DE102007054989B4

DE102007054989B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Löten von Sägezähnen

Info

Publication number: DE102007054989B4
Application number: DE102007054989.1A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Kirschner
Original assignee: KIRSCHNER MASCHB GmbH; KIRSCHNER MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: KIRSCHNER MASCHB GmbH; KIRSCHNER MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 2007-11-17
Filing date: 2007-11-17
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2027-11-18
Also published as: DE102007054989A1

Abstract

Verfahren zum Löten von Hartmetall-, Stellit-, Diamant- oder PKD-Zähnen auf ein Stammblatt (1) eines Sägeblattes mittels einer Lötmaschine, wobei auf dem Rücken des Zahnes (2) in übereinander liegenden Schichten zunächst Flussmittel, dann ein abgelängtes und abgewinkeltes Lotband (3) und schließlich wiederum Flussmittel angeordnet ist, eine Lötzange (4) dann diesen Zahn (2) in eine Aussparung an dem Rand des Stammblattes (1) - dem so genannten Plattensitz (5), der eine längere Fläche (L1) und eine kürzere Fläche (L2) aufweist - transportiert, wo dann durch Erhitzen und anschließendes Abkühlen des Lotes der Zahn (2) verlötet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahn (2) mit einem Anpressdruck, der in einem Bereich von 0,05 bis 0,3 N/mm2liegt, gegen die längere Fläche (L1) des Plattensitzes (5) gepresst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Löten von Sägezähnen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 4, und 6.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Hartmetall-, Stellit-, Diamant- und PKD-Zähne mittels einer Lötmaschine auf ein Stammblatt - also auf einen Grundkörper eines zukünftigen Sägeblattes - gelötet werden. Dabei ist das Stammblatt auf einer Stammblatt-Aufnahme - einem Aufnahmedorn - angeordnet. Eine Lötstation, die Bestandteil der Lötmaschine ist, führt den zu verlötenden Zahn mittels einer Zuführeinrichtung in eine „Lücke“ des Stammblattes, an der der Zahn verlötet werden soll. Diese Lücke wird in der Fachsprache auch Plattensitz genannt. Bevor der Zahn in den Plattensitz geführt wird, wird an den Flächen des Zahnes, die mit dem Stammblatt verlötet werden, zunächst Flussmittel, dann ein Lötband und schließlich wieder Flussmittel angebracht. Es ist deshalb in diesem Zusammenhang von Flächen die Sprache, weil der Zahn meistens mit einer längeren und zugleich mit einer kurzen Fläche mit dem Stammblatt verlötet wird. Das Lotband ist aus diesem Grunde L-förmig abgewinkelt, wie später in der Figurenbeschreibung noch näher erläutert wird.
Auch aus dem Dokument DE 36 21 415 C2 ist eine Lötmaschine für Hartmetallzähne bekannt, bei der die Zähne mittels eines Greifers in eine Lücke des Sägeblattes gepresst werden. Dabei erfolgt jedoch ein undefinierter Druck auch auf das Lotplättchen und das Flussmittel, wodurch die Lötungen nicht einheitlich sind.
Da wegen der Zuführung des Zahnes zum Plattensitz zunächst ausreichend Platz vorhanden sein muss, damit der Zahn und das Lotband nicht gegen die radial äußere Kontur des Plattensitzes stoßen, muss Spiel zwischen den Lotband und dem Plattensitz bestehen. Noch besser ist es sogar, wenn auch Spiel zwischen der äußeren Flussmittelschicht und dem Plattensitz besteht, damit das Flussmittel beim Einfahren des Zahnes in den Plattensitz nicht abgestreift werden kann. In einer Korrekturbewegung der Zuführeinrichtung wird dann der Zahn an die Berührungsfläche(n) mit dem Stammblatt gefahren. Hiernach erfolgt das Verlöten, welches nach heutigem Stand der Technik meistens mittels einer Heizwendel erfolgt. Nach einem ausreichenden Abkühlen des Lotmittels wird das Stammblatt mittels einer Dreh-Vorschubeinheit zur nächsten Lötposition, also dem nächsten Plattensitz gefahren. Dieses Drehen kann mittels einer sperrklingenartigen Vorschubeinheit oder mittels eines Drehantriebes für die Stammblatt-Aufnahme erfolgen.
Die Qualität der Lötverbindungen ist trotz hoher technischer Qualität der Zuführeinrichtung dann doch sehr unterschiedlich. Das Lot, welches vor dem Löten das Lotband war, ist ungleichmäßig verteilt, welches wiederum zur unterschiedlichen Festigkeit der Zähne mit dem Stammblatt führt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Lötverbindungen zu verbessern.
Es wurde erkannt, dass je nach Anpresskraft des Zahnes, bzw. der Zuführeinrichtung, mehr oder weniger Flussmittel und auch flüssiges Lot aus der Lotstelle zwischen Zahn und Plattensitz herausgepresst wird. Dadurch ist entweder nicht genügend Flussmittel und/oder Lot verteilt worden, oder es wurde zuviel herausgepresst.
