NL9100546A - Werkwijze alsmede inrichting voor het verbinden van een connector aan een plaat. - Google Patents

Description

Werkwijze alsmede inrichting voor het verbinden van een connector aan een plaat.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bevestigen van een connector op een plaat met gedrukte bedrading, welke connector is voorzien van bevestigingspennen die gestoken worden in bijbehorende gaten in de plaat, vervolgens verwarmd worden en door middel van een persgereedschap aan de van de connector afgekeerde zijde van de plaat gestuikt worden ter vorming van een bevestigingskop. Deze werkwijze is algemeen bekend. Hij wordt in het bijzonder toegepast voor het bevestigen van connectoren die een modulaire opbouw mogelijk maken. Dat wil zeggen dat deze connectoren zonder positieverlies naast elkaar aangebracht kunnen worden. Bij dergelijke connectoren kunnen geen bevestigingsmiddelen aan de uiteinden worden toegepast, zodat men aangewezen is op bevestigingsmiddelen die zich aan de achterzijde van de plaat bevinden.

Volgens de bekende werkwijze worden de bevestigingspennen verhit door middel van het persgereedschap, dat daartoe vooraf op de gewenste temperatuur is gebracht. Door het persgereedschap op geschikte wijze aan te drukken, wordt het door de plaat stekende deel van de pen omgevormd tot een kop, waardoor een soort klinknagel wordt gevormd.

Deze bekende werkwijze bezit verschillende nadelen. Ter verkrijging van een stevige bevestiging van de connector op de plaat, moet de connector stevig aangedrukt gehouden worden totdat de gevormde kop afgekoeld is en een voldoende sterkte bezit. De connector wordt daartoe tussen een steunvlak en het genoemde persgereedschap aangedrukt gehouden. Die aandrukwerking wordt echter pas verkregen nadat de kop al gevormd is. Pas wanneer het persgereedschap de pen zodanig omgevormd heeft dat een kop is verkregen, kan de plaat aangedrukt worden tegen het betreffende vlak van de connector.

Dit betekent dat de plaat niet voortdurend, tijdens het vormen van de kop aangedrukt gehouden kan worden tegen de connector. Bij het aanvankelijk vervormen van de pen ligt de plaat als het ware nog los tegen de connector aan, hetgeen ongewenste bewegingen en daardoor een slechte bevestiging kan meebrengen. Tenslotte moet het persgereedschap tegen de kop gehouden worden tot deze voldoende afgekoeld is, hetgeen enige tijd kan duren aangezien de kop zelf ook een zekere warmtecapaciteit bezit.

Een verder nadeel ligt in het feit dat de dikte van de plaat binnen zekere toleranties kan variëren. Dit heeft een directe invloed op de lengte van het te vervormen pengedeelte, en dus op het om te vormen volume. Aangezien verder het materiaal bij het omvormen niet belemmerd wordt in zijdelingse richting, kan bij een verhoudingsgewijze dunne plaat, en dus bij een verhoudingsgewijze groot om te vormen volume van de pen, dit penmateriaal zijdelings uitwijken onder het persgereedschap. Daardoor wordt een dunne, onregelmatig gevormde rand rondom de vervormde kop verkregen. Afgezien van het feit dat een dergelijke rand visueel niet aanvaardbaar is, levert hij ook het risico op dat hij het soldeerbad, waar de plaat met de connector doorheengehaald moet kunnen worden, vervuilt. Bovendien kunnen daardoor plastic deeltjes vrijkomen.

Verder blijkt in de praktijk dat de pennen tijdens het verwarmen en omvormen scheef gedrukt kunnen worden, hetgeen eveneens nadelig is voor de sterkte van de verkregen verbinding. Verder bemoeilijkt dit het goed tegen elkaar aangedrukt houden van plaat en connector.

De platen waarop de connector bevestigd moet worden, zijn leverbaar in verschillende standaarddikten, bijvoorbeeld 1,6 en 2,4 mm. Aangezien, zoals hiervoor beschreven, het persgereedschap volgens de stand van de techniek slechts goed kan functioneren wanneer de pen een bepaalde lengte bezit, betekent dit dat voor platen met een verschillende dikte connectoren met verschillende penlengten moeten worden toegepast. Dit is ongewenst, gezien de extra kosten die het op voorraad houden van twee verschillende soorten connectoren meebrengt. Eén en ander zou ondervangen kunnen worden door het persgereedschap aan te passen, doch het nadeel daarvan is dat men dit voortdurend zou moeten verwisselen.

