DE3022854C1 - Temperaturgeregelter Lötkolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen temperaturgeregelten außenbeheizbaren Lötkolben mit einem empfindlichen κ Meßfühler und einem Thermoelement zum Löten lemperaiurempfindlicher Bauteile.

Zur Regelung der Lötspitzentemperatur sind verschiedene technische Lösungen bekannt, die nach folgenden Prinzipien arbeiten:

— Es wird ein Meßfühler verwendet, dessen elektrscher Widerstand sich mit der Temperatur ändert.

— Es wird die Dehnung eines Körpers mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgenutzt, wo- ⁴* bei ein Mikroschalter betätigt wird.

— Es v/ird der Curiepunkt ferromagnetischer Stoffe zur Auswertung herangezogen.

— Es wird ein Thermoelement als Temperaturfühler verwendet, wobei das Meßglied außerhalb der Lötzspitze oder an der dem Arbeitsbereich abgewandten Seite angebracht ist.

Die aufgeführten temperaturgeregelten Lötkolben arbeiten wegen des großen räumlichen Abstandes zwischen Arbeitsbereich der Spitze und Meßpunkt zu träge und ermöglichen deshalb bei Folgelölungen keine schnelle und genaue Wärmenachführung.

Die Anwendung eines innenbeheizten temperaturgeregelten Lötkolbens nach DE-OS 27 08 967, bei dem sich der Temperaturfühler an der Spil/.e der Heizpatrone befindet, erfordert einen hohen Herstellungsaufwand und Materialeinsatz für die auf die Heizpatronenhülse aufscliiebbare Lötspitze. Außerdem erlaubt diese Bauform auf Grund des kompakten Aufbaus der ^M Heizwicklung nicht den nachträglichen Einbau eines Meßfühlers.

Es ist weiterhin ein innenbeheizter Lötkolben nach DE-AS 26 46 705 bekannt, dessen TemperaturmeUfühler in der Nähe des Arbeitsbereiches der Lötspitze angeordnet ist Jedoch sind hier Lötspitze und Arbeitsspitze fest miteinander verbunden, also nicht austauschbar. Das Thermoelement ist an einer ungünstigen Stelle und in einiger Entfernung vom Arbeitsbereich angeordnet, so daß Umwelteinflüsse das Meßergebnis beeinflussen können und eine trägheitsarrne Messung fraglich ist Außerdem besitzt diese Lötspitze einen komplizierten und sehr materialaufwendigen Aufbau.

Ziel der Erfindung ist es, einen Lötkolben mit einem empfindlichen Temperaturmeßfühler, der mit kurzer Ansprechzeit auf ein Stellglied einwirkt auszurüsten oder nachzurösten.

Die Erfindung löst die Aufgabe, einen Lötkolben mit einem empfindlichen, mit geringer Zeitverzögerung zur Temperaturänderung des Arbeitsbereiches der Lötspitze arbeitenden Temperaturmeßfühler zu versehen, der als Meßglied für die Temperaturregelung des Lötkolbens dient

ErfindungsgemäB wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der beschriebene Temperaturmeßfühler mii seiner das Thermoelement bildenden und außerhalb des wärmeübertragenden Teils des Heizeinsatzes angeordneten Spitze über den vorderen Abschluß des Heizeinsatzes hervorsteht und in eine n^;cht durchgehende Bohrung der austauschbaren Lötspitze bis in unmittelbare Nähe des Arbeitsbereiches der Lötspitze lose hineinragt Das als Temperaturmeßfühler dienende Thermoelement entsteht durch punktförmiges Verschweißen eines Metallröhrchens vorzugsweise aus Stahl, mit einem in dieses Röhrchen eingebrachten Draht aus Konstanten, wobei die gewählte Materialpaarung eine ausreichende Thermospannung liefert Durch die unmittelbare Nachbarschaft des Arbeitsbereiches der Spitze zum Thermoelement ist gewährleistet, daß auch geringe Änderungen der Temperatur des Arbeitsbereiches vom Temperaturmeßfühler sofort erfaßt und durch die Regelschaltung aucgeglici.e« werden können. Der einfache und stabile Aufbau des Thermoelementes erlaubt dessen nachträglichen Einbau in handelsübliche Lötkolben ohne Temperaturregelung. Der verschleißbedingte Lötspitzenwechsel bzw. der Wechsel zur Anpassung an die Lötaufgabe ist ohne Behinderung möglich.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Lötkolben.

Fig. 2 den Aufbau des als Temperaturmeßfühler dienenden Thermoelementes.