Auf einer Lötmaschine werden nicht nur Sägeblätter einer Größe mit immer den gleich großen bzw. gleich kleinen Zähnen hergestellt. Damit ergibt sich, dass die Anpresskraft für die größeren Lötverbindungen, die gleiche Anpresskraft ist, die auch für die kleineren Lötverbindungen verwendet wird. Es wurde ebenfalls erkannt, dass so systembedingt entweder Verquetschen des Lotes und/oder des Flussmittels, oder ein unzureichendes Anpressen erfolgt.
Weiterhin wurde deshalb erkannt, dass ein definierter Lötdruck für eine gute Lötverbindung erforderlich ist. Für eine gute Lötverbindung wurde ein Lötdruck von 0,05 bis 0,3 N/mm² ermittelt. Vorzugsweise beträgt der Lötdruck 0,1 bis 0,2 N/mm².
Der Druck errechnet sich hierbei aus der tatsächlichen Fläche, mit der der Zahn am Plattensitz anliegt. Dieses ist wichtig hervorzuheben, denn schließlich ist das Stammblatt dünner als der Zahn breit ist. Es muss auch hervorgehoben werden, dass die Lötmaschine aber nur eine Anpresskraft ausüben kann. Der erfindungsgemäße Lötdruck wird entweder aus den bekannten Daten der Lötverbindung (Länge, Breite) vom Einsteller errechnet und eingestellt, oder die Lötmaschine ermittelt selbst aus dem Zahntyp die erforderliche Anpresskraft. Dieses kann vorteilhafterweise mittels einer der Lötmaschine zugeordneten Steuerung - insbesondere einer Computersteuerung - bewerkstelligt werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ein Sensor - beispielsweise ein optischer Sensor - die Größe der Lötfläche ermitteln und selbstständig dadurch den richtigen Lötdruck bzw. die richtige Anpresskraft einstellen.
Üblicherweise erfolgt das Anpressen der längeren Lötfläche des Zahnes relativ zum Plattensitz. Erfindungsgemäß kann aber auch die kürzere Lötfläche des Zahnes relativ gegen die kürzere Fläche des Plattensitzes gepresst werden.
In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist ein Kraftgeber an der Zuführeinrichtung vorhanden, der bei einem Hub der Zuführeinrichtung die Anpresskraft erzeugt. In einer anderen konstruktiven Ausgestaltung ist der Kraftgeber durch eine Relativdrehbewegung der Stammblatt-Aufnahme gegeben. Zur Ermittlung der erforderlichen Anpresskraft wird dann beispielsweise die Stromaufnahme des elektrischen Drehantriebes gemessen. Durch eine logische Zuordnung des erforderlichen Stromes zum gewünschten Lötdruck - beispielsweise durch eine Datenbank in der Steuerung der Lötmaschine - kann dann der gewünschte Lötdruck realisiert werden. Im Rahmen der Erfindung kann ein Kraftgeber sowohl an der Zuführeinrichtung, als auch an der Stammblatt-Aufnahme angeordnet sein. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Kraftgeber auch an einem Kreuzschlitten angebracht sein. Der Kreuzschlitten ist hierbei ein Bauelement, welches die Relativposition der Stammblatt-Aufnahme zur Lötstation bewerkstelligt.
Wird nun erfindungsgemäß der Lötdruck - bzw. die Anpresskraft - aufgebaut, so können Elastizitäten in der Lötmaschine dazu führen, dass sich der gewünschte Druck nicht aufbaut. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn dem Kraftgeber ein Kraftsensor zugeordnet wird. Eine Anpresskraft würde also so lange aufgebaut werden, bis der Sensor die entsprechende Kraft meldet.
Wie schon erwähnt, kann auch das Verquetschen des Flussmittels zur einer fehlerhaften oder ungenügenden Lötverbindung führen. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn das Lotband mit Vertiefungen versehen ist, in denen sich Flussmittel einnisten kann. Da das Lotband eine höhere Festigkeit hat als das Flussmittel, ist immer noch eine Mindestmenge Flussmittel vorhanden, auch wenn durch zu hoher Anpresskraft ein Abstreifen des Flussmittels an dem Plattensitz während der Zuführbewegung erfolgen sollte. In einer Ausgestaltung des Lotbandes können diese Vertiefungen durch eine Längsrillung erzeugt werden. In einer weiteren Ausgestaltung des Lotbandes kann auch eine Querrillung vorgesehen sein. Auch können Längs- und Querrillung kombiniert sein. Vorteilhafterweise können diese Vertiefungen durch ein Paar Prägerollen erfolgen, die an der Lötmaschine angeordnet sind. Diese Einheit aus Prägerollen hat den Vorteil, dass handelsübliches Lotband gewissermaßen in Eigenproduktion hergestellt werden kann.
Beim Auflöten von Hartmetallzähnen auf ein Stammblatt wird zwar bekanntermaßen ein Hartlot verwendet, jedoch wird schon in dem Dokument DE 20 2007 002 140 U1 ein Weichlot beschrieben, welches mit Nuten, Riefen oder Rillen versehen ist, damit das Flussmittel bei Löten bzw. Anpressen nicht so leicht weggequetscht werden kann.
Im Folgenden soll nun die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt:

