NL1010172C2

NL1010172C2 - Drilling machine for making holes in printed circuit board uses stationery drill assembly which operates from below work surface

Info

Publication number: NL1010172C2
Application number: NL1010172A
Authority: NL
Inventors: Richard Eduard Aue
Original assignee: Richard Eduard Aue
Priority date: 1998-09-23
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2000-03-24

Abstract

The printed circuit board (12) is placed on an inclined flat plate (8). A transparent ruler (13) has a hole (14) directly above the end of the drill bit (18). The board is examined through a magnifying lens (11) and moved until the required position for the hole is over the drill bit. The board and plate are then pressed down so that the rotating bit drills the required hole from underneath.

Description

Korte Titel: Werkwijze en inrichting voor het boren van gaten in een voorwerp.Short Title: Method and device for drilling holes in an object.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van boorgaten in een voorwerp met behulp van een boor, bijvoorbeeld in een printplaat met behulp van een hardmetalen boor en een inrichting voor het met behulp van 5 een boor aanbrengen van een boorgat in een voorwerp zoals bijvoorbeeld voor het aanbrengen van boorgaten in een printplaat met behulp van een hardmetalen boor, welke inrichting bestaat uit een frame en een boor, welke boor met behulp van een machine in draaiing kan worden gebracht 10The invention relates to a method for drilling holes in an object using a drill, for example in a printed circuit board using a carbide drill and a device for drilling a hole in an object such as a drill. for example for drilling holes in a printed circuit board using a carbide drill, which device consists of a frame and a drill, which drill can be rotated using a machine.

Het is algemeen bekend om handmatig met behulp van een boormachine in een voorwerp een gat aan te brengen. Hiertoe wordt volgens op bekende wijze het voorwerp op een ondersteuning geplaatst en vervolgens op de gewenste plaats de 15 punt van de draaiende boor op het voorwerp geplaatst en door druk op de boor uit te uitoefenen, wordt de boor in het voorwerp gedrukt. Daar het gat dat de boor in het voorwerp maakt ongeveer de diameter heeft van de boor en de boor in het gat weinig speling heeft, dient nadat het gat 20 is aangebracht de boor rechtstandig uit het gat te worden gehaald. Hoe kleiner de diameter van de aan te brengen gaten, des te groter is de kans dat de boor breekt tijdens het boren en vooral tijdens het uit het boorgat halen van de boor, wanneer de boor dan niet zeer zorgvuldig recht-25 standig uit het boorgat wordt gehaald, indien het voorwerp handmatig tegen de ondersteuning wordt gedrukt. Vooral tijdens het terugtrekken van de boor uit het voorwerp zal de boor, indien deze iets in het boorgat klemt, het voorwerp van de ondersteuning omhoog trekken, waardoor het zeer 30 moeilijk wordt om het voorwerp handmatig in de juiste positie te houden ten opzichte van de boor. Dit is des te meer van belang indien in een voorwerp met behulp van een hardmetalen boor kleine gaten dienen te worden gemaakt, daar hoe kleiner de diameter van de boor en hoe harder het 35 materiaal van de boor en van het voorwerp, waarin geboord dient te worden, hoe groter de kans is dat een boor breekt.It is generally known to make a hole in an object manually with the aid of a drilling machine. For this purpose the object is placed on a support in a known manner and then the point of the rotating drill is placed on the object at the desired location and by applying pressure on the drill the drill is pressed into the object. Since the hole the drill makes in the object has approximately the diameter of the drill and the drill in the hole has little play, after the hole 20 has been made, the drill should be removed vertically from the hole. The smaller the diameter of the holes to be drilled, the greater the chance that the drill will break during drilling and especially when the drill is being removed from the borehole, if the drill is then not very carefully straight from the borehole. if the object is pressed manually against the support. Especially during the withdrawal of the drill from the object, if it clamps slightly in the borehole, the drill will pull the object up from the support, making it very difficult to manually hold the object in the correct position relative to the drill. This is all the more important if small holes are to be made in an object with the aid of a carbide drill, since the smaller the diameter of the drill and the harder the material of the drill and of the object into which it is to be drilled. the greater the chance that a drill will break.

