DE19605239A1 - Anordnung zum Anbringen eines Thermoelement-Sensors an einem Lötstift - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Anbringen eines Thermoelement-Sensors an einem Lötstift eines elektrischen Lötkolbens, der mit einem Temperaturregler ausgebildet ist, so daß der Sensor die Temperatur des Lötstifts messen und sie dem Temperaturregler zuführen kann, der dann die Tempe­ ratur auf einen gewünschten Wert einstellt.

Um das elektrische Löten von elektrischen Verdrahtungen richtig ausführen zu können, ist es insbesondere notwendig, die Temperatur des Lötstifts eines elektrischen Lötkolbens präzise einzustellen und aufrechtzuerhalten.

Zu diesem Zweck sind elektrische Lötkolben herkömmlich mit einem Temperaturregler versehen, der so ausgebildet ist, daß er die Temperatur des Lötstifts einstellen kann.

Ein herkömmlicher elektrischer Lötkolben 1 dieser Bauart ist beispielsweise entsprechend Fig. 8 aufgebaut. Eine wärmeab­ strahlende Platte 4 ist an dem Vorderende eines Griffs 2 mit einer wärmeabstrahlenden Mutter 3 befestigt. Ein Lötstift 5 ist in die wärmeabstrahlende Platte 4 mittels einer Heizele­ mentabdeckung 6 und einer Mutter 7 der Heizelementabdeckung eingesetzt. Die Heizelementabdeckung 6 bedeckt nur die säu­ lenförmige Basis des Lötstifts 5 und läßt seinen Spitzenbe­ reich unbedeckt. Die Mutter 7 der Heizelementabdeckung ist auf ein Außengewinde geschraubt, das um den Außenumfang des Vorderendes der wärmeabstrahlenden Platte 4 ausgebildet ist, während sie gleichzeitig das hintere Ende der Heizelement­ abdeckung 6 hält.

Wie oben erwähnt, weist der Lötstift 5 eine verjüngte Spitze und eine säulenförmige Basis auf, die von dem hinteren Ende der Spitze ausgeht. Die säulenförmige Basis ist vom hinteren Ende in Richtung zu dem Bereich, der an der Grenze zwischen der Basis und der Spitze liegt, hohl ausgebildet. Ein Heiz­ element 8, das in Fig. 7 gezeigt ist, ist in dem hohlen Be­ reich angeordnet. Eine isolierende Halterung 9 des Heizele­ ments 8 ist mit einem Paar von Führungslöchern versehen, die vom Vorderende zum Hinterende der Halterung 9 verlaufen. Ein Keramikelement 12, das ein Kontaktstellenteil 11 hat, das ein wärmeempfindliches Teil eines Thermoelement-Sensors 10 ist und in das Keramikelement 12 eingebettet ist, ist an dem Vorderende der isolierenden Halterung 9 angeordnet. Ein Paar von Sensordrähten des Thermoelement-Sensors 10 sind jeweils in und durch die Führungslöcher eingeführt, und die distalen Enden der Drähte sind mit einer Buchse verbunden, die einen Endbereich zum Empfang eines Signals bildet, das die Tempe­ ratur des Lötstifts angibt, und die mit den distalen Enden von Signalleitungen verbunden ist, die von einem Temperatur­ regler kommen.

Bei dem so aufgebauten elektrischen Lötkolben 1 wird das Lö­ ten durchgeführt, indem dem Heizelement 8 Strom zugeführt wird, woraufhin dieses Wärme erzeugt und dem Lötstift 5 zu­ führt. Während dieses Lötvorgangs wird die nachstehende Tem­ peraturregelung durchgeführt. Da das Kontaktstellenteil 11, das ein wärmeempfindliches Teil des Thermoelement-Sensors 10 ist, an dem Vorderende des Heizelements 8 dadurch sicher festgelegt ist, daß es in das Keramikelement 12 eingebettet ist, mißt der Thermoelement-Sensor 10 natürlich die Tempera­ tur des Heizelements 8. Die gemessene Temperatur wird dann von dem Temperaturregler in einen Wert umgewandelt, der die Temperatur des Lötstifts 5 angibt, und die umgewandelte Tem­ peratur wird mit einer gewünschten Temperatur (Referenz-Tem­ peratur) des Lötstifts verglichen. Wenn die umgewandelte Temperatur die Referenz-Temperatur unterschreitet, wird die dem Heizelement 8 zugeführte Energiemenge erhöht bzw. bei Überschreitung verringert, so daß die Temperatur des Löt­ stifts 5 geregelt wird.

Wenn also die Temperatur des Lötstifts 5 des herkömmlichen elektrischen Lötkolbens 1 dieser Bauart geregelt wird, so wird die Temperatur des Lötstifts 5 nicht direkt erfaßt, sondern es wird die Temperatur des Heizelements 8, das eine Heizeinrichtung ist, gemessen. Dann führt der Temperaturreg­ ler den folgenden Vorgang aus. Aus der gemessenen Temperatur des Heizelements 8 wird die Temperatur des Lötstifts 5 abge­ leitet, und auf der Basis des abgeleiteten Werts wird die dem Heizelement 8 zugeführte Energiemenge so eingestellt, daß die Temperatur des Lötstifts 5 geregelt wird. Da aber der abgeleitete Wert eventuell nicht die Ist-Temperatur des Lötstifts ist, kann es geschehen, daß der Lötstift auf eine falsche Temperatur eingeregelt wird, was einen Nachteil dar­ stellt.

Bei Verwendung des herkömmlichen elektrischen Lötkolbens 1 wird also mit anderen Worten zwischen der Temperatur des Lötstifts 5 und der des Heizelements 8 eine konstante Rela­ tion beibehalten, wobei die Temperaturwerte einander während des Anlaufzustands, d. h. vor dem Gebrauch, angenähert sind.

Es ist somit möglich, die Temperatur des Lötstifts auf eine relativ korrekte Weise zu justieren. Wenn jedoch der eigent­ liche Lötvorgang begonnen wird, dann wird der Lötstift 5 durch Lot oder zu lötende Teile abgekühlt, und es tritt eine bestimmte Verzögerung ein, bevor die so verringerte Tempera­ tur des Lötstifts von dem Heizelement reflektiert werden kann. Während des eigentlichen Lötvorgangs stimmt also die Temperatur des Lötstifts 5, die aus der Temperatur des Heiz­ elements 8 auf der Basis einer vorbestimmten Berechnungsfor­ mel umgewandelt wurde, nicht mit der Ist-Temperatur des Löt­ stifts 5 überein, so daß es unmöglich ist, korrekte Einstel­ lungen der Temperatur des Lötstifts 5 zu realisieren.

Genauer gesagt, es wirkt sich ein Temperaturabfall des Löt­ stifts, der durch Kontakt mit Lot oder zu lötenden Teilen bedingt ist, nicht sofort in der Temperatur des Heizelements aus. Die Temperatur des Heizelements 8 sinkt schließlich erst nach einem erheblichen Temperaturabfall des Lötstifts 5, d. h. wenn eine vergleichsweise lange Zeit, bezogen auf den gesamten Lötvorgang, vergangen ist. Erst wenn der Tempe­ raturabfall erfaßt worden ist, wird das Regelsystem schließ­ lich aktiviert, um diesen Temperaturabfall auszugleichen. Infolgedessen kann bei dem oben beschriebenen herkömmlichen elektrischen Lötkolben ein Temperaturabfall des Lötstifts nicht korrekt in Echtzeit erfaßt werden, was zu einem schlechten Ansprechen des Regelsystems führt, das zum Aus­ gleich des Temperaturabfalls betätigbar ist, so daß unbe­ friedigende Lötergebnisse erhalten werden.

Insbesondere ist es zum richtigen Löten elektrischer Teile, die ständig leistungsfähiger werden und einen höheren Inte­ grationsgrad erreichen, erforderlich, die Temperatur des Lötstifts des elektrischen Lötkolbens mit hoher Präzision einzustellen, so daß diese Teile nicht beschädigt werden.

