DE4002349A1 - Verfahren zum ausgleich von nichtparallelitaeten - Google Patents

Description

Typische Anwendungen hierfür sind beim kraftschlüssigen Übertragen oder durch Strahlung thermischer Energie eines Körpers auf einen anderen vorhanden, wie sie z. B. beim Verlöten von Teilen durch einen die Wärme abgebenden Werkzeug auf eines oder mehrere andere Teile entstehen. Bei hochpoligen elektrischen Bauteilen mit kleinsten Teilungen der Anschlüsse darf unter der Einwirkung eines ersten Teiles praktisch keinerlei seitliche Verschiebung vor und während des Bearbeitungsvorganges entstehen, da sonst z. B. die Anschlüsse eines Bauteiles nicht mit der erforderlichen Genauigkeit auf den Anschlüssen einer Leiterplatte positioniert werden können oder unter der Einwirkung dieses Parallelitätsausgleiches für die thermische Behandlung gegeneinander verschoben werden.

Übersicht

Beim Bearbeiten z. B. durch thermische oder mechanische Einwirkung eines zweiten Teiles durch ein erstes Teil mit einer endlichen Ausdehung des einen und/oder des anderen Teiles in einer oder mehreren Dimensionen treten grundsätzlich Nichtparallelitäten zueinander auf, die durch die Toleranzen einmal der Bewegungseinheit der Teile oder durch Toleranzen der Teile selber z. B. einer Leiterplatte entstehen. In vielen Anwendungen, z. B. zur Übertragung thermischer Energie, ist es erforderlich, einen nahezu idealen Ausgleich zueinander zu erhalten, der besonders die seitliche Verschiebung zueinander während dieses Ausgleiches erheblich verringert oder nahezu nach Null sichert.

Dies ist z. B. erforderlich, wenn ein Bauteil mit endlichen Abmessungen auf eine Leiterplatte gelötet werden soll, wobei hierfür ein Lötverfahren durch einem die thermische Energie abgebenden kraftschlüssigen Lötwerkzeug als erstes Teil erzeugt werden kann und dessen thermische Energie kraftschlüssig auf ein oder mehrere zweite Teile übertragen werden soll. Ist keinerlei Parallelitätsausgleich vorhanden, so wird in diesem Beispiel thermische Energie lediglich an einem oder wenigen Punkten übertragen, die durch die nicht vorhandene Parallelität bestimmt sind.

Ist ein mehr oder weniger automatischer Ausgleich der Parallelität vorhanden, so wird während dieses Ausgleiches eine wenigstens in Teilen vorhandene und nicht vermeidbare Verschiebung der Teile gegeneinander entstehen.

Eine sich angleichende Fläche gegenüber einer anderen wird sich aber immer um einen Drehpunkt oder einen Drehbereich bewegen, der automatisch eine seitliche Verschiebung der beiden Teile zueinander wenigstens in Teilbereichen erzeugen muß, unabhängig davon, wo dieser Drehpunkt liegt. Dies ist aber in vielen Fällen nicht erwünscht und würde diesen Ausgleich zwar ermöglichen, jedoch die Anwendung in Frage stellen oder wenigstens erheblich beeinträchtigen.

Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese zeitliche Verschiebung auszuschalten bzw. erheblich zu verringern.