_ i ·. i 7 2 2_ i ·. i 7 2 2

Hoe harder het materiaal waarvan de boor vervaardigd is, hoe kleiner de toelaatbare buiging zal zijn waarop de boor zal breken. In de praktijk is dan ook gebleken, dat het handmatig met behulp van een boormachine met hardmetalen 5 boor aanbrengen van gaten in een voorwerp zoals een print-plaat, tijdrovend is en extra kosten met zich mee brengt, doordat veelvuldig voortijdig een boor, voordat deze niet meer bruikbaar is, breekt.The harder the material the drill is made of, the smaller the allowable bend will be on which the drill will break. It has therefore been found in practice that manually inserting holes in an object such as a printed circuit board with a carbide drill with a carbide drill is time-consuming and entails additional costs, because a drill is often prematurely premature before it is no longer usable, breaks.

10 Het doel van de uitvinding is een werkwijze waarmede zeer snel achter elkaar, in een voorwerp zoals een printplaat, met behulp van een boor en meer speciaal een hardmetalen boor gaten op gewenste plaatsen kunnen worden aangebracht, waarbij de boor niet of nauwelijks breekt, alsmede een 15 boorinrichting waarmede snel en gemakkelijk in voorwerpen zoals een printplaat vele kleine boorgaten kunnen worden aangebracht.The object of the invention is a method with which holes can be made in desired places very quickly one after the other, in an object such as a printed circuit board, with the aid of a drill and, more particularly, a carbide drill, with little or no breakage of the drill, as well as a drilling device with which many small drill holes can be made quickly and easily in objects such as a printed circuit board.

Dit doel van de uitvinding wordt bereikt met een werkwijze 20 doordat de boor draaiende om zijn as in een vaste positie in een frame is geplaatst, dat vervolgens het voorwerp tegen een steunorgaan of ondersteuning wordt geplaatst, welke steunorgaan zich bevindt in een eerste voorkeursstand tussen het voorwerp en de boor en welke ondersteuning met 25 behulp van verende middelen in de eerste voorkeursstand wordt gehouden, vervolgens het voorwerp wordt gepositioneerd ten opzichte van de draaiende boor, dan het voorwerp te zamen met de ondersteuning met behulp van geleidingsmid-delen naar de punt van de draaiende boor wordt verplaatst, 30 daarna het voorwerp tegen de punt van de draaiende boor wordt aangedrukt en een gat wordt geboord, en dat vervolgens het voorwerp te zamen met het steunorgaan met behulp van de verende middelen terug wordt geplaatst in de eerste voorkeursstand zodat de boor zich niet meer bevindt in het 35 gat dat in het voorwerp is aangebracht waarbij tijdens het terugtrekken van de boor uit het voorwerp, de ondersteuning tegen het voorwerp blijft aangedrukt. Met deze werkwijze wordt bereikt, dat de boor in een frame draait op een vaste plaats en dat met de hand het voorwerp te zamen met de .·) - 3 ondersteuning tegen de boor aan wordt gedrukt tijdens het inbrengen van de boor in het voorwerp, terwijl tijdens het uithalen van de boor uit het boorgat, de boor op een vaste plaats ten opzichte van de ondersteuning blijft en het 5 voorwerp tegen het steunorgaan aangedrukt blijft, en het voorwerp dus van de boor af wordt getrokken, waardoor de boor in de gewenste stand uit het boorgat komt. Gebruikelijk tot nu toe is dat het voorwerp zich tussen de boor en de ondersteuning bevindt en dat de boor uit het voorwerp 10 wordt gehaald, terwijl het voorwerp met de hand wordt vastgehouden en daarbij gemakkelijk van de ondersteuning los kan komen en daardoor in een verkeerde stand ten opzichte van de boor kan komen te staan.This object of the invention is achieved with a method in that the drill is rotated about its axis in a fixed position in a frame, which subsequently the object is placed against a support member or support, which support member is situated in a first preferred position between the object and the drill and which support is held in the first preferred position by resilient means, then the object is positioned relative to the rotary drill, then the object together with the support by means of guides to the tip of the rotary drill is moved, then the article is pressed against the tip of the rotary drill and a hole is drilled, and then the article, together with the support member, is returned to the first preferred position by means of the resilient means so that the drill is no longer in the hole made in the object, during retraction ejecting the drill from the object, the support against the object remains pressed. This method achieves that the drill rotates in a frame in a fixed location and that the object is pressed against the drill by hand together with the support during the insertion of the drill into the object, while during extraction of the drill from the borehole, the drill remains in a fixed position with respect to the support and the object remains pressed against the support member, thus pulling the object away from the drill, thereby bringing the drill into the desired position comes out of the borehole. It has hitherto been common for the object to be between the drill and the support and for the drill to be taken out of the object 10 while the object is held by hand and can easily come off the support and thereby be in a wrong position in relation to the drill.

