DE2515813A1

DE2515813A1 - Verfahren zum automatischen montieren und bestuecken von steckverbindern und nach dem verfahren hergestellte steckverbinder

Info

Publication number: DE2515813A1
Application number: DE19752515813
Authority: DE
Inventors: Gerhard Baeverle
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1975-04-11
Filing date: 1975-04-11
Publication date: 1976-10-21
Also published as: US4226499A; GB1513316A; CA1067594A; FR2307386A1; JPS51125893A; CH610685A5

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DIPL.-INO.

H. KINKELDEY

DR.-1NG.

W. STOCKMAIR

515813 DR.-ING. · AeE(CALTECH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. ■ DIPL.-PHYS.

P. H. JAKOB

DIPL.-INCä.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPL-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER. OeC. 1N(3.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSB 43

PH 9101 - 50/Hö.

Bunker Ramo Corp.
Commerce Drive
Oak Brook, 111. 60p21
U.S.A.

Verfahren zum automatischen Montieren und Bestücken von Steckverbindern und nach dem Verfahren hergestellte

St eckverbinder

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Montieren und Bestücken von Steckverbindern mit Kontakten, wobei der Steckverbinder aus einem Gehäusekörper und einem mit dem Gehäusekörper verbindbaren, die Kontakte tragenden Isolierstreifen besteht, sowie nach diesem Verfahren hergestellte Steckverbinder.

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Aus der DT-AS 1 665 757 und der DT-AS 2 230 248 sind Steckverbinder bekannt, die aus einem die einzelnen Kontakte aufnehmenden Isolierstreifen und einem Gehäusekörper bestehen, in den der Isolierstreifen eingesetzt ist. In beiden Fällen sind die Eontakte in den Isolierstreifen durch ein Wärmebehandlungsverfahren, beispielsweise durch thermoplastisches Umspritzen oder eine TJltraschallschweißung, fest in den Isolierstreifen eingeschmolzen. Die für diesen Zx-ieck zur Verfugung stehenden Wärmebehandlungsverfahren sind jedoch relativ aufwendig und nur in kostspieligen Aparaturen, beispielsweise Spritzgußautomaten, durchzuführen. Außerdem erfordert eine solche Wärmebehandlung im Vergleich mit dem Bestücken des Isolierstreifens mit Kontakten oder dem Verbinden der Isolierstreifen mit den Gehäusekörper relativ viel Zeit, so daß in der Wärmebehandlungsstation ein zeitlicher fertigungstechnischer Engpaß entsteht. Ein weiterer Nachteil des Wärmebehandlungsverfahrens liegt darin, daß die Kontakte zumindest an den unmittelbar über den Isolierstreifen überstehenden Teilen mit einem Kunststoffilm überzogen werden und anschließend gereinigt werden müssen»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automatischen Montieren und Bestücken von Steckverbindern mit Kontakten anzugeben, das die oben genannten Fachteile nicht aufweist. Insbesondere soll mit dem angegebenen Verfahren eine hohe Montagegeschwindigkeit ohne zyklushemmende Nebenzeiten erreicht werden. Weiterhin soll das Verfahren mit einfachen Mitteln durchführbar und leicht an Steckverbinder unterschiedlicher Größen umrüstbar sein. Ein Umstellen der bei bekannten Verfahren angewendeten Spritzgußautomaten auf andere Größen von Steckverbindern ist nur mit beträchtlichem Aufi\rand möglich.

Die obige Aufgabe vrird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß als Isolierstreifen ein Bandmaterial verwendet wird,

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in das die Kontakte eingelegt werden, daß die Gehäusekörper v.it den siit Kontakten "bestückten Isolierstreifen verbunden werden und daß von dem bandförmigen Isolierstreifen die gewünschten Längen erst bei der Endmontage, in der der Isolierstreifen mit dem Gehäusekörper verbunden wird, abgetrennt wird.

Ein nach diesem Verfahren hergestellter Steckverbinder besteht aus einem langgestreckten Gehäusekörper und einem mit dem Gehäusekörper verbundenen Isolierstreifen"von dazu passender Länge, in den in einem vorgegebenen Easterabstand einzelne Kontakte gehalten sind und zeichnet sich dadurch aus, daß die Kontakte in den Isolierstreifen eingelegt oder eingesteckt, beispiels;tfeise eingerastet sind und daß der Isolierstreifen aus einem Bandmaterial auf die gewünschte Länge abgetrennt ist.