Bekannt sind verschiedene Verfahren, einen derartigen Ausgleich zueinander herzustellen, jedoch ohne die dadurch entstehende seitliche Verschiebung vollkommen zu vermeiden. Üblich ist z. B. das erste Teil schwimmend aufzuhängen und dann beim Einwirken einer Kraft zu dem zweiten Teil diesen Ausgleich der Parallelität herzustellen - also wenigstens eines der Teile angemessen zu bewegen bzw. zu drehen. Dieses sich ausgleichende und somit in der Parallelität bewegende Teil kann aber die Bewegung nur über einen fixen Drehpunkt oder einen wandernden Drehpunkt herstellen. Daraus resultiert, daß sich die Flächen zueinander wenigstens in einem Teilbereich gegeneinander bewegen müssen, also teilweise verschieben. Die Größe der Verschiebung ist grundsätzlich unabhängig davon, wo dieser Drehpunkt liegt, entsteht aber auch wenn er z. B. in der Mitte der endlichen Ausdehnung oder Ausdehnungen liegt. Zwar kann die seitliche Verschiebung gegeneinander durch Lage des Drehpunktes verringert werden, ist jedoch physikalisch nicht auszuschalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor der Behandlung eines ersten Teiles zu einem zweiten Teil mit einer ein- oder mehrdimensionalen Ausdehnung diese Nichtparallelität ermittelt und registriert wird. Dies erfolgt erfindungsgemäß z. B. durch Messung dieser Nichtparallelität und einer daraus resultierenden Korrektur wenigstens eines der Teile bereits vor der nachfolgenden Bearbeitung der Teile untereinander, wobei hierfür auch erfindungsgemäß einfache mechanische und optische Mittel verwendet werden können, z. B. Stellschrauben. Auch wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, diese Teile zunächst gegeneinander besonders kraftschlüssig zueinander zu positionieren und diesen sich daraus ergebenden Parallelitätsausgleich z. B. mechanisch und/oder elektronisch zu registrieren für den späteren Bearbeitungsvorgang anzuwenden. Auch läßt sich dieser Vorabgleich der Parallelität mit zunächst nur einem oder wenigen Teilen herstellen und dann für den eigentlichen Bearbeitungsvorgang noch weitere im wesentlichen parallele Teile hinzufügen.

So kann erfindungsgemäß z. B. zunächst der Parallelitätsausgleich zwischen einem die Wärme abgebenden Werkzeug und einer Leiterplatte ermittelt und gespeichert werden und erst dann ein Bauteil z. B. mit vielen Anschlüssen für die eigentliche thermische Behandlung - dem Verlöten - hinzugefügt werden. Jetzt werden lediglich noch die durch den Lötvorgang entstehenden Parallelitätsänderungen mit geringster Verschiebung zueinander auszugleichen.

Hierdurch wird sichergestellt, daß während der eigentlichen Bearbeitung der Teile untereinander ein optimaler Ausgleich zueinander bereits vorhanden ist und lediglich die noch durch den Bearbeitungsvorgang entstehenden Toleranzen ausgeglichen werden müssen, wie sie z. B. zusätzlich bei der thermischen Einwirkung eines Teiles auf ein anderes Teil durch die unterschiedlichsten thermischen Ausdehnungen zueinander entstehen. Die dadurch noch entstehenden seitlichen Verschiebungen sind dann lediglich nur noch ein Bruchteil der sonst vorhandenen Grundverschiebung z. B. entstehend aus dem mechanischen Aufbau und der Toleranzen der Teile, nahezu unabhängig davon, wo der Drehpunkt hierfür liegt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Bearbeitung von Teilen gegeneinander, z. B. zum Übertragen thermischer Energie untereinander durch thermischen Kontakt und der Forderung zum Ausgleich von Nichtparallelitäten in einer oder mehreren Dimensionen zwischen einem ersten und einem oder mehreren anderen Teilen, wobei das erste Teil z. B. schwimmend aufgehängt oder gelagert sein kann und unter der Einwirkung von Kraft sich dem zweiten Teil in seiner Parallelität angleichen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhandene Nichtparallelität zwischen den Teilen zunächst ermittelt wird und die Teile dann mit dem korrigierten Wert zueinander für und/oder eine mögliche z. B. thermische Beeinflussung gegeneinander gebracht werden, so daß sich dann lediglich nur noch eine minimale Verschiebung während des Bearbeitungsvorganges gegeneinander entsteht.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile zum Vorausgleich der Parallelität zueinander zunächst kraftschlüssig aufeinander einwirken und dieser Wert für den Ausgleich gespeichert bzw. herangezogen wird.

3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nichtparallelität der Teile gegeneinander durch Messung ermittelt und daraus ausgeglichen wird.

4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt für den Ausgleich der Voreinstellung mit dem der Bearbeitung gegeneinander übereinstimmt.

5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Drehpunkt in der Ebene des anderen Teiles gelegt wird.

6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte des Ausgleiches der Teile vor der Bearbeitung der Teile gegeneinander für einen weiteren Vorgang gespeichert werden, so daß dann lediglich für weitere Vorgänge verringerte Toleranzen auszugleichen sind.

7. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die entstandenen Kräfte für den Grundausgleich und/oder während des Bearbeitungsvorganges ermittelt werden.

8. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine definierte Verschiebung der Nichtparallelität während des Bearbeitungsvorganges erzeugt wird.