ELECTRICALLY HEATED SOLDERING TOOL

Abstract: 1. Electrically heated soldering tool comprising a heating element (8) fed via a transformer (4) for heating a soldering tip (6) and a temperature sensor (7) with following evaluation circuit (9, 10) for supplying the power fed to the heating element, characterized in that the transformer (4) is a high-frequency transformer which forms the oscillation transformer of a voltage transformer (3, 4), that the secondary voltage of the transformer (4) feeds the heating element and via a rectifier circuit (5) the evaluating circuit (9, 10) for the output signal of the temperature sensor (7), and that the output signal of the evaluating circuit (9, 10) via a coupling element (11, 12) with dc disconnection of the input and output circuits controls the operating state of the voltage transformer.

Description: ELEKTRISCH BEHEIZTES IiöTWERKZEUG Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch beheiztes Lötwerkzeug mit einem über einen übertrager gespeisten Heizelement zur Heizung einer Lötspitze und mit einem Temperaturfühler mit nachgeschalteter Auswerteschaltung zur Steuerung der dem Heizelement zugeführten Leistung. Elektronisch geregelte Lötkolben, bei denen entweder eine feste vorgegebene Temperatur oder eine einstellbare Temperatur weitgehend konstant gehalten wird, sind in grossem Umfang bekannt. Bei derartigen Lötwerkzeugen, die einerseits zum Löten und andererseits bei Xunststoffen oder dergleichen zum Schneiden und Verschweissen sowie für eine Vielzahl von anderen Zwecken Verwendung finden, ist es in vielen Fällen aus Sicherheitsgründen erwünscht, das Heizelement mit niedriger Spannung zu speisen. Beispielsweise wird bei bekannten Lötpistolen eine bü- gelförmige Heizspitze, die sowohl das Heizelement als auch die Lötspitze bildet, mit einer sehr niedrigen Spannung über einen Transformator aus dem Wechselstromnetz gespeist. Auch andere elektronisch geregelte Lötkolben verwenden als Speisespannungs quelle für das Heizelement einen übertrager mit niedriger Sekundärspannung, beispielsweise im Bereich von 24 Volt. Diese geringe, aus Sicherheitsgründen erwünschte Speisespannung für das Heizelement bzw. die Lötspitze erfordert jedoch bei Speisung aus dem Wechselstromnetz und bei höheren Leistungen die Verwendung eines relativ schweren Netzübertragers, dessen Dimensionierung insbesondere auch bei bügelförmigen kombinierten Heizelementen und Lötspitzen kritisch ist. Eine Regelung der Heizleistung derartiger Lötpistolen ist nicht ohne weiteres möglich, da die übertrager üblicherweise im Sättigungsbetrieb betrieben werden. Bei geregelten Lötkolben anderer Art ergibt sich weiterhin das Problem, dass in vielen Fällen eine galvanische Trennung zwischen Lötwerkzeug und Speisenetz erforderlich ist, was nur durch die Verwendung eines relativ schweren Netzübertra- gers oder Transformators erzielt werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch beheiztes Lötwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei wesentlich verringertem Gewicht eine einwandfreie galvanische Trennung gegen über dem Speisenetz ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Bei dem erfindungsgemässen Lötwerkzeug wird als tibertrager ein Hochfrequenzübertrager verwendet, der gleichzeitig den Schwingtransformator eines Spannungswandlers bildet. Dieser Spannungswandler kann vorzugsweise mit einer Schwingfrequenz im Bereich von etwa 30 kHz arbeiten, da bei diesem Frequenzbe- reich einerseits die Schaltverluste noch ausreichend klein sind und andererseits eine geringe Grösse des Ubertragers erforderlich ist. Das Heizelement wird mit der Sekundärspannung des übertragers