DE2021310A1

DE2021310A1 - Vorrichtung zum Abtragen von Material

Info

Publication number: DE2021310A1
Application number: DE19702021310
Authority: DE
Inventors: Helton Charles Jones
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1969-06-13
Filing date: 1970-04-30
Publication date: 1970-12-23
Also published as: US3661315A; DE2021310C3; NL7007026A; FR2052553A5; DE2021310B2

Description

UORiEH AMERICAN ROCKWELL CORPORATION, El Segundo, Kalif. /USA

Vorrichtung zum Abtragen von Material·

Sie Erfindung betrifft eine Heiasluft-Blaapietolä, die sioh zu« Herstellen und Loaen yon Lötverbindungen ebenaο wie zu» Erwärmen und Abtragen der verschiedensten Werkstoffe eignet.

Einen besonderen Anwendungafall del erfisdungsgeaässen Gerätes stellt das Löten dar. Selbetrerständlich gibt es aueeerdea noch viele weiter» Anwendungefalle, Bin beiu Löten oder Abtragen von Material iaaer wieder auftretendes Problea let das Entfernen von Austfcueohteilen und ttber-

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sohüssigem Lot oü®x Material von den Werkstück oder der Verbindung. Ausserdem 1st @s erwünscht _t das lot und Bauteile von gedruckte» Schaltungen hoher Sichle entfernen zu können, wie sie in modernen elektronischen Ausrüstungen vorhanden sind· Sie in solchen Schaltungen verwendeten lötverbindungen sind ebenso wie mikrominiaturisierte Bauteile äusserst klein· Bor Austausch beschädigter Bauteile, das Verflüssigen des Lots

i.

oder die Wiederverwendung noch brauchbarer Seile bietet eine Reihe von Problemen·

Sie bekannten Geräte zum Abtragen von lot oder anderem Material sind deshalb sehr unzulänglich· Soweit diese Geräte zum Erwäroen des Iota oder Materials vor dem Abtragen vorgesehen sind, eignen sie sich nicht gleichzeitig zu« Entfernen des Lots oder Materials von Werkstück» Sie zu entfernenden Bauteile nüssen Bit einer Zange oder einer Pinzette gefasst werden· Diese bekannten Geräte, dl« das Lot oder Material erwärmen und überschüssiges, heisses Lot oder Material wegblasen, arbeiten mit einer Lötspitze, die zur Wärmeübertragung das Lot, Material oder Werkstück berühren «use. Dies führt zu toten Blaszonen und zu schlechten Sichtverbältnisseii an der jeweiligen Arbeitsstelle« Mit Unterdruck arbeitende Gerät« zu* Abtragen von überschüssig·* Lot oder Material saugen das Lot in den Lötkolben oder in eine besondere Ausnehmung ie Gerät. Nach den Abkühlen haftet du· lot oder Material an den vorgesehenen Durchlässen, die *u der Ausnehmung für das abgetragen« Lot oder Material führen»und verschautet oder verstopft ditae.

Durch dl« erfindungegemässe Vorrichtung «rfolgt das Erwärmen und frelnaoh·* des Materials und dir Bauteile auch bei komplizierten Werkstücken, ohne dass «loh die Ifaohttile der bekannten Geräte

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Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind eine erste Quelle heissen Gases sowie eine selektiv Gas abgebende zweite Quelle vorhanden. In den meisten Fällen kann mit Luft als Gas gearbeitet werden, während bei bestimmten elektronischen Arbeiten die Verwendung von Helium oder eines anderer! inerten Gases erforderlich wird. Beim frennen von Lötstellen wird beispielsweise die erste Gasquelle auf die zu lösende Lötstelle gerichtet und dadurch das Lot verflüssigt.

