überführt werden.

Bei einer solchen Ausbildung geben die die Einzelsicherung axial festlegenden Hintergriffsorgane der Kunststoffhalterungen diese Einzelsicherungen bei Lösung der Rastorgane der Haltestücke für eine radiale Entnahme frei, bei welcher die im einen Haltesteg durch Schwer­ kraft liegende Sicherung abgenommen oder abgeworfen werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausfüh­ rungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt aus der Schmelzsicherung aus einer Blickrichtung senkrecht zur Achse der ge­ halterten Schmelzsicherung (linke Hälfte im Schnitt nach Linie I-I von Fig. 2),

Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 nach Drehung um 180° Grad (linke Hälfte im Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1),

Fig. 3 in schematischer Darstellung das zur Herstellung eines Klemmhalterbandes be­ stimmte, vorgestanzte Blechband vor Verformung in Draufsicht,

Fig. 4 das aus dem Blechband gemäß Fig. 3 zur Verformung hergestellte Blechhalteband,

Fig. 5 ein vom Klemmhalterband gemäß Fig. 4 abgestanzter Klemmhalter,

Fig. 6 und 7 in schematischer Darstellung der Bestückungsautomat zur Bestückung von Printplatten mit unmittelbar vom Klemmhalterband abgestanzten Klemmhaltern in Sei­ tenansicht und in Draufsicht und

Fig. 14 bis 17 einen üblichen, asymmetrischen, aus einem Blechband gemäß Fig. 14 hergestellten Klemmhalter in perspek­ tifischer Darstellung (Fig. 15) und in Arbeitsposi­ tion an der Printplatte (Fig. 16, 17).

Im folgenden wird der Aufbau der Schmelzsicherung und ihre Herstellung anhand einer Einzelsicherung erläutert. Wie aus den Fig. 1, 2 ersichtlich, ist die von einer handgriffartigen Kunststoffhalterung 25 aufgenommene Einzelsicherung (Sicherung 27) mit Hilfe der Klemmhalter 15 an einer Printplatte 19 angeordnet. Die Sicherung 27 ist mit Hilfe der als Handgriff dienenden Kunststoffhalterung aus den vorgespannten Klemmschenkeln 15 a der Klemmhalter 15 abziehbar. Sie weist einen zylindrischen Keramikkörper 27 a mit beidenends formschlüs­ sig aufgesetzten Kontaktkappen 27 d auf und letztere sind von den vorgespannten Klemmschenkeln 15 a im Klemmhalter 15 partiell und kon­ taktierend umschlossen.

Die Kunststoffhalterung 25 ist durch zwei über ein federndes Gelenk 25 c miteinander verbundene, schaufelartige Haltestücke 25 a gebildet, die mittels federnder Rastorgane miteinander verrastbar sind. Zur Verrastung hintergreift eine federnde Rastzunge 25 d des einen Haltestückes 25 a das andere Haltestück 25 a im Bereich einer Hinter­ griffsmulde 25 e. Parallele Wandungen 25 a′ der schaufelartigen Halte­ stücke 25 a sind über rechtwinklig abgehende Ränder 25 a′′ gegeneinan­ der abstützbar. Die Haltestücke 25 a legen die gehalterte Sicherung 27 bei Verrastung der Rastorgane in diametralen Haltestegen 25 b, 25 b′ fest und geben diese bei Lösung der Rastorgane für eine radiale Entnahme frei. Die Haltestege 25 b, 25 b′ sind an die parallelen Wan­ dungen 25 a′ der Haltestücke 25 a angeformt. Jedes Haltestück 25 a ist mit zwei zueinander parallelen Haltestegen 25 b, bzw. 25 b′ versehen. Die beiden Haltestege 25 b bzw. 25 b′ jedes Haltestückes 25 a befinden sich in einem Abstand voneinander, der dem Abstand der Innenkan­ ten der Kontaktkappen 27 b der Sicherung 27 entspricht. Der Keramik­ körper 27 a der gehalterten Sicherung 27 ist vollständig in torbogen­ förmigen Ausnehmungen der beiden Haltestege 25 b des einen Halte­ stückes 25 b aufgenommen. Der Radius des Torbogens dieser Aus­ nehmungen entspricht dem Radius des Keramikkörpers 27 a, wie aus Fig. 2 erkennbar. Die federnden Klemmschenkel 15 a der Klemmhalter 15 gehen über Biegekanten 15 c in Stege 15 b über, welche an der Print­ platte 19 mittels abgebogener Verankerungszungen 15 d abstützbar sind. Die Verankerungszungen 15 d sind mittig aus dem Material der Klemmschenkel 15 a ausgestanzt, und für einen Durchgriff durch die Verankerungslöcher 23 in der Printplatte 19 abgebogen. Nach Durch­ griff sind die Verankerungszungen 15 d zur Sicherung der Klemmhalter 15 in ihrer Verankerungsposition symmetrisch nach innen abgebogen, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich. Die aus einem Blechstreifen B durch Stanzen und Biegen gebildeten Klemmhalter 15 sind derart symmetrisch gestaltet, daß ihre Symmetrieebenen a-a parallel zu den den Steg 15 b begrenzenden Biegekanten 15 d zwischen den Klemmschen­ keln 15 a verlaufen.