Zur Lösung des oben beschriebenen Problems sieht die eigene JP-Patentanmeldung Nr. 5-203001 (JP-OS 7-40037) einen elek­ trischen Lötkolben vor, der so ausgebildet ist, daß die Tem­ peratur des Lötstifts bei gutem Ansprechverhalten richtig geregelt werden kann (diese Technik wird nachstehend als "zweite herkömmliche Technik" bezeichnet). Ein weiteres Do­ kument ist die eigene US-PS 5 412 178.

Nachstehend wird der elektrische Lötkolben für die oben an­ gegebene zweite herkömmliche Technik insbesondere unter Be­ zugnahme auf die JP-Patentanmeldung erläutert.

Der elektrische Lötkolben, der durch Aufheizen eines Löt­ stifts mit einem Heizelement betätigbar ist, nimmt dabei Einstellungen der Temperatur des Lötstifts gemäß dem folgen­ den Verfahren vor. Die dem Heizelement zugeführte Energie­ menge wird durch eine Regeleinrichtung eingestellt, und zwar auf der Basis der gemessenen Temperatur des Lötstifts, so daß die Temperatur des Lötstifts auf einen gewünschten Wert eingestellt wird.

Dieser elektrische Lötkolben ist dadurch charakterisiert, daß ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Lötstifts an oder nahe dem Vorderende des Lötstifts ange­ bracht ist.

Bei diesem elektrischen Lötkolben kann der Temperatursensor beispielsweise aus einem Thermoelement-Sensor gebildet sein, und in diesem Fall muß ein Paar von Sensordrähten, die den Thermoelement-Sensor bilden, mit einer Isolierung überzogen werden. Dann wird eine Nut in der Grenzfläche zwischen dem Vorderende des Lötstifts und seiner säulenförmigen Basis ausgebildet. Durch diese Nut wird ein Paar Sensordrähte, die von einem Kontaktstellenteil des Sensors, der an dem Vorder­ ende des Lötstifts befestigt ist, zu dem Bereich zwischen dem Außenumfang der säulenförmigen Basis und der Heizele­ mentabdeckung verlaufen, eingeführt. Die Drähte werden wei­ ter herausgeführt, so daß sie aus dem Bereich zwischen der säulenförmigen Basis und der Heizelementabdeckung herausge­ zogen werden können, und ein Steckerelement wird mit den di­ stalen Enden der Drähte verbunden.

Bei der Regelung der Temperatur des Lötstifts während der eigentlichen Lötvorgänge unter Anwendung dieses so aufgebau­ ten Lötkolbens wird die dem Heizelement zugeführte Energie­ menge von der Regeleinrichtung auf der Basis der Temperatur des Lötstifts eingestellt, die von dem Thermoelement-Sensor erfaßt wird, so daß die Temperatur des Lötstifts auf die vom Benutzer vorgegebene Referenz-Temperatur geregelt wird.

Das wärmeempfindliche Teil des Thermoelement-Sensors ist an oder nahe dem Vorderende des Lötstifts angeordnet, ohne daß irgendetwas dazwischen vorgesehen ist. Bei dieser Anordnung wird die Temperatur des Vorderendes des Lötstifts direkt während der Durchführung des Lötvorgangs erfaßt, so daß es möglich wird, die Ist-Temperatur des Lötstifts korrekt zu messen. Die Regelung erfolgt dann auf der Basis der so ge­ messenen richtigen Temperatur, so daß die Energiemenge, die dem Heizelement zugeführt wird, richtig eingestellt werden kann. Es ist also nicht nur während des Anfahrzustands, son­ dern auch während der Lötvorgänge möglich, die Temperatur des Lötstifts und speziell seines Vorderendes mit gutem An­ sprechverhalten richtig zu regeln.

Auf die oben beschriebene Weise können die eingangs genann­ ten Probleme, die bei der erstgenannten Bauart des herkömm­ lichen Lötkolbens auftreten, mit dem elektrischen Lötkolben dieser zweiten herkömmlichen Technik gelöst werden.

Bei diesem elektrischen Lötkolben sind die Sensordrähte des Thermoelement-Sensors, dessen Kontaktstellenteil an dem Vor­ derende des Lötstifts angebracht ist, mit Isolierung be­ schichtet, wie oben erläutert wurde, und zwar aufgrund der nachstehenden Annahme: Die Sensordrähte können in ihrem Ver­ lauf durch den Lötstift miteinander in Kontakt gebracht wer­ den, was zu einem Kurzschluß zwischen ihnen führt. In einem solchen Fall wird in dem kurzgeschlossenen Bereich eine neue Kontaktstelle gebildet, und Informationen hinsichtlich der Temperatur der neu gebildeten Kontaktstelle werden zu der Temperatur des Lötstifts hinzuaddiert, was nachteilig ist, weil es die Erfassung der richtigen Temperatur des Lötstifts beeinträchtigt. Es ist aber auch möglich, daß die Sensor­ drähte mit der Heizelementabdeckung, mit anderen Bereichen des Lötstifts als dessen Vorderende oder mit anderen Elemen­ ten in Kontakt gebracht werden und ebenfalls ein Kurzschluß erzeugt wird, was unvermeidlich zur Bildung einer Vielzahl von Kontaktstellen führt, so daß es gleichermaßen unmöglich wird, die richtige Temperatur des Lötstifts zu erfassen.

Bei dem elektrischen Lötkolben der zweiten herkömmlichen Technik werden also die mit Isolation beschichteten Sensor­ drähte für den Thermoelement-Sensor verwendet, um einen mög­ lichen Kurzschluß, der oben beschrieben wurde, zu verhin­ dern; aber andererseits treten wegen dieser Anordnung ver­ schiedene andere Probleme auf.

Um nämlich eine Beschädigung der Isolierbeschichtung auf den Drähten durch Verbrennen oder dergleichen zu verhindern, verlaufen die Sensordrähte nach hinten durch den schmalen Bereich zwischen der Heizelementabdeckung und der säulenför­ migen Basis der Kolbenspitze, die eine vergleichsweise nied­ rige Temperatur hat. Um es den Sensordrähten zu ermöglichen, einen solchen schmalen Bereich zu durchsetzen, sollten die Drähte kleine Durchmesser haben. Das führt natürlich leicht zu einem Drahtbruch durch äußere Krafteinwirkung, und daher muß für den blanken Bereich der Drähte an dem Vorderende des Lötkolbens ein Schutz vorgesehen werden. Außerdem können die fernen Enden der Sensordrähte, die kleinen Durchmesser haben sollten, nicht direkt in die Buchse eingeführt werden, die einen Endbereich zum Empfang eines Signals bildet, das die Temperatur des Lötstifts repräsentiert, und die mit den di­ stalen Enden der Signaldrähte von der Regeleinrichtung ver­ bunden ist. Es ist also erforderlich, daß zuerst ein Stecker mit den distalen Enden der Drähte verbunden und dieser dann mit der Buchse zusammengefügt wird.

Die zweite herkömmliche Technik ist zwar qualitätsmäßig überlegen, weil sie als Temperaturfühler einen Thermoele­ ment-Sensor verwendet, aber die Komplexität der Konstruktion ist größer, so daß wiederum die Anzahl der Arbeits- und Mon­ tagevorgänge größer wird und daraus eine Kostensteigerung resultiert.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Lösung der vorstehend angegebenen Probleme, die bei dem elektrischen Lötkolben der zweiten herkömmlichen Technik vorliegen, wobei speziell die Notwendigkeit der komplizierten Ausbildung der Sensordrähte beseitigt werden soll, die bisher notwendig ist, um die Drähte durch den Lötstift zu führen, um die Isolierbeschich­ tungen auf den Drähten vor einem Verbrennen oder dergleichen zu schützen. Dadurch soll auch die Notwendigkeit entfallen, die Drähte mit kleinem Durchmesser auszubilden, so daß die Gefahr von Drahtbruch vermieden und es ermöglicht wird, die Drähte mit einer Buchse oder dergleichen zu verbinden, ohne daß an den fernen Drahtenden ein Stecker befestigt werden muß. Außerdem wird, wenn die Gefahr von Drahtbruch beseitigt ist, ein Schutz für den blanken Bereich der Drähte nicht benötigt.

