DE3115490C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikro-Löt- und Schweißgerät, bei dem in einem Behälter befindliche Kalilauge elektro­ lytisch zerlegt und das gewonnene Gasgemisch einer Löt­ pistole zugeführt wird, wobei im Behälter Elektrodenbleche wechselnder Polarität eingetaucht sind, die von einem Transformator über Gleichrichterdioden zur Erzeugung des Elektrolysestromes versorgt werden.

Derartige Geräte finden insbesondere Anwendung in der Schmuckindustrie, aber auch in der optischen Industrie, beispielsweise zum Verlöten von Brillenteilen. Die be­ kannten Geräte bestehen aus einer Ganzmetall-Konstruktion, bestehend aus einem Behälter, in dem parallel zu zwei Seitenwänden die Elektroden der einen Polarität (Anoden) angeordnet sind, der Behälter wird mit einem Metalldeckel verschlossen, an dessen Unterseite Plattenelektroden der anderen Polarität (Kathoden) angeschweißt sind, Behälter und Deckel besitzen so einen rechenartigen Querschnitt, und sind so ineinandergesetzt, daß sich jeweils Elektroden­ bleche verschiedener Polarität gegenüberliegen. Am Be­ hälter ist der eine Pol der Stromquelle angeschlossen, am Deckel der andere Pol, so daß zwischen den Elektrodenblechen der Elektrolyse-Strom fließen kann. Durch den Strom wird die Kalilauge in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten, und über einen Filter und eine Anreicherung mit einem Methanolgemisch der Lötpistole zugeführt.

Diese bekannte Konstruktion besitzt jedoch mehrere gra­ vierende Nachteile:

• Behälter und Deckel müssen aus rostfreiem Material und damit teuer hergestellt werden, infolge der großen Stromstärke (ca. 100 Ampere) treten beträcht­ liche Wärmeverluste in der Größenordnung von 50% auf, die auch darauf beruhen, daß bei dieser Anordnung ein minimaler Abstand der Elektrodenbleche nicht unter­ schritten werden kann.

Zur Erzeugung einer bestimmten Gasleistung muß daher der Transformator zur Umwandlung des Netzstromes in den hohen Elektrolyse-Strom ausreichend bemessen werden, andererseits muß der entstehende Wärmeverlust durch einen starken Venti­ lator vom Gerät abgeführt werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Gerät sowohl in Herstellung und Betrieb wirtschaftlicher zu ge­ stalten.

Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß die Elektroden­ bleche im Abstand vom Behälterboden und vom Behälter­ deckel gehalten sind.

Im Gegensatz zur bekannten Lösung werden beim erfindungs­ gemäßen Gerät die Elektrodenbleche so ausgebildet und an den Behälterwänden gehalten, daß zwischen den Elektroden­ blechen und dem Behälterboden sowie dem Behälterdeckel ein gemeinsamer Zwischenraum verbleibt. Dieser Zwischenraum be­ wirkt, daß das zwischen den Elektrodenblechen aufsteigende Gasgemisch, das einen Teil der Kalilauge mit sich nach oben zieht, durch den Behälterdeckel seiner Bestimmung zu­ geführt werden kann, wogegen die mitgeführte Kalilauge im Zwischenraum zwischen den äußersten Elektroden und den Be­ hälterwänden wieder "zurückfallen" kann und so in den Zwischenraum zwischen dem Behälterboden und den Elektroden­ blechen gelangt, wo sie wieder eine Aufwärtsbewegung durch­ führt. Die zwischen den Elektrodenblechen aufsteigenden Gasblasen bewirken also eine Umwälzung der im Behälter befindlichen Kalilauge mit dem Effekt, daß hierdurch eine wesentlich bessere Kühlung erreicht werden kann. Dieser Effekt gestattet es auch, die Elektrodenabstände wesentlich zu verringern, demzufolge ist eine kleinere Betriebs­ spannung erforderlich, was wiederum die Verwendung eines kleineren und damit leichteren Transformators ermöglicht. Durch die geringeren Elektrodenabstände kann das Gerät bei gleicher Gasleistung wesentlich kompakter ausgeführt werden, was auch eine Materialersparnis bei der Herstellung be­ deutet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zumindest die Behälterwände aus Kunststoff sind und daß die Stromzufuhr zu den Elektrodenblechen durch die Behälterwände hindurch erfolgt.

