DE3934161C2 - Einhand-Heißluftlötvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einhand-Heißluftlötvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus dem DE-GM 87 09 636.6 geht eine Vorrichtung zum Löten und Entlöten von oberflächenmontierten Bauelementen hervor, bei der am unteren Ende eines vertikal und horizontal beweglichen Kopfes eine Vakuumpinzette zur Halterung eines Bauelementes und zwei einander gegenüberliegende Heißluftdüsen angeordnet sind, die sich von dem genannten Kopf aus nach unten erstreckende Düsenrohre und am Ende der Düsenrohre angeord­ nete Düsenkörper mit Austrittsschlitzen für Heißluft besitzen, die auf die Anschlüsse des Bauelementes gerichtet sind.

Aus der DE 35 27 147 A1 geht eine Heißluft-Entlöteinrichtung hervor, die eine auswechselbare Spitze aufweist. Diese Spitze weist die Form eines rohrartigen Gliedes mit einem geraden Abschnitt auf, der in einen Kanal der Entlöteinrichtung ein­ schiebbar ist. Nach dem Einschieben wird die Spitze dann z. B. durch Festziehen eines Gewindestiftes gesichert.

In der DE-Literatur "Funkschau", 1986, Heft 16, Seite 56 "Lötwerkzeug: Heiße Luft?" ist ein Heißluft-Gerät der ein­ gangs genannten Art zum Löten und Entlöten beschrieben, bei dem unterschiedliche Vierfachdüsen mit der Hilfe einer Rohr­ schelle am Heißluft-Gerät befestigbar sind.

Ausgehend von einer derartigen Heißluft-Lötvorrichtung be­ steht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Ein­ hand-Heißluftlötvorrichtung zu schaffen bei der ein leichter Wechsel zwischen mehreren Heißluftdüsen möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Einhand-Heißluftlötvorrichtung durch die in dem kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Lötgerätes be­ steht darin, daß es sehr einfach mit nur einer Hand handhab­ bar ist, so daß ein schneller und einfacher Wechsel der Heiß­ luftdüsen möglich ist. Dadurch kann bei den aufeinanderfol­ genden Lötoperationen eine bauteilespezifische Anpassung ein­ fach vorgenommen werden, ohne daß kostbare Arbeitszeit verlo­ rengeht. Die unterschiedlichen Heißluftdüsen werden besonders bevorzugt in speziellen Halteeinrichtungen einer Wartestation derart bereitgehalten, daß sie durch einfaches Bewegen des Lötgerätes in einer Richtung an diesem befestigbar sind, ohne daß aufwendige Schraub- oder andere Befestigungsoperationen erforderlich sind. Umgekehrt können die Heißluftdüsen auch durch einfaches Bewegen des Lötgerätes in der genannten und einer weiteren Richtung in die Halteeinrichtungen der Warte­ stationen eingesetzt und vom Lötgerät entfernt werden. Dies bedeutet, daß die Handhabung der erfindungsgemäßen Einhand- Heißluftlötvorrichtung sowohl bei der Ausführung von Lötope­ rationen als auch beim Düsenwechsel mit nur einer Hand erfol­ gen kann.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß das er­ findungsgemäße Lötgerät so gestaltet ist, daß sein Gehäuse automatisch durch die dem Lötgerät zugeführte Luft gekühlt wird, so daß keine Verbrennungen entsehen können. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung der Handhabung des erfin­ dungsgemäßen Lötgerätes.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die vorliegende Einhand-Heiß­ luftlötvorrichtung;

Fig. 2 und 3 Schnitte entlang der Linien II-II bzw. III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine am Adapter befestigte Heißluftdüse und

Fig. 5 eine Weiterbildung der vorliegenden Einhand- Heißluftlötvorrichtung.

In der aus der Fig. 1 ersichtlichen Weise besteht das vor­ liegende Heißluft-Einhandlötgerät im wesentlichen aus einem Griffteil 1, einem daran befestigten Gehäuse 2, einem an der bei den Lötoperationen der zu bestückenden Leiterplatte zuge­ wandten Seite angeordneten Adapter 3, an dem verschiedene Heißluftdüsen 4 gemäß Fig. 4 befestigbar sind. Das Griffteil 1 weist vorzugsweise die Form eines Rohres auf, das seitlich an das Gehäuse 2 in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Weise angesetzt ist. Vorzugsweise ist das Griffteil 1 an die ge­ nannte Seite des Gehäuses 2 schräg angesetzt, so daß sich zwischen den Längsachsen des Griffteiles 1 und des Gehäuses 2 ein Winkel von beispielsweise etwa 40° ergibt. Am freien Ende des Griffteiles 1 ist eine flexible Druckleitung 5 befestigt, durch die Druckluft in das Innere des rohr­ förmigen Griffteiles 1 dicht einführbar ist. Außerdem verläuft durch das Griffteil 1 eine elektrische Lei­ tungsanordnung 6, die die für die Stromzufuhr der zur später näher beschriebenen Heizwendel erforderlichen Leitungen sowie die erforderlichen Verbindungsleitungen zu der Temperaturmeßeinrichtung 37 umfaßt.

