DE2128784C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Auflöten eines Stromanschlußelementes auf mit einer lötfähigen Metallschicht versehene Glasscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auflöten eines metallischen Stromanschlußelementes auf eine mit einer lötfähigen Metallschicht versehene Glasscheibe, wobei das Stromanschlußelement während eines vorgegebenen Zeitintervalls durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird.

Das Problem, Stromanschlußclemcnte auf Glasscheiben aufzulöten, stellt sich insbesondere bei der Herstellung von elektrisch beheizbaren Glasscheiben, wie sie beispielsweise in großem Umfang als heizbare Rückwandscheiben in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Die SirornanschraScicmcirrc werden dabei meist unmittelbar auf die Sammelschicnen aufgelötet. Diese bestehen in der Regel aus einer mit der Glasoberfläche fest verbundenen Metallschicht.

Das bekannte Lötverfahren der obengenannten Gattung besteht darin, daß die verzinnten Stromanschlußelementc auf die Sammclschicnen aufgesetzt und durch zwei Kontaktstifte festgehalten werden, die von oben gegen das Stromanschlußclcmcnt gepreßt werden. Nach dem Aufsetzen der Kontaktstifte wird der Lötsirom eingeschaltet. Eine Zeitschaltuhr, die gleichzeitig mit dem Einschalten des Lötstromes in Gang gesetzt wird, sorgt dafür, daß die Stromzufuhr nach einer vorgegebenen Zeit automatisch ausgeschaltet wird. Die eingestellte Lötzeit muß ausreichen, um eine gute Verlötung zu gewährleisten. Sie

muß auf der anderen Seite eine Überhitzung der Lotstelle verhindern, weil dadurch die Lötstelle selbst sowie die Glasscheibe beschädigt werden können In der Praxis treten bei diesem bekannten Verfahhikit ddh f dß ifl

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In der Praxis treten bei diesem bekannten Verfah- Schließlich läßt sich di S

ren Schwierigkeiten dadurch auf, daß infolge Ver- 5 liegende Aufgabe auch in der Weise losen, dau ae

zunderung der Spitzen der Kontaktstifte und gegebe- Lötstrom gemessen, und in Abhängigkeit von ae

nenfalls der Lötfäden der Stromanschlußelemente gemessenen Istwert durch Regelung der der ^rnm<"~

wechselnde Übergangswiderstände auftreten können. spule des Löttransformators zugeführten Spannung

Dadurch kann die Höhe des Lötstromes schwanken. auf den eingestellten Sollwert eingeregelt wird.

Infolgedessen wird die Lötstelle unter Umständen io Die Vorrichtungen zur Durchfuhrung der ernn-

nicht genügend erwärmt, und es ist damit keine dungsgemäßen Verfahren zeichnen sich gemeinsa

Sicherheit für eine einwandfreie VerlHune gegeben. dadurch aus, daß eine Signaleinrichtung ™^rS^es5ri

Der Erfindung liegt demgemäß die Arf»abe zu- ist, die in Tätigkeit tritt, wenn der vorgegebene Mm-

erunde, das genannte Verfahren zun AuIi. r~- eines destlötstrom nicht fließt. In diesem rsll Kann der mu

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einer unfähigen Metallschicht verschen . !asscheibe erneutes Aufsetzen der Kontaktstifte oder aurcn d iikd }

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dahingehend weiterzuentwickdr.. _Jäi} unabhängig von dem feweiligen Übergang ..!ierstand an den Spitzen der Kontaktstifte ei ■ · Schere und dauerhafte Verlötung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach einem ernten Verfahren dadurch gelöst, daß der Lntstromkreis zunächst unabhängig von der Einschaltung der Zeitmessung geschlossen wird, und daß mit der Zeitmessung für das vorgegebene, für den Lötvorgang erforderliche Zeitintervall begonnen wird, sobald die Temperatur der Lötstelle eine vorgegebene Mindesthöhe aufweist

in Weilerbildung der Erfindung läßt sich das Verh i d Wi iklih dß di

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erneutes Aufsetzen der Kontaktstifte oder aurcn andere Maßnahmen die Kontaktstoning ^seitigen.

