DD208099B1

DD208099B1 - INDUCTOR WITH PROTECTION GASING DEVICE FOR INDUCTIVE REMOVAL, PREFERABLY PROTECTIVE GAS LOADING

Info

Publication number: DD208099B1
Application number: DD23623481A
Authority: DD
Inventors: Klaus Wittke; Joerg Rasche; Bodo Furchheim
Original assignee: Klaus Wittke; Joerg Rasche; Bodo Furchheim
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1981-12-24
Publication date: 1987-02-25
Also published as: DD208099A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Induktor mit Schutzgaseinrichtung zum induktiven Erwärmen, vorzugsweise zum Schutzgaslöten.The invention relates to an inductor with protective gas device for inductive heating, preferably for inert gas soldering.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist das induktive Schutzgaslöten innerhalb einer Schutzgaskammer oder die Verwendung von Schutzgasbrausen bekannt. Weiterhin ist in dem DDWP 82034 ein Schutzgasinduktor beschrieben, bei dem die Schutzgaszuführung über einen ringförmigen Schutzgasdruckausgleichraum, der eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber den genannten Möglichkeiten der Schutzgaszuführung aufweist, erfolgt. Hierbei ist ein Ringinduktor mit zwei parallel geschalteten stromführenden, scheibenförmigen Stromleitern derart verbunden, daß ein Schutzgasdruckausgleichraum entsteht. Die scheibenförmigen Stromleiter weisen eine Vielzahl von senkrecht zu ihnen angeordneten Zuleitungsrohren auf, die die Schutzgaszuführung ermöglichen. Die vielen Zuleitungsrohre sollen ein sicheres Verteilen des Schutzgases an der Erwärmungs- bzw. Lötzone gewährleisten.It is the inductive inert gas soldering within a protective gas chamber or the use of protective gas showers known. Furthermore, in the DDWP 82034 a Schutzgasinduktor described in which the protective gas supply via an annular inert gas pressure equalization space, which has a number of advantages over the said possibilities of inert gas, takes place. In this case, a ring inductor with two parallel-connected current-carrying, disk-shaped conductors is connected such that a protective gas pressure equalization space is formed. The disk-shaped conductors have a plurality of perpendicular to them arranged supply pipes, which allow the inert gas supply. The many supply pipes to ensure a safe distribution of the protective gas at the heating or soldering zone.

Das genannte Verfahren der Schutzgaszuführung ist mit verschiedenen Nachteilen behaftet. So ist die Herstellung dieses Induktors mit der Vielzahl der Zuleitungsrohre sehr aufwendig. Der Schutzgasverbrauch ist durch die Vielzahl der Zuleitungsrohre hoch.The mentioned method of inert gas supply has various disadvantages. Thus, the production of this inductor with the large number of supply pipes is very expensive. The protective gas consumption is high due to the large number of supply pipes.

Weiterhin ist die zu erwärmende Oberfläche nicht gleichmäßig durch das Schutzgas geschützt, da das Werkstück oft nicht zentrisch im Induktor liegt und die senkrechte Schutzgaszuführung an nur bestimmten Stellen, d. h. nicht gleichmäßig auf den Werkstückumfang verteilt, erfolgt.Furthermore, the surface to be heated is not uniformly protected by the protective gas, since the workpiece is often not centric in the inductor and the vertical inert gas supply at only certain locations, d. H. not evenly distributed on the workpiece circumference takes place.