Ein Vorteil der Erfindung ist die Bereitstellung eines elek­ trischen Lötkolbens mit einfachem Aufbau, so daß die Anzahl der Arbeits- und Montageschritte verringert wird.

Zur Lösung der genannten Aufgabe sieht die Erfindung eine Anordnung zum Anbringen eines Thermoelement-Sensors an einem Lötstift vor, wobei der Sensor die Temperatur des Lötstifts erfaßt und ein die gemessene Temperatur repräsentierendes Signal an einen Temperaturregler übermittelt, der dann die Energiemenge bestimmt, die einem Heizelement zum Aufheizen des Lötstifts zuzuführen ist, und ist dadurch gekennzeich­ net, daß der Thermoelement-Sensor ein Paar blanke Drähte hat, die ein wärmeempfindliches Kontaktstellenteil bilden, das an einer Spitze des Lötstifts zu befestigen ist, und daß das Paar von Sensordrähten ausgebildet ist zur Aufnahme in einem hohlen Bereich einer säulenförmigen Basis, die vom Hinterende der Spitze ausgeht, ohne daß dabei die Drähte durch Aufbringen einer äußeren Kraft in festen Kontakt mit­ einander oder in Druckkontakt mit einem leitfähigen Element einschließlich des Lötstifts gebracht werden, und daß die Drähte mit einem Endbereich verbindbar sind, der hinter der säulenförmigen Basis angeordnet ist und ein Signal empfängt, das die gemessene Temperatur des Lötstifts angibt, und die­ ses an den Temperaturregler weiterleitet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, bei der die Sensordrähte an dem Lötstift befestigt und mit der Tempera­ turregeleinrichtung verbunden sind, ist beispielsweise da­ durch gekennzeichnet, daß das Paar von Sensordrähten ausge­ bildet ist zur Anbringung entlang dem Lötstift in Richtung zum hinteren Ende der Spitze, zur Aufnahme in dem in der säulenförmigen Basis ausgebildeten hohlen Bereich durch ein Einführungsloch, das sich im Bereich der Grenzfläche zwi­ schen der Spitze und der säulenförmigen Basis öffnet, und zur Einführung in und durch ein Paar Führungslöcher, die in einer zylindrischen isolierenden Halterung des Heizelements gebildet sind, das in dem hohlen Bereich anzuordnen ist, und daß die distalen Enden der Drähte so ausgebildet sind, daß sie mit einer Buchse verbindbar sind, die einen an den di­ stalen Enden der Führungslöcher vorgesehener Endbereich bil­ det und ein Signal empfängt, das die erfaßte Temperatur des Lötstifts angibt, und dieses Signal an den Temperaturregler leitet.

Zur Herstellung der Anordnung zum Anbringen eines Thermoele­ ment-Sensors an einem Lötstift auf die oben beschriebene Weise ist es nicht erforderlich, spezielle Bauarten der Tem­ peraturregeleinrichtung, des Heizelements und anderer Ele­ mente zu verwenden, sondern es können bekannte Elemente, die für einen herkömmlichen elektrischen Lötkolben verwendet werden, in vorteilhafter Weise eingesetzt werden. In bezug auf das Heizelement ist es allerdings erforderlich, daß ein Paar Führungslöcher in der zylindrischen isolierenden Halte­ rung des Heizelements auf solche Weise ausgebildet wird, daß sie vom Vorderende zum Hinterende der isolierenden Halterung verlaufen.

Ein Paar unbeschichteten Sensordrähten wird für den Thermo­ element-Sensor wie oben beschrieben verwendet, und dabei sollte zweckmäßig der größtmögliche Drahtdurchmesser verwen­ det werden. Insbesondere müssen die Drähte einen Durchmesser von 0,32 mm oder größer, stärker bevorzugt 0,45 mm oder grö­ ßer haben.

Da die Anordnung der Erfindung auf die oben beschriebene Weise ausgebildet ist, kann ein elektrischer Lötkolben, der durch Anwendung dieser Anordnung gebildet ist, wie folgt verwendet und betrieben werden.

Es erübrigt sich zu sagen, daß der elektrische Lötkolben ge­ mäß der Erfindung den Lötvorgang ausführt, indem dem Heiz­ element Strom zugeführt wird, woraufhin dieses Wärme erzeugt und sie dem Lötstift zuführt.

Während der Lötvorgänge wird die dem Heizelement zugeführte Energiemenge durch eine Temperaturregeleinrichtung auf der Basis der Temperatur der Spitze des Lötstifts zugeführt, wo­ bei diese Temperatur von dem Thermoelement-Sensor gemessen wird, so daß die Temperatur der Spitze des Lötstifts auf die vom Benutzer vorgegebene Referenz-Temperatur geregelt wird.

Bei diesem elektrischen Lötkolben ist das wärmeempfindliche Teil des Thermoelement-Sensors direkt an der Spitze des Löt­ stifts befestigt, ohne daß sich irgendetwas dazwischen be­ findet. Dabei wird die Temperatur der Spitze des Lötstifts direkt erfaßt, während der Lötvorgang ausgeführt wird, was es möglich macht, die Ist-Temperatur des Lötstifts richtig zu messen. Auf der Basis der so gemessenen richtigen Tempe­ ratur wird die Temperatur des Heizelements geeignet einge­ stellt, wie bereits erörtert wurde. Es ist also nicht nur während der Leerzeiten, sondern während der eigentlichen Lötvorgänge möglich, die Temperatur der Spitze des Lötstifts mit gutem Ansprechverhalten richtig zu regeln.

Bei diesem Lötkolben werden zwar als Thermoelement-Sensor unbeschichtete oder blanke Sensordrähte verwendet, aber es tritt keine Abnormalität bei der Erfassung der Temperatur der Spitze des Lötstifts auf, so daß es möglich ist, die Temperatur der Spitze des Lötstifts mit gutem Ansprechver­ halten richtig zu regeln.

Die vorstehenden Vorteile ergeben sich aus den folgenden Gründen. Durch die Anwendung der Erfindung ist der elektri­ sche Lötkolben so ausgebildet, daß die nachstehend erläu­ terte Anbringung der Sensordrähte an dem Lötstift und ihre Verbindung mit dem Temperaturregler möglich ist. Ein Paar von unbeschichteten bzw. blanken Sensordrähten, die von dem an der Spitze des Lötstifts befestigten wärmeempfindlichen Teil ausgehen, wird in den hohlen Bereich der säulenförmigen Basis, der vom Hinterende der Spitze ausgeht, eingeführt, und zwar ohne Anwendung irgendeiner äußeren Kraft, um die Drähte in festen Kontakt miteinander zu bringen oder sie in festen Kontakt mit einem leitfähigen Element wie etwa dem Lötstift zu bringen. Außerdem sind die Drähte mit einem End­ bereich verbunden, der in der Nähe des Hinterendes der säu­ lenförmigen Basis angeordnet ist, um ein die gemessene Tem­ peratur des Lötstifts angebendes Signal zu empfangen und es der Temperaturregeleinrichtung zuzuführen. Bei dieser Kon­ struktion können die Sensordrähte vor einem Kurzschluß zwi­ schen den Drähten geschützt werden, der sonst zu einer Ab­ normalität bei der Temperaturmessung führen würde.

Ein Paar von Sensordrähten können auf ihrem Verlauf durch den Lötstift in leichten Kontakt miteinander gebracht wer­ den. Wegen dieses Kontakts kann zwischen den Drähten ein scheinbarer Kurzschluß auftreten. Auch kann scheinbar ein Kurzschluß auftreten, weil die Drähte mit einem Teil des Lötstifts oder anderen Elementen in Kontakt gelangen können. Wenn diese Art von Kontakt jedoch nur mit leichter Berührung erfolgt, wird dadurch keine echte Abnormalität bei der Tem­ peraturerfassung bewirkt. Diese Überlegung ist durch eine Reihe von Experimenten bestätigt worden.

