DE2109470C3 - Elektrischer Lötkolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen temperaturabhängig gesteuerten elektrischen Lötkolben, der aus einer Lötspitzenhalterung, einem in dieser lösbar mit direkter Wärmeübertragung sitzenden Lötspitze, einer um die Halterung isoliert geführten Heizwendel, die in einem elektrischen Heizstromkreis liegt, sowie aus einem elektrisch gegen die Halterung isolierten Temperaturfühler, besteht.

Bei einem bekannten Lötkolben (DE-GM 17 09 899) sitzt die auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur erwärmbare Lötspitze in der Lötspitzenhalterung, welche von einer elektrischen Heizwendel umgeben ist und einen elektrischen Temperaturfühler enthält, durch welchen der die Heizwendel enthaltende Stromkreis gesteuert wird. Als Temperaturfühler ist ein besonderer Schalter vorgesehen^ der hinter der Heizeinrichtung, und somit in sehr großer Entfernung von der Spitze des Lötkolbens angeordnet ist, was sich als nachteilig herausgestellt hat

Bei einer ähnlichen bekannten Lösung wird ein Metallfühler verwendet, der in def Lötspitze sitzt. Hierbei treten Korrosionsprobleme an den Berührürigs* flächen auf, die sich bis zur Unwirksamkeit des Fühlers steigern können. Ferner ist das Einpassen des Fühlers in die Lötspitze eine aufwendige Arbeit, die diese sehr verteuert, da sie durchweg aus Kupfer besteht und nur eine sehr kurze Lebensdauer hat, so daß diese Methode höchst unwirtschaftlich ist

Schließlich ist ein Lötkolben beschrieben worden (DE-GM 18 83 483), bei dem das Heizelement aus zwei konzentrischen Heizwendeln besteht Hiermit läßt sich eine präzise Temperatursteuerung nicht erreichen. Im übrigen ist in dieser Veröffentlichung kein Hinweis auf

iu einen bestimmten Temperaturfühler enthalten. Das erwähnte Heizelement ist zwar gegen den Schaft des Lötkopfes isoliert, was jedoch nicht als wesentlich angesehen wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine μι-äzise, schnell reagierende Temperatursteuerung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der als Wendel ausgebildete Temperaturfühler um die Halterung geführt und axial versetzt, und nicht überlappend, zur Heizwendel unmittelbar an die Lötfläche der Lötspitze angrenzend, angeordnet ist, daß die Lötspitze innerhalb der Halterung, und damit innerhalb der Fühler- und Heizwendel, und die letztere im Abstand von der Lötfläche, liegen. Wenn hierbei die Lötfläche eine bestimmte Betriebstemperatur erreicht hat und dabei sich der Widerstand der Fühlerwendel temperaturabhängig erhöht, öffnet der Steuerstromkreis den Heizstromkreis, und dadurch wird der Strom zur Heizwendel unterbrochen. Wenn die Lötfläche eine bestimmte Betrieb*temperatur unterschreitet und dabei sich der Widerstand der Fühlerwendel verringert, schließt der Steuerstromkreis den Heizstromkreis, und dadurch wird der Strom zur Heizwendel wieder eingeschaltet

J5 Durch die beanspruchte Merkmalskombination wird eine präzise Temperatursteuerung in sehr schmalem Bereich mit sehr schneller Reaktion auf Temperaturänderungen an der Lötfläche, im Gegensatz zu den bekannten Lötkolben, erreicht Verlahchende Wirkungen auf die Fühlerwendel durch Wärme der Heizwendel werden verringert Diese würden eintreten, wenn der Temperaturfühler auf der Heizwendel oder in der Nähe des Endes der Lötspitze im Abstand von der Lötfläche angeordnet wäre.

