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Verfahren und Gerät zur Beheizung von Lötstellen Bei den bisher gebräuchlichen
elektrisch beheizten Lötkolben ist es nötig, daß vor Beginn der Lötarbeit der eigentliche
Kolben oder Kopf des Geräts auf ausreichende Temperatur erhitzt und der Heizstrom
auch während der nötigen Lötpausen aufrechterhalten wird. Infolgedessen ist der
Aufwand an elektrischer Ercrgie verhältnismäßig groß.
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Ferner bringt der lcilk Lötkolben, gleichviel ob er auf elektrischem
Wege oder anderswie erhitzt worden ist, erhebliche Gefahren mit sich. Er kann Verbrennungen
an Kleidung, an Möbeln oder auch am Körper des Arbeiters hervorrufen, und der aus
gut leitendem Metall bestehende Kopf kann bei Berührung mit Netzleitern weitere
große Gefahren verursachen.
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Gemäß vorliegender Erfindung ist. es gelungen, diese Gefahren zu vermeiden
und außerdem beträchtliche Vorteile zu erreichen, indem die Beheizdauer auf außerordentlich
kurze Zeit beschränkt und auf die verhältnismäßig kleine Lötstelle konzentriert
wird, wobei der Lötkolben selbst keinä nennenswerte Wärme aufspeichert.
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Im wesentlichen beruht die Erfindung auf einem neuen Verfahren, bei
welchem aus Halbfeitern, vorzugsweise Kohle, Graphit oder einem Gemenge hieraus
bestehende Elektroden, die nicht an hohe Netz; spannungen angeschlossen sein müssen,
sondern nur etwa 6 Volt Spannung erfordern, in geringem Abstand voneinander liegend,
in Berührung mit dem Lötgut gebracht werden, derart, daß sie an den Berührungsstellen
einen Stramschluß durch das dazwischenliegende Lötgut herbeiführen, wobei an den
Berührungsstellen konzentrierte Wärmeentwicklung entstelit, bei Entfernung der Elektroden
aus der Berührung jedoch der Heizstrom sofort unterbrochen wird, ohne daß ein Schalter
bedient werden muß.
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Drei Ausführungsbeispiele eines für das Verfahren
geeigneten
und bestimmten Geräts sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Fig. i zeigt das Gerät in seiner Gesamtansicht; Fig. 2 zeigt den Vorderteil
des Geräts im Axialschnitt in größerem Maßstab; Fig.3 ist ein Querschnitt zu Fig.2
im gleichen größeren Maßstab; Fig.4 ist ein Axialschnitt durch den Vorderteil nach
einem zweiten Ausführungsbeispiel in demselben Maßstab wie bei Fig.2 und 3 angewendet,
Fig. 5 ein Axialschnitt durch den Vorderteil nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 ein Schnitt nach Linie A-B der Fig. 5. DÄs Gerät besteht aus einem mit Handgriff
a aus Holz o. dgl. ausgestatteten zweckentsprechend abgebogenen Rohr b, in dessen
Vorderteil zwei einander parallele Kohleelektroden c in geringem Abstand voneinander
isoliert untergebracht sind, derart, daß die zweckmäßig abgerundeten Vorderflächen
der Elektroden nur wenig aus dem Rohr b hervorragen. Die Stromleiter d zu den Elektroden
sind durch das Rohr b hindurchgeführt und dadurch äußeren Einflüssen entzogen. Sie
sind zweckmäßig dadurch gegen Zug entlastet, daß, vorzugsweise an der Stelle, wo
das Rohr b im Handgriff a
befestigt ist, ein in das Rohr getriebener
und die Zuleitungsdrähte festhaltender Holzkeil f angebracht und mittels derselben
Klemmschraube e festgehalten wird, die auch das Rohr b im Handgriff a festklemmt.
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Zur Sicherung der gegenseitigen Lage der beiden Elektroden c ist zwischen
ihnen eine hitzebeständige Zwischenlage g angebracht, auf der beiderseitig Kupferfolien
h als Verbindung zwischen den Zuleitungsdrähten d und den Elektroden c aufgelegt
sind. Das Ganze wird durch eine ebenfalls hitzebeständige Isolierung! zusammengehalten
und in seiner Lage im Rohr b erhalten durch eine Madenschraube k.
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Wo am rückwärtigen Ende des Handgriffs a die Zuleitung wieder, austritt,
ist zweckmäßig in an sich bekannter Weise eine Knickstütze m o. dgl. aus Gummi angebracht.