Der Grund hierfür kann folgender sein: Durch diese Art von leichtem Kontakt kann zwischen den Drähten immer noch ein elektrischer Widerstand von ungefähr 500 bis 1 Kiloohm oder höher aufrechterhalten werden. Dieser Widerstand wird durch eine Oxidschicht weiter erhöht, die auf den Drahtoberflächen durch die Wärme gebildet wird.

Der Grund dafür, daß die eventuelle Berührung zwischen den Drähten keinen Kurzschluß hervorruft, kann auch darin lie­ gen, daß die von der Oxidschicht an den Oberflächen der Drähte gebildete Isolation von einer thermisch erzeugten Spannung bis zu ungefähr 10 mV, die gewöhnlich in dem Ther­ moelement-Sensor erzeugt wird, nicht so leicht zerstört wird.

Wie oben beschrieben, ist der elektrische Lötkolben gemäß der Erfindung so aufgebaut, daß er die nachstehend erläu­ terte Anbringung der Sensordrähte an dem Lötstift und deren Verbindung mit der Temperaturregeleinrichtung ermöglicht. Ohne Anwendung von äußeren Kräften, um entweder ein Paar von blanken Sensordrähten in engen Kontakt miteinander zu brin­ gen oder die Drähte in engen Kontakt mit einem leitfähigen Element, wie etwa dem Lötstift zu bringen, werden die von dem wärmeempfindlichen Teil ausgehenden Sensordrähte in den hohlen Bereich eingeführt, der in der säulenförmigen Basis gebildet ist, die von dem Hinterende der Spitze des Löt­ stifts ausgeht. Außerdem sind die Sensordrähte mit dem End­ bereich verbunden, der in der Nähe des hinteren Teils der säulenförmigen Basis angeordnet ist, um ein Signal zu emp­ fangen, das die gemessene Temperatur des Lötstifts angibt, und es der Temperaturregeleinrichtung zuzuführen.

Die vorstehend beschriebene Anbringung der Sensordrähte an dem Lötstift und ihre Verbindung mit der Temperaturregelein­ richtung kann ferner erreicht werden, indem beispielsweise die nachstehende Konstruktion verwendet wird.

Dabei werden die beiden oben beschriebenen blanken Sensor­ drähte, die den Thermoelement-Sensor bilden, dessen wärme­ empfindlicher Teil fest an der Spitze des Lötstifts ange­ bracht ist, entlang dem Lötstift zum Hinterende der Spitze gelegt, so daß sie in den hohlen Bereich der säulenförmigen Basis durch ein Einführungsloch eingeführt werden, das im Bereich der Grenzfläche zwischen Spitze und säulenförmiger Basis mündet. Dann werden die Drähte jeweils in und durch ein Paar Führungslöcher eingeführt, die in einer zylindri­ schen isolierenden Halterung des Heizelements ausgebildet sind, das in dem hohlen Bereich anzuordnen ist, und die di­ stalen Enden der Drähte werden mit einer Buchse verbunden, die einen Endbereich in der Nähe des Hinterendes der Füh­ rungslöcher bildet, um ein Signal zu empfangen, das die ge­ messene Temperatur des Lötstifts angibt, und es der Tempera­ turregeleinrichtung zuzuführen.

Bei dieser Anordnung werden zwar für den Thermoelement-Sen­ sor blanke Sensordrähte verwendet, aber eine Abnormalität bei der Erfassung der Temperatur der Spitze des Lötkolbens tritt nicht auf, was die richtige Einstellung der Temperatur der Spitze des Lötkolbens bei gutem Ansprechverhalten ermög­ licht.

Bei diesem oben beschriebenen elektrischen Lötkolben werden ohne Aufbringen von äußeren Kräften, um entweder ein Paar von blanken Sensordrähten in festen Kontakt miteinander oder die Drähte in engen Kontakt mit einem leitfähigen Element, wie etwa dem Lötstift zu bringen, die Drähte, die von dem wärmeempfindlichen Teil ausgehen, der an der Spitze des Löt­ stifts befestigt ist, durch das Einführungsloch in den hoh­ len Bereich der säulenförmigen Basis eingeführt. Dann werden die Drähte zum Hinterende der säulenförmigen Basis durch Führungslöcher geführt, die in der isolierenden Halterung des Heizelements ausgebildet sind. Ferner werden die Drähte mit der Buchse verbunden, die mit den distalen Enden der Si­ gnaldrähte verbunden ist, die von der Temperaturregelein­ richtung kommen. Bei dieser Ausbildung wird zwischen einem Paar von Sensordrähten kein Kurzschluß erzeugt, der zu einer Störung bei der Erfassung der Temperatur des Lötstifts füh­ ren könnte.

Wenn ein Paar Sensordrähte in seinem Verlauf durch den Löt­ stift in engen Kontakt miteinander oder mit einem Teil des Lötstifts gebracht wird, kann es so scheinen, als ob zwi­ schen den Drähten ein Kurzschluß aufträte. Wenn aber diese Art von Kontakt nur mit einer geringen Kraft stattfindet, wird tatsächlich keine Abnormalität bei der Erfassung der Temperatur bewirkt. Der Grund hierfür wurde vorstehend be­ reits erläutert.

Wie oben angegeben, ist das Konzept der Erfindung so aufge­ baut, daß der Thermoelement-Sensor aus blanken Sensordrähten gebildet ist, und die Drähte werden nicht durch einen engen Raum, wie etwa den Bereich zwischen der säulenförmigen Basis des Lötstifts und der Heizelementabdeckung gezwängt, so daß der Durchmesser der Sensordrähte möglichst groß sein kann. Dabei ist es möglich, den Nachteil eines leichten Auftretens von Drahtbruch, der bei der zweiten herkömmlichen Technik vorliegt, zu überwinden, so daß außerdem die Notwendigkeit entfällt, einen Schutz vorsehen zu müssen, um die Sensor­ drähte vor Drahtbruch zu schützen.

Außerdem wird die Festigkeit der Sensordrähte aufgrund ihres größeren Durchmessers erhöht. Sie können daher ohne Anbrin­ gung eines Steckers an den distalen Enden direkt mit der Buchse gekoppelt werden, die einen Endbereich zum Empfang eines Signals bildet, das die gemessene Temperatur des Löt­ stifts angibt, um dieses Signal der Temperaturregeleinrich­ tung zuzuführen. Dadurch wird die Anzahl von Montagevorgän­ gen verringert, und das Vorsehen eines Steckers entfällt, so daß sich Kosteneinsparungen ergeben.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Querschnittsansicht des von einem Griff ausgehenden vorderen Bereichs eines elektrischen Lötkolbens gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise weggebrochene Vorderansicht des vorderen Bereichs des Lötstifts des elektrischen Lötkolbens gemäß einer Ausführungsform der Erfin­ dung;

Fig. 3 eine Seitenansicht des vorderen Bereichs einer Ausführungsform des elektrischen Lötkolbens gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsansicht einer Aus­ führungsform des elektrischen Lötkolbens gemäß der Erfindung;

Fig. 5 ein Diagramm, das eine Temperaturänderung der Spitze des Lötstifts zeigt, wenn ein tatsächlicher Lötvorgang ausgeführt wird, wobei ein ¼ W-Kohle­ widerstand mit einem Glas-Epoxidharz-Substrat un­ ter Anwendung einer Ausführungsform des elektri­ schen Lötkolbens nach der Erfindung verlötet wird;

Fig. 6 ein Diagramm, das zu Vergleichszwecken eine Tempe­ raturänderung der Spitze des Lötstifts zeigt, wenn ein tatsächlicher Lötvorgang ausgeführt wird, wo­ bei ein ¼ W-Kohlewiderstand mit einem Glas- Epoxidharz-Substrat unter Anwendung des elektri­ schen Lötkolbens gemäß der zweiten herkömmlichen Technik verlötet wird;

Fig. 7 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht eines Heizelements, das in einem herkömmlichen elektri­ schen Lötkolben verwendet wird; und

Fig. 8 eine teilweise weggebrochene Perspektivansicht ei­ nes herkömmlichen elektrischen Lötkolbens.