Als laatste wordt het nadeel genoemd dat door de aanraking met het hete persgereedschap het kunststofmateriaal van de pennen zou kunnen verkleven, waardoor het persgereedschap vervuilt raakt en de verkregen bevestigingskop een rafelig uiterlijk verkrijgt.

Doel van de uitvinding is deze bekende werkwijze zodanig aan te passen dat deze nadelen vermeden worden. Dit doel wordt bereikt doordat het verwarmen van de pennen contactloos wordt uitgevoerd, en dat voor het stuiken een persgereedschap met een lage temperatuur wordt gebruikt zodanig dat het materiaal van de pennen tijdens het stuiken reeds wordt afgekoeld. De pen kan in verwarmde toestand op geschikte wijze gestuikt worden door het persgereedschap, terwijl toch verzekerd is dat de daarbij gevormde kop snel is afgekoeld gezien de lage temperatuur van het persgereedschap. Dit betekent dat vrijwel direkt na het stuiken reeds een bevestiging met een voldoende stevigheid is verkregen, waardoor het persgereedschap direkt weer kan worden verwijderd. Eén en ander komt zowel de stevigheid van de verkregen verbinding, als wel de produktiesnelheid ten goede. Gezien de lage temperatuur van het persgereedschap wordt ook het verkleven van het penmateriaal vermeden. Ook het verwarmen van de pennen vormt in dit opzicht geen probleem, aangezien dit contactloos geschiedt.

De uitvinding betreft verder een inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze, welke inrichting is voorzien van verwarmingsmiddelen voor het contactloos verwarmen van de aan een connector voorziene beves-tigingspennen, alsmede van een persgereedschap voor het stuiken van die pennen in voorverwarmde toestand. Anders dan bij de inrichting volgens de stand van de techniek behoeft het persgereedschap volgens de uitvinding niet verwarmd te worden, aangezien de bevestigingspennen door middel van de contactloos werkende verwarmingsmiddelen op de gewenste temperatuur gebracht kunnen worden.

De verwarmingsmiddelen omvatten één of meer verwarmingskoppen die zich bevinden op een eerste drager die beweegbaar is tussen een positie nabij de pennen voor het verwarmen daarvan, en een teruggetrokken positie op afstand daarvan. Door middel van de drager kunnen de verwarmingskoppen gemanoeuvreerd worden, zodanig dat zij enerzijds de pennen op de geschikte wijze kunnen verwarmen, en anderzijds de daarop volgende pershandeling niet storen.

Daartoe omvat het persgereedschap één of meer perskoppen die zich bevinden op een tweede drager die beweegbaar is tussen een perspositie voor het stuiken van de pennen, en een teruggetrokken positie op afstand daarvan. Bij de inrichting volgens de uitvinding kunnen dus afwisselend de verwarmingskoppen en de perskoppen in de werkstand respectievelijk de ruststand worden gebracht, zodanig dat de pennen nadat de verwarmingsfase afgerond is, direct omgevormd kunnen worden tot een bevestigingskop. Daarbij is verzekerd dat het materiaal van de pennen vrijwel geen tijd heeft om af te koelen, waardoor een goed resultaat verkregen kan worden.

De perskoppen, de verwarmingskoppen en de bijbehorende dragers kunnen op verschillende wijzen bestuurd worden om het hiervoor beschreven verloop van de bevestingshandelingen te bewerkstelligen. Volgens een voorkeursuitvoering is de eerste drager echter zwaaibaar rond een as op een verhoudingsgewijze kleine afstand van de opstelpost voor de connector, en is de tweede drager zwaaibaar rond een as op verhoudingsgewijze grote afstand daarvan. Daardoor kunnen de perskoppen, die zich op de tweede drager bevinden, een baan beschrijven met een grote kromming, hetgeen betekent dat zij vrijwel rechtlijnig naar de bevestigingspennen toe beweegbaar zijn. Daardoor kan het vormen van de bevestigingskop op de juiste wijze worden uitgevoerd. De verwarmingskoppen op de eerste drager beschrijven een baan met een sterkere kromming. Dit is echter geen probleem, zolang zij maar op een zodanige afstand van de pennen kunnen worden aangebracht dat een goede verwarming verzekerd is.

Volgens een in de praktijk goed functionerende uitvoeringsvorm is de eerste drager aan de zijde nabij de opstelpost voor de te verbinden plaat en connector aan weerszijden ondersteund door telkens een arm die scharnierbaar is bevestigd aan enerzijds de drager, en aan anderzijds een basisgestel, waarbij de drager aan de zijde op afstand van die opstelpost horizontaal verschuifbaar is ondersteund, zodanig dat de verwarmingkoppen op de drager in wezen een gedeeltelijke cirkelbaan beschrijven tussen hun beide posities. Verder is de tweede drager bij benadering ter hoogte van de plaats waar de eerste drager verschuifbaar is ondersteund, scharnierbaar opgehangen op het basisgestel.

