DE2334366B2 - Weichloetmaschine - Google Patents

Description

ge Iilm<lung betrifft eine WeichlötmaM.'bine mit cm K Ik i/tci) I .ulstah. einem mit dem Lo'slab ver ■ lilcncn Thei mod emcnt. einer Schaltui gsanou! ig /111 1-Γ/CUgLiMi; cine¹· einer gewünschten I otstalv lpcralur entsprechenden Bc/ugssignah. einer rglcichssehaltuiig /um Vergleich des Ausgangssi-Is iles I hei moclcmcntes mit dem He/ugssignal und em auf die Vergleichsschaltung ansprechenden iiclkreis /ur Steuerung tier dem Lötstab /ugefiihr-Wcichlötmaschinen werden üblicherweise dazu benutzt, um verschiedene elektronische Bauteile auf gedruckte Leiterplatten zu befestigen. Dabei ist es erwünscht, den Leitungen und Lötstützpunkten, mit denen Bauteile verlötet werden sollen, die Warme so zuzuführen, daß das Lot fließt, die Temperatur jedoch so niedrig gehalten wird, daß irgendwelche Halbleiter oder andere in der Nähe befindliche, wärmeempfindlichc elektronische Bauteile während des Lötvorgangs nicht beschädigt werden. Bei Lötmaschinen mit einer automatischen Positioniereinrichtung soll der Weichlötvorgang so schnell wie möglich erfolgen, jedoch eine zu große Wärmeentwicklung vermieden werden. Der Lötvorgang muß zeitlich gesteuert sein, nicht nur um sicherzustellen, daß eine gute Lötverbindung hergestellt wird, sondern auch, um der Positioniereinrichtung Steuersignale für das Halten und das Verändern der Position des Werkstückes zu liefern. Besonders dann, wenn die Weichlötmaschine zur Herstellung von Verbindungen an Mikroschaltungen verwendet wird, besteht die Gefahr, daß ein zu großer Teil der in dem Lötstab gespeicherten Wärme beim Löten auf das Werkstück übertragen wird, so daß Beschädigungen auftreten, wenn der Lötstab ständig auf der Löttemperatur gehalten wird. Aus diesem Grund sind fur Weichlötmaschinen besondere Netzgeräte entwickelt worden.

Bekannte Netzgeräte, die für Weichlötmaschinen bestimmt sind, steuern die Stabtemperatur nicht direkt, sondern überwachen lediglich die mittlere Leistung, die dem Lötstab zugeführt wird, und die Zeitdauer der Leistungszufuhr. Dies hat zur Folge, daß die tatsächlich von dem Lötstab angenommene Temperatur häufig höher ist, als es fur den Arbeitsvorgang erforderlich ist, und manchmal so hoch, daß tempera-Uirempfindliche Teile der Schaltungsanordnung beschädigt werden. Solche bekannten Netzgeräte erfordern eine hinreichend große Zeitspanne /wischen den einzelnen Lötvorgängen, um sicherzustellen, daß der Lötstab auf eine vorbestimmte Umgebungstemperatur abgekühlt ist. Bei anderen bekannten Net/geraten wird zwar/ur Steuerung der von dem Lot stab erreichten maximalen Temperatur eine Ruckkopplungsein richtung verwendet, jedoch kann dort die von dem lienut/.er vorgesehene Zeitspanne, wahrend der die Aibeitstemperatui" aufrechterhalten werden muß, nui angenähert eingehalten weiden, da diese bekannten Netzgerate entweder nicht den Zeitpunkt (eststeilen

können, zu dem der Lötstab die eingestellte Temperatur erreicht, oder nicht in der Lage sind, diese Temperatur genau aufrechtzuerhalten, wenn sie einmal erreicht war.