In der DE-PS 849506 wird ein an sich bekannter Ringinduktor mit einem zusätzlichen umgebenden Gehäuse als Schutzgasraum beschrieben, bei welchem der Induktionsheizleiter in bekannter Weise unmittelbar an der Lötstelle angeordnet ist. Die Schutzgaszuführung wird über nur ein Rohr realisiert, welches in das zusätzliche Gehäuse einmündet. Damit erfolgt ebenfalls eine mangelhafte Verteilung des Schutzgases, wodurch wiederum die zu erwärmende Oberfläche nicht gleichmäßig durch das Schutzgas geschützt wird. Ein weiterer Nachteil besteht im zusätzlichen Fertigungsaufwand für das umgebende Gehäuse. Ein Induktor mit ihn umgebender isolierender Beschichtung, bei welchem die Induktionsschleife ebenfalls möglichst nahe an der Lötstelle angeordnet sein soll, wird in der SU-PS 176645 dargestellt. Die hohe thermische Belastung beim Arbeitsvorgang wirkt hierbei negativ auf die Haltbarkeit der Isolierschicht, wodurch sich die Lebensdauer des Induktors verringert. Die Induktorschleife selbst weist außerdem nach dieser Erfindungsbeschreibung KanälefürdieZuführung des Schutzgases in die Bearbeitungszone auf, die eine relativ große Wanddicke des Induktors bedingen und den materiell-technischen und Fertigungsaufwand bei seiner Herstellung erhöhen.In DE-PS 849506 a known ring inductor with an additional surrounding housing is described as a protective gas space, in which the induction heating is arranged in a known manner directly to the solder joint. The protective gas supply is realized via only one pipe, which opens into the additional housing. This also results in a poor distribution of the protective gas, which in turn does not uniformly protect the surface to be heated by the protective gas. Another disadvantage is the additional manufacturing costs for the surrounding housing. An inductor with surrounding insulating coating, in which the induction loop should also be arranged as close to the solder joint, is shown in SU-PS 176645. The high thermal load during the operation has a negative effect on the durability of the insulating layer, which reduces the life of the inductor. According to this invention description, the inductor loop itself also has channels for the supply of the protective gas into the processing zone, which necessitate a relatively large wall thickness of the inductor and increase the material-technical and manufacturing expenditure in its production.

Alle beschriebenen Lösungen und die in der Fachliteratur offenbarten, allgemeingültigen und bisher nicht durchbrochenen Regeln gehen immer davon aus, daß die eigentlichen Induktionsschleifen immer unmittelbar mit geringstem Kopplungsabstand an der zu erwärmenden Werkstückoberfläche angeordnet sind, und das unabhängig davon, ob mit oder ohne Anwendung von Schutzgas gearbeitet wird.All the solutions described and the general and uninterrupted rules disclosed in the technical literature always assume that the actual induction loops are always arranged directly with the smallest possible coupling distance on the workpiece surface to be heated, regardless of whether with or without the use of protective gas is working.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Schutzgasverbrauch beim induktiven Erwärmen und Löten zu senken und eine gleichmäßige Beaufschlagung der Erwärmungs- bzw. Lötzone mit Schutzgas bei gleichzeitig wesentlich vereinfachter Herstellung des verwendeten Induktors zu gewährleisten.The aim of the invention is to reduce the inert gas consumption during inductive heating and soldering and to ensure uniform loading of the heating or soldering zone with inert gas at the same time much simpler production of the inductor used.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Induktor mit Schutzgaseinrichtung zum induktiven Erwärmen, vorzugsweise zum Schutzgaslöten mit weniger Aufwand als bisher zu schaffen, bei dem der Schutzgasverbrauch gesenkt wird und die Schutzgaswirkung auf die zu erwärmende Werkstückoberfläche gleichmäßig erfolgt.The invention has for its object to provide an inductor with inert gas device for inductive heating, preferably for inert gas soldering with less effort than before, in which the protective gas consumption is lowered and the protective gas effect on the workpiece surface to be heated evenly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Verwendung des bekannten Prinzips eines Ringinduktors mit scheibenförmigen Stromleitern und Schutzgasdruckausgleich raum dadurch gelöst, daß der Induktor im wesentlichen aus einem oder mehreren im spitzen Winkel zu vorzugsweise zwei scheibenförmigen Stromleitern stehenden Schutzgaszuleitungsrohren zwecks Erzeugung einer kreisenden Bewegung des Schutzgases (spiralenförmige Bewegung) und einem zwischen diese Stromleiter eingelöteten profilierten Rohr für den Kühlkreislauf und die Stromzuführung besteht, wobei die beiden scheibenförmigen Stromleiter und das profilierte Rohr einen Schutzgasdruckausgleichraum einschließen.This object is achieved according to the invention using the known principle of a ring inductor with disc-shaped conductors and inert gas pressure compensation space, that the inductor consists essentially of one or more standing at an acute angle to preferably two disc-shaped conductors Schutzgaszuleitungsrohren purpose of generating a circular movement of the protective gas (spiral movement) and a profiled tube soldered between these conductors for the cooling circuit and the power supply, the two disk-shaped conductors and the profiled tube including an inert gas pressure equalization space.

