WAVE SOLDERING DEVICE

Abstract: 1. Wave soldering device for soldering in and out particularly of electronic components on printed-circuit boards, consisting of a heated soldering-bath container (1) accommodating a liquid solder, a pressure chamber (3) provided with a cover wall (22) and a bottom (2), a return chamber (11), and a wave-generating nozzle (4) connectable to said return chamber (11) and being directed vertically upward and a pressure-generating device (5) for transporting the solder from the pressure chamber into the wave-generating nozzle, characterized by that as pressure-generating device (5) a pressurized-air cushion (7) is provided, said cushion being formed by a pressurized-air line (6) guided into the cover wall (22) of the pressure chamber (3) and being supplied from a pressurized-air source and being arranged underneath the cover wall (22) of the pressure chamber (3), that the wave-generating nozzle (4) is provided with a hollow shaft (8) protruding into the pressure chamber (3) and being guided closely up to the bottom (2) of the pressure chamber (3), that the pressure chamber (3) is inserted into the soldering-bath container (1) being open towards top, whereby the space between the pressure chamber (3) and the soldering-bath container (1) forms the return chamber (11) for the liquid solder emerging from the nozzle (4), and that the return chamber (11) is connected over a return line (12) to the hollow body (9) forming the pressure chamber (3), a check valve (13) being integrated in said line (12).

Description: Schwallötgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwallötgerät gemäss der Gattung des Patentanspruches 1. Bei einem aus der DE- 15 27 294 vorbekannten Schwallötgerät ist der Lötbadbehälter durch eine horizontale Zwischenwand in eine unterhalb der Zwischenwand liegende Druckkammer und eine darüber liegende Rücklaufkammer für das flüssige Lot unterteilt. Die horizontale Zwischenwand ist mit einem Schlitz für die darauf sitzende Schwallötdüse versehen. Seitlich davon befindet sich in einem Abstand ein Durchbruch für die Druckerzeugungseinrichtung in Form eines motorisch angetriebenen Leitrades, das mit zur Zwischenwand senkrechte Achse angeordnet ist. Eine solche, durch das Leitrad gebildete Umwälzpumpe für das flüssige Lot erzeugt eine starke Strömung des flüssigen Lotes, so dass auch der oberhalb aus der Schwallötdüse austretende Schwall unruhig und daher nicht konstant ist. Auch werden durch die starke Strömung innerhalb der Druckkammer abgelagerte Lötmittelreste ständig mitgerissen und dem aus der Düse austretenden Lötschwall zugeführt, wodurch es zu unsauberen Lötstellen kommen kann. Ferner ist für eine Pumpe in Form des Leitrades, der notwendigerweise gelagerten Antriebsachse und des notwendigen Antriebsmotors ein grosser Platzbedarf für den Motor und das Leitrad erforderlich. Die Weile muss im Lötbadgehäuse gelagert werden, wodurch ein Verschleiss bewegter Teile eintritt, der einen regelmässigen Wartungsdienst erforderlich macht. Auch ist regelmässig ein relativ grosses Lötzinnvolumen notwendig. Damit ist eine hohe Aufheizzeit erforderlich. Grosses Lötzinnvolumen und lange Aufheizzeit erfordern einen grossen Energieaufwand, der wiederum zusätzlich zu den hohen Materialkosten zusätzliche Kosten schafft. Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Schwallötgerät der gattungsgemässen Art dahingehend auszu bilden, dass bei geringen Bauaufwand, insbesondere geringem Bauvolumen und geringen Betriebskosten ein Lötschwall konstanter Grösse am Austritt der Schwallerzeugungsdüse erzeugt werden kann, ohne dass das flüssige Lot innerhalb des Lötbadbehälters einer starken Strömung unterworfen wird. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bedingt durch das innerhalb der Druckkammer gebildete Druckluftpolster wird ein aus der Düse austretender ruhiger Lötschwall konstanter Grösse erzeugt. Es kann somit eine ruhige Lötwelle sowohl zum Löten als auch zum Entlöten von elektronischen Bauteilen an Leiterplatten Verwendung finden. Da kein eine unruhige Strömung erzeugendes Leitrad vorhanden ist, tritt auch keine starke Bewegung des flüssigen Lotes auf. Da weder Antriebsmotor noch Leitrad für die Erzeugung einer Strömung des flüssigen Lotes notwendig sind, ist auchein kleines Bauvolumen für das erfindungsgemässe Schwallötgerät möglich, das somit kostengünstig herstellbar und mit geringen ¯Betriebskosten und servicefreundlich betreibbar ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei insbesondere auf die kompakte Bauweise des erfindungsgemässen Schwallötgerätes hingewiesen wird. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles eines Schwallötgerätes näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch das Schwallöt gerät gemäss der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Schwallötgerät und Fig. 3 eine Seitenansicht Das Schwallötgerät kann sowohl zum Löten als auch zum Entlöten von elektronischen Bauteilen an Leiterplatten dienen, wozu es auf der Unterseite von Hand oder automatisch über eine Förderstrasse zugeführten Leiterplatten angeordnet wird. Das Schwallötgerät umfasst innerhalb eines zylindrischen Lötbadbehälters 1 mit kreisscheibenförmigen Boden 2 eine Druckkammer 3 aus einem zylindrischen, durch eine Deckwand 22 auf der Oberseite verschlossenen Hohlkörper 9, der nach unten offen ist und mittels einer Dichtscheibe 14 aus rostfreiem Stahl am Boden 2 des Lötbadbehälters 1 abgedichtet ist. Als Druckelemente 10 zum Aufbringen des Abdichtungsdruckes dienen Druckschrauben 16, die in an der Innenwand des Lötbadbehälters angeschweissten Lagerbüchsen 15 schraubbar sind und die gegen Gegenlager 17 drücken, welche auf der Deckwand 22 der Druckkammer 3 angeschweisst sind und diese allseitig überragen. Der Querschnitt des Hohlkörpers 9 ist geringer als der Querschnitt des Lötbadbehälters 1, so dass zwischen beiden ein kreisringförmiger Zwischenraum als Rücklaufkammer 11 für flüssiges Lot gebildet ist. In die Druckkammer 3 ragt konzentrisch zum zylindrischen Hohlkörper 9 ein Hohlschaft 8, der mit seinem unteren Ende nahe der auf den Boden 2 des Lötbadbehälters 1 aufgepressten Dichtscheibe 14 angeordnet ist und auf dessen oberem Ende die Schwallerzeugungsdüse 4 mittels einer Klemmschraube 25 befestigt ist. Die Schwallötdüse 4 hat einen länglich- ovalen Querschnitt, wie es in Fig. 2 in der Draufsicht dargestellt ist. In die Deckwand 22 der Druckkammer 3 mündet eine Druckluftleitung 6, die mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle über ein ebenfalls nicht dargestelltes Drei-Wege Ventil verbunden ist. mit der Druckkammer 3 Die kreisringförmige Rücklaufkammer 11 isiTüber eine Rücklaufleitung 12 in Form eines nach unten abgewinkelten Rohres verbunden, an dessen unterem Ausgang ein Rückschlagventil 13 in Form eines Klappenventils angeordnet ist, das unter Wirkung eines in der Druckkammer 3 herrschenden Uberdruckes selbsttätig schliesst. Der Lötbadbehälter 1 ist aussen von einer Heizmanschette 18 umgeben, die mittels Klemmelementen -19 am Lötbadbehälter 1 befestigt ist und mit elektrischen Zuleitungen 20 verbunden ist. Der Lötbadbehälter 1 weist zwei unterhalb seines Bodens 2 befestigte Standfüsse 26, 27 auf. Ferner ist unterhalb des Bodens 2 eine U- förmige Schiene 28 mit Klemmschrauben 29 vorgesehen, die zum Einklemmen von Winkelstücken 30 zur Anordnung von die Heizung 18 steuernden Bimetallelementen 21 dient. ( Fig. 3) Nachstehend wird die Funktion des voranstehend beschriebenen Schwallötgerätes erläutert: Zur Erzeugung einer Lötwelle zum Löten oder Entlöten wird mittels der Heizmanschette 18 das innerhalb des Lötbadbehälters 1 befindliche Lot verflüssigt, das etwa das Lotniveau 23 einnimmt. Unter Wirkung von durch die Druckluftleitung 6 zugeführter Druckluft ( grosser schwarzer Pfeil) wird in der Druckerzeugungseinrichtung 5 unmittelbar unterhalb der Deckwand 22 der Druckkammer 3 ein Druckluftpolster 7 gebildet, so dass das Lotniveau 24 innerhalb der Druckkammer 3 entsteht, wobei das aus der Druckkammer 3 verdrängte flüssige Lot durch den Hohlschaft 8 (Pfeile am unteren Eintritt des Hohlschaftes 8) aufsteigt und aus der Schwallerzeugungsdüse 4 als Lötwelle austritt. Dabei ist das Rückschlagventil 13 unter