DE2209409B2

DE2209409B2 - Loetspitze mit einem thermomagnetischen element zur temperaturregelung

Info

Publication number: DE2209409B2
Application number: DE19722209409
Authority: DE
Inventors: Carl E Easton SoIt Wilbur A Northampton Pa Weller (VStA)
Original assignee: Cooper Industries LLC
Current assignee: Cooper Industries LLC
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1972-02-28
Publication date: 1977-10-20
Also published as: FR2128383B1; DE2209409A1; AU451707B2; CA918249A; US3662152A; IT948711B; JPS529182B1; FR2128383A1; AU3938972A; NL7202643A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lötspitze für einen elektrisch beheizten Lötkolben mit Temperaturregelung durch ein thermomagnetisches Element, das ₄„ bei Überschreiten des Curie-Punktes die Stromzufuhr unterbricht Lötkolben mit derartigen Lötspitzen, wie sie beispielsweise in der US-PS 29 51 927 dargestellt sind, weisen eine ausgezeichnete Temperaturkonstanz auf, weil das thermomagnetische Element beim Überschreiten des Curie-Punktes seine ferromagnetischen Eigenschaften verliert und einen unter Federkraft stehenden Permanentmagneten freigibt, durch dessen Bewegung ein elektrischer Kontakt geöffnet wird. Sobald die Temperatur unter den Curie-Punkt fällt, nimmt das thermomagnetische Element seine ferromagnetischen Eigenschaften wieder ar und der Permanentmagnet wird im Sinne einer Schalter-Schließbewegung wieder auf das thermomagnetische Element hin bewegt Durch Auswahl bestimmter Legierungen kann für jede Lötspitze die Temperatur individuell eingestellt werden.

Bedingung für ein ordnungsgemäßes Funktionieren und eine günstige Regelcharakteristik ist eine thermisch günstige Verbindung zwischen thermomagnetischem Element und Lötspitze. Diese Verbindung wurde, wie z. B. aus den US-PS 31 88 048 und 32 87 541 ersichtlich, dadurch bewirkt daO das zylindrisch mit gleichem Durchmesser wie die Lötspitze geformte thermomagnetische Element mit einem zylindrischen Ansatz geringeren Durchmessers im Preßsitz in eine axiale Bohrung am hinteren Ende der Lötspitze eingeschoben wurde. Es hat sich gezeigt daß diese Art der Verbindung sich mit der Zeit einerseits durch die thermische Beanspruchung, andererseits auch wegen der mechanischen Beanspruchung beim Aufschlagen des Permanentmagneten lockern kann, wodurch der ordnungsgemäße Wärmeübergang beeinträchtigt wird. Außerdem ist die Bearbeitung und der Zusammenbau relativ kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem thermomagnetischen Element versehene Lötspitze zu schaffen, bei der dauerhaft ein einwandfreier thermischer Übergang von Lötspitze auf thermomagnetisches Element gewährleistet ist und eine einfache und kostensparende Verbindung zwischen den beiden Teilen erreicht ist.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die Aufbringung eines Überzuges aus Eisen ist bei Lötspitzen allgemein üblich, um zu verhindern, daß behn Löten das Kupfer in das Lötmetall hinein diffundiert Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieser Eisenüberzug mit zu einer dauerhaften Verbindung von thermomagnetischem Element und Lötspitze herangezogen werden kann, indem hinter dieser Verdickung, d. h. nach der Lötspitze zu, der Becher radial nach innen &uiden verjüngten Schaft aufgequetscht wird.

Infolge der Verdickung kann sich der aufgequetschte Becher dann trotz hoher Temperaturbeanspruchung und trotz mechanischer Beanspruchungen nicht mehr lösen.

Der Zusammenbau ist äußerst einfach, weil durch die Elektroplattierung erreicht werden kann, daß sich die zur Halterung erforderliche Verdickung selbsttätig bildet, und zwar infolge der an diesen Kanten erhöhten Stromdichte während des Plattierungsvorganges.