Es wird zwar anschließend auf eine bevorzugte Ausführungs­ form Bezug genommen, die verschiedene technisch bevorzugte Einschränkungen aufweisen mag, aber keine der bevorzugten Ausführungsformen soll irgendeine Einschränkung darstellen, wenn in der nachstehenden Beschreibung nichts anderes ange­ geben ist.

Gemäß den Fig. 1 bis 4 weist der elektrische Lötkolben einen Lötstift 21 an seinem Vorderende auf. Der Lötstift 21 hat eine im allgemeinen verjüngte Spitze 21a an seinem vorder­ sten Endbereich und eine säulenförmige Basis 21b an seinem basisseitigen Endbereich. Der Außenumfang der Basis 21b ist außerdem verringert, um einen rohrförmigen Verbindungsbe­ reich 21c mit kleinerem Durchmesser an dem Hinterende der Basis 21b zu bilden. Der rohrförmige Verbindungsbereich 21c kann mit einem im allgemeinen zylindrischen Stifthalter 22 wie folgt sicher verschraubt werden. Zuerst wird der rohr­ förmige Verbindungsbereich 21c lösbar in eine Öffnung am Vorderende des Stifthalters 22 eingesetzt, und eine Stifthalteschraube 23 wird vom Außenumfang des Stifthalters 22 eingeführt, so daß das Vorderende des Stifthalters 22 gegen den Außenumfang des rohrförmigen Verbindungsbereichs 21c ge­ drückt werden kann. Wenn also die Schraube 23 gelockert wird, kann der rohrförmige Verbindungsbereich 21c ohne wei­ teres von dem Stifthalter 22 abgenommen werden.

Wie die Fig. 1 bis 4 außerdem zeigen, ist ein Kontakt­ stellenteil 24a, das ein wärmeempfindliches Teil eines blan­ ken Thermoelement-Sensors 24 ist, an der Spitze 21a des Löt­ stifts 21 befestigt. Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sind un­ beschichtete bzw. blanke Sensordrähte 24b, 24b, die von dem Kontaktstellenteil 24a ausgehen, ferner entlang der äußeren Oberfläche der Lötstiftspitze 21a in Richtung zu der säulen­ förmigen Basis 21b auf solche Weise verlegt, daß sie vonein­ ander geringfügig getrennt sind. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Sensordrähte 24b, 24b in einen hohlen Bereich 21e innerhalb der säulenförmigen Basis 21b durch eine Einführungsnut 21d eingeführt, die in die Grenzfläche zwischen der Spitze 21a und der Basis 21b mündet. Die Drähte 24b, 24b verlaufen wei­ ter in und durch Führungslöcher 25a, 25a, die in Längsrich­ tung in der Nähe der Mitte einer isolierenden Halterung 25d eines Heizelements 25 ausgebildet sind, das in den hohlen Bereich 21e einzusetzen ist. Die distalen Enden der Sensor­ drähte 24b, 24b, die vom Hinterende der isolierenden Halte­ rung 25b des Heizelements 25 abstehen, befinden sich in ei­ nem verbundenen Zustand mit einer Buchse 26. Die Buchse 26 ist über Signalleitungen mit einem Signalprozessor 28 eines Temperaturreglers 27 verbunden.

Wie die Fig. 1 und 4 zeigen, ist ein Kopplungsverbinder 30 in die Öffnung an dem Vorderende eines Griffs 29 eingesetzt, und die Buchse 26 ist in der Mitte des hinteren Bereichs des Kopplungsverbinders 30 befestigt. Außerdem sind Netzkontakt­ stifte 31, 31 in vorbestimmten Positionen des äußeren Um­ fangsbereichs der Buchse 26 vorgesehen, und ein Massekon­ taktstift 32 ist ebenfalls in einer in bezug auf die Netzkontaktstifte 31, 31 weiter außen liegenden vorbestimmten Position vorgesehen.

Wie die Fig. 1 und 4 zeigen, sind die Vorderenden von Elek­ troden 25b, 25b des Heizelements 25 in die Netzkontaktstifte 31, 31 eingesetzt, so daß sie elektrisch mit den Netzkon­ taktstiften 31, 31 verbunden und mechanisch davon gehalten werden können.

Wie Fig. 1 zeigt, weist der Kopplungsverbinder 30 eine Nut 30a auf, die ringförmig in einer Position ausgebildet ist, die dem Massekontaktstift 32 entspricht, so daß sie eine Er­ dungsfeder 33 aufnehmen kann. Diese Nut 30a dient also dazu, ein Ende der Erdungsfeder 33 aufzunehmen und außerdem die Einführung eines Leitungsdrahts 33a des Endes der Erdungsfe­ der 33 in den Massekontaktstift 32 zu ermöglichen, so daß zwischen ihnen eine elektrische Verbindung hergestellt ist.

Die Hinterenden der Netzkontaktstifte 31, 31 sind mit einer Stromversorgung 34 des Temperaturreglers 27 über Stromlei­ tungen verbunden, und der Massekontaktstift 32 ist mit der Masse des Temperaturreglers 27 über eine Masseleitung ver­ bunden.

Wie die Fig. 1 und 4 zeigen, springt ein Außengewinde 29a von dem Vorderende des Griffs 29 vor, und eine wärmeabstrah­ lende Mutter 35 ist abnehmbar auf das Außengewinde 29a ge­ schraubt. Der Lötstifthalter 22 ist ferner an dem Vorder­ ende der wärmeabstrahlenden Mutter 35 über einen Flanschbe­ reich am Hinterende des Halters 22 und über Schrauben 36 festgelegt, die zum Befestigen des Flanschbereichs an der wärmeabstrahlenden Mutter 35 dienen. Da bei dieser Anordnung das Vorderende der Erdungsfeder 33 von dem Flanschbereich des Lötstifthalters 22 gehalten wird, wird der Kopplungsver­ binder 30 durch die Feder 33 nach hinten gepreßt, so daß er in dem vorderen Bereich des Griffs 29 festgelegt werden kann.

Das oben beschriebene Heizelement 25 ist auf solche Weise ausgebildet, daß ein wärmeabgebender Bereich 25c von der zy­ lindrischen isolierenden Halterung 25d aus einem Keramikma­ terial gehalten wird, und ist nur für einen Teil nahe dem Außenumfang der vorderen Hälfte des Heizelements 25 vorgese­ hen. Es erübrigt sich zu sagen, daß der wärmeabgebende Be­ reich 25c mit den beiden Elektroden 25b, 25b elektrisch ver­ bunden ist, die an dem Hinterende der isolierenden Halterung 25d vorgesehen sind.

Wie oben erläutert wurde, ist ein Paar von Führungslöchern 25a, 25a in Längsrichtung in dem Bereich der Mitte der zy­ lindrischen isolierenden Abstützung 25d des Heizelements 25 ausgebildet, so daß die blanken Sensordrähte 24b, 24b des Thermoelement-Sensors 24 in und durch die Löcher 25a, 25a vom Vorder- zum Hinterende verlaufen können. Die Buchse 26 ist hinter den Hinterenden der Führungslöcher 25a, 25a befe­ stigt und von dem Kopplungsverbinder 30 positioniert. Außer­ dem sind die distalen Enden der Sensordrähte 24b, 24b, die die Löcher 25a, 25a durchsetzen, in Anschlußöffnungen der Buchse 26 geführt.

Da der oben beschriebene Thermoelement-Sensor 24 aus blanken Drähten gebildet ist und die Drähte nicht gezwungen sind, einen engen Raum zu durchsetzen, ist es möglich, den Durch­ messer der Sensordrähte 24b, 24b nach Bedarf zu vergrößern, wobei im vorliegenden Fall Drahtstäbe mit 0,5 mm Durchmesser verwendet werden. Die Sensordrähte 24b, 24b haben somit eine hinreichende Festigkeit und werden von einer kleinen Kraft nicht ohne weiteres verbogen, und somit können sie in die Buchse 26 eingeführt werden, ohne daß das Anbringen eines Steckelements an den fernen Enden der Drähte 24b, 24b erfor­ derlich ist.