15 Het doel van de uitvinding wordt tevens bereikt met een boorinrichting, doordat de boor op een vaste stand ten opzichte van een frame is bevestigd, en dat voor het uiteinde van de boor een plaatvormig steunorgaan is aangebracht waartegen het voorwerp kan worden geplaatst zodanig 20 dat het steunorgaan zich bevindt tussen het voorwerp en de boor, welk steunorgaan met behulp van verende middelen in een eerste uiterste voorkeursstand wordt gehouden en via geleidingsmiddelen naar een tweede uiterste stand kan worden verplaatst, waarbij in de eerste voorkeursstand van 25 het steunorgaan de boor niet boven het vooroppervlak van het steunorgaan uitsteekt en in de tweede uiterste stand de boor een gewenste afstand boven het vooroppervlak van het steunorgaan waarop het voorwerp steunt, uitsteekt. Met een dergelijke inrichting is mogelijk om gemakkelijk en snel 30 een voorwerp zoals een printplaat te voorzien van een aantal gaten op gewenste plaatsen, waarbij breuk van de boor nauwelijks of niet optreedt. Bovendien kunnen nu de plaatsen waar geboord dient te worden aangegeven worden aan de achterzijde van het voorwerp, doordat de voorzijde van 35 het voorwerp gericht is naar de boor en de achterzijde van het voorwerp naar degene die de gaten in het voorwerp wenst aan te brengen. Een bijkomend voordeel is dat de spaanders afkomstig van het boren aan de tegenovergestelde kant van degene die de boorwerkzaamheden verricht uit het voorwerp 4 wegspringen, zodat nooit spaanders bijvoorbeeld in de ogen van degene die aan het werk is, terecht kunnen komen.The object of the invention is also achieved with a drilling device, in that the drill is fixed in a fixed position relative to a frame, and that a plate-shaped support member is arranged in front of the end of the drill, against which the object can be placed such that the support member is located between the object and the drill, which support member is held in a first extreme preferred position by means of resilient means and can be moved via guide means to a second extreme position, wherein in the first preferred position of the support member the drill is not above the front surface of the support member protrudes and in the second extreme position the drill protrudes a desired distance above the front surface of the support member on which the object rests. With such a device it is possible to easily and quickly provide an object such as a printed circuit board with a number of holes at desired locations, whereby breakage of the drill hardly occurs or does not occur. Moreover, the locations where drilling is to be indicated can now be indicated on the back of the object, because the front of the object is facing the drill and the back of the object towards the person who wishes to make the holes in the object. An additional advantage is that the shavings from drilling on the opposite side of the person doing the drilling work will jump out of the object 4, so that shavings can never end up in the eyes of the person who is working, for example.

In een voorkeursuitvoering van de inrichting volgens de 5 uitvinding bestaan de geleidingsmiddelen uit een as waarom heen het steunorgaan kan scharnieren en welke as loodrecht staat op de draaiingsas van de boor, waarbij de assen elkaar kruisen op een afstand die groter is dan 5 cm. Gebleken is dat hierdoor zeer snel de boor in en uit het 10 voorwerp kan worden gehaald.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the guiding means consist of an axis about which the support member can pivot and which axis is perpendicular to the axis of rotation of the drill, the axes crossing at a distance greater than 5 cm. It has been found that this allows the drill to be taken in and out of the object very quickly.

In een andere voorkeursuitvoering van de inrichting volgens de uitvinding is de draaiingsas van de boor geplaatst onder een hoek, die ligt tussen de 5 en 30 graden met de horizon-15 taal wanneer de inrichting op een horizontaal vlak is geplaatst. Hierdoor is het mogelijk om de inrichting zodanig te bouwen, dat de inrichting op een tafel kan worden geplaatst, waarbij het werkoppervlak onder een gewenste hoek met de horizontaal kan worden geplaatst. Dit kan 20 bijvoorbeeld onder een hoek van ongeveer 20 graden zijn, waardoor men zittend aan een tafel een goed zicht heeft op het voorwerp waarin gaten geboord dienen te worden.In another preferred embodiment of the device according to the invention, the axis of rotation of the drill is placed at an angle between 5 and 30 degrees with the horizontal when the device is placed on a horizontal plane. This makes it possible to build the device in such a way that the device can be placed on a table, the work surface being placed at a desired angle with the horizontal. This can for instance be at an angle of about 20 degrees, so that sitting at a table has a good view of the object in which holes are to be drilled.