Voor het in de juiste volgorde uitvoeren van de bewegingen van verwarmingskoppen en perskoppen ten opzichte van de pennen kunnen verschillende mechanismen worden toegepast. Allereerst kan de beweging voor de perskoppen en de verwarmingskoppen handmatig worden verzekerd. Gezien de door de drager verschafte geleidingen is dit geen enkel probleem: de juiste positie van de perskoppen en verwarmingskoppen ten opzichte van de pennen is daardoor altijd verzekerd.

Bij voorkeur wordt de inrichting echter zodanig uitgevoerd dat het uitgesloten is om de perskoppen naar de pennen toe te bewegen, zolang de verwarmingsmiddelen zich nog nabij de pennen bevinden. Daartoe is volgens de uitvinding op het basisgestel een bedieningsarm voorzien die verplaatsbaar is tussen een teruggetrokken stand op afstand van de tweede drager, en een werkstand nabij die drager, in welke laatste stand de arm tegen die drager rust. Door de bedieningsarm naar beneden te duwen kunnen de perskoppen op geschikte wijze op de vervormen pennen worden aangebracht.

Om, zoals hiervoor reeds genoemd, te verhinderen dat de perskoppen bediend worden voordat de verwarmingskoppen teruggetrokken zijn, is de arm scharnierbaar uitgevoerd rond een as die in wezen boven de scharnieras van de tweede drager ligt, terwijl die arm nabij zijn as is voorzien van tenminste een hefboom die bij het naar de werkstand bewegen van de arm aan komt te liggen tegen een op de eerste drager voorziene aanslag voor het van de opstelpost voor de connector en plaat af wegbewegen van de eerste drager gedurende het naar de werkstand toe bewegen van de arm, zodanig dat de arm de tweede drager pas naar de perspositie kan bewegen nadat de eerste drager is wegbewogen.

Zoals reeds bij de bespreking van de stand van de techniek genoemd, kunnen de pennen van een connector meer of minder ver uitsteken ten opzichte van de plaat waaraan hij bevestigd moet worden. Eén en ander kan zijn oorzaak vinden in de toleranties van de plaat, doch ook in de verschillende standaarddikten die een plaat kan bezitten. Om ook bij deze omstandigheden een onberispelijke bevestigingspop te verschaffen, bezit elke perskop een stempel voor het stuiken van een pen, alsmede een de stempel omgevende huls die aan een eind een aanslag bezit voor de stempel, zodanig dat de stempel door een voorspanmiddel tegen die aanslag aangehouden kan worden en tegen de voorspankracht van het aandrukmiddel in beweegbaar is naar het andere eind van de huls waarmee deze op de plaat rust, en zodanig dat het door de stempel opgestuikte materiaal van de pen gevangen gehouden wordt binnen de huls. Ook indien de pen relatief ver uitsteekt ten opzichte van de plaat, en dus een relatief grote hoeveelheid om te vormen materiaal verschaft, kan toch een goede kop gevormd worden aangezien het materiaal door de huls gevangen gehouden wordt.

Dit heeft als gevolg dat het gevormde materiaal niet meer kan ontsnappen waardoor ook de vorming van een rafelige, dunne rand rondom de bevestigingskop vermeden wordt. Ook indien de kop tijdens het verwarmen of omvormen scheef zou staan, zou dit geen invloed hebben op de sterkte, gezien de werking van de huls die verzekert dat het materiaal op de juiste plaats in de kop terecht komt.

Het contactloos verwarmen van de koppen kan op verschillende manieren geschieden. De voorkeur gaat echter uit naar een inrichting waarbij elke verwarmingskop een buis omvat die is aangesloten op een luchtverhittings-inrichting met aanjager voor het opwekken van een hete luchtstroming door de buis ter verhitting van een bevestigingspen.

Vervolgens zal de uitvinding aan de hand van een in de figuren beschreven uitvoeringsvoorbeeld nader toegelicht worden.

Figuur 1 toont een aanzicht in perspectief van de inrichting volgens de uitvinding.

Figuren 2a tot en met c tonen zijaanzichten van verschillende bedrijf sf asen van de inrichting.

Figuren 3& en b tonen details van de verwarmings- en stuikinrich- ting.

