DE4216075A1 - Einrichtung zur Erzeugung eines konstanten Gasstromes vorbestimmter Größen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines konstanten Gasstromes vorgegebener Größe nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-OS 39 42 650 geht ein manuell handhabbares Gerät hervor, bei dem die Heißluft für eine Heißluft-Löteinrich­ tung durch eine Kolben/Zylinder-Anordnung erzeugt wird, die einen Arbeitsraum bildet, der bei einer durch eine Antriebseinrichtung bewirkten Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Zylinder vergrößerbar oder verkleinerbar ist, wobei die Löteinrichtung mit dem Arbeitsraum verbunden ist. Zur Drucklufterzeugung wird die im Arbeitsraum befind­ liche Luft bei einer den Arbeitsraum verkleinernden Kolben­ bewegung komprimiert. Um bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens in jeder Richtung Druckluft erzeugen zu können, kann ein weiterer Arbeitsraum an der dem einen Arbeitsraum gegenüberliegenden Seite des Kolbens vorgesehen sein, wobei die Löteinrichtung auch mit dem weiteren Arbeitsraum ver­ bunden ist und verschiedene Ventile vorgesehen sind, die so gesteuert werden, daß der Arbeitsraum oder der weitere Ar­ beitsraum dann mit dem Lötgerät verbunden ist, wenn die in ihm befindliche Luft durch die Kolbenbewegung komprimiert wird, und daß der dann jeweils andere Arbeitsraum von der Löteinrichtung getrennt ist und belüftet wird.

Ein Problem einer derartigen Drucklufterzeugung besteht darin, daß sie zum einen äußerst kompliziert und aufwendig aufgebaut und daher nur relativ teuer herstellbar ist, und daß andererseits ohne zusätzliche Regelmechanismen mit Druckfühlern oder Zeitgliedern die Bereitstellung eines ge­ regelten Luftstromes unterschiedlicher Größen nicht möglich ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Einrichtung zur Erzeugung eines konstanten Gasstromes anzugeben, die sehr einfach aufgebaut und herstellbar ist und mit der in einem vorgegebenen Bereich und vorbestimmten Inkrementen Gasströme unterschiedliche Größen erzeugbar sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung zur Erzeugung ei­ nes geregelten Gasstromes der eingangs genannten Art ge­ löst, die durch die in dem kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruches 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß sie im wesentlichen aus einfachen auf dem Markt verfügbaren Elementen, wie Ventilen und Festdros­ seleinrichtungen sowie einer elektronischen Steuereinheit, z. B. einem Mikrocomputer, aufgebaut ist, und daß durch ein­ fache Ansteuerung von Ventilen in Abhängigkeit von an der Steuereinheit eingestellten Sollwerten in kleinen Schritten verschiedene Größen von Gasströmen einstellbar und erzeug­ bar sind. Dabei sind z. B. bei der Anordnung von nur vier Ventilen Gasströme sechzehn unterschiedlicher Größen ein­ stellbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zu der Erfindung führten die folgenden Überlegungen. Ausge­ hend von einer bekannten analog geregelten Einrichtung zur Erzeugung eines geregelten Gasstromes vorbestimmter Größe soll eine äußerst einfache Einrichtung geschaffen werden, bei der keine analog wirkenden Regelglieder erforderlich sind und die durch eine elektronische Steuereinheit steuer­ bar ist. Zu diesem Zweck können ausgehend von einem kon­ stanten Druck einer Druckluftversorgung konstante Gasströme unterschiedlicher Größen dadurch erzeugt werden, daß zwi­ schen dem konstanten Druck und einen Verbraucher mehrere Zweige parallel geschaltet werden, die jeweils aus einer Reihenschaltung einer handelsüblichen Festwertdrossel und eines handelsüblichen Ventiles bestehen, wobei die Ventile jeweils so schaltbar sind, daß sie den entsprechenden Zweig mit dem Druck der Druckluftversorgung verbinden oder von diesem trennen. Die Drosseleinrichtungen weisen vorzugs­ weise unterschiedliche, bekannte Querschnitte auf, die bei Anlegen des Druckes der Druckluftversorgung, bei nahezu freiem Ausströmen an der Verbraucherseite zu bestimmten Gasströmen führen. Diese Gasströme können durch selektives Betätigen der Ventile zum Verbraucher geführt werden. An diesen wird daher die Summe der Gasströme der betätigten Ventile angelegt. Durch entsprechende Auswahl der Drossel­ einrichtungen kann erreicht werden, daß in einem vorgegebe­ nen Gasstrombereich in vorbestimmten Inkrementen beliebige, konstante Gasströme digital auswählbar sind, ohne daß kom­ plizierte Regelglieder erforderlich sind.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit der Figur erläutert. In dieser ist mit 1 eine Druckquelle bezeichnet, die z. B. einen Druckregler aufweist, an dessen Eingang 11 ein in etwa konstanter Druck P_Eingang einer Druckversorgungsquelle anliegt. Beispiels­ weise beträgt der Druck am Eingang 11 etwa 8 bar. Aus dem am Eingang 11 anliegenden Druck erzeugt der Druckregler der Druckquelle 1 einen reduzierten, gleichbleibenden Druck am Ausgang 12. Beispielsweise beträgt der reduzierte Druck 3,5 bar.

