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Elektrische Lötvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische
Lötvorrichtung, insbesondere zum Zusammenlöten von Rohren, bei der die Lötwärme
durch den in der Sekundärwicklung eines Transformators induzierten Strom erzeugt
wird.
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Bei einer bekannten elektrischen Lötvorrichtung erfolgt das Löten
der Längsnähte von Blechgefäßen, z. B. Konservendosen, mittels eines an die Sekundärwicklung
eines Transformators fest angeschlossenen Lötkolbens, der in Form eines Lötbügels
die aus einem breiten Kupferband bestehende Sekundärwindung schließt. Bei dieser
Lötvorrichtung wird die durch den in der Sekundärwindungfließenden Strom erzeugte
Wärme durch Anpressen des Lötbügels an die Lötstelle auf das Werkstück übertragen.
Eine derartige Wärmeübertragung ist jedoch für manche Zwecke, z. B. für das Zusämmenlöten
von Rohren, nicht ausreichend.
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Es ist zwar auch eine Elektroerwärmungs- und/oder Elektrostauchmaschine
bekanntgeworden, bei der die Sekundärwicklung des Transformators als Widerlager-oder
Führungselektrode für die zu verlötenden Werkstücke ausgebildet ist. Diese Bauart,
bei der die Sekundärwicklung des Transformators getrennt von dessen Primärwicklung
angeordnet ist, eignet sich jedoch nur für stationären Betrieb.
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Insbesondere im Zentralheizungsbau bestand aber schon lange ein Bedürfnis
nach einer als Handgerät ausgebildeten elektrischen Lötvorrichtung, die das wegen
der häufigen Unzugänglichkeit der Lötstellen mühselige und zeitraubende Zusammenlöten
der Heizungsrohre miteinander bzw. mit ihren Fittings mittels der konventionellen
Lötlampen und Lötkolben durch einen rationelleren Lötvorgang ersetzen sollte.
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Dieses Bedürfnis wird durch die Erfindung in vollkommener Weise befriedigt.
Außerdem wird dank der Erfindung die durch die bisherige Verwendung von Lötlampen
bedingte Feuersgefahr beseitigt.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildende elektrische Lötvorrichtung,
bei der die Lötwärme durch den elektrischen Widerstand des vom Sekundärstrom eines
Transformators durchflossenen Werkstückes erzeugt wird, ist gekennzeichnet durch.
die Kombination folgender Merkmale: a) die Vorrichtung ist als ein mit einem- Handgriff
und einem eingebauten Transformator versehenes, mittels eines Kabels an ein Einphasennetz
anschließbares Handgerät ausgebildet, b) der mit einem Schnittbandtransformatorkern
versehene Transformator ist als Manteltransformator ausgebildet, dessen Primärwicklung
und Sekundärwicklung nach Art von Scheibenwicklungen auf dem Mittelschenkel angeordnet
sind, c) die Sekundärwicklung ist als massiver, einen rechteckigen Querschnitt aufweisender,
U-förmiger Bügel ausgebildet, der an seinen Schenkelenden mit gabelartigen Kontaktstücken
zum Anpressen an miteinander zu verlötende Rohre bzw. Fittings versehen ist.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
schematisch dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht- der elektrischen
Lötvorrichtung, F i g. 2 die Draufsicht auf die in F i g.1 dargestellte Lötvorrichtung,
F i g. 3 bis 8 verschiedene Ausbildungen von Kontaktstücken für die Lötvorrichtung
und F i g. 9 die Anwendung von Kontaktstücken nach F i g. 8 beim Zusammenlöten eines
Rohres mit einem Fitting.
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Gemäß dem in den F i g. 1 und 2 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht
dargestellten Ausführungsbeispiel der elektrischen Lötvorrichtung trägt der Schnittbandtransformatorkern
1 auf seinem Mittelschenkel die Primärwicklung 2 und die Sekundärwicklung 3, die
nach Art von Scheibenwicklungen angeordnet sind. Der Schnittbandtransformatorkern
ist an seinen Stirnseiten mit aus Kunststoff oder Aluminiumblech bestehenden Schutzkappen
4, 5 versehen, von denen die letztere einen Handgriff 6 aufweist. Am unteren Ende
des Handgriffes 6 ist die Kabelzuführung 7 für die Primärwicklung 2 vorgesehen,
und an der Innenseite des Handgriffes 6 befindet sich ein von außen betätigbarer
Druckschalter 8 zum Einschalten des Primärstromes. Von der Kabelzuführung 7 führt
ein nicht dargestelltes, an seinem freien Ende mit einem Stecker versehenes Kabel
zu einer Netzsteckdose. Die Sekundärwicklung 3 ist als U-förmiger Bügel 9 ausgebildet,
dessen rechteckiger oder quadratischer
Querschnitt so groß ist,
daß die Erwärmung durch den Lötstrom niedrig genug bleibt. Der U-förmige Bügel 9
besteht aus Aluminium und ist im Druck- oder Kokillengußverfahren hergestellt, weil
diese Verfahren trotz vergleichsweise niedriger Herstellungskosten eine hohe Präzision
-des fertigen Gußstückes gewährleisten. Die Schenkelenden des U-förmigen Bügels
9 sind in der Längsrichtung geschlitzt und dienen zur Aufnahme von Kontaktstücken
10; diese sind mittels Knebelschrauben 11 an den Schenkelenden des U-förmigen Bügels
9 abnehmbar befestigt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedes Kontaktstück
10 nach Art einer zweizinkigen _ Gabel -ausgebildet, wobei die zwischen den
Zinken 12, 12' liegende Öffnung einen parabolischen Umriß aufweist, dessen Bedeutung
später erläutert wird.
