DE3612341A1 - Einhandloetgeraet mit lotinjektor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lötgerät mit Kapillar­ lötspitze, im folgenden wird diese als Lotinjektor bezeichnet, das für den manuellen und maschinellen Einsatz unter Verwen­ dung von Weichlot, welches über ein wärmebeständiges Rohr einer Verflüssigungszone zugeführt wird und von hieraus in flüssigem Zustand eine Kapillare passiert. Der Austritt von flüssigem Lot, welches an den Lötort herangetragen werden soll, wird erst durch Nachschieben des noch festen Lotes in das Rohr bewirkt.

Dieses Lötgerät mit Lotinjektor kann überall dort zur Anwendung kommen, wo feinste Lotdosierungen bei gleichbleibender Lötqua­ lität gefordert werden. Dieses gilt vor allem für Lötungen an gedruckten Schaltungen mit einer Vielzahl von Lötstellen und gleichbleibender Beschaffenheit am Lötort.

Dieses Lötgerät mit Lotinjektor, wobei in der folgenden Be­ schreibung die Zufuhr des verflüssigten Lotes an den Lötort als eine Art Injektion verstanden werden muß, da sich diese in gewissen Grenzen auch unter Druck vollzieht, kann sowohl im handwerklichen Bereich als auch in der Industrie, ergänzt durch einen Steuermechanismus, als Grundbestandteil eines Löt­ automaten zur Anwendung kommen.

Die bisher gebräuchlichen Lötgeräte, auch als Lötkolben be­ kannt, unterliegen den Nachteilen einer permanenten Verzun­ derung der Lötspitze, machen eine regelmäßige Reinigung durch Abstreifen in sehr kurzer Folge notwendig und erfordern ge­ schickte Lotzufuhr und -dosierung durch die zweite Hand.

Diese Art Lötkolben können in den weitaus meisten Anwendungs­ fällen nur mit der Spitze nach unten gerichtet gehandhabt wer­ den, um das Abtropfen des Flüssiglotes durch Anhäufung zu ver­ hindern. Die Lageunabhängigkeit im Gebrauch wird vom Betreiber solcher Lötkolben als störend empfunden.

Das Fehlen einer geeigneten Lotzufuhr und die Tropfneigung dieser Bauart verwehrt es im Ansatz, eine brauchbare Lösung für das Automatisieren einer Folge von Einzellötungen zu fin­ den. Ausgeschlossen ist auch, bei gleicher Beschaffenheit der Lötorte im unbearbeiteten Zustand, eine gleichbleibende Lot­ menge bei einer Fülle von Lötstellen zu erreichen.

Zur besseren Verständlichkeit der Erfindung sollen einige Aus­ führungsformen in Einzelheiten als erläuternde Beispiele un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt ein Einhandlötgerät gemäß der Erfindung für den Gebrauch zur Durchführung von Einzellötungen mit einer Vor­ richtung zur Lötdrahtnachführung.

Fig. 2 einen Antrieb für die Vorrichtung zur Lötdrahtnachfüh­ rung, ausgeführt als Hebelmechanismus und Lotdosierung.

Fig. 3 eine automatische Lötvorrichtung unter Anwendung eines Lotinjektors mit mechanisierter Zuführung zum Lötort bei taktabhängiger Lötdrahtnachführung, die in einem stellmotor­ gelenkten Bewegungsapparat untergebracht ist und koordinaten­ gesteuert beliebig viele Lötungen ausführen kann.

Fig. 4 einen von der Masse her geringgehaltenen Lotinjektor mit einer Beheizung durch induktive Erwärmung für kurze An­ heizzeiten und ein Verbindungsstück als Wärmestopper zum Halter.

Das in Fig. 1 dargestellte Einhandlötgerät besteht aus einer gut wärmeleitenden Spitze 1, die im Frontbereich und zugleich Arbeitsbereich mit einer Austrittsöffnung 3 und anschließen­ der Kapillare 2 mit Lotverflüssigungszone 4 ausgestattet ist. Für die Beheizung wird die allgemein übliche Widerstandshei­ zung 8 angewendet. Ein wärmebeständiger Schlauch 6 besorgt die Führung und die Einleitung des Weichlotdrahtes 7 über einen Einführungsstutzen 5 in die Verflüssigungszone 4. Das zweite Ende des Leitschlauches ist unmittelbar vor dem An­ triebsmechanismus, der den Nachschub des Lötdrahtes bewirkt und hier zum Beispiel durch gegenseitig verzahnte Reibräder 9 dargestellt wird, befestigt. Eine Lötdrahtspule 10 nimmt eine Mindestmenge auf.

In Fig. 2 wird eine Vorrichtung für die Lötdrahtnachführung gezeigt, bei der ein Handkipphebel 11 die Drehbewegung der Reibräder 9 über einen federnden Rasthebel 12 auslöst. Die Lotmenge wird durch einen Hubsteller 13 dosiert.

Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung für den maschinellen Ein­ satz des Lotinjektors 1, bei der an beliebigen Punkten 14 innerhalb des Lötfeldes 17 mit räumlichem Charakter Lötungen durchgeführt werden können. Drei Stellmotoren 16, für die Koordinatenachsen x, y und z, führen den Lotinjektor 1 vor jeder Lötung, durch ein Rechnerprogramm gesteuert, an den jeweiligen Lötort heran. Der Abtast- und Nachführmechanismus 15 kann gleichfalls programmgesteuert werden und ermöglicht dadurch erforderlichenfalls das Ziehen einer Lötnaht.

Der in Fig. 4 dargestellte Lotinjektor 1 unterscheidet sich zu der in Fig. 1 gezeichneten Ausführung durch die Art der Beheizung und einer geeigneten Legierung, bezogen auf induk­ tive Erwärmung und Wärmeleitfähigkeit. Über die Zuleitungen 21 wird die Induktionsspule 20 wechselstromdurchflossen, wo­ bei sich der Lotinjektor 1, hier als Spulenkern betrachtet, durch auftretende Wirbelströme erwärmt. Ein Wärmestopper 22, beispielsweise bestehend aus einem Keramikrohr, verhindert ein übermäßiges Abfließen der Wärmeenergie an die Halterung 18. Somit bleibt die in Wärme umgesetzte Energie dem Lotinjek­ tor 1 weitgehend erhalten. Ein Fühler 19 wird zur Temperatur­ konstanthaltung herangezogen. Ist dieser Fühler 19 ein Metall­ stab, so wird die Längenausdehnung desselben zum Unterschied der Ausdehnung des keramischen Rohres 22 in einen Regelkreis zur Auswertung kommen. Andere bekannte Verfahren zur Tempe­ raturregelung bieten sich an.

In der folgenden Darlegung soll auf die Vorteile der Erfin­ dung gegenüber dem Stand der gegenwärtigen Löttechnik hin­ gewiesen werden:
Eine Einhandbedienung eines Lötgerätes wird erst dadurch möglich, daß durch gezielte Lotzufuhr und -dosierung bei Hebelbetätigung für die Lötdrahtnachführung mit einstellba­ rem Vorschub in Handgriffnähe ausgelöst wird.

Ein maschineller Einsatz des Lotinjektors ermöglicht den automatischen Ablauf von Lötvorgängen bei programmgesteuer­ ter Anwahl der zu lötenden Punkte oder Nähte und getakteter Lotzufuhr.

Eine weitaus höhere Lötrate als bei bisher verwendeten Löt­ werkzeugen ist durch verstärkte Heizleistungsdimensionierung erreichbar: kurze Anheizzeit durch geringe Wärmekapazität (Masse) des Lotinjektors.

Kein Verzundern des Lotinjektors im offenen Lotbereich: Ka­ pillare liegt unter Abschluß von Luftsauerstoff. Eine hohe Standzeit ist die Folge.

Der Lotinjektor kann lageunabhängig eingesetzt werden.

Ein Höchstmaß an Homogenität der Lötungen ist bei gezielter Lotzufuhr möglich.

Kostenersparnis durch Verzicht auf den Flußmitteleinschluß im Kernbereich des Lötdrahtes.

Kein Umherspritzen von Flüssiglot bei raschen Bewegungsab­ läufen des Lotinjektors, da das flüssige Lot in der Kapil­ lare durch Oberflächenspannung selbsthaltend ist. Die Aus­ trittsöffnung führt erst nach Aufsetzen des Injektors auf den Lötort Flüssiglot.

Ein Lotinjektor in der beschriebenen Form und Funktion, her­ gestellt aus hochwärmefestem, keramischem Ausgangsmaterial, mit einer der Kapillare unmittelbar umgebenen Heizung, er­ möglicht den Aufbau eines Lotinjektors mit unbegrenzter Standzeit. Keine Wartungskosten.

Dauerhaftes Einatmen von Lötdämpfen entfällt bei maschinel­ lem Einsatz, da Lötungen in dafür speziell eingerichteten Räumlichkeiten durchgeführt werden können.

Das Berühren von Bleiverbindungen kann bei maschinellem Einsatz ausgeschlossen werden und bleibt bei manueller Handhabung als Handgerät auf ein Minimum beschränkt.

Claims (7)

1. Lötgerät zur Durchführung von Weichlötungen, bei dem das Weichlot per Hand der erwärmten Lötspitze zur Ver­ flüssigung, im Anschluß daran dem Lötort zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarität von Flüssig­ lot in einer axialen Bohrung (Kapillare) im Frontbereich einer als Injektor gestalteten Lötspitze mit Verflüssi­ gungszone zur Durchführung von tropffreien, lageunabhän­ gigen und automatisierbaren Lötarbeiten herangezogen wird.

2. Lötgerät nach Anspruch 1, bei welchem das Lot mit der Hand am lotbenetzten Außenbereich der Lötspitze aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmebeständiger, nichtmetallischer Schlauch (z. B. Kunststoff (PTFE)) die gezielte Heranführung des Lötdrahtes an die Verflüssi­ gungszone am inneren Ende der Kapillare übernimmt.

3. Vorrichtung zur Lötung gemäß Anspruch 1 und 2, bei der die Lotmenge allein durch die Handführung bestimmt wird, gekennzeichnet durch die Zuordnung einer Lötdrahtnachfüh­ rung für den Einhandbetrieb, auslösbar mittels Hebelme­ chanismus und/oder Reibrad, betätigbar durch eine Taste in Griffnähe.

4. Lötvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Lotinjektors, bestehend aus einem von einer Induktionsspule als Teil eines Parallel­ schwingkreises eines Generators eingefaßten und mit einer Kapillare versehenden Metallzylinder, hergestellt aus ei­ ner Legierung, deren Curie-Punkt im Bereich der gebräuch­ lichen Weichlöttemperaturen liegt und die nach Erreichen dieser Curie-Temperatur durch induktives Aufheizen ihre magnetischen Eigenschaften verliert und eine Temperatur­ stabilisierung durch Ausbleiben weiterer Entnahme der Wechselstromenergie kontaktlos bewirkt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen taktabhängigen Steuermechanismus bei einem auto­ matischen Lötbetrieb, der die gleichbleibende, vorein­ stellbare Lotmenge pro Lötung einer Folge und die Hub­ bewegungen des Lotinjektors zum Lötort bewirkt.

6. Lötgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lotinjektor aus hochwärmebeständigem, keramischem Aus­ gangsmaterial hergestellt ist, mit einer der metallisier­ ten Kapillare unmittelbar und eng umschließenden Heizung ausgestattet und von dem keramischen Werkstoff einge­ schlossen, ein Lötwerkzeug ohne nennenswerte Verschleiß­ erscheinung darstellt.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hubsteller den Hebelweg der Taste und damit die Do­ sierung der Lotmenge pro Lötung bestimmt.