DE2832200C2 - Vorrichtung zum Unterrichten von Auszubildenden in einer an einem Werkstück durchzuführenden manuellen Tätigkeit - Google Patents
Vorrichtung zum Unterrichten von Auszubildenden in einer an einem Werkstück durchzuführenden manuellen TätigkeitInfo
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Description
25
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Unterrichten von Auszubildenden in einer an einem
Werkstück durchzuführenden manuellen Tätigkeit, mit einer Trägerplatte, auf der mehrere Anschiußpunkte
angebracht sind, mehreren Fühlern, die den Anschlußpunkten zugeordnet sind und abhängig von einer vom
Auszubildenden mittels eines Handgeräts veränderbaren physikalischen Größe ein elektrisches Ausgangssig-
nal abgeben, und einer Auswerteschaltung für die von den Fühlern erzeugten elektrischen Signale.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 36 75 343) bestehen die Anschlußpunkte jeweils aus
einem Lichtfühler und aus einer Lichtquelle. Diese einzelnen Punkte sollen dabei Brandherde simulieren.
Ein solcher Brandherd kann jeweils dadurch »gelöscht« werden, indem der Lichtfühler mit einer Lichtquelle
angestrahlt wird. Nach einer bestimmten Anstrahlungszeit erlischt die dem Fühler zugeordnete Lichtquelle,
was dem Auszubildenden anzeigt daß der Brand an diesem bestimmten Punkt gelöscht ist
Der Auszubildende muß bei der bekannten Vorrichtung nacheinander an zahlreichen nachgebildeten
Brandherden in der geschilderten Weise einen Lösch- so Vorgang vornehmen, wobei es darauf ankommt,
möglichst systematisch vorzugehen, so daß nicht bereits gelöschte Brandherde wieder von noch nicht gelöschten, unmittelbar benachbarten Brandherden entzündet
werden. Der Auszubildende muß dabei einerseits die Lichtquelle möglichst lange auf den Lichtfühler richten,
damit der Brandherd auch sicher »gelöscht« wird, doch muß er andererseits bestrebt sein, möglichst schnell
auch die umliegenden Brandherde zu löschen, damit das Feuer an bereits gelöschten Brandherden nicht erneut
ausbricht Es zeigt sieh also, daß mit Hilfe der bekannten Vorrichtung dem Auszubildenden ein möglichst systematisches und gleichzeitig gründliches Bekämpfen eines
großflächigen Brandes beigebracht werden soll, der durch die einzelnen Lichtfühler und zugeordneten
Lichtquellen auf de· Trägerplatte simuliert ist
Es ist auch bereits ein in erster Linie therapeutisch eingesetztes Lehrgerät bekannt (US-PS 35 62 927), das
dazu dient, die manuelle Geschicklichkeit tines Kindes
zu verbessern. Dabei so'ii eu>
von ciriMP Kind in der
Hand zu haltender Griffel möglich genau Jfcigs einer
vorgegebenen Bahn geführt werden. Jede Abweichung von dieser vorgegebenen Bahn erzeugt ein akustisches
Signal, das dsm Kind die Abweichung erkennbar jsaeht
Bei dem bekannten Lehrgerät ist es weder beabsichtigt noch möglich, mit Hilfe des vom Kind in der Hand
gehaltenen Griffels an der Aufsetzstelle an der vorgegebenen Bahn eine Änderung einer physikalischen Größe herbeizufünren.
In einer weiteren bekannten Vorrichtung (ti'S-PS 40 41615) ist ein Lehrgerät beschrieben, mit dessen
Hilfe gewisse Fertigkeiten trainiert werden können, die auch beim elektrischen Schweißen vorausgesetzt
werden. Bei diesem bekannten Gerät ist das vom Auszubildenden in der Hand gehaltene Handgerät ein
Griff mit einer nachgebildeten Schweißelektrode, die in einem im Lehrgerät beweglichen Schweißpunkt geführt
werden Muß. Der Schweißpunkt bewegt sich dabei nach dem Einschalten des Geräts län^ einer geradlinigen
Bahn, und er ist außerdem so ausgebildet, daß er sowohl
auf den mit der Schweißelektrode ausgeübten Druck als auch auf seitliche Bewegungen der Schweißelektrode
anspricht Dabei kann praktisch die Fertigkeit geübt werden, die Spitze der Schweißelektrode mit einem
möglichst gleichmäßigen Druck mit gleichmäßiger Geschwindigkeit längs einer geraden Linie zu führen. Es
kommt dabei jedoch nicht darauf an, an dem Obungspunkt mit Hilfe des Handgeräts eine bestimmte
physikalische Größe in vorbestimmter Weise zu ändern, es kommt vielmehr darauf an, die Schweißelektrodenspitze gleichmäßig ohne Zittern gegen den sich
bewegenden Schweißpunkt zu halten.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten
Art so auszugestalten, daß einem Auszubildenden die Fähigkeit vermittelt werden kann, einwandfreie Lötverbindungen herzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß das Handgerät ein Lötkolben ist mit dessen
Hilfe zur Herstellung einer Lötverbindung zu einem Anschlußpunkt auf der Trägerplatte die Temperatur in
unmittelbarer Nähe des Anschiußpunkte? verändert werden kann, und daß die Auswerteschaltung derart
ausgebildet ist daß sie anhand der von den Fühlern erzeugten elektrischen Signale feststellt ob die Zeitdauer, in der sich die Temperatur an einem Anschlußpunkt von einem Anfangswert zu einem Endwert
ändert innerhalb eines einer gewünschten Änderungsgeschwindigkeit entsprechenden Bereichs liegt
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird einem Auszubildenden die Fertigkeit vermittelt, einvar.jfieie elektrische Lötverbindungen herzustellen.
Beim Herstellen einer solchen Lötverbindung soll das Lot an einem Lötpunkt nach Möglichkeit stets innerhalb
der gleichen Zeit zum Schmelzen gebracht werden, und der Lötkolben soll nicht zu lange an der Lötstelle
verbleiben, damit ein an den Lötpunkt festzulötendes Schaltungselement nicht beschädigt wird. Auch ein zu
zaghaftes und damit zu langsames Löten ist nachteilig, da dadurch sogenannte kalte Lötstellen entstehen
könnten. Der Lötvorgang ir.uß also innerhalb einer
vorbestimmten Zeitdauer durchgeführt werden, in der die Temperatur de· Lots und des Lötpunkts b"1 über die
Schmelztemperatur des Lots erhöht werden muß Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der
Auszubildende diese Fertigkeit üben und erlernen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielshalber erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Unterrichten
eines Auszubildenden im Löten:
Fig.2 ein Schaubild, in dem zur Erläuterung ein
bevorzugter Bereich dargestellt ist, in dem Lötzinn zur Bildung einer Verbindungsstelle mit hoher Qualität
schmelzen sollte;
Fig.3 eine schematische Aufsicht auf eine Übungsplatte
mit einem zugeordneten Verbindungsstecker;
Fig.4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;
F i g. 5 eine schematische Aufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Übungsplatte;
F i g. 6 einen schematischen Querschnitt eines Verbindungspunktes der in der F i g. 5 gezeigten Platte;
Fig. 7A und 7B ein schematisches Blockdiagramm to einer Auswerte- und Anzeigeschaltung gemäß der
Erfindung;
F i g. 8 ein Schaubild, das dem in F i g. 2 entspricht, in dem dargestellt wird, welche Zeitspanne einem
Auszubildenden gewährt wird, um die Temperatur einer Verbindungsstelle auf einen vorbestimmten Endwert zu
bringen, wenn die Anfangstemperatur größer als die umgebende Raumtemperatur ist;
Fig.9 ein Blockdiagramm einer Bearbeitungsschaltung
zur Bearbeitung von mehr als einem Parameter pro Anschlußpunkt.
In den Zeichnungen werden gleiche Bezugsziffern für jeweils gleiche Teile verwendet.
Das Gesamtsystem und die Wirkungsweise der Erfindung ist allgemein dargestellt in der Fig. 1. Hier
soll ein Bestückungsdraht 10 mit einem Anschluß, einem Leitungsende oder einem Verzweigungspunkt 12 einer
gedruckten Schaltungsplatte 14 verlötet werden, wobei der Draht bzw. die Leitung 10 üblicherweise durch ein
Loch in der Schaltungsplatte hindurchragt. Zum Verlöten wird ein Lötkolben 16 verwendet, mit dem der
Anschluß bzw. der Verzweigungspunkt erwärmt und Lötzinn 18 geschmolzen wird, um dadurch die
gewünschte Verbindung herzustellen.
Um den thermischen Zustand und thermische Änderungen an den jeweiligen Verbindungspunkt zu
erfassen, werden Wärmeaufnehmer bzw. -urrifornier
verwendet, wobei für jeden Anschluß- bzw. Verzweigungspunkt auf der Schalungsplatte ein oder mehrere
derartiger Wärmeaufnehmer verwendet werden können. Ferner kann noch die in dem VerbindungSDunkt
erzeugte Spannung durch entsprechende Druckaufnehmer ermittelt werden. Die elektrischen Ausgangssignale
der Aufnehmer 20 werden einer Auswerte- und Anzeigeschaltung 22 zugeführt, durch die in erster Linie
einem Auszubildenden angezeigt werden soll, ob er das Verlöten eines Verbindungspunktes zufriedenstellend
ausgeführt hat oder nicht
In F i g. 2 ist ein Schaubild für eine mögliche Art der
Auswertung, die in der Auswerteschaltung 22 vorgenommen wird, dargestellt, wobei hier die ausgewählten
Werte für die Parameter Temperatur und Zeit lediglich beispielhaft sind und in der Praxis in weiten Bereichen
variieren können, vornehmlich in Abhängigkeit z. B. von
der Art des verwendeten Lötzinns. In Fig.2 wird in
dem schraffierten Gebiet zwischen den Linien M-N der Bereich der Wärmezufuhrrate an dem Verbindungspunkt
angezeigt, der eingehalten werden muß, um eine Verbindung hoher Qualität zu erreichen. Wenn man
annimmt, daß die Raumtemperatur etwa 2PC beträgt und daß der Verbindungspunkt auf eine Temperatur von
etwa 2300C gebracht werden muß, so zeigen die
geraden M und N den Temperaturanstieg an, der innerhalb von einer bis zwei Sekunden erfolgen muß.
