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Elektrische Hartlötmaschine mit mehreren, eine Widerstandserhitzung
bewirkenden Elektroden Die Erfindung betrifft eine elektrische Ha.rtlötmaschine,
die insbesondere zum Auflöten. von Ha.rtmetallplättchen und gehärteten Schn.eflstahiplättche:n
auf Drehstähle dient und bei welcher mehrere, eine Widerstandserhitzun g deis zu,
belötenden Stahlschaftes bewirkende Elektroden vorgesehen, sind und die eine einwandfreie
Arbeitsweise unabhängig vom Querschnitt des, zu fertigenden Werkzeugeis gewährleistet.
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Es, sind Weichselstrom= Widerstandlslöitvorrich.tungen bekannt, bei
denen der- Drehstahlschaft auf einer starr angeordneten Kupferelektrode festgeschraubt
wird und somit in seiner gesamten Länge selbst als Stromleiter dient. Als zweite.
Elektrode dient eine, bewegliche, Kupferelektrode, welches gegen die Stirnseite
des Drehstahls unterhalb des Plättchens gefüh irt wird.
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Der als die eine stromführende Elektrode dienende Drehsta:h.lschaft
weist zwar einen relativ großen Que@r-;chnitt auf und würde damit die Möglichkeit
zu einer Anwendung hoher Ströme und! damit kurzer Arbeitszeit geben.. Dem stecht
aber entgegen, daß die herangeführte zweite Elektrode unter dem Plättchen bei den
meist spitzeln Stählen so wenig Masse vorfindet, daß die Stähle an dieser Stehle
zurr Verb,rennen neigen. .Uan ist also gezwungen, die Erwärmung mit niedrigster
Stufei zu beginnen und. zeitliche sogar mach Erreichen höiherer Stufen wieder zurückzuschalten,
was zeitraubend. und bei großen Stücken zur Erzielung der Lötung oft nicht voll
ausreichend: ist. Verbrannte Stähle- müssen nach dem Abkühlen so, weit heruntergeschliffen
werden, bis man auf gesundes Material stößt. Diese Mängel haben, dazu geführt, daß
man einer anderen Vorrichtung dien Vorzug gegeben hat.
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Bei dieser anderen Vorrichtung werden ebenfa,lis zwei an Wechselstrom
liegende Elektroden angewendet; diese stehen sich gegenüber, und sind in wassergekühlte,
gegeneinander verschiebbare Elektrodenhalter eingespannt. Die Elektroden. werden
nun auf' die Seitenflächen des auf seiner Oberseite das Plättchen tragenden Drehstahls
unterhalb des Plüttch:ens so aufgesetzt, daß die Erwärmung von unten nach oben erfolgt,
wobei der Strom au;f beidem Seiten gleich großen Querschnitt vorfindet. Die Gefahr,
dien Drehstahl unterhalb des Plü.ttchens zu, verbrennen, ist alsc. ausgeschaltet,
selbst wenn man, um zu einer rationellen Lötzeit zu gelangen, von vornherein mit
hohen Strömen zu erwärmen beginnt.
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Die Ansprüche, welche an spanabhebende Werkzeuge gestellt werden.,
sind nun in letzter Zeit erheblieh, gestiegen. Die Plättchen aus Hartmetall und
geliärtetem Schnellstahl werden, immer länger und dicker, die Stähle: selbst, z.
B. bei dien: Ko.pierdirehbän.l.en, sehr spitz. Außerdem steigen; die! Ansprüche
an Spandicke und Drehzahl; so daß eine Erwärmung der Stähle an der Spitze vorn über
900° C auftritt, wodurch sich zum mindesten Ku;pferlötung erforderlich macht. Die
Entwicklung geht dahin, Kupferlegierungen: mit Zusätzen von Nickel und 1@Ta.ngan
usw. als Lote zu. verwenden und die Querschnitte der Drehstähle auf über 60 X 60
bis 80 X 80 mm zu erhöhen.
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Diesen Anforderungen kann auch mit der vorstehend angegebenen, den
Drehstahl einer Quereirwärmung unterwerfenden Vorrichtung kaum noch genügt werden.
Man kann sich zwar dadurch, zu halfen versuchen, daß man die eine der beiden Elektroden
als Gabelelektrode ausbildet und, sie den Stahl an der Spitze umfassen läßt, so
daß in Verbindung mit der anderen Elektrode eine direieckförmige Wärmezone geschaffen
wird; es bat sich, aber auch hierbei gezeigt, daß insbesondere bei großen und spitzen
Stählen nicht immer eine einwandfreie- Lötung erzielt wird.