In een andere voorkeursuitvoering van de inrichting volgens 25 de uitvinding is het steunorgaan te zamen met de loep en het richtmechanisme opklapbaar. Hierdoor is het mogelijk om de achter het steunorgaan opgehoopte spaanders te verwijderen en gemakkelijk de boor te verwisselen.In another preferred embodiment of the device according to the invention, the support member can be folded together with the magnifying glass and the alignment mechanism. This makes it possible to remove the chips accumulated behind the support member and to easily change the drill.

30 Aan de hand van de tekening zal de uitvinding nader worden verklaard. In de tekening toont:The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing shows:

Fig. 1 in dwarsdoorsnede een inrichting volgens de uitvinding waarbij de boor zich achter het ondersteuningsorgaan bevindt; 35 Fig. 2 in dwarsdoorsnede dezelfde inrichting uit figuur 1, waarbij de boor het voorwerp heeft doorboord;Fig. 1 is a cross-sectional view of a device according to the invention, wherein the drill is located behind the supporting member; FIG. 2 is a cross-sectional view of the same device of FIG. 1, the drill having pierced the object;

Fig. 3 in dwarsdoorsnede een andere mogelijke uitvoeringsvorm van de ondersteuning voor het > ‘) ; • 1 ; i- * 5 voorwerp;Fig. 3 in cross-section another possible embodiment of the support for the> "); • 1; i- * 5 object;

Fig. 4 in aanzicht een inrichting volgens de uitvinding .Fig. 4 is a view of a device according to the invention.

5 Figuur 1 toont een inrichting 1 volgens de uitvinding bestaande uit een huis 2, waarin een boormachine 3 zodanig is bevestigd, dat de machine opgesloten zit in een vaste stand in het huis of de behuizing 2. Het huis 2 bestaat uit een bodem 4 met nabij de voorkant een opstaand randje 5, dat 10 dient om het huis tegen de rand van een tafel of werkblad 6 te houden. Nabij de bovenzijde van het huis 2 is draaibaar om een horizontale as 7 een steunorgaan en in dit geval een vlakke plaat 8 bevestigd. Nabij de onderzijde zijn verende elementen 9 aangebracht waarop de onderzijde van de plaat 8 15 rust, waardoor het steunorgaan of vlakke plaat 8 tussen twee voorkeursstanden om de horizontale as kan scharnieren. Met behulp van een veer 10, wordt de plaat in de voorste voorkeursstand geplaatst. Door druk uit te oefenen op de plaat kan de plaat naar de andere voorkeursstand scharnie-20 ren. Eveneens scharnierend om de horizontale as is een loep 11 zodanig bevestigd, dat een duidelijk zicht op de plaats waar het boorgat in een voorwerp 12 dient te worden aangebracht. Voor het steunorgaan of de plaat 8 is een van doorzichtig materiaal vervaardigd richtelement of -orgaan 13 25 geplaatst, waarin een conisch toelopend gat 14 is aangebracht, waardoor zeer nauwkeurig kan worden uitgericht op de gewenste juiste plaats waar het boorgat dient te worden aangebracht in het onder het richtelement geplaatste te boren voorwerp 12.Figure 1 shows a device 1 according to the invention consisting of a housing 2, in which a drilling machine 3 is mounted such that the machine is enclosed in a fixed position in the housing or the housing 2. The housing 2 consists of a bottom 4 with near the front a raised edge 5, which serves to hold the house against the edge of a table or worktop 6. A support member and in this case a flat plate 8 are mounted rotatably about a horizontal axis 7 near the top of the housing 2. Resilient elements 9 are mounted near the bottom, on which the underside of the plate 8 rests, so that the support member or flat plate 8 can pivot between the two preferred positions about the horizontal axis. With the help of a spring 10, the plate is placed in the front preferred position. By applying pressure to the plate, the plate can pivot to the other preferred position. A magnifying glass 11 is also hinged about the horizontal axis in such a way that a clear view of the place where the borehole is to be made in an object 12. In front of the support member or plate 8, a guide element or member 13 made of transparent material is placed, in which a conical tapering hole 14 is arranged, so that it can be aligned very precisely at the desired correct location where the borehole is to be made in the object to be drilled placed under the straightening element 12.