Durch die spiralförmig kreisende Bewegung des Schutzgases im Schutzgasdruckausgleich raum und durch den gleichmäßigen tangentialen Austritt des Schutzgases aus dem Schutzgasdruckausgleich raum an die Werkstückoberfläche kann auf die Vielzahl der Zuleitungsrohre verzichtet werden. Außerdem verbleibt das spiralförmig kreisende Schutzgas länger im Schutzgasdruckausgleichraum bei gleichzeitiger Sicherung der Erwärmungs- und Lötzone vor Oxidation. Die gleichmäßige Schutzgaswirkung an der Werkstückoberfläche wird auch dann erreicht, wenn das Werkstück nicht genau zentrisch im Induktor liegt, weil das Schutzgas tangential um die Oberfläche geleitet wird und sich spiralförmig kreisend um die Werkstückoberfläche bewegt. Zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse im Schutzgasdruckausgleichraum ist der Spalt an der Induktoreinspeisungssteile durch ein geeignetes Isoliermaterial gasdicht geschlossen.Due to the spirally circular movement of the protective gas in inert gas pressure equalization chamber and the uniform tangential outlet of the protective gas from the protective gas pressure equalization space to the workpiece surface can be dispensed with the large number of supply pipes. In addition, the spirally circulating inert gas remains longer in inert gas pressure equalization chamber while securing the heating and soldering zone from oxidation. The uniform protective gas effect on the workpiece surface is also achieved when the workpiece is not exactly centered in the inductor, because the protective gas is passed tangentially around the surface and moves in a spiraling circular motion around the workpiece surface. To improve the flow conditions in Schutzgasdruckausgleichraum the gap is closed gas-tight at the Induktoreinspeisungssteile by a suitable insulating material.

Durch die Anordnung von drei und mehreren scheibenförmigen, vorzugsweise parallel geschalteten Stromleitern, entstehen zwei und mehrere Schutzgasdruckausgleichräume. Hierbei sind die Erwärmungsdichte und -breite und damit auch die Schutzgasverteilung entsprechend der Erwärmungsaufgabe beeinflußbar. Die Stromleiter können auch nichtparallel zueinander angeordnet sein. Durch die nichtparallele Anordnung der scheibenförmigen Stromleiter wird die Breite der Schutzgaswirkung an der Werkstückoberfläche beeinflußt. Des weiteren hat diese Anordnung der scheibenförmigen Stromleiter Einfluß auf die Austrittsgeschwindigkeit des Schutzgases aus dem Schutzgasdruckausgleichraum. Ferner können die Stromleiter entsprechend der Form der zu erwärmenden Bauteile auch kopplungsspezifisch profiliert sein. Profilierte Stromleiterenden werden dazu genutzt, sich besonders geformten Werkstücken anzupassen bzw. den Grad des Wärmeeintrages zu beeinflussen. Darüber hinaus wird die Möglichkeit gegeben, günstige Strömungsverhältnisse des Schutzgases, besonders beim Übergang vom Schutzgasdruckausgleichraum zur Werkstückoberfläche, zu schaffen.The arrangement of three and more disk-shaped, preferably parallel-connected conductors, two and more inert gas pressure equalization spaces. Here, the heating density and width and thus the inert gas distribution according to the heating task can be influenced. The current conductors can also be arranged non-parallel to each other. Due to the non-parallel arrangement of the disk-shaped conductor, the width of the protective gas effect on the workpiece surface is affected. Furthermore, this arrangement of the disk-shaped conductor has influence on the exit velocity of the protective gas from the protective gas pressure equalization chamber. Furthermore, the current conductors can also be profiled coupling-specific according to the shape of the components to be heated. Profiled conductor ends are used to adapt to specially shaped workpieces or to influence the degree of heat input. In addition, the possibility is given to create favorable flow conditions of the protective gas, especially during the transition from inert gas pressure compensation chamber to the workpiece surface.

exemplary

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to a drawing. Show it:

Fig. 1: einen Ringinduktor mit zwei parallel geschalteten Stromleitern für Innenfelderwärmung in der Vorderansicht im Schnitt Fig.2: den Ringinduktor gemäß Fig. 1 in der Draufsicht1: a ring inductor with two parallel-connected conductors for internal field heating in the front view in section Fig.2: the ring inductor according to Fig. 1 in plan view

Fig.3: den Ringinduktor mit zwei nichtparallel verlaufenden Stromleitern für Innenfelderwärmung im Schnitt (Prinzipskizze) Fig.4: den Ringinduktor mit zwei parallel verlaufenden Stromleitern und besonders profilierten Stromleiterenden für3: the ring inductor with two non-parallel current conductors for internal field heating in section (schematic diagram) FIG. 4: the ring inductor with two parallel current conductors and particularly profiled current conductor ends for

Innenfelderwärmung im Schnitt (Prinzipskizze) Fig. 5: den Ringinduktor mit drei parallel verlaufenden Stromleitern für Innenfelderwärmung im Schnitt (Prinzipskizze).Section heating in section (schematic diagram) Fig. 5: the ring inductor with three parallel conductors for internal field heating in section (schematic diagram).

