DE2646705C2 - Temperaturgeregelter Lötkolben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen temperaturgeregelten Lötkolben mit einer Lötspitze aus einer einen Heizkörper umgebenden Hülse und einer Arbeitsspitze und mit einem Temperaturfühler.

Bei einem aus der CH-PS 5 52 435 bekannten Lötkolben ist die eigentliche Arbeitsspitze mit einem Innengewinde versehen, so daß die Arbeitsspitze auf einen Schraubbolzen aufgeschraubt werden kann, der einen Teil der Heizpatrone bildet. Innerhalb der Heizpatrone ist der Heizkörper angeordnet, der an seinem vorderen Ende den Temperaturfühler umfaßt, der im Boden der Heizpatrone angeordnet ist. Durch diese Ausbildung besteht ein relativ großer Abstand zwischen der eigentlichen Arbeitsspitze und dem Temperaturfühler, wodurch nur eine relativ träge Messung der an der Arbeitsspitze vorhandenen Wärme möglich und die Meßempfindlichkeit des Wärmefühlers damit gering ist. Die geringe Meßempfindlichkeit des ¹^' Wärmefühlers resultiert schließlich auch daraus, daß der Wärmeübergang von der eigentlichen Arbeitsspitze über deren Innengewinde und den Schraubbolzen auf

die Heizpatrone erfolgen muß.

Es ist bei diesem bekannten Lötkolben zwar weiterhin innerhalb der Bohrung für das Innengewinde der Arbeitsspitze ein durch eine radiale Bohrung eingesetztes Thermoelement festgeklemmt, so daß ein guter Wärmekontakt zur Arbeitsspitze erreicht werden kann. Die Zuleitungen für dieses Thermoelement müssen jedoch außerhalb des Lötkolbens angeordnet sein. Dies ist für den praktischen Gebrauch sehr unzweckmäßig.

Ähnliche Anordnungen von Thermoelementen sind darüber hinaus aus der CH-PS 5 23 735 und der DD-PS 1 12 618 bekannt.

Bei einem weiteren bekannten temperaturgeregelten Lötkolben sind die Heizkörper und der Wärmefühler innerhalb eines Stielrohres und an dessen freiem Ende untergebracht. Am anderen Ende des Stielrohres befindet sich der Handgriff und die Zuleitungskabel. Auf das mit dem Heizkörper und dem Wärmefühler versehene freie Ende des Stielrohres werden Lötspitzen aus Kupfer aufgesteckt, die mit Überzügen versehen sein können. Bedingt durch das Aufstecken der Lötspitze auf das Ende des Stielrohres besitzt dieser bekannte temperaturgeregelte Lötkolben eine relativ große Baulänge und damit ein relativ großes Gewicht, wodurch Nachteile bei der Handhabung des Lötkolbens auftreten. Weiterhin bedingt durch das Aufstecken der Lötspitze auf das freie Ende des Stielrohres resultiert ein relativ großer Abstand des am Ende des Stielrohres angebrachten Wärmefühlers zur eigentlichen Arbeitsspitze der Lötspitze, wodurch nur eine relativ träge Messung der an der Arbeitsspitze vorhandenen Wärme möglich und die Meßempfindlichkeit des Wärmefühlers damit gering sind. Schließlich hat dieser Lötkolben den weiteren Nachteil, daß selbst bei Verwendung bester herkömmlicher Dauerlötspitzen ein erheblicher Verschleiß an der Lötbahn der Arbeitsspitze auftritt, der ein häufiges Auswechseln der Lötspitze erforderlich macht. Dies setzt die Wirtschaftlichkeit dieses bekannten temperaturgeregelten Lötkolbens herab.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen temperaturgeregelten Lötkolben der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei hoher Meßempfindlichkeil des Wärmefühlers einen guten Wärmeübergang ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß innerhalb des von der Hülse, die einen äußeren Schaftteil für die Außenbeheizung der Lötspitze bildet, umgebenen spulenförmigen Heizkörpers ein innerer Schaftteil für die Innenbeheizung der Lötspitze angeordnet ist, daß die beiden den Heizkörper einschließenden Schaftteile der Lötspitze mit der Arbeitsspitze der Lötspitze fest verbunden sind und daß der innere Schaftteil und die Arbeitsspitze der Lötspitze mit einer durchgehenden Längsbohrung zur Durchführung von isolierten Leitungen des unmittelbar in der Arbeitsspitze der Lötspitze angeordneten Temperaturfühlers versehen sind.