Aus der US-PS 3 5624SI ist endlich eine Voirichtungzum Löten einer gedruckten Schaltung bekannt, bei der alle Lötstellen gleichzeitig hergestellt werden sollen. Die bekannte Vorrichtung macht von eii.er reinen Zeitsteuerung Gebrauch, bei der zunächst eine gewisse Zeit mit hoher Energiezufuhr zum Aufwärmen der Platte, dann mit vermindertei Energiezufuhr zum Erhalten der erreichten Löttemperatur und endlich eine Zeit mit Kühlung gearbeitet wird. Eine Überwachung der tatsächlich erreichten Temperatur findet bei der bekannten Vorrichtung nicht statt. Die Anwendung einer solchen Zeitsteuerung bei einer Weichlötmaschine mit beheiztem Lötstab würde zu den vorstehend behandelten Einrichtungen führen, hei denen nur die mittlere Leistung, die dem Lotstab zugeführt wird, und die Zeitdauer der Leistungszufuhr 2η überwacht wird. Wie bereits erwähnt, bestehen die Nachteile dieser Art von Einrichtungen in der Gefahr einer Überhitzung und der dadurch bedingten Beschädigung temperaturempfindlicher Teile sowie einer langsamen Arbeitsgeschwindigkeit, die auf die Zeil zum Abkühlen des Lötstabes zwischen den ein ze Inc η Lötvorgängen auf eine vorbestimmte Umgebungstemperatur bedingt ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Weichlötmaschine der eingangs be- ιο schriebenen Art so zu verbessern, daß swohl die Löttemperatur als auch die an das Werkstück abgegebene Wärmemenge genau vorherbestimmt werden können. Außerdem soll eine Sicherheit gegen eine Beschädigung des Werkstückes bei einem Fehler in der Temporatiirregeleinrichtung gewährleistet sein, wie sie bei den bekannten Vorrichtungen nicht vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelost, daß mit dem als Vergleichsschaltung wirkenden Operationsverstärker und dem Regelkreis eine Steuereinrichtung gekoppelt ist, welche die Zufuhr elektrischer Leistung zum Lötstab beim Auslösen eines Leitvorganges freigibt und Zeitgliedcr enthält, von denen ein als Zeitglied arbeitendes Monoflop durch das Ausgangssignal des Thermoelementes bei Erreieben der Löttemperatur ausgelöst wird und eine Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Lötstab bewirkt, wenn die Löttemperatur eine vorgegebene Zeitspanne eingehalten worden ist, während ein anderes als Zeitglicd arbeitendes Monoflop eine Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Lötstab bewirkt, wenn in einer vorgegebenen Zeit nach Auslösen des Lötvorganges ein das Erreichen der Löttemperatur anzeigendes Ausgangssignal des Thermoelementes ausbleibt.

Bei der erfindungsgemäßen Weichlötmaschine sinkt also die Temperatur des Lötstabes zwischen den einzelnen Lotvorgängen unter die I.öttemperatur ab. Tin Aufheizen des I.ötstabes auf die Löttemperatur u'folgt erst beim Auslosen eines I.ötvorganges. Da- tu. um eh wird gewährleistet, daß nicht allein durch die im Lötstab gespeicherte Wärmemenge das Werkstück mi stark erwärmt werden kann, daß von der eigentlichen Lötstelle entfernte Lötstellen wieder zum Schmelzen gebracht oder durch zu große Wärmezuluhi auf sonstige Weise beeinträchtigt werden. lsi die 1 otiemperalur erreicht, so wird nach einer vorgegehi'iii'ii Zeitspanne, die nach den Eigenschaften ties Werkstückes bemessen sein kann, die Leistungszufuhr unterbrochen. Durch die Zufuhr einer bestimmten Leistung während einer bestimmten Zeitspanne wird a'so bei der erfindungsgemäßen Weichlötmaschinc nicht nur die Temperatur, sondern auch die zugeführte Energie genau kontrolliert. Weiterhin wird dafür Sorge getragen, daß eine Unterbrechung der Leistungszufuhr auch dann stattfindet, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes knine Meldung über das Erreichen der Löttemperatur erfolgt, damit nicht etwa durch eine Störung der Temperatur-Meßeinrichtung eine Überhitzung des Werkstückes erfolgt. Demgemäß bietet die erfindungsgemäße Weichlötmaschinc bei einfachem Aufbau ein Optimum an Sicherheit für eine einwandfreie Durchführung des Löivorganges.