De in figuur 1 weergegeven inrichting volgens de uitvinding bevat een basisgestel 1, waarin scharnierbaar een eerste drager 2 is opgenomen, die aan zijn einde verwarmingskoppen 3 draagt. Verder is scharnierbaar in het basisgestel 1 een tweede drager 4 opgenomen, die aan zijn eind perskoppen 5 draagt. Tevens is scharnierend aan het gestel een bedieningsarm 6 verbonden, waarvan de werking later zal worden toegelicht. In figuur 1 is ook een plaat 7 met gedrukte bedrading te zien, voorzien van gaten 8 waarin de pennen 9 van een in zijn geheel met 10 aangeduide connector gestoken zijn. De connector bevindt zich in deze afbeelding onder de plaat 7· De pennen 9 steken door de gaten 8 in de connector omhoog, en moeten omgevormd worden tot een kop ter bevestiging van de connector 10 aan de plaat 7·

In de figuren 2a tot en met 2c zijn de hiervoor beschreven onderdelen in verschillende werkstanden weergegeven. Figuur 2a toont de stand die overeenkomt met die van figuur 1. Daarin is ook duidelijk te zien dat de drager 2 aan beide zijden ondersteund is door een arm 11, die enerzijds scharnierend bevestigd is aan de eerste drager 2, en anderzijds aan het basisgestel 1. Aan zijn van de plaat en connector af gekeerde eind is de eerste drager 2 verschuifbaar opgelegd op een steun 12. Met 13 is verder het scharnierpunt voor de tweede drager 4, met 14 het scharnierpunt voor de bedieningsarm 6 aangegeven. Tenslotte is op de eerste drager 2 nog een handgreep 15 voorzien.

Door middel van de handgreep 15 kan de eerste drager 1 naar voren geschoven worden, dat wil zeggen naar de plaat 7 met connector 10 en pennen 9 toe, zie de situatie in figuur 2b. In die stand bevinden de verwarmingskoppen 3 zich boven de pennen 9» zodanig dat zij het materiaal daarvan kunnen verwarmen. De verwarmingskoppen 3 zijn aangesloten op een kamer 16, waarin een hete luchtstroming opgewekt kan worden door middel van een bijvoorbeeld elektrische verwarmingsinrichting 17 en een ventilator 18.

Wanneer de pennen 9 in voldoende mate verwarmd zijn, dat wil zeggen zodanig dat zij gemakkelijk vervormd kunnen worden, moeten de verwarmingskoppen 3 weer verwijderd worden. Daartoe is de bedieningsarm 6 voorzien van een hefboom 19, die nabij zijn scharnierpunt 13 uitsteekt in de richting van de eerste drager 2. Deze eerste drager 2 is voorzien van een aanslag 20. Wanneer nu de bedieningsarm 6 naar beneden gedrukt wordt, komt de hefboom 19 aan te liggen tegen de aanslag 20, zodanig dat de eerste drager 2 naar achteren bewogen wordt. Ten gevolge van de werking van de armen 11 bewegen de verwarmingskoppen 3 zowel naar achteren als naar boven, zodanig dat de pennen 3 van de connector 10 weer vrij komen te liggen.

Bij het verder naar beneden duwen van de bedieningsarm 6 komt deze in aanraking met de uitsteeksels 21 die aangebracht zijn op de tweede bedieningsarm 4. Daardoor wordt de tweede bedieningsarm 4 naar beneden gedrukt, zodanig dat de daarop aangebrachte perskoppen 5 in aanraking komen met de pennen 9. en deze omvormen tot een kop. Aangezien de perskoppen 5 niet verwarmd zijn, is een snelle afkoeling van het kopmateriaal verzekerd, zodanig dat direkt na het vormen van de kop de tweede drager 4 weer omhoogbewogen kan worden door de bedieningsarm 6 weer los te laten. Onder invloed van de veren 22, die enerzijds bevestigd zijn aan het basisgestel 1 en anderzijds aan de hefboom 19, beweegt de bedieningsarm 6 omhoog. Ook de tweede drager 4 beweegt omhoog, onder invloed van de veren 23 die bevestigd zijn aan het basisgestel 1.

De werking van de verwarmingskoppen 3 en de perskoppen 5 is nader aangegeven in figuur 3a en b. De verwarmingskop omvat een holle buis, waardoorheen hete lucht in de richting van de pen 9 kan worden geblazen. Tijdens het verwarmen van de pennen 9 bevindt de perskop 5 zich op afstand boven de pennen, zoals ook weergegeven in figuur 3a. Elke perskop 5 omvat een huls 24, een stempel 25 alsmede een veer 26. De bodem van de huls is versmald, zodanig dat de huls 24 onder invloed van de veer 26 aangedrukt wordt tegen een op de stempel 25 voorziene borst 27.