Stecker n dienen zum Anschluß des Geräts an die Stromquelle (Transformator, Akkumulator
o. dgl. ). Nach Abnutzung der Elektroden c und Lockerung der Schraube k können die
Elektroden zu weiterem Gebrauch nachgestellt werden.
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Ein besonders leichtes Auswechseln der Elektroden nach Aufbrauch kann
erreicht werden, wenn die Elektroden samt Zwischenisolation g und äußerer Isolierschicht
i zu einer auswechselbaren Patrone gemäß Fig.4 ausgebildet sind. In diesem Falle
ist am vorderen Ende des Rohres b eine Steckbüchse angebracht, bestehend aus einem
außen zylindrischen Isolierkörper o und zwei gewellten elastischen Isolierstreifen
p, welche federnden Metallfolien g zum Auflager dienen. Die Wellungen sind vorteilhaft
so beschaffen, daß die Metallfolien dann, wenn die Patrone c, g, h, i aus
der Büchse o, p, g herausgezogen ist, sich nicht kurzschließend be_ühren,
beim Einführen der Patrone jedoch einen sicheren Stromübergang zwischen den Folien
g und h ergeben. Auch andere Ausbildungen des Geräts sind möglich. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 5 und 6 ist für die Aufnahme der nachstellbaren, hier nicht gezeichneten
Elektroden c ein in das Rohr b passender Isolierkörper vorgesehen, in dem die Kontaktstücke
h festgelegt sind, an welchen die ebenfalls hier nicht gezeichneten Zuleitungen
d angeschlossen sind. Dabei können die Kontaktstücke durch die flach gestalteten
Enden der Zuleitungsdrähte selbst gebildet sein.
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Der Isolierkörper besteht aus drei Teilen, einem Hauptteil mit zylindrischem
Sockel r mit achsparallelen Kanälen w zur Durchführung der Zuleitungen d und mit
einer axialen Verlängerung s von etwa Z-förmigem Querschnitt und zwei beiderseits
der Verlängerung s anzubringenden, zylindrisch gewölbten Schalen/. Diese Schalen
ergeben zusammen mit der Verlängerung s des Hauptteils zwei nach vorn offene Hohlräume
u, welche die Elektroden c aufnehmen können.
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Die Schalen t bilden, wenn die Elektroden c eingedreht sind, zusammen
mit der Verlängerung s und dem Sockel r einen in das Rohr b passenden Zylinder.
Der Sockel r kann mittels einer Klemmschraube o. dgl. und einer in seiner Oberfläche
vorgesehenen Vertiefung v im Rohr b festgelegt' sein.
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Zweckmäßig sind die Kontaktstücke h als Flachfedern ausgebildet, derart,
daß sie die Elektroden c genügend festhalten, um eine ungewollte Verschiebung derselben
zu verhindern und zugleich, um ein Herausfallen der Schalen t zu verhüten.
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Diese Ausführungsform ist deshalb besonders vorteilhaft, weil bei
ihr die Isolationen g, i, p (der Ausführungsformen nach Fig. i bis 4) vollständig
erspart sind und nur die Elektroden c für sich nachzustellen oder auszuwechseln
sind und auch die Montage wesentlich vereinfacht wird.
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Die wirtschaftlichen Vorteile des Gebrauchs des neuen Verfahrens und
Geräts gehen aus folgenden, durch Versuche ermittelten Daten hervor: i. Bei einer
Einzellötung mit einem der bisher üblichen elektrisch beheizten Lötkolben erfordert
dieser Lötkolben 24o Sek. Anheizzeit bei etwa ioo Watt, also 24000 Wsek.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Gerät braucht keine Anheizzeit und
nur während des Lötens i bis 3 Sek. lang 6o Watt, also im Mittel 2 X 6o Watt = 120
Wsek.
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Hieraus ergibt sich eine Energieersparnis von 99,50/0-2. In einer
Rundfunkwerkstatt macht ein Mann stündlich im Durchschnitt io Lötungen. Das Lötgerät
steht den ganzen Tag unter Strom.
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Dies ergibt bei den- gebräuchlichen elektrisch beheizten Lötkolben
einen Energieverbrauch von 2 1,6 kWh.
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Bei dem neuen Gerät wird im wesentlichen nur während der Zeitdauer
des Lötvorganges Strom verbraucht, nämlich bei to Lötungen in der Stunde etwa t0,2
Sek. 6o Watt, also o,33 Wh und monatlich (2 i 6 Stunden) 0,07i 2 kWh. Dies bedeutet
eine Energieersparnis von 99,660/ö.
