DE2445376C3 - Vorrichtung zum automatischen Lötverbinden eines Anschlußdrahtes mit einem Anschlußelement eines elektrischen Bauteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum automatischen Lötverbinden eines Anschlußdrahtes mit einem Anschlußelement eines elektrischen Bauteiles, bestehend aus einem mittels einer Antriebsvorrichtung senkrecht zum Anschlußelement beweglichen Lötstempel, der mit einer Zuführvorrichtung für einen Lötdraht zusammenarbeitet und von diesem eine portionierte Menge Lot abnimmt und diese Menge im Bereich seiner unteren Endlage der zu lötenden Verbindungsstelle zwischen Anschlußdraht und Anschlußelement zuführt und dort das schmelzflüssige Lot um die Verbindungsstelle formt.

Aus der DT-AS 11 72 334 ist eine automatisch steuerbare Löteinrichtung zur Lötung von Schaltungsplatten für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen beschrieben und dargestellt. Diese Vorrichtung besitzt einen automatisch gesteuerten, im wesentlichen senkrecht zur Schaltungsplatte beweglichen Lötkolben mit einer Lötspitze. Die Lötspitze ist hier in Form eines Ringes gebildet, wobei die Ringebene parallel zur Schaltungsplattenebene verläuft. Von einer Vorschubvorrichtung wird eine bemessene Menge Lötdraht in die Ringöffnung des Lötkolbens gefördert und dort aufgeschmolzen. Zum Kontaktieren der Anschlußfahnen eines Bauelementes mit den Leiterbahnen einer Schaltungsplatte wird die Ringöffnung des Lötkolbens über den Lötort positioniert, wobei man sodann den Lötdraht wie vorbeschrieben in die Ringbohrung absenkt. Die ringförmige Platte des Lötkolbens ist trichterförmig gestaltet, so daß das schmelzflüssige Lot sich um die Lötstelle formt und somit die zu verbindenden Teile, nämlich die Anschlußfahnen und die Drahtleiter miteinander verlötet

Zum Löten einer Vielzahl von elektrischen Leitern mit den zugehörigen Anschlußelementen ist es aus der US-PS 33 93 853 bekannt, djie elektrischen Leiter bzw. Anschlußdrähte in napff&rmigen Aufnahmen von Anschlußelementen, z. B. in einer Steckerleiste einzuführen, worauf man sodann quer über die Lötorte einen Lötdraht legt Mittels eines Lötkopfes wird sodann der Lotdraht in einzelne Portionen aufgeteilt und das Lot in einen schmelzflüssigen Zustand versetzt derart daß das schmelzflüssige Lot die zu verbindenden Teile umhüllt Der Lötkopf besitzt zwei Platten, und zwar eine in Form einer Spitzzaiinleiste gebildete Schneidplatte, welche vom Lötdraht die einzelnen Portionen abteilt, und eine planparaUel sowie in Flächenberührung mit der Schneidplatte geführte, in Form einer Kammleiste gebildete Lötstempelplatte. Beim Andruck der Kammleiste werden die portionierten Lotmengen in einen schmelzflüssigen Zustand versetzt so daß das schmelzflüssige Lot die Anschlußdrähte umhüllt und in die napfförmigen Aufnahmen fließt

Während die erstgenannte Lötvorrichtung dazu dient, diahtförmige Anschlußfahnen mit Drahtverbindungsleiter zu kontaktieren, dient die letztgenannte Lötvorrichtung dazu, schutenförmige Anschlußelemente, z. B. eine Steckerleiste, mit den zugehörigen Anschlußdrähten zu kontaktieren bzw. zu verlöten.

Diese bekannten Vorrichtungen zum Lötverbinden eines Anschlußdrahtes mit einem Anschlußelement eignen sich jedoch nicht zum automatischen Lötverbinden eines Anschlußdrahtes mit einem Anschlußstift oder einer Anschlußfahne eines elektrischen Bauteiles, welches beispielsweise eine Lötöse trägt, durch welche der Anschlußdraht mit seinem von der Isolation befreiten Ende eingesteckt oder bei der Ausbildung des Anschlußelementes als Anschlußstift um diesen gewikkelt ist. Die bekannten Lötvorrichtungen sind jeweils auf die Konstruktion der miteinander durch Löten zu verbindenden Teile gebildet. Ein automatisches Löten von Anschlußdrähten an Anschlußfahnen oder Stiften der vorgenannten Art ist mittels dieser Vorrichtungen daher nicht möglich.

Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine automatisch arbeitende Lötvorrichtung zum Lötverbinden eines Anschlußdrahtes mit einem Anschlußelement nämlich eines entweder mit einer Lötöse versehenen Lötstiftes oder eines Anschlußstiftes zu schaffen, wobei eine schnelle und saubere sowie fehlerfreie Lötverbindung zu gewährleisten ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Lötstempel als Trennmesser für den Lötdraht ausgebildet ist, der bei jedem Arbeitshub vom Lötdraht eine mittels einer Portioniervorrichtung bemessene Lotmenge abschneidet, und daß die Antriebsvorrichtung dem Lötstempel eine dem freien Fall der Lotportion mindestens gleich große Geschwindigkeit verleiht, wobei der Lötstempel die fallende Lotportion auf das Anschlußelement lenkt um dieses formt und aufschmilzt Durch diese gemäß der Erfindung gebildete Lötvorrichtung wird ein maschinelles Löten bzw. Lötkontaktieren von Anschlußdrähten mit den zugehörigen Anschlußstiften u.dgl. von elektrischen Bauteilen !ermöglicht Durch diese konstruktive Gestaltung der Lötvorrichtung wird es ermöglicht, mit einem vergleichsweise geringen Zeitaufwand und auch mit einer geringstmöglichen Lotmenge

unter Vermeidung von Lotbatzen eine saubere Lotverbindung zu erstellen.

Vorteilhaft ist der aus einem Iotat weisenden Material bestehende Lötstempel mit einer Schneide versehen, die der Flanke eines Widerlagers der Portioniervorrichtung zugekehrt ist Der Lötstempel erfaßt somit unmittelbar die von der Portioniervorrichtung ausgestoßene Lotportion und lenkt diese auf die Stirnfläche des AnsciJuCistiftes. Wie an sich bei Lötstempel bekannt ist, besitzt auch der mit einer Schneide ausgebildete Lötstempel Anschlüsse für ein Stromkabel sowie zum Einführein eines Thermofühlers.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, mehrere Trennlötstempel nebeneinander anzuordnen, derart, daß gleichzeitig, d. h. mit einem Arbeitshub eine entsprechende Anzahl Lötverbindungen zu erstellen sind. Die; meist mehrere AnschlußHemente aufweisenden Bauteile werden nacheinander an der Lötvorrichtung vorbeigeführt und in der vorbeschriebenen Weise mit den Anschlußdrähten kontaktiert.