gespeist, so dass eine einwandfreie galvanische Trennung zwischen der Lötspitze und dem Speisenetz erzielbar ist. Die Auswerteschaltung für das Ausgangssignal des Temperaturfühlers wird ebenfalls aus der Sekundärspannung des tbertragers über eine Gleichrichterschaltung gespeist, wobei die Speisespannung dieser Auswerteschaltung entweder über einen ausreichend grossen Kondensator oder gegebenenfalls über einen Akkumulator gepuffert sein kann. Bei Verwendung eines Kondensators als Puffer und Speicher für die Speise spannung der Auswerteschaltung ist der Spannungswandler so auf die Auswerteschaltung abgestimmt, dass bei fehlendem Ausgangssignal der Auswerteschaltung ein Startsignal für den Spannungswandler gegeben wird. Bei Pufferung der Speisespannung in einem Akkumulator, der nur eine geringe Speicherkapazität haben muss, kann auch eine Betriebsweise verwendet werden, bei der ein Ausgangssignal der Auswerteschaltung ein Einschalten des Spannungswandlers bewirkt, während eine fehlende oder unter einem Schwellwert liegende Ausgangsspan nung der Auswerteschaltung zu einem Abschalten des Spannungswandlers führt. Das Ausgangssignal der Auswerteschaltung wird dem Spannungswandler über ein Koppelelement mit galvanischer Trennung, beispielsweise einen Optokoppler oder einen Impulstransformator zugeführt, so dass die galvanische Trennung zwischen Lötspitze und Speisespannungsquelle aufrechterhalten wird. Das Heizelement kann entweder direkt mit der Hoch frequenz-Ausgangs spannung des übertragers oder von dieser über eine Gleichrichterschaltung gespeist werden. Bei Verwendung der direkten Speisung des Heizelementes kann dieses Heizelement entweder als Hochfrequenzspule ausgebildet sein, die eine einen ferromagnetischen Kern aufweisende Lötspitze umgibt und diese durch Induktionserwärmung aufheizt, oder es kann eine bügelförmige kombinierte Lötspitzenund Heizelementenanordnung verwendet werden, bei der die Schenkel des Bügels durch entsprechende Materialwahl und Formgestaltung so ausgebildet sind, dass sie eine verglichen mit der Spitze des Bügels geringe Impedanz für das Ausgangssignal des Ubertragers aufweisen. Aufgrund des geringen Gewichtes des Hochfrequenz übertragers ergibt sich beispielsweise bei Lötpistolen eine wesentliche Gewichtsersparnis. Weiterhin ist es möglich, den übertrager zusammen mit den übrigen Bauteilen des Spannungswandlers und gegebenenfalls zusammen mit der Auswerteschaltung für das Ausgangssignal des Temperaturfühlers in einem Stekkergehäuse anzuordnen, das über ein Kabel mit dem Lötwerkzeug verbunden ist. Die Auswerteschaltung für das Ausgangssignal des Temperaturfühlers kann jedoch auch im Handgriff des Lötwerkzeuges angeordnet sein. Bei direkter Speisung des Heizelementes mit einer Hochfrequenzspannung ist es weiterhin möglich, die Lötstelle benachbart zu einem Permanentmagnetfeld anzuordnen, wodurch sich durch das Zusammenwirken der Hochfrequenzwechselspannung mit diesem Per manentmagnetfeld eine Ultraschallschwinnung der Lötspitze ergibt, die das Aufbrechen von Axydschichten auf der Lötstelle erleichtert. Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Lötwerkzeuges, Fig. 2 ein Zeit diagramm zur Erläuterung der Be triebsweise des Lötwerkzeuges nach Fig. 1, Fig. 3 ein ausführlicheres Schaltbild einer Aus führungsform der elektronischen Schaltun gen des Lötwerkzeuges, Fig. 4 eine Seitenansicht einer als Lötpistole ausgebildeten Ausführungsform des Lötwerk zeuges in Verbindung mit mehreren Daten von Lötspitzen bzw. Heizelementen, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Lötwerk zeuges, bei dem der übertrager und die übrigen Bauteile der Spannungswandler schaltung in einem Steckergehäuse angeord net sind, Fig. 6 eine Ausführungsform des Lötwerkzeuges, bei dem die Lötspitze in Ultraschall schwingungen versetzt ist, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Löt werkzeuges mit in Ultraschall schwingungen versetzter Lötspitze, Fig. 8 eine schematische Darstellung einer weite ren Möglichkeit zur Erzielung einer Ultra schall schwingung der Lötspitze gegenüber der Lötstelle. Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der elektronischen Schaltungen des Lötwerkzeuges weist eine Gleichrichterschaltung 2 zur Speisung des Spannungswandlers auf, der aus einer Steuerschaltung 3 und dem übertrager 4 besteht. Die Gleichrichterschaltung 2 wird aus dem Wechselstromnetz über ein Filter 1 gespeist, um die Abstrahlung von Störsignalen so weit wie möglich zu verringern. Die Sekundärwicklung des Ubertragers 4 des Spannungswandlers speist eine weitere Gleichrichterschaltung 5, die zur Speisung der Auswerteschaltungen 9, 10 für das Ausgangssignal eines Temperaturfühlers 7 der insgesamt mit 6 bezeichneten Lötspitze dient. Die Speisung des Heizelementes 8 der Lötspitze 6 kann entweder ebenfalls über die Gleichrichterschaltung 5 oder direkt aus der Sekundärwicklung des Übertragers 4 erfolgen. Das Ausgangssignal des Temperaturfühlers 7 wird über eine Sollwert schaltung 9 einer Vergleicherschaltung 10 zugeführt, deren Ausgangssignal U4 über ein Koppelelement 11, beispielsweise einen Optokoppler, an die Steuerschaltung 3 des Spannungswandlers übertragen wird. Auf diese Weise ergibt sich eine vollständige galvanische Netztrennung zwischen dem eigentlichen Lötwerkzeug und dem Wechselspannungsnetz. Mit Hilfe der Sollwert schaltung 9 kann die gewünschte Heizleistung und damit die Temperatur der Lötspitze entweder auf einen vorgegebenen Wert eingestellt oder einstellbar gemacht werden. In Fig. 2 ist ein Diagramm einzelner Spannungsverläufe in dem Blockschaltbild nach Fig. 1 gezeigt. Das oberste Diagramm zeigt die Ausgangsspannung U1 der Gleichrichterschaltung 2, während das darunter liegende Diagramm das an der Primärwicklung des Ubertragers 4 entstehende Signal U2 zeigt. An der Sekundärwicklung des Ubertragers 4 ergibt sich das Signal U3, das der Gleichrichterschaltung 5 zugeführt wird. Das unterste Diagramm zeigt die Ausgangsspannung U4 des Vergleichers 10, wobei die Triggerschwelle Ugrigger für das Starten der Steuerschaltung 3 des Spannungswandlers eingezeichnet ist. Wenn Die Ausgangsspannung U4 oberhalb dieser Triggerspannung liegt, so ist der Spannungswandler abgeschaltet und gesperrt. Wenn die Ausgangsspannung U4 auf die Triggerspannung absinkt, was entweder aufgrund eines noch zu erläuternden Absinkens der Speisespannung der Auswerteschaltung 9, 10 der Fall sein kann, oder aufgrund einer zu niedrigen Tempera- tur der Lötspitze, so wird der Spannungswandler kurzzeitig eingeschaltet, was umgehend zu einem Anstieg der Speisespannung der Auswerteschaltung 9, 10 auf einen für deren Betrieb ausreichenden Wert führt. Wenn das Absinken der Ausgangsspannung U4 lediglich aufgrund des Absinkens der Speisespannung der Auswerteschaltung auftrat, so wird der Spannungswandler bereits in der dargestellten Weise nach einer Halbperiode der Netzwechselspannung wieder abgeschaltet. Wenn die Temperatur der Lötspitze jedoch unterhalb des Sollwertes liegt, so bleibt der Spannungswandler für eine ausreichende Anzahl von Halbperioden der Netzwechselspannung eingeschaltet, die erforderlich ist, um die Temperatur auf den Sollwert zu bringen. Auf diese Weise ist trotz der vollständigen galvanischen Trennung des Lötwerkzeuges von der Netzwechselspannung eine Steuerung der Heizleistung auf der