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Das Arbeiten mit der in den F i g.1 und 2 dargestellten-elektrischen
Lötvorrichtung ist denkbar- einfach: Wie die F i g. 2 erkennen läßt, werden die
Kontaktstücke 10 so an die miteinander zu verlötenden Rohre 13,13' angedrückt,
daß die letzteren zwischen den -Zinken 12, 12' eingeklemmt -sind; dadurch ergibt
sich nicht nur eine gute Kontaktgabe, die einen ausreichenden Stromdurchgang gewährleistet,
sondern es wird auch der größte Teil des Gewichtes der als Handgerät ausgebildeten
elektrischen Lötvorrichtung von den Rohren 13, 13' getragen, so daß die Hand der-
die Lötvorrichtung tragenden Bedienungsperson weitgehend entlastet wird. Durch die
Rohre 13, 13', die -an der Lötstelle 14 stumpf aneinanderstoßen, ist- - die durch
- den U-förmigen Bügel 9 gebildete Sekundärwicklung 3: des- Transformators 1 nunmehr
geschlossen.- Wenn jetzt die Bedienungsperson den Druckschalter 8 der an das Lichtnetz
angeschlossenen Lötvorrichtung betätigt, fließt in der Primärwicklung 2 ein Strom,
der in der Sekundärwicklung -3 einen entsprechend hohen Lötstrom induziert; dieser
fließt durch den U-förmigen Bügel 9 und durch die zwischen den Kontaktstücken
10 befindlichen Rohrabschnitte, wodurch die Lötstelle 14 auf die für die
Lotung erforderliche Temperatur erhitzt -wird. Nach kurzer Zeit ist diese Temperatur
erreicht, worauf der Strom durch Loslassen des Druckschalters- 8 ausgeschaltet und
die Lötvorrichtung von den Roren 13, 13' abgehoben wird. Nun kann die Lötstelle
14 mit Lötzinn (in Form einer kurzen Stange) bestrichen werden, das an der heißen
Lötstelle zunächst schmilzt und die durch-die Abfasungen-an den Rohrenden geschaffene
Rille ausfüllt; dann -jedoch -infolge =derverhältnismäßig -raschen Abkühlung der-
Rohrenden bald fest wird -und -die dauerhafte Verbindung der Rohre 13,13' bewirkt.
-Diese neue Art des -Lötens kann viel schneller und. sauberer durchgeführt werden
als das -konventionelle Löten mit Lötlampe und Lötkolben. Außer der gleichmäßigeren
Erhitzung der Lötstelle ist dabei besonders vorteilhaft, daß bei Verwendung einer
kurzen Lötzinnstange die Lötstelle ringsherum gut zugänglich ist, im Gegensatz zu
einem Lötkolben oder zu einer Lötlampe, deren Handhabung bei engen Raumverhältnissen
- wie sie insbesondere bei den nahe an der Wand verlegten Heizungsrohren vorherrschen
- schwierig und umständlich ist.
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Wie bereits an früherer Stelle erwähnt, weisen die zwischen den Zinken
12, 12' - der Kontaktstücke 10
liegenden Öffnungen einen parabolischen
Umriß auf. Dies ist insofern -von großem Vorteil, als derartige Kontaktstücke für
Rohre unterschiedlicher Durchmesser verwendet werden können, wie die F i g. 3 und
4 schematisch zeigen.
