DE3739750A1 - Geheizter stempel - Google Patents

Description

Zusammenfassung

Verfahren zum Verbinden von Teilen mit einem vorzugsweise impulsgeheizten Stempel, wobei wenigstens eine zusätzliche vorzugsweise gasförmige Wärmequelle die Übertragung der Wärme auf wenigstens einen Körper verbessert.

Übersicht

Die Erfindung besteht aus einem oder mehreren die Wärme abgebenden Stempeln zum Erwärmen eines oder mehrerer Teile, wie es für zum Wärmebehandeln eines oder mehrerer anderer Teile und für Aufgaben zum Verbinden von Teilen z. B. durch Schweißen, Löten oder Kleben verwendet wird. Dieser Stempel ist mit einem oder mehreren Haltern ausgeführt und kann beweglich oder starr in einer Vorrichtung montiert sein.

Die Wärme kann entweder durch Strahlung oder durch einen durch Krafteinwirkung entstehenden direkten thermischen Kontakt auf eines oder auf mehrere Teile abgegeben werden oder mit/über einem weiteren Medium, so z. B. ein den Wärmebehandlungsvorgang fördernden Flußmittel oder anderen Flüssigkeit.

Ferner kann ein derartiger Stempel entweder zeitlich kontinuierlich seine Wärme abgeben oder durch verschiedene äußere Kriterien für eine bestimmte Zeit auf eine Temperatur geheizt werden. Dies ist üblicherweise z. B. bei Erreichen der voreingestellten Kraft der Fall. Weitere Angaben sind in dem Fachartikel "Elektronik Heft 25/1986, Seite 57" und "Heft 4/82, Seite 95" aufgeführt.

Verschiedene Verfahren sind bekannt, um einen derartigen Stempel auf eine voreinstellbare Temperatur zu heizen. Hier seien ein heißes Gas als thermische Energiequelle erwähnt und auch ein zusätzlicher elektrisch geheizter Widerstand, der seine Wärme auf diesen Stempel abgeben kann. Auch Strahlungswärme ist für dieses Verfahren geeignet.

Für das hier beschriebene Verfahren ist besonders die direkte Erwärmung durch einen elektrischen Strom vorteilhaft, der durch den Stempel fließt. Damit wird eine impulsweise Erwärmung bekannterweise besonders einfach möglich und die Zeit für den Temperaturanstieg an der die Wärme abgebenden Fläche erheblich reduziert.

Ein bekannter Stempel (P 28 48 519) besteht aus einem Heizwiderstand in der mechanischen Grundform eines "U"s, wobei zwei oder mehr angeschraubte oder angeschweißte Halter die die Wärme abgebende Fläche mechanisch halten und auch gleichzeitig zum Zuführen des für Heizung erforderlichen Stromes dienen. Ein derartiger Stempel kann z. B. aus Blech gebogen sein (P 31 44 048.7, P 31 37 859.5 und P 31 37 860.9), oder aber aus einem vollen Material ausgearbeitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragung der Wärme auf wenigstens eines der Teile bzw. Körper zu verbessern und damit eine schnellere Erwärmung des oder der Körper möglich zu machen. Ferner kann dadurch die mögliche Wärmeableitung in dem/den Körpern weitestgehend kompensiert werden.

Üblicherweise sind derartige zusätzliche Übertragungen thermischer Energie nur mit aufwendigen externen Einrichtungen möglich. Auch erfordern sie erhebliche Zeit und oft die gesamte Erwärmung der Körper, was für diesen Vorgang nicht vorteilhaft ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein zusätzlicher Gasstrahl auf wenigstens einen der Körper trifft und so seine Temperatur verändert. Dieser Gasstrahl kann erfindungsgemäß gleichzeitig mit dem Wärmeimpuls des Heizwiderstandes oder aber zeitlich versetzt aktiv sein. Auch kann er gleiche oder unterschiedliche Temperaturen haben, besonders auch zeitlich verschieden.

