SE511193C2 - Pinnlödningspistol - Google Patents

Description

511 193 51.12 En av anledningarna till svårigheterna med inställning av lyft- höjden är att man använder olika typer av lodpinnar, kabelskor och skyddsringar där storlekarna varierar och man måste justera inställningen för varje gång man byter till olika typer. Det kan vara olika höjd på kabelskor och längden på lodpinnar varierar.

Skyddsringarna är olika, vilka är anpassade till lodpinnarnas storlek.

Vidare är det så att vid tillverkningen varierar längdtoleranserna och då exempelvis skyddsringarna består av keramiskt material kan längdtoleransen uppgå till exempelvis plus minus 0,3 mm. Till- sammans kan längdtoleransen bli stor om toleranserna adderas för alla tre detaljerna , vilket orsakar problem med inställningen av lyfthöjden. Lyfthöjden skall vara 2 mm för en korrekt lödning.

För hög lyfthöjd orsakar stora problem vid pinnlödning. En för hög lyfthöjd kommer att öka tiden under lödningen och ljusbågen kommer att gå snett in på exempelvis en kabelskos överkant och cirkulera runt hålet i kabelskon och smälta lodet. Det blir en till synes bra nedsmältning av lodet, men i verkligheten blir det en kallödning. Det har skett en nedsmältning i kabelskons hål. Smältan ligger som en kaka ovanpå arbetsstycket och fluss- medel och smältlod har inte dragits fram mellan arbetsstycket och kabelskon. Kapilärkraften har ej verkat. För hög lyfthöjd orsakar alltså en kallödning, vilken i och för sig ser perfekt ut, men där lodpinnen och kabelskon inte sitter fast. Arbets- stycket har aldrig hunnit bli tillräckligt uppvärmt av ljusbågen och därför aldrig kunnat dra fram flussmedel och smältlod med hjälp av kapilärkraften. Detta är den farligaste sida 511 193 typen av fellödning eftersom det ser bra ut men lödningen sitter ej fast utan kommer så småningom att vibrera loss.

En för hög lyfthöjd kan även orsaka att ljusbågen ej orkar tända helt. Man får då en så kallad "blindtändning", där endast lod- pinnkapcylen <änden av lodpinnen> smälter och flussmedelet rinner ut. Ingen lödning kommer till stånd och oftast går lodpinnen till spillo. Man får då rengöra arbetsstycket och starta om processen med en ny lodpinne.

Ytterligare kan för hög lyfthöjd innebära ett gränsfall mellan kallödning och blindtändning där ljusbågen utvecklas normalt, men genom den för höga lyfthöjden kommer man att fåèen alldeles för lång lödtid, vilket sannolikt innebär att arbetsmaterialet exempelvis kabelskon smälter ned och att man tillför för mycket energi i arbetsstycket som kan orsaka negativa förändringar i form av martensit eller liknande.

För kort lyfthöjd lyfter bara lodpinnen en liten bit och inte de erforderliga 2 mm, vilket resulterar i för kort tid under lödpro- cessen för att få denna att fungera. Smältlodet behöver en viss tid för att dragas fram under exempelvis en kabelsko och för kort lyfthöjd ger en process med för kort tid. Smältlodet har delvis satt sig pà arbetsstycket, men lodet har inte smälts upp i sin fulla mängd. Detta orsakar också en dålig lödning, men till skillnad från den förra kan man här se att lödningen är dålig.

Man kan således åtgärda felet genom att ta bort den dåliga löd- ningen och göra en ny. I regel går både lodpinne, kabelsko och skyddsring till spillo. 511193 sid4 Ytterligare nackdel med dagens pistoler är att man ofta arbet- ar horisontellt och har svårt att kontrollera lyfthöjden i detta arbetsläge beroende på att rälsen ligger på marken och man många gånger arbetar i mörker och dåligt väder med regn, snö och blåst varför det är mycket svårt att kontrollera och justera lyfthöjden.

En annan nackdel med idag på marknaden befintliga pistoler är den relativt stora strömförbrukning som krävs för att lyfta lodpinnen, vilken uppgår till 15 Ampere och med tanke på att pinnlödning mestadels sker ute på järnväg eller pipelines och strömkällan utgöres av batterier är det en nackdel med stor stömförbrukning per lödning, vilket orsakar att man inte kan utföra lödningar per batteriladdning.

Vidare är det en nackdel med en tung lödpistol då man efter ett antal lödningar kan bli trött i armen och risken för fellödningar blir större då precision avseende pistolens vinkel mot arbets- stället förändras.

Hög vikt och storlek på pistolen är en klar nackdel då man i pinnlödningssammanhang ofta transporterar utrustningen långa sträckor manuellt. Dagens konstruktion av lödpistoler som består av en genomgående direktaxel med lång slaglängd kräver en stor tung magnet.

Ytterligare en nackdel med de idag befintliga lödpistolerna är att man före varje lödning måste kontrollera och justera lyft- höjden beroende på olika lodpinnars, skyddsringars och kabelskors storlekar och tillverkningstoleranser. sms 511 193 På marknaden har länge efterfrágats en till omfånget mindre pi- stol med lägre vikt, vilken ger en större säkerhet vid pinnlöd- ning och ej behöver justeras och kontrolleras vid varje lödning.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att man vid pinnlödning med en pinnlödningspistol ej skall behöva kontrollera och justera lyfthöjden mellan arbetsstycket och lodpinnen beroende av olika typer av lodpinnar, skyddsringar och kabelskor eller tillverk- ningstoleranser.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en pistol med en fritt löpande lodpinnsaxel, vilken då ej är för- bunden med arbetsaxeln och därigenom erhålla en lödpistol med självinställande förutbestämd lyfthöjd.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att man medelst en làsanordning fast förbinder lodpinnaxeln med lyfthöjdsaxeln samt att den senare är fast förbunden med arbetsaxeln och att denna konstruktion resulterar i en mindre kraftkälla. Tack vare detta kan man då utnyttja en magnet med fallande karakteristik- kurva, minskad slaglängd som ger ökad kraft, vilket innebär att man kan drastiskt minska vikt och storlek på kraftkällan, exemp- elvis en dragande magnet.

Vidare är ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en löd- pistol som är strömsnål och endast är på 4 Ampere, vilket är att jämföra med dagens pistoler som är på 15 Ampere. Detta möjliggör fler antal lödningar per batteriladdning.

Det kännetecknande för föreliggande uppfinning framgår av efter- följande patentkrav. 511 193 sms Föreliggande uppfinning skall nu närmare beskerivas med hänvis- ning till bifogade ritningar där figur 1 visar en pinnlödnings- pistol i viloläge och figur 2 pinnlödningspistolen i momentet innan lodpinnen skall lyfta och figur 3 visar pinnlödningspi- stolen i momentet när lodpinnen har lyft och ljusbågen tänts och figur 4 visar pinnlödningspistolen med en roterande magnet som drivkälla och där figur 5 visar ett utförande av pinnlödnings- pistolen med pneumatisk drift som drivkälla. Även andra typer av drivkrafter kan användas.

Figur 1 visar således en pinnlödningspistol i viloläge. I bakre delen av pistolen finnes kraftkällan exempelvis entmagnet 1 med sin arbetsaxel 2 och denna arbetsaxel 2 är genom en fästanord- ning 3 fast anbringad med en lyfthöjdsaxel 4med en låsmutter 6 vilken går genom en tryckfjäder 5 och en draghylsa 7 mot en ju- sterskruv 17 och man ser en vinkellåsbricka 8 för lodpinnaxeln 10 vilken löper fritt genom ett hål i vinkellåsbrickan 8 och bak i lodpinnaxeln 10 finnes en strömkabelanslutning 9 och längs lodpinnaxeln 10 finnes strömledaren ll och där lodpinnaxeln 10 löper genom en tryckfjäder 12 vilken går fram mot en lager- bussning 13 med fläns och en isolerhylsa med fläns 14 finnes både framme och bak pá lodpinnaxeln 10. Pâ lyfthöjdsaxeln 4 finnes en lagerbussning 15 och pà lodpinnaxeln 10 en làsring 16. Lyfthöjdsaxelns 4 läge kan justeras manuellt med en justerskruv 17 och vinkellàsbrickans 8 läge kan justeras med en justerskruv 18 där båda skruvarna kan justeras utifrån på pistolen. I vinkellàsbrickan 8 är fäst en dragfjäder 19 och läng- st bak i pistolen finnes en ratt 20 för inställning av annan lyfthöjd eftersom vissa lodpinnar kräver speciell avvikande lyfthöjdsinställning som 1,5 mm och 2,5 mm samt en slav 511 193 dämpningsanordning 21 för arbetsaxeln 2. Längst fram i pistolen finnes lodpinnhàllare 22 och en keramikringshállare 23 försedda med en lodpinne 24 respektive en keramikring 25.

Figur 2 visar pinnlödningspistolen i momentet innan lodpinnen skall lyfta och längst fram ser man hur keramikringen 25 ligger an mot en kabelsko 26 och lopinnen 24 ligger an mot arbetsstycket 27. Nu är pinnlödningspistolen nedtryck mot arbetsstycket 27 och endast lodpinnaxeln 10 trycks in i pistolen eftersom tryckfjädern 5 förhindrar att vinkellåsbrickan 8 följer med lodpinnaxeln 10 in i pistolen när magneten 1 är opáverkad. Tryckfjädern l2 motverkar lodpinnaxelns l0 intryckning. På grund av att tryckfjäderns S på- verkan rör sig inget annat än lodpinnaxeln 10 i pinnlödningspi- stolen.

I figur 3 som visar pinnlödningspistolen i momentet när lodpinnen har lyft och ljusbágen tänds, dvs när man man tryckt på avtryck- ningsknappen och ström föres fram till strömkabelanslutningen 9 och strömledare ll blir strömförande samtidigt som manöverström går fram till magneten 1 och arbetsaxeln 2 drages in i magnethus- et. Lyfthöjdsaxeln 4 vilken är axiellt fast förbunden medelst en fästanordningen 3 med arbetsaxeln 2 och draghylsan 7 kommer att trycka på vinkellàsbrickan 8 som då följer med lyfthöjdsaxelns 4 rörelse bakåt i pinnlödningspistolen. Emellertid kommer dragfjäd- ern 19 att motverka denna rörelse av vinkellàsbrickan 8 och som en följd därav ökar vinkeln A mellan vinkellàsbrickan 8 och centrum på lodpinnaxeln 10 tills vinkellásbrickan 8 griper om lodpinnaxeln 10 med hävstàngseffekt. Styrkan i greppet beror dels på vinkel- làsbrickans 8 anpassade hàldiameter kontra ytterdiametern pà lod- pinnaxeln 10 och dels pà tjocklek och materialkvalitet på vinkel- làsbrickan 8. 511 193 sid, Arbetsaxeln 2, lyfthöjdsaxeln 4 och lodpinnaxeln lO fortsätter nu, som en enhet, bakåt i pinnlödningspistolen tills arbets- axeln 2 stöter emot dämpningsanordningen 21 som i sin tur stöt- er pà förinställningsratten 20. Under tiden har ljusbågen mellan lodpinnen 24 och arbetsstycket 27 tänts och lödprocessen fort- skrider.

När den förutbestämda mängden energi avgivits och således lödtiden har förlupit bryter drivaggregatet strömmen till både magneten l och strömledaren 11 varvid ljusbågen slocknar. Den elektromag- netiska kraften på arbetsaxeln 2 försvinner och dragkraften i dragfjädern 19 tillsammans med tryckkraften i tryêkfjädern 12 gör att samtliga axlar och vinkellåsbrickan 8 åker framåt i pinn- lödpistolen. Vinkellåsbrickan 8 fångas upp av justerskruven 18, vilket medför att vinkeln A mellan vinkellåsbrickan 8 och lod- pinnaxeln 10 minskar och greppet om lodpinnaxeln l0 upphör. Lyft- höjdsaxeln 4 fångas nu upp av justerskruven 17 och endast lod- pinnaxeln 10 fortsätter framåt tills låsringen 16 går emot flänsen på lagerbussningen 13. Nu har också resterande delen av lodpinnen 24 trycks ner i smältan på lödstället. Därmed är pinnlödningspi- stolens lödprocess avslutad.

Efter en lång tids användning kan en eventuell förslitning uppstå i själva låsmekanismen: Detta kan åtgärdas med justerskruv 17 och justerskruv 18. Justerskruv 17 är till för att anpassa vinkeln A mellan vinkellåsbrickan 8 och centrum på lodpinnaxeln 10 så att vinkellåsbrickan 8 greppar omgående när lyfthöjdsaxeln 4 åker bakåt. Med justerskruv 18 ställer man in lyfthöjden som skall vara 2 mm när förinställningsratten 20 står i noll läge. 511193 sid 9 Figur 4 visar pinnlödningspistolen med en roterande magnet som drivkälla och den roterande magneten 28 med en roterande arbets- axel 29 i form av en spirallyftare som påverkar lyfthöjdsaxeln 32 med urtag att röra sig mot den roterande magneten 28. I övrigt är funktionerna de samma som beskrivits för de tidigare figurerna.

Figur 5 visar pinnlödningspistolen med en pneumatisk drivkälla och man ser en luftcylinder 30 som påverkar en kolvstång 31.

Denna typ av pinnlödningspistol är den mest energisnåla modellen.

Funktionerna är även här de samma som beskrivits ovan i de andra figurerna. i Principen för föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en pinnlödningspistol med en fritt löpande lodpinnaxel 10 vilken ej är fast förbunden med arbetsaxeln 2 och att när lodpinnaxeln 10 trycks ner mot ett arbetsstycke en inställning sker. Vidare är det så att medelst en lâsanordning 8 fast förbinder lodpinnaxeln 10 med lyfthöjdsaxeln 4 vilken redan är fast förbunden med arbets- axeln 2 och att då ström tillföres magneten l och dess arbetsaxel 2 drages in även lyfthöjdsaxeln 4 som kommer att trycka på vinkel- lâsbrickan 8 som då följer lyfthöjdsaxelns 4 rörelse bakåt och där dragfjädern 19 kommer att motverka vinkellàsbrickans 8 rörelse och då ökan vinkeln A mellan lodpinnaxeln 10 och vinkellåsbrickan 8 tills vinkellåsbrickan 8 griper tag om lodpinnaxeln 8 med hävst- ångseffekt. Arbetsaxeln 2, lyfthöjdsaxeln 4 och lodpinnaxeln 10 arbetar nu som en enda enhet. När den förutbestämda mängden energi avgivits bryter strömmen till magneten, varvid samtliga tre axlar far framåt och när vinkellåsbrickan 8 fångas upp av justerskruven 18 och vilket medför att vinkeln A mellan lodpinnaxeln 10 och vin- 511 193 Sid lo kellåsbrickan 8 minskar och greppet om lodpinnaxeln 10 upphör.

Lyfthöjdsaxeln 4 fångas upp av justerskruven 17 och nu är det endast lodpinnaxeln 10 som far framåt tills låsringen 16 går mot flänsen på lagerbussningen 13. Den resterande delen av lod- pinnen trycks nu ner i smältan på lodstället.

Ovannämnda princip med fritt löpande lodpinnaxel medger en kost- ruktion av pinnlödningspistolen med en mindre magnet som med minskad slaglängd ger en ökad kraft. Man får då en pinnlödnings- pistol med mindre storlek och vikt och som är strömsnàl och har en självinställande förutbestämd lyfthöjd.

Pâ ritningarna har visats endast några få utföringsformer av uppfinningen, men det må påpekas att den kan utformas på många- handa olika sätt inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (7)

sid 11 511 193 P A T E N T K R A V

1. l. Sätt att i en pinnlödningspistol, bestående av en magnet och en arbetsaxel <2>, en lyfthöjdsaxel <4> med en fästanordning <3>, en vinkellâsbricka <8> och en dragfjäder och en tryck- fjäder samt en dämpningsanordning <2l>, erhålla en självin- ställande förutbestämd lyfthöjd, minska vikt och storlek pà kraft- källan varvid även själva pinnlödningspistolen minskar i vikt och storlek k ä n n e t e c k n a t därav, att låta en lodpinn- axel vara fritt rörlig i förhållande till arbetsaxeln <2> samt att endast lodpinnaxeln förflyttar sig den sträcka som erfordras för inställning av lyfthöjden mellan ettéarbetsstycke och en i lodpinnaxeln fastsatt lodpinne samt att lodpinnaxeln är indirekt förbunden med arbetsaxeln <2>.

2. Sätt enligt patentkrav l k ä n n e t e c k n a t därav, att medelst påverkan av en làsanordning mellan lodpinnaxeln och lyfthöjdsaxeln dessa styrs att röra sig samtidigt tillsammans med arbetsaxeln under dess arbetsmoment och att arbetsaxeln är fast förbunden med lyfthöjdsaxeln.

3. Sätt enligt patentkraven 1 och 2 k ä n n e t e c k n a t därav att då lodpinnaxeln är fritt löpande i förhållande till arbetsaxeln används en kraftkälla, exempelvis en magnet, med minskad slaglängd som ger större kraft, varför vikt, storlek och strömförbrukning kraftigt minskar.

4. Sätt enligt patentkraven l till 3 k ä n n e t e c k n a t där- av att kraftkällan utgöres av en roterande magnet eller pneuma- tisk drift. 511 193 Sid 12

5. Pinnlödningspistol med självinställande förutbestämd lyfthöjd k ä n n e t e c k n a d därav, att en lodpinnaxel tryckes mot ett arbetsstycke <27> varvid endast lodpinnaxeln föres in i pinnlödningspistolen och lyfthöjden mellan lodpinnen 24 och arbetsstycket 27 registreras och att då manöverström påverkar en magnet drages en arbetsaxel <2> in i magnethuset var- vid en lyfthöjdsaxel <4> vilken är axiellt fast förbunden med- elst en fästanordning <3> med arbetsaxeln <2> kommer att påverka en vinkellàsbricka <8> att följa med lyfthöjdsaxelns <4> rörelse bakåt i pinnlödningspistolen och där en dragfjäder motverkar rörelsen bakåt och en vinkel A mellan vinkellåsbrickan <8> och lodpinnaxeln ökar tills vinkellåsbrickan <8> griper tag om lodpinnaxeln med hävstàngseffekt och då fortsätter arbets- axeln <2>, lyfthöjdsaxeln <4> och lodpinnaxeln som en enda enhet bakåt i pinnlösningspistolen tills arbetsaxeln <2> stöter emot dämpningsanordningen <2l> och förinställningsratten <20> och när den förutbestämda mängden energi avgivits till löd- stället och lödtiden förlupit brytes strömmen till magneten och kraften på arbetsaxeln <2> försvinner varefter drag- fjädern och tryckfjädern påverkar samtliga axlar <2, 4, lO> och vinkellåsbrickan <8> att fara framåt i pinnlödning- spistolen där vinkellåsbrickan <8> fångas upp av justerskruven , vilket medför att vinkel A mellan vinkellásbrickan <8> och lodpinnaxeln minskar och greppet om lodpinnaxeln upp- hör, varvid lyfthöjdsaxeln <4> fångas upp av justerskruven och lodpinnaxeln fortsätter framåt tills en låsring går emot flänsen pà en lagerbussning och den resterande delen av lodpinnen <24> trycks ner i smältan på lödstället. sid 13 511 193

6. Pinnlödninqspistol enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d därav, att drivkällan i pistolen är en roterande magnet <28> med en roterande arbetsaxel <29> som påverkar en lyfthöjdsaxel <32>.

7. Pinnlödningspistol enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d därav, att drivkällan i pistolen är luftcylinder <30> vilken pà- verkar en kolvstàng <3l> och denna är förbunden med en lyfthöjds- axel <4>.