■»5 In besonderer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zum öffnen und Schließen des Heizstromkreises zusätzlich eine von Hand betätigbare Einstelleinrichtung angeordnet ist. Ferner sind in dem Steuerstromkreis elektronische Steuermittel vorhanden. Sie enthalten einen, mit der Heizwendel verbundenen steuerbaren Gleichrichter, und sie sind mit der FiMilerwendel so verbunden, daß der steuerbare Gleichrichter in seinen nichtleitenden Zustand geht, wenn sich der Widerstand der Fühlerwendel bis zu dem Wert erhöht, der der vorbestimmten Temperatur entspricht, und der in seinen leitenden Zustand geht, wenn sich der Widerstand der Fühlerwendel bis zu dem Wert verringert, der einer Temperatur unterhalb der vorbestimmten entspricht. Der steuerbare Gleichrichter kann aus einem Thyristor bestehen, und der Auslösestromkreis kann einen Transistor und einen Halbleiter^ schalter enthalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

hi F ί g. 1 eine Teilseitenansicht eines Lötkolbens,

Fig.2 einen vergrößerten, teilweise geschnittenen Abschnitt des Kolbens gemäß F i g, 1 und

Fig.3 ein Schaltbild des Steuerstromkreises des

Lötkolbens.

Der dargestellte Lötkolben enthält eine Lötspitze, die auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur erwärmt werden kann, um Lötoperationen durchzuführen und die so ausgebildet ist, daß sie in die Büchse 4 des Kolbens paßt.

Ein elektrisches Heizelement 5 ist vorgesehen, um die Lötspitze zu erwärmen.

Das Heizelement 5 ist um die Büchse 4 gewunden und gegen diese isoliert. Die Büchse 4 ist mit großer Genauigkeit hergestellt und hat eine verhältnismäßig dünne Wandstärke. Sie besteht aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, wie Nickel, einer Nickel-Kupfer-Eisenlegierung oder ähnlichem MateriaL

Weiterhin enthält der Lötkolben einen elektrischen Temperaturfühler 6. Der Widerstand des Temperaturfühlers spricht auf Temperaturerhöhungen an und besteht aus einer schraubenförmigen Windung aus einem Metall, das einen elektrischen Widerstand bildet, der sich mit der Erhöhung der Spitzentemperatur ebenfalls erhöht. Der Draht des Temperaturfühlers ist ebenfalls um die Büchse 4 gewunden und gey^n diese elektrisch isoliert. Hierdurch steht der Temperaturfühler 6 in unmittelbarer Verbindung mit der Lötspitze, so daß sich sein Widerstand mit der Temperatur der Lötspitze ändert Der Temperaturfühler besteht vornehmlich aus Nickel.

Das Heizelement 5 ist an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen.

Mit dem Temperaturfühler ist ein Steuerstromkreis w elektrisch verbunden, der auf die Widerstandsänderungen anspricht, um den elektrischen Stromkreis zu öffnen und zu schließen, so daß beim Erreichen der Betriebstemperatur der Lötspitze über den Temperaturfühler der elektrische Stromkreis durch den Steuer- » kreis unterbrochen wird, so daß das Heizelement 5 keinen Strom mehr enthält Wenn die Lötspitze wieder unter die Betriebstemperatur abkühlt, vermindert sich der Widerstand in dem Fühler 6, der elektrische Stromkreis v^ird über den Steuerstromkreis wieder eingeschaltet, damit das Heizelement 5 wieder Strom erhält

Leitungen 7, 8 und 9 sind vorgesehen, um den elektrischen Stromkreis mit dem Heizelement 5 und den Temperaturfühler mit dem Steuerstromkreis und dem elektrischen Stromkreis zu verbinden. Um die Anordnung von zwei Paaren von Leitungen zur Durchführung der Verbindungen zu verhindern, kann eine der Leitungen 7,8 und 9 als gemeinsame Leitung verwendet werden, wie dies in F i g. 2 erkennbar ist

Die Leitungen sind gegeneinander, wie es in F i g. 2 erkennbar ist, durch Schichten 10, 11 und 12 aus einem geeigneten Material wie Glimmer od. dgl. isoliert

Der Steuerstromkreis kann eine von Hand zu bedienende Einstellvorrichtung enthalten, um den elektrischen Stromkreis bei unterschiedlichen vorbestimmten Betriebstemperaturen zu öffnen und zu schließen und um dadurch die Betriebstemperatur des Lötkopfes für unterschiedliche Lötvorgänge zu variieren.