Die Erfindung ist nicht das Ergebnis einer einfachen Kombination der aus der US-PS 3562481 bekannten Vorrichtung mit Einrichtungen, die von einer Temperaturüberwachung Gebrauch machen. Eine solche Kombination ist nämlich nicht ohne weiteres möglich, weil die bekannte Vorrichtung zum Loten gedruckter Schaltungen von voreingestelltcri Span nungen und Zeiten ausgeht, welche die Anwendung von Gliedern zur Temperaturmessung auszuschließen scheinen. Darüber hinaus weist keine bekannte Weichlötmaschine eine Einrichtung auf, die darauf anspricht, daß die gewünschte Lottemperatur überhaupt nicht erreicht wird, um das Entstehen fehlerhat ter Lötstellen zu vermeiden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand ties in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Weichlötniaschine,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Netzgerätes der Weichlötmaschine und die

Fig. 3,4 und 5 detaillierte Schaltbilder der in Fig. 2 durch Blöcke veranschaulichten Schaltungsteile.

Die in Fig. 1 dargestellte Weichlötmaschine 10 umfaßt einen Schweißkopf 12, an dem ein heizbarer Lötstab 14 befestigt ist, und einen Tisch 16, auf den ein Werkstück 18gelegt werden kann, sowie ein Netzgerät 20 und gegebenenfalls ein Temperaturanzeigegerät 22.

Der Schweißkopf 12 kann beispielsweise ein von der Hughes Aircraft Company, Industrial Products Division, hergestellter Schweißkopf VTA 67 sein. Der Lötstab kann ein Hughes MLS-Tantalstah sein, der mit einem angeschweißten C'.iromel Constantan-Thermoelement ausgestattet ist. Das Temperaiuranzeigegerät 22 kann ein Hughes-Ternperaturmeßgcräi vom Typ MA-16-Ü2B sein, das durch Überwachung der Ausgangsspannung des Thermoelements die jeweilige Temperatur des Lötstabes anzeigt.

Das Netzgerät 20wei'.· ein Einstellrad 23, mit den Arbeitstemperaturen zwischen 100° C und 5^U()" C einstellbar sind, ein weiteres Einstellrad 24 zur Ein stellung der Zeitspanne, während der die Arbeitstem peratur herrschen soll, mit dem Zeiten von 0.1 ^ bi 5,⁽) s einstellbar sind, und einen LeisUingshereichs schalter 26 zur Anpassung tier SpitzenausgangsK-i stung an die Größe des gerade benutzten Lötstab^ auf. Die Frontplatte des Netzgerätes 20 weist am eine gelbe Kontrollampe 28. die anzeigt, ob eiie Weel: selspannung eingeschaltet ist. eine grüne Kontroll lampe 30, die anzeigt, ob ein Heizzyklus abläuft, im eine rote Warnlampe 32. tue anzeigt, wenn ein Fehlt

in dem das Thermoelement enthaltenden Schaltungsteil auftritt, sowie einen Nctzschalter 34 zum Ein- und Ausschalten der Versorgungsspannung auf.

Aus dem in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbild ist zu ersehen, daß das Netzgerät 20 eine Temperaturmclieiiirichtung 100, eine Temperatureinstelleinrichtung 102, eine Fehlerkontrolle 104 für das Thermoelement, einen Regelkreis 106 zur Steuerung der Heizleistung sowie eine Zeitsteuereinrichtung 110 und eine Logik 112 enthält. Ferner ist in dem Netzgerät 20 ein in Fig. 2 nicht dargestellter üblicher Schaltungsteil zur Umwandlung der Wechselspannung des Netzes in geregelte Gleichspannungen von + 5 V, + 10 V und — 10 V vorhanden, die neben einer Wechselspannung von 12,6 V vorliegen. Der Aufbau und die funktioneile Verknüpfung dieser verschiedenen Teile des Netzgerätes 20 lassen sich besser an Hand der ausführlichen Schaltbilder nach den Fig. 3, 4 und 5 verstehen, die im folgenden beschrieben werden.