Die Verwendung eines Bandmaterials als Ausgangsmaterial für den Isolierstreifen führt zu dem wesentlichen Vorteil, daß an der Station, an der die Kontakte in den Isolierstreifen eingesetzt werden, konstante Easterabstände zur Verfügung stehen - das Bandmaterial ist an dieser Stelle noch nicht aufgetrennt - wodurch ein kontinuierliches Bestücken sofort bei der Kontaktherstellung mit derselben Maschine möglich ist.' Die Isolierstreifen können jedoch auch nachträglich bestückt werden. Die Kontakte werden dann vorteilhafterweise mit einem Rüttler ausgerichtet und zugeführt. Weiterhin läßt sich Bandmaterial wesentlich besser handhaben als einzelne kurze, voneinander getrennte Isolierstreifen, indem man das Bandmaterial beispielsweise auf eine Rolle aufwickelt und bei der. Endirontege von der Rolle abspult. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren werden beim vorliegenden Verfahren die Kontakte nicht in den Isolierstreifen eingespritzt, sondern einfach eingelegt, was wesentlich einfacherdurchzuführen ist. Damit entfällt ein sehr aufwendiger und zeitraubender Wärmebehandlungsschritt beim

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Montieren des Steckverbinders. Außerdem brauchen die Kontakte nicht von einem sich beim Wärmebehandlungsverfahren bildenden Kunststoffilm. gesäubert zu v/erden. Bei dem angegebenen Verfahren werden die Isolierstreifen erst nach dem Bestücken auf die gewünschte Länge gebracht. Eine Anpassung an unterschiedlich lange Gehäusekörper ist dadurch auf einfache Weise möglich. Somit lassen sich in derselben Aparatur, ohne große Umstellungen Steckverbinder unterschiedlicher Größen montieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sowie des Steckverbinders selbst sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der einzelnen in der Zeichnung dargestellten Figuren wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teilstücks eines erfindungsgemäßen Isolierstreifens mit eingesetzten Federkontakten;

Fig. 2 eine Draufsicht des Isolierstreifens nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Isolierstreifens nach den Fig. 1 und 2;

Fig. 4· zwei Schnittansichten eines fertig montierten Steckverbinders mit eingesetzten Federkontakten;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Isolierstreifens mit einem eingesetzten Messerkontakt ;

Fig. 6 eine Vorderansicht des Isolierstreifens nach Fig. 5;

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Fig. 7 eine Draufsicht des Isölierstreifens nach den Fig. 5 und 6;

E¹Ig. 8 eine Schnittansicht eines fertig montierten Steckverbinders mit eingesetzten Messerkontakten;

Fig. 9 schematische Darstellungen einer Montagevorrichtung und 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der nun folgenden Beschreibung x^erden zuerst zwei Ausführungsbeispiele von Steckverbindern anhand der Fig. 1 bis 8 beschrieben. Das Verfahren zum Bestücken und Montieren des Steckverbinders wird anschließend im Zusammenhang mit den Fig. 9 und 10 erläutert.

Ein fertig montierter Steckverbinder besteht aus einem Isolierstreifen 1, in den entweder Messerkontakte 2 oder Federkontakte 3 in einem festen Easterabstand eingesetzt sind. Ein mit Messerbzw. Federkontakten 2,3 bestückter Isolierstreifen 1 ist in einem Gehäusekörper 4- eingerastet. In dem durch den Isolierstreifen 1 geschlossenen Gehäusekörper 4- sind die Zontakte 2,3 vollständig gefangen. Sowohl der Isolierstreifen 1 als auch der Gehäusekörper 4- sind an die zu verwendenden Messer- bzw. Federkontakte 2 bzw. 3 angepaßt, was aus den Fig. 1 bis 4·, die sich auf eine Federleiste beziehen und den Fig. 5 his 8, die sich auf eine Messerleiste beziehen, im einzelnen zu ersehen ist und weiter unten noch beschrieben wird.