Weite Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines mit einer nach der Erfindung ausgebildeten Lötspitze ausgerüsteten Lötkolbens,

F i g. 2 in größerem Maßstab einen Teilschnitt des Lötkolbens nach der Linie 2-2 gemäß F i g. 1,

F i g. 3 eine Ansicht der Lötspitze vor ihrer Elektroplattierung,

Fig.4 eine teilweise aufgebrochene Ansicht der Lötspitze nach F i g. 3 nach ihrer Elektroplattierung, mit thermomagnetischem Becher vor dessen Aufsetzen,

Fig.5 eine perspektivische Darstellung der fertigen Lötspitze,

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 gemäß F i g. 5,

Fig.7 eine auseinandergezogene Darstellung der Gesenkhersiellung des thermomagnetischen Bechers.

Der Lötkolben 10 weist eine Lötspitze 12 auf, die von einer das Heizelement einschließenden Hülse t4 gehaltert und mit einem Handgriff 16 verbunden ist Die Hülse weist ein Innenrohr 18 mit aufgewickeltem Heizwiderstand 23 und ein dieses umschließendes Außenrohr auf, das wiederum von einem Mantel 26 umschlossen ist Die Hülse 14 mit Heizelement und Lötspitze ist mittels einer Überwurfmutter 29 auf einen Gewindeansatz aufgeschraubt der über den Abschlußflansch 20 des Handgriffes 16 vorsteht Das Innenrohr 18 ist im Vorderabschnitt nach außen auf das Außenrohr konisch bei 24 aufgeweitet und liegt damit von hinten her einem Außenbund 27 der Lötspitze an. Ein nach

innen eingebördelter vorderer Flanschabschnitt 25 des Außenmantels 26 umfaßt den Bund 27 und liegt diesem von vorn an,

in dem nicht von der Lötspitze 12 eingenommenen Innenraum der Hülse 14 ist ein von eir^er Hülse 60 aus rostfreiem Stahl umschlossener Permanentmagnet 62 verschiebbar, der an dem der Lötspitze zugewandten Ende mit einer nicht ferromagnetischen Wär-nehüko 58 versehen ist. Der Magnet 62 ist gleitbar innerhalb der Hülse 60 gelagert und verschiebt eine Stange 64 nach einer Magnethülse 66 innerhalb der Hülse 60, wobei ein Abstandsstück 68 zwischen der Hülse 66 und dem Permanentmagnet 62 vorhanden ist.

Die vorstehende Beschreibung offenbart allgemein einen Lötkolben bekannter Art, der für sich nicht Gegenstand der Erfindung ist. Die erfindungsgemäße Lötspitze hingegen ist im einzelnen auf den F i g. 3 bis 6 ersichtlich.

Die aus Kupfer bestehende Lötspitze 12 ist mit einer Eisenplattierung 48 versehen, die zur Halterung eines ferromagnetischen Bechers 32 auf dem hinteren zylindrisch abgesetzten Schaftende 36 dient. Durch die Elektroplattierung wird eine Eisenschicht abgelagert, deren Stärke je nach Ausbildung und Form der Lötspitze zwischen 0,02 mm und 0,05 mm liegen kann. Für gebräuchliche Lötspitzen hat sich eine Schichtdicke zwischen 0,14 mm bis 0,25 mm als zweckmäßig erwiesen, und zwar gemessen an der mit dem Lötmetall in Berührung kommenden Arbeitsfläche.

Der Befestigungsschaft 36 für den thermomagneti· sehen Becher 32 ist an dem der Arbeitsspitze 34 gegenüberliegenden Ende der Lötspitze 12 abgesetzt und steht nach hinten von dem Ende 38 der Lötspitze vor. Die Stirnfläche 40 ist eben ausgebildet, und die Oberfläche 42 ist zylindrisch. Der Übergang zwischen der Oberfläche 42 und der Stirnfläche 40 wird von einem kontinuierlich verlaufenden Rand 44 gebildet.

Der Innendurchmesser 36 des thermomagnetischen Bechers 32 ist gleich dem Durchmesser der zylindrischen Oberfläche 42 des Schaftes 36.

