DE19901962B4

DE19901962B4 - Verfahren zum Montieren elektrischer Steckverbindungen sowie Montagehilfe zur Verfahrensdurchführung

Info

Publication number: DE19901962B4
Application number: DE19901962A
Authority: DE
Inventors: Franz Czeschka; Jürgen Lappöhn
Original assignee: ERNI Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: ERNI Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: US6379170B1; DE19901962A1

Abstract

Verfahren zum Montieren eines Steckverbinders einer elektrischen Steckverbindung, bei dem Bauteile des Steckverbinders mittels einer Greifereinheit, an mindestens einem Teilbereich von ihrem Gehäuse (6, 7), einer Halteeinheit oder einer Haltefläche (14, 15), gehalten und einer Montageoberfläche (1, 2) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinheit bzw. Haltefläche eines bereits auf der Montageoberfläche montierten Bauteils bei der Montage eines weiteren Bauteiles (3, 4; 19, 20, 22) dicht neben einem bereits montierten Bauteil durch die Montagebewegung dieses weiteren Bauteiles ein- bzw. umgeknickt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren von insbesondere elektrischen Steckverbindungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder 2 sowie eine Montagehilfe für elektrische Steckverbindungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 6 zur Durchführung des neuen Montageverfahrens.

Aus der Praxis sind viele elektrische Steckverbindungen bekannt. Einen besonderen Bereich nehmen dabei elektrische Steckverbindungen ein, die vielpolig ausgeführt sind. Diese vielpoligen Steckverbindungen umfassen Stekker und Buchsen bzw. Leisten in Standard- oder Spezialausführung, die unter anderem auch auf Montageoberflächen aufgesetzt und anschließend oder zugleich festgesetzt werden, z. B. durch Löten, Kleben, Rasten o. dgl. Art. Die Montageoberflächen können dabei Grundplatten für sehr umfangreiche elektrotechnische Installationen, aber z. B. auch Platinen für Computer, sein, auf denen die Stecker, Buchsen bzw. Leisten der Steckverbindungen angeordnet werden.

Diese Montageoberflächen haben das gemeinsame Problem, daß die Anordnung von Bauteilen dort sehr eng erfolgt. Besonders problematisch wird die Situation; wenn die Bestückung einer solchen Platine mittels eines Manipulators (z. B. Roboter) erfolgt.

Den vielpoligen Steckern und Buchsen ist ein Merkmal gemeinsam:
Bei den meisten Steckkontaktbauteilen gibt es an dem Teilbereich ihrer Gehäusefläche, der von den Steckkontaktöffnungen durchbrochen ist, kaum noch Material, das die Steckkontakte umgibt. Soll nun beispielsweise eine vielpolige Steckverbindung mittels eines Manipulators auf eine Montageoberfläche montiert werden und läßt sich nur der besagte Teilbereich mit den Steckkontaktöffnungen als Haltefläche für den Manipulator verwenden, so hat z. B. eine saugende Hand eines Manipulators nicht genügend Fläche, um den vielpoligen Stecker, Buchse bzw. Leiste zu halten, weil die von den Steckkontaktöffnungen durchbrochene Fläche des Gehäuses keinen genügenden, sicheren Halt für eine Saugeinrichtung bietet.

Aus diesem Grund wird in der Praxis eine an das Stecker-, Buchsen- oder Leistengehäuse zusätzlich anbringbare Halteeinheit, mit einer Haltefläche, verwendet, mittels der eine Greifereinheit, insbesondere eine saugende Manipulatorhand dann den vielpoligen Stecker oder Buchse halten kann. Eine solche Methode ist in der EP 0 708 586 A1 aufgezeigt.

Nachteil dieser Montageart ist, daß diese zusätzliche Halteeinheit als separates Teil ausgeführt ist. Es werden zusätzliche Kosten sowohl bei der Herstellung als auch bei der Montage verursacht.