Der Ausgang 12 ist über eine Leitung 2 mit mehreren, bei­ spielsweise parallelen Zweigen verbunden, die jeweils ein Ventil und eine Festdrosseleinrichtung in Reihe enthalten. Genauer gesagt sind der Eingang 31 des Ventiles 3, der Ein­ gang 41 des Ventiles 4, der Eingang 51 des Ventiles 5 und der Eingang 61 des Ventiles 6 mit der Leitung 2 verbunden. Bei den Ventilen 3, 4, 5 und 6 handelt es sich um Ventile, die in ihrer einen, in der Figur dargestellten Stellung je­ weils den Eingang 31, 41, 51 bzw. 61 nicht mit dem Ausgang 32, 42, 52 bzw. 62 des Ventiles 3, 4, 5 bzw. 6 verbinden und die in ihrer anderen Stellung den Eingang 31, 41, 51 bzw. 61 mit dem Ausgang 32, 42, 52 bzw. 62 verbinden. Die Ventile 3, 4, 5 und 6 sind elektromagnetisch zwischen den beiden genannten Stellungen verstellbar, wobei vorzugsweise in der entregten Stellung eines Stellmagneten die genannten Eingänge 31, 41, 51, 61 jeweils nicht mit den entsprechen­ den Ausgängen 32, 42, 52, 62 verbunden sind. Der Ausgang 32 des Ventiles 3 ist mit dem Eingang 71 einer Drosseleinrich­ tung 7 verbunden. In der entsprechenden Weise sind der Aus­ gang 42 des Ventiles 4 mit dem Eingang 81 einer Drosselein­ richtung 8, der Ausgang 52 des Ventiles 5 mit dem Eingang 91 einer Drosseleinrichtung 9 und der Ausgang 62 des Venti­ les 6 mit dem Eingang 101 einer Drosseleinrichtung 10 ver­ bunden. Der Ausgang 72 der Drosseleinrichtung 7, der Aus­ gang 82 der Drosseleinrichtung 8, der Ausgang 92 der Dros­ seleinrichtung 9 und der Ausgang 102 der Drosseleinrichtung 10 sind über eine Leitung 11 mit einem Verbraucher 4, vor­ zugsweise einer Heißluft-Löteinrichtung verbunden.

Bei den Drosseleinrichtungen 7, 8, 9 und 10 handelt es sich vorzugsweise um Festdrosseln, mit denen unterschiedliche Luftströme erzeugbar sind. Beispielsweise ist mit der Dros­ seleinrichtung 7 ein Luftstrom von 1 l/min, mit der Drosseleinrichtung 8 ein Luftstrom von 2 l/min, der Drosseleinrichtung 9 ein Luftstrom von 4 l/min und der Drosseleinrichtung 10 ein Luftstrom von 8 l/min erzeugbar.

Dabei ergeben sich die genannten Strömungsmengen in Abhän­ gigkeit von dem an der Leitung 2 anliegenden Druck und den Querschnitten der Drosseleinrichtung 7, 8, 9 und 10.

Die Drosseleinrichtungen 7, 8, 9 und 10 können bevorzugt so ausgebildet sein, daß sie auf ihre Stromwerte kalibrierbar sind.