Durch eine zweckmäßige Anordnung einer oder mehrerer Düsen kann so der eigentliche Impulslötvorgang erheblich verbessert werden, ohne daß dadurch die Vorteile des Impulslötens beeinträchtigt werden. Hierzu zählt besonders die Einwirkung einer Kraft auf die zu verbindenden Teile.

Die nachfolgenden Abbildungen veranschaulichen diesen Vorgang.

Bild 1 zeigt zunächst den Stand der Technik. Hier ist der die Wärme durch thermischen Kontakt abgebende Heizwiderstand 1 mit den elektrischen und mechanischen Anschlüssen 2 z. B. durch Verschweißen verbunden. Über diese Anschlüsse wird mit der Kraft 3 der thermische Kontakt zu den zu verbindenden Teilen 4 & 5 mit der die Wärme abgebenden Fläche 1 a hergestellt, die dann vorzugsweise durch Impulsheizung thermisch behandelt werden, so z. B. miteinander verlötet werden. Teil 4 kann z. B. der Anschluß eines elektronischen Bauteiles 6 sein, wobei bei diesem Verfahren auch mehrere Anschlüsse dieses Bauteiles gleichzeitig thermisch behandelt werden können.

Bild 2 zeigt mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verbesserung der Übertragung der Wärme auf die Körper. In dieser Darstellung ist 12 eine Düse, aus der der Gasstrahl 13 auf wenigstens eines der Teile 4 oder 5 austritt. 11 stellt eine mögliche Heizung des Gases 10 dar. Wenigstens eine Düse kann auch wenigstens teilweise auf den Heizwiderstand 1 gerichtet sein und so sein Verhalten mit beeinflussen.

Erfindungsgemäß kann dieser Gasstrahl 13 zeitlich gleichzeitig mit der impulsweisen Erwärmung des Heizwiderstandes 1 erfolgen. Erfindungsgemäß kann es aber auch vorteilhaft sein, daß er bereits vor der Wärmeabgabe des Heizwiderstandes 1 mit einer gleichen oder anderen Temperatur eingeschaltet wird, so um diese Teile thermisch vorzubehandeln, z. B. das möglicherweise aufgetragene Flußmittel zum Verbinden der Teile durch Weichlöten schmilzt.

Bild 2a zeigt eine andere Richtung der Düse 12, deren Gasstrahl 13 auf den Körper 5 wirkt und teilweise bereits auch den Anschluß 4 mit beeinflußt. Hier kann eine zusätzliche Düse mit einem Gasstrahl den Körper 5 mit beeinflussen.

Bild 2b zeigt eine andere Anordnung einer Düse, wobei hier der Gasstrahl 13 überwiegend oder ganz auf dem Anschluß 4 einwirkt. Dies ist besonders bei Teilen mit einer hohen thermischen Ableitung der Fall, so daß der Heizwiderstand 1 erheblich weniger thermische Energie zum Erwärmen des Anschlusses 4 aufbringen muß.

Bild 2c zeigt eine erfindungsgemäße Konbination der zusätzlichen Wärmeübertragung mit einem Strahler 14 auf den Anschluß bzw. Körper 4. Das temperierte Gas 13 kann auch den Strahler 14 mit beeinflussen.

Bild 3a zeigt eine mögliche andere erfindungsgemäße Ausführungsform einer derartigen Anordnung. Das Gas 10 wird hier direkt durch den Heizwiderstand 1 geführt, wo es z. B. seitlich nach der Temperaturbehandlung austreten kann 13. Die Erwärmung des Gases kann in dieser Darstellung durch einen Heizwiderstand 11 erfolgen, der mechanisch in die Halterung des Heizwiderstandes eingefügt ist.

Bild 3b zeigt eine weitere Ausführungsform. Hier wird die Heizung des Gases durch entsprechende Anpassung des Querschnittes der Zuleitung 16 für den Heizwiderstand erreicht. Dadurch ist ein außerordentlich einfacher Aufbau möglich. Auch ist hier keine weitere Zeitschaltung erforderlich. Die Heizleistung für das Gas ist relativ einfach durch Querschnittsänderungen möglich.

Bild 4 zeigt weitere mögliche Ausführungen der Düsen für das zusätzliche Gas und deren Anordnungen.