Aus der in Fig. 3 dargestellten Temperaturmeßeinrichtung ist zu ersehen, daß das Ausgangssignal eines an dem Lötstab 14 befestigten Thermoelements 120 zwei Operationsverstärkern 122/4 und 122 ß zugeführt wird, von wo aus es einem Differenzverstärker 124 zugeleitet wird, dessen Ausgangssignal der Ausgangsspannung des an dem Lötstab 14 befestigten Thermoelements 120 und damit der Temperatur des Lötstabes 14 proportional ist. Es ist zu beachten, daß das Thermoelement 120 an dem Lötstab 14 angeschweißt ist. Daher ist ein Teil des Thermoelements über zwei gleich große Widerstände 126 A und 126 B geerdet, die eine geerdete Mittelanzapfung für die Sekundärwicklung 128 des Ausgangstransformators bilden. Ferner ist an jeden Zweig des Thermoelements über je einem verhältnismäßig hohen Widerstand 130/1 bzw. 130 B eine positive Vorspannung angelegt, so daß die Eingänge der Operationsverstärker 122/4 und 122B und damit ihre Ausgangssignale einen hohen Wert annehmen, wenn das Thermoelement mechanisch und elektrisch von dem Lötstab 14 getrennt wird.

In der ebenfalls in Fig. 3 dargestellten Fehlerkontrolle 104 für das Thermoelement werden die zuvor erwähnten Ausgangssignale der Operationsverstärker 122 A und 122 B durch je eine Diode 132 B bzw. 132 A der Basis eines einen Schalter bildenden Transistors 134 zugeführt. Wie ober erwähnt, führt eine Beschädigung der Schweißverbindung zwischen dem Thermoelement 120 und dem Lötstab 14 zu einem hohen positiven Eingangssignal an den Operationsverstärkern 122A und/oder 122 B. Dieses hohe Eingangssignal wird verstärkt und über die Dioden 132A und/ oder 1325 der Basis des Transistors 134 zugeführt, der dadurch leitend wird. In diesem Fall liegt der Emitter des Transistors 134 auf etwa + 10 V, also auf der an den Kollektor des Transistors 134 angelegten Spannung, was zur Folge hat, daß die rote Warnlampe 32 aufleuchtet und außerdem ein positives Signal an die Diode 136 der^in Fig. 5 dargestellten Logik 112 ahgegeben wird.

Fig. 4 zeigt, dab die Schaltungsanordnung der Temperatureinstelleinrichtung 102 zwei Widerstandsnetzwerke 137 und 138 umfaßt. Mit dem in Fig. 1 dargestellten Einstellrad 23 wird der Punkt ausgewählt, an dem die zwischen den Ausgang einer Stromquelle 140 und Erde 142 geschalteten Widerstandsnetzwerke 137 und 138 abgegriffen werden, um dadurch eine Lötstabtemperalur zwischen 100° C und 590° C zu wählen. Die an dieser Abgriffstelle vorhandene Spannung wird mil Hilfe des Transistors 144 verstärkt und an der Verzweigungssiclle 146 zu dem Ausgangssignal des Differenzverstärkers 124 (Fig. 3) algebraisch addiert. Tatsächlich wird das negative Ausgangssignal des invertierenden Differenzverstarkers 124 von dem positiven Bezugssnannungs-Ausgangssignal des Transistors 144 subtrahiert.