Durch die Unterteilung des Schaftes in einen äußeren und einen inneren Schaftteil, die den Heizkörper einschließen, wird ein guter Wärmeübergang vom Heizkörper auf den von diesem beheizten Schaft erreicht. Durch die unmittelbare feste Verbindung der beiden Schaftteile mit der eigentlichen Arbeitsspitze der Lötspitze wird weiterhin ein guter Wärmeübergang auf die Arbeitsspitze ermöglicht. Schließlich wird durch die Anordnung des Temperaturfühlers innerhalb der Arbeitsspitze, wobei die Zuleitungen zum Wärmefühler

durch den inneren Schaftteil der Lötspitze geführt sind, eine äußerst schnelle Messung der Temperatur der Arbeitsspitze und damit eine hohe Meßempfindlichkeit ermöglicht, so daß schon bei kleinstem Temperaturabfall an der eigentlichen Arbeitsspitze eil? schnelles Wiederaufheizen der Arbeitsspitze über den sowohl außen als auch innen beheizten Schaft der Lötspitze unter Wirkung des Temperaturfühle/s eingeleitet werden kann. Versuche haben gezeigt, daß selbst bei rascher Aufeinanderfolge von Lötvorgängen nur ein geringer Abfall von der gewünschten LöttemperaUjr auftritt, wodurch der erfindungsgemäße temperaturgeregelte Lötkolben eine sehr gute Lötqualität garantiert

Das schnelle Aufheizen wird darüber hinaus noch durch die Verwendung verschiedener Materialien für die eigentliche Arbeitsspitze und die beiden Schaftteile der Lötspitze ermöglicht In weiterer erfindungsgemäßer Ausbildung ist die Arbeitsspitze aus verschleißarmem, gegen Zinn resistenten Material und die beiden Schaftteile aus gut wärmeleitendem Material ausgebildet Dabei ist als verschleißarmes, gegen Zinn resistentes Material für die Arbeitsspitze Stahl vorgesehen, das mit einer Nickelschicht und außerhalb der Lötbahn mit einer Chromschicht versehen ist. Als gut wärmeleitendes Material für die beiden Schaftteile ist Kupfer vorgesehen, das mit einer Nickelschicht überzogen ist.

Schließlich sind die äußeren und inneren Schaftteile und der Temperaturfühler der Arbeitsspitze durch Hartlöten fest miteinander verbunden, wodurch ein besonders guter Wärmeübergang erzielt wird.

Zusammengefaßt bestehen die wesentlichen Vorteik' des erfindungsgemäßen temperaturgeregelten Lötkolbens in einer konstanten Temperatur der Arbeitsspitze, auch bei schneller Lötfolge, in einer geregelten r> Dauerlötspitze, insbesondere aus Stahl, die nicht mehr ausgewechselt werden muß. wodurch eine hohe Wirtschaftlichkeit erzielt wird, und in einer leichten Handhabung aufgrund eines möglichen geringen Gewichtes der Lötspitze. Die geregelte konstante Lotternperatur an der Arbeitsspitze wird insbesondere durch die Doppelbeheizung der Arbeitsspitze durch lnnen- und Außenbeheizung der Schaftteile der Lötspitze ermöglicht, die aus gut wärmeleitendem Material, insbesondere Kupfer, bestehen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansichl des temperaturgeregelten Lötkolbens mit Zuleitungskabel, Elektronikstation mit Netzteil und Ablageständer,

Fig.2 Ansichten wesentlicher Bauteile des Lötkolbens in etwa natürlicher Größe und

Fig.3 einen Längsschnitt durch das freie Ende des Lötkolbens in etwa dreifacher Vergrößerung. «

Der temperaturgeregelte Lötkolben 1 besteht aus einem Heizkopf 2 mit Lötspitze 3, einem Handgriff 4 mit kegelmantelförmigem Aufsteckteil 5 und einem Zuleilungskabel 6. Das Zuleitungskabel 6 ist mit einer elektrischen Steckkupplung mit einer Elektronikstation w> 8 mit Netzteil verbunden. Ein Stellrad 9 dient zur Einstellung der gewünschten Temperatur des Lötkolbens. Bei Nichtgebrauch kann der Lötkolben 1 auf einen Ablageständer 10 gesteckt werden.