Bild 4a zeigt eine Düse, deren austretendes Gas 13 wenigstens teilweise auf den Heizwiderstand 1 trifft, so daß eine gewollte gegenseitige Beeinflussung vorhanden ist. Durch eine mögliche Formgebung 17 kann der Gasstrahl jedoch auch wenigstens teilweise umgelenkt werden, so daß er als 18 weitestgehend direkt einen der zu behandelnden Körper trifft.

Bild 4b zeigt eine Anordnung, bei der das Gas 13 zunächst durch Ausschnitte oder Bohrungen 19 im dem Heizwiderstand 1 tritt. Durch eine zusätzliche Formgebung 20 kann der Gasfluß erheblich beeinflußt werden, so daß keine weiteren elastische Dichtungen erforderlich sind.

Bild 4c zeigt einen praktischen Querschnitt durch die Anordnung nach 3a. Die Kanäle für die Gasführung können auch als 21 an mehreren Seiten oder Stellen aus dem Heizwiderstand austreten. Auch ist eine nichtparallele Anordnung nach 22 möglich. Dadurch kann die Temperaturbeeinflussung der anderen Körper erheblich beeinflußt werden.

Bild 4d schließlich zeigt eine Anordnung, bei der das Gas erfindungsgemäß auch an der Unterseite des Heizwiderstandes austreten kann. Hierdurch ist eine besonders intensive gezielte Behandlung der Körper möglich. Durch Anordnung von Rippen 24 kann der Gasstrom in festgelegte Richtungen umgeleitet werden.

Claims (14)

1. Vorzugsweise elektrisch geheizter Stempel 1 zur Abgabe von Wärme an einen oder mehreren Körpern 4 & 5 z. B. durch thermischen Kontakt unter Einwirkung einer Kraft 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine oder mehrere zusätzliche vorzugsweise gasförmige Wärmequellen die Übertragung der Wärme auf wenigstens einen Körper verbessert.

2. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Gase 13 zeitlich gleichzeitig mit dem Temperaturimpuls des Heizwiderstandes 1 ausströmt.

3. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gas zeitlich unterschiedlich zum Temperaturimpuls des Heizwiderstandes 1 ausströmt.

4. Stempel nach Anspruch 1 . . . 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gas ein eigenes, von dem Stempel unterschiedliches zeitliche Temperaturprofil aufweist.

5. Stempel nach Anspruch 1 . . . 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gas gleichzeitig auch auf den Heizwiderstand 1 auftritt.

6. Stempel nach Anspruch 1 . . . 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas unmittelbar vor dem Austritt aus der Düse 12 geheizt wird.

7. Stempel nach Anspruch 1 . . . 6, dadurch gekennzeichnet, daß besonders bei mehreren oder größeren Düsen eine zentrale Heizung für dieses Gas vorhanden ist.

8. Stempel nach Anspruch 1 . . . 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Gase 13 ganz oder teilweise durch den Heizwiderstand geführt wird.

9. Stempel nach Anspruch 1 . . . 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas 13 ganz oder teilweise vorher durch den mechanischen Anschluß des Heizwiderstandes geführt wird, der gleichzeitig das Gas thermisch behandeln kann.

10. Stempel nach Anspruch 1 . . . 9, dadurch gekennzeichnet, daß das ausströmende Gas 13 ganz oder teilweise über einen zusätzlichen Strahler 15 geführt wird.

11. Stempel nach Anspruch 1 . . . 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas 13 ganz oder teilweise über den Heizwiderstand 1 geführt wird.

12. Stempel nach Anspruch 1 . . . 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas über getrennte Düsen 19, 21, 22 durch den Heizwiderstand 1 geführt wird.

13. Stempel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Heizwiderstand 1 austretende Gas durch Formgebungen 20, 24 oder Führungen 22, 23 beeinflußt wird.

14. Stempel nach Anspruch 1 . . . 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen mit dem Gas auch zum Kühlen der Anordnung z. B. nach der thermischen Behandlung der Körper verwendet wird/werden.