EP0578157B1 - Presse zum Einpressen von Steckverbindern in Leiterplatten - Google Patents

Presse zum Einpressen von Steckverbindern in Leiterplatten Download PDF

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EP0578157B1
EP0578157B1 EP93110653A EP93110653A EP0578157B1 EP 0578157 B1 EP0578157 B1 EP 0578157B1 EP 93110653 A EP93110653 A EP 93110653A EP 93110653 A EP93110653 A EP 93110653A EP 0578157 B1 EP0578157 B1 EP 0578157B1
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press
force
spring
fitting
arm
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Dietmar Dipl.-Kaufm. Harting
Hartmuth Dipl.-Ing. Schmidt
Dieter Dipl.-Ing. Riepe
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Harting Stiftung and Co KG
Original Assignee
Harting AG and Co KG
Harting Electronics GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve
    • H01R43/205—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve with a panel or printed circuit board

Definitions

  • the invention relates to a press for pressing connectors into printed circuit boards, in particular press with a C-shaped press body, the printed circuit board, in the bores of which the press-in sections of the contact element ends of a connector are pressed by means of a press ram / pressing tool, rests on a press table, and wherein the Press is provided with resilient, resilient means.
  • Presses with a C-shaped press base body are preferably used for pressing plug-in connectors into printed circuit boards, since the press body, which is open on one side, is particularly well suited to being able to hold printed circuit boards of various formats for pressing.
  • press-in forces When pressing multi-pin connectors into printed circuit boards, high press-in forces are required, which can be up to 150 N for each contact end to be pressed in. With plug connectors used today with up to 500 contacts, press-in forces of up to 75 kN can then be applied.
  • a C-shaped press body tends to spring elastically.
  • the press ram and the press tool associated with it move originally from it vertical or horizontal position by an angle corresponding to the spring deflection.
  • This displacement / misalignment has the result that, in particular, connectors to be pressed in which are arranged longitudinally in the opening direction of the C-shaped press are pressed obliquely into the printed circuit board, so that one end of the connector is pressed into the printed circuit board until the support body stops, but the other end is not completely pressed in until it stops.
  • the invention is based on the object of designing a commercially available, C-shaped press such that a springing open of the press body remains without influence on the required plane-parallel pressing of, in particular, connectors arranged longitudinally to the press opening into the printed circuit board.
  • the resilient, resilient means are arranged in such a way that they prevent the inclination of the press-in tool, i.e. counteract the inclination of the underside of the press-in tool in relation to the printed circuit board or the connector to be pressed in, when the arms of the press spring open during the press-in process, so that the underside of the press-in tool is always plane-parallel to the printed circuit board, i.e. that the tool always acts vertically on the connector to be pressed.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that a bending of the arms of the C-shaped press body occurring during the press-in process and the resulting misalignment of the press-in tool with respect to the printed circuit board or the plug-in connector to be pressed in are compensated for, so that the press-in tool is plane-parallel during the press-in process to the circuit board on the press table.
  • the press shown in FIG. 1 has an essentially C-shaped press body 1, a press cylinder with a vertically acting press ram 3 being arranged on the upper arm 2 and a press table 5 being arranged on the lower arm 4.
  • the press table there is a printed circuit board 6 with a connector 7 placed thereon, the contact element ends of which are pressed into holes in the printed circuit board when the press ram is pressed down by the press tool 8 connected thereto.
  • the connector is placed on the circuit board so that its longitudinal axis runs in the direction of the opening of the C-shaped press body.
  • the two arms 2, 4 of the press body become C-shaped due to the elasticity that is always present Body bent out with relatively wide arms by the forces occurring during the pressing process, so that the bottom 9 of the press tool no longer runs plane-parallel to the surface 10 of the lower arm 4 with the press table.
  • the connector is then pressed obliquely into the circuit board in such a way that the front end 11 of the connector facing away from the opening of the C's is not completely pressed into the circuit board holes.
  • the front end 12 of the press table is rotatably / pivotably mounted about the axis X. Furthermore, a spring element 13 is arranged under the other, rear end of the press table, on which the press table rests.
  • a support part 14 is provided, on which a plate spring 15 is fastened by means of a pin 16.
  • the pin is movably held in the supporting part in the vertical direction, the plate spring being prestressed by means of a nut 17.
