DE1640520A1

DE1640520A1 - Automatische Einrichtung zum Aufbringen von elektrischen Schaltungsmustern auf Traegerplatten

Info

Publication number: DE1640520A1
Application number: DE1967J0033239
Authority: DE
Inventors: Wharmby James Douglas; Spillman Gerard James; Stokowski Jun Edward John; Miller Donald Leroy
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1966-03-18
Filing date: 1967-03-17
Publication date: 1970-10-22
Also published as: DE1640520B2; US3416440A; GB1181839A

Description

Automatische Einrichtung zum Aufbringen von elektrischen Schaltungsmustern auf Trägerplatten

Zum Aufbringen von beliebigen elektrischen Schaltungsmustern auf Trägerplatten für die Herstellung von elektrischen Schaltungseinheiten in Form sog. Moduln, nämlich als Widerstände, Kondensatoren usw. oder als hybride/fechaltungen, ist eine selbsttätig arbeitende Einrichtung bekannt, die aus einem schrittweise angetriebenen Drehtisch mit einer Anzahl Werkstückhaltern, einer Drehtischrastvorrichtung, einer Werkstück-Zuführeinrichtung, einer Druckeinrichtung und einer Werkstückentlade-Einrichtung besteht (USA Patentschrift 2 966 115). Die einzelnen Trägerplatten werden bei dieser Einrichtung aufeinanderfolgend und kontinuierlich mittels der Werkstückzuführ-Einrichtung aus einem Magazin jeweils einem der Werkstückhalter auf dem Drehtisch zugeführt und dort festge-

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klemmt; anschließend erfolgt ein Vor schubs ehr itt des Drehtisches unter der Steuerung der Drehtischrastvorrichtung um einen ganz bestimmten,, dem Abstand der einzelnen Stationen entsprechenden Drehwinkel, wodurch die auf dem Drehtisch befindliche Trägerplatte in die Druckstation gelangt

und mit dem jeweiligen Muster bedruckt wird. In einem weiteren Arbeitsgang, nämlich nach dem nächsten Vo rs chub schritt des Drehtisches, wird die fertig beschichtete Schaltungsplatte in der Werkstück-Entladeeinrichtung vom Drehtisch abgenommen und einer weiteren Bearbeitungsanlage zugeführt oder in einem Behälter abgelegt.

Derartige vollautomatische Anlagen ermöglichen die Bearbeitung und Herstellung verhältnismäßig hoher Stückzahlen von elektrischen S chaltungs ein heiten, was in Anbetracht des steigenden Bedarfs von großer wirtschaftlicher Bedeutung ist. Gleichzeitig sind aber auch die Anforderungen an die Genauigkeit gestiegen. Denn die zunehmende Miniaturi sie rung der S chaltungs einheiten erhöht auch die Anforderungen an die Bearbeitungs- ^ toleranzen. Beispielsweise beim Aufdrucken von Widerständen muß der

Widerstand nicht nur sehr genau auf die Fläche des Werkstücks, also auf die Trägerplatte aufgebracht werden, sondern es ist ebenso wichtig, daß auch die Dicke der aufgetragenen Schicht einheitlich ist, und zwar sowohl über die ganze beschichtete Fläche des Trägers als auch relativ zu anderen Widerständen auf dem gleichen Träger als auch relativ zu anderen Trägerplatten. Dasselbe gilt selbstverständlich für die dielektrische Schicht von Kondensatoren usw.

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Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß miniaturisierte Schaltungseinheiten auf sehr kleinen Trägerplatten aufgebaut sind. Solche Platten haben beispielsweise eine Seitenlänge von etwa 10 bis 12 mm und sind weniger als 0,2 mm dick. Die im Zusammenhang mit diesen äußerst geringen Abmessungen auftretenden Probleme hinsichtlich der zulässigen Toleranzen sind mit den bekannten Einrichtungen nicht mehr zu bewältigen; insbesondere die Schichtdicke weist bei den auf diese Weise hergestellten Schaltungseinheiten Unregelmäßigkeiten auf, die die zulässige Grenze in vielen Fällen bei weitem überschreite^

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, hier Abhilfe zu schaffen durch eine Einrichtung, die den erhöhten Anforderungen entspricht. Gelöst wurde diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 näher gekennzeichnete Einrichtung.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, Schaltungsmuster auf Trägerplatten aufzubringen, deren Schichtdicke innerhalb äußerst geringer Toleranzen liegt. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Einrichtung ein Werfen der Trägerplatte verhindert, was wiederum .im Interesse der Gleichmäßigkeit der Dicke des aufgetragenen Musters liegt. Der besondere Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß unabhängig von eventuellen Höhenunterschieden zwischen den einzelnen Werkstücken in den verschiedenen Werstückhaltern des Drehtisches die untere. Einstellage des Zuführkolbens allein maßgeblich ist für die

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Vertikalaus richtung der Trägerplatte in der Druckeinrichtung. Denn gemäß der Erfindung paßt sich die gegen den Zuführkolben nach oben bewegte Lager säule in jedem Fall der Werkstückanlagefläche des Zufuhr kolbens an. Sobald in dieser Phase der Werkstückzuführung das Werkstück zwischen Zuführkolben und Lagersäule eingeklemmt ist, werden die Druckstücke zur Fixierung der Axiallage der Lagersäule wirksam und wirken gewissermaßen arretierend auf deren Einstellung.

Diese präzise Einstellung der Werkstücke erfolgt mit der Einrichtung nach der Erfindung mit einer sehr hohen Geschwindigkeit, so daß die Leistung der Maschine durch die erhöhte Genauigkeit in keiner Weise beeinträchtigt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zufuhr kolben in seiner untersten Stellung mittels zweier durch eine Quernut im Zuführkolben ragender, unter Federkraft einander anliegender, gegeneinander verstellbarer Keile justierbar. Eine weitere besonders vorteilhafte Aus führ ungs form der Erfindung ist durch einen synchronen Nockenantrieb für den Zuführkolben, die Lager säule und die Klemmarme einschließlich der Druckstücke gekennzeichnet; ein solcher Antrieb ist verhältnismäßig einfach im Aufbau und gewährleistet eine einwandfreie Zeitsteuerung der einzelnen Antriebe im Verhältnis zueinander, was für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung von großer Bedeutung ist.