1 einen schematischen Aufbau der Erfindung in vertikaler Ansicht.

In der 1 ist ein Ausschnitt aus einem Stammblatt 1 zu sehen, in welches ein Zahn 2 eingelötet werden soll. Der Zahn wird von einer Lötzange 4 gehalten, die wiederum an einer Zuführeinrichtung 7 für Zähne 2 angebracht ist. Die Lötzange 4 kann senkrecht zur Bildebene Öffnen und Schließen. In der in 1 dargestellten Situation hat die Zuführeinrichtung 7 den Zahn 2 bereits aus einer Position abgeholt, in der der Zahn auf seiner Oberseite zunächst mit Flussmittel, dann mit einem L-förmig abgewinkelten Lotband 3 und darauf wiederum mit Flussmittel versehen wurde. Vorher ist der Zahn 2 in einer anderen Position durch eine nicht dargestellte Sortiereinrichtung in seine richtige räumliche Lage gebracht worden.
In der 1 ist das Lotband 3 aus Gründen der besseren Verdeutlichung mit einem überhöhten Abstand zum Plattensitz 5 und zur oberen Oberfläche des Zahnes 2 dargestellt worden. Das L-förmig geformte Lotband 3 weist einen längeren Schenkel L1 und einen kürzeren Schenkel L2 auf. Damit die Definitionen der Größen L1 und L2 klar definiert sind, soll hier hervorgehoben werden, dass diese Maße sich auf die Bedeckung dieser Schenkel auf dem Zahn beziehen.
In dem Ausführungsbeispiel der 1 ist ein Kraftgeber 6 zu sehen, der mittels eines elastischen Elementes 8 und einer Führung 11 ausgestattet ist. Ein Exzenter 12, der mit einer Motorwelle 13 verbunden ist, drückt indirekt auf das elastische Element 8, eine Druckfeder. Die Motorwelle 13 ist mit einem nicht dargestellten Elektromotor verbunden. Dreht sich nun die Motorwelle 13, so drückt der Exzenter indirekt auf die Feder. Bedingt durch die Federkennline der Feder 8 baut sich eine definierte Anpresskraft auf. Toleranzen in der Geometrie des Plattensitzes und/oder des Zahnes 2 wirken sich bei einer geeigneten, flachen Federkennlinie nur unwesentlich aus, weil Weg-Unterschiede im Anpresshub 10 dann nur unwesentlich zu Buche schlagen.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann das elastische Element 8 aber auch vorgespannt sein, wobei ein elektrischer Antrieb dann zunächst den Anpresshub 10 verhindert. Durch ein Drehen des elektrischen Antriebes wird dann die Bewegung des Anpresshubes 10 frei gegeben.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das elastische Element 8 durch einen Zylinder mit einem vorgespannten Medium - vorzugsweise Luft - realisiert. Es kann aber auch mittels Drucköl realisiert werden. Der Druck des vorgespannten Mediums kann hierbei auch mittels eines Druckregelventils umgesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Stammblatt
2: Zahn
3: Lotband
4: Lötzange
5: Plattensitz
6: Kraftgeber
7: Zuführeinrichtung für Zähne
8: elastisches Element
9: Zuführbewegung
10: Anpresshub
11: Führung
12: Exzenter
13: Motorwelle
L1: längere Fläche des Plattensitzes
L2: kürzere Fläche des Plattensitzes