Die Verwendung von beispielsweise im Spritzgußverfahren hergestellten Behälterwänden besitzt einen doppelten Vor­ teil:
Einerseits liegen die Herstellungskosten für derartige Spritzgußerzeugnisse um Größenordnungen unter denen für rostfreie Metallkonstruktionen, andererseits sind die dafür verwendeten Kunststoffe auch vorzügliche Isolatoren, so daß bei einer Stromzufuhr durch die Behälterwände hindurch keine zusätzlichen Isolierungen angebracht werden müssen. Weiterhin kann auf die Verwendung eines zusätzlichen, bisher erforderlichen Gehäuses verzichtet werden.

Vorteilhafterweise sind dann auch der Behälterdeckel und der Behälterboden aus Kunststoff, was eine weitere Material­ einsparung bringt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung be­ steht darin, daß der Innenraum des Behälters mittels Trenn­ wänden aus Kunststoff in mehrere in Serie geschaltete Kammern mit vorzugsweise gleicher Anzahl von Elektrodenblechen unter­ teilt ist.

Bei der Verwendung von beispielsweise vier in Serie ge­ schalteten Kammern (bzw. deren Elektrodenblechen) führt dies bei gleicher Transformatorleistung zur vierfachen Spannung und zur Viertelung des Stromes gegenüber einem Ein-Kammer-Gerät. Die Erhöhung der Spannung erlaubt es wiederum, zur Gleichrichtung der Netz-Wechselspannung er­ forderliche Gleichrichterdioden (es wird in der Regel eine Mittelpunkt-Gleichrichtung verwendet) besser aus­ zunutzen, da sich bei niedrigerer Spannung Dioden­ toleranzen unerwünscht bemerkbar machen können.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gerätes sind weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Mikro- Löt- und Schweißgeräts wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch das Gerät entsprechend der Linie I-I in Fig. 3,

Fig. 2 einen weiteren Teil-Längsschnitt durch das Gerät ent­ sprechend der Linie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Gerät in der Ebene III-III der Fig. 1 und 2.

Das Gerät besteht zunächst aus einem spritzgegossenen Kunst­ stoffbehälter 10 mit quadratischem Querschnitt, bestehend aus dem Behälterboden 11 und vier Behälterwänden 12, 13, 14 und 15. Der Behälterboden 11 steht über die Be­ hälterwände 12-15 über. Entsprechend ist an der Oberkante der Behälterwände 12-15 ein umlaufender Flansch 25 an­ geformt. In gleichen Abständen sind an den Außenseiten der Behälterwände 12-15 Rippen 39 angesetzt, die sich nach oben bis zum Flansch 25 und nach unten bis zum über­ ragenden Teil des Behälterbodens 11 erstrecken, so daß die Umfangskante des Flansches 25, die Vorderkante der Rippen 39 und der Umfangsrand des Behälterbodens 11 miteinander fluchten.

Auf den umlaufenden Flansch 25 ist ein Deckel 26 auf­ gesetzt und über einen Dichtungsring 31 mittels Schrauben 33 mit dem Behälter 10 verschraubt.

Der Deckel 26 weist in der Mitte eine quadratische oder kreisförmige Öffnung auf, auf diese Öffnung ist ein Ein­ füllstutzen 27 aufgesetzt, der an seiner Unterseite eben­ falls einen umlaufenden Flansch aufweist, durch den er mittels weiterer Schrauben 33 über einen weiteren Dichtungs­ ring 32 mit dem Deckel 26 verbunden ist.

Der Einfüllstutzen 27 ist mittels einer Verschlußkappe 28 nach oben hin verschließbar.

Im Innenraum des Behälters 10 befinden sich parallel zu den zwei Behälterwänden 12 und 14 drei Kunststoff- Trennwände 16, 17 und 18 die das Behälterinnere in vier Kammern 19, 20, 21 und 22 unterteilen. Im Ausführungs­ beispiel sind diese Kammern gleich groß gewählt.

An der Innenseite der beiden anderen Behälterwände 13 und 15 sind schienenförmige Blechhalter 24 befestigt, auf denen je drei Elektrodenbleche 23 aufgeschweißt sind, und zwar derart, daß die an gegenüberliegenden Blech­ haltern 24 befestigten Elektrodenbleche 23 ineinander greifen (Fig. 3).