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Da insbesondere im Zentralheizungsbau vielfach Rohre gleichen Durchmessers
mit denselben Fittings verlötet werden müssen, wobei der Außendurchmesser der letzteren
etwas größer ist als der Außendurchmesser der Rohre, empfiehlt es sich in solchen
Fällen, Kontaktstücke 10' gemäß den F i g. 5 bis 7 zu verwenden. Bei diesen
Kontaktstücken ist die Umrißlinie der zwischen den Zinken 12, 12' liegenden Öffnung
von Umfangsabschnitten b, B zweier Kreise gebildet, deren Mittelpunkte m,
- M im Abstand voneinander auf der Symmetrielinie S-S der Öffnung liegen; dabei
entspricht der Radius r dem Außenradius des Rohres und der Radius R -dem Außenradius
des Fittings. Beim. Löten umfaßt also ein Kontaktstück das Rohr 15 (s. F i g. 6)
und das andere Kontaktstück" das mit dem Rohr -15 zu verlötende Fitting 16 (s. F
i g. 7). Durch die unterschiedlichen Außenradien r und R von- Rohr bzw. Fitting
ergibt sich eine leichte Schrägstellung der Lötvorrichtung zur Rohrachse; um trotz
dieser Schrägstellung- eine satte Auflage der Kontaktstücke zu erhalten, können
die letzteren in der bereits früher beschriebenen Weise mittels der Knebelschrauben
11. (s. F i g. 1 und 2) durch Verschwenken in der Ebene des. U-förmigen- Bügels
9- entsprechend" eingestellt werden.
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Wenn der Stromdurchgang- an beiden Kontaktflächen absolut gleichmäßig
sein - soll, wird gemäß F i g. 5 der Abstand zwischen den- Kreismittelpunkten m
und M so gewählt, daß die Umfangsabschnitte der beiden Kreise gleiche Bogenlänge
aufweisen, d. h. daß b = Bist; werden dagegen ändere Stromdurchgangsverhältnisse
gewünscht; so kann dies durch Änderung des Abstandes zwischen den Kreismittelpunkten
m und M in einfacher Weise erreicht werden.
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In F i g. 8 ist ein anders geformtes, ebenfalls zum Verlöten eines
Rohres mit einem Fitting -geeignetes Kontaktstück 10" dargestellt. -Dieses ist nach
Art einer dreizinkigen Gabel- -ausgebildet, wobei - in Analogie zu den in den F
i g.1 bis 4 dargestellten Kontaktstücken 10 - jede der zwischen zwei Zinken 12,12'
liegenden Öffnungen einen parabolischen Umriß aufweist; der Parameter der Umrißparabel
der dem Rohr (mit dem kleineren Außenradius) zugeordneten unteren Öffnung -ist kleiner
als der Parameter der Umrißparabel der dem Fitting (mit dem größeren Außenradius)
zugeordneten oberen Öffnung. Wenn man die Lötvorrichtung mit zweiderartigen Kontaktstücken
10" so ausstattet, daß beim einen -Kontaktstück die größere Öffnung oben und beim
anderen unten ist, so kann man-wie F i g. 9 erkennen läßtein Rohr 15-mit dem-zugehörigen
Fitting 16 in einfacher Weise verlöten; hierbei spielt die gegenseitige Lage des
Rohres 15 und des Fittings 16 keine Rolle, so daß sich niemals die Notwendigkeit
ergibt, mit auf den Kopf gestellter- Lötvorrichtung zu arbeiten.
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Die elektrische Lötvorrichtung gemäß der Erfindung kann sowohl-hinsichtlich
ihres Gesamtaufbaues als auch hinsichtlich der Ausbildung ihrer Einzelteile mannigfache
Abwandlungen erfahrexi, ohne daß dadurch der Gedanke der Erfindung verlassen wird.
Beispielsweise können = was konstruktiv von jedem Fachmann ohne Schwierigkeiten
zuverwirklichen istdie Kontaktstücke nicht nur in der Ebene des U-förurigen
Bügels,
sondern auch in der Ebene der Stirnflächen der Schenkelenden des U-förmigen Bügels
verschwenk- und feststellbar sein. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn große
Serien gleicher Rohre zu scharfkantigen Knien zusammenzulöten sind; dank der Verschwenkbarkeit
der Kontaktstücke in zwei sich rechtwinklig durchdringenden Ebenen spielt hierbei
die Lage der Abwinklungsebene des Rohrknies im Raum keine Rolle.
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Ferner kann beispielsweise der Handgriff der Lötvorrichtung federnd
ausgebildet und mit einem im Inneren angeordneten Schaltkontakt so kombiniert werden,
daß beim Andrücken der Lötvorrichtung an die miteinander zu verlötenden Rohre der
Primärstrom automatisch eingeschaltet und beim Abheben der Lötvorrichtung ebenso
automatisch wieder ausgeschaltet wird; in diesem Falle erübrigt sich der früher
beschriebene Druckschalter am Handgriff. Durch entsprechende Bemessung der Rückstellkraft,
die den Handgriff in seine Ausgangsstellung zurückzubewegen versucht, kann erreicht
werden, da.ß der Stromkreis erst nach dem Erreichen eines bestimmten Mindestanpreßdruckes
geschlossen wird.
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Zweckmäßig werden die Kontaktstücke ebenso wie der U-förmige Bügel
im Druckgußverfahren, vorzugsweise jedoch im Kokillengußverfahren, hergestellt.