Primärseite des Ubertragers möglich, ohne dass zusätzliche Hilfstransformatoren oder dergleichen für die Speisung der Auswerteschaltung verwendet werden müssen. Die Speisespannung der Auswerteschaltungen 9, 10 wird über eine einen Stromrückfluss verhindernde Diode und einen Speicherkondensator gepuffert. Anstelle dieses Speicherkondensators könnte auch ein relativ kleiner Akkumulator Verwendung finden, wobei in diesem Fall auch ein umgekehrter Betrieb des Spannungswandlers möglich ist, d. h. ein Einschalten des Spannungswandlers, wenn die Ausgangsspannung der Auswerteschaltung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Im folgenden wird anhand der Fig. 3 ein ausführli- cheres Schaltbild einer Ausführungsform der elektronischen Schaltungen des Lötwerkzeuges gemäss dem Blockschaltbild nach Fig. 1 erläutert. Die in Fig. 3 gezeigte Schaltung wird über einen Schalter und ein Filter mit den Drosseln Dr1 und Dr2 sowie dem Kondensator C1 aus der Netzwechselspannung gespeist. Die Netzwechselspannung wird in einer die Gleichrichterschaltung 2 bildenden Gleichrichterschaltung mit den Dioden D1 bis D4 gleichgerichtet. Die Ausgangsklemmen dieser Gleichrichterschaltung sind durch eine Reihenschaltung aus zwei Kondensatoren C2 und C3 sowie eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen überbrückt, wobei die gemeinsamen Ver bindungspunkte sowohl der beiden Kondensatoren als auch der beiden Widerstände miteinander und mit einem Anschluss der Primärwicklung Ll des Ubertragers verbunden sind. Der andere Anschluss der Primärwicklung L1 ist mit dem positiven Pol der Gleichrichterschaltung 2 über einen ersten Widerstand, eine Diode D6 und einen zweiten Widerstand verbunden, wobei der Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand und der Diode mit einem Anschluss des Fototransistors eines Optokopplers Tl, D13 verbunden ist, dessen Emitterelektrode mit dem negativen Anschluss der Gleichrichterschaltung 2 verbunden ist. Die Spannungswandlerschaltung schliesst weiterhin zwei Transistoren T2 und T3 ein, deren Emitter-Kollektor Strecken in Reihe geschaltet und längs der Ausgangsklemmen der Gleichrichterschaltung 2 angeschaltet sind. Diese Kollektor-Emitter-Strecken sind weiterhin durch Schutzdioden D14, D15 überbrückt, und zwar ebenso wie die jeweiligen Basis-Emitter-Strecken mit Hilfe von Dioden D16 und D17. Die Basiselektroden sind über Parallelkombinationen von Kondensatoren C5, C6 und Dioden D8, D7 mit einem Anschluss Åaeweili- ger Räckkopplungswicklungen L3, L4 des übertragers verbunden, deren andere Anschlüsse jeweils mit dem Emitteranschluss des zugehörigen Transistors verbunden sind. Der tbertrager weist weiterhin eine mittelangezapfte Sekundärwicklung auf, deren Ausgangssignal in einer Zweiweggleichrichterschaltung mit den Dioden D9 und D10 gleichgerichtet wird und bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sowohl zur Speisung der noch zu beschreibenden Auswerteschaltung als auch des Heizelementes dient. Dieses Heizelement kann jedoch auch direkt aus der Hochfrequenzwechsel- spannung der Sekundärwicklung L2 des Übertragers gespeist werden, wenn dies erwünscht ist. Die Ausgangsspannung der die Gleichrichterschaltung 5 bildenden Dioden D9 und D10 wird über eine Diode D11 einem Speicherkondensator C7 zugeführt, der in der Lage ist, die Speisespannung der Auswerteschaltung für einen gewissen Zeitraum nach dem Abschalten der Spannungswandlerschaltung aufrechtzuerhalten. Die Spannung längs des Kondensators C7 wird mit Hilfe eines Widerstandes 4 und einer Zener-Diode D12 stabilisiert und speist eine Brückenschaltung mit Widerständen R1 bis R4, deren Ausgangssignal einem Operationsverstärker