Diese Halteeinheit bzw. Hilfsteile zur Herstellung einer solchen Halteeinheit in Form einer zusätzlichen Ansaugfläche an nicht ebenen Flächen elektrischer Bauteile, wie dies bei einer Vorrichtung nach der DE 296 17 668 U1 erfolgt, oder in Form einer Steckkontaktöffnungen abdeckenden Platte, wie es bei einem System nach der EP 0 633 634 A2 vorgesehen ist, müssen vor Montage eines weiteren Bauteiles wieder entfernt werden. Sehr nachteilig ist, daß die Montagezykluszeit durch den zusätzlichen Montagevorgang – Entfernen der Halteeinheit vom Bauteil- verlängert wird und daß schließlich diese entfernte Halteeinheit zudem als Verbrauchsmaterial dem Produktionsabfall zugeführt werden muß.

Vorgenanntes ist auch bei dem schon weiter vorn genannten Verfahren zum Montieren eines elektrischen Steckverbinders gemäß der EP 0 708 586 A1 nachteilig.

Deshalb besteht die Aufgabe der Erfindung vor allem darin, ein Verfahren und/oder eine Halteeinheit für das maschinelle Setzen der Bauteile von Steckverbinder von Steckverbindungen derart zu verbessern, daß einerseits ein enges Setzen solcher Bauteile nebeneinander möglich ist und andererseits die Zykluszeit bei der Montage der Bauteile von Steckverbinder bzw. der Steckverbindungen reduziert werden kann, mit möglichst gleichzeitiger Senkung des Verbrauchs von Produktionshilfsmaterial.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Montieren eines Steckverbinders bzw. eines Steckverbinder-Paares elektrischer Steckverbindungen nach dem Patentanspruch 1 oder 2 gelöst; eine Montagehilfe für Bauteile von Steckverbinder bzw. Steckverbinder-Paare elektrischer Steckverbindungen gemäß dem Patentanspruch 6 oder 7 ist eine Weiterbildung zur vorteilhaften Durchführung des neuen Montageverfahrens; die nachgeordneten Patentansprüche 3 bis 5 und 8 bis 10 zeigen Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele des erfinderischen Grundgedankes auf.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß eine für die Montage notwendige, zusätzlich an das Gehäuse der Bauteile der Steckverbindungen angreifende jeweilige Halteeinheit, vorzugsweise eine Haltefläche, nach der Montage des jeweiligen Steckverbindungsteiles nicht mehr unbedingt körperlich entfernt werden muß, um kürzere Montagezykluszeiten und/oder ein enges oder sogar engeres Setzen der Bauteile und/oder zudem eine Senkung des Verbrauchs von Produktionshilfsmaterial zu erzielen.

Das eingangs beschriebene, bei den Lösungen nach dem Stand der Technik auftretende Problem wird vor allem dadurch gelöst, daß ein anderes, weiteres zu setzende Bauteil, in vielen Fällen das Steckverbindungs-Gegenstück, insbesondere dessen Bewegung während der Montage, genutzt wird, um die am benachbarten Bauteil noch befindliche, über die Körpermaße des Gehäuse hinausragende Halteeinheit oder Teilbereichen von letzterer, wie z. B. eine Haltefläche, in ihrer Anordnung am Bauteil zu ändern oder platzschaffend zu verformen oder notfalls zu entfernen, wobei vorzugsweise die beim Setzen dieses weiteren Bauteiles störenden Teilbereiche bzw. Flächen der Halteeinheit ein- oder umgeknickt werden und diese ein- bzw. umgeknickten Teilstücke dann insbesondere an der Außenfläche des Gehäuses des Steckverbindungsteiles anliegen. Die umgeknickten Teilstücke können zudem, in Weiterbildung der Erfindung, als Distanzstücke bzw. als Führungsfläche beim Setzen dieses weiteren Bauteiles dienen oder als Sperrglied genutzt werden.

Auch bei Platinen mit z. B. relativ großer Steckweite zwischen zwei benachbarten Bauteilen, braucht die Halteeinheit nach der Montage des betreffenden Bauteiles nicht entfernt werden, da das zuvor beschriebene Ein- bzw. Umknicken in erfindungsgemäßerweise auch erst bei einer, zwei Platinen verbindenden, Steckbewegung, durch das gegenüberliegende, benachbarte Steckverbindungsteil der anderen Platine, erfolgen kann.