Wenn der Temperaturanstieg zu schnell ist, entsteht eine »zu heiße« Lötstelle und die Qualität der
Verbindung ist beeinträchtigt, wenn überhaupt eine Verbindung hergestellt worden ist. Wenn der Temperaturanstieg
bei der Wärmezufuhr zu gering ist, ergibt sich eine »kalte« Lötstelle und Wärme wird auf die
Schaltungsplatte übertragen und breitet sich in dieser aus, wodurch benachbarte Schaltungskomponente beschädigt
werden können. Zudem ist auch die Qualität der Verbindung gegenüber einer Verbindung beeinträchtigt
die innerhalb des durch die Linien M und N definierten für eine Lötung erforderlichen Bereiches
gebildet worden ist Wie weiter unten noch näher im Detail beschrieben, ist es die Hauptaufgabe der
Auswerteschaltung 22, für jede Verbindung festzustellen, ob der Verbindung Wärme innerhalb des durch die
Linien Mund Ndefinierten Bereiches zugeführt worden
ist.
In den F i g. 3 und 4 ist eine Lehrplatte entsprechend der gedruckten Schalungsplatte 14 dargestellt, d. h. die
Platte 14 ist speziell konstruiert, um Anzulernende in der Lött-?chnik auszubilden, obwohl es selbstverständlich
ist, daß jede beliebige gedruckte Schaltungsplatte oder eine andere Schaltkreiskonstruktion verwendet
werden köttiüe.
In F i g. 3 sind sechs durchmetaUisierte Löcher 12a bis
12/dargestellt, wobei die Anzahl der Löcher ebenso wie
deren Anordnung variieren kann, so daß die Anordnung in Fig.3 lediglich beispielhaft ist. \h Fig.<
"H sir. Querschnitt des dbi'chmctaHisiorien Loches 12a mit
oberen und unteren Anschlußflächen 24a und 26a sowie der Lochseitenwand 28a dargestellt Üblicherweise sind
die Löcher 12a bis i2f mit elektrolytischem Kupfer durchmetallisiert Mit diesem verbunden ist eine
Metallfolie bzw. ein Metalldraht 30a aus Eisen oder Konstanten bzw. aus einem anderen Metall, das von
dem des durchmetallisierten Loches unterschiedlich ist, so daß dadurch eine Thermoelementverbindung bei 32a
gebildet wird. Die Folie 30a k-inn mit einer Isolierung
2-'a umgeben sein und verläuft bis über eine Seitenkante
36 der Schalungsplatte 14 hinaus. Wie in Fig.3
dargestellt kann die Folie 30a sn ihrem Ende nut einem
Flachstecker 38a versehen sein, um se die Verbindung
des Anschlußendes des Blockes mit einem Verbindungsstecker
40 zu erleichtern, der seinerseits die Schalt, .igsplatte
14 mit der Auswerteschaltung 22 über ein Mehrfachkabel 42 verbindet Derartige Stecker sind
bekannt und z. B. als Randkontakte, Stecker-Steckdosenverbindung
oder Gabelstecker ausgebildet
An den durchmetallisierten Löchern 12b bis 12/sind
in der gleichen Weise wie beim Loch 12a Thermoelementverbindungen gebildet Diese Thermoelementverbindungen
können durch Lichtbogen- oder Flammenlötung,
Löten, Hämmern, Schweißen, Hartlöten, Bördeln oder Stumpfschweißen hergestellt werden. Sämtliche
Thermoelementverbindungen sind mit dem Verbindungsstecker 40 verbunden. Um den Stromkreis der
Thermoelementverbindungen zu schließen, ist die gesamte Unterseite der Platte 14 mit Kupfer oder
ähnlichem Material beschichtet wie dieses in F i g. 4 bei 44 angezeigt ist Die Schicht 44 ist mit einem einzelnen
Flachstecker 46 an der Seitenkante 36 verbunden, wie
dies in F i g. 3 gezeigt Ist. Dadurch ist der Stromkreis für
das Loch 12a geschlossen und verläuft von dem Draht 30a über die Thermoelementverbindung 32a und die
Lochseitenwand 28a zur Schicht 44. Alternativ könnten auch einzelne, hier nicht gezeigte Streifen von jedem
Loch 12 mit dem gemeinsamen Flachstecker 46 verbunden werden oder es könnte jeweils, um die
Isolierung zu erhöhen, jedes Loch 12 mit zwei Drähten mit ,>τη Verbindungsstecker 40 verbunden werden.
Wefm der Lötkolben 16 an die Anschlußfläche 24a
und den Bestückungsdraht 10 eines Bauteils 11 angelegt wird, um diese Teile zu erwärmen, dadurch das Lötzinn
zu schmelzen und so den Draht 10 mit der Lochseitenwand 28a zu verbinden, kann demnach der
thermische Zustand am Verbindungspunkt durch die Thermoelementverbindung 32a überwacht werden, um
so die Auswerteschaltung 22 mit Informationen zu versorgen, die zu der in F i g. 2 dargestellten Auswertung notwendig sind. Wie in F i g. 4 dargestellt, kann die
Schs!'."jngsp!2'.!2 !4 such ein? MshrscHichtnlatte mit
Schichten 48 und 50 sein, wobei hier aus Gründen der Übersichtlichkeit die leitenden Verbindungsstücke zwischen diesen beiden Platten nicht gezeigt sind. Jedoch ist
ein weiterer zu der Thermoelementverbindung führender Draht 52 zwischen den beiden Platten 36 und 50
vorgesehen, der aus einem Material ähnlich dem des Drahtes 30a ist. Auf diese Weise wird bei 54, das ist an
der Lochseitenwand 28a zwischen den Schichten 36 und 50 der Mehrschichtplatte eine weitere, hier mit 54
bezeichnete Thermoelementverbindung geschaffen, mit der die Temperatur im Inneren der Platte an der
Lc .!seitenwand 28a erfaßt wird. Diese zusätzliche
Temperaturinformation wird ebenfalls der Auswerteschaltung 22 zugeführt, wie dieses weiter unten näher
beschrieben wird. Ebenso ist es möglich, daß mit dieser Thermoelementverbindung die einzige Temperaturinformation geliefert wird. Des weiteren kann auch eine
Information über die Spannung, d. h. Zug- oder Druckbelastung an der Verbindungsstelle von einem
Dehnungsmeßgerät erfaßt und über den Verbindungsstecker 40 an die Auswerteschaltung 22 geliefert
werden, wie das im folgenden in den Ausführungsbeispielen gemä'3 den Fig.5 und 6 beschrieben ist.
Selbstverständlich kann auch ein bei diesen Ausführungsbeispielen verwendetes Dehnungsmeßgerät bei
den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig.3 und 4 angewendet werden.
In den F i g. 5 und 6 sind anstelle der eine Spannung erzeugenden Thermoelemente gemäß den F i g. 3 und 4
stromabhängige Meßfühler verwendet wobei diese beiden verschiedenen Arten von Meßfühler entweder
einzeln oder gemeinsam verwendet werden können, wenn es gewünscht ist Gemäß Fig.6 wird die
Umgebungstemperatur des durchmetallisierten Loches 12a von einem Thermistor 60a und die Dehnung in der
Umgebung des Loches von einem Piezowiderstand 62a erfaßt Zur Ausbildung und Funktionsweise derartiger
Elemente vergleiche »Semiconductor Circuit Elements« von T. D. Towers und S. Libes, Hayden Book Co, Ina
19/7, S.c, 2!? ?16. aus dem es z.B. bekannt ist
Thermistoren in den äpalfeüwi\-;>?r'?en von Motoren
oder ähnlichem einzubetten, um so den eiekaLjchen
Motor vor Überhitzung zu schützen. Entsprechend sind die Meßfühler 60a und 62a in der Schaltungsplatte 14
bereits bei deren Hersteilung eingebettet Die Positionen der Meßfühler 60a und 62a können ausgetauscht
oder sie können in jeder gewünschten Position angeordnet werden. Ferner können weitere Meßfühler
in der Schaltungsplatte eingebettet werden, um so mehrere Temperaturmeßwerte an verschiedenen Punkten zu erhalten, wie diese oben in Verbindung mit F i g. 4
erläutert worden ist. Ebenso können die Meßfühler auf s der Außenseite der Schaltungsplatte 14 angeordnet
werden, wenn dieses gewünscht wird.
In F i g. 5 ist schematisch dargestellt, wie die Temperaturmeßfühler 60a bis 60/ mit der äußeren
Anschlußkante 36 der Platte 14 verbunden werden,
ίο während die Druck- bzw. Dehnungsfühler 62a bis 62/
mit der Außenkante 67a verbunden werden können. Verbindungsstecker entsprechend dem Stecker 40
können dann mit den entsprechenden Seitenkanten 36 und 37 verbunden werden, um die Meßwerte von der
Schaltungsplatte 14 zu der Auswerteschaltung 22 zu leiten. Die Verdrahtung in F i g. 5 ist selbstverständlich
nur beispielhaft und eine Vielzahl anderer Anordnungen kann hierzu verwendet werden. Zum Beispiel könnten
die Drähte von den Meßfühlern 60a bis SOc in bezug
zueinander vertikal durch die Platte geführt werden,
anstatt sie, wie in Fig.5 gezeigt, horizontal über die
Schaltungsplatte zu führen. Dasselbe gilt auch für die anderen Drahtgruppen an den Seitenkanten 36 und 37.
Zudem könnten die Drähte von den Meßfühlern 60a bis
60/ und 62a bis 62/ zu der gleichen Seitenkante 36
geführt werden, wobei dann auch nur ein einzelner Verbindungsstecker 40 verwendet werden würde.