In der Serienfertigung wird aus dem Blechstreifen B zunächst ein Kontakthalter-Band K aus deckungsgleich aneinandergereihten Klemmhaltern durch Stanzen und Biegen aus dem Blechstreifen B hergestellt. In Kontakthalter-Band K hängen die benachbarten Klemmhalter 15 durch Verbindungsbrücken 15 e miteinander zusammen. Die Verbindungsbrücken 15 e verbinden benachbarte Stege 15 e der Klemmhalter 15 miteinander und liegen symmetrisch zur Symmetrie­ ebene a-a der Klemmhalter 15. Im zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die in Richtung der Symmetrieebene a-a ab­ genommene Abmessung der Verbindungsstücke 15 e etwa ¹/₅ der Abmessung des Steges 15 b. In den Fig. 6-13 ist ein Verfahren zur automatischen Be­ stückung der Printplatten 19 mit Klemmhaltern verdeutlicht. Gemäß diesem Verfahren werden die Klemmhalter 15 beim Abstanzen vom Klemmhalterband K in einer Position (Stanzposition) gehal­ ten, in welcher sie der Printplatte 19 derart räumlich zugeord­ net sind, daß ihre Symmetrieebene a-a mit in Stanzposition in ihrer Symmetrieebene a-a in Befestigungsposition auf der Print­ platte 19 zusammenfällt. Die abgestanzten Klemmhalter 15 werden dabei aus ihrer Stanzposition symmetrisch zur Symmetrieebene a-a in ihre Befestigungsposition überführt.

Wie aus den Fig. 6 und 7 erkennbar, umfaßt die Bestückungs­ einrichtung 11 einen quaderförmigen, verhältnismäßig langen Bestückungskopf 11 b, der sich horizontal über einen Maschinen­ tisch erstreckt, auf welchem er mit Hilfe eines vertikalen Fußes 11 a steht. In einer vertikalen, kreissektorförmigen mittigen Ausnehmung des Bestückungskopfes 11 d ist eine Haspel 14 drehbar gelagert, auf welcher vier Klemmhalterbänder K nebeneinander aufgerollt sind, wie aus der schematischen Darstellung gemäß Fig. 7 erkennbar. Beim Abrollen gelangt jeweils das freie Ende eines Kontakthalterbandes K in einen Zuführkanal 13 des Be­ schickungskopfes. Für den Antrieb des die Klemmhalter 15 aufeinander­ folgend vom Klemmhalterband K abgestanzten und aus Stanzposition in Befestigungsposition überführbaren Greif- und Schnitt-Stempels 12 c ist im Bestückungskopf 11 b ein Hydraulikzylinder 12 vorgesehen. Der Kolben 12 a dieses Hydraulikzylinders 12 ist in einer Ausneh­ mung des Bestückungskopfes 11 b vertikal antreibbar gelagert. Seine Kolbenstange 12 b bildet am freien Ende den Greif- und Schnittstem­ pel 12 c. Die Länge der Kolbenstange ist so bemessen, daß die Stanz­ kante 12 c′′ des Greif- und Schnittstempels 12 c unmittelbar über dem Niveau der Stege 15 b des in den Zuführkanal 13 eingeschobenen End­ abschnittes des Klemmhalterbandes K liegt. Hinter der Stanzkante 12 c′′ weist der Greif- und Schnittstempel eine Verdickung 12 c′ von kreisförmigem Querschnitt auf, wie insbesondere aus den Fig. 8 und 10 erkennbar. Der Radius der Verdickung entspricht etwa dem Radius der Klemmschenkel 15 a in ihrem die Kontaktkappen 27 b um­ schließenden Klemmschenkel 15 a. Die diametralen Außenflächen des Greif- und Schnittstempels 12 c im Abschnitt der Verdickung 12 c′ halten als Positionierungsflächen den jeweils letzten Klemmhalter 15 des Klemmhalterbandes, der beim Vorschub des Endabschnittes des Klemmhalterbandes K im Zuführkanals 13 derart auf den Greif- und Schnittstempel 12 c aufgeschoben wird, daß seine beiden Klemm­ schenkel 15 a die Positionierungsflächen der Verdickung 12 c′ um­ schließen, wobei die Stanzkante 12 c′′ sich mittig über der Verbin­ dungsbrücke 15 e zwischen dem letzten und vorletzten Klemmhalter 15 befindet. Beim Abstanzen des letzten Klemmhalters 15 arbeitet die Stanzkante 15 c′′ mit einer Gegenkante 11 c zusammen, die im Bereich der Verbindungsbrücke 15 e zwischen dem letzten und vorletzten Klemmhalter 15 des Klemmhalterbandes K verläuft. Wird der Kolben 12 a des Hydraulikzylinders 12 rückseitig mit Druckmedium beaufschlagt und gelangt dadurch aus einer Position gemäß Fig. 8, 9 in eine Position gemäß den Fig. 12, 13, so wird im Verlauf dieses Hubes der letzte Klemmhalter 15 vom Klemmhalteband abge­ stanzt und aus einer Position gemäß den Fig. 8 bis 10 in seine Be­ festigungsposition gemäß den Fig. 12 bis 13 überführt. Dabei wird der abgestanzte Klemmhalter mit Hilfe seiner vorgespannten Klemmschenkel 15 a gehalten, die auf den Positionierungsflächen der Verdickung 12 c umgreifend aufliegen. Im letzten Abschnitt des linearen Transportweges fahren die beiden Verankerungszungen 15 d in die entsprechend angeordneten Durchgriffslöcher 23 der Printplatte ein. Unterhalb der Durchgriffslöcher 23 ist eine Biegematrize 24 mit einer V-Kerbe 31 angeordnet, wie insbesondere aus den Fig. 8 bis 13 erkennbar. Beim Durchfahren der Verankerungszungen 15 d durch die Durchgriffslöcher 23 treffen die freien Enden der Verankerungszungen auf den schrägen Biegeflächen der Biegematrize 24 auf. Diese biegt die Verankerungszungen etwa um 45° Grad nach innen, wie aus den Fig. 2, 12 ersichtlich.