Die Erfindung wird folgend anhand von in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen
1 einen Querschnitt durch zwei zweireihige, je auf einer Platine befestigte Steckerleisten, unmittelbar vor dessen Zusammenstecken;
2 einen Querschnitt durch die ineinander gesteckten zweireihigen Steckerleisten gem. der 1;
3 einen Querschnitt durch zwei einreihige Steckerleisten bei Montage auf ein und derselben Platine;
4 einen Querschnitt durch zwei, je auf einer Platine montierte einreihige Steckerleisten beim Plazieren der Platinen zueinander und
5 einen Querschnitt durch eine einzelne Steckerleiste während der Montage eines weiteren Bauteils auf ein und derselben Platine.
In der 1 sind zwei, in ihrer Grundform bekannte vielpolige, zweireihige Steckerleisten 3 und 4, die Bauteile einer Steckverbindung sind, auf je einer Platine 1 und 2 montiert. Die hier beispielsweise U-förmigen Kontakte 8, 9, 10, 11 sind von ihren dazugehörigen Kunststoffgehäusen 6, 7 teilweise umgeben; selbstverständlich sind auch andere Formen von Kontakten möglich, ohne dabei den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
Die einander zugewandten Oberflächen der Steckerleisten 3, 4 sind von Stecköffnungen durchdrungen. Beim Zusammenstecken der beiden Platinen 1 und 2 durch Ineinanderstecken der Steckerleisten 3 und 4 wird beispielsweise die Steckerleiste 3 in Steckrichtung 18 bewegt. Damit das Einfädeln der Kontakte 10 bzw. 11 in die Kontakte 8 bzw. 9 erleichtert wird, weisen beide Steckerleisten 3, 4, z. B. an ihren Schmalseiten, Führungsnasen 5 auf.
Die einzelnen Steckerreihen einer zweireihigen Steckerleiste 3, 4 sind über Brücken 12, 13 miteinander verbunden und zueinander beabstandet.
In spezieller Ausbildung sind an den Steckerleisten 3, 4 in Verlängerung ihrer Oberfläche jeweils mindestens eine Haltefläche 15 bzw. 14 angeordnet, die erfindungsgemäß die sogenannte Halteeinrichtung für die maschinelle Montage selbiger auf der Platine 1 bzw. 2 bilden; wobei diese Halteflächen 15 bzw. 14 vorzugsweise Bestandteil des jeweiligen Gehäuses 6, 7 der Steckerleisten 3, 4 sind. Die Halteflächen 14 und 15 sind hier zudem jeweils seitwärts zwischen den Steckerreihen einer jeden Steckerleiste 3, 4 vorgesehen und stellen einen Sonderfall dar, wie die 3 bis 5 noch zeigen werden.
Vor dem Zusammenstecken der zweireihigen Steckerleisten 3, 4 bilden die Halteflächen 14, 15 jeweils eine gemeinsame ebene Fläche mit der übrigen, bündigen Oberfläche der Steckerleisten 3, 4. Auf diese gemeinsame Fläche greift die saugende Hand 21 eines Manipulators an, um die Steckerleisten 3, 4 auf ihren dazugehörigen Platinen 1, 2 zu plazieren.
Die Montage der Steckerleiste 3 auf die Platine 1 erfolgt von oben her auf die unten liegende Platine, erst für das Zusammenstecken der Platinen 1 und 2 wird, wie in der 1 dargestellt, die Platine 1 mitsamt der Steckerleiste 3 gedreht, so daß die Platine 1 oben liegt.
Mit der 2 wird die schon in der 1 beschriebene Steckverbindung veranschaulicht, nachdem das Zusammenstecken ausgeführt wurde. Die Halteflächen 14, 15 sind im wesentlichen um 90 Grad umgeknickt worden und haben sich an der ihnen zugewandten Außenfläche des Gehäuses der Steckerleiste 3 bzw. 4 angelegt; während des Zusammensteckens sind sie aneinander entlang geglitten, nachdem die Steckbeweung zuvor das Umknicken bewirkte. Damit der Knickvorgang erleichtert wird, befinden sich zwischen Außenfläche der Steckerleiste und der Unterseite der Halteflächen 14, 15 definierte Knickstellen 16, 17.