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Es ist auch ein Schmiedeherd mit Widerstandserhitzung der Arbeitsstücke
bekannt, der an Drehstrom liegende Elektroden aufweist, zwischen denen die Arbeitstücke
eingespannt werden. Die Erfindung, welche sich die Aufgabe gestallt hat, die eine
weitere Entwicklung in der Hartlätung vorn Werkzeugstählen hemmenden Schwierigkeiten
zu überwinden und eine allen Anforderungen genügende elektrische 1=Iartlötmaschine
zu schaffein, besteht nun darin, daß drei drehstromgespeiste Elektroden vorgesehen
sind, welche den zu belätenden Stahlschaft von drei Seiten her erwärmen, und daß
Regelvorrichtungen vorgesehen sind, die so. ausgebildet und geschaltet sind, daß
die Stromstärke sowohl an allen: drei Elektrodun gemeinsam a,1-s auch an weniger
als drei Elektroden eingestellt werden kann.
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In bevorzugter Durchführung der letztgenannten Alternative wird die
Stromstärke nur an derjenigen
Elektrode geregelt, welche der das
aufzulötende Plättchen tragenden Stahlspitze gegenüber angeordnet ist.
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Diese dritte Elektrode kann nach einer Weiterbildung der Erfindung
durch eine gegebenenfalls wassergekühlte Zusatzeinrichtung ersetzt werden, welche
Halterungen zum Ansetzen von mehreren Elektroden mit demselben Stromanschluß aufweist,
Wehei -\,or'liehrungen getroffen sind:, um den Elektrodenko.ntaktflächen jede, der
Form des zu lötenden Stahls entsprechende Schrägstellung zu gehen.
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Zur Erzielung dieser Schrägstellung können die Elektrodenlia.lterun:gen
in derZusatzeinrichtung räumlich so, freizügig ausgebildet sein, d@aß den der Form
der Stahlspitze entsprechend einzustelle!nderr Elektroden ein genügender Einstellspielraum
gegeben ist. Es können auch Elektroden mit angeschrägten Kontaktflächen vorgesehen
sein. Schließlich können, um allen Erfordernissen gänzlich gerecht zu werden, beide
Maßnahmen miteinander kombiniert werden. Jedenfalls ist es von Vorteil, da:ß durch
z. B. zwei schwenkbare, an den beiden Seiten der Drehstahlspitze angesetzte Elektroden
die Spitze des Schaftes geschont wird und die Wärme sich, somit zwischen insgesamt
vier Elektroden ausbreiten kann.
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Da die meisten Dre;hstahlschäfte unmittelbar hinter dem Plättchen
den vollen Querschnitt haben, der Spitze zu sich aber verjüngen, ist es oftmals
erwünscht, daß die beiden an dem vollen Querschnitt des Stahlschaftes angreifenden.
Elektroden auf hohe Stromstärke geschaltet werden, während zur Schonung der Spitze
die dort angelegter Stromstärke verringert ist. Die bereits erwähnte gemeinsame
Regelurig der Stromstärke für alle drei Elektroden ist dort angezeigt, wo es sich
um die Belötung von massiven viereckigen Stählen handelt. Die Regelung nur der der
Spitze zugewendeten Elektrode, die auch in die besagten Teilelektroden aufgespalten
sein kann, ist dagegen bei vorn sich verjüngenden Stählen. angezeigt.
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Zweckmäßig ist auch. eine Schaltvorrichtung vorgesehen., die es gestattet,
die beiden am vollen Querschnitt des Schaftes angreifenden Elektroden allein zu
betreiben. Diese können auch je nach Form der zu erwärmenden Teile entsprechend
gestaltet sein. Bei sehr kleinen Stählen können: die Elektroden auch verjüngt gestaltet
sein, so. daß z. B. auf einer Maschine, die zur Belötung von Stählen von 80 X 80
rnm Querschnitt geeignet ist, auch Stähle von 10 X 10 mm Querschnitt gelötet werden
können. Der Einsatzbereich der Maschine wird dadurch erheblich erweitert. Es hat
sich gezeigt, daß mit der Erfindung ein um 30% dickerer Schaft in der gleichen Zeit
und mit dem gleichen Stromaufwand erhitzt werden kann, als dies bei an Wechselstrom
liegenden Elektroden möglich ist. Daneben ergibt sich noch der Vorteil der gleichmäßigeren
Belastung aller drei Phasen und der Möglichkeit der Hinlenkung der Wärme an Stellen,
wo sie benötigt wird.