Fig.3 veranschaulicht das Schaltschema der beschriebenen Vorrichtung.

Das Heizelement 5 erhält von einer Stromquelle Wechselstrom über den Transformator 13 und z. B. einen Brückengleichrichter 14. Der Temperaturfühler 6 ist mit dem Gleichrichter 14 über Widerstände 15 und 16 und einen Potentiometer 17 verbunden.

Der Steuerstromkreis enthält eir .1 Siliziumgleichrichter SCR, der in Reihe mit dem Heizelement 5, dem Siliziumschalter SCSund dem Transistor 18 liegt

Wenn Strom eingeschaltet ist ergibt sich ein Widerstand in dem Temperaturfühler 6, dali der Transistor nichtleitend wird und der Schalter SCS den Gleichrichter SCR in seinen leitenden Zustand schaltet Aufgrund dessen wird das Heizelement 5 erwärmt

Wenn sich die Temperatur des Heizelements 5 erhöht und die Lötspitze erwärmt wird, teilt sich die Temperaturerhöhung sehr schnell dem Temperaturfühler mit und dessen Widerstand erhöht sich ebenfalls. Wenn die Lötspitze ihre Betriebstemperatur erreicht hat, erreicht der Temperaturfühler 6 einen solchen Widerstandswert, daß der Transistor 18 leitend wird. Hierdurch geht der Gleichrichter SCR in seinen nichtleitenden Zustand über, wodurch der Stromfluß zu dem Heizelement 5 unterbrochen wird. Wenn sich die Lötspitze unter die benötigte Betriebstemperatur abkühlt, sinkt auch der Widerstand des Temperaturfühlers. Hierdurch wird der Transistor Ϊ8 wieder nichtleitend und der Gleichrichter SCR wird wieder in seinen leitenden Zustand durch den Schalter SCSgeschaltet

Daraus ergibt sich, daß die Lötspitze selbsttätig immer auf ihrer richtigen Betriebstemperatur gehalten wird.

Die Betriebstemperatur selbst kann durch Einstellung des Potentiometers 17 variiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Temperaturabhängig gesteuerter elektrischer Lötkolben, der aus einer Lötspitzenhalterung, einer in dieser lösbar mit direkter Wärmeübertragung sitzenden Lötspitze, einer um die Halterung isoliert geführten Heizwendel, die in einem elektrischen Heizstromkreis liegt, sowie aus einem elektrisch gegen die Halterung isolierten Temperaturfühler, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der als Wendel (6) ausgebildete Temperaturfühler um die Halterung (4) geführt und axial versetzt, und nicht überlappend zur Heizwendel (5), unmittelbar an die Lötfläche der Lötspitze angrenzend, angeordnet ist, daß die Lötspitze innerhalb der Halterung (4), und damit innerhalb der Fühler- und Heizwendel, und die letztere im Abstand von der Lötfläche, liegen.

2. Lötkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum öffnen und Schließen des Heizstromkreises zusätzlich eine von Hand betätigbare Einstelleinrichtung angeordnet ist

3. Lötkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuerstromkreis elektrische Steuermittel vorharden sind, die einen mit der Heizwendel verbundenen steuerbaren Gleichrichter enthalten, und mit der Fühlerwendel so verbunden sind, daß der steuerbare Gleichrichter in seinen nichtleitenden Zustand geht, wenn sich der Widerstand ti χ Fühlerwendel bis zu dem Wert erhöht, der der vorbe<=timmtrn Temperatur entspricht, und der in seinen leitenden Zustand geht, wenn sich der Widerstand der F^r-hlerwendel bis zu dem Wert verringert, der einer Temperatur unterhalb der vorbestimmten entspricht.

4. Lötkolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Gleichrichter ein Thyristor ist, und der Auslösestromkreis einen Transistor und einen Halbleiterschalter enthält.