Das Gehäuse 2 weist ein Außenrohr 9 auf, das aus einem schlecht wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus V2A- Stahl besteht und dessen der einen Seite abgewandtes offenes Ende durch ein Deckelteil 7 dicht abgeschlossen ist. Das Deckelteil 7 besteht ebenfalls aus einem schlecht wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus V2A-Stahl. Im Inneren des Gehäuses 2 befindet sich ein Rohr 8 derart, daß zwischen dem Außenrohr 9 und dem Rohr 8 ein ringförmiger Kanal 11 gebildet wird, der an der einen Seite des Gehäuses 2 dicht abgeschlossen ist und mit dem Inneren des Griffteiles 1 über eine Öffnung 10 in Verbindung steht, die sich in dem Außenrohr 9 im Ansatzbereich des Griffteiles 1 an das Außenrohr 9 befindet. An der anderen Seite wird der ringförmige Kanal 11 durch das Deckelteil 7 abgeschlossen. Im Inne­ ren des Rohres 8 befindet sich vom Rohr 8 beabstandet ein rohrförmiges Teil bzw. ein Innenrohr 12, derart, daß zwischen dem Innenrohr 12 und dem Rohr 8 ein weiterer ringförmiger Kanal 13 gebildet wird, in dem sich ein Wärme-Isoliermaterial 14, vorzugsweise ein Glimmermaterial, befindet. Dadurch wird der Innenraum des Innenrohres 12 von dem ringförmigen Kanal 11 im Hinblick auf eine Wärmeabstrahlung und/oder Wärmeleitung aus dem vom Innenrohr 12 umschlossenen Raum isoliert. Das Rohr 8 und das Innenrohr 12 bestehen ebenfalls aus einem schlecht Wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus V2A-Stahl. An der einen Seite ist in das Ende des Innenrohres 12 der Adapter 3 dicht derart eingesetzt, daß die Außenfläche des Adapters 3 an der Innenfläche des Innenrohres 12 anliegt. An der anderen Seite des Gehäuses 2 steht der Innenraum des Innenrohres 12 über Öffnungen 15 mit dem ringförmigen Kanal 11 in Verbindung. Vorzugsweise führen diese Öffnungen 15 ausgehend vom ringförmigen Kanal 11 in einem oberen Raum 16, der an das Deckelteil 7 angrenzt und mit dem Inneren des Innenrohres 12 in Verbindung steht. An dem Rohr 8 sind zweckmäßigerweise radial nach innen ragende Vor­ sprünge 17 vorgesehen, die das Innenrohr 12 konzentrisch zum Rohr 8 und von diesem beabstandet halten. Dieser Abstand wird an der einen Seite des Gehäuses 2 vorzugs­ weise dadurch eingehalten, daß das Ende des Rohres 8 entsprechend der Größe der Vorsprünge 17 nach innen in Richtung auf das Innenrohr 12 ragt. Es ist jedoch dafür Sorge getragen, daß die Enden der zum Rohr 8 ragenden Teile das Rohr 8 nicht berühren, so daß in diesem Bereich kein Wärmeübergang möglich ist. Durch die Vorsprünge 17 können Schrauben 17′ geführt sein, die zur Befestigung des Rohres 8 am Innenrohr 12 in diesem verschraubt sind.

Es ist denkbar, die Befestigung des Außenrohres 9 am Griffteil 1 dadurch zu bewirken, daß am Außenrohr 9 ein Rohrteil 9′ unter dem genannten Winkel befestigt wird, dessen freies Ende zur Befestigung am Griffteil 1, das rohrförmig ausgebildet ist, in dieses einfach eingeschoben wird.