Anhand der Zeichnungen wird im nachfolgenden das erfinderische Verfahren näher erläutert; ferner sind in den Zeichnungen als Ausführungsbeispiel eine zur Ausübung des Verfahrens dienende Lötvorrichtung sowie ein Trennlötstempel dargestellt.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf. Ein aus einem Lot abweisenden Material hergestellter Trennlötstempel 1 ist beheizbar und besitzt an seinem unteren Ende, nämlich an seinem Trenn- und Lötkopf 2 eine Ausnehmung 3, die derart ausgebildet ist, daß sie mit hinreichendem Abstand ein Anschlußelement 4 eines elektrischen Bauteiles 5 umgreift. Der Trennlötstempel ist mit einer Trennschneide 6 ausgerüstet, welche an der Stirnfläche 7 eines Widerlagers 8 möglichst nahe vorbeigeführt ist. Im Widerlager 8 ist eine Bohrung 9 angeordnet, durch die ein Lötdraht 10 hindurchgeführt ist. Der Lötdraht ragt um eine: einstellbare Länge mit seinem vorderen Ende 11 - wie dargestellt — über die Stirnfläche 7 des Widerlagers hinaus, so daß bei in Pfeilrichtung 12 niedergehendem Trennlötstempel das vordere Ende 11 vom Lötdraht 10 abgeschert wird und nunmehr — wie teilweise gestrichelt bei 11' dargestellt — auf den Kopf des Anschlußelementes 4 fällt. Der Trennlötstempel folgt mit steigender Geschwindigkeit der nunmehr portionierten Lotmenge 11', wie gestrichelt bei Γ dargestellt. Das Anschlußelement 4, z. B. eine Lötfahne, ist mit einer Lötöse 13 versehen, durch die das abisolierte Ende 14 eines isolierten Anschlußdrahtes 15 eingesteckt ist. Sobald die Lotmenge 11' auf den Kopf 16 des Anschlußelementes 4 gefallen ist, wird es durch die Formgebung der Ausnehmung 3 im Kopf des Trennlötstempels derart verformt, daß es — hier U-förmig — das Anschlußelement 4 an seinen Flanken umgreift. Beim Andrücken erwärmt der Trennlötstempel die Lotmenge 11', die schnell in einen schmelzflüssigen Zustand übergeht und an den Flanken abwärts läuft » und — wie bei 17 gestrichelt dargestellt — das abisolierte Ende 14 des Anschlußdrahtes 15 mit dem Anschlußelement 4 benetzt und somit die Lötverbindung herbeiführt. Die Formgebung der Ausnehmung 3 ist der Kopfform des Anschlußelementes 4 angepaßt.

Ein Trennlötstempel 1 ist in den Fig.2 und 3 dargestellt, wobei die F i g. 2 die Vorderansicht und Fig.3 die Seitenansicht des Trennlötstempels teilweise geschnitten darstellt. Der Trennlötstempel besitzt einen aus einem Lot abweisenden Material gebildeten zylinderischen Schaft 18, der in Längsrichtung durch

eine enge Nut 19 bis in den Bereich seiner Trennschneide 6 eingeschnitten ist Dadurch entstehen — wie an sich bekannt — zwei Schaftzungen 19'; jede dieser Schaftzungen ist mit einem aus Kupfer oder Messing bestehenden Anschlußelement 20 zum Anschluß eines Heizstromkabels verbunden. Liegen diese Anschlußelemente an Spannu.ig, so erwärmt sich der Bereich 6' durch Widerstandserwärmung. In diesem Bereich ist auch eine Bohrung 21 eingebracht, welche zur Aufnahme eines Wärmefühlers in den Trennlötstempel dient Wie bei Lötvorrichtungen bekannt, dient der Wärmefühler zum dosierten Takten des Heizstromes und damit zum Halten einer voreingestellten Betriebstemperatur des Lötstempels in einem Temperaturintervall. Der Trennlötstempel ist hier an einer aus einem isolierten Material gebildeten Traverse 36 — gestrichelt dargestellt — befestigt

In den Fig.4 und 5 ist eine zur Ausübung des Verfahrens dienende Vorrichtung in der Vorder- und Seitenansicht schematisch dargestellt Die den Trennlötstempel tragende Traverse 36 ist hier mit in Form einer Gabel ausgebildeten Armen 22 versehen, die in einer Gelenkplatte 23 befestigt sind. Die Gelenkplatte ist an einem Winkelträger 24 bei 35 angelenkt und trägt an ihrem oberen Ende einen hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch betätSgbaren Stößeltrieb 25, dessen Stöße! 25' unter dem Zwang einer Zugfeder 28 steht und der gegen die Flanke 26 des Schenkels 27 des Winkelträgers 24 lastet. Bei einer Betätigung des Stößels 25' schwenkt die Gelenkplatte 23 und damit auch die Gabelarme 22; der Trennlötstempel 1 wird dadurch — wie gestrichelt dargestellt — abwärts bewegt. Dabei schneidet er eine zum Löten eines Anschlußdrahtes erforderliche Portion U vom Lötdraht 10 ab. Die Bewegung des Trennlötstempels erfolgt schneller als die sich im kurzen Fallweg der portionierten Lotmenge 11' ausbildende Fallgeschwindigkeit; er drückt die portionierte Lotmenge gegen das Anschlußelement. In einem relativ kurzen Zeitintervall wird die Lotmenge aufgeschmolzen. Sobald die Energieversorgung zum Stößeltrieb 25 unterbrochen ist, wird die Feder 28 wirksam; sie zieht den Trennlötstempel wieder in die dargestellte Lage. Stellschrauben 29 dienen zur Einstellung des Hubes für den Trennlötstempel.