In beiden Ausführungsbeispielen (Fig. 1 bis 4- und Fig. 5 bis 8) sind die Isolierstreifen 1 bereits von dem verwendeten Bandmaterial getrennt, also in Teilstücke aufgelöst. Diese Teilstücke der Isolierstreifen 1 waren ursprünglich durch die an ihren beiden Enden angebrachten Kupplungselemente 5 und 6 miteinander zu einem

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Bandmaterial verbunden. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Kupplungselement 5 zangenartig ausgebildet, indem es mit einer T-förmigen Aussparung versehen ist. Das andere Kupplungselement 6 ist als T-förmiger Portsatz ausgebildet, der in ein zangenartiges Kupplungselement 5 eines benachbarten Teils des Isolierstreifens 1 bei dem Ausgangsbandmaterial eingehängt ist. Wie aus den Pig. 6 und 7 ersichtlich ist, sind die aneinanderliegenden Kanten der Kupplungselemente abgeschrägt, so daß sich miteinander verkettete Teilstücke des Isolierstreifens bei Zugbeanspruchung nicht lösen, sondern miteinander fest verbunden bleiben. Die dargestellten Kupplungselemente 5 und 6 stellen jedoch nur eine bevorzugte Ausführungsform dar. Die Verkettung der einzelnen Teilstücke der Isolierstreifen kann auch auf beliebige andere Weise erfolgen. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, den Isolierstreifen 1 kontinuierlich, also ganz ohne Kupplungs elemente herzustellen und die gewünschte. Länge von dem Bandmaterial abzuschneiden. Der Gehäusekörper 4 ist langgestreckt ausgebildet und dient zur Aufnahme eines mit Messerkontakten oder Federkontakten 2 bzw. 3 bestückten Isolierstreifens 1. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Gehäusekörper 4-jeweils so ausgebildet, daß sie gleichzeitig mehrere Isolierstreifen 1 in gegenseitiger paralleler Ausrichtung aufnehmen können. Wie aus den Pig. 4- und 8 ersichtlich ist, lassen sich die Isolierstreifen 1 auf der Unterseite des Gehäusekörpers 4-einfügen und mit diesem verrasten. Zur gegenseitigen Verrastung sind an den Isolierstreifen 1 Rastnasen 7 angebracht, die in entsprechende Ra st ausnehmungen 8 in dem Gehäusekörper einrasten. Beim Einsetzen des Isolierstreifens 1 in den Gehäusekörper 4- findet eine vorübergehende Aufweitung des Gehäusekörpers 4- statt. Bei Verwendung von relativ starrem Kunststoff oder anderem Isolationsmaterial kann auch eine geeignete andere Rastverbindung gewählt werden. Beim Ein- ■ setzen eines Isolierstreifens 1 in den Gehäusekörper 4- wird die

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Bewegung des Isolierstreifens 1 durch Anschläge 9 im Gehäusekörper 4 begrenzt, wenn der Isolierstreifen 1 seine endgültige Lage eingenommen hat. In dem Gehäusekörper 4 sind weiterhin parallel zueinander verlaufende Stege 10 vorgesehen, die zu einer räumlichen Trennung der einzelnen in den Gehäusekörper 4 eingesetzten Isolierstreifen 1 und zu deren genauen Positionierung dienen.

Der Isolierstreifen nach den Fig. 1 bis Λ ist mit durchgehenden einander p. r'allelen öffnungen versehen, in die die Federkontakte eingesetzt si...-,d. Die Federkontakte 3 sind in einem lütt elbereich von dem Isolierstreifen 1 gehalten und ragen auf einer Seite mit einem Anschlußpfosten 11 und auf der anderen Seite mit einem Federteil 12 aus dem Isolierstreifen 1 heraus. In ihrem Mittelbereich sind die Federkontakte 3 mit einer Verdickung 13 versehen, die in eine entsprechende Ausnehmung 14· im Isolierstreifen 1 einrastet. Bei genügend kleiner Ausbildung dieser Verdickung 13» was beispielsweise durch Auskerben des Materials erreicht werden kann, braucht eine besondere Ausnehmung 14 nicht vorgesehen zu sein, wenn der Isolierstreifen 1 aufweitbar ist. Die Auskerbung kann sich dann in den Isolierstreifen 1 einkrallen. Nach dem Einsetzen der Federkontakte 3 in den Isolierstreifen 1 werden diese für die weitere Montage durch die Rastverbindung ausreichend fest gehalten. Der aus Fig. 4 ersichtliche zugehörige Gehäusekörper 4 weist einzelne Kontaktkammern 15 auf, die durch die bereits erwähnten Stege 10 voneinander getrennt sind. An den Seitenwandungen der Kontaktkammern 15 sind Führungen 16 vorgesehen, die zur genauen Positionierung und/oder Vorspannung des Federkontakts 3 in der Kontaktkammer 15 dienen. In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kommen diese Führungen 16 zwischen die beiden Zinken des gabelförmigen Federkontakts 3 zu liegen. Auf der dem Isolierstreifen 1 gegenüberliegenden Seite des Gehäusekörpers 4