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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schaubildliche Gesamtansicht einer automatischen Einrichtung zum Aufbringen von elektrischen Schaltungsmustern auf T rag er platten,

Fig. la: eine vereinfachte Draufsicht auf die Einrichtung gemäß Fig. 1 zur Darstellung der Lage der einzelnen Stationen relativ zum Drehtisch,

. Fig. 2: eine vergrößerte Draufsicht auf einen Werkstückhalter, Fig. 3: einen Schnitt in der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4: eine vereinfachte scha_#ubildliche Ansicht der Werkstückhalter gemäß den Fig. 2 und 3 zur Darstellung der Klemmarme,

Fig. 5: eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Werkstückzuführeinrichtung zum Absetzen der einzelnen Werkstücke auf dem Werkstückhalter,

Fig. 6: eine teilweise geschnittene Seitenansicht in der Linie 6-6 der Fig. 5 zur Darstellung der Justageeinrichtung für den Zuführkolben, 00986 3/1563

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Fig. 7: eine Draufsicht auf die Druckeinrichtung,

Fig. 8: eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Druckeinrichtung

■gemäß Fig. 7 zur Darstellung der Höhenjustierung,

Fig. 9: eine Seitenansicht der Werkstückentladeeinrichtung,

fe Fig. 10: eine Teildraufsicht auf die Werkstückentladeeinrichtung gemäß

Fig. 9,

Fig. 11: einen Schnitt durch einen Teil der Werkstückentlade einrichtung zur Darstellung des Aufbaus der Kupplung für den Transportriemen,

Fig. 12: einen waagrechten Schnitt durch die Drehtischrastvorrichtung ^ in ihrem Zusammenwirken mit dem Drehtisch, wobei sich

die Rastelemente in ihrer wirksamen Lage befinden,

Fig. 13: eine Teilansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 12 mit den Rästelementen in ihrer unwirksamen Lage,

Fig. 14: eine Teilansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 12 ähnlich Fig.

13, wobei sich jedoch die Rastelemente in einer während eines Einrastvorganges eingenommenen Zwischenlage befinden,

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Fig. 15: eine schaubildliche Ansicht der Nockenantriebe für die Klemmarme und die Lagersäule der Werkstückhalter auf dem Drehtisch in der Werkstückzuführeinrichtung und der Werkstückentladeeinrichtung,

Fig. 16: eine schematische Darstellung des zentralen Antriebes für die bewegten Teile der gesamten Anlage und

Fig. 17: ein Zeitdiagramm zur Darstellung der Antriebsbewegungen der einzelnen bewegten Teile der gesamten Einrichtung über einen Arbeitstakt.

Nach Fig. IA ist ein Drehtisch 32 mit um je 60 gegeneinander versetzteftEinstellagen angeordnet, an dessen Umfang sich eine als Beladestation ausgebildete Werkstückzuführ-Einrichtung 20, eine Werkstück-Fühleinrichtuu.g 22, eine Druckeinrichtung 24 mit einemDruckausschnitt 25, eine Werkstückentlade-Einrichtung 26 und eine Drehtischrastvorrichtung 30 zur genauen Einstellung des Drehtisches 32 in seine diskreten Eiiistellagen befinden. Die einzelnen Werkstücke, im vorliegenden Beispiel die Trägerplatten zur Aufnahme der Schaltungsmuster, werden dem Drehtisch 32 aus einem Magazin 31 zugeführt und auf dem Drehtisch 32 durch Werkstückhalter 33 in ihrer genauen Lage festgehalten. Die Werstückfühl-Einrichtung 22 stellt jeweils das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein eines Werkstücks fest. Fehlt in der betreffendem Position auf dem Drehtisch 32 ein Werkstück, so veranlaßt die WereiückiüiiieiiiHchiung 22 über eine elektrische Schaltung und eine

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Kupplung, daß die Druckeinrichtung, wenn der Drehtisch 32 seine nächste Einstellage erreicht hat, nicht wirksam wird.

Hat die Werkstückfühl-Einrichtung 22 das ordnungsgemäße Vorhandensein eines Werkstücks festgestellt, so bewirkt die Druckeinrichtung 24 in der nächsten Einstellage des Drehtisches 32 das Aufbringen des Schaltungsmusters auf das Werkstück, nämlich die Trägerplatte für die Schaltungseinheit. Die diametral zur Druckeinrichtung 24 angeordnete Drehti s ehr as tvo r richtung 30 gewährleistet dabei eine sehr genaue Fixierung des Drehtisches 32 in seiner jeweiligen Einstellage, so daß das Schaltungsmuster mit sehr großer Genauigkeit auf die Trägerplatte aufgedruckt wird. Die Werkstückentlade-Einrichtung entnimmt die bedruckten Werkstücke dem Drehtsich 32 und führt sie einer Transportbahn zur Zwischenlagerung in Regalen, zur Nachbehandlung in einem Ofen oder zu einer weiteren Bearbeitungs station zu.

