DE4238100B4

DE4238100B4 - Lötkolben

Info

Publication number: DE4238100B4
Application number: DE4238100A
Authority: DE
Inventors: Ernst Wolf
Original assignee: Wolf Ernst Dr-Ing
Current assignee: Wolf Ernst Dr-Ing
Priority date: 1991-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: DE4238100A1

Abstract

Lötkolben mit
– einem Griffstück,
– einem Lötkolbenelement, das gegenüber dem Griffstück in Richtung seiner Längsachse gegen die Kraft eines Vorspannelements verschiebbar gelagert ist,
– einer Lötdrahtzuführung, die einen Lötdraht in den Bereich der Lötspitze des Lötkolbenelements fördert, und
– einer Steuereinheit, an der das Ausgangssignal eines Weg- oder Kraftsensors anliegt, der die Relativverschiebung der Lötspitze relativ zum Griffstück bzw. die Anpreßkraft der Lötspitze an einer Lötstelle erfaßt, und die in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Sensors den Lötdraht-Vorschub steuert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere handgeführten Lötkolben, der mit einer selbsttätigen Lötdraht-Zuführung versehen ist.

Aus der DE 40 19 954 A1 ist eine automatische Gaslötschweißmaschine zum Gaslötschweißen von Metallelementen bekannt, mit einem Roboter, einem Gaslötschweißkopf, der vom Roboter getragen ist, und einer Messfühleinrichtung zum Ermitteln der Position der zu schweißenden Elemente und zum nachfolgenden Ausrichten des Kopfes. Diese Maschine ist dazu geeignet, bestimmte Arbeitsschritte beim Verbinden von rohrförmigen Metallelementen nicht mehr manuell durch Arbeitskräfte sondern maschinell auszuführen. Für Lötkolben insbesondere handgeführte Lötkolben mit selbsttätiger Lötdrahtzuführung ist die Lösung nach der DE 40 19 954 A1 nicht anwendbar. Auch sind Teile dieser Lösung nicht für das Einsatzgebiet handgeführter Lötkolben anwendbar.

Bei Lötkolben mit selbsttätiger Lötdraht-Zuführung besteht das Problem, in einfacher Weise den Vorschub des Lötdrahtes zu steuern, ohne daß die Bedienungsperson irgendwelche Schalter oder sonstige Bedienelemente betätigen müßte oder an einen starren Zeitablauf bei zeitgesteuertem Vorschub des Lötdrahtes gebunden wäre.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen insbesondere handgeführten Lötkolben mit selbsttätiger Lötdraht-Zufuhr anzugeben, bei der der Lötdraht-Vorschub durch den Lötvorgang selbst gesteuert wird, ohne daß die Bedienungsperson zusätzlich irgendwelche Schalter, Bedienknöpfe etc . betätigen müßte. Desweiteren soll ein Lötverfahren unter Verwendung des Lötkolbens angegeben werden.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchchen 1 und 7 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unterasprüche.

Erfindungsgemäß wird ein Lötkolben geschaffen, dessen Außenform im wesentlichen mit der Außenform bekannter Lötkolben mit automatischer Lötdraht-Zufuhr übereinstimmt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lötkolben ist jedoch bei dem erfindungsgemäßen Lötkolben das eigentliche Lötkolbenelement gegenüber dem Griff- bzw. Handstück in Richtung seiner Längsachse gegen die Kraft eines Vorspannelements verschiebbar gelagert. Ferner ist ein Weg- oder Kraftsensor vorgesehen, der die Verschiebung des Lötkolbenelements gegenüber dem Griffstück bzw. die bei der Verschiebung auftretende Kraft erfaßt. Das Ausgangssignal des Weg- oder Kraftsensors liegt an einer Steuereinheit an, die in Abhängigkeit von diesem Ausgangssignal eine Lötdraht-Zuführung steuert, die einen Lötdraht in den Bereich der Lötspitze des Lötkolbenelements fördert.

Wenn nun beim Löten die Lötspitze gegen die Lötstelle gepreßt wird, verschiebt sich das Griffstück gegen die Kraft des Vorspannelements, das beliebig ausgebildet und insbesondere gemäß Anspruch 7 eine Feder sein kann, nach vorne. Die Vorspannkraft ist dabei gleich der Anpreßkraft der Lötspitze an der Lötstelle.

Beim Erreichen eines bestimmten Federweges bzw. einer bestimmten Kraft erreicht das Ausgangssignal des Sensors einen Wert, durch den ein Vorschub des Lötdrahtes in den Bereich der Lötspitze ausgelöst wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2ff angegeben:
Als Wegsensor kann gemäß Anspruch 2 insbesondere ein Endschalter verwendet werden, der bei einer bestimmten Verschiebung des Lötkolbenelements gegenüber dem Griffstück bestätigt wird.

