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Elektrischer Lötkolben 1)ie lieüte gel>r:iucblichen elektrischen Lötkolben
«eisen fast durchweg folgende Nachteile auf: Dadurch, dalli der Heizdraht aus elektrischen
Gründen in einen Isolator eingebettet ist" wird die erzeugte Wärnne langsam und
mit schlechtem Wirkungsgrad an die Kupferlötspitze übertragen. Die 'I'enilx ratur
des Heizdrahtes muß ferner bedeutend größer sein als diejenige der Lötspitze, was
eine verliäl'tciisinäßig kurze Lebensdauer des Heizkörpers zur Folge hat. Die lästige
Aufheizzeit zwingt weiter dazu, den Lötkolben auch während der Lötpausen eingeschaltet
zu lassen, um ein rationelles Arbeiten zu ermöglichen. Daraus resultiert ein Etier.gieverl>raucli,
der ein :Mehrfaches gegenüber der für den eigentlichen Lötvorgang benötigten Energietnenge
ist. Gleichzeitig verzundert die Lötspitze relativ rasch, da sie sich während der
Lötpansen zu stark erwärmt, weil zu wenig Wärme abgeführt wird. Bei andauerndem
Löten tritt jedoch der umgekehrte Fall ein. Die abgeführte Wärme kann nicht schnell
genug nachströmen, so daß die Temperatur der Lötspitze zu klein wird, was zu unzuverlässigen
Lötstellen führen kann.
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Beim elektrischen Lötkolben gemäß vorliegender Erfindung sollen diese
Nachteile dadurch 'behoben werden, daß das die Wärme an das Lötgut abgebende, gut
wärmeleitende Metall ohne eine besonders angebrachte wärmeisolierende Zwischenschicht
direkt auf dem sich durch den elektrischen Strom erwärmenden Metallkörper .befestigt
ist. Eine dünne, die erforderliche elektrische Isolation bewirkende Zwischenschicht.
bildet sich .nach kurzem Betrieb durch Oxydation von selbst.
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Bei diesem Lötkolben wird die Lötspitze nach dem Einschalten des Stromes
in etwa 5 bis `io Sekunden auf Betriebstemperatur erhitzt. Wenn
diese
Wartezeit, wie es bei vielen Lötarbeiten der Fall ist, zu lang ist, so kann der
Lötkolben derart geschaltet sein, daß in einer Betriebsstellung die Lötspitze nur
beim Einschalten eines Schalters geheizt wird, während in einer anderen Betriebsstellung
die Lötspitze mit einer kleinen Leistung dauernd geheizt wird, derart, daß die Lötspitze
nach der Betätigung des Schalters in kürzerer Zeit die Betriebstemperatur erreicht
als in der ersten Betriebsstellung.
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Bei normalen Lötkolben muß die Lötspitze aus einem .gut wärmeleibenden
Metall ,bestehen, da die. Wärme aus konstruktiven Gründen nicht direkt dort erzeugt
werden kann, wo sie gebraucht wird. Metalle mit guten Wärmeleitzahlen, wie Kupfer,
Kupferlegierungen usw. besitzen jedoch die schlechten Eigenschaften, daß sie bei
den Temperaturen, denen Lötspitzen naturgemäß ausgesetzt sind, relativ rasch verzundern,
und daß sie ferner mit dem Lötzinn legieren, was zu dem bekannten Anfressen führt.
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Bei dem elektrischen Lötkolben gemäß der Erfindung wind die Wärme
an der Lötspitze nur wenige Millimeter von der Stelle entfernt erzeugt, an der sie
an die Lötstelle abgegeben werden muß. Dadurch kann das Lötspitzenmaberial nach
andern als den bisherigen Gesichtspunkten gewählt werden. Es können Metavle mit
relativ schlechter Wärmeleitfähigkeit verwendet werden, die bei den Temperaturen,
denen Lötspitzen ausgesetzt sind, beständig sind und die durch flüssiges Lötzinn
leicht benetzt werden. Solche Metalle stehen in reicher Auswahl zur Verfügung.
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Inder Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. i zeigt schematisch einen elektrischen Lötkolben nach dem ersten
:Beispiel; Fig.2 ist eine Ansicht des Heizelements und der Lötspitze des in Fig.
i gezeigten Lötkolbens; Fig.3 zeigt ein Schaltungsschema des zweiten Beispiels,
und Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht dies, Transformators für das zweite
Beispiel.
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Beim Beispiel nach Fig. i und 2 besteht die Lötspitze 9 z. B. aus
Blech, welches mit Vertiefungen versehen ist; in die ohne Zwischenisolation das
Heizelement 8 eingesetzt ist, das durch zwei Niete io mit der Lötspitze 9 verbunden
ist. Das blechförmige Heizelement g besteht aus einer Chrom-Eisen-Aluminium-Kobalt-Legierung,
Chromnickel oder irgendeinem anderen Widerstandsmaterial. Das Heizelement 8 ist
mit zwei Strom.zuführungsstäben 7 verbunden, die gleichzeitig als mechanische Träger
fair das Heizelement 8 und die Lötspitze 9 dienen. Die Stäbe 7 sind im Griff 6 festgeballten,
in den ein Druckknopfschalter i i eingebaut ists der in Serie mit der Primärwicklung
des Transformators 4 eingeschaltet ist. Durch Leitungen 5 ist die Sekundärwicklung
des Transformators mit den Stäben 7 verbunden. Die Primärseite dies Transformators
weist Anzapfungen 3 für den Anschluß an verschiedene Netzspannungen an den Klemmen
i, 2 auf. Gleichzeitig läßt sich mittels dieser Anzapfungen 3 die Lötleistung den
jeweiligen Verhältnissen. anpassen.