Gemäß den Fig. 2 bis 4 enthält der Werkstückhalter 33 eine mit dem Drehtisch 32 verschraubte Platte 34. In der Platte 34 ist eine vertikal gegen Federkraft verschiebbare Lagersäule 40 mit einer ebenen Stirnfläche 41 gelagert, auf der sich ein elastischer Belad 41a befindet, auf dem das Werkstück S aufliegt. Zur Stirnfläche 41 der Lager säule 40 führt ein Vakuumkanal 42, dessen Verbindung mit einer Vakuumquelle später in Verbindung mit der Werkstückentlade-Einrichtung 26 erläutert wird. Das untere Ende der Lagersäule 40 ist mittels eines Stiftes 43 teleskopartig mit einem Nockenfolgeteil 44 verbunden, in dessen

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Bohrung 44a der Stift 43 ragt und gegen eine Feder 45 abgestützt ist. Am unteren Ende des Nockenfolgeteiles 44 ist eine Nockenfolgerolle

46 gelagert, die, wie aus Fig. 15 erkennbar, mit einer Nockenfläche

47 und einem an der Werkstückzuführeinrichtung 20 angeordneten Hubstück 48 zusammenwirkt. Die Nockenfolgerolle 46 wird unter der Wirkung einer Feder 47a ständig an die Nockenfläche 47 angedrückt.

Im Stift 43 der Lagersäule 40 befindet sich eine Quernut 48a, durch die ein mit dem Nockenfolgeteil 44 verbundener Bolzen 49 ragt, wodurch die Hubbewegung zwischen der Lagersäule 40 und dem. Nockenfolgeteil 44 begrenzt ist. Auf der Platte 34 sind weiterhin Klemmarme 50 mit je zwei Klemmstiften 51 zur Halterung des Werkstücks S angeordnet. Die Klemmstifte 51 sind in ihrem unteren Bereich mit einer Ringnut 52 versehen, durch die verhindert wird, daß sich durch das häufige Andrücken an die Werkstücke durch deren Kanten in den Klemmstiften Riefen bilden.

Die Klemmarme werden mittels einer Nockenplatte betätigt, in der sich Führungsnuten 54 zur Aufnahme von Gleitsteinen 55 befinden, wie Fig. 4 zeigt. Zum Antrieb der Klemmarme 50 wird, wie aus Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 15 erkennbar, die Nockenplatte 53 mittels eines Nockenfolgearms 56 gedreht, der mit einer stationären Nockenfläche 57 und Nockenarmen 58 und 59 zusammenwirkt. An den Nockenplatte 53 ist eine Zugfeder 60 (Fig. 3 und 4) eingehängt, die

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die Klemmarme 50 ständig in ihre wirksame Lage zu ziehen sucht. Zum Festhalten der Lagersäule 40 mittels Reibungsschluß sind in der Platte 34 zwei Druckstücke 61 waagrecht längsverschiebbar gelagert, die unter der Druckkraft von Federn 62 stehen und mittels ihrer stirnseitigen Reibüngsfläche 63 auf den Schaft der Lagersäule 40 wirken. An der Nockenplatte 53 befindet sich weiterhin eine Bund 64, der zwei diametral angeordnete Abflahhungen 65 aufweist (Fig. 4). Solange die Druckstücke 61 mit ihrer Nockenfläche 66 an dem runden Außenumfang de s Bundes 64 anliegen, bleiben sie von der Lager säule 40 abgehoben; sobald sie jedoch mit der Abflachung 65 ausgerüstet sind, werden sie zum Anlegen an die Lager säule 40 unter der Kraft der Fendern 62 freigegeben.

"Wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, enthält die Werfetückzuführ-Einrichtung 20 einen in einem Rahmen 71 zur senkrechten Auf- und Abbewegung gelagerten Zuführkolben 70. Im Zuführkolben 70 führt ein Vakuumkanal 72, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist, zur Werkstückanlagefläche 73 an der Unterseite des Zuführkolbens 70. Der Antrieb des Zuführkolbens 70 erfolgt über einen Kolbenantriebsarm 74, der mit einer Schubstange 75 gelenkig verbunden istj diese erhält ihrerseits ihre Antriebsbewegung von einem Nockenantrieb der Druckeinrichtung 24. Die Werkstücke S werden dem Zuführkolben 70 über eine Rinne 76 zugeführt, in die sie mittels eines Transportbandes 77 gedrückt werden, mit dem eine Leitrolle 78 zusammen-

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wirkt. Eine Photozelle 79 überprüft die regelmäßige Zufuhr von Werkstücken. Sobald diese einmal unterbrochen sein soll, bewirkt, wie bereits erläutert, die Photozelle 79 das Abschalten der Druckeinrichtung 24 für die Dauer des folgenden Arbeitstaktes.

Zur genauen Justage der unteren Hubstellung des Zuführkolbens 70 dient die in Fig. 6 dargestellte Einrichtung. In einer Quernut 105 im Zuführ kolben 70 liegen zwei Keile 106 und 107, deren Keilflächen unter der Wirkung von zwei Druckfedern 108 aufeinander gepreßt werden. Mittels einer Justierschraube 109 kann der untere Keil 107 relativ zum oberen Teil 106 verstellt werden, und auf diese Weise kann die untere Hubstellung des Zuführkolbens 70 relativ zum Werkstück S sehr genau justiert werden.

Während des Betriebes dieser Einrichtung werden die Werkstücke durch die Rinne 76 einzeln zur Werkstückanlagefläche 73 des Zuführkolbens 70 vorgeschoben, Sobald dieser seine obere Hubstellung erreicht hat, gelangt das vorderste Werkstück S entlang der Werkstückanlagefläche

bis

73 des Zuführkolbens 70 'zum Anschlag 110. Dabei verhindert die Saugwirkung des Vakuumkanals 72 ein Herabfallen des Werkstücks S. Sobald nun der Drehtisch 32 in seine nächste Indexposition eingestellt ist, in der sich ein Werkstückhalter 33 unmittelbar unterhalb des Zuführkolbens 70 befindet, führt dieser eine Abwärts-Hubbewegung aus. Währenddessen wird die Vorschubbewegung der folgenden Werkstücke S

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durch eine Anlagefläche 111 in einem Ausschnitt des Zuführkolbens 70 begrenzt (Fig. 5).