Die Ventile 3, 4, 5 und 6 sind über Leitungen 30, 40, 50, 60 mit Eingängen 53, 54, 55, 56 einer elektronischen Steuereinheit 5, z. B. eines Mikroprozessors verbunden. Der Steuereinheit 5 sind an einer Eingabeeinrichtung 57, Soll­ werte, z. B. aus einem Programmspeicher, für die gewünschten Druckluftströme eingebbar. Im Programmspeicher enthaltene Lötprogramme beinhalten z. B. definierte Druckluftströme für eine eine bauelementeschonende Arbeitsweise. Dabei ent­ sprechen die eingebbaren Luftströme denjenigen Werten, die durch selektive Ansteuerung wenigstens eines der Ventile 3, 4, 5 und 6 oder mehrerer dieser Ventile erzeugbar sind.

Wenn sich besonders bevorzugt die Luftströme der vorhandenen Drosseleinrichtungen voneinander unterscheiden und abgesehen von der den kleinsten Luftstrom erzeugenden Drosseleinrichtung jede andere Drosseleinrichtung den doppelten Luftstrom einer anderen Drosseleinrichtung erzeugt, sind in dem erreichbaren Lufstrombereich Luftströme von Größenabständen möglich, die dem Luftstrom der kleinsten Drosseleinrichtung entsprechen. Vorzugsweise sind, wie oben schon angedeutet, durch die Drosseleinrichtungen 7, 8, 9 und 10 Luftströme in der Größe von 1 l/min, 2 l/min, 4 l/min bzw. 8 l/min erzeugbar.

Aufgrund dieser Dimensionierungen der Drosseleinrichtungen 7 bis 10 sind in vorgegebenen Inkrementen von 1 l/min alle möglichen Druckluftströme der Werte 0 (alle Ventile geschlossen), 1, 2, 3, . . . 14 und 15 (alle Ventile ge­ öffnet) l/min erzeugbar. Beispielsweise werden zur Erzeu­ gung eines Druckluftstromes von 5 l/min die Ventile 3 und 5 durch den Mikroprozessor 5 in ihre anderen Stellungen ge­ schaltet. Zur Erzeugung eines Druckluftstromes von 13 l/min werden beispielsweise die Ventile 6, 5 und 3 in ihre ande­ ren Stellungen geschaltet.

Je nach Bedarf können mehr oder auch weniger als die vier dargestellten Ventile und Drosseleinrichtungen vorgesehen werden.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Erzeugung eines konstanten Gasstro­ mes einer vorbestimmten Größe an einem Verbraucher (4) aus dem Druck einer einen konstanten Druck bereitstellenden Druckquelle (1), dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere zwischen die Druckquelle (1) und den Verbraucher (4) schaltbare, parallele Zweige mit jeweils einer Reihenschaltung aus einem Ventil (3, 4, 5, 6) und einer Drosseleinrichtung (7, 8, 9, 10) aufweist, daß die Ventile (3, 4, 5, 6) in einer Stellung für den Druck der Druckquelle (1) geöffnet und in der anderen Stellung für diesen Druck geschlossen sind, und daß die Ventile (3, 4, 5, 6) der Zweige selektiv durch eine elektronische Steuereinheit (5) in Abhängigkeit von einem dieser an einer Eingabeeinrichtung (57) eingegebenen Sollwert öffenbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Luftstrom der Drosseleinrichtung (8) eines zweiten Zweiges doppelt so groß ist, wie der Luftstrom der Drosseleinrichtung (7) eines ersten Zweiges, daß der Luftstrom der Drosseleinrichtung (9) eines dritten Zwei­ ges doppelt so groß ist, wie der Luftstrom der Drossel­ einrichtung (8) des zweiten Zweiges usw . . 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vier Zweige vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Luftstrom der Drosseleinrichtung (7) des er­ sten Zweiges 1 l/min beträgt, daß der Luftstrom der Dros­ seleinrichtung (8) des zweiten Zweiges 2 l/min beträgt, daß der Luftstrom der Drosseleinrichtung (9) des dritten Zweiges 4 l/min beträgt und daß der Luftstrom der Drosseleinrichtung (10) des vierten Zweiges 8 l/min be­ trägt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch qekennzeichnet, daß der Verbraucher (4) eine Heiß­ luft-Löteinrichtung ist.