Wirkung des in der Druckkammer 3 auftretenden Druckes geschlossen, der grösser ist als der innerhalb der Rücklaufkammer 11 erzeugte Gegendruck. Bei weiterer Zufuhr von Druckluft kann das Lotniveau 24 durch Vergrösserung des Druckluftpolsters 7 weiterhin abgesenkt werden, bis kurz bevor dieses die untere Einmündung des Hohlschaftes 8 erreicht. Solange kann eine aus der Düse 4 austretende Lötwelle aufrechterhalten werden. Nach Unterbrechung der Zufuhr von Druckluft und Umsteuern des nicht dargestellten, in der Druckluftleitung angeordneten Drei-Wege-Ventiles wird das Druckluftpolster 7 wieder abgebaut ( kleiner Pfeil in der Druckluftleitung 6), wobei das aus der Düse 4 ausgetretene, in die Rücklaufkammer 11 eingetretene flüssige Lot durch das dann geöffnete Rückschlagventil 13 in die Druckkammer 3 einströmen kann. Ein erneuter Arbeitszyklus kann beginnen. Das beschriebene Schwallöt- gerät lässt sich insbesondere für die intervallartige Erzeugung von Lötwellen verwenden, wobei regelmässig ruhige und konstante Lötwellen über einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten werden können. ¯Das Schwallötgerät lässt sich leicht reinigen, in dem die Druckschrauben 16 gelöst und die Druckkammer 3 um etwa 300 um ihre Achse gedreht wird, woraufhin die Druckkammer 3 aus dem Lötbadbehälter 1 entnommen werden kann, wobei die Gegenlager 17 jeweils mittig zwischen den Lagerbüchsen 15 herausgeführt werden können. Sämtliche Bauteile des Schwallötgerätes bestehen aus gegen heisses, flüssiges Lot beständigem Material, insbesondere rostfreiem Stahl.

Claims: Patentansprüche 1. Schwallötgerät zum Löten und Entlöten insbesondere von elektronischen Bauteilen an Leiterplatten, aus einem flüssiges Lot aufnehmenden Lötbadbehälter mit einer Druckkammer und einer an diese anschliessenden, vertikal nach oben gerichteten Schwallerzeugungsdüse und aus einer Druckerzeugungseinrichtung zur Förderung des Lotes aus der Druckkammer in die Düse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Druckerzeugungseinrichtung (5) ein über eine Druckluftleitung (6) von einer Druckluftquelle gespeistes, unterhalb der Deckwand (22) der Druckkammer (3) gebildetes Druckluftpolster (7) vorgesehen ist. 2. Schwallötgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (4) mit einem in die Druckkammer (3) ragenden Hohlschaft (8) versehen ist und dass die Druckluftleitung (6) in der Deckwand (22) der Druckkamer (3) mündet. 3. Schwallötgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlschaft (8) der Düse (4) bis dicht an den Boden (2) der Druckkammer (3) geführt ist. 4. Schwallötgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den oben offenen Lötbadbehälter (1) die aus einem unten offenen Hohlkörper (9) gebildete Druckkammer (3) mit Abstand eingesetzt ist, dass der Hohlkörper (9) durch Druckelemente (10) dichtend auf den Boden (2) des Lotbadbehälters (1) gedrückt ist, dass der Zwischenraum zwischen dem Hohlkörper (9) und dem Lötbadbehälter (1) eine Rücklaufkammer (11) für das aus der Düse (4) ausgetretene flüssige Lot bildet und das die Rücklaufkammer (11) mit dem die Druckkammer (3) bildenden Hohlkörper (9) über eine Rücklaufleitung (12) verbunden ist, in die ein Rückschlagventil (13) eingesetzt ist. 5. Schwallötgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden (2) des Lötbadbehälters (1) eine Dichtscheibe (14) für den Hohlkörper (9) angeordnet ist. 6. Schwallötgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckelemente (10) an der inneren Wand des Lötbadbehälters (1) in Lagerblöcken (15) schraubbare Druckschrauben (16) vorgesehen sind, die an über den Umfang der Druckkammer (3) hinausragenden, an deren Oberwand (22) aussen angeschweisste Gegenlager (17) an der Druckkammer (3) angreifen. 7. Schwallötgerät nach einem vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckluftleitung (6) zwischen der Druckluftquelle und der Druckkammer (3) ein Drei-Wege- Ventil zur Entlüftung des Druckluftpolsters (7) vorgesehen ist.

Inventors: SHTALRYD, HAIM
Applicants: ERSA ERNST SACHS KG GMBH & CO.
Application year: 1983
Main classification: B23K1
IPC codes: B23K1, B23K3, H05K3