Anhand der Fig.7A und 7B soll nunmehr eine
Schaltung erläutert werden, mit der die Funktionen der
Auswerteschaltung 22 durchgeführt werden können. Ein
Temperaturmeßkreis 61a umfaßt den Temperaturmeßfühler 60a, der seinerseits einen Zweig einer Widerstandsbrücke 64 bildet wie dieses in Fig. 7 A dargestellt
ist. Die anderen Zweige der Widerstandsbrücke können
Festwiderstände 66,68 und 70 enthalten. Es ist durchaus
möglich, die gesamte Widerstandsbrücke am Anschlußpunkt 12a anzuordnen oder dort einzubetten, wobei der
Widerstand 70 ebenfalls als Thermistor ausgebildet werden könnte. Eine Festspannung von üblicherweise
5VoIt wird zwischen einem Anschluß 72 und Masse
angelegt die über Widerstände 74 bzw. 76 mit gegenüberliegenden Anschlußpunkten der Widerstandsbrücke verbunden sind. Mit einem weiteren
Anschlußpunkt der Widerstandsbrücke ist ein Potentio
meter 78 über einen Widerstand 80 verbunden. Der
Ausgangsanschluß der Widerstandsbrücke ist mit Komparatoren 82, 84 und 86 (vergleiche F i g. 7B) über
einen Relais-Anker 88 verbunden. Die jeweils zweiten Eingangsanschlüsse der Komparatoren sind mit Poten
tiometern 90, 92 bzw. 94 verbunden, wobei die
Spannung über die Potentiometer durch Spannungsteilerwiderstände 96, 98, 100, 102, 104, 106 und 108
eingestellt wird. Die Ausgänge der Komparatoren 82,84
und 86 sind mit einer üblichen 5-Volt-Bezugsspannungs
quelle über Widerstände 110,112 bzw. 114 verbunden.
Die Ausgänge der Komparatoren 84 und 86 sind mit dem Rücksetz- bzw. Setzeingang eines mit 116
bezeichneten selbsthaltenden elektronischen Schalters verbunden. Mit dem Schalter 116 kann die Zeitspanne
gemessen werden, die zum Aufheizen der jeweiligen Verbindungsstelle auf der gedruckten Schaltplatte bis
auf eine gewünschte Endtemperatur notwendig ist Hienär wird dss Potentiometer 92 auf einen Wert
entsprechend der gewünschten Endtemperatur einge
stellt z. B. auf die Temperatur von 2301C entsprechend
Fig.2. Das Potentiometer 94 wird auf eines Wert
entsprechend einer Temperatur eingestellt, die geringfügig über der Temperatur der Verbindungsstelle vor
der Zufuhr von Wärme, d. h. dem Verlöten liegt. Dies geschieht durch einen Drehmelder 118, wie nachfolgend
in Verbindung mit der F i g. 8 näher erläutert wird. Wenn demnach die Spannung am Ausgang der
Widerstandsbrücke aufgrund einer Erhöhung der Temperatur an der Verbindungsstelle ansteigt, wird
durch den Komparator 86 zunächst der Schalter 116 gesetzt; wenn J.ie Temperatur schließlich die gewünschte,
durch das Potentiometer 92 eingestellte Temperatur erreicht, wird durch den Komparator 84 der Schalter
116 rückgesetzt. So entspricht die Zeitspanne, während
der der Schalter 116 gesetzt ist, der Zeit, die notwendig
ist, um die Temperatur der Verbindungsstelle bzw. Anschlußpunkte 12 von dem Anfangs- zu dem
gewünschten Endtemperaturwert anzuheben.
Der Setzausgang des Ausgangs des Schalters 116 wird mit einem UND-Gatter 120 verbunden; mit dem
zweiten Eingang des UND-Gatters ist der Ausgang eines Impulsgenerators 122 verbunden, der in bekannter
Weise eine Folge von Impulsen mit jeweils gleichem Abstand zueinander erzeugt. Solange der Schalter 116
gesetzt ist, werden die Ausgangsimpulse des Generators 122 einem Zähler 124 zugeführt. Zur Erläuterung soll
hier angenommen werden, daß der Zähler 124 lediglich zwei Ausgänge 126 und 128 aufweist, die in binärer
Notation die Zustände 0,1, 2 und 3 einnehmen können. Ferner soll hier zur Erläuterung angenommen werden,
daß die Wiederholungsfrequenz der Ausgangsimpulse des Generators 122 so ist, daß keine Ausgangsimpulse
gezählt werden, während der Schalter 116 gesetzt ist, wenn der Verlauf der Temperatur am Verbindungs-bzw.
Anschlußpunkt so ansteigt, daß er links von den Linien in Fig.2 verläuft. Das heißt: es kann sein, daß die
Geschwindigkeit des Temperaturanstieges innerhalb den erforderlichen, zwischen den Linien M und N in
F i g. 2 definierten Bereich fällt, oder es kann sein, daß der Temperaturanstieg zu schnell ist, wie dies durch die
eine zu schnelle Schmelze darstellende Gerade in F i g. 2 gezeigt ist. Die Schaltung wird im folgenden so
beschrieben, um zwischen einer »zu schnellen« Schmelze und einer Schmelze zu unterscheiden, die durch die
Geraden M und N begrenzt ist. Wenn am Ausgang des Zählers 124 ein oder mehrere Zählimpulse auftreten,
kann dies eine Anzeige dafür sein, daß die Geschwindigkeit der Wärmezufuhr zu langsam war, wie dies durch
die eine zu langsame Schmelze darstellende Gerade in F i g. 2 angezeigt ist. Wie weiter unten näher beschrieben,
hängt dies davon ab, wie hoch die Anfangstemperatur an der Verbindungsstelle in dem Moment war, als
Wärme von dem Lötkolben der Verbindungsstelle zugeführt wurde. Dementsprechend sind Ausgangsleitungen
126 und 128 des Zählers 124 jeweils verbunden mit
a) einem NAND-Gatter 130 über Inverter 132 bzw.
134,
b) einem NAND-Gatter 136 über den Inverter 132 bzw. eine direkt Leitung 138 und
c) einem NAND-Gatter 140 über eine direkte Leitung 144 bzw. über den Inverter 134 und eine Leitung
142.
Die NAND-Gatter 130,136 und 140 sprechen auf den
Zählerausgang 3,2 bzw. 1 an. Schalter 146,148 bzw. 150
sind mit den Ausgängen der NAND-Gatter 13C, 136 bzw. 140 verbunden. Die Ausgänge dieser drei Schalter
werden zu einem ODER-Gatter 152 verbunden, dessen Ausgang wiederum einem ODER-Gatter 153 zugeführt
wird, das seinerseits einen Transistor 154 treibt, der zwischen dor 5-Volt-Spannungsquelle und einem
Widerstand 156, einer lichtemittierenden Diode (LED) 158 und eine? akustischen Alarmvorrichtung 160
verbunden ist. Die Einschaltung des Transistors 154 durch jedes beliebige NAND-Gatter 130, 136 bzw. 140
läßt ein Licht auf einem Bedienungspult, d. h. die LED 158 aufleuchten, wodurch eine »zu langsame« Schmelze
bzw. Lötung angezeigt wird. Zusätzlich kann noch die Alarmvorrichtung 160 betätigt werden, um einen
charakteristischen Signalton zu erzeugen.
Um die Auswerteschaltung in Tätigkeit zu setzen, drückt der Auszubildende, bevor er den Lötkolben an
eine zu lötende Verbindungs- bzw. Anschlußstelle setzt, den Knopf eines Schalters 162 (vergleiche Fig. 7A),
wobei dieser Schalter ein am Boden montierter Fußschalter oder ein Schalter auf dem Bedienungspult
sein kann. Durch das Schließen des Schalters 162 wird ein Einzelimpulsgenerator 164 betätigt, der beispielsweise
ein monostabiles Flip-Flop sein kann. Der Ausgangsimpuls des Generators 164 wird dem Rücksetz-Eingang
eines selbsthaltenden Schalters 166 zugeführt, wobei dessen (^-Ausgang wechselt und einen
Transistor 168 schaltet. Dieser Transistor ist zwischen der 5-Volt-Spannungsquelle und einem Widerstand 170
sowie einer Relais-Spule 172 angeordnet. Wenn demnach der Transistor 168 eingeschaltet wird, wird
auch die Spule 172 erregt, wodurch die Relais-Anker 88 und 89 in die Stellung gemäß der Fig. 7A geschaltet
werden. Der Reiais-Anker 89 ist hierbei dem Temperaturmeßkreis
61Z) zugeordnet. Dementsprechend wird die Ausgangsspannung der Widerstandsbrücke 64
anfangs dem Drehmelder 118 über eine Summenschaltung 115 sowie eine Abtast- und Halteschaltung 117 und
außerdem dem Analog-Digital-Wandler 174 zugeführt. Der Ausgang des Drehmelders 118 verstellt mechanisch
den Angriff des Potentiometers 54, um so das Potentiometer auf einen Wert entsprechend einer
Temperatur einzustellen, die ein wenig höher als die Anfangstemperatur der Verbindungs- bzw. Anschlußstelle
liegt. Derartige Drehmelder sind z. B. in »Radar Circuit Analysis«, Air Force Manual No. 52-8, 1951,
S. 13-1 bis S. 13-18 beschrieben. Wenn demnach die Schaltungspiatte 14 zum ersten Mal gebraucht wird,
werden alle darauf befindlichen Anschluß- bzw. Vsrbindungspunkte 12 anfangs auf einer Temperatur
entsprechend der umgebenden Raumtemperatur, z. B. auf 210C liegen. Sobald jedoch die erste Verbindungsstelle
bzw. der erste Verbindungspunkt gelötet worden ist, wird auch ein Teil der hier angewandten Wärme
über die Schaltplatte zu benachbarten Anschlußpunkten übertragen. Entsprechend wird auch die Anfangstemperatur
dieser letzteren Anschlußpunkte nicht mehr der Raumtemperatur gleichen, sondern ein wenig höher
liegen. Wenn mit dem Löten an verschiedenen Anschlußpunkten fortgefahren wird, so wird die
Temperatur an den noch zu verlötenden Anschlußpunkten weiter steigen. Dementsprechend wird auch
weniger ZeH no^endig sein, um die Temperatur einer
derartigen Anschlußstelle auf die gewünschte EndHTnperatur.
d.h. z.B. 230°C, anzuheben, wenn die
Temperatur dieses durchmetallisierten Loches bereits anfangs gegenüber der umgebenden Raumtemperatur
erhöbt ist Diesem Zustand wird durch die Voreinstelhing
des Potentiometers 94 durch den Drehmelder 118 und den Wandler 174 sowie die durch diesen gesteuerte
Schaltung Rechnung getragen, wie dieses nachfolgend näher erklärt wird.