Darauf wird die zweite Gasquelle stossartig auf den zuvor erhitzten Bereich entladen, wodurch sowohl das erhitzte Lot als auch das gewünschte Bauteil der Schaltung weggeblasen werden. Die Strömungsdauer des zweiten Gases ist regulierbar, wobei sich ein kurzer Gasstoss als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Auf ähnliche Weise kann der Bereich auch von Epoxyd, Plastik, Klebstoff, niedrig schmelzenden Metallen usw., befreit werden.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen zentralen Schnitt durch die erfindungsgemässe Torrichtung bei Verwendung einer zentralen Gasquelle,

Pig. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung mit getrennten Gasquellen und

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Manschette zur Einleitung von Gas in den inneren Hohlraum.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Abtragen oder Entfernen von Material schliesst die Verwendung von Gas bei zwei verschiedenen Drücken ein. Gas aus einer ersten Quelle wird erhitzt und auf ein Werkstück.gerichtet. Das Gas wird kontrolliert

ORIGINAL INSPECTED

auf eine !Temperatur erhitzt, die über der Schmelztemperatur des abzutragenden Materials liegt«, Sobald das abzutragende Material flüssig wird, wird ein Gasstoss aus einer zweiten Quelle mit höherem Druck als die erste Quelle selektiv abge~ geben, der das flüssige Material und von jdiesem Material vorher gehaltene Teile wegbläst·

Bei einer Ausführungsforra leitet eine zentrale Gasquelle 10 über ein Yentil 11 Gas in ein T-Stück 12· Ein Auslass des T-Stücks 12 führt über das Rohr 13 zum Regler 14· Der R_egler H steuert den Gasdruck in der beheizten Niederdruckseite des Gerätes« Sowohl für das Niederdruck- als auch für das Hochdruckgas sind getrennte Rohrsysteme vorhanden. Vor der über Ventile und Regulatoren erfolgenden Druckeinstellung in den beiden Rohrsystenen let der Gasdruck gleich. Der Regler ist über das Rohr 15 mit einem Instrument 16 verbunden, an dem eine Bedienungsperson die gewünschte Niederdruckeinstellung mit dem Regler H beobachten kann. Vom Instrument 16 gelangt das Niederdruckgas über ein Rohr 80 zur Manschette 21 der Materialabtragpistole 50. Die Manschette 21 kann beispielsweise innen einen Kanal aufweisen, der um den Umfang der Manschette 21 läuft und, wie Figur 3 zeigt, an der inneren Peripherie der Manschette öffnungen 85 besitzt. Bei einer anderen Aueführungsform kennen diese öffnungen auch mit vorher angebrachten öffnungen des Gehäuses 51 der Materlalabtragpistole 50 fluchten, so dass ein mehrfacher Zugang des Nlederdruckgases in die Heizvertiefung besteht und die Manschette vollständig am äusseren Gehäuse liegt. Das Niederdruckgas tritt in die Manschette an der Verbindung 18 ein. Vie bereite erwähnt, wird in der Regel mit Luft gearbeitet, während für korrodierende oder reagierende Atmosphären andere Gase vorgesehen werden.

Die Hochdruckseite der Abtragpistole reicht vom T-Stück 12

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über das Rohr 22, das Absperrventil 22 und das Rohr 24 zum Ventil 25. Das Ventil 25, etwa ein Ablassventil, lässt einen Gasstoss passieren· Wenn eine getrennte Hochdruck-Gaaquelle vorhanden ist, genügt auch ein schnellöffnendes Ventil» Das Gas kann erst hei Betätigung des Ventils 25 passieren. Beim Einschalten des Ventils wird ein kurzer Gasstoss hohen Druckes erzeugt. Die Dauer des Hochdruckgasstosses kann nach Wunsch eingestellt werden· Ein längerer Gasstrom bewirkt eine bessere Kühlung des Werkstücks, während ein kurzer Gasstoss zum Abtragen oder Entfernen des Materials geeigneter ist. Das Ablassventil 25 beispielsweise ist zur Erzeugung eines Gasstosses mit dem Druck der Gasquelle 9 vorgesehen. Die Kupplung 26 des Ventils 25 kuppelt die Hochdruckgasleitung 27 sowohl mit der Fistole 50 als auch mit dem Ventil 25. Die Hochdruckgasleitung 27 führt über die Verbindung 28 in die Abtragpistole 50· In der Pistole befindet sich eine Hochdruckgasleitung.29» die von der Verbindungsstelle 28 zu einer Hündung 30 in der Nähe der Düsenöffnung 53 führt. Es können auch für das Hochdruckgas und für das heisse Niederdruckgas getrennte Düsen bzw« öffnungen vorhanden sein. J¹Ur bestimmte Anwendungsfälle ist jedoch eine einzige Düsenöffnung mit nur einer auszurichtenden Öffnung vorteilhafter.