Der Induktor (siehe Fig. 1 und 2) ist als Ringinduktor mit zwei parallel geschalteten Stromleitern 1 ausgebildet. Zwischen den zwei scheibenförmigen Stromleitern 1 ist ein der Kühlung und der Stromzuführung dienender ringförmiger Induktor 2, hier ein Vierkantrohr, angeordnet. Die Stromleiter 1 und der ringförmige Induktor 2 sind durch Flammlöten miteinander verbunden. Die Stromleiter 1 und der ringförmige Induktor 2 schließen in sich einen Schutzgasraum 7 ein. Die Schutzgaszuführung erfolgt über ein unter bestimmtem spitzem Winkel angeordnetes Schutzgaszuleitungsrohr 3. Das auf diese Weise eingeleitete Schutzgas wird dadurch in eine spiralförmig kreisende Bewegung innerhalb des Schutzgasraumes 7 versetzt und tritt spiralförmig gleichmäßig in die Erwärmungs- und Lötzone von zwei zu verbindenden Werkstücken 5; 6 aus. Der Spalt an der Induktoreinspeisungssteile wird vorteilhaft durch ein geeignetes Isoliermaterial 4 gasdicht überbrückt. Die in Fig.3 und 4 dargestellten Induktoren unterscheiden sich von dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Induktor dadurch, daß der Induktor in Fig.3 mit nichtparallelen Stromleitern 1 und der Induktor in Fig. 4 mit abgerundeten Stromleiterenden ausgebildet sind.The inductor (see FIGS. 1 and 2) is designed as a ring inductor with two parallel-connected current conductors 1. Between the two disk-shaped conductors 1, one of the cooling and the power supply serving annular inductor 2, here a square tube, arranged. The current conductors 1 and the annular inductor 2 are connected to one another by flame soldering. The current conductors 1 and the annular inductor 2 include a protective gas space 7 in it. The inert gas is supplied via a arranged at a certain acute angle shielding gas supply pipe 3. The thus introduced inert gas is thereby added in a spirally circular motion within the inert gas chamber 7 and occurs evenly spirally in the heating and soldering zone of two to be joined workpieces 5; 6 off. The gap at the Induktoreinspeisungssteile is advantageously bridged gas-tight by a suitable insulating material 4. The inductors shown in FIGS. 3 and 4 differ from the inductor shown in FIGS. 1 and 2 in that the inductor in FIG. 3 is formed with non-parallel current conductors 1 and the inductor in FIG. 4 with rounded current conductor ends.

Der in Fig. 5 dargestellte Induktor weist drei Stromleiter 1 auf. Sie bilden zusammen mit dem ringförmigen Induktor 2 zwei Schutzgasräume 7, wobei die Schutzgaszuführung 9 getrennt voneinander erfolgt, daß heißt, daß jeder Schutzgasraum 7 über ein oder mehrere Schutzgaszuleitungsrohre 3 zur Schutzgaszuführung 9 verfügt.The inductor shown in FIG. 5 has three current conductors 1. They form together with the annular inductor 2 two inert gas chambers 7, wherein the protective gas supply 9 is carried out separately, that is, that each inert gas chamber 7 has one or more inert gas supply pipes 3 for inert gas 9.

Claims

Invention claim:

1. Inductor for inductive heating, preferably for inert gas soldering, using a consisting of a current-carrying, water-cooled loop and a ring inductor mitgebilden by the ring inductor inert gas space, characterized in that the annular inductor (2) at least two electrically connected thereto disc-shaped conductor (1 ), which form the protective gas space (7) and limit the work place and in this space at an acute angle to the disk-shaped conductors (1) and with respect to the surface to be heated of the components (5.6) tangentially arranged protective gas supply pipe (3) opens ,

2. inductor with protective gas device according to item 1, characterized in that the current conductors (1) are arranged non-parallel to each other.

3. inductor with inert gas device according to item 1 and 2, characterized in that the current conductors (1) are profiled according to the shape of the component coupling distance specific.

4. inductor with inert gas device according to item 1,2 and 3, characterized in that the gap at the Induktoreinspeisungsstelle by means of a suitable insulating material (4) is closed gas-tight.