Während der vorher beschriebenen Beladeoperation wirken der Nockenarm 58 und der Nockenfolgearm 56 zum Öffnen der Klemmarme 50 des Werkstückhalters 33 zusammen. Nahezu gleichzeitig wirkt das Hubstück 48 auf die Nockenfolgerolle 46 (Fig. 15) zur Aufwärtsbewegung der Lagersäule 40 (Fig. 3). Sodann erfolgt die Abwärtsbewegung des Zuführkolbens 70 mit dem an seiner Unterseite haftenden Werkstück S bis in seine, unterste, durch die Lage der Keile 106 und 107 im Zusammenwirken mit der Quernut 105 bestimmte Stellung. Sodann werden die Klemmarme 50 wirksam, während gleichzeitig die Druckstücke 61 die Lagersäule 40 in ihrer erreichten Lage festhalten. Anschließend wird der Zuführkolben 70 wieder angehoben und der Drehtisch 32 in seine nächste Einstellage bewegt. Auf die beschriebene Weise gelangt das Werkstück S mit großer Genauigkeit in seine Lage auf dem Drehtisch 32 zur Vorbereitung des Druckvorganges.

Gemäß den Fig. 7 und 8, in denen die Druckeinrichtung 24 näher dargestellt ist, enthält diese einen Farbbehälter 115 mit einer ringförmigen Aufbördelung und einer Bodenfläche 135. Ein Sektor des Farbbehälters 115 befindet sich im Bereich des Druckausschnitts 25 oberhalb des Drehtisches 32. Der Druckausschnitt 25 ist als auf einem Schieber 116 angeordnete Maske ausgebildet, die das gewünschte Mu-

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ster enthält. Maske und Schieber 116 bilden einen Teil der Bodenfläche 135 des Farbbehälters 115. Letzterer ist auf einer Platte 117 befestigt, die mittels scharnierartiger Laschen 118 aus flexiblen Metallbändern an einem Ständer 120 schwenkbar gelagert ist. Diese Art der Lagerung der Platte 117 durch die Laschen 118 gewährleistet eine genaue Ausrichtung der Druckmaske. Mit der Platte 117 verbundene Schubstangen 119 erhalten ihre Auf- und Abwärtsbewegung durch einen Nockenantrieb und bewirken die Auf- und Abbewegung des Farbbehälters 1l5 aus seiner bzw. in seine Druckposition. Die Übereinstimmung der Ebene des Farbbehälters 115 einerseits und der Druckmaske andererseits wird gewährleistet durch eine Dreipunktlagerung, bestehend aus einer Lagerrolle 121 und zwei Auflageflächen 122 (Fig. 7). Durch diese Dreipunktlagerung wird ein Schwingen oder Kippen der Platte 117 und des Fa rbb ehalte rs 115 verhindert. Im Farbbehälter 115 ist drehbar gelagert ein Armstern 123 mit - entsprechend der Anzahl der Einstellagen des Drehtisches 32 - insgesamt 6 Armen. An jedem dieser Arme befindet sich, wie in Fig. 1 erkennbar, ein Schleif stück 123a. Diese Schleifstücke 123a sorgen für die "Verteilung der Druckfarbe auf den Druckausschnitt 25 und ermöglichen somit den Abdruck des gewünschten Musters. Der Antrieb des Armsterns 123 erfolgt über eine zentrale Welle und weitere (nicht gezeigte) Antrieb sncifctel der Druckeinrichtung 24.

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Der Farbbehälter 115 und die Platte 117 sind in beiden Dimensionen ihrer Ebene verstellbar gelagert; außerdem kann auch die Lage der Druckmaske zum Werkstückhalter 33 auf dem Drehtisch 32, wenn sidh dieser in der Druckstation befindet, genau justiert werden. Hierzu dient eine Lagerung 120 (Fig. 8), bestehend aus drei einzelnen Platten 124, 125 .und 126. Diese Platten sind u-förmig ausgebildet, und ihre Basis befindet sich auf der Seite der Laschen 118. Die Gesamtdicke der Platten 124, 125 und 126 ist so gewählt, daß die den Farbbehälter 115 tragende Platte 117 sich etwa in der gleichen Ebene wie der Druckausschnitt 25 über dem Werkstückhalter 33 befindet. Auf der Platte 124 sind Halter 127 für die Lasehen 118 angeordnet. Außerdem befinden sich auf der Oberfläche der Platte

124 vertikale Führungsstücke 128, die mit entsprechenden Teilen auf der Platte 117 zusammenwirken und bei deren Schwenkbewegung die einwandfreie seitliche Führung gewährleisten. Weitere Gleitführungen 130, die an der Platte 124 befestigt sind und mit Ausschnitten 131 in der Platte 125 sowie mit Lagerrollen 132 zusammenwirken, ermöglichen eine Relativbewegung zwischen den Platten 124 und 125. Eine entsprechende Anordnung befindet sich zwischen den Platten ·

125 und 126 und ermöglicht deren Relativbewegung in der Richtung quer zur Gleitführung 130. Mit Hilfe von Stellschrauben 133 kann somit der Farbbehälter 115 sowohl in der X-Richtung als auch in der Y-Richtung justiert werden. Die unterste Platte 126 ist auf dem Rahmen 36 mittels eines Zapfens 134 drehbar gelagert und kann

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mittels einer weiteren Stellschraube 134a in ihrer Winkellage eingestellt werden.