Das Kernstück des teniperaturgeregelten Lötkolbens im 1 ist die Lötspitze 11, die in der Fig. 2 in etwa natürlicher Größe dargestellt ist. Die Lötspitze It besteht aus aus einem Schaft 12 aus Kupfer, der mit einer Längsbohrung 13 versehen ist, und aus einer abgewinkelten Arbeitsspitze 14 mit der Lötbahn, die aus Stahl besteht Der Schaft 12 ist in eine Sacklochbohrung der Arbeitsspitze 14 eingesetzt und mii dieser durch Hartlöten verbunden. In Verlängerung der Längsbohrung 13 .ist auch die Arbeitsspivze 14 mit einer Längshohrung 13' versehen.

Ober den inneren Schaftteil 12 und den achsparallelen Teil der Arbeitsspitze 14 ist ein äußerer Schaftteil 15 geschoben (F i g. 3), der ebenfalls aus Kupfer besteht Der Schaftteil 15 ist als Hülse ausgebildeJ und weist einen inneren Bund 16 auf, der auf den achsparallelen Teil der Arbeitsspitze 14 aufgeschoben und mit diesem durch Hartverlöten verbunden ist

Auf den inneren Schaftteil 12 ist eine als elektrischer Heizkörper dienende Spule 17 aufgeschoben, die zugleich in die Innenbohrung des äußeren Schaftteiles 15 eingeschoben ist. Die Spule 17 besteht aus einem Isolierkörper mit elektrischen Wicklungen, deren Enden 18a und 186 innen herausgeführt sind. Um die Enden 18a und 186 innen herausführen zu können, ist der innere Schaftteil 12 kürzer als die Spule 17. Zwischen der Spule 17 und dem als Hülse ausgebildeten äußeren Schaftteil 15 ist eine Isolierschicht 19 aus Glimmer angeordnet.

Am freien Ende der Längsbohrung 13' der Arbeitsspitze 14 ist ein als Wärmefühler dienendes Thermoelement 20 in die Längsbohrung 13' durch Hartlöten eingesetzt. Die isolierten Zuleitungsdrähte 21a, b sind durch die Längsbohrungen 13' und 13 geführt

Die Enden 18a und 186 der Wicklung der Heizspule 17 und die Enden der Zuleitungen 21a und 216 sind auf einem nicht mehr dargestellten Isolierkörper mit den Enden der entsprechenden Zuleitungen verbunden, die durch das Zuleitungskabel 6 dem Lötkolben 1 zugeführt werden.

Der aus der Arbeitsspitze 14, den beiden Schaftteilen 12,15, der Heizkörperspule 17 und dem Thermoelement 20 gebildete temperaturgeregelte Heizkopf 2 ist in ein Edelstahlrohr 22 fest eingesetzt, das die Verbindung des Heizkopfes 2 mit dem Handgriff 4 des Lötkolbens 1 bildet. Zur Festlegung des Heizkopfes innerhalb des Edelstahlrohres 22 sind umlaufende Sicken 23, 24 vorgesehen.

Die Schaftteile 12, 15 aus Kupfer und die eigentliche Arbeitsspitze 14 aus Stahl sind innen und außen vernickelt. Nach dem Vereinigen der inneren und äußeren Schaftteile 12, 15 und dem Thermoelement 20 mit der Arbeitsspitze 14 durch Hartverlöten und dem Einsetzen der Heizkörperspule 17 ist der Heizkopf 2 gebildet, der etwa bis zu einem Drittel des äußeren Schaftteiles 15 von der Arbeitsspitze 14 her mit Ausnahme der Lötbahn verchromt wird. Anschließend wird der so gebildete Heizkopf in das Edelstahlrohr 22 eingeschoben, in dem es durch Einrollen unter Bildung der Sicken 23,24 festgelegt wird.