ίο Die Verzweigungsstelle 146 ist ein Stromsummationspunkt, der mit Hilfe eines Abgleichpotentiometers 147 so eingestellt ist, daß das Ausgangssignal des invertierenden Operationsverstärkers 148 etwa + 7 V beträgt, wenn die Summe der von dem Transistor 144 abgegebenen positiven Bezugsspannung und der von dem Differenzverstärker 124 verstärkten Thermoelementspannung algebraisch Null ergeben. Die Wirkung des invertierenden Operationsverstärkers 148 und seiner Rückkopplungsimpedanz (Widerstand 153 und Kondensator 151) besteht darin, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das an der Verzweigungsstelle 146 eine virtuelle Erde (Spannung Null) erzeugt. Eine DiiOe 152 klemmt das Ausgangssignal des Operationsvci stärkers 148 derart fest, daß es nicht negativ gegen Erde werden kann und der Transistor 150 geschützt ist, wenn die verstärkte Thermoelementspannung bei kaltem Lötstab niedrig und die positive Bezugsspannung bei Wahl einer hohen Arbeitstemperatur hoch ist. Wenn daher die verstärkte Thermoelementspannungdie mit Hilfe des Temperatureinstellrades eingestellte Bezugsspannung erreicht, so ist das Ausgangssignal der Temperatureinstelleinrichtung 102 eine Spannung von 7 V, die an die Basis des Transistors 150 in dem getriggerten Regelkreis zur Steuerung der Heizleistung angelegt ist. Ferner wird an der Verbindungsstelle 155 zwischen den Widerständen 154A und 154ß eines Spannungsteilers eine etwas niedrigere Spannung abgegriffen und an die ß-Eingangsklemme eines Monoflops 156 in der in Fig. 5 dargestellten Zeitsteuereinrichtung 110 angelegt. Wenn jedoch die verstärkte Spannung des Thermoelements die an der Verzweigungsstelle 146 eingestellte Bezugsspannung nicht erreicht, so entspricht das invertierte Ausgangssignal des Operationsverstärkers 148 dem Erdpotential und die Basis des Transistors 150 sowie die ß-Eingangsklemme des Monoflops 156 sind demzufolge ebenfalls geerdet.

Aus Fig. 5, in der die Zeitsteuereinrichtung 110 und die Logik 112 dargestellt sind, ist zu ersehen, daß die Zeitsteuereinrichtung einen Schalter 158 enthält, der vorzugsweise an dem in Fig. 1 dargestellten Schweißkopf 12 angeordnet ist und betätigt wird, wenn der Lötstab 14 mit einer einem voreingestellten Schwellenwert entsprechenden Kraft auf das Werkstück 18 drückt. Das Ausgangssignal des Schalters 158 wird durch eine NICHT-Glied 160 umgekehrt, so daß eine positive Spannung sowohl an der ß-Eingangsklemme eines Monoflops 162, der zur Unterdrückung von Prellsignalen vorgesehen ist, und an dem Einstelleingang eines J- K-Flipflops 164 in der Logik 112 anliegt, wenn der Schalter 158 geschlossen oder in seiner EIN-Steilung ist. Mit dem Monoflop 162 ist ein externes Zeitglied 165 verbunden, so daü es eine Zeitkonstante von etwa 10 ms aufweist. Die Aufgabe dieses Monoflops besteht darin, die angeschlossene Logik 112 erst dann einzuschalten, wenn das NICHT-Glied 160 keine durch ein Prellen der Kontakte des Schalters 158 bedingten kurzzeitig abklingenden Signale

mehr liefert. Nach Ablauf der 10 ms kehrt dt-r MonoFlop 162 in den Ruhezustand zurück und sein (5-Ausgang wird hoch, wodurch ein zweites Monoflop 166 in der Zeitsteuereinrichtung 110 betätigt wird.

Die Zeitsteuereinrichtung 110 umfaßt dieses zweite Monoflop 166 und ein drittes Monoflop 156. Wie bereits erwähnt wird das zweite Monoflop 166 betätigt, nachdem das erste Monoflop 162 seinen 10-ms-Zyklus vollendet hat. Ein externes Zeitglied des Monoflops 166 führt zu einer Zeitkonstanten von etwa 2 s und ist dazu vorgesehen, daß der Lötstab 14 auf die eingestellte Temperatur aufgeheizt werden kann und daß der Aufheizvorgang beendet wird, wenn die eingestellte Lötstabtemperatur nicht innerhalb eines vernünftigen Zeitraums erreicht wird. Während dieser 2 s ist das Monoflop 156 arbeitsbereit, schwingt jedoch erst an, wenn die Spannung an der Verzweigungsstelle 146 in der in Fig. 4 dargestellten Temperatureinstelleinrichtung das Erdpotential erreicht hat. was, wie oben ausgeführt, bedeutet, daß die eingestellte Stabtemperatur erreicht worden ist. Mit dem Monoflop 156 sind ferner zwei mittels dem in Fig. 1 dargestellten weiteren Einstellrad 24 einstellbare Widerstandsnetzwerke 170 und 172 verbunden, die zwischen eine eine positive Spannung von + 5 V abgebende Hilfsspannungsquelle und die Eingangsklemme zur externen Zeitsteuerung des Monoflops 156 in Serie geschaltet sind. Dieses einstellbare Widerstandsnetzwerk in Verbindung mit dem Kondensator 174 bestimmt die Zeit, während der das Monoflop 156 erregt ist. und damit die Zeit, während der der Lötstab 14 ist der Arbeitstemperatur gehalten wird.