  • the spring characteristic of the spring element ie the plate spring, is selected in accordance with the spring characteristic of the arms of the C-shaped press body.
  • the rear end of the press table is deflected / pivoted back by an amount Y when the press-in force acts on it corresponds to the spring deflection of the arms 2.4, so that the press-in tool acts exactly perpendicularly on the press table / the connector during the actual press-in process.
  • the spring element is fastened horizontally displaceably to the lower press arm.
  • a slot 18 is formed in the press arm, through which a clamping screw 19 is guided, with which the spring element can be locked in different positions (see FIG. 1).
  • a modified press is shown in FIG. It is provided that the press cylinder 20 with the press ram 3 and the press tool 8 is arranged via a joint 21 at the lower end of the upper arm 2 of the press body.
  • a tension spring 22 as a spring element between the press cylinder and the upper end of the arm 2 pulls the press cylinder against a stop 23 on the upper arm.
  • FIG. 4 a further modified press is shown in FIG. 4.
  • the press-in tool 8 ' is of divided design, namely an upper and a lower part 24, 25 are provided which are connected to one another in an articulated manner about a front axis X'.
  • a spring element 13 ' is arranged between the two parts, which acts in accordance with the spring element 13 described at the beginning and one when the arms 2, 4 of the press body spring open Compensation for the resulting misalignment of the press tool in relation to the connector to be pressed.
  • the axis of rotation Z about which the arms 2, 4 of the press spring open during the press-in process, is approximately at the height of the press table, so that the horizontal displacement (relative movement) between the vertical axes of the press-in tool and the connector is avoided .
  • This greater elasticity of the connection of the lower arm 4 to the vertical arm 26 of the press can be achieved, for example, in that the vertical arm is designed with a reduced cross section at the height of the press table 5.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Presse zum Einpressen von Steckverbindern in Leiterplatten, insbesondere Presse mit einem C-förmigen Pressenkörper, wobei die Leiterplatte, in deren Bohrungen die Einpreßabschnitte der Kontaktelementenden eines Steckverbinders mittels eines Preßstempels/ Preßwerkzeuges eingepreßt werden, auf einem Pressentisch aufliegt, und wobei die Presse mit federelastischen, nachgiebigen Mitteln versehen ist.
  • Vorzugsweise werden zum Einpressen von Steckverbindern in Leiterplatten Pressen mit einem C-förmigen Pressengrundkörper verwendet, da der einseitig offene Pressenkörper besonders gut geeignet ist, um Leiterplatten verschiedenster Formate zum Verpressen aufnehmen zu können.
  • Beim Einpressen von hochpoligen Steckverbindern in Leiterplatten sind hohe Einpreßkräfte erforderlich, die pro einzupressendem Kontaktende bis zu 150 N betragen können. Bei heutzutage angewendeten Steckverbindern mit bis zu 500 Kontakten können dabei dann Einpreßkräfte von bis zu 75 kN aufzubringen sein.
  • Bei derart hohen Einpreßkräften zeigt ein C-förmiger Pressenkörper jedoch die Neigung, elastisch aufzufedern. Dabei verlagert sich der Pressenstößel und das damit verbundene Einpreßwerkzeug jedoch aus seiner ursprünglich senkrechten bzw. waagerechten Stellung um einen der Auffederung entsprechenden Winkel. Diese Verlagerung/ Schiefstellung hat zur Folge, daß insbesondere längs in Öffnungsrichtung der C-förmigen Presse angeordnete einzupressende Steckverbinder schräg in die Leiterplatte eingepreßt werden, sodaß das eine Ende des Steckverbinders zwar bis zum Anschlag des Trägerkörpers in die Leiterplatte eingepreßt ist, das andere Ende jedoch eben nicht vollständig bis zum Anschlag eingepreßt ist.
  • Die vorstehend erwähnten Probleme treten verstärkt mit zunehmender Steckverbinderlänge auf.
  • Zwar könnte diesem Problem durch Verwendung von Pressen mit Drei- oder Vier-Säulengestellen, wobei die Leiterplatte/der einzupressende Steckverbinder dann zwischen den Säulen angeordnet ist, begegnet werden, jedoch ist bei dieser Pressenart der eigentliche Arbeitsraum zwischen den Säulen entweder sehr eng oder die Pressen weisen unverhältnismäßig große Abmessungen auf.