Die im Schnitt zu sehende Längserstreckung der Halteflächen 14, 15 ist in der Regel, wie hier in der 2 gezeigt, so bemessen, daß es nicht zu ihrem Verhaken kommen kann. Das heißt, die Halteflächen überlappen sich noch teilweise in ihrer gezeigten Längserstreckung; somit sind die Steckerleisten 3 und 4 wieder zerstörungsfrei voneinander trennbar.
Gemäß einer nicht dargestellten Weiterbildung der Erfindung können dagegen die Halteflächen entgegen ihrer gezeigten Längserstreckung kürzer sein, es käme dann nicht zu der teilweisen Überlappung. Die Enden der Halteflächen 14 und 15 würden miteinander verhaken und somit wäre die Steckung der Steckerleisten 3 und 4 gesichert.
Die erfindungsgemäße Montagehilfe in Form der Halteflächen 14, 15 ist aber auch bei einreihigen Steckerleisten anwendbar, nur dass hier die erfindungsgemäßen Halteflächen 14, 15 sich außen am vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Gehäuse befinden. Diese Ausführungsvariante wird in den 3 bis 5 gezeigt. In der 3 ist bereits eine einreihige Steckerleiste 19 auf einer Platine 2 montiert. Eine zweite einreihige Steckerleiste 20 wird gerade mittels einer Saughand 21 eines Manipulators in Montagerichtung 23 zur Platine 2 hinbewegt. Die bei der Montage der einreihigen Steckerleiste 19 erforderliche Haltefläche 14 wird nun durch den Fuß der zweiten einreihigen Steckerleiste 20 umgeknickt. Wenn links neben der einreihigen Steckerleiste 20 weitere Steckerleisten montiert werden, würde sich der beschriebene Vorgang des Ein-/Um- bzw. Abknickens der Halteflächen jeweils wiederholen.
Auch wenn zwei einreihige Steckerleisten 19, 20 auf verschiedenen Platinen 1, 2 montiert werden, ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Halteflächen 14, 15 problemlösend anwendbar; diese Ausgestaltung wird in 4 gezeigt. In der Praxis kann es nämlich vorkommen, daß bis zu ihrem Rand hin bestückte Platinen eng nebeneinander in ein Gehäuse eingebaut werden. Die Vorteile der neuen Art der Anordnung der Halteflächen 14 und 15 kämen auch hier zum Tragen, ohne das sie den Montageplatz beeinträchtigen.
Mit der 5 wird ein weiterer Anwendungsfall der neuen Halteflächen veranschaulicht. Eine einreihige Steckerleiste 19 ist bereits auf der Platine 2 montiert. Die Saughand 21 eines Manipulators (oder auch eine andere Ausgestaltung der Hand) führt ein weiteres elektrisches Bauteil dicht neben der einreihigen Steckerleiste 19 entlang der Montagerichtung 23 zur Platine 2. Die hilfreiche Haltefläche 14 der einreihigen Steckerleiste 19 erweist sich hierbei nicht als störend, denn das Bauteil 22 knickt die Haltefläche einfach um.
Abschließend ist zudem noch zu erwähnen, daß die in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen als Haltefläche ausgebildete Halteeinheit, die zudem Bestandteil des Gehäuses 6 bzw. 7 sein kann, auch andere Formen annehmen oder in anderer Art ausgebildet sein kann, z. B. als auf das Gehäuse 6 bzw. 7 aufsteckbare, selbstklemmende oder einrastende Halteeinheit mit entsprechender Haltefläche 14 bzw. 15.
Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