Wanneer de pennen 9 voldoende verwarmd zijn, wordt de verwarmingskop 3 weggetrokken zoals weergegeven in figuur 3· Vervolgens wordt de perskop 5 naar beneden bewogen, waarbij allereerst de huls 24 in aanraking komt met het oppervlak van de plaat ^. Bij verder naar beneden duwen wordt de veer 26 ingedrukt, en wordt de stempel 25 in de richting van de pen 9 geduwd. Aangezien deze week geworden is ten gevolge van de hete lucht, kan deze omgevormd worden tot de kop 28. Stempel 25 en huls 24 zijn niet verwarmd, zodanig dat de kop ook weer snel af gekoeld kan worden waardoor een betrouwbare bevestiging van de connector 10 aan de plaat 7 verzekerd is.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het bevestigen van een connector op een plaat met gedrukte bedrading, welke connector is voorzien van bevestigingspennen die gestoken worden in bijbehorende gaten in de plaat, vervolgens verwarmd worden en door middel van een persgereedschap aan de van de connector afgekeerde zijde van de plaat gestuikt worden ter vorming van een bevestigingskop met het kenmerk dat het verwarmen van de pennen contactloos wordt uitgevoerd, en dat voor het stuiken een persgereedschap met een lage temperatuur wordt gebruikt zodanig dat het materiaal van de pennen tijdens het stuiken reeds wordt afgekoeld.

2. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 1, voorzien van verwarmingsmiddelen voor het contactloos verwarmen van de aan een connector voorziene bevestigingspennen, alsmede van een persgereedschap voor het stuiken van die pennen in voorverwarmde toestand.

3. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij de verwarmingsmiddelen één of meer verwarmingskoppen omvatten die zich bevinden op een eerste drager die beweegbaar is tussen een positie nabij de pennen voor het verwarmen daarvan, en een teruggetrokken positie op afstand daarvan. k. Inrichting volgens conclusie 3. waarbij het persgereedschap één of meer perskoppen omvat die zich bevinden op een tweede drager die beweegbaar is tussen een perspositie voor het stuiken van de pennen, en een teruggetroken positie op afstand daarvan.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij de eerste drager zwaai-baar is rond een as op verhoudingsgewijze kleine afstand van de opstel-post voor de connector, en de tweede drager zwaaibaar is rond een as op verhoudingsgewijze grote afstand daarvan.

6. Inrichting volgens conclusie 5» waarbij de eerste drager aan de zijde nabij de opstelpost voor de te verbinden plaat en connector aan weerszijden is ondersteund door telkens een arm die scharnierbaar is bevestigd aan enerzijds de drager, en aan anderzijds een basisgestel, en waarbij de drager aan de zijde op afstand van die opstelpost horizontaal verschuifbaar is ondersteund, zodanig dat de verwarmingskoppen op de drager in wezen een gedeeltelijke cirkelbaan beschrijven tussen hun beide posities.

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij de tweede drager bij benadering ter hoogte van de plaats waar de eerste drager verschuifbaar is ondersteund, scharnierbaar is opgehangen op het basisgestel.

8. Inrichting volgens conclusie 7, waarbij op het basisgestel een bedieningsarm is voorzien die verplaatsbaar is tussen een teruggetroken stand op afstand van de tweede drager, en een werkstand nabij die drager, in welke laatste stand de arm tegen die drager rust.

9. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij de hefboom scharnierbaar is rond een as die in wezen boven de scharnieras van de tweede drager ligt, en de hefboom nabij zijn as is voorzien van tenminste een been dat bij het naar de werkstand bewegen van de hefboom aan komt te liggen tegen een op de eerste drager voorziene aanslag voor het van de opstelpost voor de connector en plaat af wegbewegen van de eerste drager gedurende het naar de werkstand toebewegen van de hefboom, zodanig dat de hefboom de tweede drager pas naar de perspositie kan bewegen nadat de eerste drager is wegbewogen.

10. Inrichting volgens een der conclusies 2-9, waarbij elke perskop een stempel bevat voor het stuiken van een pen, alsmede een de stempel omgevende huls die aan een eind een aanslag bezit voor de stempel, zodanig dat de stempel door een voorspanmiddel tegen die aanslag aangehouden kan worden en tegen de voorspankracht van het aandrukmiddel in beweegbaar is naar het andere eind van de huls waarmee deze op de plaat rust, en zodanig dat het door de stempel opgestuikte materiaal van de pen gevangen wordt gehouden binnen de huls.

11. Inrichting volgens een der conclusie 3~10, waarbij elke verwar-mingskop een buis omvat die is aangesloten op een luchtverhittings-inrichting met aanjager voor het opwekken van een hete luchtstroming door de buis ter verhitting van een bevestigingspen.