Im zylindrischen Hohlraum des Gehäuses 51 befinden sich Heizspulen 62. Den Heizspulen 62 wird Über eine leitung 60 und eine Verbindung 61 elektrische Energie zugeführt. Niecfcdruckleitbleche oder -körper 19 g®h©n io der Nähe der Niederdruckgasmanschette 21 aus und entlassen das Niederäruckgas in das niohtdüsenförraige Ende des vom Zylinder 51 gebildeten Hohlraumes. Das Niederdruckgas flieset um die Heizspulen 62, absorbiert deren Energie und wird zu einen üwcoh die Pistole fliessenden heissen Niederdruekgasstrom. (Tom Ablass- oder Dämpfende des Gerätes 51 zum DUsenauslass 53X Das Vorwärmen

cteeh die Spule 29 flloseeaden Gaaee verhludert eine plötzliche Abkühlung von Bsmteileu hdcS ihrer Umgebung·

Eine austauschbar© Mae 52 an Auslass der Materialabtragplstole erlaubt für bestiei'fe© Aa Itanium gen variierte StrömungsforiH©» und Ablassriehtungea· Bsi eier ia Fig. 1 gezeigten ÄusfüteujQgafona bildet eia Durchläse 53 der Ms© 52 den Ausläse sowohl für das feaiss® liederdruckgas ale auch für dae HoeMruelqgJES ·

Währead dee AfelcJieas wotöot beispielsweise die Heizspulen gespeistι eo daes ei© sieh torsseitig aufheizen köaaaa» Durch öffnen des Tentils 11 wird &as gug©fStet_g wobei durch den Regler 14 cte lieäerdruclsgasäraefe <fl@%^j Pistole eingestellt wird«, EiB Gasdruck YQm os» ο„175 atü genügt ia der Regel« Dae geOffiiat© Tentil 25 lässt tes eud .Ventil 25» lach dem öffnen aus Vdatilü 11 flioast äas ili@ä@rdi?uel5gas ülser die Rolire 19 bis äi© fesiisgtett© 21 ia des §©iÄsi©k©tLLrae<, Das liieäeEiEiickge,! fllesst vm ii@ SpÄ© 62 wai eBwäsmst alch dabei«, laa ©reinste lLi@d©3efea@kg&s stsSiat praktisch ttpgeetört um die H©ehö3?uc!?gas©pxsl© 29 ' wzü tsitt aa der Bise 53 aus» Bie Mb© 55 ist auf iss !!©stotiteli «ai ias" abssutrageside Material gerichtetβ SsTteM am Sfeieslsl^ etwa Sot₉ schmilzt, wisü durch B@tätig@a i©s Teatil® 25 ©ia Bochäruckgasstoas di© Bise 50 anö di® ®1@@ 55 - aaf äas Wer&stiick ge-

terial oäes? X®t iaai toe Ifes-tetiiofe g@3,i©t@ M,©Iaa Bauteile/ BobxMiagea imi 18©b,©3? wesiea ©fe©aif@lls tos Üfeeusehüsaigem Material Tb©£reit« lieht gssss von !"teigstück gotTOaat® Bauteile MiBTOis nit

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können sie wiederverwendet werden» da feel diesem Verfahren die Seile in der Regel nicht beschädigt werden«

Figur 2 zeigt eine sehematisohe Darstellung der erfindungsgemässen Materialabtragpletole mit getrennten Gasquellen, Die Niederdruckgasquelle7 ist »it der Abtragpistole 50 über Leitungen 39, 91, 70 und 77 verbunden, wobei ein Regler 90, ein Instrument 92 und ein Ventil 71 zwischen den Leitungen und 77 liegen· Das Ventil 71 dient als Stopventll und das Regulierventil 90 regelt den Druck und die Strömung des Gases zur Abtragpistole 50. Bbenfalls kann zwischen der liederdruckgasquelle 7 und der Pistole 50 ein Druokinstruiaent angeordnet werden«