Im. Interesse einer möglichst geringen Reibung bei der vorher erläuterten Verstellbewegung zwischen den Platten 124, 12Ev 126 sowie dem Rahmen 36 sind zwischen den einzelnen Platten sowie zwischen der Platte 126 und dem Rahmen 36 federbelastete Wälzlager vorgesehen, wie in Fig. 8 gezeigt. Diese bestehen aus je einer Bohrung 139, einem darin befindlichen, als Federteller wirksamen Druckstück 136, einer Kugel 137 sowie einer Druckfeder 138. Derartige federbelastete Wälzlagerungen befinden sich jeweils an jeder der vier Ecken der Platten 124, 125 und 126. Zur Einstellung der Platten in der vorher beschriebenen Weise werden Klemmbolzen 140 gelockert, die Platten mittels der Stellschrauben 133 und 134a justiert und anschließend die Klemmbolzen 140 wieder angesogen. Dabei ist wegen der federbelasteten Ausführung der Kugellager eine Beschädigung derselben ausgeschlossen.

Wie bereits vorher erwähnt, bewirkt die Werkstückfühleinrichtung 22 ein Abschalten der Druckeinrichtung 24, wenn auf dem Drehtisch 32 kein Werkstück S zugeführt wird. Wird der Druckeinrichtung 24 ein entsprechendes elektrisches Signal zugeführt, so werden für den betreffenden Arbeitsgang sowohl die Drehbewegung des Armsternes 123 als auch die Abwärts schwenkbewegung des Farbbehälters 115 ausge-

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Die in den Fig. 9, 10 und 11 näher dargestellte Werkstückentladeeinrichtung 26 enthält eine Rinne 150 mit einem Ende 151, das unmittelbar benachbart zum "Werkstückhalter 33 angeordnet ist, wenn sich dieser in einer der Einstellagen des Drehtisches 32 befindet. Die Höhe des Endes 151 der Rinne 150 stimmt mit der oberen Fläche der Lagersäule 40 des Werkstückhalters 33 überein, wenn diese sich in ihrer oberen Stellung befindet. Ein endloser Riemen 152 ist mit Zähnen 153 versehen, die in geringem Abstand oberhalb der Rinne 150 sowie über den Werkstückhalter 33 geführt werden. Der Riemen 152 ist geführt über Riemenscheiben 154 und 155, von denen die letztere über eine Antriebswelle 156 und eine Kupplung 157 mit dem Antrieb der Druckeinrichtung 24 verbunden ist. Wie Fig. 11 zeigt, wird in der Kupplung 157 ein Antriebsdrehmoment über einen Riemen 159 auf eine Scheibe 158 übertragen. Die Scheibe 158 hat einen Flansch 158a mit Nuten 160 zur Aufnahme von federbelasteten Kugeln. Eine Buchse 161 ist mit der Antriebswelle 156 verbunden und mit einem dem Flansch 158a benachbarten Flansch 162 versehen. Die federbelasteten Kugeln 163 sind in Ausschnitte im Flansch 162 eingesetzt, wie Fig. 11 zeigt. In axialer Verlängerung zur Buchse 161 ist eine weitere Buchse 165 angeordnet und wird mittels einer Feder 166 an die Buchse 161 mit ihrer Stirnseite angedrückt. Die Buchse 165 hat einen zur Betätigung eines Mikro schalte rs 168 ausgebildeten Flansch 167; Stifte 170 sind zwischen den Kugeln 163 und dem Flansch 167 der Buchse Iß5 eingesetzt.

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Während des Betriebes dieser Einrichtung wird ein Antriebsdrehmoment von der Scheibe 158 zur Buchse l6l übertragen, die, wie erwähnt, mit der Antriebswelle 156 der Riemenscheibe 155 drehfest verbunden ist. Bei einer Überlastung werden jedoch die Kugeln aus ihren Nuten 160 im Flansch 158a herausgedrückt, und die dadurch ausgelöste Axialverstellung der Stifte 170 hat eine axiale Verschiebung der Buchse 165 und somit eine Betätigung des Mikroschalters 168 zur Folge. Dieser unterbricht den Antrieb der Druckeinrichtung 24.

Während des Betriebes der Anlage gelangt durch Drehung des Drehtisches 32 ein Werkstückhalter 33 in die Entlade station. Dort wird der Hubantrieb 172 für die Lager säule 40 wirksam, und letztere wird gegen Federkraft (Fig. 3) angehoben. Gleichzeitig betätigt der Nockenarm 59 den Nockenfolgearm 56 und öffnet die Klemmarme 50 des Werkstückhalters 33; ebenso werden die Druckstücke 61 von der Lager säule 40 abehoben. Nun wird das auf der Lager säule 40 festgehaltene Werkstück in die gleiche Höhe wie'das Ende 151 der Rinne 150 angehoben. Die Zeitsteuerung des Riemens 152 ist so, daß unmittelbar darauf ein Zahn 153 das Werkstück S von der Lager säule 40 in die Rinne 150 schiebt. Ein weiterer Transportriemen^ 173 befördert dann das entnommene Werkstück zu einer Lagerfläche oder einer weiteren Bearbeitungsstation.

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Wie aus Fig. 12 hervorgeht, befindet sich konzentrisch zur Achse des Drehtisches 32 eine bogenförmige Nut 174, die mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Leitungen 174a, die ihrerseits mit dem Vakuumkanal 42 des Werkstückhalters 33 verbunden sind, sind relativ zur Nut 174 so angeordnet, daß sie über die Länge des Bogens der Nut 174 mit Vakuum versorgt werden. In Fig. 9 sind weiterhin Photozellen 175 dargestellt, die Störungen beim Transport der W.ecrkstücke S auf dem. Transportriemen 73 feststellen und gegebenenfalls den Antrieb der Druckeinrichtung 24 unterbrechen.

Der Drehtisch 32 gelangt mittels einer in den Fig. 12, 13 und 14 im einzelnen dargestellten Drehtischrastvorrichtung in seine genauen Einstellagen. Wie aus Fig. IA erkennbar, ist die Drehtischrastvorrichtung diametral zur Druckeinrichtung 24 angeordnet und sorgt dafür, daß die Werkstücke S in äußerst genauer Ausrichtung zum Druckausschnitt 25 eingestellt werden.