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sind einzelne in jede Kontaktkaimaer 15 mündende Öffnungen 17 vorgesehen, in die ein Messerkontakt eingeführt werden kann.

Der Isolierstreifen 1, wie er in den Fig. 5 "bis 8 dargestellt ist, ist an einen Messerkontakt 2 angepaßt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Messerkontakt aus Draht gebogen und weist in einem Mittelbereich eine U-förmige Ausbiegung 18 auf. Der Isolierstreifen 1 ist mit einer rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Ausnehmung 19 versehen, in die die U-förmige Ausbiegung 18 des Messerkontakts 2 paßt. An den Wänden der Ausnehmung 19 des Isolierstreifens 1 sind Vorsprünge 20 vorgesehen, die zu einer Verrastung des in den Isolierstreifen 1 eingesetzten Messerkontakts 2 dienen. Durch diese Verrastung wird eine Halterung der Messerkontakte· 2 im Isolierstreifen erzielt, die ausreichend ist, um die eingesetzten Messerkontakte 2 vor einem Herausfallen zu schützen, bis die bestückten Isolierstreifen 1 in den Gehäusekörper 4 eingesetzt sind. Zur Verrastung des Isolierstreifens 1 im Gehäusekörper 4 sind an den Rändern der Einschuböffnungen für den Isolierstreifen 1 abgeschrägte Vorsprünge 21 vorgesehen, die hinter entsprechende Ausnehmungen 22 im Isolierstreifen 1 greifen. Eine Bewegung des Isolierstreifens 1 im Gehäusekörper 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel so wie in dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 durch entsprechend ausgebildete Anschläge 9 verhindert. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach-Fig. 4 ist der Gehäusekörper nach Fig. 8 auf der dem Isolierstreifen 1 gegenüberliegenden Seite völlig offen, um eine Federleiste, beispielsweise die nach Fig. 4, einführen zu können.

Anhand der Fig. 9 und 10 wird im folgenden das Verfahren zum Bestücken des beschriebenen Isolierstreifens 1 mit Kontakten 2 und 3 und das Montieren der gesamten Steckverbinders im einhelnen beschrieben.

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Die Kontakte 2 und 3 werden in einem Werkzeug 23 zu den jeweiligen Messer- oder Federkontakten 2 und 3 geprägt und gebogen. Unmittelbar nach dem Abschneiden vom zugeführten Draht werden die Kontakte 2 bzw. 3 in den Isolierstreifen 1 eingeführt. Es werden also die anhand der Fig. 1 bis 8 beschriebenen Isolierstreifen 1 mit aus Draht hergestellten Kontakten 2 bzw. 3 auf der Maschine 25 in einem Arbeitsgang hergestellt. Am Auslauf der Maschine 25 wird dann der bestückte Isolierstreifen 1 auf eine Rolle 26 aufgespult.

Die Rolle 26 kann nun zur Weiterverarbeitung, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, der Endmontage zugeführt werden. Hier werden dann die für die Steckverbinder erforderlichen Kammlängen mit Schneidmessern 27 abgeschnitten.

Die in Fig. 9 bestückten und auf die Rolle 26 aufgespulten Isolierstreifen können auch eventuell in aufgespultem Zustand mit speziellen Spulen, wenn notwendig, galvanisch behandelt v/erden.