In die Griffhülse 1 ist gemäß F i g. 1 der Heizeinsatz 2 eingesetzt, der mit einer Bohrung 3 versehen ist. durch die der Temperaturmeßfühler 4 hindurchführt und über den vorderen Abschluß des Heizeinsatzes 2 hinausragt. Der Meßfühler 4 ist in die Bohrung 5 der Lötspitze 6 eingesetzt und trägt an seinem vorderen Ende, durch eine entsprechende Materialpaarung gebildet, ein Thermoelement 7, das nahe an den Arbeitsbereich 8 der Lötspitze 6 heranreicht. Die Größe der Bohrung 5 ist so bemessen, daß die Lötspitze 6 bei Verschleiß ohne Schwierigkeiten gewechselt werden kann.

F i g. 2 zeigt den inneren Aufbau des Temperaturmeßfühlers. In ein Metallröhrchen 9, das vorzugsweise aus Stahl besteht, wird ein mit einer thermisch stabilen Isolation versehener Draht 10 eingeschoben und am vorderen Ende mit dem Metallröhrchen 9 durch Punktschweißen verbunden, wobei das Thermoelement

7 entsteht. Als Draht 10 findet ein Material Verwendung, das in Paarung mit dem Röhrchen 9 eine Thermospannung als auswertbare Regelgröße liefert. Im vorliegenden Fall wurde KonsUntan eingesetzt Die sich zum Thermoelement 7 bildende Vergleichsstelle 11, die aus den Übergängen 11 a und ϊ 1 b besteht, ist im 3> iff 12 des Lötkolbens untergebracht und thermisch isoliert, um durch Schwankungen der Umgebungstemperatur hervorgerufene Abweichungen vom Sollwert zu minimieren. Außerdem sind die Thermospannungen an den Gbcrj?Eigi?f» 11a und 116 der Vergleichsstelle II entgegengesetzt gerichtet, so daß e ventuell auftretende Temperaiuränderungen zum Teil kompensiert werden. Zur Erdung der Lötspitze 6 und Abschirmung der Griffhülse 1 dient die Zuleitung 1J, die gleichfalls die Abschirmung des Anschlußkabels 14, das die Verbindung zwischen Lötkolben und Stellglied realisiert, übernimrut Als Anschlußkabel wird ein vieradriges, abgeschirmtes Kabel eingesetzt, das steckbar mit dem Stellglied verbunden ist. Das Stellen der Heizleitung des Lötkolbens erfolgt nach Verstärken und Vergleich des Eingangssignal mit dem Sollwert über eine analog arbeitende, elektronische Vollwellenregelung.

Die Anwendung des temperaturgeregelten Lötkolbens, der mit einem mit geringer Zeitverzögerung zur Teppen iuränderung des Arbeitsbereiches der Lötspitze arbeitenden Meßfühler ausgerüstet und als Meßglied für eine Temperaturregelschaltung einsetzbar ist, ermöglicht es, eine vorgewählte Temperatur auch bei

ίο Belastung in engen Grenzen zu halten. Damit sind temperaiurempfindliche Bauteile (z. B. !C, flexible Leiterplatten) beim Löten sicher vor thermischer Überlastung geschützt. Das Lötergebnis ist weniger von subjektiven Faktoren abhängig und wird insgesamt

zuverlässiger. Gleichzeitig erhöht sich die Standzeit der eingesetzten Spitzen. Die Erdung der Lötkolbenspitze sowie die Abschirmung der elektrischen Zuführung läßt das Kontaktieren potentialempfindlichster Bauelemente (z. B. MOS-Schaltkreise) zu.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Temperaturgeregelier auBenbeheizbarer Lötkolben mit Temperaturmeßfühler, Thermoelement und der Lötaufgabe angepaßter Lötspitze, dadurch gekennzeichnet, daß der empfindliche und mit geringer Zeitverzögerung arbeitende Temperaturmeßfühler (4) mit seiner das Thermoelement (7) bildenden und außerhalb des wärmeübertragenden Teils des Heizeinsatzes (2) angeordneten Spitze über den vorderen Abschluß des Heizeinsatzes (2) hervorsteht und in eine nicht durchgehende Bohrung (5) der austauschbaren Lötspitze (6) bis in unmittelbare Nähe des Arbeitsbereiches (8) der Lötspitze (6) lose hineinragt

2. Temperaturgeregelter Lötkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturmeßfühler (4) aus einem Metallröhrchen (9) besteht, in das ein elektrisch isolierter Draht (10) eingeführt und an seiner Spitze elektrisch mit dem Metaiiröhrchen (9) verbunden ist

3. Temperaturgeregelter Lötkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Metallröhrchen (9) und Draht (10) durch Punktschweißen hergestellt wird.

4. Temperaturgeregelter 'lötkolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallröhrchen (9) aus Stahl, der eingeführte Draht (10) aus Konstanten besteht

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