  • Andererseits könnte das Problem des Auffederns bei C-förmigen Pressen durch mechanisch weit überdimensionierte Pressen/Pressenkörper gemildert werden, jedoch sind auch derartige Pressen für den Anwender unakzeptabel groß, schwer und kostspielig.
  • Aus der US-A-2 994 330 ist es bekannt, eine Presse zum Einpressen von Kontaktteilen in eine Trägerplatte mit federelastischen Mitteln zu versehen, wobei die Trägerplatte auf einem durch Federn abgestützten Tisch aufliegt. Hierbei dient die Federung zum Toleranzausgleich von unterschiedlich dicken Kontaktteilen bzw. Trägerplatten, damit weder der Preßstempel noch die Kontaktteile mit einem übermäßig hohem Preßdruck gegen Ende des Einpreßhubes beaufschlagt werden.
  • Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine handelsübliche, C-förmige Presse dahingehend auszubilden, daß ein Auffedern des Pressenkörpers ohne Einfluß auf das erforderliche planparallele Einpressen von insbesondere längs zur Pressenöffnung angeordneten Steckverbindern in die Leiterplatte bleibt.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die federelastischen, nachgiebigen Mittel derart angeordnet sind, daß sie der Schiefstellung des Einpreßwerkzeuges, d.h. der Schiefstellung der Unterseite des Einpreßwerkzeuges in Bezug auf die Leiterplatte bzw. den einzupressenden Steckverbinder, beim Auffedern der Arme der Presse beim Einpreßvorgang entgegenwirken, so daß die Unterseite des Einpreßwerkzeuges stets planparallel zur Leiterplatte ist, d.h. daß das Werkzeug stets senkrecht auf den einzupressenden Steckverbinder wirkt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine beim Einpreßvorgang auftretende Aufbiegung der Arme des C-förmigen Pressenkörpers und die dadurch bedingte Schiefstellung des Einpreßwerkzeuges in bezug auf die Leiterplatte bzw. die einzupressenden Steckverbinder ausgeglichen wird, sodaß das Einpreßwerkzeug während des Einpreßvorganges planparallel zur Leiterplatte auf dem Pressentisch wirkt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer C-förmigen Presse,
    Fig. 2
    eine Darstellung des Pressentisches gem. Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 2-2,
    Fig. 3
    die Ansicht einer modifizierten Presse, und
    Fig. 4
    die Ansicht einer Presse mit einem modifizierten Einpreßwerkzeug.
  • Die in der Fig. 1 dargestellte Presse weist einen im wesentlichen C-förmigen Pressenkörper 1 auf, wobei am oberen Arm 2 ein Preßzylinder mit einem senkrecht wirkenden Preßstößel 3 und am unteren Arm 4 ein Pressentisch 5 angeordnet ist.
  • Auf dem Pressentisch befindet sich eine Leiterplatte 6 mit einem darauf aufgesetzten Steckverbinder 7, dessen Kontaktelementenden beim Niederdrücken des Preßstößels durch das damit verbundene Einpreßwerkzeug 8 in Bohrungen der Leiterplatte eingepreßt werden. Der Steckverbinder ist dabei so auf die Leiterplatte aufgesetzt, daß seine Längsachse in Richtung der Öffnung des C-förmigen Pressenkörpers verläuft. Beim Einpressen des Steckverbinders werden die beiden Arme 2,4 des Pressenkörpers aufgrund der stets vorhandenen Elastizität eines C-förmigen Körpers mit relativ weit ausladenden Armen durch die beim Preßvorgang auftretenden Kräfte auseinandergebogen, sodaß die Unterseite 9 des Einpreßwerkzeuges nicht mehr planparallel zur Fläche 10 des unteren Armes 4 mit dem Pressentisch verläuft.
  • Durch diese Schiefstellung des Einpreßwerkzeuges wird dann jedoch auch der Steckverbinder schief in die Leiterplatte eingepreßt und zwar derart, daß das der Öffnung des C's abgewandte, vordere Ende 11 des Steckverbinders nicht vollständig in die Leiterplatten-Bohrungen eingepreßt wird.