Die Bestückung des Isolierstreifens 1 braucht nicht notwendigerweise bei der Herstellung der Kontakte 2 und 3 auf der Maschine 25 erfolgen, sondern kann auch nachträglich mit Rüttlern auf einer Sondermaschine dem Isolierstreifen 1 zugeführt werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum automatischen Montieren und Bestücken von Steckverbindern mit Kontakten, wobei der Steckverbinder aus einem Gehäusekörper und einem mit dem Gehäusekörper verbindbaren, die Kontakte tragenden Isolierstreifen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierstreifen ein Bandmaterial verx^endet xvird in das die Kontakte eingelegt werden, daß die Gehäusekörper mit dem bestückten Isolierstreifen verbunden werden, und daß von dem bandförmigen Isolierstreifen die gewünschten Längen erst bei der Endmontage, in der der Isolierstreifen mit dem Gehäusekörper verbunden wird, abgetrennt werden.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontakte, nachdem sie in den Isolierstreifen eingesetzt werden und bevor der Isolierstreifen mit dem Gehäusekörper verbunden wird, den noch notwendigen Behandlungsschritten, z.B. einer galvanischen Behandlung, unterworfen werden.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die als Schüttware hergestellten Kontakte zum Bestücken des Isolierstreifens durch eine Eütteleinrichtung ausgerichtet und zugeführt v/erden.

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4-, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Kontakte bei der Herstellung mit derselben Maschine in der die Herstellung erfolgt in den Isolierstreifen eingelegt werden.

5. Steckverbinder, hergestellt nach dem Verfahren der Ansprüche 1,2,3 oder 4-, mit einem langgestreckten Gehäusekörper und einem mit dem Gehäusekörper verbundenen Isolierstreifen von dazu passender Länge, in den in einem vorgegebenen Ras"erabstand einzelne Kontakte gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (2,3) in den Isolierstreifen (1) eingelegt oder eingesteckt, beispielsweise eingerastet, sind, und daß der Isolierstreifen aus einem Bandmaterial auf die gewünschte Länge abgetrennt ist.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstreifen (1) in vorgegebenen Abständen, vorzugsweise in Abständen, die der Länge eines Gehäusekörpers (4-) entsprechen, durch leicht lösbare Kupplungseiemente (5*6) anexnandergehangt sind.

7. Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die aneinandergehängten Teilstücke des bandförmigen Isolierstreifens (1) auf einer Seite ein zangenförmiges'Kupplungselement (5) und auf der anderen Seite ein T-förmiges Kupplungselement (6) aufweisen, wobei das T-förmige Kupplungselement in das zangenförmige Kupplungselement des benachbarten Teilstückes eingehängt ist.

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8. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die aneinanderliegenden Flächen der ineinandergreifenden Kupplungselemente (5,6) derart abgeschrägt angeordnet sind, daß.sich die Teilstücke des Isolierstreifens (1) gegenseitig sichern, wenn sie auf Zug belastet sind.

9- Steckverbinder nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäusekörper (4) einzelne Kontaktkainmern (15) ausgebildet sind, die den eingesetzten Kontakt (2,3) in Längs- und Querrichtung haltern.

10. Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kontaktkainmern (15) an den Kontakt (3) angepaßte Führungselemente (16) zum genauen Ausrichten und/oder Vorspannen des Kontakts vorgesehen sind.

11. Steckverbinder nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß d er Isolierstreifen (1) im Rasterabstand angeordnete Ausnehmungen (19) aufweist, in die ein Kontakt (2) mit einem seitlichen Fortsatz (18), beispielsweise einem seitlich herausgebogenen Teilstück (18), eingesetzt ist.

12. Steckverbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß an wenigstens einer Seitenfläche der Ausnehmung (19) eine Materialnase (20) vorgesehen ist, die als Rastelement für. den in die Ausnehmung (19) eingesetzten Kontakt (2) dient.

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13- Steckverbinder nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich an den Isolierstreifen (1) Rastnasen (7) vorgesehen sind, die in entsprechende Ausnehmungen (S) in dem Gehäusekörper (4-) zur gegenseitigen Verbindung von Isolierstreifen und Gehäusekörper einrasten.

13· Steckverbinder nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 13 j dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (4) derart ausgebildet ist, daß nebeneinanderliegend mehrere Isolierstreifen (1) einsetzbar sind, und daß die Isolierstreifen durch parallel verlaufende Stege (10) des Gehäusekörpers (4) voneinander getrennt sind.

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