Zur Sicherung eines guten Kontaktes beider ivuu taktspitzen ist in weiterer Ausgestaltung üer vurrichtungen zur Durchführung der Verfahren nach dei Erfindung vorgesehen, daß die vf:,ea Kontaktstin derart nachgiebig gelagert sind daß unabhängig von der jeweiligen Lage der Glasscheibe unter Ue^ taktstiften beide Kontaktsüfte etwa mit dem gleichen Druck gegen das Stromanschlußelement geprelit

werden. vtoHf^ ctarr mit-

Wenn nämlich die beiden Kontaktstifte starr mu einander geführt werden, bestimmt der die Kontaktberührende Stift den Andruck, α >

Temperaturmessung g

Vorganges des Lötzinns selbst erfolgt und daß als zeitlicher Bezugspunkt für den Beginn der Zeit-Ξ g der Augenblick des vollständig»! Aufschmelzen des Lötzinns gewählt wird.

Dieser Zeitpunkt läßt sich auf einfache Weise gut feststellen, wenn das Lötzinn in Form eines im Vergleich zur endgültigen Lötzinnschicht dicken Maferialstückes, etwa in Form eines Lötdraht*- d Shlßl d

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Übergangs

in Weilerbildung der Erfindung läßt sich das Ver fläche zuerst fahren auch in der Weise verwirklichen, daß die 30 zweiten Stiftes so daß f" Temperaturmessung durch Beobachtung des Schmelz- ringen Andruckes die Gefahr d Löi lbt flt d daß als zunderung und damit eines

Widerstandes besonders grob ist Die beiden Kantaktstifte können unabhängig voneinander nachgiebig gelg

Ebenso ist es möglich daß jeder Kontaktstift durcn

einen eigenen ^Andruf^k^'5Sf Dmckzylinder, gegen das

preßt wird Mit dem gleichen
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schnittes, zwischen das Stromanschlußelement und 4° den Kontaktstifte auch ^starr

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die iötfähige Metallschicht der Glasscheibe zwischen-

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Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens läßt sich der Zeitpunkt des Aufschmelzen des Lötzinns auch m der Weise für die Einschaltung der dß ih d Stom

den Kontaktstifte auch ^starr ™^ⁿ™^„^1 sein und über eine mutig zu den Kontaktst.fterι ange ordnete Gelenkverbindung an der den Anpreßdruck übertraeenden Stange sitzen. .. . .

Die Vorrichtungen zur Durchführung; der Vertanren

F i g. 1 eine Anordnung zur neuen Vertahrens mit ^'"^

Lötzinns auch m der We g F1 g 2 eine ^An7^d"^un|_e^_mmdes

Zeitmessung ausnutzen, daß zwischen das Strom- 50 neuen Verfahren, durch Bestimmung des anschlußelement und die Iötfähige Metallschicht das Zeitpunktes fies LoUinns in schematicher Ende eines Lötdrahtes zwischengeschaltet, und der lung und _schematische Darstellung einer Löt-

Tütdraht von auß-.n unter einer Vorspannung gehal- Fig. 3 ein? schemauscne uarM _B

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Weise gelöst werden, daß der Lötstromkrcis zunächst 60 Rander der Glasscheibe 4. ^iscri^n

das vorgegebene, für den Lotvorgang erforderte

Nach einer

»»„einander unabhän-

dargestellten Fall zwei um die Drehachse 10 verschwenkbare Hebel, die durch die Druckzylinder H₁ 12 über die Kolbenstangen 13, 14 betätigt Werden. Durch Einleiten des Druckmediums durch die Leitung 15 werden die Kontaktstifte auf das Stromanschlußelement 1 aufgepreßt, während sie durch Einleiten des Druckmediums durch die Leitung 16 wieder abgehoben werden und die'Glasscheibe frei^ geben.

Die Zuleitungen 20; 21 für den Lötström zu den : Kontaktstiften sind mit der Sekundärwicklung 22 des Transformators 23 verbunden. Durch den direkten Stromdurchgang wird das Stromanschlußclcment 1 unmittelbar auf die erforderliche Löttemperatur erhitzt. Nach dem Ausschalten des Lotstromes bleiben die Kontaktstifte 6, 7 noch kurze Zeit in ihrer Position, bis das Lötzinn erstarrt ist und keine Gefahr für ein Verschieben des Stromanschlußelemcntes 1 mehr besteht.