Der temperaturgeregelte Lötkolben 1 besitzt bei den Abmessungen entsprechend der Fig.2 ohne Zuleitungskabel 6 nur ein Gewicht von 25 g, wobei ein Abstand der abgewinkelten Arbeitsspitze 14 vom Bereich des Handgriffes 4 von nur 60 mm vorhanden ist. Das geringe Gewicht und der geringe Abstand führen auch bei schneller Lötfolge zu keiner Verkrampfung oder Ermüdung der den temperaturgeregelten Lötkolben 1 führenden Arbeitsperson und ermöglichen ohne große Mühe ein zielsicheres Kontaktieren der Lötstellen.

Die Arbeitsspitze 14 ist eine massive Stahlspitze, die es als Dauerlötspitze ermöglicht, 2,5 Millionen Lötun-

gen ohne jegliche Nacharbeiten ausführen zu können. Dadurch ergibt sich eine große Wirtschaftlichkeit des temperaturgeregelten Lötkolbens I. Für herkömmliche Dauerlötspitzen müßten nämlich bei 2,5 Millionen Lötungen etwa 25 Dauerlötspitzen verwendet werden, deren Kosten erheblich über den Kosten des Heizkopfes des temperaturgeregelten Lötkolbens I liegen.

Die Temperatur an der Arbeitsspitze 14 läßt sich mittels der Elektronikstation 8 stufenlos in einem Temperaturbereich zwischen 150°C und 400⁰C einstellen.

Der temperaturgeregelte Lötkolben 1 läßt sich mittels des Aufsteckleiles 5 aus einem hohlen Kegel-

slumpfmantel leicht auf einen Aufsleckteil 25 am Ablageständer 10 aufstecken. Der Aufsteckteil 25 besteht aus einer Hälfte eines Kegelstumpfmantels, der entlang der Achse geschnitten ist. Der halbe Kegelstumpfmaniel ist einstückig mit einem Winkelfuß 26 verbunden, der an einer Wand des Ablagesländers 10 angeschraubt ist. Der Ablageständer 10 weist unterhalb des Aufsteckteiles 25 eine herausnehmbare Edelstahlplatte auf. um abtropfendes Lötmaterial aufzufangen Daneben ist ein Schwamm 27 angeordnet, der be Benutzung des temperaturgeregelten Lötkolbens stan dig feuchtgehalten werden muß und zum Reinigen dei Arbeitsspitze 14 dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Temperaturgeregelter Lötkolben mit einer Lötspitze aus einer einen Heizkörper umgebenden Hübe und einer Arbeitsspitze > und mit einem Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des von der Hülse, die einen äußeren Schaftteil (15) für die Außenbeheizung der Lötspitze (3) bildet, umgebenen spulenförmigen Heizkörpers (17) ein innerer Schaftteil (12) für die 1 nnenbeheizung der Lötspitze (3) angeordnet ist, daß die beiden den Heizkörper (17) einschließenden Schaftteile (12, 13) der Lötspitze (3) mit der Arbeitsspitze (14) der Lötspitze (3) fest verbunden '5 sind und daß der innere Schaftteil (12) und die Arbeitsspitze (14) der Lötspitze (3) mit einer durchgehenden Längsbohrung (13, 13') zur Durchführung von isolierten Leitungen des "unmittelbar in der Arbeitsspitze (14)?der Lötspitze (3) angeordneten Temperaturfühlers versehen sind.

2." Temperaturgeregelter Lötkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspitze (14) aus verschleißarmen, gegen Zinn resistenten Material und die beiden Schaftteile (12, 15) aus gut wärmeleitendem Material ausgebildet sind.

3. Temperaturgeregelter Lötkolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als verschleißarmes, gegen Zinn resistentes Material %> für die Arbeitsspitze (14) Stahl vorgesehen ist, das mit einer Nickelschicht und außerhalb der Lötbahn mit einer Chromschicht versehen ist.

4. Temperaturgeregelter Lötkolben nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als gut wärmeleitendes Material für die beiden Schaftteile (12, 15) Kupfer vorgesehen ist, das mit einer Nickelschicht überzogen ist.

5. Temperaturgeregelter Lötkolben nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die -to inneren und äußeren Schaftteile (12, 15) und der Temperaturfühler (Thermoelement 20) mit der Arbeitsspitze (14) durch Hartlöten fest verbunden sind.

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