Der bei dieser Ausführungsform verwendete Temperaturregler 27 ist eine typische Vorrichtung, die die Temperatur des Lötstifts 21, die von dem Thermoelement-Sensor 24 gemessen wird, mit der vom Benutzer vorgegebenen Referenz-Temperatur vergleicht und dann die dem Heizelement 25 zugeführte Ener­ giemenge entsprechend einstellt, so daß die Temperatur des Lötstifts 21 so geregelt wird, daß sie der Referenz-Tempera­ tur entspricht.

In Fig. 4 bezeichnet 37 ein Kabel, das durch Zusammenfassen der oben beschriebenen Signalleiter, Netzleiter und des Mas­ seleiters gebildet ist. 38 ist eine Steckbuchse; 39 ist ein Steckverbinder, der für den Temperaturregler 27 vorgesehen ist; und 40 ist ein Kabel.

Der wie oben beschrieben ausgebildete elektrische Lötkolben sowie auch typische Lötkolben dieser Bauart versorgen das Heizelement 25 mit Strom aus der Stromversorgung 34 des Tem­ peraturreglers 27 über die Netzleitungen, so daß das Heiz­ element 25 Wärme abgeben und auf den Lötstift 21 aufbringen kann, so daß ein Lötvorgang durchführbar ist.

Bei diesem elektrischen Löten ist das Kontaktstellenteil 24a des Thermoelement-Sensors, das ein wärmeempfindliches Teil ist, an der Spitze 21a des Lötstifts 21 befestigt, so daß er die Temperatur der Spitze 21a des Lötstifts 21 aufnimmt. Die so erfaßte Temperaturinformation in Form eines elektrischen Signals wird dem Signalprozessor 28 des Temperaturreglers 27 über die Sensordrähte 24b, 24b und die damit verbundenen Si­ gnalleiter zugeführt. Der Temperaturregler 27 führt den fol­ genden Ablauf aus, um die Spitze 21a des Lötstifts 21 so zu regeln, daß die Referenz-Temperatur erreicht wird. Bei der von dem Signalprozessor 28 ausgeführten Verarbeitung wird die Energiemenge in der Stromversorgung 34 bestimmt, so daß sie dem Heizelement 25 auf den Stromleitungen zugeführt wird, wobei ein geeigneter Aufheizvorgang durchgeführt wird, so daß die Spitze 21a des Lötstifts 21 die Referenz-Tempera­ tur erreichen kann.

Es erübrigt sich zu sagen, daß die von dem Signalprozessor 28 durchgeführte Signalverarbeitung auf der Basis der Infor­ mation über die gemessene Temperatur der Spitze 21a des Löt­ stifts 21, wobei diese Information in Echtzeit empfangen werden kann, sowie auf der Basis der vom Benutzer vorgegebe­ nen Referenz-Temperatur durchgeführt wird.

Bei der Durchführung des eigentlichen Lötvorgangs unter Ver­ wendung dieses elektrischen Lötkolbens können der Lötstift 21 und speziell die Spitze 21a sowie solche Elemente anderer Bauarten von elektrischen Lötkolben von Lot oder von zu lö­ tenden Teilen, wie etwa elektrischen Teilen, gekühlt werden.

Wie oben beschrieben, ist bei dieser Ausführungsform das Kontaktstellenteil 24a, das als wärmeempfindliches Teil des Thermoelement-Sensors 24 dient, an der Spitze 21a des Löt­ stifts 21 befestigt, so daß die Temperatur der Spitze 21a des Lötstifts 21 direkt aufgenommen werden kann. Bei dieser Anordnung kann die Temperatur der Spitze 21a des Lötstifts 21 ohne Zeitverzögerung aufgenommen und dem Signalprozessor 28 des Temperaturreglers 27 zugeführt werden. Die Temperatur wird dann in dem Signalprozessor 28 mit der Referenz-Tempe­ ratur verglichen, und aufgrund dieses Vergleichs kann die dem Heizelement 25 zugeführte Energiemenge in der Stromver­ sorgung 34 bestimmt werden. Bei dieser Anordnung kann die Temperatur der Spitze 21a des Lötstifts 21 ohne Verzögerung geregelt werden.

Infolgedessen können an der Temperatur der Spitze 21a des Lötstifts 21 korrekte Einstellungen in Echtzeit vorgenommen werden, was die richtigen Einstellungen der genauen Löttem­ peraturen ermöglicht, die zur Durchführung von Lötarbeiten für elektrische Präzisionsteile verlangt werden.

Andererseits werden die unbeschichteten oder blanken Sensor­ drähte 24b, 24b als Drähte für den Thermoelement-Sensor 24 dieses elektrischen Lötkolbens verwendet. Die Drähte 24b, 24b dieses Typs führen jedoch zu keiner Abnormalität bei der Erfassung der Temperatur der Spitze 21a des Lötstifts 21, und es ist immer noch möglich, die Temperatur der Spitze 21a des Lötstifts 21 mit gutem Ansprechverhalten richtig einzu­ stellen.

Dieser scheinbare Widerspruch ergibt sich daraus, daß ein Kurzschluß zwischen den Drähten 24b, 24b, der sonst eine Ab­ normalität bei der Temperaturerfassung bewirkt, nicht auf­ tritt, obwohl die Sensordrähte 24b, 24b blank sind.

Insbesondere können die Sensordrähte 24b, 24b in manchen Fällen in ihrem Verlauf durch den Lötstift 21 in Kontakt miteinander gebracht werden. Wegen dieses Kontakts kann scheinbar ein Kurzschluß zwischen den Drähten 24b, 24b auf­ treten. Auch kann scheinbar ein Kurzschluß zwischen den Drähten 24b, 24b auftreten, da sie in ihrem Verlauf durch den Lötstift 21 mit einem Teil desselben in Kontakt gelangen können. Diese Art von Kontakt erfolgt jedoch nur mit leich­ ter Berührung, es wirkt also keine große Kraft speziell auf die Drähte 24b, 24b, wenn sie miteinander oder mit einem Teil des Lötstifts 21 in Berührung gebracht werden. Das führt also nicht zu einem solchen Kurzschluß, daß eine Ab­ normalität bei der Temperaturaufnahme bewirkt wird.

Ferner kann der nachstehende Grund dafür maßgeblich sein. Ein elektrischer Widerstand von ungefähr 500 Ohm bis 1 Kiloohm oder höher kann bei dieser leichten Berührung zwi­ schen den Drähten 24b, 24b immer noch aufrechterhalten wer­ den. Dieser Widerstand wird durch eine Oxidschicht weiter erhöht, die auf den Oberflächen der Drähte 24b, 24b durch Wärmeeinwirkung erzeugt wird.

Daß die Berührung zwischen den Drähten 24b, 24b nicht zu ei­ nem Kurzschluß führt, kann auch dadurch bedingt sein, daß die durch die Oxidschicht auf den Oberflächen der Drähte 24b, 24b gebildete Isolation durch eine thermisch erzeugte Spannung von bis zu ungefähr 10 mV, die gewöhnlich in dem Thermoelement-Sensor 24 erzeugt wird, nicht leicht zu zer­ stören ist.

Wie oben beschrieben, ist der elektrische Lötkolben dieser Ausführungsform wie folgt aufgebaut. Das Kontaktstellenteil 24a, das ein wärmeempfindliches Teil des Thermoelement-Sen­ sors 24 ist, ist an der Spitze 21a des Lötstifts 21 fest an­ gebracht. Ein Paar von blanken Sensordrähten 24b, 24b ist an der Oberfläche der Spitze 21a von dem Kontaktstellenteil 24a ausgehend angeordnet, wobei sie geringfügig voneinander ge­ trennt sind, so daß sie in den hohlen Bereich 21e der säu­ lenförmigen Basis 21b durch das Einführungsloch 21d einge­ führt sind, das in dem Bereich der Grenzfläche zwischen der Spitze 21a und der Basis 21b mündet. Die Drähte 24b, 24b können weiter in und durch die Führungslöcher 25a, 25a ein­ geführt werden, und die distalen Enden der Drähte 24b, 24b ragen aus den Hinterenden der Führungslöcher 25a, 25a und sind in die Verbindungslöcher der Buchse 26 eingeführt.