De. Wandler 174 spricht ebenfalls auf die Anfangstemperatur am durchmetallisierten Loch 12a an und
gibt ein entsprechendes digitales Ausgangssignal an einen Dekoder 176 ab, dessen drei Ausgänge jeweils mit
einem der NAND-Gatter 130,136 bzw. 140 in Fi g. 7B über Leitungen 178.180 bzw. 182 verbunden sind. Wenn,
wie in Verbindung mit F i g. 8 erklärt werden soll, die Umgebungstemperatur des Loches 12a innerhalb eines
vorbestimmten mit der Raumtemperatur beginnenden Bereiches liegt, wird die Leitung 178 aktiviert, um das
NAND-Gatter 130 in Bereitschaft zu bringen. Auf diese Weise kann lediglich ein Ausgangszählwert von 3 oder
mehr am Zähler 124 eine Betätigung der LED-Anzeige und der Alarmvorrichtung 160 auslösen. Wenn die
Anfangstemp^ratur des Loches 12a in einem Bereich
oberhalb des erwähnten Bereiches liegt, wird die Leitung 180 aktiviert, um das NAND-Gatter 136 in
Bereitschaft zu bringen. Dementsprechend würde in diesem Fall bei einem Ausgangszählwert von 2 oder
mehr die LED-Anzeige 15» und die Alarmvorrichtung 160 betätig? werden können. Wenn die Anfangstemperatur noch höher liegt, wird über die Leitung 182 das
NAND-Gatter 140 in Bereitschaft gebracht, wobei dann ein Ausgangszählwert von lediglich 1 ausreicht, um die
Anzeige 158 und die Alarmvorrichtung 160 zu betätigen.
Sobald das Potentiometer 94 durch den Drehmelder 118 voreingestellt ist, wird der Schalter 166 über den
eigenen Q-Ausgang über eine Verzögerungsschaltung 184 gesetzt, wobei die Verzögerung dieser Schaltung
184 so gewählt ist, daß der Drehmelder 118 genügend
Zeit hat, den Abgriff des Potentiometers 94 über den gesamten Bereich zu verstellen, falls dieses notwendig
sein sollte.
Sobald der Schalter 166 über den Ausgang der Verzögerungsschaltung 184 gesetzt ist, wird die
Relais-Spule 172 entregt, wodurch die Relais-Anker 88 und 89 in Kontakt mit Anschlüssen 83 und 85 gelangen.
Das vorhergehende Einstellen des Potentiometers 94 erfolgt nahezu unmittelbar nach dem Zeitpunkt, in dem
der Auszubildende den Schalter 162 schließt Dementsprechend wird dem Auszubildenden praktisch keine
Möglichkeit gegeben, die Verbindungsstelle 12a mit dem Lötkolben zu berühren, bevor nicht der Anker 88
auf den Anschluß 83 geschaltet ist Aus diesem Grunde wird der Anker 88 mit dem Anschluß 83 verbunden sein,
wenn der Auszubildende die Verbindungsstelle mit dem Lötkolben bzw. einem Entlöter berührt.
Wie oben beschrieben, steigt die Spannung am Ausgang der Widerstandsbrücke 64 an, wenn sich die
Temperatur an der Verbindungsstelle erhöht. Wenn die Temperatur während des Anstiegs die durch die
Potentiometer 92 und 94 gegebenen Schweüwerte überschreitet, wird der Schlüter 116 gesetzt bzw.
rückge>u*t>:*, «ne dies .oben beschrieben worden ist
Wenn der Verbindungsstelle zu schnell Wärme zugeführt wird, überschreitet die Temperatur ein durch
das Potentiometer 90 vorgegebenes Maximum, insoweit als der Auszubildende nicht fähig ist, einen Temperaturanstieg jenseits des Maximums zu verhindern, der auf
die hohe Wärmezufuhr an der Verbindungsstelle in einer sehr kurzen Zeit zurückzuführen ist Wenn
uQmRädi das durch das Potentiometer 90 vorgegebene
Potential überstiegen wird, wird vcn dem Komparator 82 die LED-Anzeige i26 und/oder die Alarmvorrichtung 187 über das QDER-Gatter 185, den Transistor 188
und den Widerstand i90 betätigt. Die LED-Anzeige 186
kann einer Anzeige für eine »zu schnelle« Schmelze auf einem Kontrollbedienungspult zugeordnet sein, v?h
rend die Alarmvorrichtung 187 einen charakteristische /i
Ton abgibt.
Der Ausgang des Komparator 82 ist über einen
Inverter 194, der Ausgang des Komparator 84 über
eine Verzögerungsschaltung 196 einem UND-Gatter 192 zugeführt. Der Ausgang des UND-Gr-tters {«12 ist
mit einein Transistor 198 verbunden Der Transistorkanal liegt zwischen einer 5-Volt-Spannungsquellfi sowie
einem Widerstand 200, einer LED-Anzeige 202 und
einer Alarmvorrichtung 204. Der Zweck der LED-Anzeige und der Alarmvorrichtung 204 ist, dem Auszubildenden anzuzeigen, daU er eine Verbindungsstelle mit
hoher Qualität gelötet hat, d. h. daß er einen Wärmeanstieg an der Verbindungsstelle erzielt hat der
π in dem durch die Linien Mund Ndefinierten Gebiet der
F i g. 2 liegt, und daß die Temperatur nicht die vorbestimmte, durch das Potentiometer 90 eingesttllte
Maximaltemperatur überschritten liat — d. h. daß der
Temperaturanstieg nicht zu schnsli war. Wenn demnach
das Ausgangssignai des !Comparators 54 wechselt ui'iu
damit anzeigt, daß die gewünschte Temperatur von ca. 230° C erreicht ist, so wird dieses Ausgangssignai über
die Verzögerungsschaltung 1% dem UND-Gatter 192 zugeführt. Solange das Ausgangssignal des Kompara
tors 82 nicht wechselt ist auch die Eingangsbedingung
für das UND-Gatter 192 erfüllt und die LED-Anzeige
202 sowie die Alarmvorrichtung 204 werden betätigt,
um eine gute Lötung anzuzeigen.
82 aufgrund einer »zu schnellen« Schmelze wechselt, wird das Ausgangssignal des Inverters 194 einen
niedrigen Pegel annehmen; dadurch wird die Eingangsbedingung für das UND-Gatter 192 nicht mehr erfüllt
auch wenn das Ausgangssignal des Komparators 84 an
dem UND-Gatter über die Verzögerungsschaltung
anliegt. Dementsprechend werden auch nicht die Anzeige 202 und die Alarmvorrichtung 204 betätigt:
hingegen werden die Anzeige 186 und die Alarmvorrichtung 187 betätigt wie dies oben beschrieben worden
Bislang wurde die Beschreibung lediglich auf den Anschlußpunkt 12a beschränkt Jedoch ist die Schaltung
in den Fig.7A und 7B so ausgeführt, daß der Auszubildende eine Lötverbindung an jedem Anschluß
punkt 12 der Schaltungsplatte t4 ausführen kann.
Dementsprechend ist auch in F i g. 7A ein Temperaturmeßkreis 616 gezeigt der dem Meßkreis 61a entspricht.
Wie bereits oben erwähnt, ist der Relais-Anker 89 mit dem Anker 88 mechanisch gekuppelt und verbindet
somit anfangs den Meßkreis 61 fc mit em-τη Drehmelder
118a und einem Analog-Digital-Wandler 174a in der
glichen Weise, wie der Anker 88 mit dem Drehmelder
118 bzw. dem Wandler 174 verbunden ist, wie dies oben beschrieben wurde. Die Ausgänge der Dekoder 116a,
des Drehmelders 118a sowie der Anschluß 85 sind mit einer Logikschaliang 210a verbunden, die der beschriebenen Schaltung sntsprieht die in Fig.7B von der
gestrichelten Linie umfaßt und mit 250 bezeichnet ist Die Schaltung 210a entspricht exakt der Schaltung 210,
so daß ζ, B. ein hier nicht dargestelltes ODER-Gaiter
152a der Schaltung 210s dem ODSR-Gatvsi1 152 der
Schaltung 210 entspricht Das ÖDSR-Gaüer i52a der
SchaKuEg 210a ist mit dem ODER-Gatter 153 in
F i g. 7B verbunden. Ferner sind da? Komp*ra.ör SZs
S3 mit dem ODER-Gatter 185 und Aas UND-Gatter 152a
ίϊίϊί dem GDER-Gatter 203 ' (veF^esc&e Fig.;Bj
verbunden. Da άβί TemnsraturmeßVreb Si a in F i g. 7A'
&: VerWrKter-gsstdU iia. entsprechend Fig.5 c-^-er-
wacht, während der TemperaturraeSkreis 616 die
Verbindungsstelle 126 überwacht, und da die beiden Logikschaltungen 210 und 210a mit dem ODER-Gatr.er
153 (Fig.7B) verbunden sind, spricht die Anzeige 158
auf den thermischen Zustand sowohl der Verbindungsstelle 12a als auch der Verbindungsstelle 126 an, um
hierfür eins Anzeige einer »zu langsamen« Schmelze anzugeben. Die vorhergehende Beschreibung gilt auch
für die eine »zu schnelle« Schmelze angebende Anzeige 186 und die eine »korrekte« Schmelze angebende
Anzeige 204.
Obwohl die Vorrichtung im Vorhergehenden nur für die zwei Anschlußpunkte 12a und 126 beschrieben und
dargestellt worden ist, wird selbstverständlich die in den
F i g. 7A und 7B gezeigte Schaltung η-mal vorgesehen, wenn π Anschlußpunkte vorhanden sind; sämtliche
Schaltungen sind dabei identisch mit der Schaltung für den Anschluß 126, der wiederum identisch mit der
Schaltung für den AnschluBpunkt 12a ist.
Zusätzlich zu den aufgeführten Anzeigen kann noch eine weiiere Anzeige vorgesehen werden, um z. B. dsm
Auszubildenden anzuzeigen, daß er eine bestimmte Anzahl von Verbindungspunkten korrekt gelötet hat
Wenn man z. B. annimmt, daß die Schaltungsplatte 14
32 Anschlußpunkte aufweist und daß in diesem Falle der Auszubildende erfolgreich 28 der 32 Anschlußpunkte
löten sollte, so könnte ihm dann angezeigt werden, daß
er einen gewissen Grad von Können erreicht hat Hierfür wird ein Zähler 205 (F i g. 7B) jedesmal um eine
Stelle weitergestellt, wenn eine erfolgreiche Verbindung hergestellt worden ist, die durch ein Ausgangssignal des
NAND-Gatters 192 bzw. 192a, 1926, etc. angezeigt wird.