Bei der Elektroplattierung der Lötspitze ergibt sich eine wulstartige Verdickung 50 längs des Randes 44, wie dies insbesondere aus den F i g. 4 und 6 ersichtlich ist.

Diese wulstartige Eisenablagerung der Verdickung 50 geht in einer konischen Verjüngung nach vorn nach der Spitze hin über. Diese Dickenänderung wird bei der Elektroplatlierung dadurch erreicht, daß die Stromdichte längs des Randes 44 größer ist als längs der Oberfläche 42.

Der Innendurchmesser 46 des Bechers 32 ist so groß, daß er über die Verdickung 50 hinweggeschoben werden kann. Diese Verdickung, die die verjüngte Oberfläche 52 bildet und insbesondere jene dicht benachbart zum Rand 44, wird in einer Dicke aufgebaut, die um 5% bis 200% größer ist als die Dicke der Eisenablagerung 48 längs der glatten Oberflächen der Lötspitze. Eine derartige Verjüngung ergibt eine Durchmesserdifferenz von etwa 0,013 mm zwischen der Basis des im Durchmesser verminderten Schaftes 36 in der Nähe des Endes 38 mit größerem Durchmesser im Vergleich mit der Dicke der Elektroplattierung in der Nähe des Randes 44. Vorzugsweise ist eine Durchmesserdifferenz von 0,125 bis 0,5 mm oder in einem weiteren Bereich zwischen 0,025 mm und 0,5 mm zufriedenstellend.

Nachdem der thermomagnetische Becher 32 über den mit dem Eisenüberzug versehenen Schaft geschoben ist, wird er wie bei 54 ersichtlich, radial verquetscht, wobei die entstehende Deformation in der Nähe des Randes 38 liegt, so daß nunmehr komplimentäre konische Oberflächen von Becher 32 und Schaft bzw. Überzug aufeinanderliegen. Dadurch liegt der Becher dauerhaft fest und kann weder durch rauhe Behandlung noch durch Ausdehnung und Zusammenziehung infolge Erhitzung und Abkühlung des Heizelementes gelockert werden.

An der Stirnseite des Bechers 32 ist eine Markierung 56 angebracht, die mit dem Becher zusammen mit dem aus F i g. 7 ersichtlichen Gesenk geformt werden kann. Dieses Gesenk weist eine Matrize 72 mit einem unteren Preßstempel 78 und eine Patrize 74 auf, die auf den Rohling 70 einwirken und ihn zu einem Becher verformen. Dabei weist die Grundplatte des als Auswerfer dienenden unteren Stempels eine Gravierung 76 auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lötspitze für einen elektrisch beheizten Lötkolben mit Temperaturregelung durch ein thermomagnetisches Element, das bei Überschreiten des Curie-Punktes die Stromzufuhr unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötspitze an ihrem dem Arbeitsende (34) entgegengesetzten Ende einen Schaft (36) verminderten Durchmessers aufweist, auf den als thermomagnetisches Element ein thennomagnetischer Becher (32) aufgesetzt ist, daß die Lötspitze (12) einen durch Elektroplattierung aufgebrachten Eisenüberzug (48) aufweist, der eine wulstartige Verdickung (50) am Hinterrand (44) des Schaftes besitzt, und daß der Becher (32) auf das mit der Verdickung (50) versehene Schaftende aufgesetzt und fixiert ist.

2. Lötspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Eisenüberzuges (48) auf zo dem Schaft (36) von der Verdickung (50) nach der Lötspitze allmählich abnimmt und eine kegelförmige Oberfläche bildet.

3. Lötspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (32) radial auf den Schaft (36) aufgequetscht ist

4. Lötspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Verdickung (50) um 5% bis 200% größer ist als die Schichtdicke des Eisenüberzuges (48) auf der Lötspitze.

5. Lötspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Lötspitze gleich ist dem Außendurchmesser des aufgesetzten thermomagneüschen Bechers (32).

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