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Die Verwendung von Loten in Form von Kupferblech, das zwischen Schaft
und Plättchen gelegt wird, würde bedingen, daß die Drehstähle und Plättchen auf
eine Temperatur von über 1084° C, den Schmelzpunkt von Kupfer, erwärmt werden müssen.
\'ersuclie haben nui-i ergeben, daß man zum Schmelzen eine zwischen Schaft und!
Plättehen eingerechten Kupferblechs den Schaft sogar auf etwa 1120° C erhitzen muß.
Demgegenüber kommt man schon mit einer Temperatur von etwas unter 1084° C aus, wenn
rna:n das gleiche Lotmaterial in geschmolzenem Zustand auf den samt Plättchen erwärmten
Schaft flüssig auftropft. Es tritt also: jetzt, schon eine Bindung ein. und zwar
c-erteilt sich das flüssig aufgetropfte Lot durch lapilla.rwirkung schnell und gleich
näßig unter dem Plättchen und gibt eine feine Lötstelle. Bei höher legierten Kupferloten
liegt der Fall analog. Die Bindetemperatur liegt niedriger als die Schnielzte mperatur.
11an kann also, ganz gleich, ob nnan roine:s Elektrolytlcupferlot oder höher legiertes
Kupfer-Ict verwendet, bei dein flüssig aufgetropften Lot mit der -Temperatur etwas
niedriger bleiben, wodurch Schaft und Plättchen geschont und die Lötzeiten verkürzt
werden.
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Um die Maschine nach der Erfindung auch für die Verarbeitung hochschmelzender
Lote bei gleichzeitiger Schonung des Materials und Herabsetzung der Lötzeiten geeignet
zri machen, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ein beweglicher Flüssiglotspender,
ähnlich einer Flüssglotpistole, 1-orgeselieii. der im wesentlichen aus einem elektrisch
beheizten Schmelzgefäß für das beispielsweise in Drahtform herangeführte Lot und
einer Ausflußdüse hesteht. Zweckmäßig liegt das Schmelzgefäß in einem Gleichstromkreis,
der durch vorn Primärstromkreis abgezweigte, über einen Gleichrichter verlaufende:
und die Beweglichkeit des Lotspenders gewährleistende flexible Leitungen gebildet
wird.
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Die Erfindung wird: an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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1 ist das Klerninbrett mit der Drehstroinzuführu ig RST. 2 ist der
Transformator, der, von R und S abgezweigt, die Lotverflüssigungsanlagc 3
speist. Mit 4 sind die drei im Stern angeordneten Primärspulen bezeichnet. Die Sekundärwicklung
5 ist in Dreieckanordnung dargestellt, sie kann aber auch im Stern angeordnet sein,
ohne den Rahmen der Erfindung oder die der Funktion der Maschine zuträglichem elektrischen
Erfordernisse zu verlassen. An diese Sekundärseite sind die Halteeinrichtungen 6,
7 und 8 angeschlossen, die als Träger der Elektroden 9 bis 12 den zu lötenden Stahl
13 mit dein llartmeta:llplättchen 14 erwärmen.
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Die Elelctrc,den sind beweglich gestaltet, um eine Anpassung an die
geometrischen Gegebenheiten. des zu bearbeitenden Werkstückes zii gestatten. Dies
wird, wie irr diesem Beispiel dargestellt, auf einfache Weise durch die Schlitzführung
15 nebst Befestigungsschraube 16 erreicht. An Stelle der erfindungsgemäß der Spitze
des Stahles 13 gegenüberzustellenden einfachen Elektrode ist in der Zeichnung entsprechend
der vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine gegebenenfalls wassergekühlte
Zusatzeinrichtung 8 dargestellt, welche die beiden Elektroden 11, 12 trägt, <iie
eine der Ausgestaltung der Stahlspitze sich anpassende allseitige Beweglichkeit
aufweisen. Diese Elektroden haben sowohl eine nebst Befestigungsschraube. die eine
Axialverschiebung der Elektroden zuläßt. als auch eine Horizontalbeweglichkeit nach
den Seiten hin. Mit 17 ist eine @egerlvc@rrichteng für die mehrere Elektroden aufweisende
Heizeinrichtung 8 bezeichnet. Solche Regelvorrichtungen können in jedem Heizkreis
vorgesehen sein.