DE3036197A1

DE3036197A1 - Verfahren und vorrichtung zum flussmittelfreien anloeten von elektrischen wickelenden an elektrische anschlussdraehte einer drossel

Info

Publication number: DE3036197A1
Application number: DE19803036197
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. 8411 Etterzhausen Espenhain; Günther 8400 Regensburg Zellmeier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-09-25
Filing date: 1980-09-25
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE3036197C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum flußmittelfreien Anlöten
von elektrischen Wickelenden an elektrische Anschlußdrähte einer Drossel Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum serienmäßigen und in reduzierender Atmosphäre erfolgenden flußmittelfreien Anlöten von lackisolierten elektrischen Wickelenden an axiale, verzinnte elektrische Anschlußdrähte, die in stirnseitigen Sacklöchern des Wickelträgers, insbesondere zylinderähnlichen Ferritkörpers einer HF-Drossel mechanisch verankert und eingeklebt sind.
Durch die DE-OS 24 28 360 ist bereits ein Verfahren zum serienmäßigen und in einer reduzierenden Wasserstoffflamme erfolgenden flußmittelfreien Anlöten von elektrischen Anschlußdrähten an kappenlose elektrische Schichtwiderstände, die stirnseitig mit Metallisierungen versehen sind, bekannt, bei dem ein Widerstandskörper, an dessen Stirnfläche elektrische Anschlußdrähte zum Zwecke der nachfolgenden Lötung zunächst mechanisch befestigt sind, waagrecht durch eine mit geschmolzenem Lot angefüllte Wanne derart geschleppt wird, daß seine Längsachse senkrecht zur Bewegungsrichtung steht, und bei dem während des Schleppvorgangs die Stirnflächen des Widerstandskörpers und Bereiche der Anschlußdrähte nahe dem Widerstandskörper in eine reduzierende Atmosphäre einer Wasserstoffflamme eingehüllt werden. Voraussetzung für die Durchführbarkeit dieses bekannten Verfahrens ist, daß die Anschlußdrähte und die Stirnflächen des Schichtwiderstandsträgers mit Lot benetzbar sind. Die auf den sogenannten Lötschienen aufliegenden Teile der Anschlußdrähte werden dabei während des Lötvorganges in Abhangigz keit von ihrer Benetzbarkeit unterschiedlich stark in Lot eingebettet.
Untersuchungen haben gezeigt, daß diese bekannte Art der serienmäßigen Fertigung von Schichtwiderständen nicht ohne weiteres auf die üblicherweise ebenfalls in sogenannten Fließstraßen erfolgende Fertigung von Drosseln, insbesondere HF-Drosseln übertragbar ist. Gründe hierfür bestehen in Benetzungsschwierigkeiten - so sind beispielsweise die lackisolierten elektrischen Wickelenden und die Klebflächen nicht mit Lot benetzbar -, in einer unzureichenden Einbettung der mit den Wickelenden bewickelten Drahtanschlußteile in das Lot und in einer untragbaren Verschlechterung der Drosselgüte und Drahtabzugsfestigkeit.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, welche die vorstehend genannten, den bekannten Verfahren und Vorrichtungen anhaftenden Nachteile vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß die axial bedrahteten und gewickelten HF-Drosseln waagrecht durch das geschmolzene Lot geschleppt werden, derart, daß anschließend die zu verlötenden und in eine Wasserstoffflamme eingehüllten Bereiche mit dem Lot in Berührung gelangen, und daß das Lot mindestens auf eine die Isolation der elektrischen Wickelenden zerstörende Temperatur aufgeheizt und jeweils als Lotstrahl bzw. Lotschwall ausschließlich zu den zu verlötenden Bereichen geführt wird.