Die Ausgangssignale der Monoflops 166 und 156 der Zeitsteuereinrichtung 110 werden dem ./- K-FWpflop 164 in der Logik 112 zugeführt. Diese Ausgangssignale werden d.rekt an die ./-Klemme angelegt und durchlaufen ein NICHT-Glied 175, bevor sie an die K-Klemme angelegt werden. An das j-K-Flipflop 164 ist ferner ein Taktsignal angelegt, das von einem mit einem 12.6 V Wechselspannungseingangssignal getriggerten Nulldurchgangsdetektor 176 erzeugt und in einer Verstärkereinrichtung 178 geformt wird. Ein Signal von dem obenerwähnten NICHT-Glied 160 stellt das J- /i-Flipflop zurück, wenn der Schalter 158 geöffnet wird.

Das (2-Ausgangssignai (j_es J-K-Flipfiops 164 wird durch einen Transistor 179 verstärkt, bevor es dem Emitter eines Transistors ISO in dem in Fig. 4 dargestellten Regelkreis zur Steuerung der Heizleistung zugeführt wird, während das Q-Ausgangssignal des Flipflops 164 der grünen Kontrollampe 30 zugeleitet wird, welche das Ablaufen eines Heizzyklus anzeigt.

Der getriggerte Regelkreis 106 zur Steuerung der Heizleistung wird im folgenden an Hand Fig. 4 beschrieben. Die drei möglichen Eingangssignale am Emitter des Transistors 180 sind (1) ein positives Fehlersignal vom Emitter des in Fig. 3 dargestellten Transistors 134, wenn der Thermoelementkreis geöffnet ist, (2) ein positives Signal von dem in Fig. 5 dargestellten Nulldurchgangsdetektor 176, das zweimal in einer Periode der Netzspannung auftritt, und ^3) das Ausgangssignal des Transistors 179 der sr. Fig. 5 dargestellten Logik, das positiv wird, wenn die voreingestellte Zeit für den Heizzyklus überschritten wird. Der Transistor 180 des Regelkreises steuert einen Schalttransistor 182, der im leitenden Zustand einen Kondensator 184 entlädt und dadurch, wie im folgenden erläutert werden wird, das Triggern eines Triaes 186 verhindert, so daß an einem Ausgangstransformator 192 kein Ausgangssignal auftritt. Das andere Eingangssignal für den getriggerten Regelkreis 106 ist das Ausgangssignal des invertierenden Operationsverstärkers 148 der Temperatureinstelleinrichtung 102. Wie oben erläutert worden ist. ist dieses Ausgangssignal, das der Basis des Transistors 150 zugeführt wird, eine Funktion der Differenz zwischen der tatsächlichen Temperatur des Lötstabes 14 und