OP zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP steuert die Leuchtdiode D13 des Optokopplers an, die ein Lichtsignal an den Fototransistor Tl liefert. In die Brückenschaltung ist ein Thermoelement TH in der Lötspitze eingeschaltet und der Widerstand R4 der Brückenschaltung ist als Potentiometer ausgebildet, um eine Einstellung der gewünschten Temperatur zu ermöglichen. Die in Fig. 3 dargestellte Halbbrücken-Gegentaktwandlerschaltung stellt nur ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Spannungswandlerschaltung zur Erzeugung der gewünschten Hochfrequenz-Wechselspan- nung dar und es ist dem Fachmann eine Vielzahl von vergleichbaren Schaltungen für den gleichen Zweck bekannt, so dass auf die Wirkungsweise dieser Spannungswandlerschaltung nicht weiter eingegangen werden soll. Es sei lediglich noch einmal festgehalten, dass der Spannungswandler so lange abgeschaltet ist, wie ein ausreichendes Ausgangssignal von der Feucht; diode D13 an den Fototransistor T1 geliefert wird. Wenn das Ausgangssignal des Operationsverstärkers unter die Triggerspannung abfällt, was durch einen Abfall der Speisespannung längs des Kondensators C7 oder durch eine zu niedrige Temperatur der Lötspitze hervorgerufen sein kann, die durch das Thermoelement TH I\R gemessen wird, so wird der Spannungswandler eingeschaltet und liefert zumindest für eine einzige Halbperiode der Netzwechselspannung ein Ausgangssignal, das zum Aufladen des Kondensators C7 ausreicht. Eine Entladung des Kondensators C7 über das Heizelement wird durch die Diode DII verhindert. Wenn nach der genannten einen Halbperiode das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP die Triggerspannung wieder überschreitet, so wird der Spannungswandler unmittelbar nach dieser Halbperiode wieder abgeschaltet, während, wenn das Absinken der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers durch eine zu niedrige Temperatur hervorgerufen wurde, der Spannungswandler für eine ausreichende Anzahl von Perioden eingeschaltet bleibt, damit die Soll-Temperatur wieder erreicht wird. In Fig. 4 ist eine Ausführungsform des Lötwerkzeuges in Form einer Lötpistole dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine erhebliche Gewichtsersparnis gegenüber üblichen Lötpistolen aufgrund der Verwendung des tbertragers 4 bei einer sehr hohen Frequenz, so dass dieserübertrager eine geringe Grösse und ein geringes Gewicht aufweisen kann. Im Handgriff der Lötpistole sind sowohl die Schaltungen 1 bis 3 als auch die Schaltungen 5 und 9 bis 11 angeordnet, so dass die Lötpistole direkt aus dem Netz gespeist werden kann. In Fig. 4 ist die Auswerteschaltung 9, 10 mit 42 bezeichnet, während die Schaltungen 1 bis 3 insgesamt mit der Bezugszif- fer 43 bezeichnet sind. Diese Lötpistole kann verschiedene Ausführungsformen von Lötspitzen aufweisen. So ist beispielsweise bei 44 eine innenbeheizte hülsenförmige Lötspitze gezeigt, während bei 45 eine Bügelspitze gezeigt ist. Diese Bügelspitze kann direkt von der Hochfrequenz-Ausgangswechselspannung des Übertragers.4 durchflossen sein, wobei durch geeignete Gestaltung der Form und der Leitfähigkeit der Oberfläche der Bügel eine Konzentration der Wert meenergie auf die Spitze der Bügelspitze erzielt wird. Hierbei sollten die Bügel eine verglichen mit der eigentlichen Spitze geringe Impedanz für die Hochfrequenz-Wechselspannung aufweisen, um die gesamte Wärmeenergie an der Spitze zu konzentrieren. Bei 46 ist eine übliche aussenbeheizte Ausführungsform einer Lötspitze dargestellt. Bei allen Lötspitzen ist eine direkte Induktions erwärmung mit Hilfe einer von der Hochfrequenz-Wechselspannung gespeisten Hochfrequenzspule