Die Hoohdruokgasquelle 8 liefert einen Hoohöruok-Gasstoss zum Abtraggerät 50. Ein Ventil 75 liegt zwischen den Leitungen 76 und 74, die mit der Hochdruckgasquelle 8 bzw. dem Steuerventil 75 verbunden sind· Die 72 verbindet das Steuerventil 73 mit der Materialabtragpistole 50· Das Ventil 75 dient als Stopventil und Regulierventil sum Regeln des vorhandenen Hochdruckgases· Nach Betätigung des Steuerventils 73 kann das Hoohdruckgas in die Pistole eintreten, worauf es, wie bei Fig» 1 beschrieben, auf das Werkstück trifft. Bei Bedarf kann ein Druokaesslnstrunent in der Leitung zwischen der Hochdruckgasquelle 8 und de« Steuerventil 73 sowie zwischen des Steuerventil 73 und der Pistole 50 angeordnet werden.

Die Abtragpistole 50 gemäse Fig. 1 arbeitet wie in Pig, 1 beschrieben.

Figur 3 eeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsforra dar Maxiichette cur Einleitung von Gasί la üen iuneren Hohlraum. Dag Gas tritt in die Manschette aus der Gasleitung 80 an der Yerbindungastelle 18 ein und strömt dann am Umfang durch

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Durchlässe 86 der Manschette. Voneinander getrennte Löcher 85 ermöglichen von den Urafangsdurehlässen den Zutritt zum inneren Hohlraum der Abtragvorriohtung. Leitbleche 19 leiten das Gas zum nichtdilsenfömlgen Ende der Abtragpistole und an den Heizspulen (Pig. 1) vorbei. Bei Anordnung der Manschette am nichtdüsenförmigen Ende der Pistole können die Leitbleche entfallen. Die Anordnung der Manschette fcarm abhängig vom Platzbedarf, den Gewichtsverhältnissen und Erfordernissen der Luftströmung gewählt werden. Die Anbringung der Manschette in der Nähe der Vorderseite der Pistole bietet den Vorteil, dass die Gasströmung am Gehäuse entlang das Vorwärmen des Gases unterstützt ' und die Lebensdauer der Heizspulen verlängert. Ausserdem wird die Aufheizzeit vor Verwendung verringert.

Die erfindungsgemässe, mit Gas arbeitende Abtragpistole 1st somit auoh zum Entfernen von Bauteilen aus Modulen geeignet.

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Claims

P a t e η t a η s ρ r ü o h e

Vorrichtung zum Abtragen von Material von einem Werkstück, gekennzeichnet durch zwei Einrichtungen, die je einen Bruekgasstrom in einen Bereich leiten und durch eine Einrichtung zur selektiven Abgabe der beiden Gasströme auf das Werkstück·

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; dass der zweite Gasstro
als der erste Gasstrom·

dass der zweite Gasstrom einen höheren Druck aufweist

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet _f dass die Einrichtung zur selektiven Abgabe der beiden Gasströme auf das Werkstück die GasstrÖme so steuert, dass der erste Gasstrom länger fliesst als der zweite Gasstrom·

4» Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur selektiven Abgabe der beiden Gasströme auf das Werkstück den zweiten Gasstrom so steuert, dass dieser als kurzer Gasstoss austritt·

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gasstrom eine bestimmte vorgewähltetemperatur besitzt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4> gekennzeichnet durch eine Einrichtung zu» Erwärmen des

ersten Gasstromes auf eine bestimmte vorgewählte Tempera- - tür·: . 7 .■■■-..: 7 .^: - 7 - 7 -

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Yorriohtmsg stach AneprucA 1 ©dar Z₉ gekennzeichnet durch ein ©@htus© mit einem inneren Hohlraum, durch in d®w Hoklraura angeordnete Heizspulen, durch eine EiBKlefetrag si» öerartigs« Kopplmg einer ersten Gasquelle mit ä@m U<bM,u&®₉ dass das §as Ib den irtneren Hohlraraa eiHtrltt uisd um dl© Heis5spulea s-ferömt, durch eise Düse aus ©iaea Q®iwMa®®nü® ₉ die einen BuTchlass zwiechen den inBerexi Hdhlrauii und der @@häuseau8een~ eeit® bildet nm& durek die das erei*@ Gas aus dem inneren Hohlraum afegegeises wird ₉ di?,rsfe eine Einrichtung zur Kupplung ®is!es zweite» @aeq.uell3 ait dem Gehäuse und durch ©inen Durchläse zur Yerbiaduag des inneren Hohlraumes mit de? AusBSBeelie des tehäiises, wodurch das zweite Q&a aus &em isxse£@B Ho'älsaiaii abgegeben wird·