Die Verwendung eines Kraftsensors (Anspruch 3) hat andererseits den Vorteil, daß zur Erfassung der Anpreßkraft nur eine geringe Verschiebung der Lötspitze gegenüber dem Griffstück erforderlich ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 4 angegeben:
Gemäß dieser Ausgestaltung prüft die Steuereinheit, ob während einer vorgegebenen Wartezeit, die insbesondere gleich der Vorwärmzeit des Lötkolbenelements bzw. der Lötstelle sein kann, die Anpressung der Lötkolbenspitze an der Lötstelle erhalten bleibt, d.h., ob das Ausgangssignal des Sensors einen vorgegebenen Wert erreicht. Nur dann, wenn dies der Fall ist, wird eine Vorschub bzw- eine Förderung des Lötdrahtes in den Bereich der Lötspitze ausgelöst; anderenfalls kann eine akustische oder visuelle Fehlermeldung ausgegeben werden, die bei einer automatischen, nicht handgeführten Lötstation auch protokolliert werden kann.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 5 die Fördermenge an Lötdraht programmierbar ist, so daß bei jedem Anpressen des Lötkolbens eine bestimmte Menge an Lötdraht gefördert und durch das am Lötkolben angebrachte Zuführrohr zur Lötspitze transportiert wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung, die im Anspruch 6 angegeben ist, prüft die Steuereinheit nach Beendigung des Lötdraht-Vorschubes, ob der Lötkolben während einer bestimmten Zeit, die gleich einer typischen Haltezeit für einen Lötkolben an der Lötstelle ist, an der Lötstelle angepreßt bleibt. Wenn dies nicht der Fall ist, gibt die Steuereinheit eine Fehlermeldung ab.

Damit erlaubt die erfindungsgemäße Steuereinheit in Verbindung mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Sensor nicht nur eine Steuerung des Lötdraht-Vorschubes, sondern auch eine überwachung des Lötvorganges.

Bei der im Anspruch 8 angegebenen Ausgestaltung der Erfindung ist das Lötkolbenelement im Griffstück mittels einer Führungsbuchse und einer Gleitbuche gelagert. Hierdurch erhält man einen besonders einfachen Aufbau des erfindungsgemäßen Lötkolbens.