Der Drehtisch 32 ist an seinem Umfang mit sechs Einsätzen 80 aus gehärtetem Stahl versehen, an deren Flanken sich je eine Suchrastfläche 81 und eine Sperrastfläche 82 befinden. Die Einsätze 80 sind, wie in Fig. 1 dargestellt, zweckmäßig jeweils zwischen den Werkstückpositionen angeordnet.

In einer Lagerplatte 84 ist eine Suchrast 83 längs verschiebbar geführt;

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an der Vorderseite der Suchrast 83 befindet sich eine Anschlagfläche 85 zum wahlweisen Zusammenwirken mit der Suchrastfläche 81 des jeweils eingestellten Einsatzes 80. Wie in Fig. 12 dargestellt, beträgt der Winkel der Anschlagfläche 85 zur Längsachse der Solihrast

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83 3 . Die Suchrastfläche 81 ist komplementär zur Anschlagfläche 85 der Suchrast 83 ausgebildet, so daß in der wirksamen Stellung der Suchrast 83 beide Flächen einander anliegen. Ein Ansatz 86 an der Suchrast 83 gleitet in einer Nut 87 und begrenzt somit den Längs hub der Suchrast 83 und bestimmt insbesondere die Stellung der Suchrast 83 in ihrer wirksamen Lage. Eine in gleicher Weise längsverschiebbare Sperrast 88 ist an ihrer vorderen Flankenseite mit einer Sperrfläche 89 versehen und ebenfalls in ihrer Lagerplatte 84 gleitend geführt. Hier beträgt der Winkel der Sperrfläche 89 relativ zur Längsachse der Sperrast 88 5 , wie aus Fig. 12 erkennbar. Die Sperrastfläche 82 des Einsatzes 80 ist wiederum komplementär zur Sperrfläche 89 gestaltet, so daß beide Flächen einander anliegen, wenn der Drehtisch 32 in eine Sperrlage eingestellt ist.

Zum Vorschub der Suchrast 83 sowie der Sperrast 88 in die zugeordneten Flächen der Einsätze 80 dient eine Antriebseinrichtung, die ebenfalls in Fig. 12 dargestellt ist. Diese besteht aus je einer in der Suchrast 83 und der Sperrast 88 angeordneten Kammer 90, in der ein Kolben 91 längs verschiebbar geführt ist. In der Kammer 90 befindet sich weiterhin eine Druckfeder 92, die sich gegen die Stirnsei-

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te der Kammer abgestützt und andererseits auf die Planfläche des Kolbens 91 ständig wirksam ist. Die Druckfedern 92 sind so vorgespannt, daß sie in der in Fig. 13 gezeigten unwirksamen Lage der Suchrast 83 und der Sperrast 88 eine (gemäß Fig. 12) nach unten gerichtete Kraft auf die Kolben 91 ausüben. An den Kolben 91 befinden sich Kolbenstangen 93, die ihrerseits starr mit einer mit einem Querhaupt versehenen Schubstange 94 verbunden sind. Zur Einstellung der Suchrast 83 und der Sperrast 88 in ihre wirksame Lage wird die Schubstange 94 durch einen entsprechenden Antrieb, beispielsweise einen Nockenantrieb oder einen Elektromagneten (nicht gezeigt), in Richtung auf den Drehtisch 32 vorgeschoben.

Die Suchrast 83 und Sperrast 88 sind in Fig. 13 in ihrer unwirksamen Lage dargestellt, während Fig. 14 eine Zwischenstellung dieser Teile während eines Rastvorganges zeigt, in der sich die Suchrast 83 bereits in ihrer wirksamen Position befindet und die Sperrast 88 auf dem Wege in ihre wirksame Lage ist. In Fig. 1 sind die Teile in ihrer eingerasteten Stellung gezeigt. In der unwirksamen Lage gemäß Fig. 2 befindet sich jedoch die Schubstange 94 in ihrer zurückgezogenen Stellung, und ebenso liegen die Kolben 91 in ihren Kammern 90 unter der Wirkung der Federn 92 am rückwärtigen Ende an. Gemäß Fig. 2 befindet sich hierbei die vordere Kante der Suchrast 83 mit der Anschlagfläche 85 etwas weiter vorne, d. h., zum Drehtisch 32 hin, als die vordere Kante der Sperrast 88 mit der Sperrfläche 89.

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Für den Rastvorgang wird die Suchrast 83 in ihre vordere, durch den Ansatz 86 begrenzte Position vorgeschoben, kurz bevor der Drehtisch 32 die neue Winkellage erreicht hat, die dann durch die Sperrast 88 begrenzt wird. Dementsprechend wird der Antrieb der Schubstange 94 zum. wirksamen Vorschub der Suchrast 83 so gesteuert, ' daß zwischen der Suchrastfläche 81 und der Anschlagfläche 85 eine Gleitreibung verhindert ist.

Die Lage der Teile zueinander in dieser Phase des Einrastvorganges zeigt Fig. 14, aus der insbesondere ersichtlich ist, daß die Sperrast 88 später zur Wirksamkeit gelangt als die Suchrast 83. Hierbei wird die zwischen dem Kolben 91 und der Suchrast 83 befindliche Druckfeder 92 zusammengedrückt, während die entsprechende Druckfeder 92 zwischen dem Kolben 91 und der Sperrast 88 zunächst ohne zusätzliche Belastung bleibt, da die Sperrast 88 bei ihrer Vorschubbewegung noch keinen Widerstand antrifft. Erst im weiteren Verlauf des Vorhubes der Schubstange 94 gelangt die Sperrfläche 89 der Sperrast 88 in Berührung mit der Sperrastfläche 82 des Einsatzes 80 und bewirkt dadurch eine entsprechende Andrückkraft zwischen der Suchrastfläche 81 des benachbarten Einsatzes 80 und der Anschlagfläche 85 der Suchrast 83. Schließlich befinden sich sowohl die Suchrast als auch die Sperrast in ihrer wirksamen Lage, in der der Drehtisch 32 in seiner genauen EinHtellposition fixiert ist.