Zwei Printplatten 19 mittels Positionierungselementen 18 auf einem Bestückungstisch 16 zugeordnet, der mit einem Drehtisch 32 eine um die vertikale Achse 17 drehbare Einheit bildet. Der Bestückungs­ tisch 16 ist auf dem Drehtisch 32 über eine Verschiebeeinrichtung abgestützt, die eine Verschiebung des Bestückungstisches 16 in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen ermöglicht, von welchen eine mit der Richtung des Zuführkanals 13 fluchtet. Die Verschiebe­ einrichtung ist über Sockel 30 auf dem Drehtisch 32 abgestützt. In den Sockeln 30 sind Verschiebestangen 29 stationär gelagert, die senkrecht zum Zuführkanal 13 stehen. Auf den Verschiebestangen 29 sind Schiebelager 21 verschiebbar angeordnet, die ihrerseits Ver­ schiebestangen 20 aufnehmen, welche senkrecht zu den Verschiebe­ stangen 29 verlaufen und über Lagerstücke 22 den Bestückungstisch 16 tragen. Die Drehbarkeit des Bestückungstisches 16 und seine Verschie­ bung in zwei senkrecht zueinanderstehenden Richtungen ermöglichen eine Bestückung der Printplatten wie aus Fig. 7 ersichtlich. Bei dieser Bestückung werden die aufeinanderfolgenden vom Klemmhalter­ band K abgestanzten Klemmhalter 15 zunächst in einer senkrecht zum Zuführkanal 13 verlaufenden Reihe z befestigt, indem der Bestückungs­ tisch 16 auf den Verschiebestangen 29 entsprechend dem beabsichtigten Abstand zwischen den Klemmhaltern 15 der Reihe z verschoben wird. Nach Bestückung jeweils einer Reihe zum Beispiel z wird der Bestüc­ kungstisch 16 mit den Printplatten 19 auf den Verschiebestangen 20 abschnittsweise zur Bestückung der darauffolgenden Reihen y, x usw. verschoben.

Ist die Printplatte A mit den Klemmhaltern 15 bestückt, wird der auf dem stationären Maschinentisch 10 abgestützte Drehtisch 32 zusammen mit dem Bestückungstisch 16 um 180° Grad um die Achse 17 gedreht, so daß die Printplatte A in eine Position gelangt, die in Fig. 6, 7 mit A′ bezeichnet ist.