Die Geschwindigkeit des Lotstrahls wird dabei mindestens so hoch gewählt, daß dessen Ablenkung durch das Lötgut vernachlässigbar ist. Sie darf hinwiederum nicht so hoch sein, daß quasi ein Rückstau in dem vorzugsweise umlaufend zur Lötstelle geführten Lot auftritt, der zu Turbulenzen oder zu stoß- bzw. tropfenförmigem Transport des Lots führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das im wesentlichen eine Kombination aus Wasserstoffflammenlötung, Schlepplötung und Lotstrahl- bzw. Schwall-Lötung darstellt, zeichnet sich durch erhebliche Vorteile aus. So benötigt die Wasserstoffflammenlötung, bei der das für eine Lötung üblicherweise erforderliche Flußmittel durch die reduzierenden Zonen der Wasserstoffflammen ersetzt ist, keine Wasch- und Trockenstrecken nach der Lötung, wodurch die Fließstraßenlänge verkürzt wird und gleichzeitig die sonst unvermeidbaren Qualitätsabstriche entfallen, wie sie z.B. durch Kolophoniumreste verursacht werden, die die Haftfestigkeit der anschließenden Lackierung der Bauelemente beeinträchtigen.
Die sogenannte Schlepplötung, bei der fortlaufend axial bedrahtete Bauelemente waagrecht durch die Lötbäder geschleppt werden, wobei nur die Lötbereiche der Bauelemente mit dem Lot in Berührung gelangen, hat bei Fließstraßenfertigung den Vorteil, daß die auch bei Wasserstoffflammenlötung in geringen Mengen auftretende Lötkrätze bereits durch die Bauelemente ständig aus den Lötbädern geschleppt wird.
Die Lötung mittels eines Lötstrahls genügend hoher Lottemperatur gewährleistet schließlich die sichere Zerstörung der unerwünschten lackisolierten Wickelenden. Die hierfür benötigten hohen Löttemperaturen von z.3. >4000c würden zwar genügen, um die Klebstellen und die Lackierung der Wicklung in einem für die Güte und Drahtabzugsfestigkeit der HF-Drossel unzulässigen Maße zu beschädigen; durch eine entsprechend kurz gewählte Lötzeit kann dies jedoch mühelos verhindert werden. Da bei dieser Art der Lötung die Lotzufuhr nicht von der Benetzbarkeit der lackisolierten Wickeldrahtenden abhängt, werden zudem ausreichend geringe Schwankungen der Wärmezufuhr erreicht.
Die Lottemperatur wird dabei durch entsprechende Temperaturregelungen des Lotreservoirs stabilisiert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Lötvorrichtung gemäß der Erfindung in geschnittener und schematischer Darstellung, Fig. 2 Teile der Lötvorrichtung nach Fig. 1 in teilweise geschnittener und gebrochener Darstellung senkrecht zur Transportrichtung der Bauelemente.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 umschließt gasdicht eine Lotumlaufbahn 2, in der unter der Wirkung einer in Pfeilrichtung B rotierenden Förderschnecke 1, 13 erhitztes, flüssiges Lot in Pfeilrichtung A transportiert wird. Im Bereich 3 ist die Lotumlaufbahn 2 düsenartig verengt, wobei die Düsenöffnung in eine randoffene Ausnehmung 24 mündet. Die Steigung des Bereichs 3 ist in Verbindung mit dem Druck bzw. der Fördergeschwindigkeit, mit der das Lot in Umlauf gebracht wird, so gewählt, daß das Lot - wie bei 4 angedeutet - strahl- bzw. schwallartig über die Ebene 20 der Vorrichtung greift, um schließlich seinen Weg in der Lotumlaufbahn fortzusetzen. Die Abmessungen des Lötstrahls bzw. Lötschwalls lassen sich dabei durch einen laminaren Strahl bzw. Schwall genügend reproduzierbar ausbilden, dessen freie Länge das 3-fache seines Durchmessers nicht überschreitet.