ίο der durch die Einstellung des Einstellrades 23 vorgewählten Temperatur. Wenn diese beiden Temperatu ren übereinstimmen, so beträgt die Basisspannung des Transistors 150 etwa 7 V und es hat der durch den Transistor zur Aufladung des zur Zeitsteuerung dienenden Kondensators 184 fließende Strom seinen kleinsten Wert, derart, daß dieser Kondensator 184 nur auf — 4 V aufgeladen werden kann, bevor der Synchronisierimpuls auftritt und der Kondensator in der oben beschriebenen Weise geerdet wird. — 4 V sind aber nicht ausreichend, um eine Doppelbasisdiode 188 des Regelkreises einzuschalten, weshalb dem Triac 186 über einen Impulstransformator 190 kein Triggerimpuls zugeführt wird. Wenn jedoch die tatsächliche Temperatur des Lötstabes 14 geringer ist als die gewünschte Temperatur, so liegt die Basis des Transistors 150 nahezu auf Erdpotential und es wird ein maximaler Strom für die Aufladung des Kondensators 184 erzeugt, solange der Schalttransistor 182 nichtleitend ist. In dieser Situation erreicht der Kondensator 184 das Einschaltpotential der Doppelbasisdiode 188 (etwa — 2 V) in etwa 1 ms, so daß diese leitend wird und die an dem Kondensator 184 anliegende Spannung über die Primärwicklung des Impulstransformators 190 abgebaut und an das Triac 186 ein Impuls geliefert wird, der das Triac für den Rest der Halbperiode der Netzspannung einschaltet, so daß während dieser Halbperiode aus dem Netz Leistung an die Primärwicklung des Ausgangstransformators 192 abgegeben wird. Wenn der zur Zeitsteuerung die nende Kondensator 184 so weit entladen ist, daß die Doppelbasisdiode 188 in der Sperrichtung vorgespannt ist, was etwa bei — 9 V der Fall ist, wird die Doppelbasisdiode 188 nichtleitend und der Kondensator 184 lädt sich wieder bis auf einen Spannungswert von — 2 V auf. bei dem der Zyklus wieder beginnt, bis ein Nulldurchgang der Netzspannung eintritt und dadurch ein Synchronisierimpuls am Emitter des Transistors 180 auftritt, durch den der Schalttransistor 182 durchgestcuert und der Kondensator 184 zui Vorbereitung auf die nächste Halbperiode der Netzspannung entladen wird. An das Triac 186 kann jede beliebige Anzahl von Impulsen angelegt werden, jedoch wird das Triac schon bei Auftreten des erster Impulses leitend und erst gesperrt, wenn ein Null durchgang der Netzspannung eintritt.

Wenn der Lötstab 14 durch die ihm über die Sekun därwicklung 128 des Ausgangstransformators 192 zu geführte Leistung aufgeheizt wird, wie es im einzelnei in Fig. 3 dargestellt ist, so steigt die verstärkte Ther moelementspannung an und die von dem Operations verstärker 148 an die Basis des Transistors 150 abge gebene vergrößert;; resuiiicivnä«· Spannung vermin dert den zur Aufladung des zur Zeitsteuerun; dienenden Kondensators 184 verfügbaren, durch dei Transistor 150 fließenden Strom. An Stelle von nu 1 ms benötigt der Kondensator 184 daher mehrer Millisekunden, bis er das Einschaltpotential der Dop pelbasisdiode 188 erreicht. Diese Vergrößerung de

ίο

Aufladungszeit hat zur Folge, daß das Triac 186 während weniger als einer Halbperiode der Netzspannung leitend ist und daher eine geringere Leistung an den Lötstab 14 abgegeben wird. Hieraus ergibt sich, daß nach einer gewissen Anzahl von Halbperioden ein Gleichgewichtszustand erreicht werden wird, in dem dem Kondensator 184 gerade so viel Strom zugeführt wird, daß dem Lötstab 14 gerade die zur Aufrechterhaltung der eingestellten Temperatur notwendige Leistungzugeführt wird. Wie oben ausgeführt worden ist, wird der Schalttransistor 182, wenn die in Fig. 5 dargestellte Logik 112 an Hand der Aufrechterhaltung der gewünschten Lötstabtemperalur für die gewünschte Zeit das Ende des bestehenden Lötvorgangs festgestellt hat, gesperrt, so daß der Kondensator 184 nicht langer aufgeladen werden kann. Wenn ferner die in Fig. 3 dargestellte Fehlerkontrolle 104 für da Thermoelement einen Defekt des Thermoelement feststellt, so wird der Transistor 180 und damit auel der Schalttransistor 182 abgeschaltet, was zur Folg hat, daß der Kondensator 184 entladen wird und keim weiteren Triggerimpulse an das Triac 186 abgegebei werden. Wenn das Fehlersignal auftritt, nachdem da Triac 186 getriggert worden ist, so bleibt das Tria für den Rest der gerade laufenden Halbperiode lei