Bei der oben beschriebenen Anordnung werden die Sensordrähte 24b, 24b gewöhnlich nicht mit großer Kraft in Kontakt mit­ einander gebracht, und außerdem sind sie davor geschützt, durch Aufbringen von Kraft mit irgendeinem Teil des Löt­ stifts 21 in Kontakt zu gelangen. Wenn ein bestimmter Vor­ gang ausgeführt wird, wenn beispielsweise die Sensordrähte 24b, 24b gleichzeitig mit großer Kraft gegen das Vorderende des flachen Blatts eines Schraubendrehers gedrückt werden, kann eine Abnormalität bei der Temperaturaufnahme hervorge­ rufen werden; dieser Extremfall wird nachstehend beschrie­ ben. Es ist aber sehr unwahrscheinlich, daß ein ähnlicher Fall beim eigentlichen Löten eintritt. Man kann also davon ausgehen, daß die Sensordrähte 24b, 24b gewöhnlich vor dem Auftreten eines Kurzschlusses zwischen den Drähten in ihrem Verlauf durch die Führungslöcher 25a, 25a des Heizelements 25 geschützt sind, so daß der Thermoelement-Sensor 24 die richtigen Temperaturen weiterhin aufnehmen kann.

Das Diagramm in Fig. 5 zeigt eine Änderung der Temperatur der Spitze des Lötstifts, wenn ein Lötvorgang durchgeführt wird, bei dem ein ¼ W-Kohlewiderstand mit einem Glas- Epoxidharz-Substrat unter Anwendung des elektrischen Lötkol­ bens des Ausführungsbeispiels unter den folgenden Bedingun­ gen verlötet wird. Das Leistungsvermögen des Heizelements 25, das in dem elektrischen Lötkolben verwendet wird, ist 40 W, und die Referenz-Temperatur, die bei diesem Lötvorgang vorgegeben wird, ist 320°C. Dieser Vorgang wird vom Benut­ zer manuell ausgeführt.

Fig. 6 ist ein Diagramm zum Vergleich mit Fig. 5 und zeigt eine Änderung der Temperatur der Spitze des Lötstifts, wenn ein Lötvorgang durchgeführt wird, bei dem ein ¼ W-Kohle­ widerstand mit einem Glas-Epoxidharz-Substrat unter den fol­ genden Bedingungen und Anwendung eines elektrischen Lötkol­ bens verlötet wird, der nach der eingangs beschriebenen zweiten herkömmlichen Technik ausgebildet ist. Das Lei­ stungsvermögen des bei dem Lötvorgang verwendeten Heizele­ ments ist ebenfalls 40 W, und die Referenz-Temperatur, die bei diesem Vorgang vorgegeben wird, ist 320°C. Dieser Vor­ gang wird vom Benutzer manuell ausgeführt.

Der Lötstift des letztgenannten Lötkolbens (der unter Anwen­ dung der zweiten herkömmlichen Technik ausgebildet ist) ist nahezu mit der gleichen Gestalt wie die vorliegende Ausfüh­ rungsform ausgebildet, die beiden Lötstifte haben gleichen Durchmesser und gleiche Länge, obwohl sie natürlich nicht genau identisch sein können, da beispielsweise der Lötstift des letztgenannten Lötkolbens nicht mit einem Loch entspre­ chend dem Einführungsloch 21d versehen ist, das bei dem Löt­ kolben der Erfindung vorhanden ist.

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, ist eine momentane steile Ab­ nahme der Temperatur zwischen 60 und 75 s und zwischen 90 und 105 s zu erkennen. Der Grund dafür ist, daß die Löt­ stifte beider Lötkolben mit einem in Wasser getauchten Schwamm gereinigt wurden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen, daß zwischen einer Temperaturände­ rung der Spitze des Lötstifts gemäß der Erfindung und derje­ nigen der zweiten herkömmlichen Technik keine wesentliche Differenz zu sehen ist. Das bestätigt, daß die Verwendung der blanken Sensordrähte 24b, 24b als Thermoelement-Sensor 24 zu keiner Abnormalität bei der Temperaturaufnahme führt.

Wenn mit dem elektrischen Lötkolben der Erfindung ein extre­ mer Vorgang ausgeführt wird, wenn beispielsweise die Berei­ che der Sensordrähte 24b, 24b, die an dem hinteren Teil der Spitze 21a des Lötstifts 21 liegen, gleichzeitig gegen das Vorderende des flachen Blatts eines Schraubendrehers gepreßt werden, wird ein steiler Temperaturabfall um ungefähr 100°C gemessen. Diese Erscheinung kann daraus resultieren, daß an den Bereichen der Sensordrähte 24b, 24b, die gegen den Schraubendreher mit flachem Blatt gepreßt werden, ein Kurz­ schluß erzeugt worden ist, und die Information bezüglich der Temperatur der kurzgeschlossenen Bereiche wird nachteiliger­ weise übermittelt. Der Grad der Temperaturabnahme ist in Ab­ hängigkeit von dem Teil veränderlich, das kräftig gegen das flache Blatt des Schraubendrehers gepreßt wird. Es ist si­ cher, daß die Abnormalität in der Temperaturerfassung sofort beseitigt werden kann, indem der oben beschriebene Preßvor­ gang mit dem Schraubendreher abgebrochen wird.

Umgekehrt versteht es sich, daß ein konstanter Vorgang der Erfassung der richtigen Temperaturen gewährleistet ist, wenn nicht ein extremer Vorgang, wie etwa das gleichzeitige Auf­ bringen von Druck auf die Sensordrähte 24b, 24b mit dem Vor­ derende des flachen Blatts eines Schraubendrehers durchge­ führt wird. Es ist aber in der Praxis sehr unwahrscheinlich, daß ein solcher Fall beim Löten eintritt. Somit wird bestä­ tigt, daß während der üblichen Lötvorgänge eine Abnormalität bei der Erfassung der Temperatur praktisch nicht auftritt.

Bei dem vorliegenden elektrischen Lötkolben ist der Thermo­ element-Sensor 24 aus den unbeschichteten bzw. blanken Sens­ ordrähten 24b, 24b gebildet, die nicht durch einen engen Raum, wie etwa eine Nut zwischen der säulenförmigen Basis des Lötstifts 21 und der Heizelementabdeckung gezwängt wer­ den. Bei dieser Konstruktion können die Sensordrähte 24b, 24b größeren Durchmesser haben, und daher werden im vorlie­ genden Fall, wie oben erörtert, Sensordrähte 24b, 24b mit einem Durchmesser von 0,5 mm verwendet.

Die Sensordrähte 24b, 24b, und zwar insbesondere die Berei­ che, die der Außenseite der Spitze 21a des Lötstifts 21 aus­ gesetzt sind, werden beim Löten oder zu anderen Gelegenhei­ ten wahrscheinlich mit Lot oder zu lötenden Teilen in Berüh­ rung gebracht. Selbst wenn sie damit in Berührung gelangen, besteht aber nur eine sehr geringe Gefahr eines Drahtbruchs, und zwar wegen der großen Drahtdurchmesser. Das beseitigt die Notwendigkeit, einen Schutz oder dergleichen vorzusehen, um einen Bruch der Sensordrähte zu verhindern, was bei den Drähten des Thermoelement-Sensors des elektrischen Lötkol­ bens nach der zweiten herkömmlichen Technik im allgemeinen notwendig ist.

Da ferner, wie oben beschrieben, der Durchmesser der Sensor­ drähte 24b, 24b des Thermoelement-Sensors 24 bis zu 0,5 mm betragen kann, wird die Festigkeit der Drähte selbst verbes­ sert. Angesichts dieses Vorteils können die Sensordrähte 24b, 24b ohne Anbringung eines Steckers an den fernen Enden der Drähte mit der Buchse 26 direkt verbunden werden, die einen Endbereich zum Empfang eines Signals bildet, das die Temperatur des Lötstifts angibt, um das Signal an den Tempe­ raturregler 27 zu leiten. Dadurch wird die Zahl der Montage­ vorgänge weiter verringert, und es wird kein Stecker benö­ tigt, so daß eine Kostensenkung erreicht wird.