Die Zufuhr des Lötdrahtes erfolgt von einer Vorratsrolle 30 über eine Umlenkrolle 31, wobei der Abzug und Vorschub des Lötdrahtes mittels eines Transportrades 32 und einem Gegenrad bewerkstelligt wird. Zum Antrieb des Transportrades diem ein als Drehantrieb ausgebildeter Schrittmotor 33. Beim Rückhub wird ein Mikrokontakt 34 angestoßen, der den Schrittmotor 33 kurzzeitig einschaltet so daß nunmehr der Vorschub des Lötdrahtes 10 um eine Schrittlänge erfolgt. Damit ist die Lötvorrichiung wieder einsatzbereit. Die vordere Flanke 7 des Widerlagers 8 für den Lötdraht 10 ist die Schneidmatrize bzw. das Gegenmesser zur Schneide 6 des Trennlötstempels. Die Portionierungsvorrichtung für den Lötdraht 10 besteht aus dem Schrittmotor 33, dem Transportrad 32 und dem Widerlager 8. Wie insbesondere aus F i g. 4 zu ersehen ist, wird nach jedem Lötvorgang das Bauteil 5 um eine Teilungsgröße t entsprechend dem Abstand der Anschlußelemente 4 versetzt Mit jedem Vorschub um die Teilungsgröße l wird auch ein neuer Anschlußdraht 15, wie durch den Pfeil 37 dargestellt, in die Öffnung i3 des Anschlußelementes 4 automatisch eingeführt. Mit dem Einführen des Anschlußdrahtes 15 wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt so daß nunmehr bei

einer erneuten Abwärtsbewegung des oder der Trennlötstempel in der vorbeschriebenen Weise die Lötungen erfolgen. Die Vorschublänge bzw. die Lotmenge 11 ist am Schrittmotor 33 einstellbar, so daß die Portion der Lotmenge der jeweiligen Lötaufgabe angleichbar ist. Je nach der Formgebung des Anschlußelementes ist auch die Formgebung der Ausnehmung 3 im Trennlötstempel gebildet. Besteht z.B. das Anschlußelement aus einem Lötstift, so würde die Ausnehmung 3 im Trennlötstempel in Form einer zylinderischen Einsenkung ausgebildet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum automatischen Lötverbinden eines Anschlußdrahtes mit einem Anschlußebment eines elektrischen Bauteiles, bestehend aus einem mittels einer Antriebsvorrichtung senkrecht zum Anschlußelement beweglichen Lötstempel, der mit einer Zuführvorrichtung für einen Lötdraht zusammenarbeitet, und von diesem eine portionierte Menge Lot abnimmt und diese Menge im Bereich seiner unteren Endlage der zu lötenden Verbindungsstelle zwischen Anschlußdraht und Anschlußelement zuführt und dort das schmelzflüssige Lot um die Verbindungsstelle formt, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötstempel als Trennmesser für den Lötdraht (10, 11) ausgebildet ist, der bei jedem Arbeitsvorhub vom Lötdraht eine mittels einer Portioniervorrichtung bemessene Lotmenge abschneidet, und daß die Antriebsvorrichtung (25) dem Lötstempel eine dem freien Fall der Lotportion (1Γ) mindestens gleichgroße Geschwindigkeit verleiht, wobei der Lötstempel die fallende Lotportion auf das Anschlußelement (4) lenkt, um dieses formt und aufschmilzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Lot abweisenden Material bestehende Lötstempel (1) eine Schneide (6) aufweist, die der Flanke eines Widerlagers (8) der Portioniervorrichtung (8,32,33) zugekehrt ist

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Schneide (6) ausgebildete Lötstempel (1) Anschlüsse (20) für ein Stromkabel und (21) zum Einführen eines Thermofühlers aufweist.