DE837906C - Elektrischer Loetkolben - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Inder Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Lötkolben, dadurch gekennzeichnet, daß das die Wärme an das Lötgut abgebende, gut wärmeleitende Metall ohne wärmeisolierende Zwischenschicht direkt auf dem sich durch den elektrischen Strom erwärmenden Metallkörper befestigt ist.
2. 2. Lötkolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der sich durch den elektrischen Strom erwärmende Metallkörper (Heizelement) die beiden stabförmig ausgebildeten Stromzuführungen derart verbindet, daß er als Träger für das gut wärmeleitende Metall (Lötspitze) dient, das die Wärme an das Lötgut abzugeben hat.
3. 3. Lötkolben nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötspitze aus zwei gepreßten Blechhälften besteht, die zusammengenietet oder zusammengeschweißt sind und in deren Hohlraum das blechförmige Heizelement eingelegt ist.
4. 4. Lötkolben nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement aus einer Chrom-Eisen-Aluminium-Koba@lti-Legierung, Chromnickel, Konstantan, Eisen oder irgendeinem gebräuchlichen Widerstandsmaterial besteht.
5. 5. Lötkolben nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötspitze zusammen mit dem Heizelement leicht auswechselbar ist.
6. 6. Lötkolben nach Ansprüchen i und 2, mit einem Anpassungstransformator an die gebräuchlichere Spannungen des Starkstromnetzes, dadurch gekennzeichnet, daß im Handgriff des Lötkolbens ein Schalter angebracht dst, der im Ruhezustand den Stromkreis auf der Primär-oder Sekundärseite des Transformators unterbricht.
7. 7. Lötkolben nach Ansprüchen i, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, d'aß der Anpassungstransformator mit Stufen zur Regelung der Lötleistung versehen ist. B. Lötkolben nach Ansprikhen i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß er ,derart geschaltet ist, 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 wind, derart, daß die Lötspitze nach der Betätigung des Schalters in kürzerer Zeit die Betriebstemperatur erreicht als in der ersten Betriebsstellung. g. Lötkolben nach Ansprüchen i, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, d'aB im Handgriff des Lötkolbens ein Druckknopfschalter. vorgesehen ist, der durch zwei Steuerleitungen mit dem Transformator verbunden ist; wobei ein Hilfsschalter vorgesehen isst, mittels dessen die eine oder andere Betriebsstelll.ung eingeschaltet werden kann. i o. Lötkolben nach Ansprüchen i; 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Handgriff des Lötkolbens ein Umschaltdruckknopfschalter vorgesehen ist, der durch drei Steuerleitungen mit dem Transformator verbunden ist. i i. Lötkolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dass Heizelement derart vom Lötspitzenmetall umpreßt ist, daß vom Hei-zelement bis zur Stelle der Lötspitze, die dne Wärme an das Lötgut abgeben muß, nur eine Distanz von einigen Millimetern beslteht (etwa 5 mm) und daß als Lötspitzenmaterial ein Metall verwendet wird, das bei den Betriebstemperaturen der Lötspitze nicht verzundert und vom flüssigen Lötzinn leicht benetzt wird.