Die Primarspule 24 des Löttransformators 23 wird über die Steuereinheit 25 mit konstanter Wechselspannung versorgt. Die Steuereinheit 25 enthält u. a. ein Zeitschaltwerk, das die Stromzufuhr zu der Primarspule 24 nach einer eingestellten Zeit abschaltet.

Das Zeitschaltwerk in der Steuereinheit 25 wird aber erst in Tätigkeit gesetzt, wenn der in der Leitung 20. 21 fließende Strom einen eingestellten Mindestwert aufweist. Zu diesem Zweck weist die Anordnung ein Strombegrenzungsrelais 26 auf. Wenn die in die Wicklung 27 dieses Relais induzierte Spannung, deren Höhe von der Hohe des in der Leitung 21 fließenden Stromes abhängt, den eingestellten Wert erreicht, zieht das Relais 26 an und schließt dadurch die Kontakte 28. Wenn die Kontakte 28 geschlossen sind, wird das Zeitschaltwerk in Tätigkeit gesetzt.

Das Strombegrenzungsrelais 26 wird zweckmäßigerweise so eingestellt, daß es bei einem Wert von wenigstens 80°/o und vorzugsweise etwa 90° ο des an sich notwendigen Lötstromes anzieht. Zieht das Relais 26 nicht an, d. h. ist der erforderliche Mindestlötstrom nicht vorhanden, dann wird ein optisches oder akustisches Signal gegeben, das dem mit der Anlage beschäftigten Arbeiter anzeigt, daß dei Übergangswiderstand an der Lötstelle für eine einwandfreie Verlötung zu hoch ist, so daß dieser dann für sofortige Abhilfe sorgen kann.

Ein anderes, ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildendes Verfahren wird an Hand der in F i g. 2

schematisch dargestellten Anlage beschrieben. Die Steuereinheit 30, die wiederum ein nicht dargestelltes Zeitschaltwerk enthält, versorgt die Primärspule des Löttransformators 31 mit Wechselstrom. Die Sekun-5?därwicklung des Löttransformators ist mit den Konliaktstiften 6, 7 verbunden. Die Kontaktstifte 6, 7 werden über nicht dargestellte Vorrichtungen auf sjiclas Stromanschlußclement 1 gepreßt] das mit der auf |idjsr Glasscheibe 4 sitzenden Sammelschiene 3 verloliötet werden soll.

Zwischen das Stromanschlußelement 1 und die Sammelschiene 3 sind zwei Lötdrahtstücke Vl eingeschaltet. Die Lötdrahtstücke weisen eine im Vergleich zu dem endgültig verlöteten Zustand wesentlich is größere Dicke auf. infolgedessen führen die Kontaktstifte 6. 7 und ihre Halterungen 8, 9 eine Bcweg'ing in Richtung des Pfeiles f in dem Augenblick aus. in dem das Lötzinn aufschmilzt. Diese Bewegung wird ausgenutzt, um das Zeitschaltwerk in der Steuerao einheit 30 in Gang zu setzen. Zu diesem Zweck ist an der Halterung 9 des Kontaktstiftes 8 der eine Teil 33 eines elektrischen Kontaktes angeordnet. Der andere Teil 34 ist an der Vorrichtung ortsfest angebracht Sobald die Lötdrahtstücke 32 aufgeschmolzen sind. »5 wird der Kontakt 33. 34 geschlossen und so das Zeitschaltwcrk in Tätigkeit gesetzt.

Fig. 3 schlicßlii.-'- zeigt in schematischcr Darstellung eine Lötanlage zur Durchführung eines weiteren Verfahrens nach der Erfindung. Gemäß die«'·m Verfahren wird der in der Zuleitung 40 /u den Kontaktstift 6, 7 fließende Strom automatisch aui den erforderlichen Wert eingeregelt. Zu diesem Zweck wird der Strom in der Zuleitung mit Hilfe des Stromwandler 41 gemessen. In der Steuereinheit 42 wird der Istwert des Stromes mit einem eingestellten Sollwert verglichen. Über den Stellmotor 43 wird der Abgriff 44 an dem Potentiometer 45 verstellt, bis Istwert und Sollwert des Lötstromes übereinstimmen. Sobald das der Fall ist, wird mit Zeitmessung für das vorgesehene Lötintcrvall begonnen.