möglich und gegebenenfalls vorteilhaft, da sich hierbei eine sehr schnelle Erwärmung der Lötspitze erzielen lässt. In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines elektrisch beheizten Lötwerkzeuges unter Verwendung einer elektronischen Steuerschaltung gemäss dem Blockschaltbild nach Fig. 1 gezeigt, bei der der 8tbertrager 4 sowie die Schaltungen 1 bis 3 in Form einer insgesamt mit 53 bezeichneten Schaltungsplatte in einem Steckergehäuse 54 angeordnet sind, das einen einstückig damit verbundenen Netzstecker 55 aufweist. In dem Steckergehäuse 54 kann gegebenenfalls auch die Auswerteschaltung 9, 10 nach Fig. 1 angeordnet sein, oder diese Auswerteschaltung kann im Handgriff des Lötkolbens angeordnet sein. In den Fig. 6 bis 8 sind Ausführungsformen des Lötwerkzeuges schematisch dargestellt, bei denen erkennbar ist, wie die ohnehin vorhandene Hochfrequenz-Wechselspannung in vorteilhafter Weise zur Erzielung einer Ultraschallschwingung der Lötspitze herangezogen werden kann. Eine derartige Ultraschall schwingung erleichtert das Aufbrechen von Oxydschichten an Lötstellen, so dass sich eine Verbesserung der Qualität der Lötstellen ergibt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird die Hochfrequenz-Wechselspannung einer Hochfrequenzspule 602 zugeführt, die auf einen Kern 601 gewickelt ist. Bei der in Fig. 6 dargestellten Phasenlage weist dieser Kern 601 einen Südpol benachbart zu einem Südpol eines Permanentmagneten 603 auf, der mit dem Kern 601 über ein elastisches Bauteil 606 verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine Abstossung des Permanentmagneten von dem Kern 601, während bei einer um 0 180 verschobenen Phasenlage eine Anziehung des Permanentmagneten 603 erfolgt. Am freien Ende dieses Permanentmagneten befindet sich die Lötspitze 605, die von einem Heizelement 604 umgeben ist, das entweder mit der Hochfrequenz-Wechselspannung direkt oder nach deren Gleichrichtung gespeist werden kann Die Lötspitze wird im Sinne des Pfeils P in eine Axialschwingung mit hoher Frequenz im Ultraschallbereich versetzt. Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Lötwerkzeuges, bei dem die Ultraschallschwingung durch einen Piezo-Kristall 701 hervorgerufen wird, der bei 703 starr an dem Griff des Lötwerkzeuges befestigt ist. Dieser Piezo-Kristall 701 ist über ein wärmeisolierendes Adapterelement mit dem hinteren Ende einer Lötspitze 705 verbunden, die ebenfalls von einem Heizelement 704 umgeben ist. auch bei dieser Ausführungsform wird die Lötspitze in Axialschwingungen im Ultraschallbereich versetzt. Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung einer derartigen Ultraschallschwingung ist in Fig. 8 gezeigt. Hierbei wird das Heizelement über eine Spule 804 mit Hochfrequenz-Wechselstrom gespeist, und die Lötspitze 805 befindet sich im Feld eines Permanentmagneten 803, der unterhalb einer Leiterplatte 802 oder eines anderen Gegenstandes angeordnet ist, auf dem Lötungen durchgeführt werden sollen. Durch die Wechselwirkung des Permanentmagnetfeldes des Permanentmagneten 803 und des Wechselstromfeldes der Hochfrequenzspule 804 wird eine Ultraschallschwingung der Lötspitze 805 hervorgerufen. Bei allen Ausführungsformen ergibt sich ein sehr leichtes kompaktes Lötwerkzeug, dessen Betriebstemperatur sehr genau regelbar ist und bei dem eine vollständige galvanische Trennung von dem Speisenetz gegeben ist. Eine geeignete Frequenz für den Betrieb dieses Lötwerkzeuges liegt beispielsweise im Bereich von 30 kHz, doch können selbstverständlich auch andere Frequenzen in Abhängigkeit von den verwendeten Schalttransistoren T2, T3 sowie dem Material des Ubertragers verwendet werden.