Es i3t zu bemerken, daß-der Winkel. cLex Anschlagfiäche 85 relativ

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zur Längsachse der Suchrast 83 deshalb etwas geringer als der Winkel der Sperrfläche 89 der Sperrast 88 relativ zu deren Längsachse ist, weil während des Wirksamwerdens der Sperrast 88 verhindert werden muß, daß auf die Suchrast 83 eine rückstellende Kraft wirksam wird.

Im Interesse einer möglichst geringen Reibung bei der Vor-' und Rückbewegung der Suchrast 83 und der Sperrast 88 sind gemäß Fig. 12 in der Lagerplatte 84 Nuten 96 zur Aufnahme von Kugellagern 95 vorgesehen. Entsprechende Nuten befinden sich auch an den äußeren und inneren Flächen der Suchrast 83 und der Sperrast 88. Weitere Kugellager sind federbelastet ausgebildet, und hierzu befinden sich in der Lagerplatte 84 Kammern 97, in die je eine Feder 99 Kiit einem Stößel 98 eingesetzt ist. Vorzugsweise wird, wie in Fig. 12 gezeigt, jede Suchrast 83 und jede Sperrast 88 durch zwei derartige Kugellager geführt, wobei das unter Federbelastung stehende Kugellager 100 einmal auf der Innenseite und einmal auf der Außenseite der Suchrast bzw. der Sperrast angeordnet ist.

Beim Vorschub der Suchrast 83 und der Sperrast 88 verhindern die vorher beschriebenen Kugellager 95 und 100 jede gleitende Berührung mit den Führungswänden der Lagerplatte 84. Sobald die Sperrast 88 ihre endgültige Wirkstellung erreicht hat, in der die Anschlagfläche 85 gegen die Suchrastfläche 81 zum Anliegen kommt, wird die Kraft der Feder 99 des vorderen £ede^bala,ste±e^£Kdigellagers 100 der Suchrast

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83 überwunden und die Außenfläche 101 der Suchrast 83 wird an die gegenüberliegende Lagerfläche der Lagerplatte 84 gedrückt. Dies tritt aber erst ein, wenn die Suchrast 83 ihre vordere wirksame Lage im Einsatz 80 erreicht hat. Dadurch ist jede gleitende Reibung praktisch vermieden.

Der in Fig. 16 im einzelnen dargestellte Antrieb für die Druckeinrichtung 24 enthält einen Elektromotor 180, der an eine Kupplung angeschlossen ist. Diese ist schaltbar durch die verschiedenen, bereits vorher erwähnten Si ehe rung Seinrichtungen, wie z. B. die Photo zelle 79 der Werkstückzuführeinrichtung 20 und die Photozelle 175 der Werkstückentladeeinrichtung 26. Von der Kupplung 181 wird der Antrieb sodann über ein Schneckengetriebe 182 auf einen Nockenantrieb 183 übertragen, für den Hubantrieb 172 (vgl. Fig. 9) und den Antrieb des Nockenarmes 59 in der Werkstückentlade-Einrichtung 26. Vom Schneckengetriebe 182 gelangt der Antrieb weiterhin zum Rastvorrichtungsantrieb 184 für den schrittweisen Vorschub des Drehtisches 32 sowie zu einem weiteren Nockenantrieb 185, der das Hubstück 48, die Schubstange 75 für den Zuführkolben 70 und den Nockenarm 58 der Werkstückzuführeinrichtung 20 betätigt. Über zwei Kegelgetriebe wird der Antrieb des Elektromotors 180 weiterhin zu einer Eintourenkupplung 186 zum Antrieb der Druckeinrichtung 24 übertragen. Die Eintourenkupplung 186 ist mittels der Werkstückfühleinrichtung 22 wahlweise betätigbar. Stellt diese fest, daß sich in

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betreffenden

demjf Werkstückhalter 33 kein Werkstück befindet, so wird die Eintourenkupplung 186 beim nächsten Schrittvorschub des Drehtisches 32 zur Unterbrechung des Antriebes für die Druckeinrichtung 24 wirksam. Auf der Abtriebswelle der Eintourenkupplung 186 sind Nockenscheiben 187 befestigt, die mit den Schubstangen 119 (Fig. 8) zum Antrieb des Farbbehälters 115, d. h. für seine Schwenkbewegung, zusammenwirken. Die gleiche Welle ist außerdem an ein weiteres Schneckengetriebe angeschlossen, über das der Armstern 123 der Druckeinrichtung 24 seinen Antrieb erhält. Der Elektromotor 180 treibt außerdem über eine· Zwischenwelle 100 eine weitere Antriebswelle 190 an, auf der eine Nockenscheibe 191 für den Antrieb der Drehtischrastvorrichtung 30 befestigt ist. Die Antriebswelle 190 dient gleichzeitig zum Antrieb einer elektrischen Nocken schalteinrichtung 192.

In Fig. 17 sind die Nockenschaltzeiten für die einzelnen, oben an Hand der Fig. 16 erläuterten Nocken dargestellt. Die Ordinate des Diagramms gemäß Fig. 17 ist in 360 eingeteilt, entsprechend einem vollständigen Arbeitszyklus der beschriebenen Einrichtung, währenddessen sich der Drehtisch 32 - bei insgesamt sechs angenommenen Werkstückhaltern 33 - um 60 dreht.

