DE1105077B - Verfahren und Vorrichtung zum Anloeten eines duennen Drahtes an ein duennes Metallblech - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anlöten eines dünnen Drahtes an ein dünnes Metallblech, insbesondere dient sie jedoch der Herstellung von unter Niederspannung arbeitenden elektrischen Zündköpfen für elektrische Zünder, und zwar in der Arbeitsstufe, bei der ein Widerstandsbrückendraht an das Ende eines jeden aufeinanderfolgenden Zahnes angelötet wird, der zwei Polstücke aus einer Metallfolie besitzt, zwischen die ein Streifen aus nichtleitendem Material gelegt ist. Die Zähne sind kammartig zusammengefaßt; dieser Zähnekamm ist durch Zusammenkleben von zwei rechteckigen Metallblechen mit einem zwischengelegten Blatt eines nichtleitenden Materials hergestellt worden.

Bisher erfolgte das Anlöten des Brückendrahtes an dem Ende jedes aufeinanderfolgenden Zahnes, und zwar an den beiden Metallfolienpolstücken desselben, unter Anwendung der üblichen Löttechnik mit einem gewöhnlich elektrisch erhitzten Kupferlötkolben von Hand. Eine derartige Lötbehandlung kann jedoch nur schwer mechanisiert werden, beispielsweise auf Grund der unvermeidbaren, im Laufe der Zeit auftretenden Verzunderung des Lötkolbens und infolge der Schwierigkeit, mechanisch regelmäßige Verbindungen von einer bestimmten Form herzustellen, so daß der Widerstand des Brückendrahtes innerhalb bestimmter Grenzen liegt.

Bei dem bevorzugten Anwendungsgebiet der Erfindung handelt es sich also um relativ kleine Gegenstände, an denen Lötungen vorgenommen werden sollen; es liegt auf der Hand, daß das Arbeiten an Gegenständen von nur einigen Millimetern Größe Schwierigkeiten mit sich bringt und daß nur besonders ausgebildete und erfahrene Fachkräfte für derartige Lötarbeiten in Frage kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lötverfahren zu schaffen, das auf Grund seiner Einfachheit von nicht besonders ausgebildeten, unerfahrenen Kräften gehandhabt werden kann. Außerdem soll die Genauigkeit und die Geschwindigkeit beim Herstellen der Lötungen gesteigert werden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zum Anlöten eines dünnen Drahtes an ein in einem größeren Winkel zur Horizontalen geneigtes, zweckmäßig auf einem mechanisch widerstandsfähigen Isoliermaterial aufgebrachtes dünnes Metallblech, auf dem der Draht und das Lötmittel in Lötstellung gehalten werden, worauf auf letzteres ein elektrisch beheiztes Heizelement aufgedrückt wird, erfindungsgemäß das bandförmig ausgebildete Lötmittel durch ein es über seine gesamte Breite berührendes, zweckmäßig in bekannter Weise U-förmig gebogenes und selbst als elektrischer Widerstand dienendes Heizelement, das aus einem sich mit dem Lötmittel nicht Verfahren und Vorrichtung

zum Anlöten eines dünnen Drahtes

an ein dünnes Metallblech

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Limited,
London

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Bohr,
Dipl.-Ing. H. Bohr_r München 5,

und Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde, Drakestr. 51, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 18. Januar und 27. Juli 1956

lan Charles McLean Bell, Glasgow (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

verbindenden Material besteht, gegen den Draht und die Folie gepreßt wird, wobei die elektrische Beheizung im Heizelement nur so lange aufrechterhalten wird, bis das oberhalb des Heizelementes befindliche Lötmittel zu einem mit der Folie und dem Draht sich verbindenden Lötkopf geschmolzen ist, wobei das Heizelement bis zum Erstarren des Lötmittels in dieser Stellung verbleibt.

Der Lötdraht besteht aus einem Material, an dem das geschmolzene Lot nicht haftet, und vorzugsweise aus Wolfram, kann aber auch aus Aluminium oder aluminiertem Kupfer bestehen. Der Steg des Lötdrahtes, mittels dessen die eigentliche Lötverbindung hergestellt wird, besitzt beispielsweise eine Länge von 4 mm, und die beiden seitlichen Arme, deren Enden von Transformatoren gefaßt kind, besitzen beispielsweise je eine Länge von 5 mm, so daß die Gesamtlänge des Widerstandsdrahtes etwa 14 mm beträgt. Der Lötdraht besitzt vorzugsweise eine Stärke von 0,7 mm und kann auf eine Stärke von 0,2 mm abgeflacht werden.