Claims: Patentansprüche: 1. Elektrisch beheiztes Lötwerkzeug mit einem über einen Übertrager gespeisten Heizelement zur Hei zung einer Lötspitze und mit einem Temperatur fühler mit nachgeschalteter Auswerteschaltung zur Steuerung der dem Heizelement zugeführten Leistung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Übertrager (4) ein Hochfrequenzübertrager ist, der den Schwing transformator eines Spannungswandlers (3, 4) bildet, dass die Sekundärspannung des Sbertragers (3) das Heizelement und über eine Gleichrichter schaltung (4) die Auswerteschaltung (9, 10) für das Ausgangssignal des Temperaturfühlers (7) speist, und dass das Ausgangssignal der Auswerte schaltung (9, 10) über ein Koppelelement (11, 12) mit galvanischer Trennung der Eingangs- und Ausgangskreise den Betriebszustand des Span nungswandlers steuert. 2. Lötwerkzeug nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Span nungswandler (3, 4) ein Gegentaktapannungawand- ler ist. 3. Lötwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Spannungswandler (3, 4) ein Halbbrücken-Ge gentaktsperrwandler ist. 4. Lötwerkzeug nach einem der vorhergehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Koppelelement (11) durch einen Optokoppler (D13, 21) gebildet ist. 5. Lötwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (10) durch einen Impuls transformator gebildet ist. 6. Lötwerkzeug nach einem der vorhergehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Heizelement unmit telbar mit der Sekundärwicklung (L2) des Ober- tragers (4) verbunden ist. 7. Lötwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (8) über eine Gleichrichter schaltung (5, Dg, D10) mit der Sekundärwicklung (L2) des Übertragers (4) verbunden ist. 8. Lötwerkzeug nach einem der vorhergehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Spannungswandler über eine Gleichrichterschaltung (2) aus dem Wechselstromnetz gespeist ist. 9. Lötwerkzeug nach einem der vorhergehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Heizelement und die Lötspitze in Form einer Bügelspitze (45) mit ein ander kombiniert sind. 10. Lötwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement als HF-Spule ausgebildet ist, die eine Lötspitze mit einem ferromagneti schen Kern durch Induktionswärme erhitzt. 11. Lötwerkzeug nach einem der vorhergehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei fehlender oder unter einem Schwellwert liegender Ausgangsspannung der Auswerteschaltung (9, 10) der Spannungswandler eingeschaltet ist. 12. Lötwerkzeug nach einem der vorhergehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das von der Lötfläche abgewandte Ende der Lötspitze (605; 705) am freien Ende eines Schwingungssystems (601, 602, 603, 606; 701) befestigt ist, das durch das Hochfrequenzsignal der Sekundärwicklung des Transformators gespeist ist. 13. Lötwerkzeug nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Schwing system durch eine einen Kern (601) umschliessende Hochfrequenzwicklung (602) gebildet ist, dass ein Ende des Kerns (601) starr gegenüber dem Löt werkzeug befestigt ist, während das andere mit einem Ende eines stabförmigen Permanentmagneten (603) über ein elastisches Element (606) verbun den ist, und dass das freie Ende des stabförmigen Permanentmagneten (603) mit dem von der liötflä- che abgewandten Ende der Lötspitze (605) starr verbunden ist. 14. Lötwerkzeug nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das von der Lötfläche abgewandte Ende der Lötspitze (705) über ein wärmeisolierendes Verbindungsglied (702) mit einer Fläche eines Piezo-Kristalls (701) verbunden ist, dessen andere Fläche starr an dem Lötwerkzeug (bei 703) verbunden ist, und dass der Piezo-Kristall mit der Hochfrequenzspan nung der Sekundärwicklung des Ubertragers (4) beaufschlagt ist. 15. Lötwerkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich das von dem Schwingungssystem abge wandte Ende der Lötspitze durch ein Heizelement (604; 704) hindurch erstreckt. 16. Lötwerkzeug nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Heizele ment mit der Hochfrequenz-Ausgangsspannung der Sekundärwicklung des tbertragers (4) über einen Gleichrichter (5) gespeist ist. 17. Lötwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement mit der Hochfrequenz-Aus gangsspannung des Übertragers (4) gespeist ist und mit einem benachbart zur Lötstelle angeord neten Dauermagnetfeld zusammenwirkt, um eine me chanische Vibration der Lötspitze gegenüber der Lötstelle hervorzurufen. 18. Lötwerkzeug nach einem der vorhergehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Lötwerkzeug in Form einer Lötpistole ausgebildet ist. 19. Lötwerkzeug nach einem der vorhergehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Spannungswandler- schaltung einschliesslich des Übertragers (4) so wie der Gleichrichterschaltung (2) für die Netz- wechselspannung in einem Steckergehäuse angeord net ist. 20. Lötwerkzeug nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswer teschaltung (9, 10) ebenfalls in dem Steckerge häuse (54) angeordnet ist.

Inventors: PETER GOERLICH, RITTMANN, GUNTHER, Rittmann, Günther
Applicants: COOPER INDUSTRIES INC.
Application year: 1982
Main classification: B23K3
IPC codes: B23K3, G05D23