1: Montageoberfläche (Platine)
2: Montageoberfläche (Platine)
3: zweireihige Steckerleiste
4: zweireihige Steckerleiste
5: Führungsnasen
6: Gehäuse (aus Kunststoff; von Pos. 3)
7: Gehäuse (aus Kunststoff; von Pos. 4)
8: Kontakt (vorzugsweise U-förmig)
9: Kontakt (vorzugsweise U-förmig)
10: Kontakt (vorzugsweise U-förmig)
11: Kontakt (vorzugsweise U-förmig)
12: Brücke (zu Pos. 4)
13: Brücke (zu Pos. 3)
14: Haltefläche (einer Halteeinheit)
15: Haltefläche (einer Halteeinheit)
16: Knickstelle (zu Pos. 15 und 6)
17: Knickstelle (zu Pos. 14 und 7)
18: Steckrichtung
19: einreihige Steckerleiste
20: einreihige Steckerleiste
21: Greifereinheit (Saughand eines Manipulators)
22: elektrisches Bauteil
23: Montagerichtung

Claims

Verfahren zum Montieren eines Steckverbinders einer elektrischen Steckverbindung, bei dem Bauteile des Steckverbinders mittels einer Greifereinheit, an mindestens einem Teilbereich von ihrem Gehäuse (6, 7), einer Halteeinheit oder einer Haltefläche (14, 15), gehalten und einer Montageoberfläche (1, 2) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinheit bzw. Haltefläche eines bereits auf der Montageoberfläche montierten Bauteils bei der Montage eines weiteren Bauteiles (3, 4; 19, 20, 22) dicht neben einem bereits montierten Bauteil durch die Montagebewegung dieses weiteren Bauteiles ein- bzw. umgeknickt wird.
Verfahren zum Montieren im Sinne von Zusammenstecken zweier Steckverbinder einer elektrischen Steckverbindung, bei der auf der Montageoberfläche jedes Steckverbinders wenigstens ein Bauteil (3, 4; 19, 20) montiert ist, dessen Gehäuse (6, 7) eine Halteeinheit oder eine Haltefläche (14, 15) aufweist, gekennzeichnet mit den folgenden Montageschritten: • Montage der Bauteile auf der Montageoberfläche der beiden Steckverbinder, • Positionierung der beiden Montageoberflächen derart, dass die jeweiligen Bauteile einander zugewandt sind und • Zusammenstecken der Bauteile der beiden Steckverbinder, wobei beim Zusammenstecken der einander zugewandten Bauteilen deren Halteeinrichtung/-en umgeknickt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montage der Bauteile, mindestens einer Steckerleiste (3, 4; 19, 20), mittels eines Manipulators erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator die Steckerleiste (3, 4; 19, 20) mittels einer Saughand (21) der Montageoberfläche (1, 2) zuführt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator die Steckerleiste (3, 4; 19, 20) mittels einer Klemmhand der Montageoberfläche zuführt.
Montagehilfe für Bauteile von Steckverbinder elektrischer Steckverbindungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei an mindestens einem Bauteil eines Steckverbinders (19, 20) eine im wesentlichen, eine ebene Haltefläche (14, 15) aufweisende Halteeinheit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinheit bzw. deren Haltefläche (14, 15) mindestens mit einem Teilbereich eine äußere Seitenfläche des Bauteiles (19, 20) überragt, wobei dieser überstehende Teilbereich plastisch verformbar ist.
Montagehilfe für Bauteile von Steckverbinder elektrischer Steckverbindungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, wobi an mindestens einem Bauteil jedes Steckverbinders eines Steckverbinder-Paares (3, 4; 19, 20) eine im Wesentlichen, eine ebene Haltefläche (14, 15) aufweisende Halteeinheit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinheit bzw. deren Haltefläche (14, 15) mindestens mit einem Teilbereich eine äußere Seitenfläche des Bauteiles (3, 4; 19, 20) überragt, wobei dieser überstehende Teilbereich plastisch verformbar ist.
Montagehilfe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltefläche (14, 15) definierte, angeformte Knickstellen (16, 17) aufweisen.
Montagehilfe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Steckerleisten (3, 4; 19, 20) sind, und zwar Messer- und Federleisten.
Montagehilfe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerleisten (3, 4; 19, 20) aus zweireihigen, im Querschnitt im wesentlichen U-förmigen, Steckerleisten (3, 4; 19, 20) bestehen.