Gemäß Anspruch 9 ist die Lötdrahtzuführung, die den Lötdraht in den Bereich der Lötspitze des Lötkolbenelements fördert, mit dem Lötkolben verbunden und bildet insbesondere eine bauliche Einheit, so daß man ein kompaktes Gerät erhält. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Lötdrahtzuführung, die den Lötdraht in den Bereich der Lötspitze des Lötkolbenele ments fördert, unabhängig von dem Lötkolben vorzusehen, so daß sie beispielsweise von der Bedienungsperson mit der anderen Hand ergriffen werden kann. Aufgrund dieser Ausbildung erhält man einen besonders kleinen Lötkolben, der sich insbesondere zur Durchführung komplizierter Lötaufgabe eignet.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
1a einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß aufgebauten Lötkolben,
1b einen Querschnitt, und
2 einen Längsschnitt durch diesen Lötkolben, wobei im vorderen Bereich die dargestellte Schnittfläche anders gewählt ist.
In den Figuren ist ein erfindungsgemäß aufgebauter Lötkolben dargestellt, der ein in an sich bekannter Weise geformtes Griffstück 1 aufweist, das durch ein vorderes und ein hinteres Halteteil 11 bzw. 12 begrenzt wird. In dem Griffstück 1 ist ein Zuführrohr 2 für Lötdraht vorgesehen, das im Bereich einer Lötspitze 3 eines Lötkolbenelements 4 in einem Bogen 21 endet. Das Lötkolbenelement 4 ist mittels einer Führungsbuchse 5 und einer Gleitbuchse 6 im Griffstück 1 gegen die Kraft einer nicht dargestellten Vorspanneinrichtung, die bspw. eine Feder sein kann, verschiebbar gelagert. Mit 8 sind ein Aufnahmerohr für das Lötkolbenelement 4 und mit 9 eine Kabelverschraubung für eine Lötdraht-Führungsleitung sowie für Steuerleitungen bezeichnet, die den in den Figuren dargestellten Lötkolben mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Steuereinheit für die Lötdraht-Zufuhr verbindet. Die Steuereinheit steuert hierzu entsprechende Vorschub-Elemente, die in an sich bekannter Weise aufgebaut und in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt sind.
Wie in 2 näher dargestellt ist, ist auf dem Lötkolbenelement 4 eine Miniaturschaltereinheit 10 angeordnet, die bei einer Verschiebung des Lötkolbenelements 4 relativ zum Griffstück 1 betätigt wird. Die Miniaturschaltereinheit 10 ist über die Kabelverschraubung 9 mit der Steuereinheit verbunden, so daß der Schaltzustand des Miniaturschalters als Eingangssignal an der Steuereinheit anliegt.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:
Wenn beim Löten die Lötspitze 3 gegen eine nicht dargestellte Lötstelle gepreßt wird, verschiebt sich das Griffstück 1 gegen die Kraft der Feder nach vorne. Die Federkraft entspricht dabei der Anpreßkraft der Lötspitze 3 an der Lötstelle. Nach einem bestimmten Federweg wird der Endschalter 10 betätigt, dessen Betätigungssignal an der Steuereinheit anliegt.
Die Steuereinheit prüft nun, ob während einer vorgegebenen Wartezeit (Vorwärmzeit der Lötspitze und/oder der Lötstelle), die Anpreßung erhalten bleibt, d.h. ob das Betätigungssignal weiterhin anliegt. Ist das nicht der Fall, so wird der Vorgang unterbrochen und eine Fehlermeldung ausgegeben.
Nach Ablauf der Wartezeit wird eine bestimmte Menge an Lötdraht durch die Lötdraht-Zuführung 2 gefördert und durch das am Lötkolben angebrachte Zuführrohr 21 an die Lötspitze transportiert, so daß der Lötvorgang ablaufen kann.
Nach Ende des Lötdrahtvorschubes ist nochmals eine Wartezeit vorgesehen. Während der Vorschubdauer und der anschließenden Wartezeit muß der Lötkolben an die Lötstelle gepreßt sein, d.h. ein Betätigungssignal an der Steuereinheit anliegen. Ist dies nicht der Fall, so gibt die Steuereinheit ebenfalls ein Fehlersignal aus.
Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens beschrieben worden. Selbstverständlich ist der erfindungsgemäße Grundgedanke, das eigentliche Lötkolbenelement gegenüber dem Griffstück verschiebbar auszugestalten, um so die Anpressung der Lötspitze an der Lötstelle zu erfassen, auch auf nicht handgeführte Systeme übertragbar, bei denen das Griffstück beispielsweise als Flansch zum Ankoppeln des Lötkolbens an einer Positioniereinheit ausgebildet sein kann.

Claims

Lötkolben mit – einem Griffstück, – einem Lötkolbenelement, das gegenüber dem Griffstück in Richtung seiner Längsachse gegen die Kraft eines Vorspannelements verschiebbar gelagert ist, – einer Lötdrahtzuführung, die einen Lötdraht in den Bereich der Lötspitze des Lötkolbenelements fördert, und – einer Steuereinheit, an der das Ausgangssignal eines Weg- oder Kraftsensors anliegt, der die Relativverschiebung der Lötspitze relativ zum Griffstück bzw. die Anpreßkraft der Lötspitze an einer Lötstelle erfaßt, und die in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Sensors den Lötdraht-Vorschub steuert.
Lötkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsensor ein Endschalter ist, der bei einer bestimmten Verschiebung der Lötspitze gegenüber dem Griffstück betätigt wird.
Lötkolben nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschobene Menge an Lötdraht einstellbar ist.
Lötkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannelement eine Feder ist.
Lötkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötkolbenelement im Griffstück mittels einer Führungsbuchse und einer Gleitbuchse gelagert ist.
Lötkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötdrahtzuführung, die den Lötdraht in den Bereich der Lötspitze des Lötkolbenelements fördert, mit dem Lötkolben verbunden ist.
Lötverfahren unter Verwendung eines Lötkolbens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftsensor die Anpreßkraft der Lötspitze bereits bei einer geringen Verschiebung der Lötspitze gegenüber dem Griffstück erfaßt.
Lötverfahren unter Verwendung eines Lötkolbens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit nur dann den Lötdraht vorschiebt, wenn die Anpreßkraft bzw. die Relativverschiebung während eines bestimmten Zeitraums (Vorwärmzeit) einen bestimmten Wert überschreitet.
Lötverfahren unter Verwendung eines Lötkolbens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit eine Fehlermeldung ausgibt, wenn nach dem Vorschub des Lötdrahtes die Relativverschiebung bzw. die Anpreßkraft nicht für einen bestimmten Zeitraum den vorgegebenen Wert überschreitet.
Lötverfahren unter Verwendung eines Lötkolbens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und noch einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötdrahtzuführung, die den Lötdraht in den Bereich der Lötspitze des Lötkolbenelements fördert, durch eine von dem Lötkolben unabhängige Lötdrahtzuführung erfolgt.