Eine entsprechende Anzeige 207 wird so eingestellt, daß sie auf den Ausgang des Zählers dann anspricht und ein
entsprechendes Anzeigesignal abgibt, wenn 28 erfolgreiche Verbindungen hergestellt worden sind. Die
Anzeige 207 kann von einer Art entsprechend den Invertern 132 und 134 und dem NAND-Gatter 130 sein.
Dementsprechend sind die Zähler 205 und 207 gemeinsam mit den Anzeigen 158,160,186,187,202 und
204 ein Mittel, um erfolgreiche Arbeiten positiv zu bestärken; gleichzeitig wird hierdurch Unterstützung
und Ansporn gegeben, falls die Arbeiten noch nicht erfolgreich sind
Wie zuvor erwähnt, sind die Anzeigen 158, 186, 202
und 207 üblicherweise mit den Verbindungs- bzw. Anschlußpunkten 12a bis 12/über die Logikschaltung
210a bis 210/ verbunden. Entsprechend müssen auch Einrichtungen vorgesehen werden, damit sichergestellt
ist, daß die Anzeigen zu jeder beliebigen Zeit nicht auf den thermischen Zustand an mehr als einem Verbindungspunkt ansprechen. Aus diesem Grund ist die
Arbeitsweise der Schaltung gemäß den F i g. 7A und 7 B so ausgelegt, daß ein Auszubildender die Anschluß- bzw.
Verbindungspunkte auf der Schaltungsplatte in jeder beliebigen Reihenfolge zu löten versuchen kann. Das
heißt daß z. B. in bezug auf F i g. 5 der Auszubildende zunächst versucht, eine Verbindung an dem Anschlußpunkt 126 zu löten. Danach versucht er, eine
Verbindung bei 12a und danach eine bei 12/ &o
herzustellen. Wie oben erwähnt wird die Anfangstemperatur der Schaltungsplatte 14 üblicherweise auf
Raumtemperatur, d.h. etwa 21°C liegen. Dementsprechend ist auch die Anfangstemperatur an dem
Anschlußpunkt 126 ebenso wie an den Punkten 12a und 12c bis 12/ annähernd 21°C. Wenn demnach der
Schalter 162 (Fig. 7A und 7B) geschlossen wird, so
erscheinen an den Ausgängen der Temperaturmeßkreise 61a und 616 Ausgangssignale, die der Raumtemperatur entsprechen. In diesem Moment wird dem Zähler
124 über das ODER-Gatter 121 (und auch 12IaJ sowie den Schaltern 146,148 und 150 (und auch 146a bis 150a;
über die Leitung i23 (bzw. 123aJ ein LÖSCH-Signal zugeführt, wodurch diese Schaltungskreise gelöscht and
für die nächste Lötoperation vorbereitet werden. Einem Schalter 216, der weiter unten beschrieben wird, wird
ebenfalls ein LÖSCH-Signal zugeffihrt Wie oben beschrieben, wird der Monoimpulsgenerator 164 ebenfalls zu diesem Zeitpunkt betätigt, wodurch der Schalter
166 rückgesetzt und die Relais-Anker 88 und 89 über die Relais-Spule 172 in die in der F i g. 7A gezeigten Lagen
geschaltet werden. Dadurch verstellen die Drehgeber 118 bzw. 118a die Abgriffe der Potentiometer 94 bzw.
94a jeweils in eine Stellung, die mit der anfänglichen Umgebungstemperatur der Verbindungspunkte 12a und
126 in Verbindung stehen. Wie ausgeführt, werden die Potentiometerabgriffe auf einen Wert eingestellt der
um einen vorgegebenen Betrag höher als derjenige den tatsächlich gemessenen Temperaturen entsprechende
Wert ist Dieser Betrag kann etwa knapp 17° C gewählt
werden. Wenn demnach die Anfangstemperatur an den Verbindungspunkten 12a und 126 zu etwa 21°C
angenommen wird, so werden die entsprechenden Potentiometerabgriffe durch die Drehmelder 118 und
118a auf einen Wert entsprechend etwa 38° C eingestellt Wenn die Abgriffe der Potentiometer so
eingestellt werden, kann über die Schaltung gemäß den Fig.7A und 7B bestimmt werden, an welchen der
Anschlußpunkte der Auszubildende den Lötkolben angelegt hat indem dasjenige Potentiometer erfaßt
wird, dessen Schwellwert zuerst überschritten wird Nach der obigen Annahme versucht der Auszubildende
zunächst eine Verbindung am Anschlußpunkt 126 zu löten. Dementsprechend wird der Temperaturanstieg
an dem Anschlußpunkt 126 größer sein als derjenige am Anschlußpunkt 12a Infolgedessen wird die Ausgangsspannung des Temperaturmeßkreises 616 schneller
ansteigen als die Ausgangsspannung des Meßkreises 61a. Wenn die Ausgangsspannung des Meßbereiches
616 ansteigt überschreitet sie bald die durch das Potentiometer 94a bestimmte Schwelle; hierdurch kann
allein die Logikschaltung 210a eine oder mehrere der Anzeigen 158, 186, 202 und 207 betätigen. Obwohl als
Temperaturdifferenz in dem obigen Beispiel ca. 17° C
gewählt worden ist kann diese Differenz so gewählt werden, daß sichergestellt wird, daß die Temperatur an
keinem anderen Anschlußpunkt die Temperaturschwelle Oberschreitet und daß der Schwellwert lediglich an
einem der Potentiometer 94 überschritten wird. Um sicherzustellen, daß lediglich eine Anzeige und ein
Zählimpuls für den Zähler 205 pro Lötversuch abgegeben werden, kann noch eine in Fig.7B
dargestellte Schutzmaßnahme erfolgen: hier wird über den Setzausgang des Schalters 116 (bzw. U6a) der
erwähnte selbsthaltende Schalter 216 (bzw. 216a;
gesetzt, der daraufhin eine Spannungsüberlagerungsschaltung 218 (bzw. 218a; betätigt. Der Ausgang dieser
Spannungsüberlagerungsschaltung kann z, B, eine Gleichspannung sein, die dem größtmöglichen Wert
entspricht, auf den die Potentiometer 94 eingestellt werden können, wobei dieses Maximum höher als jede
zu erwartende Temperatur ist, auf die die Anschlußpunkte 12 ansteigen können, selbst wenn diese extrem
überhitzt werden. Die Überlagerungsspannung wird dem Drehmelder 118« (bzw. 118, vergleiche Fig. 7A)
über die Summenschaltung 113a (bzw. 115) und die
Abtast- und Halteschaltung 117a (bzw. 117) zugeführt,
um den Abgriff 94a (bzw, 94) aus der anfänglichen, der Umgebungstemperatur entsprechenden Stellung in die
Endstellung des Potentiometers zu verstellen. Wenn dann die Temperatur am benachbarten Anschlußpunkt
12a mehr als etwa 17°C aufgrund der Wärmeleitung von dem Anschlußpunkt 126 Ober die AKsiigiieinpsran!'·
steigt, so wird trotzdem nicht der Kompaidiur 86a den
Schalter 116a setzen, da die Schwelle, die nunmehr
durch das Potentiometer 942 eingestellt ist, die
Temperatur an der Verbindungs-bzw. Anschlußstelle 12a wesentlich, übersteigt Auf diese Weise wird
lediglich eine Anzeige und ein Zählimpuls pro Lötversuch bewirkt Nur durch eine erneute Betätigung
des Schalters 162 durch den Auszubildenden kann eine weitere Anzeige oder ein Zählimpuls auftreten. Wenn
die Schaltungsplatte 14 eine große Anzahl von Anschlußpunkten aufweist, wird die Oberlagerungsspannung der Spannungsüberlagerungsschaltung 218a
allen Drehmelder^ zugeführt, die den übrigen Anschlußpunkten zugeordnet sind. Das eben Gesagte gilt auch
für die Spannungsüberlagerungsschaltung 218 (falls diese als erste betätigt worden wäre), wobei dann deren
Ausgangssignal dem Drehmelder 118 und allen weiteren außer dem eigenen Drehmelder zugeführt werden
würde.
Sobald eine Verbindung an dem Anschlußpunkt 126 gelötet worden ist, wird mit der obigen Annahme als
nächstes versucht, eine Verbindung an dem Anschlußpunkt 12a herzustellen. Die Umgebungstemperatur an
der Verbindungsstelle 12a entspricht nicht mehr der Raumtemperatur, wenn man annimmt, daß der Auszubildende zum Verbindungspunkt 12a vorschreitet, kurz
nachdem er die Verbindung bei 126 hergestellt hat Dies wäre normal der Fall, wo der Arbeiter üblich schnell von
einem Verbindungspunkt zu dem nächsten vorschreitet, wenn er eine Schaltung zusammensetzt oder repariert
Entsprechend wird hier angenommen, daß die Temperatur an dem Verbindungspunkt 12a auf etwa 93° C
angestiegen ist Der Wert dieser Temperatur ist hier nur für die leichtere Darstellung gewählt Wenn demnach
der Auszubildende den Schalter 162 betätigt so gibt der Temperaturmeßkreis (6IaJ über den Relais-Anker 88
eine Spannung an den Drehmelder 118 ab, durch die das
Potentiometer 94 auf einen Wert entsprechend etwa 110° C eingestellt wird. Die Oberlagerungsspannung aus
der Spannungsüberlagerungsschaltung 218a ist nicht mehr vorhanden, da der selbsthaltende Schalter 216a
durch das LÖSCH-Signai rückgesetzt worden ist, das bei der Betätigung des Schalters 162 erzeugt worden ist
Auch der thermische Zustand an dem Verbindungspunkt 126 stört die Messung an dem Verbindungspunkt
12a nicht Das kommt daher, daß die Temperatur an dem Verbindungspunkt 12a üblicherweise sehr rasch
abfällt, wenn der Lötkolben von der Verbindungsstelle
126 entfernt und art die Stelle 12a gelegt ist Obwohl die
Anfangstemperatur, die am Potentiometer 94a eingestellt ist, zum Zeitpunkt der Betätigung des Schalters
162 verhältnismäßig hoch ist, und zwar speziell dann, wenn der Auszubildende von der Verbindungsstelle 126
unverzüglich zu der Verbindungsstelle 12a vorschreitet, so verbleibt die Tatsache, daß die Temperatur an der
Verbindungsstelle 126 weiter absinkt. Hierbei betteht nur eine kleine oder überhaupt keine Wahrscheinlichkeit, daß die dortige Temperatur wiederum (infolge
Wärmeflusses von der Verbindungsstelle 12a^ bis zum
an den Potentiometer 94a eingestellten Temperaturschwellwert ansteigt, bevor die Schwelle am Potentio
meter 94 überschritten ist Zudem wird, wie oben ausgeführt, dann, wenn die Schwelle des Potentiometers
94 überschritten ist, durch die Oberlagerungsspannung aus der Schaltung 218 das Potentiometer 94a auf seine
maximale Endstellung eingestellt, wodurch sichergestellt wird, daß der Schalter 116a nicht wieder gesetzt
wird — es sei denn, der Lötkolben wird wiederum in Kontakt n?it dem Anschlußpunkt 126 gebracht, nachdem die Schaltung 162 bciäiigt worden ist
Wie oben angenommen, soll die Anfangstemperatur
an dem Verbindungspunkt 122 etwa S3" C betragen.