Die Kurve a stellt die Bewegung des Nockenarms 59 «ur Betätigung der Klemmarme 50 des Werkstückhalters 33 an der Werkstückentladeeinrichtung 26 dar (Fig. 15 und 2 bis 4). Ein Vergleich mit der

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Kurve h, die das Arbeiten der Drehtischrastvorrichtung 30 demonstriert, zeigt, daß der Nockenarm 59 und somit die Klemmarme 50 während der Drehbewegung des Drehtisches 32 indie zurückgezogene Lage verstellt werden. Der Nockenfolgearm 56 verläßt sodann noch während der Vorschubbewegung des Drehtisches 32 den Nockenarm 59 und gelangt zum Zusammenwirken mit der stationären Nockenfläche 57 (Fig. 15). Der Nockenarm 59 befindet sich nun in der geschlossenen Position, also in der Lage relativ zum Nockenfolgearm 56, in der dieser nicht gegen die Kraft der Zugfeder 60 verstellt ist, um diesen zur Aufnahme des nächsten Nockenfolgearms 56 des Werkstückhalters 33 vorzubereiten, während sich dieser der Werkstückentladeeinrichtung 26 nähert. Die Kurve a zeigt weiterhin an, daß die Klemmarme 50 durch den Nockenarm. 59 aufeinanderfolgend geöffnet werden, sobald der Drehtisch die Werkstückentladeeinrichtung 26 erreicht hat. Die Kurve b stellt die Bewegung des Hubantriebes 172 dar. Wie ersichtlich, wird die Lagersäule 40 des Werkstückhalters 33 aufwärts bewegt, sobald die Klemmarme 50 gemäß Kurve a geöffnet haben.

Der Bewegungsverlauf des Zuführkolbens 70 der Werkstückzuführeinrichtung 20 ist in der Kurve c dargestellt. Die Kurve d zeigt die Bewegungacharakteristik des Nockenarms 58, der, wie bereits erläutert, die Klemmarme 50 des Werkstückhalters 33 in der Werkstückzuführeinrichtung 20 betätigt. Wie aus dem Kurvenverlauf er-

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sichtlich, wird der Nockenarm 58 in die der geöffneten Stellung der Klemmarme 50 entsprechende Lage während der Schrittbewegung des Drehtisches 32 verstellt, wobei der Nockenfolgearm 56 aus dem Zusammenwirken de*· mit der stationären Nockenfläche 57 in die Lage zur Zusammenwirkung mit dem. Nockenarm 58 gelangt. Vergleicht man die Kurven d und c, so wird deutlich, daß, sobald der Zuführkolben 70 seine untere Stellung erreicht hat, die Klemmarme 50 zu schließen beginnen. Die Kurve e stellt die Bewegung des Hubstückes 48 in der Werkstückzuführ einrichtung 20 dar, das die Lager säule 40 betätigt (vgl. Fig. 3 und 15). Aus dem Verlauf dieser Kurve wird deutlich, daß die Lagersäule 40 während der Abwärtsbewegung des Zuführkolbens 70 (Kurve c) in ihrer oberen Stellung gehalten wird.

Die B ewe gungs charakteristik des mittels der Nockenscheiben 187 (Fig. 16) angetriebenen Farbbehälters 115 zeigt die Kurve f. Wie erwähnt, wird der Farbbehälter 115 während jeden Arbeitstaktes in seine zum Abdruck des Schaltungsmusters wirksame Lage geschwenkt. Durch die Kurve g ist die Antriebsbewegung der Nockenscheibe 191 (Fig. 16) dargestellt, die, wie bereits erläutert, die Drehtischrastvorrichtung 30 antreibt. Ein Vergleich der Kurve g mit der Kurve f macht deutlich, daß der Drehtisch 32 kurz vor Beginn der Übertragung des Schaltungsmusters auf das Werkstück angehalten wird und kurz nach Beendigung dieses Ubertragungevorganges den nächsten Schrittvorschub beginnt.

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Claims

- 27 - Böblingen, 15. 3. 1967 wi-hn 164Θ52Θ PATENTANSPRÜCHE

1. Automatische Einrichtung zum Aufbringen von elektrischen Schaltungsmustern auf Trägerplatten, bestehend aus einem schrittweise angetriebenen Drehtisch mit einer Anzahl Werkstückhaltern, einer Drehtisch-Rastvorrichtung, einer Werkstückzuführ-Einrichtung, einer Druckeinrichtung und einer Werkstückentlade-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückzuführ-Einrichtung (20) oberhalb des Endes der Werkstückzuführrinne (76) einen an seiner Unterseite mit einer unter Vakuum gehaltenen Werkstückanlagefläche (73) versehenen, axial ab- und auf bewegbaren Zuführkolben (70) aufweist, und daß jeder Werkstückhalter (33) eine über eine Feder (45) nachgiebig axial gegen den Zuführkolben (70) bewegbare Lagersäule (40) aufweist, auf die unter Federkraft (62) radial auf Reibungsflächen (63) anliegende, synchron mit Klemmarmen (50) des Werkstückhalters (33) abhebbare Druckstücke (6L) zur axialen Festlegung wirksam sind, wobei die Bewegungen des Zuführkolbens (70), der Lagersäule (40) und der Druckstücke (61) derart gesteuert sind, daß während der Aufwärtsbewegung der Lagersäule (40) der Zuführkolben (70) seine definierte unterste Stellung zum Aufsetzen des Werkstücks (S) auf die Stirnfläche (41) der Lagersäule (40) erreicht und anschließend die Druckstücke (61) zum Fest-

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halten der Lagersäule (40) in deren durch den Zuführkolben (70) bestimmten Endlage wirksam werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkolben (70) in seiner untersten Stellung mittels zweier, durch eine Quernut (105) im Zuführkolben (70) ragender, unter Federkraft (108, 109) einander anliegender, gegeneinander verstellbarer Keile (106, 107) justierbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen synchronen Nockenantrieb (180, 182: 75; 48, 46;\ 58, 56) für den Zuführkolben (70), die Lagersäule (40) und die Klemmarme (50) einschließlich der Druckstücke (61).

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