8. Yorriefe-kKtg raaefe Aasprmefe, 7?! tectoela. gekennzeichnet_?" dase die Einrichtung mm Sterna» i@E> zweiten Gasströmung ei» öer isw@it@a! ©astnell© cterairfe siigeoräaetts Ventil unjfaeats übbb ät© HatisanHsg iei? s^@i1?©?i Gasquelle in d©B Dii£©MLagEi @*&©"aeilsaK ist·

9. "Vorrieb-tiiag nacfe," Αϊ3ιβργβ©1ι 7 oö©r B₈ dadurch gekennzeichnet _v dass der Bnrslilaag cfeasrt in ä®r Mahe der Düse i_y dass eier aweit® §a®atr@ffi inseli diese Düse ausge-

10« Torsiehtraag aaela, laspruefe. 7s> 8 oä@E 9^ dadurch gekenn-

anewechselbar aage-

11» föBrie&taiig asQii. eiasa des >4nsp2Äob® 7 Ms 1ö_ö dadurch

dass elel. ii@ zweit® ßaegi&dlle ams dem

des BoreSslaee I» die Ms© entlädt·

12« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11₉ gekennzeichnet durch Einrichtungen sum Koppeln mit einer zentralen Gasquelle, durch eine erste Verbindung von diesen Kopplungseinrichtungen zu einer zentralen Gasquelle zu den Einrichtungen zur Kopplung einer ersten Gasquelle, wobei in der Verbindung ein Hegler vorgesehen ist und durch eine zweite Verbindung von der Kopplungseinrichtung zu einer zentralen Gasquelle zur Einrichtung zum Koppeln einer zweiten Gasquelle, wobei ein Ablaseventil in dieser zweiten Verbindung vorhanden ist. .

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum selektiven Variieren des Heizstromes der Heizspulen, so dass das Gas der ersten Gasquelle selektiv auf verschiedene Temperaturen erwärmbar ist.

H. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Kopplung einer ersten Gasquelle, durch ein einstellbares Ventil in der Einrichtung zur Kopplung einer ersten Gasquelle, durch ein darin einen Hohlraum definierendes Gehäuse, durch eine nach dem einstellbaren Ventil angeordnete Abzweigverbindung, wobei diese Abzweigung einen zweiten " und einen dritten Gaskanal von der Abzweigung zum Gehäuse bildet, durch im Gehäuse angeordnete Heizspulen, durch innere Führungen im Gehäuse, die das Gas von der zweiten Gasquelle um die Heizspulen leiten, durch eine am einen Gehäuseende angebrachte Düse mit einem durch sie führenden Durchlass, durch ein Ablassventil im Kanal der dritten Gasquellehinter der Abzweigung und durch einen inneren Durchläse zum Gehäuse, der am Gehäuse angebracht ist, wo ' . die dritte Gasquelle in das Gehäuse gelangt, und welcher Durchlass eine leitung für die dritte Gasquelle in das Gehäuse bildet.

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15· Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch mehrere vom Gehäuse begrenzte Mündungen, durch eine kanalisierte Kopplung, die mehrere Gasdurchlässe begrenzt und zwischen der zweiten Gasquelle und dem Gehäuse angeordnet ist und die zweite Gasquelle mit dem Gehäuse derart verbindet, dass die Gasdurchlässe mit den Gehäusemündungen fluchten, und .durch mehrere innere Führungen im Gehäuse, die das Gas von der kanalisierten Kopplung um die Hei»spulen leiten.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse am Gehäuse auswechselbar 1st.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch ein zweites einstellbares Ventil, das in der dritten Gasquelle zwischen der Abzweigung und dem Ablassventil angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite Gasquelle vom inneren Hohlraum durch den Durchlass in die Düse entlädt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, gekennzeichnet durch einen einstellbaren und im Kanal der zweiten Gasquelle hinter der Abzweigung angeordneten Regler

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L e e. r s e Γ t e