Dieser Temperaturwert ist in F i g. 8 dargestellt, wobei darauf hingewiesen wird, daß dieser Wert in den
Bereich B fällt, der seitlich an dem Diagramm aufgeführt
is ist Wie oben erläutert, ändert sich die Höhe der dem
Auszubildenden zugewiesenen Zeit in Abhängigkeit von der Anfangstemperatur der Verbindungsstelle. Anders
ausgedrückt bat er mehr Zeit, um die Endtempt/atur auf
etwa 23O°C zu bringen, wenn die Anfangstemperatur
μ 21°C beträgt, als wenn sie etwa 930C ist Wenn die
Anfangstemperatur im Bereich A zwischen 21eC bis
77° C liegt so hat der Auszubildende etwa 1,8 Sekunden,
um den erforderlichen Temperaturanstieg zu bewirken. Liegt die Anfangstemperatur im Bereich zwischen 21° C
und 77° C (Bereich Λ), so hat der Auszubildende
1,8 Sekunden, um den erforderlichen Temperaturanstieg zu bewirken; wenn die Anfangstemperatur
zwischen 77" C und 1100C (Bereich B) liegt, beträgt die
erlaubte Zeit 1,4 Sekunden; wenn schließlich die
Anfangstemperatur oberhalb 110° C (Bereich C) liegt so
hat er nur eine Sekunde, um den gewünschten Temperaturanstieg zu bewirken.
Die genannten Temperaturbereiche und Zeiten sind in F i g. 8 im Hinblick auf die Gerade Λ/dargestellt; es ist
selbstverständlich, daß die gewählten Werte nur zum Zwecke der Erläuterung dienen. Wie oben beschrieben,
spricht der Dekoder 176 und die damit verbundene Schaltung auf die Anfangstemperatur an, um zu
bestimmen, welche der in Fig.8 dargestellten Zeiten
ausgewählt werden soll — d.h. wieviel Zeit dem Auszubildenden gegeben wird, um die Verbindung auf
die Endtemperatur zu bringen. Der Analog-Digital-Wandler 174 kann z.B. so ausgeführt sein, daß an
seinem Ausgang bei Werten, die im Bereich A liegen,
eine bestimmte Binärzahl anliegt, während andere
Werte für die Bereiche D und C gelten. Der Dekoder 176 gibt auf diese Weise einfach nur ein Ausgangssignal
auf eine der Leitungen 178,180 bzw. 182, und zwar in
Abhängigkeit von der am Ausgang des Wandlers 174
so anliegenden Binärzahl. Der Dekoder 17b kann z. B. so
ausgebildet sein, wie es in dem Buch »How to Use Integrated Circuit Logic Elements« von Jack W.
Streater, Howard W. Sams und Co, 1976, Inc, S. 66 ff
beschrieben ist So wird z. B. die vom Temperaturmeß
kreis 61 β erfaßte Temperatur von ca. 93° C vom
Dekoder 176 so dekodiert, daß die Leitung 180 aktiviert und dadurch das NAND-Gatter 136 in Bereitschaft
gebracht wird. Sobald das NAND-Gatter 136 so vorbereitet und das Potentiometer 94 (wie oben
angenommen) auf 110° C eingestellt ist, wird der selbsthaltende Schalter 166 wie oben beschrieben
gesetzt, wodurch der Relais-Anker 88 schaltet und in Kontakt mit dem Anschluß 83 gelangt. Dies erfolgt
relativ sofort, nachdem der Auszubildende den Schalter
162 betätigt hat. Der Auszubildende bringt dann den
Lötkolben in Kontakt mit dem Anschlußpunkt 12a und beginnt, den Bestückungsdraht 10 zu verlöten. Wenn er
mehr als 1,4 Sekunden dazu braucht, um die Temperatur
an dem Verbindungspunkt von 930C bis 2300C zu
bringen, erreicht der Zähler 124 einen AusgangKählwert von 2, wodurch die Eingangsbedingungen für das
NAND-Gatter 136 erfüllt werden. Hierdurch wird wiederum der Schalter 148 gesetzt und aktiviert
seinerseits die LED-Anzeige 158 sowie die Alarmvorrichtung 160, um anzuzeigen, daß das Lötzinn »zu
langsam« geschmolzen ist
Der Auszubildende wird durch die für ihn nachteilige ;u.-zeige bestärkt, in Zukunft nicht mehr so langsam zu
arbeiten.
Wenn der auszubildende Arbeiter die Temperatur an der Verbindungsstelle erfolgreich auf 2300C von den
anfänglichen 92° C innerhalb der Zeitspanne von 1,4 Sekunden bringt, so wird der Ausgangszählwert des is
Zählers 124 entweder 0 oder 1 sein. Lediglich das NAND-Gatter 140 spricht auf den Zählwert 1 an,
während keines der NAND-Gatter 130, Ϊ36 und 140 auf den Zählwert 0 anspricht Das NAND-Gatter 140 war
jedoch zu dieser Zeit noch nicht durch den Dekoder 176 in Bereitschaft gesetzt Selbst wenn der Zähler 124 den
Zählwert 1 aufweist, wird daher am Ausgang des NAND-Gatters 140 kein Ausgangssignal erscheinen,
mit dem die LED-Anzeige 158 und die Alarmvorrichtung 160 betätigt werden könnten. Wenn demnach die
gewünschte Endtemperatur von 23O0C entsprechend der Einstellung des Potentiometers 92 erreicht worden
ist, wird der Schalter 116 zurückgesetzt wodurch verhindert wird, daß weitere Impulse vom Generator
122 den Zähler 124 erreichen. Dementsprechend wird auch die Betätigung der eine »zu langsame« Schmelze
angebenden LED-Anzeige 158 und der Alarmvorrichtung 160 verhindert, wenn dti- Auszubildende die
Temperatur an der Verbft.drjigsstelle innerhalb von
1,4 Sekunden auf 2300C bringt Es t A\ darauf hingewiesen werden, daß die Zählwerte, auf die die NAND-Gatter ansprechen, d.h. 1, 2 und 3, hier lediglich zur
Erleichterung der Darstellung gewählt worden sind und daß andere Logikschaltungen verwendet werden
können, die auch auf größere Zählwerte ansprechen.
Sobald die Temperatur an dem Verbindungspunkt 230° C erreicht hat, werden üblicherweise die eine
»korrekte« Lötung angebende LED-Anzeige 202, die Alarmvorrichtung 204 und der Zähler 205 über das
UND-Gatter 192 betätigt, wie dies oben beschrieben worden ist Der Ausgang des UND-Gatters 192 wird
jedoch von dem Gatter 193 gesperrt, wenn eine »zu langsame« Lötung erfolgte. Das Gatter 193 seinerseits
wird aktiviert durch ein Ausgangssignal vom ODER-Gatter 152 Sobald demnach ein Ausgangssignal am
ODER-Gatter 142 auftritt, wird das Gatter 193 gesperr;,
und verhindert demnach die Abgabe eines Signals vom UND-Gatter 192 zur Betätigung der LED-Anzeige 202,
der Alarmvorrichtung 204 und des Zählers 205, wenn eine zu langsame Lötung erfolgte. ss
Wenn hingegen der Auszubildende die Temperatur an dem Verbindungspunkt zu schnell ansteigen läßt, so
wird rasch eine Überhitztemperatur erreicht, da mit unkontrolliertem Maß Wärme abgegeben wird. Diese
Überhitztemperatur ist hier mit 2750C in Fig.8
angegeben, wobei diese Temperatur ebenfalls nur zur Erleichterung der Erläuterung dargestellt ist. Aus
diesem Grund wird das Potentiometer 90 auf einen Wert entsprechend 2750C eingestellt. Da dieser
eingestellte Wert rasch überschritten wird, wenn die Verbindungsstelle zu schnell aufgeheizt wird, werden
die LED-Anzeige 186 und die Alarmvorrichtung 187 betätigt, wie dies oben beschrieben worden ist. Es soll
noch erwähnt werden, daß es verschiedene Anwendungsarten gibt bei denen die gewünschte Endtemperatur im Bereich von 275 bis 30Ü"C liegt und wobei dann
die Überhitztemperatur erheblich höher als 3000C
liegen müßte.
Die anfängliche Justierung der Auswerteschaltung kann durch eine justierung der Potentiometer 78,90,92
und 94 erfolgen, womit derartige Faktoren, wie etwa die Art des verwendeten Lotes, berücksichtigt werden
können. Außerdem können die Ausgänge der Thermoelemente in den F i g. 3 und 4 selbstverständlich ebenso
mit den Schaltungen gemäß den Fig.7A und 7B verwendet werden.