ίο tend, schaltet aber bei keiner der nachfolgende! Halbperioden wieder ein. Auf diese Weise ist der Lot stab 14 gegen eine Beschädigung durch unbeabsich tigte Überhitzung infolge einer schlechten Ankopp lung des Thermoelements geschützt und es wird durc die Warnlampe 32 für den Benutzer eine visuelle An zeige einer solchen Defektsituation erzeugt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Weichlötmaschine mit einem beheizten Lötstab, einem mit dem Lötstab verbundenen Thermoelement, einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines einer gewünschten Lötstabtemperatur entsprechenden Bezugssignals, einer Vergleichsschaltung zum Vergleich des Ausgangssignals des Thermoelementes mit dem Bezugssignal und einem auf die Vergleichsschaltung ansprechenden Regelkreis zur Steuerung der dem Lötstab zugeführten elektrischen Leistung, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem als Vergleichsschaltung wirkenden Operationsverstärker (148) und dem Regelkreis (106) eine Steuereinrichtung (104, 110, 112) gekoppelt ist, welche die Zufuhr elektrischer Leistung zum Lötstab (14) beim Auslösen eines Lötvorganges freigibt und als Zeitglieider (156. 162, 166) enthält, von denen ein als 2η gen. Zeitglied arbeitendes Monoflop (156) durch das Ausgangssignal des Thermoelementes (120) bei Erreichen der Löttemperatur ausgelöst wird und eine Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Lötstab (14) bewirkt, wenn die Löttemperatur eine vorgegebene Zeitspanne eingehalten worden ist, während ein anderes als Zeitglied arbeitendes Monoflop (166) eine Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Lötstab (14) bewirkt, wenn in einer vorgegebenen Zeil nach Auslösen des Lot-Vorganges ein das Erreichen der Löttemperatur anzeigendes Ausgangssignal des Thermoelementes (120) ausbleibt.

2. Weichlötmaschine nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (104. 110. 112) Glieder (32. 134, 136) zum Nachweis eines Fehlers in dem Thermoelement (120) und der Regelkreis damit verbundene Glieder (134. 180. 182) zum Abschalten der Stromversorgung für den Lotstab (14) nach dem Feststellen eines Fehlers in dem Thermoelement (120) aufweist.

3. Weichlötmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (120) mechanisch und elektrisch mit dem Lotstab (14) verbunden ist, daß der Lötstab (14) auf einem Potential in der Nähe des Erdpotentials gehalten ist, daß ferner an den Ausgang des Therme elements über Widerstände (130/1, 130#) eine Vorspannung angelegt ist und daß die Steuereilrichtung (104. 110, 112) einen Defekt in der Verbindung .v> des Thermoelements (120) mit dem Lötstab (14) daran erkennt, daß das Ausga.igssignal des Thermoelements (120) einen Wert annimmt, der im wesentlichen gleich der angelegten Vorspannung IM.

ten elektrischen Leistung.

Aus der US-PS 3 373262 ist eine Einrichtung zur Regelung der Temperatur von Lötkolbeneinsätzen bekannt, die dafür Sorge tragen soll, daß die Lötkolbenspitze unter verschiedensten Arbeitsbedingungen die gewünschte Temperatur einhält. Diese Temperatur bleibt auch dann erhalten, wenn der Lötkolben nicht benutzt wird, also zwischen einzelnen Lötungen größere Unterbrechungen entstehen. Das Aufrechterhalten der relativ hohen Arbeitstemperatur führt zu einem noch immer unnötig großen Energieverbrauch und unnötig schnellen Verschleiß der Lötkolbenspitze.

Obwohl die bekannte Temperaturregeleinrichtung für Lötkolber und nicht für Weichlötmaschinen bestimmt ist, könnte sie zweifellos auch bei Weichlötmaschinen Anwendung finden. Allerdings bestehen bei Weichlötmaschinen häufig andere Arbeitsbedingungen, als sie bei der Anwendung von Lötkolben vorlie