Um eine Oxidbildung an der Strahloberfläche zu verhindern, wird der Lotstrahl durch reduzierende Wasserstoff- flammen 10 abgedeckt, denen gemäß Fig. 2 Wasserstoff aus den Zuleitungen 11 und 12 zugeführt wird.
Im Bereich der Förderschnecke 1 (Fig. 1) ist koaxial zur Achse 13 der Förderschnecke eine Wasserstoffglocke 15 angeordnet, die mit ihrer offenen Stirnseite in das Lot eintaucht. Die Achse 13 durchdringt die geschlossene Stirnseite 22 der Wasserstoffglocke 15 mit Abstand derart, daß sich eine Ringnut 16 ausbildet. Durch diese Ringnut 16 entweicht Wasserstoff, der durch Zuführungen 21 in das Glockeninnere strömt. Im Betrieb wird der entweichende Wasserstoff durch den Sauerstoff der Luft unter Flammenbildung - siehe Bezugszeichen 10 und 17 - verbrannt.
Zur Ausbildung der zwei Lötverbindungen pro Drossel wird in der Serienfertigung entweder mit zwei Vorrichtungen gemäß Fig. 1 oder mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 gearbeitet. Durch eine, in der Zeichnung nicht dargestellte, Transportvorrichtung werden dabei die zu bearbeitenden Bauelemente mit ihren zu lötenden Bereichen durch die Lötstrahlen 4 geführt.
Fig. 2 zeigt beispielsweise eine HF-Drossel, d.h. den mit der Wicklung 8 bewickelten zylinderförmigen Ferritkörper 7 mit in den Stirnseiten in Sacklöchern verankerten und mit Kleber 9 befestigten Anschlußdrähten 6, die mit ihren mit den Wickelenden 5 bewickelten Bereichen durch die Lotstrahlen bzw. Lotschwälle 4 geführt werden.
Die zu lötenden Bereiche tauchten dabei vollständig in das Lot ein, wobei die Wasserstoffflammen die Oxidbilaung praktisch verhindern.
5 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprtche erfahren zum serienmäßigen und in reduzierender Atmosphäre erfolgenden flußmittelfreien Anlöten von lackisolierten elektrischen Wickelenden an axiale, verzinnte elektrische Anschlußdrähte, die in stirnseitigen Sacklöchern des Wickelträgers, insbesondere zylinderähnlichen Ferritkörpers, einer HF-Drossel mechanisch verankert und eingeklebt sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die axial bedrahteten und bewickelten HF-Drosseln waagrecht durch das geschmolzene Lot geschleppt werden, derart, daß ausschließlich die zu verlötenden und in eine Wasserstoffflamme eingehüllten 3ereiche mit dem Lot in Berührung gelangen, und daß das Lot mindestens auf eine die Isolation der elektrischen Wickelenden zerstörende Temperatur aufgeheizt und jeweils als Lotstrahl ausschließlich zu den zu verlötenden Bereichen geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Lotstrahls mindestens so hoch gewählt wird, daß dessen Ablenkung durch das Lötgut vernachlässigbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot umlaufend zur Lotstelle geführt wird, wobei in den Lotumlauf eine Vorrichtung zur Reinigung des Lots geschaltet ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und folgende, gekennzeichnet durch eine Förderschnecke (1), unter deren Wirkung das erhitzte, flüssige Lot in eine im Lötbereich als Düse ausgebildete Umlaufbahn (2) befördert wird und durch eine Wasserstoffspülung, die im Lötbereich und im Bereich des Eintritts der Achse (13) der Förderschnecke in das Lot den. Sauerstoffzutritt zum Lot unterbindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasserstoffglocke (15) mit ihrer offenen Stirnseite in das Lot eintaucht, daß die Achse (13) der Förderschnecke (1) das Wasserstoffglockeninnere durchdringt und mit Spiel durch die geschlossene Stirnwand (22) der Wasserstoffglocke geführt ist, derart, daß Wasserstoff nach außen strömt.