Aufgrund der zuvor beschriebenen Ausgestaltung der vorliegenden Einhand-Heißluftlötvorrichtung strömt die durch die Druckleitung 5 in das Innere 19 des Griffteiles 1 eingebrachte Luft, über die Öffnung 10 in den ringförmigen Kanal 11, in dem ring­ förmigen Kanal 11 in der Richtung des Pfeiles 20 nach oben in Richtung auf das Deckelteil 7, und über die Öffnungen 15 wirbelförmig, beispielsweise über den Raum 16, in das Innere 21 des Innenrohres 12 (Pfeilrichtung 25). Der in das Innenrohr 12 dicht eingesetzte Adapter 3 weist ein komplementär zum Querschnitt des Innenrohres 12 ausgebildetes scheibenförmiges Teil 22 auf, in dem eine Reihe von sich in der Längsrichtung des Gehäuses 2 erstreckenden Durchgangsbohrungen 23, vorzugs­ weise eine mittige Bohrung 24 umgebend angeordnet sind. Durch die Durchgangsbohrungen 23 tritt die das Innere 21 des Innenrohres 12 in der Richtung des Pfeiles 25 durchströmende Luft in Richtung auf die am Adapter 3 gerade befestigte bzw. eingeschnappte Heißluftdüse 4. Die Anordnung der geschilderten Durchgangsbohrungen 23 und der Bohrung 24 geht insbesondere aus der Fig. 3 hervor. Das scheibenförmige Teil 22 des Adapters 3 ist in ein rohrförmiges Teil 26 dicht eingesetzt, das an dem einen Ende aus dem Innenrohr 12 bzw. über das Gehäuse 2 hinausragt und an dem ein Befestigungsflansch 27 angebracht ist, der vom rohrförmigen Teil 26 radial nach außen ragt. Die Querschnitte des rohrförmigen Teiles 26 und des Innenrohres 12 sind komplementär zueinander ausgebildet. An der zwischen dem Befestigungsflansch 27 und dem rohrförmigen Teil 26 gebildeten Schulter liegt nach dem Einsetzen des Adapters 3 in das Innenrohr 12 das freie Ende des Innenrohres 12 an. Dadurch wird erreicht, daß bei der Einsetzoperation der Adapter 3 automatisch in die richtige Lage gelangt, wenn das genannte freie Ende des Innenrohres 12 an der genannten Schulter anliegt. Das scheibenförmige Teil 22, das rohrförmige Teil 26 und der Befestigungsflansch 27 bestehen aus leitfähigen Materialien, vorzugsweise sind die Teile 22 und 26 und der Befestigungsflansch 27 einstückig aus Aluminium gefertigt. Im Befestigungsflansch 27 ist wenigstens eine radiale Bohrung 28 vorgesehen, in der sich ein Stift 29 befindet, der durch einen Energiespeicher 30 in Richtung auf den vom rohrförmigen Teil 26 und vom Befestigungsflansch 27 umschlossenen Raum 31 derart federnd vorgespannt wird, daß sein freies Ende in den genannten Raum hineinragt. Vorzugsweise weist der Energiespeicher (Feder) 30 die Form einer Federstange auf, deren eines Ende am Griffteil 1 befestigt ist und deren anderes Ende derart abgebogen ist, daß es federnd gegen einen mit dem Stift 29 verbundenen Kopf 32 drückt, der außerhalb der Bohrung 28 am Befestigungsflansch 27 anliegt. Dies bedeutet, daß der Stift 29 gegen die von der Feder 30 ausgeübte Kraft derart bewegbar ist, daß das in den Raum 31 hineinragende Ende des Stiftes 29 aus dem Raum 31 in die Bohrung 28 hineingedrückt wird. In der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise sind die verschiedenen, bauteilespezifischen Heißluftdüsen 4 vorteilhafterweise jeweils so ausgebildet, daß sie mit einem Endteil 33, das an die Innenfläche des rohrförmigen Teiles 26 und gegebenenfalls des Befestigungsflansches 27 angepaßt ist, in den Raum 31 derart einschiebbar sind, daß die Außenfläche des Endteiles 33 dicht an den Innenflächen des rohrförmigen Teiles 26 und des Befestigungsflansches 27 anliegt. In dem Endteil 33 ist eine vorzugsweise ringförmige Vertiefung 34 vorgesehen, in die das in dem Raum 31 hineinragende Ende des Stiftes 29 zur Befestigung der Heißluftdüse 4 an dem Adapter 3 eingrei­ fen kann, wobei der Stift 29 und die Vertiefung 34 eine Art Schnappverbindung bilden. Es wird darauf hingewiesen, daß auch andere Verbindungen denkbar sind. Beispielsweise kann in der Bohrung 28 eine durch eine Schraubenfeder oder einen Federring vorgespannte Kugel angeordnet sein, die in die Vertiefung 34 eingreifen kann. Es ist auch denkbar, die Vertiefung im Adapter 3 (bzw. im Befestigungsflansch 27) und den Stift bzw. die Kugel an der Heißluftdüse 4 (bzw. im Endteil 33) vorzusehen.