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Zwischen dem Heizelement 8 und der aus Blech bestehenden Lötspitze
ist keine spezielle Isolation notwendig, da das Heizelement derart dimensioniert
ist, daß die Spannung an dessen Enden bei einem Heizstrom von 50 bis ioo
A nur etwa o,5 bis i Volt beträgt. Eine .geringe Oxydschicht zwischen Heizelement
und Lötspitzenmaterial, die sich nach kurzer Betriebsdauer bildet, stellt einen
Übergangswiderstand dar, der ein Vielfaches beträgt gegenüber dem kleinen Widerstand
des Heizelements, so daß über die Lötspitze praktisch kein Querstrom fließt. Das
Wegfallen der Isolation zwischen Heizelement und Lötspitze, verbunden mit der kleinen
Lötspitzenmasse, ergibt folgende Eigenschaften des Lötkolbens: sofortige Lötbereitschaft,
indem die Lötspitze etwa 5 Sekunden nach dem Schließen des Stromkreises durch den
Schalter i i Betriebstemperatur erreicht hat, flüssiges Löten, da die Betriebstemperatur
sehr hoch gewählt werden kann, minimales Verzundern, da der Lötkolben nur während
des Lötvorganges eingeschaltet ist, leichte Auswechselbarkeit und geringer Preis
der Lötspitze mit Heizelement.
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Der Temperaturunterschied zwischen Heizelement und, Lötspitze ist
infolge des guten Wärmekontaktes sehr klein, so daß an die Temperatuzbeständigkeit
des Heizelements nur geringe Anforderungen .gestellt werden müssen.
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Beim Beispiel nach Fig. 3 und 4: weist der Transformator zwei Primärwicklungen
W1 und W, und eine Sekundärwicklung W3 auf. Ferner besitzt er einen Hauptkern
k und zwei Streukerne ksl und ksQ. 8 ist wieder das Heizelement und i i der
Druckknopfschalter im Handgriff. Ferner ist mit 12 ein Hilfsschalter bezeichnet,
mittels dessen die Betriebsart des Lötkolbens verändert werden kann.
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Bei offenem Hilfsschalter 12 ist die Wirkungsweise der Schaltung nach
Fig. 3 genau die gleiche wie bei der Schaltung nach Fig. i. Wenn. der Druckknopfschalter,
i r offen ist, fließt kein Strom durch den Transformator und das Heizelement 8;
wird dieser Schalter dagegen geschlossen, so liegt die volle Netzspannung der Klemmen
i, 2 an der Wicklung W1. Dadurch wird in der Wicklung W3 eine Spannung erzeugt,
die bewirkt, d'aß durch das Heizelement 8 ein Strom fließt, durch den die Löt: spitze
in 5 bis io Sekunden auf die Betriebstemperatur au'fgehei,zt wind.
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Bei geschlossenem Hilfsschalter 112 und offenem Druckknopfschalter
i i liegt die Netzspannung an den beiden in Serie geschalteten Wicklungen W1 und
W2. Die Wicklung W2 ist so dimensioniert, daß auf die Wicklung W1 etwa ein Drittel
der Netzspannung entfällt, wodurch die Lötspitze nur noch mit einem Bruchteil der
Nennleistung geheizt wird. Da die Lötspitzenoberfläche sehr klein ist, genügt praktisch
ein ;Siebentel der Nennleistung, um die Temperatur der Lötspitze auf einem Wert
zu halten, der knapp der Schmelztemperatur des Lötzinns entspricht. Diese Temperatur
verursacht praktisch kein Verzundern. Ein Schließen des
Druckknopfschalters
i i bewirkt, d,aß an den Wicklungsteil W1 die volle Netzspannung gelegt wird; wodurch
der Lötspitze sofort die Nennlleistung zufließt. Dank der kleinen Lötspitzenmasse
erreicht dadurch dieselbe in etwa i Sekunde die Betriebstemperatur, wodurch die
Wartezeit praktisch eliminiert ist. Bei geschlossenem Druckknopfschalter i i ist
der Wicklungsteil, W2 kurzgeschlossen. Der Kurzschlußstrom wird durch die beiden
Streukerne ksi und ks2 auf einen zulässigen Wert begrenzt, die in bekannter Weise
einen magnetischen Nebenschluß darstelllen, durch den die Streuung zwischen W, und
W2 vergrößert wird.
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Der Druckknopfschalter im Griff des Lötkolbens könnte auch als einpoliger
Umschalter ausgebildet und, durch drei Steuerleitungen mit dem Transformator verbunden
sein, wodurch der Transformator nicht als Streutransformator, sondern als. gewöhnlicher
Transformator ausgebildet werden kann.
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Da die Lötspitze bei vorliegendem Lötkolben nur klein ist, kann für
dieselbe ein Metall mit relativ schlechter Wärmeleitfähigkeit verwendet werden,
das bei den Temperaturen, denen die Lötspitze ausgesetzt ist, beständig ist und
durch das flüssige Lötzinn leicht benetzt werden kann.