Claims (9)

1. Schmelzsicherung an Printplatten eines elektronischen Steuer­ gerätes, zum Beispiel einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit auswechselbaren Einzelsicherungen (Sicherungen), die je einen den Schmelzdraht umschließenden, zylindrischen Keramik­ körper mit beidends formschlüssig aufgesetzten Kontaktkappen aufweisen, mit handgriffartigen Kunststoffhalterungen, die aus gepaarten, mittels federnder Rastorgane miteinander verrastba­ ren Haltestücken gebildet sind, welche die gehalterten Sicherun­ gen bei Verrastung der Rastorgane zwischen diametralen Halteste­ gen festlegen und bei Lösung der Rastorgane für eine radiale Entnahme freigeben, mit die Sicherungen kontaktierenden Klemmhaltern, deren federnde Klemmschenkel über zur Achse der Sicherungen parallele Biegekanten in Stege übergehen, welche an der zugehörigen Printplatte mittels ausgestanzter und für einen Durchgriff durch die Printplatte abgebogener Verankerungszungen abstütz­ bar sind,
sowie mit Hintergriffsorganen zur axialen Festlegung der Sicherungen in ihren Haltestegen,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Blechstreifen (B) durch Stanzen und Biegen gebildeten Klemmhalter (15) derart symmetrisch gestaltet sind, daß ihre Symmetrieebenen (a-a) parallel zu den den Steg (15 b) begrenzenden Biegekanten (15 d) zwischen den Klemmschenkeln (15 a) verlaufen und daß die Hinter­ griffsorgane (Haltestege 25 b) Bestandteil der Kunststoff-Halte­ rungen (25) sind.

2. Schmelzsicherung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Halterungen (25) je durch zwei über ein fe­ derndes Gelenk (25 c) miteinander verbundene schaufelartige Halte­ stücke ( 25 a) gebildet sind, deren als Haltestege (25 b; 25 b′) ausge­ bildeten Hintergriffsorgane die Kontaktkappen (27 b) der gehalter­ ten Einzelsicherung (27) an ihren Innenkanten hintergreifen.

3. Schmelzsicherung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander parallelen Haltestege (25 b; 25 b′) jedes Halte­ stückes (25 a) sich in einem Abstand voneinander befinden, der dem Abstand der Innenkanten der Kontaktkappen (27 b) entspricht.

4. Schmelzsicherung nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Keramikkörper (27 a) der gehalterten Einzelsicherung (27) vollständig in einer torbogenförmigen Ausnehmung des Halte­ steges (25 b) aufgenommen ist, deren Radius dem Radius des Keramik­ körpers (27 a) entspricht.

5. Schmelzsicherung nach einem der Patentansprüche 2-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Haltestege (25 b, 25 b′) an parallele Wandun­ gen (25 a′) der Haltestücke (25 a) angeformt sind und über rechtwinklig abgehende Ränder (25 a′′) gegeneinander abstützbar sind.

6. Aus einem Blechstreifen durch Stanzen und Biegen gebildetes Kon­ takthalter-Band mit deckungsgleich aneinandergereihten und über Verbindungsstücken miteinander zusammenhängenden Kontakthaltern als Zwischenprodukt zur Herstellung von Kontakthaltern für eine Schmelzsicherung nach einem der Patentansprüche 1-5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsbrücken (15 e) benachbarte Ste­ ge (15 b) von Klemmhaltern (15) miteinander verbinden.

7. Klemmhalterband nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbrücken (15 e) symmetrisch zur Symmetrieebene (a-a) der Klemmhalter (15) liegen.

8. Klemmhalterband nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in Richtung der Symmetrieebene (a-a) abgenommene Abmessung der Verbindungsbrücke (15 e) etwa ¹/₅ der Abmessung des Steges (15 b) beträgt.

9. Verfahren zur Herstellung einer Schmelzsicherung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, bei welchem aus einem Blechstreifen durch Stanzen und Biegen ein Klemmhalterband gemäß Patentanspruch 6 gebildet wird, danach die über Verbindungsbrücken im Klemm­ halterband miteinander verbundenen Klemmhalter von Klemmhalterband abgestanzt und sodann die abgestanzten Klemmhalter mittels ihrer Verankerungszungen an der zugehörigen Printplatte befestigt wer­ den, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhalter (15) beim Ab­ stanzen vom Klemmhalterband (K) in einer Position (Stanzposition) gehalten werden, in welcher sie der Printplatte (19) derart räum­ lich zugeordnet sind, daß ihre Symmetrieebene (a-a) mit ihrer Symmetrieebene (a-a) in Befestigungsposition auf der Printplatte (19) zusammenfällt und daß die abgestanzten Klemmhalter (15) symmetrisch zur Symmetrieebene (a-a) aus ihrer Stanzposition in ihre Befestigungsposition überführt werden.