Claims

Verfahren zum Löten von Hartmetall-, Stellit-, Diamant- oder PKD-Zähnen auf ein Stammblatt (1) eines Sägeblattes mittels einer Lötmaschine, wobei auf dem Rücken des Zahnes (2) in übereinander liegenden Schichten zunächst Flussmittel, dann ein abgelängtes und abgewinkeltes Lotband (3) und schließlich wiederum Flussmittel angeordnet ist, eine Lötzange (4) dann diesen Zahn (2) in eine Aussparung an dem Rand des Stammblattes (1) - dem so genannten Plattensitz (5), der eine längere Fläche (L1) und eine kürzere Fläche (L2) aufweist - transportiert, wo dann durch Erhitzen und anschließendes Abkühlen des Lotes der Zahn (2) verlötet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahn (2) mit einem Anpressdruck, der in einem Bereich von 0,05 bis 0,3 N/mm² liegt, gegen die längere Fläche (L1) des Plattensitzes (5) gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck in einem Bereich von 0,1 bis 0,2 N/mm² liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch eine Anpressung des Zahnes (2) gegen die kürzere Fläche (L2) des Plattensitzes (5) erfolgt.
Lötmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit - einer Stammblatt-Aufnahme, wobei die Aufnahme zum Löten der Zähne (2) taktweise weiter bewegt werden kann, - einer Zuführ- und Ablängeinrichtung für das Lotband (3), - mindestens einer Dosiereinrichtung für Flussmittel, - einer Zuführeinrichtung (7) für Zähne (2), wobei die Zuführeinrichtung (7) mit einer Lötzange (4) ausgestattet ist, die den Zahn (2) mitsamt dem Flussmittel und dem Lotband (3) zum Plattensitz (5) führt, dadurch gekennzeichnet, - dass ein Kraftgeber (6), der im Wesentlichen durch ein elastisches Element (8) mit einer bekannten Federkennlinie verkörpert wird und an der Zuführeinrichtung (7) angebracht ist, mittels eines gezielten Hubes (10) den gewünschten Lötdruck aufbaut.
Lötmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass elastische Element (8) des Kraftgebers (6) durch ein vorgespanntes Medium - vorzugsweise Druckluft - realisiert ist.
Lötmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit - einer Stammblatt-Aufnahme, wobei die Aufnahme zum Löten der Zähne (2) taktweise weiter bewegt werden kann, - einer Zuführ- und Ablängeinrichtung für das Lotband (3), - mindestens einer Dosiereinrichtung für Flussmittel, - einer Zuführeinrichtung (7) für Zähne (2), wobei die Zuführeinrichtung (7) mit einer Lötzange (4) ausgestattet ist, die den Zahn (2) mitsamt dem Flussmittel und dem Lotband (3) zum Plattensitz (5) führt, dadurch gekennzeichnet, - dass ein Kraftgeber (6), der im Wesentlichen durch den elektrischen Drehantrieb der Stammblatt-Aufnahme, dem Hebel des Stammblatt-Radius, und der bekannten Kennlinie der Stromaufnahme des Drehantriebes zum Drehmoment des Drehantriebes verkörpert wird und gegen die Zuführeinrichtung (7) dreht, mittels einer gezielten Bestromung des Drehantriebes den gewünschten Lötdruck aufbaut.
Lötmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft mittels einer Computer-Steuerung programmierbar ist.
Lötmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kraftgeber (6) ein Kraftsensor zugeordnet ist.