  • Um diese Schiefstellung auszugleichen und ein gleichmäßiges Einpressen des Steckverbinders zu erzielen, ist vorgesehen, daß das vordere Ende 12 des Pressentisches um die Achse X drehbar/schwenkbar gelagert ist. Weiterhin ist unter dem anderen, hinteren Ende des Pressentisches ein Federelement 13 angeordnet, auf dem der Pressentisch aufliegt.
  • In der Schnittdarstellung der Fig. 2 ist die Anordnung des Federelementes näher dargestellt. Hier ist ein Tragteil 14 vorgesehen, auf dem eine Tellerfeder 15 mittels eines Zapfens 16 befestigt ist. Der Zapfen ist in vertikaler Richtung bewegbar in dem Tragteil gehalten, wobei die Tellerfeder mittels einer Mutter 17 vorgespannt ist.
  • In der Ruhe- bzw. Ausgangslage des Pressentisches 5 liegt dessen hinteres Ende lose auf dem Federelement, d.h. dem federnd nachgiebigen Zapfen 16 auf. Der Tisch befindet sich dabei in der waagerechten bzw. planparallelen Lage zur Unterseite des Einpreßwerkzeuges.
  • Die Federkennlinie des Federelementes, d.h. der Tellerfeder ist entsprechend der Federkennlinie der Arme des C-förmigen Pressenkörpers gewählt. Dadurch wird das hintere Ende des Pressentisches beim Einwirken der Einpreßkraft um einen Betrag Y ausgelenkt/zurückgeschwenkt, der der Auffederung der Arme 2,4 entspricht, sodaß das Einpreßwerkzeug während des eigentlichen Einpreßvorganges genau senkrecht auf den Pressentisch/ den Steckverbinder einwirkt.
  • Zur Anpassung der Federwirkung des Federelementes an die Federkennlinie/Federwirkung der C-förmigen Arme des Pressenkörpers ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Federelement horizontal verschiebbar an dem unteren Pressenarm befestigt ist. Hierzu ist im Pressenarm ein Schlitz 18 ausgebildet, durch den eine Klemmschraube 19 geführt ist, mit der das Federelement in verschiedenen Positionen arretiert werden kann (sh. Fig. 1).
  • In der Fig. 3 ist eine modifizierte Presse dargestellt. Hierbei ist vorgesehen, daß der Preßzylinder 20 mit dem Preßstößel 3 und dem Einpreßwerkzeug 8 über ein Gelenk 21 am unteren Ende des oberen Armes 2 des Pressenkörpers angeordnet ist. Eine Zugfeder 22 als Federelement zwischen dem Preßzylinder und dem oberen Ende des Armes 2 zieht den Preßzylinder gegen einen Anschlag 23 am oberen Arm. Beim Auffedern des oberen Armes in bezug auf den unteren Arm/Pressentisch 5 beim Einpreßvorgang ermöglicht das Gelenk in Verbindung mit der Zugfeder einen Ausgleich dieses Auffederns, indem der Preßzylinder und somit auch das Einpreßwerkzeug um eben diesen Betrag aus ihrer ursprünglichen Lage in eine zum einzupressenden Steckverbinder senkrechte bzw. planparallele Stellung schwenken.
  • Schließlich ist in der Fig. 4 noch eine weitere modifizierte Presse dargestellt. Hierbei ist das Einpreßwerkzeug 8' geteilt ausgebildet und zwar ist ein oberes und unteres Teil 24,25 vorgesehen, die um eine vordere Achse X' gelenkig miteinander verbunden sind. Im hinteren Bereich des Einpreßwerkzeuges ist ein Federelement 13' zwischen den beiden Teilen angeordnet, das entsprechend dem eingangs beschriebenen Federelement 13 wirkt und beim Auffedern der Arme 2,4 des Pressenkörpers einen Ausgleich der dadurch hervorgerufenen Schiefstellung des Einpreßwerkzeuges in bezug auf den einzupressenden Steckverbinder ermöglicht.
  • Durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen wird der Schiefstellung des Einpreßwerkzeuges in Bezug auf den einzupressenden Steckverbinder beim Einpreßvorgang entgegengewirkt. Dabei kommt es jedoch zu einem geringen seitlichen Versatz der vertikalen Achsen des Einpreßwerkzeuges und des Steckverbinders, der sich ggfs. störend bemerkbar macht.