In der Abbildung sind die Kontaktstifte 6. 7 unabhängig voneinander gelagert dargestellt. Es ist aber auch möglich, sie starr miteinander zu verbinden und eine den Anpreßdruck übertragende Anordnung in 45 der Mitte zwischen den beiden Kontaktstiften an der starren Verbindung über ein Gelenk angreifen zu lassen. Dadurch können die beiden Kontaktstifte sich frei in ihrer Höhe einstellen, während der Anpreßdruck beider Stifte irn wesentlichen der gleiche bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auflöten eines metallischen Stromanschlußelementes auf eine mit einer lot-Fähigen Metallschicht versehenen Glasscheibe, insbesondere auf die Sammelschiene einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe, wobei das Stromanschlußelement während eines vorgegebenen Zeitintervalls durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötstromkreis zunächst unabhängig von der Einschaltung der Zeitmessung geschlossen wird, und daß mit der Zeitmessung für das vorgegebene, für den Lötvorgang erforderliche Zeit-Intervall begonnen wird, sobald die Temperatur der Lötstelle eine vorgegebene Mindesthöhe aufweist.

2. Verfahren nach \nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmessung durch ao Beobachtung des Schmelzvorganges des Lötzinns selbst erfolgt, und daß als zeitlicher Bezugspunkt für den Beginn der Zeitmessung der Augenblick des vollständigen Aufschmelzen des Lötzinns gewählt wird. »5

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötzinn in Form eines im Vergleich zur endgültigen Lötzinnschicht dicken Materialstückes zw. chen das Stromanschlußelement und die lötfähige Metallschicht der Glasscheibe zwischengeschaitet wird unrt c'nß der infolge des Andruckes der KonlaHstif'e und des Aufschmclzens des Lötzinnstückes zu '^obachtende Zeitpunkt der Bewegung der Kontaktstifte als zeitlicher Bezugspunkt gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Stromanschlußelement und die lötfähige Metallschicht das Ende eines Lötdrahtes zwischengeschaitet und der Lötdraht von außen unter einer Vorspannung gchal- 4P ten wird, und daß die durch das Aufschmelzen des Lötzinns and durch die Vorspannung de& festgehaltenen Lötdrahtes sich ergebende Bewegung des Lötdrahtes als Schaltwcg für den Einschaltvorgang der Messung des Zeitintervalls vorwendet wird.

5. Verfahren zum Auflöten eines metallischen Stromanschlußelementes auf eine mit einer lotfähigen Metallschicht versehene Glasscheibe, insbesondere auf die Sammelschiene einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe, wobei das Stromanschlußelcment während eines vorgegebenen ZeitintervaHs durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötstromkreis zunächst unabhängig von der Einschaltung der Zeitmessung geschlossen wird, und daß mit der Zeitmessung für das vorgegebene, für den Lötvorgang erforderliche Zeitintervall nur dann begonnen wird, wenn der Lötstrom eine vorgegebene Mindesthöhe aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der im Lötstromkreis fließende Strom gemessen und die Zeitmessung nur dann eingeschaltet wird, wenn der Lötstrom wenigstens 80%, und vorzugsweise 90°/», der eingestellten Nennstromstärke beträgt.

7. Verfahren zum Auflöten eines metallischen Stromanschlußelementes auf eine mit einer lötfahigen Metallschicht versehene Glasscheibe, insbesondere auf die Sammelschiene einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe, wobei das Stromanschlußelement während eines vorgegebenen Zeitintervalls durch direkten Stromdurchgang erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötsirom gemessen und in Abhängigkeit von dem gemessenen Istwert durch Regelung der der Primärspule des Löttransformators zugeführten Spannung auf den eingestellten Sollwert eingeregelt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 mit zwei Kontaktstiften, die gegen das Stromanschlußelement gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte derart nachgiebig gelagert sind, daß unabhängig von der jeweiligen Lage der Glasscheibe unter den Kontaktstiften beide Kontaktstifte etwa mit dem gleichen Druck gegen das Stromanschlußelement gepreßt werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontak:stifte (6, 7) unabhängig voneinander nachgiebig gelagert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, f'aß jeder der Kontaktstifte (6, 7) durch einen eigenen Andrückmechanismus, etwa einen Druckzylinder (11,12), gegen das Stromanschlußelement (1) gepreßt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte starr miteinander verbunden und über eine mittig zu den Kontaktstiften angeordnete Gelenkverbindung an der den Anpreßdruck übertragenden Stange sitzen.