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Bei Lötarbeiten in Serienanfertigung macht eine Arbeitskraft stündlich
etwa i 2o Lötungen. Dies bedeutet
bei elektrisch beheizten Lötkolben
üblicher Art einen monatlichen Stromverbrauch von 21,6 kWh.
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Bei dem neuen Gerät ist der monatliche Stromverbrauch dagegen o,864
kWh, was einer Energieersparnis von 96% gleichkommt.
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Neben dieser bedeutenden Energieersparnis weist das neue Verfahren
und Gerät gegenüber den gebräuchlichen elektrisch beheizten Lötkolben u. a. folgende
Vorteile auf: ständige Betriebsbereitschaft, da keine Anheizzeit nötig ist; schlechte
sogenannte kalte Lötstellen sind nahezu ausgeschlossen, da die Löttemperatur nicht
an die Lötstelle herangebracht, sondern in ihr erzeugt wird und das Lot erst fließt,
wenn die erforderliche Löttemperatur erreicht ist.
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Außer Stromersparnis von im Mittel 99%, da in den Pausen zwischen
zwei Lötungen kein Strom fließt und eine Lötung in i bis 3 Sek. fertig ist. Zeitersparnis
bei Serienanfertigung, da jede Lötung durch günstige Wahl der Stromdichte auf eine
Zeit von i bis 2 Sek. verkürzt werden kann.
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Ersparnis an Lötmetall (Zinn), da eine Verzinnung des Lötkolbens nicht
mehr erforderlich und auch zur Herstellung des Wärmekontaktes keine vorhandene Zinns;-hicht
benötigt wird.
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Nicht nur Verbrennungen sind ausgeschlossen, da das Gerät selbst nicht
heiß wird, sondern bei schwierigen Arbeiten, z. B. in fertigen Rundfunk-oder Fernsprechapparaten,
ist eine Beschädigung anderer Bauteile, wie sie bei heißen Lötkolben bisher gebräuchlicher
Art vorkommt, ausgeschlossen.
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Kurzschluß eines Netzleiters mit den Metallteilen des Lötgeräts, wie
solcher bisher bei fertigen Fernsprech- und Allstromradiogeräten vorkommen kann
und eine schwere Gefährdung des Arbeiters darstellt, kann bei Anwendung des neuen
Verfahrens und Geräts nicht mehr vorkommen, da das Gerät galvanisch vom Lichtnetz
getrennt ist und auch von Batterien aus (Fernsprechanlagen) betrieben werden kann.
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Universelle Verwendbarkeit für alle Netzspannungen, gegebenenfalls
über einen Transformator. Die Verwendbarkeit von MotorfahrzeugakkuTnulatoren als
Stromquelle ist in vielen Fällen von größter Bedeutung.
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Da die Stromdichte weitgehend erhöht und dadurch die Heizwirkung konzentriert
werden kann, ist neben dem Weichlöten nun auch das Hartlöten kleiner Teile mit dem
einfachen Gerät möglich gemacht.
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Gegenüber dem gebräuchlichen Lötkolben wird eine bedeutende Ersparnis
an Kupfer, Widerstandsdraht, keramischem Isolierkörper, Schrauben und Holz erzielt.
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Das Gewicht des neuen Geräts ist nur etwa 125 g, beträgt also etwa
1/3 des Gewichts des gebräuchlichen elektrisch beheizten Lötkolbens.
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Auch gegenüber anderen Lötgeräten, die auf den Prinzip der Stromverdichtung
arbeiten, zeigt das neue Gerät erhebliche Vorteile, u. a. völlig gleichen Arbeitsvorgang
wie bei üblichen Elektrolötkolben, also kein Umlernen auf das neue Gerät; die Parallelführung
der Elektroden in geringem Abstand bringt günstige Stromverdichtung mit sich, gleichwohl
ist Kurzschluß der in ihrer Lage sicher festgehaltenen Elektroden vermieden, jedoch
das Nachstellen der Elektroden bei Abnutzung sehr leicht möglich; durch die Einbettung
der Elektroden aus Halbleitern zu ihrem größten Teil in das Rohr des Geräts werden
unbeabsichtigte Kurzschlüsse beim Ablegen des Geräts auf Metallteile weitgehend
vermieden; das neue Gerät hat keine störend hervorstehenden Teile. Es kann mit ihm
selbst an schwer zugänglichen Stellen leicht und sicher gelötet werden.