3030

In een andere mogelijke uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding is het steunorgaan een vlakke plaat 8 die met behulp van meerdere verende elementen 9, die ieder bestaan uit een as 15 die in een koker 16 op en neer kunnen 35 bewegen en waarbij met behulp van een veer 17 het steunorgaan van een eerste voorkeursstand in een tweede voorkeursstand geplaatst worden. In deze uitvoeringsvorm zal de boor 18 nog beter in de juiste stand uit het boorgat gehaald kunnen worden, waardoor de kans op breken van de boor bij 6 deze uitvoeringsvorm nog kleiner is.In another possible embodiment of the device according to the invention, the support member is a flat plate 8 which, with the aid of a plurality of resilient elements 9, each of which consists of a shaft 15 which can move up and down in a tube 16, whereby a spring 17 places the support member from a first preferred position into a second preferred position. In this embodiment, the drill 18 can be extracted from the borehole even better in the correct position, so that the chance of breaking the drill in 6 in this embodiment is even smaller.

Figuur 4 toont een aanzicht van de inrichting volgens de uitvinding uit de figuren 1 en 2, waarbij het huis 2 nabij 5 de bovenzijde is voorzien van de as 7 waaromheen de loep 11 evenals de plaat 8 kunnen scharnieren en omgeklapt worden waarbij zij op een steun 19 kunnen rusten waardoor men gemakkelijk de boor 18 kan verwisselen, het voorwerp 12 in dit geval een printplaat bevindt zich onder het van door-10 zichtig materiaal vervaardigd richtelement of -orgaan 13 waarin het conisch toelopend gat 14 is aangebracht. Daar de boor 18 zich aan de achterzijde van het te boren voorwerp, de printplaat bevindt zullen de boorspaanders nooit in het gezicht van de persoon die boort kunnen springen.Figure 4 shows a view of the device according to the invention from Figures 1 and 2, in which the housing 2 is provided near the top side with the shaft 7 around which the magnifying glass 11 as well as the plate 8 can pivot and be folded, on a support 19 so that it is easy to change the drill 18, the object 12 in this case a printed circuit board is located under the aligning element or member 13 made of transparent material in which the conical tapering hole 14 is arranged. Since the drill 18 is located at the rear of the object to be drilled, the printed circuit board, the drill shavings will never be able to jump in the face of the person drilling.

1515

Claims

1. A method for drilling holes in an object with the aid of a drill, for example in a printed circuit board using a carbide drill, characterized in that the drill is placed in a frame rotating about its axis in a fixed position, that the object is then placed against a support member or support, which support member is in a first preferred position between the object and the drill and which support is held in the first preferred position by means of resilient means, then the object is positioned with respect to the rotary drill, then the object along with the support is moved with the aid of guide means to the tip of the rotary drill, then the object is pressed against the tip of the rotary drill and a hole is drilled, and then the object together with the support member is placed back in the first preferred position with the aid of the resilient means the drill is no longer in the hole made in the object, the support remaining pressed against the object during the withdrawal of the drill from the object.

2. Method according to claim 1, characterized in that the positioning of the object relative to the rotating drill is done by means of positioning means.

3. Device for making a borehole in an object by means of a drill, such as for instance drilling holes in a printed circuit board using a carbide drill, which device consists of a frame and a drill, which drill can be rotated by means of a machine, characterized in that the drill is mounted in a fixed position relative to a frame, and that a plate-shaped support member is arranged in front of the end of the drill, against which the object can be placed positioned such that the support member is located between the object and the drill, which support member is held in a first extreme preferred position by means of resilient means and can be moved via guide means to a second extreme position, wherein in the first preferred position of the support member drill does not protrude above the front surface of the support member and in the second extreme position the drill is a desired distance above the ear surface of the support member on which the object rests.

4. Device as claimed in claim 3, characterized in that the guiding means consist of an axis about which the supporting member can pivot and which axis is perpendicular to the axis of rotation of the drill.

5. Device according to claim 4, characterized in that the shortest distance between the axis of rotation of the drill and the pivot axis of the support member is at least 5 cm.

6. Device according to claim 3, characterized in that the guiding means consist of one or more shafts which run parallel to the axis of rotation of the drill and along which the support member can be moved parallel to itself.

Device according to any one of claims 3 to 6, 30, characterized in that the machine capable of rotating the drill is a hand drill mounted in a frame.

Device according to any one of claims 3 to 7, 35, characterized in that the axis of rotation of the drill is placed at an angle between 5 and 30 degrees from the horizontal when the device is placed on a horizontal plane.

Device according to any one of claims 3 to 8, characterized in that an alignment mechanism is provided, consisting of a magnifying glass and a ruler provided with a borehole at the location where the drill is located. 5

Device according to any one of claims 3 to 9, characterized in that the support member is foldable together with the magnifying glass and the alignment mechanism. I i.! I L. i? . *.