Die Dauer des elektrischen Stromdurchganges beträgt beispielsweise 0,2 Sekunden, und die Zeitdauer, bevor der Draht entfernt wird, um ein Festwerden des Lotes zu ermöglichen, beträgt beispielsweise 0,5 Sekunden. Der elektrische Strom sollte vorzugs-

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weise eine derartige Stärke besitzen, daß die mittlere Temperatur des Lotes auf etwa 250° C erwärmt werden kann.

Der Lötstreifen wird gewöhnlich von unten nach oben vorgeschoben, und dies erfolgt vorzugsweise intermittierend, wobei es vorgezogen wird, daß ein entsprechender Teil des Lötmaterials abgezogen wird, bevor der elektrische Strom durch den elektrischen Widerstandslötdraht geschickt wird, nachdem der elektrische Leitungsdraht gegen das Lot gedrückt worden ist. Die Form und das Volumen des Lotes sind derart bemessen, daß nach dem Wiederfestwerden des Lotes kein Rückstand an der Brücke verbleibt, die durch den Widerstandsdraht gebildet wird, und daß weiterhin dafür Sorge getragen wird, daß kein freier Widerstandsdraht an jeder Seite dieser Brücke verbleibt.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Heizelement in an sich bekannter Weise aus einem Widerstandsdraht besteht, welcher quer zum Lötmittel auf letzteres hin und vom letzteren weg selbsttätig bewegbar ist.

Zweckmäßigerweise ist ferner ein Zeitschalter vorgesehen, der mit der intermittierenden Bewegung des oder der Heizelemente synchronisiert ist und letzterem oder letzteren in bestimmten Zeitintervallen einen Lötstrom zuführt.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zum Anlöten von feinen Drahtbrücken an Zähne von intermittierend vorgeschobenen Kämmen von Zündköpfen ist dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit der Vorschubvorrichtung der Zündkopfkämme zu den Heizelementen eine Drahtwickelvorrichtung angeordnet ist, durch welche ein feiner Widerstandsdraht in Spiralform auf jeden einzelnen Zahn des Kammes aufgewickelt wird, wobei ein Abschnitt dieses Drahtes quer über die Spitze jedes Zahnes zu liegen kommt, und daß beiderseitig von der Zahnspitze je ein Lötmittel sowie ein Heizelement in Ansatz bringbar ist.

Der Erfindungsgegenstand ist beispielsweise und schematisch in den Zeichnungen dargestellt; es zeigen

Fig. 1 bis 3 und 5 bis 7 aufeinanderfolgende Arbeitsschritte beim Anlöten eines Widerstandsdrahtes an die Enden der Zähne eines Kammes, der aus zwei Metallfolienpolstücken besteht, zwischen denen sich ein Blatt aus nichtleitendem Material befindet. An dem Ende des Zahnes ist dabei eines der Metallfolienpolstücke und ein Teil der Stärke des nichtleitenden Materials teilweise entfernt worden, um zu ermöglichen, daß die erforderliche Länge des Widerstandsdrahtes zwischen den beiden Metallfolienpolstücken angebracht werden kann.

Fig. 4 zeigt einen Grundriß der beiden Lötstellen, wobei der Lötdraht jeweils an einem Elektrodenpaar befestigt ist, von denen jedes ein Stück des Lötmaterials gegen den Widerstandsdraht auf eines der Metallfolienpolstücke drückt und dort anlötet.

Fig. 8 zeigt als Ausführungsform eine Gesamtdarstellung einer elektrischen Lötvorrichtung gemäß der Erfindung, durch die in kontinuierlicher Weise ein Brückendraht an das Ende jedes aufeinanderfolgenden Zahnes eines Kammes angelötet werden kann.

Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Einzelheit der Fig. 8 und läßt die Vorrichtung zum Vorschieben des Lotmaterials, die Messer zum Abschneiden desselben, die Lötdrähte und die Lötelektroden erkennen.