Im Inneren, vorzugsweise im Zentrum des Inneren des Innenrohres 12 befindet sich ein Isolierstab 35, der vorzugsweise aus Keramik besteht und auf den eine Heizwendel 36 aufgewickelt ist, die vorzugsweise als Heizeinrichtung zur Aufheizung der zugeführten Luft dient. Vorzugsweise ist die Heizwendel 36 derart aufge­ wickelt, daß ihre Windungen den Zwischenraum zwischen dem Isolierstab 35 und dem Innenrohr 12 ausfüllen und sogar am Innenrohr 12 anliegen. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Luftverwirbelung im genannten Zwischenraum und zudem eine Wärmeleitung auch über das Innenrohr 12 und den Adapter 3 zur Heißluftdüse 4. Dies bedeutet, daß der Heißluftdüse 4 neben dem Wärmetransport durch die Heißluft auch Wärme über die genannte Wärmebrücke 36, 12, 3 zugeführt wird. Der Heizwendel 36 wird die für die Heizoperation erfor­ derliche Energie über die nicht dargestellten Verbin­ dungsleitungen zugeführt, die zweckmäßigerweise durch das Griffteil 1 verlaufen. Im Bereich des Gehäuses 2 sind diese Leitungen vorzugsweise spiralförmig durch den Raum zwischen den Rohren 8 und 9 geführt. Dadurch wird erreicht, daß die Zuluft im genannten Raum in der Umfangsrichtung strömt. Vorzugsweise befindet sich am einen Ende des Isolierstabes 35 die Meßeinrichtung 37 derart, daß sie in die Bohrung 24 hineinragt. Da­ durch wird der Isolierstab 35 gleichzeitig zentrisch justiert. Als Temperaturmeßeinrichtung ist beispiels­ weise ein elektrischer Fühler vorgesehen, dessen elek­ trische Zuleitungsdrähte vorzugsweise durch das Innere des Isolier­ stabes 35 geführt sind.

Um einen vorgegebenen Abstand zwischen der Heißluftdüse 4 und der Oberfläche einer Leiterplatte 40 automatisch auf­ recht erhalten zu können, was für die Herstellung repro­ duzierbarer Verhältnisse bei den Lötoperationen von Bedeutung ist, ist an der Heißluftdüse 4 vorzugsweise ein Abstandshalter 41 befestigt, der die Form eines über die Heißluftdüse 4 hinausragenden Stabes aufweist (Fig. 4).

Vorzugsweise werden die bauteilespezifischen Heißluft­ düsen 4 in einer Wartestation bereitgehalten, die in der aus der Fig. 5 ersichtlichen Weise mehrere Halteein­ richtungen 50 aufweist, die jeweils parallel zueinander verlaufende Stäbe 51, 51 aufweisen, deren eine Enden an einem Gehäuseteil 52 der Wartestation befestigt sind. Die einzelnen Heißluftdüsen 4 weisen in der aus der Fig. 4 ersichtlichen Weise jeweils eine Umfangsnut 53 auf, in die die Stäbe 51, 51 einer Halteeinrichtung 50 eingeschoben werden, wenn die Heißluftdüse 4 in der Halteeinrichtung 50 abgesetzt wird. Zur Entnahme ist es lediglich erforderlich, die mit einer Hand gehaltene Einhand-Heißluftlötvorrichtung so in der Längsrichtung des Gehäuses 2 zu bewegen, daß das über die Halteeinrichtung 50 nach oben hinausragende Endteil 33 der Heißluftdüse 4 in den Raum 31 des Adapters 3 soweit eingeschoben wird, bis der federnde Stift 29 in die Vertiefung 34 arretierend eingreift und die Heißluftlötvorrichtung dann in der Richtung der Stäbe 51 zu bewegen, um die Heißluftdüse 4 aus der Halteeinrichtung 50 zu entnehmen. Das Ablegen der Heißluftdüse 4 in der Halteeinrichtung 50 erfolgt in der umgekehrten Weise. Anstelle der Umfangsnut 53 kann die Heißluftdüse 4 z. B. auch einen ringförmigen Vorsprung aufweisen, der in Nuten zweier voneinander beabstandeter Führungsschienen eingreifen kann, die die Halteeinrichtung bilden.