    Dieser Versatz tritt um so stärker auf, je höher die "Drehachse" Z über der Ebene des Pressentisches liegt. Um diesem Versatz entgegenzuwirken ist vorgesehen, die Verbindung des oberen Armes 2 mit dem senkrechten Arm 26 des Pressenkörpers biegesteif auszubilden und die Verbindung des den Pressentisch 5 tragenden unteren Armes 4 mit dem senkrechten Arm 26 des Pressenkörpers elastischer auszubilden. Dabei wird dann erreicht, daß die Drehachse Z, um die die Arme 2,4 der Presse beim Einpreßvorgang auffedern, in etwa in der Höhe des Pressentisches liegt, so daß die Horizontalverschiebung (Relativbewegung) zwischen den senkrechten Achsen des Einpreßwerkzeuges und des Steckverbinders vermieden wird.
    Diese größere Elastizität der Anbindung des unteren Armes 4 an den senkrechten Arm 26 der Presse kann z.B. dadurch erreicht werden, daß der senkrechte Arm in der Höhe des Pressentisches 5 mit einen verminderten Querschnitt ausgeführt ist.

Claims (7)

  1. Presse zum Einpressen von Steckverbindern in Leiterplatten, insbesondere Presse mit einem C-förmigen Pressenkörper, wobei die Leiterplatte, in deren Bohrungen die Einpreßabschnitte der Kontaktelementenden eines Steckverbinders mittels eines Preßstempels/ Preßwerkzeuges eingepreßt werden, auf einem Pressentisch aufliegt, und wobei die Presse mit federelastischen, nachgiebigen Mitteln versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
    daß die federelastischen, nachgiebigen Mittel derart angeordnet sind, daß sie der Schiefstellung des Einpreßwerkzeuges (8, 8'), d.h. der Schiefstellung der Unterseite (9) des Einpreßwerkzeuges in Bezug auf die Leiterplatte (6) bzw. den einzupressenden Steckverbinder (7), beim Auffedern der Arme (2;4) der Presse beim Einpreßvorgang entgegenwirken, so daß die Unterseite (9) des Einpreßwerkzeuges stets planparallel zur Leiterplatte (6) ist, d.h. daß das Werkzeug stets senkrecht auf den einzupressenden Steckverbinder (7) wirkt.
  2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pressentisch (5) an seinem vorderen Ende (12), d.h. an seinem von der Öffnung der Arme (2,4) des Pressenkörpers (1) wegweisenden Ende, um eine Achse (X) drehbar/schwenkbar gelagert ist, und daß der Pressentisch (5) in seinem hinteren Bereich durch ein Federelement (13) abgestützt ist, d.h. auf diesem aufliegt.
  3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft des Federelementes (13) einstellbar ist.
  4. Presse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Federelement (13) axial verschiebbar angeordnet ist.
  5. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Preßzylinder (20) mit dem Preßstößel (3) und dem Einpreßwerkzeug (8) über ein Gelenk (21) am unteren Ende des oberen Armes (2) des Pressenkörpers befestigt ist, und
    und daß am oberen Ende des oberen Armes (2) eine Zugfeder (22) zwischen dem feststehenden Arm und dem gelenkigen Preßzylinder eingefügt ist, die diesen gegen einen Anschlag (23) zieht.
  6. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verbindung des oberen Armes (2) mit dem senkrechten Arm (26) des C-förmigen Pressenkörpers (1) steif im Verhältnis zur Verbindung des unteren Armes (4) mit dem senkrechten Arm (26) ausgebildet ist, so daß die Drehachse (Z) beim Auffedern des Pressenkörpers (1) beim Einpreßvorgang in etwa in der Höhe des Pressentisches (5) liegt.
  7. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Einpreßwerkzeug (8) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die beiden Teile (24,25) an ihren vorderen Enden um eine Achse (X') schwenkbar gelenkig miteinander verbunden sind, und
    und wobei im Bereich der hinteren Enden ein Federelement (13') zwischen diesen angeordnet ist.
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DE4222575A DE4222575C1 (de) 1992-07-09 1992-07-09

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EP0578157A1 EP0578157A1 (de) 1994-01-12
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