Die Blechhalter 24 ihrerseits sind an den Innenseiten der Behälterwände 13 und 15 mittels von außen durch die Behälterwände 13 und 15 greifenden Schrauben 30 befestigt. Die Schrauben 30 sind ebenfalls durch rippenförmige Kühlkörper 34, 35, 36, 37 und 38 ge­ führt, die aus Metall sind und somit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen benachbarten Blechhaltern 24 und den darauf befestigten Elektrodenblechen 23 ermöglichen. Gleichzeitig dienen diese Kühlkörper 34-38 der Abfuhr der Verlustwärme des Gerätes.

An den Kühlkörpern 34 und 36 wird über die (nicht dargestellten) Gleichrichterdioden der (ebenfalls nicht dargestellte) Transformator angeschlossen, so daß sich folgender Strompfad ergibt:

Vom Kühlkörper 35 in die Kammer 22 zum Kühlkörper 38,
vom Kühlkörper 38 über die Kammer 21 zum Kühlkörper 35,
vom Kühlkörper 35 über die Kammer 20 zum Kühlkörper 37,
und schließlich vom Kühlkörper 37 durch die Kammer 19 zum Kühlkörper 36.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Gerätes ist wie folgt:

Nach Beginn des Stromflußes zwischen den sich gegenüber­ stehenden Elektrodenblechen 23 steigen die durch die Zersetzung der Kalilauge entstehenden Gase (Wasserstoff und Sauerstoff) zwischen den Elektrodenblechen 23 (Fig. 2) und gelangen zum Einfüllstutzen 27. Die nicht verbrauchte Kalilauge strömt zwischen den äußeren Elektroden­ blechen 23 und den Trennwänden 16-18 bzw. den Behälter­ wänden 12 und 14 nach unten und gelangt somit wieder an die Unterseite der Elektrodenbleche 23. Dadurch ent­ steht eine die Kühlung des Gerätes unterstützende Umwälzströmung der Kalilauge.

Claims (8)

1. Mikro-Löt- und Schweißgerät, bei dem in einem Behälter befindliche Kalilauge elektrolytisch zerlegt und das gewonnene Gasgemisch einer Lötpistole zugeführt wird, wobei im Behälter Elektrodenbleche wechselnder Po­ larität eingetaucht sind, die von einem Transfor­ mator über Gleichrichterdioden zur Erzeugung des Elektrolysestromes versorgt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektrodenbleche (23) im Abstand vom Behälterboden (11) und vom Behälterdeckel (26) gehalten sind.

2. Mikro-Löt- und Schweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Behälterwände (12-15) aus Kunststoff sind und daß die Stromzufuhr zu den Elektrodenblechen (23) durch die Behälterwände (13, 15) hindurch erfolgt.

3. Mikro-Löt- und Schweißgerät nach Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Behälters (10) mittels Trennwänden (16-18) aus Kunststoff in mehrere, in Serie geschaltete Kammern (19-22) mit vor­ zugsweise gleicher Anzahl von Elektrodenblechen (23) unterteilt ist.

4. Mikro-Löt- und Schweißgerät nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenbleche (23) gleichen Potentials auf an den Innenseiten von gegen­ überliegenden Behälterwänden (13, 15) befestigten Blechhaltern (24) sitzen, die mittels von außen durch die Behälterwand (13, 15) greifenden Schrauben (30) am Behälter (10) angebracht sind.

5. Mikro-Löt- und Schweißgerät nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mittels der Schrauben (30) auf der Außenseite der Behälterwände (13, 15) mindestens ein Kühlkörper (34-38) in Form von Kühlrippen gehalten ist.

6. Mikro-Löt- und Schweißgerät nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (33-38) aus Metall sind und derart mittels den Schrauben an den (30) benachbarten Kammern (19-22) angebracht sind, daß sich eine In-Serie-Schaltung von Elektrodenblechen (23) gleichen Potentials ergibt.

7. Mikro-Löt- und Schweißgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Behälterwänden (12, 14) die keine Kühlkörper (34-38) aufweisen, senkrecht verlaufende Kunststoffrippen (39) ange­ formt sind, deren unteres Ende auf dem Rand des Be­ hälterbodens (11) aufsitzt und deren oberes Ende an einen umlaufenden Flansch (25) der Behälterwände (12, 14) stößt.

8. Mikro-Löt- und Schweißgerät nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterdioden in die Schrauben (30) eingeschraubt sind.