Allgemein kommt es darauf an, zwischen der Halteeinrichtung 50 und einer Heißluftdüse 4 einen lösbaren Formschluß herstellen zu können.

Claims (12)

1. Einhand-Heißluftlötvorrichtung mit einem Gehäuse (2), wobei an einem rohrförmigen Teil (12) des Gehäuses (2) mit der Hilfe einer ersten Befestigungseinrichtung (29, 34) eine Heißluftdüse (4) auswechselbar befestigbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Heißluftdüse (4) eine zweite Befesti­ gungsvorrichtung (53) zu ihrer Befestigung in einer Wartesta­ tion für mehrere Heißluftdüsen (4) aufweist, welche bei einer Bewegung der Heißluftvorrichtung in eine Richtung in einer Halteeinrichtung (50) der Wartestation befestigbar und bei einer Bewegung in die entgegengesetzte Richtung aus der Hal­ teeinrichtung (50) entnehmbar ist, und daß die erste Befesti­ gungseinrichtung (29, 34) durch Aufschieben des rohrförmigen Teiles (12) auf die Heißluftdüse (4) verriegelbar und durch Aufbringen einer entgegen der Aufschiebrichtung wirkenden Kraft lösbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiges Teil (26) eines Adapters (3), in den ein Endteil (33) der Heißluftdüse (4) einsetzbar ist, in das rohrförmige Teil (12) des Gehäuses (2) direkt einschiebbar ist und daß der Adapter (3) ein sein rohrförmiges Teil (26) an der dem rohrförmigen Teil (12) des Gehäuses (2) zugewandten Seite abschließendes scheibenförmiges Teil (22) mit Durchgangsbohrungen (23) aufweist, über die die Heißluft vom Inneren des rohrförmigen Teiles (12) des Gehäuses (2) zur Heißluftdüse (4) abgebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Befestigungseinrichtung (29, 34) eine Schnappverbindungseinrichtung ist, die zwischen dem Adapter (3) und dem Endteil (33) wirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappverbindungseinrichtung ein durch einen Ener­ giespeicher (30) vorgespanntes Teil (29) aufweist, das in dem Adapter (3) angeordnet ist und in Richtung auf das Endteil (33) vorgepannt wird, derart, daß es teilweise in eine Vertiefung (34) des Endtteiles (33) einschnappt, wenn die das Endteil (33) aufweisende Heißluftdüse (4) in den Adapter (3) eingesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappverbindungseinrichtung ein durch einen Energiespeicher (30) vorgespanntes Teil (29) aufweist, das in dem Endteil (33) angeordnet ist und in Richtung auf den Adapter (3) vorgespannt wird, derart, daß es teilweise in eine Vertiefung des Adapters (3) einschnappt, wenn die das Endteil (33) aufweisende Heißluftdüse (4) in den Adapter (3) eingesetzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgespannte Teil (29) die Form eines Stiftes oder einer Kugel aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) an seiner der Heißluftdüse (4) zugewandten Seite einen über das Endteil (33) nach außen hin­ ausragenden Befestigungsflansch (27) aufweist, in dem das Teil (29) (die Vertiefung) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluftdüse (4) einen über das Endteil (33) nach außen hinausragenden Bereich aufweist, der mit den Endteil (33) eine Schulter bildet, die an dem Befestigungsflansch (27) anliegt, wenn die Schnappverbindungseinrichtung geschlossen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Befestigungsvorrichtung am Um­ fang des über den Adapter (3) hinausragenden Bereiches der Heißluftdüse (4) eine Umfangsnut (53) vorgesehen ist, in die zwei parallele, von­ einander beabstandete Stäbe (51) eingreifen können, die die Halteeinrichtung (50) für die Heißluftdüse (4) bilden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Befestigungsvorrichtung am Um­ fang des über den Adapter (3) hinausragenden Bereiches der Heißluftdüse (4) ein ringförmiger Vorsprung vorgesehen ist, der in Nuten zweier voneinander beabstandeter, paralleler Führungsschienen eingreifen kann, die die Halteeinrichtung (50) für die Heißluftdüse (4) bilden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (26), das scheiben­ förmige Teil (22) und der Befestigungsflansch (27) aus einem wärme­ leitfähigen Material bestehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Aluminium ist.