In der F i g. 9 ist ein Blockschaltbild dargestellt mit dem mehr als ein Parameter pro Anschlußpunkt
überwacht werden kann. Hierdurch kann für einige Situationen eine genauere Messung der thermischen
und/oder Spannungszustände an einem Verbindungspunkt erfolgen. In Fig.9 ist zunächst wiederum ein
Temperaturmeßkreis 61a entsprechend dem in F i g. 7A
dargestellt Ein entsprechender Spannungsmeßkreis 62a ist für den Piezowidersland 62a in Fig.5 aufgebaut
Dies bedeutet daß der Piezowiderstand 62a den Platz des Thermistors 60a in dem Spannungsmeßkreis 61a
(vergleiche Fig.7A) einnimmt In Fig.5 ist ferner
gestrichelt ein zweiter Thermistor 60a'gezeigt mit dem die Temperatur an einem anderen Punkt als an dem
Punkt gemessen wird, an dem die Temperatur mit dem Thermistor 60a gemessen wird. Dieser andere Punkt
kann entweder innerhalb der Schaltungsplatte oder neben dem Bestückungsdraht 10 etc. liegen. Wie in
Fig.9 gezeigt sind die Ausgänge der Schaltkreise 61a
und 61a' mit einer Bearbeitungsschaltung 220 verbunden. Die Ausgangssignale von den Schaltkreisen 61a
und 61a' können z. B. typischerweise so bearbeitet
werden, daß von ihnen der Mittelwert gebildet wird. Dementsprechend werden die Signale in einer Summierschaltung 222 summiert und anschließend in einer
Divisionsschaltung 224 durch 2 geteilt Der Ausgang der Bearbeitungsschaltung 220 wird dann dem Relais-Anker
88 (Fig.7A) zugeführt. Die Funktionsweise der restlichen Schaltungen ist in diesem Fall die gleiche wie
oben beschrieben. Zusätzlich zu einer Verarbeitung der thermischen Zustände kann die Bearbeitungsschaltung
220 noch ansprechen auf eine Zug- oder Druckspannung angebende Werte, die von dem Spannungsmeßkreis 62a
geliefert werden. Die Art der Bearbeitung, der in der Bearbeitungsschaltung 220 die zugeführte Eingangsinformation ausgesetzt wird, kann variieren und hängt
vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Dementsprechend ist es möglich, auch Computertechnologie einschließlich
digitaler Mikroprozessortechnologie zu verwenden, um nicht nur die Funktionen der Bearbeitungsschaltung 220
(22OaJ sondern auch jene der Logikschaltungen 210 (210a) und der damit verbundenen Schaltkreise zu
erfüllen.
Ebenfalls ist es möglich, ein Aufzeichnungsgerät 21 (siehe Fig. 1) am Ausgang der Aufnehmer 20
vorzusehen, wodurch die elektrischen Ausgangssignale von den jeweiligen Aufnehmern für eine spätere
Verarbeitung durch die Auswerteschaltung 22 aufgenommen werden können. Wenn eine Standardschaltungsplatte des in den F i g. 3 und 5 dargestellten Typs
verwendet wird, so kann eine einzelne Schaltungsplatte von jedem Auszubildenden oder einer anderen Person
benutzt werden, deren Lötfertigkeit gewertet werden soll, ebenso wie von einer in der Reparatur tätigen
Person, der ein erneutes Zeugnis über die Lötfähigkeit
ausgestellt werden soll. Die Daten an sämtlichen
Schaltungsplatten, die jeweils an einer Person bearbeitet werden, werden mit dem oben erwähnten Aufzeichnungsgerät
aufgezeichnet, wobei dieses Gerät von jeder beliebigen herkömmlichen Art sein kann, z.B. ein
Bandgerät, ein Scheibenspeinher oder ein Speiche: m.K
integrierten Schaltkreisen.
Eine einzige Auswerteschaltung 22 kann dann dazu verwendet werden, die aufgezeichneten Bewertungsergebnisse
231 bearbeiten, wobei diese Ergebnisse von
entfernen Stefien zu einer zentral gelegenen Auswerteschaltung
übermittelt werden können.
Ebenso ist es möglich, andere Mittel als den Schalter 162 vorzusehen, um die Auswertung eines Lötversuches
an jedem Verbindungspunkt zu starten. So könnten z. B.
Schalter verwendet werden, die bei Kontakt des Lötkolbens mit der Schaltungsplatte 14 betätigt werden.
Derartige Schalter können entweder elektrisch oder magnetisch betätigt werden. So könnte z. B. ein
elektrisches Potential an die Lötkolbenspitze von einer Spannungsquelle gelegt werden, die entfernt von der
Lötspitze gelegen ist Der Schaltkreis für die Spannungsquelle würde dann jedesmal geschlossen, wenn die
Lötspitze z. B. die Anschlußfläche 24a in F i g. 4 berührt. Ferner könnten Einzelschalter an jedem Anschlußpunkt
vorgesehen sein, wodurch jeweils der Anschlußpunkt, der gerade verlötet wird, sofort identifiziert werden
könnte. Auch andere Vorrichtungen zum Start der Auswertung der Lötung an den Verbindungspunkten
und zum Identifizieren der einzelnen verlöteten Anschlußpunkte sind verwendbar.
Ebenso können Anzeige« vorgesehen werden, inwieweit die Temperatur und/oo«? s.u. die Spannung
Bflißrschiedliche Beschädigungen an einer gedruckten
SchsrftiFgsplatte oder dgl. verursacht, um so die
Kenntnisse des Auszubildenden noch weiter zu •«•-bessern. Wenn z.B. der Auszubildende mit dzva
Lötkolben einen zu hohen Druck auf die Schaltungsplatte ausübt, so kann die Anschlußfläche oder ein anderes
Teil aus der Schaltungsplatte ausbrechen. Wenn ferner zu viel Hitze angewandt wird, können auch deren
leitende Teile oder die Schichten einer Mehrschichtplatte
sich abheben oder die Platte selbst kann fleckig werden etc. Entsprechend können geeignete Meßgeräte,
wie das Meßgerät 228 in F i g. 7B verwendet werden, um eine Anzeige der Temperatur und/oder des Druckes
zu liefern, an denen verschiedene Arten von Schäden auftreten. Diese Meßgeräte können herkömmliche
Spannungs- und/oder Strommeßgeräte sein, die zur Anzeige von Temperatur- und/oder Druckwerten
geeicht shid. Derartige Informationen geben einem
Auszubildenden Richtlinien für einLiiialtende Grenzen,
die nicht überschritten werden dürfen, am Schaden an der Schaltungsplatte oder einer anderen Schaltungskonstruktion
zu vermeiden; auch durch diese Information wird die Kenntnis des Auszubildenden verbessert
Anstatt eine kontinuierlichen Anzeige wie in der F i g. 7B vorzusehen, kann das Meßgerät 228 z. B. durch
hier nicht gezeigte Mittel lediglich dann betätigt werden, wenn am Komparator 82 ein Ausgangssignai
anliegt, d. h. lediglich dann, wenn die dortige Schwelle
überschritten worden ist
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (21)
1. Vorrichtung zum Unterrichten von Auszubildenden in einer an einem Werkstück durchzuführenden manuellen Tätigkeit, mit einer Trägerplatte:, auf
der mehrere AnschJuBpunkte angebracht mind,
mehreren Fühlern, die den Anschlußpunkten zugeordnet sind und abhängig von einer vom
Auszubildenden mittels eines Handgeräts veränderbaren physikalischen Größe ein elektrisches Aus-
gangssig'ial abgeben, und einer Auswerteschaltung
für die von den Fühlern erzeugten elektrischen Signale, dadurch gekennzeichnet, dall das
Handgerät ein Lötkolben (16) ist mit dessen Hilfe zur Herstellung einer Lötverbindung zu einem
Anschlußpunkt (12) auf der Trägerplatte (14) die Temperatur in unmittelbarer Nähe des Anschlußpunktes (12) verändert werden kann, und dall die
Auswerteschaltung (22) derart ausgebildet isi, daß sie anhand der von den Fühlern erzeugten
elektrischen Signale feststellt, ob die Zeitdauer, in der sich die Temperatur an einem Anschlußpunkt
(12) von einem Anfangswert zu einem Endwert ändert, innerhalb eines einer gewünschten Änderungsgeschwindigkeit entsprechenden Bereichs
liegt
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Trägerplatte (14) eine gedruckte
Schaltungsplatte ist in der die Anschlußpunkte regelmäßig angeordnete Löcher (12) sind, die mit
einem elektrisch leitenden Material beschichtet sind,
in deren unmittelbarer Nähe jeweils die Fühler
angebracht sind.
3. Vorrichtung nach Kncpruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußpvnkte (12) in einem
rechtwinkligen Gitter mit M Reihen und N Spalten angeordnet sind, wobei M und N mindestens den
Wert 1 haben.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere elektrische Leiter (30)
vorgesehen sind, dia die einzelnen Fühler (32,60,62)
mit Anschlußklemmen (46) an mindestens einer Seitenkante (36,37) der Trägerplatte (14) verbinden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurchgekennzeichnet, daß für die Anschlußklemme (46) der
einzelnen Fühler an einer Seitenkante (36) der Trägerplatte (14) ein gemeinsamer Verbindungsstekker (40) vorgesehen ist, mit dem die Auswerteschaltung (22) anschließbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden ao
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler Thermistoren (60) sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler
Thermoelemente (32,54) sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine erste Anzeige (202, 204), die anzeigt, ob die gewünschte
elektrische Lötverbindung hergestellt worden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (22) einen
Zähler (205) aufweist, der die Anzahl der vom Auszubildenden an den Anschlußpunkten hergestellten Lötverbindungen zählt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (22) eine
zweite Anzeige (207) aufweist, die dem Auszubildenden anzeigt, wenn er eine vorbestimmte Anzahl von
gewünschten Lötverbindungen an den Ansohlußpunkten hergestellt hat
11. Vorrichtung nach Ansprach 10, dadurch gekennzeichnet daß die Auswerteschaltung (22)
eine dritte Anzeige (138,160) aufweist, die anzeigt,
daß das zur Herstellung der Lötverbindung verwendete Lot zu langsam geschmolzen ist
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet da3 Schaltungselemente (.93) vorgesehen sind, die verhindern, daß die erste Anzeige
(202, 204) betätigt wird, wenn die dritte Anzeige (158,160) betätigt worden ist
13. Vorrichtung nach Ansprach 12, dadurch gekennzeichnet daß die Auswerteschaltung (22)
Schaltungselemente (124,130,136,140) aufweist die
bestimmen, ob die Temperatur in der Nähe des Anschlußpunktes (12) einem vorbestimmten Maximalwert entsprechend einer für die Büdung der
gewünschten Lötverbindung zu schnellen Schmelze des Lots (18) überschreitet und daß die Auswerteschaltung (22) eine vierte Anzeige (186, 187)
aufweist die anzeigt, daß das Lot zu schnell geschmolzen ist
14. Vorrichtung nach Ansprach 13, dadurch gekennzeichnet daß die Schaltungselemente (193)
derart ausgebildet sind, daß sie eine Betätigung der ersten Anzeige (202) verhindern, wenn die vierte
Anzeige (186,187) betätigt ist
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß Einrichtungen (60) zum Messen des Anfangswerts der
Temperatur vorgesehen sind und daß die Auswerteschaitung (22) auf den gemessenen Anfangstemperaturwert ansprechende Einrichtungen zum Bestimmen der Zeitdauer aufweist, die für den Anstieg der
Temperatur von dem Anfangswert bis zu dem Endwert benötigt wird.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Anschlußpunkte (12) vorgesehen sind,
wobei der Auszubildende verbucht an jedem der beiden Anschlußpunkte eine Lötverbindung herzustellen, daß ein Schaltkreis mit mindestens zwei
Meßfühlern (60) zur Abgabe elektrischer Signale entsprechend der jeweiligen Temperatur in der
Nähe der beiden Anschlußpunkte und eine Diskriminatorschaltung (61, 218) vorgesehen sind, um zu
bestimmen, an welchen der beiden Anschlußpunkte der Lötkolben \16) angelegt worden ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (22) auf
die beiden Meßfühler (60) an den Anschlußpunkten (12) und auf die Diskriminatorschaltung (61, 218)
anspricht, um Änderungen der Temperatur in der Nähe desjenigen Anschlußpunktes zu bestimmen, an
dem der Lötkolben (16) angelegt worden ist.