In den Fig. 1 bis 7 ist jeweils nur ein Zahn eines Kammes dargestellt. Dieser Zahn trägt einen Widerstandsdraht 1, welcher in der Längsrichtung des Zahnes um diesen herumgewickelt ist. Der Zahn besteht dabei aus zwei Messingblechen oder -folien 2 und einem Blatt eines elektrisch isolierenden Materials 3, das sich zwischen den beiden Messingblättern 2 befindet und mit diesen verklebt ist. Der Widerstandsdraht 1 bildet an dem Ende 4 des Zahns eine Brücke, wobei eines der Messingblätter 2 und ein Teil des Isoliermaterials 3 entsprechend abgesetzt sind. Der Kamm wird von Klemmen 5 gehalten. In der Lötvorrichtung sind Messer 6 zum Abschneiden des Lötmaterials vorgesehen und Lötdrähte 7, welche aus einem Wolframdraht einer Stärke von etwa 0,7 mm bestehen und eine Länge von etwa 14 mm besitzen; dieser Draht ist derart gebogen, daß eine Drahtlänge von etwa 4 mm mit dem Zahn in Berührung kommt. Die Enden dieser Wolframlötdrähte sind mit Elektrodenpaaren 8 verbunden. Das Lötmaterial besteht aus flachen Bändern 9, welche einen Flußmittelkern enthalten, und besitzt eine Stärke von 0,2 mm. Dieses Lötmittelband wird durch Abflachen eines ein Flußmittel als Kern enthaltenden Lötdrahtes von 0,7 mm Durchmesser hergestellt. Die Lötmittelstreifen 9 mit dem in ihnen enthaltenen Flußmittel werden in entsprechenden Führungen 10 geführt.

In Fig. 1 befinden sich die flachen Lötmittelbänder 9 in einer Stellung, in der sie in der Führung 10 nach unten bewegt werden, die Messer 6 und die Lötdrähte 7 befinden sich in zurückgezogener Lage.

In Fig. 2 sind die beiden Lötmittelstreifen 9 vorgeschoben und befinden sich in einer Lage, in der dann der Lötvorgang erfolgen kann. Die Messer 6 und die Lötdrähte 7 sind noch immer zurückgezogen.

In Fig. 3 haben sich die beiden Lötdrähte 7 an jeder Seite des Zahnes gegen den Lötmittelstreifen 9 bewegt, die Messer 6 befinden sich in einer Stellung, in der die erforderlichen Längen des Lötmittelstreifens abgeschnitten werden können.

Fig. 4 zeigt einen Grundriß der Lötdrähte 7 mit den entsprechenden Elektroden in der Stellung, bei der die Lötdrähte 7 gegen die entsprechenden Lötmittelstreifen 9 gedrückt sind.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie die erforderlichen Längen der flachen mit einem Flußmittel als Kern versehenen Lötstreifen 9 abgeschnitten worden sind, wobei sie von den Lötdrähten 7 gehalten werden.

Fig. 6 zeigt die wieder fest gewordenen Köpfe 11 des Lötmittels, welche aus den Lötmittelstreifen 9 gebildet worden sind. Die Bildung dieser Lötköpfe erfolgt dadurch, daß ein elektrischer Strom von etwa 150 Amp. 0,2 Sekunden lang durch jeden Lötdraht 7 geschickt wird, wobei die Lötdrähte 7 noch 0,5 Sekunden lang in dieser Arbeitsstelle verbleiben.

Fig. 7 zeigt einen Zahn eines Kammes, an den der Widerstandsbrückendraht 1 fertig angelötet ist.

Die Lötvorrichtung ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Der Vorschub der Kämme 14 erfolgt mit ihren Spitzen nach oben durch eine durch ein mit einem Gewicht 12 belastete Vorschubvorrichtung 13. Die Kämme 14 werden mit ihren Spitzen nach oben in eine Führung 15 eingesetzt, wobei der vorderste Kamm entsprechend einer weiteren Kammführung 16 ausgerichtet wird. Dieser erste Kamm steht dabei unter der Wirkung eines Vorschubrades 17, durch das er einem weiteren Vorschub 18 einer Reihe von Vorschubrädern zugeführt wird. Diese Vorschubräder bewegen die Kämme 14 absetzend Zahn für Zahn durch die verschiedenen Arbeitsstellen.

An der ersten Arbeitsstelle wird der Brückendraht 19 von einer Spule 20 zugeführt. Dies erfolgt mittels einer Scheibe 21, die sich mit einem an ihr parallel zu

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ihrer Umlaufachse angebrachten Arm, der mit einer Rolle 22 versehen ist, um die Kammführung 16 herumbewegt. Auf diese Weise wird der Draht 19 um jeden Zahn des Kammes herumgelegt.

In der zweiten Arbeitsstellung werden absetzend flache Bänder des mit einem Flußmittelkern versehenen Lötmittels 23 von Vorratsspulen 24 abgezogen, und zwar durch zwei Paare von unter Druckbelastung stehenden Vorschubrollen 25, 26, welche mit einem Gummibelag versehen sind. Die Zuführung dieser Lotmittelstreifen erfolgt durch Führungsschlitze 27.