Zum Auswechseln eines verbrauchten Lötstifts 21 durch einen neuen ist es nur wichtig, daß zuerst die Lötstifthalteschraube 23 von dem Lötstifthalter 22 gelöst wird, so daß nur der Lötstift 21 gemeinsam mit dem daran befestigten Thermoelement-Sensor 24 abgenommen wird, wonach ein neuer Lötstift 21, der ebenfalls mit einem Thermoelement-Sensor 24 versehen ist, mit dem Lötstifthalter 22 verbunden wird, wäh­ rend die Sensordrähte 24b, 24b des Thermoelement-Sensors 24 in die Führungslöcher 25a, 25a eingeführt werden. Auf diese Weise kann der Auswechselvorgang der Lötstifte ganz beson­ ders vereinfacht werden. Da also die Sensordrähte 24b, 24b ausreichende Festigkeit haben, brauchen sie nur in die Füh­ rungslöcher 25a, 25a des Heizelements 25 eingeführt zu wer­ den, so daß sie in die Buchse 26 geführt und damit ordnungs­ gemäß verbunden werden können.

Im Gegensatz dazu ist es zum Austausch von Lötstiften des elektrischen Lötkolbens gemäß der zweiten herkömmlichen Technik erforderlich, daß die Abdeckungsmutter zuerst ent­ fernt wird, um den verbrauchten Lötstift und den daran ange­ brachten Thermoelement-Sensor zu entfernen, wonach die wär­ meabstrahlende Mutter abgenommen wird, damit ein mit dem di­ stalen Ende des Thermoelement-Sensors eines neuen Lötstifts verbundener Stecker mit der Buchse gekoppelt werden kann, die mit den fernen Enden der Signalleiter des Temperaturreg­ lers verbunden ist. Es ist ersichtlich, daß der bei der Er­ findung erforderliche Auswechselvorgang viel einfacher als derjenige der zweiten herkömmlichen Technik ist.

Wie die vorstehende Beschreibung deutlich zeigt, bietet die Erfindung die folgenden Vorteile.

Die Temperatur des Lötstifts des elektrischen Lötkolbens wird von dem Thermoelement-Sensor direkt erfaßt, so daß die Temperatur des Heizelements entsprechend geregelt wird und eine korrekte Einstellung der Temperatur des Lötstifts mit gutem Ansprechverhalten auch während tatsächlicher Lötvor­ gänge erzielt wird. Außerdem ist zwar der Thermoelement-Sen­ sor aus blanken Sensordrähten gebildet, aber er ist so auf­ gebaut, daß keine äußere Kraft auf die Drähte wirkt, so daß das Auftreten eines Kurzschlusses zwischen den Drähten un­ terbunden und die Erzeugung einer Abnormalität bei der Tem­ peraturaufnahme verhindert wird.

Da der Thermoelement-Sensor aus blanken Sensordrähten gebil­ det ist und die Drähte nicht durch einen engen Raum verlau­ fen müssen, können die Drahtdurchmesser größer sein, was das sonst leichte Auftreten von Drahtbruch verhindert. Dadurch entfällt außerdem die Notwendigkeit eines Schutzes des Ther­ moelement-Sensors gegen Drahtbruch. Auch wenn ferner die Sensordrähte mit den umgebenden Teilen oder den zu lötenden Teilen in Kontakt gebracht werden, kann eine Beschädigung der Sensordrähte auch ohne vorhandene Schutzeinrichtungen verhindert werden. Aufgrund dieses Vorteils kann der Benut­ zer den Lötvorgang ohne Sorge vor einer Beschädigung der Drähte durchführen. Infolgedessen stellt sich eine verbes­ serte Bearbeitbarkeit beim Löten ein.

Ferner haben die Sensordrähte des Thermoelement-Sensors er­ höhte Festigkeit aufgrund ihres größeren Durchmessers. Die Drähte können daher ohne Anbringen eines Steckers oder der­ gleichen an ihren distalen Enden direkt mit einem Verbinder, wie etwa einer Buchse oder dergleichen gekoppelt werden, die einen Endbereich zum Empfang eines Signals bildet, das die Temperatur des Lötstifts angibt, um dieses Signal an den Temperaturregler weiterzuleiten. Ein Steckelement oder der­ gleichen wird nicht benötigt, so daß die Anzahl der Montage­ vorgänge verringert und eine Kostensenkung erzielt werden kann.

Zum Auswechseln des verbrauchten Lötstifts durch einen neuen bei dem Lötkolben gemäß der Erfindung ist es nur wichtig, daß der Lötstift gemeinsam mit dem daran angebrachten Ther­ moelement-Sensor von dem Lötstifthalter abgenommen wird, wo­ nach ein neuer Lötstift, der ebenfalls mit Thermoelement- Sensor versehen ist, an dem Lötstifthalter angebracht wird, während die Sensordrähte des Thermoelement-Sensors in die Führungslöcher des Heizelements eingeführt werden. Auf diese Weise wird der Auswechselvorgang extrem vereinfacht. Da also die Sensordrähte ausreichende Festigkeit haben, können sie einfach in die Führungslöcher des Heizelements eingeführt werden, so daß sie in die Buchse geleitet werden, und ihre fernen Enden können mit der Buchse ordnungsgemäß gekoppelt werden.

Claims (2)

1. Anordnung zum Anbringen eines Thermoelement-Sensors an einem Lötstift, wobei der Sensor die Temperatur des Löt­ stifts mißt und ein die gemessene Temperatur angebendes Signal an einen Temperaturregler (27) übermittelt, der dann die Energiemenge bestimmt, die einem Heizelement (25) zum Aufheizen des Lötstifts zuzuführen ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Thermoelement-Sensor (24) ein Paar von blanken Drähte (24b) hat, die ein wärmeempfindliches Kontakt­ stellenteil (24a) bilden, das an einer Spitze (21a) des Lötstifts (21) zu befestigen ist, und
• - daß das Paar von Sensordrähten (24b) ausgebildet ist zur Aufnahme in einem hohlen Bereich (21e) einer säu­ lenförmigen Basis (21b), die vom Hinterende der Spitze (21a) ausgeht, ohne daß dabei die Drähte durch Auf­ bringen einer äußeren Kraft in festen Kontakt mitein­ ander oder in Druckkontakt mit einem leitfähigen Ele­ ment einschließlich des Lötstifts gebracht werden,
• - und daß die Drähte (24b) mit einem Endbereich (26) verbindbar sind, der hinter der säulenförmigen Basis (21b) angeordnet ist und ein Signal empfängt, das die gemessene Temperatur des Lötstifts (21) angibt, und dieses an den Temperaturregler (27) weiterleitet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Paar von Sensordrähten (24b) ausgebildet ist zur Anbringung entlang dem Lötstift (21) in Richtung zum hinteren Ende der Spitze (21a), zur Aufnahme in dem in der säulenförmigen Basis (21b) ausgebildeten hohlen Bereich (21e) durch ein Einführungsloch (21d), das sich im Bereich der Grenzfläche zwischen der Spitze (21a) und der säulenförmigen Basis (21b) öff­ net, und zur Einführung in und durch ein Paar Füh­ rungslöcher (25a), die in einer zylindrischen isolie­ renden Halterung (25d) des Heizelements (25) gebildet sind, das in dem hohlen Bereich (21e) anzuordnen ist,
• - und daß die distalen Enden der Drähte (24b) so ausge­ bildet sind, daß sie mit einer Buchse (26) verbindbar sind, die ein an den distalen Enden der Führungslöcher (25a) vorgesehener Endbereich ist und ein Signal emp­ fängt, das die gemessene Temperatur des Lötstifts (21) angibt, und dieses Signal an den Temperaturregler (27) leitet.