18. Vorrichtung nach Ansprach 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußpunkte (12) nahe beieinander angeordnet sind, daß die Auswerteschaltung (22) derart ausgebildet ist, daß sie
lediglich auf einen der zwei Meßfühler (60) an den Anschlußpunkten anspricht, und daß dieser eine
Meßfühler (60a;dem Anschlußpunkt (12.j;zugehörig
ist, an den der Lötkolben (16) angelegt worden ist, wobei die Wärme, die von dem einen Anschlußpunkt
zu dem anderen Anschlußpunkt (i2b) fließt und wodurch die Temperatur an diesem anderen
Anschlußpunkt erhöht wird, die Funktion der
Auswerteschaltung nicht beeinflußt
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Meßfühler (60s, 6Ob) jeweils eine Auswerteschaliung (210,
210a/vorgesehen ist
20. Vorrichtung nach einem der AasprEcbe 1 th
If, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe eines
Anschlußpunktes (12) an unterschiedlichen Stellen mindestens zwei Meßfühler (61 a, %\a') vorgesehen
sind, daß eine Bearbeitungsschaltung (220) für die eh'k'nscussa Ausgangssignale der beiden Meßfühler
vorgesehen ist, um aus den beiden Signalen mindestens ein weiteres Signal zu erzeugen, das
einen bestimmten Zustand in der Nähe des Anschlußpunktes angibt, und daß die Auswerteschaltung (22) auf dieses weitere Signal anspricht
und bestimmt, ob die gewünschte elektrische Lötverbindung an dem Anschlußpunkt hergestellt
worden ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Signal der Mittelwert der beiden elektrischen Ausgang?signate der
Meßfühler(61a,61a'Jist
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/905,336 US4224744A (en) | 1978-05-12 | 1978-05-12 | Circuitry for teaching soldering and practice circuit board for use therewith |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2832200A1 DE2832200A1 (de) | 1979-11-15 |
DE2832200C2 true DE2832200C2 (de) | 1982-11-25 |
Family
ID=25420643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2832200A Expired DE2832200C2 (de) | 1978-05-12 | 1978-07-21 | Vorrichtung zum Unterrichten von Auszubildenden in einer an einem Werkstück durchzuführenden manuellen Tätigkeit |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4224744A (de) |
JP (2) | JPS54147886A (de) |
CA (1) | CA1118592A (de) |
DE (1) | DE2832200C2 (de) |
FR (1) | FR2425685A1 (de) |
GB (1) | GB1600753A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4103348A1 (de) * | 1991-02-05 | 1992-08-06 | Weidmueller C A Gmbh Co | Lehrgeraet fuer das einstellen exakter mechanischer maschinenablaeufe |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4657169A (en) * | 1984-06-11 | 1987-04-14 | Vanzetti Systems, Inc. | Non-contact detection of liquefaction in meltable materials |
US4696101A (en) * | 1985-06-07 | 1987-09-29 | Vanzetti Systems, Inc. | Method and apparatus for placing and electrically connecting components on a printed circuit board |
JPH0829406B2 (ja) * | 1986-09-26 | 1996-03-27 | アイシン精機株式会社 | 自動ろう付装置 |
JPH0648418B2 (ja) * | 1987-01-21 | 1994-06-22 | 株式会社日立製作所 | 操作技能評価装置 |
DE3812139A1 (de) * | 1988-04-12 | 1989-10-26 | Sachs Ersa Kg | Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer loetstation |
US5180440A (en) * | 1988-11-23 | 1993-01-19 | Pace Incorporated | Printed circuit thermocouple arrangements for personnel training and equipment evaluation purposes |
CA2003202A1 (en) * | 1988-11-23 | 1990-05-23 | William J. Siegel | Printed circuit thermocouple arrangements for personnel training and equipment evaluation purposes, and methods of making and using same |
US4944447A (en) * | 1989-03-29 | 1990-07-31 | Motorola, Inc. | Bonding verification process incorporating test patterns |
US5223689A (en) * | 1989-06-13 | 1993-06-29 | Metcal, Inc. | Profiles to insure proper heating function |
US5489843A (en) * | 1991-07-23 | 1996-02-06 | Vlsi Technology, Inc. | Apparatus and method for testing the calibration of electronic package lead inspection system |
US5608172A (en) * | 1995-03-16 | 1997-03-04 | Texas Instruments Incorporated | Die bond touch down detector |
US5767424A (en) * | 1996-12-23 | 1998-06-16 | Electronic Controls Design, Inc. | Wave solder analyzer |
US6033226A (en) * | 1997-05-15 | 2000-03-07 | Northrop Grumman Corporation | Machining tool operator training system |
US6672500B2 (en) * | 1998-06-25 | 2004-01-06 | International Business Machines Corporation | Method for producing a reliable solder joint interconnection |
US6138893A (en) * | 1998-06-25 | 2000-10-31 | International Business Machines Corporation | Method for producing a reliable BGA solder joint interconnection |
JP2001205450A (ja) * | 2000-01-19 | 2001-07-31 | Nadex Co Ltd | 溶接装置 |
DE10004663A1 (de) * | 2000-02-03 | 2001-08-09 | Iwka Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Unterstützen einer Person bei der Ausführung Genauigkeit erfordernder Arbeitsvorgänge |
EP1162021B1 (de) * | 2000-06-06 | 2005-02-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Verfahren zum Einschätzen der Qualität eines bleifreien Lötmaterials und Verfahren zum Schwall-Löten |
JP2006106154A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Shinko Gijutsu Kenkyusho:Kk | 被験者の技能評価システム |
DE202005009258U1 (de) * | 2005-06-13 | 2006-10-19 | Cooper Tools Gmbh | Löttestvorrichtung |
DE102006007801A1 (de) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg | Füllstandssensor und zugehöriges Betriebs- und Herstellungsverfahren sowie entsprechende Verwendung |
US7494341B2 (en) * | 2007-04-20 | 2009-02-24 | Wesley Jon Champagne | Farrier training system |
US7699208B2 (en) | 2007-11-30 | 2010-04-20 | Nordson Corporation | Soldering tip, soldering iron, and soldering system |
JP5323522B2 (ja) * | 2009-02-06 | 2013-10-23 | 株式会社東海理化電機製作所 | 手作業はんだ付け工程の時間管理装置 |
WO2020100555A1 (ja) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ロウ付け作業支援方法、プログラム及びロウ付け作業支援システム |
CN111069809A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-28 | 宁波市镇海大来智能科技有限公司 | 一种焊接练习板自动检测系统及方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3211001A (en) * | 1961-08-01 | 1965-10-12 | Barber Colman Co | Temperature sensing device |
FR1398552A (fr) * | 1964-06-12 | 1965-05-07 | North American Aviation Inc | Appareil de soudage |
BE669255A (de) * | 1964-09-11 | |||
US3562927A (en) * | 1967-10-30 | 1971-02-16 | Multisensory Systems | Visual education device |
US3675343A (en) * | 1971-04-26 | 1972-07-11 | Us Navy | Fire fighting and control simulator |
US3778581A (en) * | 1972-08-03 | 1973-12-11 | Hughes Aircraft Co | Time-at-temperature a-c reflow soldering power supply |
DE7425411U (de) * | 1974-07-25 | 1974-11-14 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Lötplatte |
GB1455972A (en) * | 1975-01-07 | 1976-11-17 | Schow H B | Simulator trainer |
US4013208A (en) * | 1976-03-08 | 1977-03-22 | The Singer Company | Soldering mechanism for soldering electronic component leads to conductors on a printed circuit board, and the like |
JPS569056Y2 (de) * | 1976-03-16 | 1981-02-27 | ||
JPS52125378A (en) * | 1976-04-14 | 1977-10-21 | Hitachi Ltd | Temperature measuring method |
US4041615A (en) * | 1976-08-03 | 1977-08-16 | Joseph Whitehill | Small-motion test device |
-
1978
- 1978-05-12 US US05/905,336 patent/US4224744A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-05-26 GB GB23393/78A patent/GB1600753A/en not_active Expired
- 1978-06-28 FR FR7819315A patent/FR2425685A1/fr active Granted
- 1978-07-21 DE DE2832200A patent/DE2832200C2/de not_active Expired
- 1978-07-25 CA CA000308086A patent/CA1118592A/en not_active Expired
-
1979
- 1979-01-09 JP JP175079A patent/JPS54147886A/ja active Granted
-
1985
- 1985-11-22 JP JP60263618A patent/JPS61233351A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4103348A1 (de) * | 1991-02-05 | 1992-08-06 | Weidmueller C A Gmbh Co | Lehrgeraet fuer das einstellen exakter mechanischer maschinenablaeufe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4224744A (en) | 1980-09-30 |
FR2425685A1 (fr) | 1979-12-07 |
CA1118592A (en) | 1982-02-23 |
JPS54147886A (en) | 1979-11-19 |
DE2832200A1 (de) | 1979-11-15 |
JPS6116073B2 (de) | 1986-04-28 |
FR2425685B1 (de) | 1982-05-28 |
GB1600753A (en) | 1981-10-21 |
JPS61233351A (ja) | 1986-10-17 |
JPH028310B2 (de) | 1990-02-23 |
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