Diese vorherbestimmten Längen des mit einem Flußmittel versehenen Lötmittelstreifens werden dann an jeder Seite des Zahnes durch die Lötdrähte 28 gegen die Seitenflächen desselben gedrückt. Die Lötdrähte 28 sind an Elektroden 29 befestigt, welche von schwenkbaren Lenkern 30 getragen werden. Die bestimmten Längen des mit einem Flußmittelkern versehenen Lötmittelstreifens werden mit Hilfe von Messern 31 abgeschnitten, wobei gleichzeitig elektrischer Strom durch Transformatoren 32 fließt; der Arbeitsstrom wird den Elektroden 29 und den Lötdrähten 28 durch besondere Leitungsdrähte 33 zugeführt. Auf diese Weise werden die Lötdrähte 28 elektrisch erwärmt, und die abgeschnittenen Längen des Lötmittels werden an den Lötköpfen geschmolzen. Die Dauer des elektrischen Stromflusses wird durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Zeitsteuervorrichtung geregelt, welche synchron zur Antriebsvorrichtung arbeitet. Die Lötdrähte 28 bleiben mit den so gebildeten geschmolzenen Lötköpfen so lange in Berührung, bis das Lötmittel fest geworden ist, worauf dann die Lötdrähte 28 wieder zurückgezogen werden. Die Kämme werden an den einzelnen Bearbeitungsstellen entsprechend den Abständen der Zähne voneinander schrittweise vorbewegt.

Der an jedem Zahn befindliche überschüssige Draht wird durch Bürsten 34 entfernt, welche auf jeder Seite des Zahnes auf diesen einwirkt.

Am Ende der Gesamtvorrichtung werden die fertigen Kämme 35 durch einen Stößer 36 beiseite geschoben, so daß sie mit den Zähnen nach unten auf eine Sammelschiene 37 fallen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anlöten eines dünnen Drahtes an ein in einem größeren Winkel zur Horizontalen geneigtes, zweckmäßig auf einem mechanisch widerstandsfähigen Isoliermaterial aufgebrachtes dünnes Metallblech, auf dem der Draht und das Lötmittel in Lötstellung gehalten werden, worauf auf letzteres ein elektrisch beheiztes Heizelement aufgedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmig ausgebildete Lötmittel (9) durch ein es über seine gesamte Breite berührendes, zweckmäßig in bekannter Weise U-förmig gebogenes und selbst als elektrischer Widerstand dienendes Heizelement (7), das aus einem sich mit dem Lötmittel nicht verbindenden Material besteht, gegen den Draht (1) und die Folie (2) gepreßt wird, wobei die elektrische Beheizung im Heizelement nur so lange aufrechterhalten wird, bis das oberhalb des Heizelementes befindliche Lötmittel zu einem mit der Folie und dem Draht sich verbindenden Lötkopf (11) geschmolzen ist, woraufhin das Heizelement bis zum Erstarren des Lötmittels in dieser Stellung verbleibt (Fig. 1 bis 7).

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement in an sich bekannter Weise aus einem Widerstandsdraht (1 bzw. 19) besteht, welcher quer zum Lötmittel (9 bzw. 23) auf letzteres hin und vom letzteren weg selbsttätig bewegbar ist (Fig. 1 bis 5 bzw. 8, 9).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Zeitschalter, der mit der intermittierenden Bewegung des oder der Heizelemente synchronisiert ist und letzterem oder letzteren in bestimmten Zeitintervallen einen Lötstrom zuführt.

4. Selbsttätige Lötvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 zum Anlöten von feinen Drahtbrücken an Zähne von intermittierend vorgeschobenen Kämmen von Zündköpfen, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit der Vorschubvorrichtung (13) der Zündkopfkämme (14) zu den Heizelementen eine Drahtwickelvorrichtung (20, 21, 22) angeordnet ist, durch welche ein feiner Widerstandsdraht (19) in Spiralform auf jeden einzelnen Zahn des Kammes (14) aufgewickelt wird, wobei ein Abschnitt dieses Drahtes quer über die Spitze jedes Zahnes zu liegen kommt, und daß beiderseitig von der Zahnspitze je ein Lötmittel (23) sowie ein Heizelement in Ansatz bringbar ist (Fig. 8).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 39 520, 95 585,
881, 879 436.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen