DE3722726A1 - Geheizter stempel - Google Patents

Geheizter stempel

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Description

Die Erfindung besteht aus einem oder mehreren die Wärme abgebenden Stempeln zum Erwärmen eines oder mehrerer Teile, wie es für zum Wärmebehandeln eines oder mehrerer anderer Teile und für Aufgaben zum Verbinden von Teilen z.B. durch Schweissen, Löten oder Kleben verwendet wird. Dieser Stempel ist mit einem oder mehreren Haltern ausgeführt und kann beweglich oder starr in einer Vorrichtung montiert sein.
Die Wärme kann entweder durch Strahlung oder durch einen durch Krafteinwirkung entstehenden direkten thermischen Kontakt auf eines oder auf mehrere Teile abgegeben werden oder mit/über einem weiteren Medium, so z.B. ein den Wärmebehandlungsvorgang fördernden Flussmittel oder anderen Flüssigkeit.
Ferner kann ein derartiger Stempel entweder zeitlich kontinuierlich seine Wärme abgeben oder durch verschiedene äussere Kriterien für eine bestimmte Zeit auf eine Temperatur geheizt werden. Dies ist üblicherweise z.B. bei Erreichen der voreingestellten Kraft der Fall. Weitere Angaben sind in dem Fachartikel "Elektronik Heft 25/1986 Seite 57" und "Heft 4/82, Seite 95" aufgeführt.
Verschiedene Verfahren sind bekannt, um einen derartigen Stempel auf eine voreinstellbare Temperatur zu heizen. Hier seien ein heisses Gas als thermische Energiequelle erwähnt und auch ein zusätzlicher elektrisch geheizter Widerstand, der seine Wärme auf diesen Stempel abgeben kann. Auch Strahlungwärme ist für dieses Verfahren geeignet.
Für das hier beschriebene Verfahren ist besonders die direkte Erwärmung durch einen elektrischen Strom vorteilhaft, der durch den Stempel fliesst. Damit wird eine impulsweise Erwärmung bekannterweise besonders einfach möglich und die Zeit für den Temperaturanstieg an der die Wärme abgebenden Fläche erheblich reduziert.
Ein bekannter Stempel (28 48 519) besteht aus einem Heizwiderstand in der mechanischen Grundform eines "U"s, wobei zwei oder mehr angeschraubte oder angeschweisste Halter die die Wärme abgebende Fläche mechanisch halten und auch gleichzeitig zum Zuführen des für Heizung erforderlichen Stromes dienen. Ein derartiger Stempel kann z.B. aus Blech gebogen sein (P 31 44 048.7, P 31 37 859.5 und P 31 37 860.9), oder aber aus einem vollen Material ausgearbeitet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärme auch auf solche Teile zu übertragen, die empfindlich gegenüber der Einwirkung einer Kraft sind und trotzdem die Vorteile des oben geschilderten Verfahrens anzuwenden. Wird z. B. auf ein rundes Teil eine Kraft ausgeübt, so ist die spezifische Flächenkraft an der Berührungstangente stets unendlich hoch und kann dadurch andere Teile beschädigen, besonders wenn es sich hier um dünne Schichten handelt auf wenigstens einem der Teile handelt.
Ferner kann eine Unterlage 6 aus einem nicht unbedingt für diesen Vorgang geeignetem Material bestehen, so z.B. wärmeempfindlich sein oder eine nicht genügende mechanische Festigkeit haben.
Üblicherweise werden derartige Teile nicht mit diesem Verfahren verarbeitet oder aber es wird ein Kompromiss mit den oben geschilderten Nachteilen eingegangen. Hierbei werden gewisse Beschädigungen hingenommen und Grenzen der Ausbeute berücksichtigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die die Wärme abgebende Fläche 3 auf die Teile 4 und 5 keine oder kaum eine Kraft durch den Stempel 2 ausübt. Dies wird dadurch erreicht, dass sich der Stempel mit einem mechanischen Anschlag 7 gegenüber den Teilen bewegt und dadurch die einwirkende Kraft F nicht unmittelbar und voll auf die Teile einwirken kann.
Die nachfolgenden Abbildungen veranschaulichen diesen Vorgang.
Fig. 1 zeigt den üblichen Vorgang, bei dem ein Teil 4 durch Einwirkung einer Kraft F über den Stempel 2 mit den Haltern 1 auf ein Teil 5 gepresst wird. Die Auflage 6 kann aus einem temperaturempfindlichen Material sein, so aus einem üblichen Leiterplattenmaterial. 4 kann hier ein runder Draht sein, der auf die Metallisierung der Leiterplatte 5 aufgelötet werden soll. Das dafür erforderliche Verbindungsmaterial ist hier aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemässe Ausführung, bei der sich der Stempel 2 mit einem Arm 8 über einen Anschlag 7 nur auf einen mechanischen Anschlag 7 a bewegen kann. Die Teile 4 und 5 sind über die gemeinsame Auflage 9 mit dem Anschlag 7 a verbunden. Durch diese Anordnung wird verhindert, dass die Kraft F die hier als Beispiel dargestellten litzenförmigen Drähte 4 nicht zusammenquetschen und beschädigen. Die Wärme zur Behandlung der Teile wird von der die Wärme abgebenden Fläche 3 mit dem hier dargestellten Verbindungsmittel Lot 4 a auf die Teile übertragen.
Fig. 3 zeigt eine mögliche praktische Ausführung. Hierbei wird das Teil 4 mit dem Stempel 3 auf das Teil 5 gepresst mit einer Kraft F, wobei der Weg es Stempels erfindungsgemäss mit einen oder mehreren Stegen 10 gegenüber dem Teil 5 begrenzt ist. Zusätzlich hat der Stempel 2 erfindungsgemäss noch eine Formgebung 2 a, um das Teil 4 zu führen.
Hier ist eine thermische Isolation 11 an einem oder mehreren Anschlägen dargestellt, sodass eine möglicherweise von dem Stempel ausgehende Erwärmung nicht auf die Teile übertragen wird bzw. eine umgekehrte Beeinflussung entsteht. Dies kann auch durch Formgebung der Stellen 11 erreicht werden, so durch eine massivere Ausführung, die thermisch Träger ist.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausbildung der Ausführung. Hier können in den/dem Halter 1 bewusst Querschnittsänderungen vorgenommen werden, um durch den elektrischen Stromfluss an diesen Stellen eine mögliche Temperaturerhöhung/Änderung zu erreichen und erfindungsgemäss wenigstens eines der Teile zusätzlich über die Einwirkung der Kraft F zu erwärmen. Erfindungsgemäss kann diese Einwirkung an einer oder an mehreren Stellen erfolgen und auf mehrere Teile erfolgen.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung der Begrenzung der Bewegung des Stempels 2 mit den Haltern 1 über den Steg 14, der unmittelbar mit dem Stempel 2 verbunden ist. Der kraftschlüssige Anschlag 16 kann auf das Teil 5 über die Linie 18 einwirken oder auf die Auflage 6 über die dargestellte Linie 17.
Zur Verringerung möglicher Temperaturbeeinflussung gegenseitig kann der Steg 14 mit Querschnittsänderungen 15 versehen werden, die einen höheren thermischen Widerstand darstellen. So ist auch eine Formgebung nach Fig. 7 mit den Durchbrüchen 20 a möglich, die eine hohe mechanische Festigkeit repräsentieren. Der Fuss 20 sichert eine grosse Auflage und verringert die spezifische Kraft gegenüber Teilen, verringert die übertragbare Wärme und vergrössert die Positioniertoleranzen.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Steg 14 nicht in den Heizkreis des Stempels 2 eingeschlossen ist und dadurch praktisch nicht erwärmt wird. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Halter 1 über einen Schlitz 18 oder ähnlicher thermischer Isolation von dem Steg 14 getrennt ist. Ferner kann der Steg 14 noch weiter Querschnittsänderungen 20 enthalten bzw. wie in Fig. 5 und 7 dargestellt, um eine gegenseitige Beeinflussung zu der Auflagefläche 21 zu verringern. Auch die Möglichkeiten einer zusätzlichen thermischen und elektrischen Isolation nach Fig. 3 11 sind hier möglich.
Fig. 8 zeigt andere mögliche Anordnungen dieser mechanischen Begrenzungen. Hier sind diese Begrenzungen 26, 25 und 28 erfindungsgemäss innerhalb der die Wärme abgebenden Flächen 3 angeordnet. Auch hier sind die Möglichkeiten der Anwendung thermisch und elektrisch isolierender Zusätze nach Fig. 3 gegeben.
Die mechanischen Begrenzungen können verschiedene Querschnitte haben und auch verschieden direkt in dem Stempel 2 angeordnet sein. So kann nach 25 ein zusätzliches Teil angeordnet sein, dass auch unterschiedliche mechanische und thermische Eigenschaften hat. Ferner kann eine Temperaturbeeinflussung der Begrenzung 28 durch Änderungen des Querschnittes 29 am Stempel 2 erreicht werden.

Claims (18)

1. Geheizter Stempel 2 mit einer oder mehreren die Wärme abgebenden Flächen 3, mit einem oder mehreren Haltern 1, dadurch gekennzeichnet dass die Abgabe der Wärme auf die Teile 4, 5 durch eine Begrenzung des Weges gegenüber die Teile 4, 5 mit einem oder mehreren vorzugsweise mechanischen Anschlag(en) 7, 8 erfolgt.
2. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel 1 mit einer Impulsheizung arbeitet, wobei der Wärmeimpuls nach dem Erreichen der Kraft über den Anschlag 7 usw. ausgelöst wird.
3. Stempel nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel eine vorgegebene Temperatur hat, die sich nach dem Erreichen der Kraft ändert.
4. Stempel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag ausserhalb des thermischen Einflusses 8, 14 angeordnet ist.
5. Stempel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Anschlag als Steg 26, 25, 28 direkt an einer oder an mehreren Stellen innerhalb der Stempelfläche angeordnet ist.
6. Stempel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Steg(e) aus einem elektrisch und/oder thermisch anders leitendem Material besteht 25, 11.
7. Stempel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anschläge mit einem hohen thermischen Widerstand 15, 19, 20 a ausgestattet sind.
8. Stempel nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anschläge 7, 16, 20, 21, 26, 25, 28 auf einer oder mehreren gemeinsamen Unterlagen 9 mit den Teilen 4 und 5 zusammentreffen.
9. Stempel nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anschläge 12, 13, 13 a gleichzeitig noch eine thermische Energie auf die Teile 4 und 5 ausüben.
10. Stempel nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Stempel 2 mit wenigstens einer zusätzlichen Formgebung 2 a ausgestattet sind, um das/die Teile 4, 5 gleichzeitig zu positionieren.
11. Stempel nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport der Wärme des Stempels 1 oder des Anschlages 7 usw. und/oder des Anschlages 13 a mit einem wenigstens teilweise wirkenden Medium 4 a erreicht wird.
12. Stempel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag eine berührungslose Abtasteinrichtung ist.
13. Stempel nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag justierbar ist.
14. Stempel nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag kraftempfindlich ausgestattet ist.
15. Stempel nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche andere Einflüsse diesen Anschlag beeinflussen, so eine Temperatur, ein Weg, Abmessungen der Teile und des Mediums 4 a.
16. Stempel nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag unterschiedliche Temperaturen zu den Stempeln hat.
17. Stempel nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Anschlag getrennte Regelkreise für die Temperature(n) hat.
18. Stempel nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Stempel mehr als einen einem Anschlag hat, die auch von unterschiedlichen Kriterien gesteuert werden.
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