DE1690621C3 - Elektrischer Lötkolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Lötkolben mit einem Widerstandselement mit oberhalb einer Temperatur Ts sprunghaft zunehmendem Widerstands-Wert.

Es ist bereits bekannt, zu diesem Zweck sogenannte PTC-Widerstandselemente oder Kaltleiter zu verwenden, deren Zusammensetzung, z. B. aus Bariumtitanat, to gewählt ist, daß bei Überschreitung der Temperatur Ts der Widerstandswert mit mehreren Zehnerpotenzen fcunimmt. Bei einer aus der US-PS 31 48 271 bekannten Erhitzungsvorrichtung für ein Bügeleisen kommen ein zylinder- und ein scheibenförmiges Widerstandselement zum Einsatz, wobei die Elektroden an den axialen Enden bzw. flächig angreifen.

Nachteilig ist dabei, daß das verhältnismäßig dicke Widerstandselement so durch den elektrischen Strom durchsetzt wird, daß bei Wärmeabgabe über die elektrischen Kontakte ein inhomogener Spannungsabfall im PTC-Widerstand auftritt, und zwar so, daß der !Hauptspannungsabfall und die hauptsächliche Wärmeerzeugung sich von der wärmeabgebenden Fläche entfernt. Die innerhalb des Elementes entwickelte Wärme wird somit infolge der ungleichmäßigen Erhitzung und der ungleichmäßigen Spannungssprünge innerhalb des Elementes in ungenügender Weise der Wärmeabgabestelle zugeleitet, und der Wirkungsgrad verschlechtert sich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Wirkungsgrad der Heizvorrichtung zu verbessern, indem das Widerstandselement derart zu einer Wärmeabgabestelle angeordnet ist, daß während der Wärmeabgabe ein Temperaturgradient in Längsrichtung des Elementes (also senkrecht zur Stromrichtung) auftritt.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem elektrischen Lötkolben der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung das flächenartige PTC-Flächenheizelement mittig zur Lötspitze angeordnet ist und daß das Flächenheizelement auf seinen großen gegenüberliegenden Flächen mit zwei flächenartigen Elektroden belegt ist, die wiederum über eine elektrisch isolierende Zwischenlage an eine metallene Wand des Lötkolbens angrenzen.

Eine andere Aüsiührungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mittig zur Spitze in dem aus der Spitze und dem Mantel bestehenden wärmeleitenden Teil ein wärmeleitender Steg vorgesehen ist, zwischen dem und dem Mantel Heizsätze aus Flächenheizelement, Elektroden und isolierenden Zwischenlagen vorgesehen sind.

ό Durch die Erfindung wird die Wärmeentwicklung in den verschiedenen Teilen des Elementes zwar ebenfalls verschieden groß sein, aber nun auf günstige Weise ausgenutzt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 zeigte den Erhitzungsteil eines Lötkolbens;
F i g. 2 zeigte eine Abart von F i g. J.
Die Vorrichtung nach F i g. 1 enthält ein Widerstandselement 1 aus einem Werkstoff mit oberhalb einer Temperatur Ts sprunghaft zunehmendem Widerstandswert, insbesondere wird ein Bariumbleititanat verwendet, dessen Sprungtemperatur Ts bei ungefähr 340^cC liegt. Das Element 1 hat die Form einer dünnen Platt? von z. B. 1 mm Stärke und ist auf seiner größten Fläche mit einer Metallfolie 2 bzw. 3 bedeckt. (Diese Metallfolien sind deutlichkeitshalber in einer gewissen Entfernung von der Platte 1 gezeichnet, aber liegen in Wirklichkeit in unmittelbarer Berührung mit dieser Platte 1.) Isolierfolien aus Mika 4 bzw. 5 isolieren die Metallfolien 2 bzw. 3 von der Wand 6 aus gut wärmeleitfähigem Material, z. B. Kupfer. Die Lötspitze ist mit 7 bezeichnet und ist ebenfalls aus gut wärmeleitfähigem Material, z. B. Kupfer, hergestellt und kann mit der Wand 6 eine Einheit bilden. Die Elemente 1, 2, 3,4, 5,6 sind deutlichkeitshalber in gewisser Entfernung gezeichnet, aber sind in Wirklichkeit möglichst nahe beieinander angeordnet.

Der elektrische Strom wird den Metallfolien 2 bzw. 3 zugeführt und durchsetzt die Platte 1 somit in der Pfeilenrichtung / senkrecht zur größten Oberfläche der Platte 1. Dadurch wird das Element 1 erhitzt und leitet seine Wärme zur Wand 6 und zur Lötspitze 7 ab. Im Ruhebetrieb (also ohne abgegebene Lötleistung) wird sich eine Arbeitstemperatur des Plättchens 1 von beispielsweise 350 bis 360⁰C also oberhalb der Temperatur Ts einstellen. Diese Temperatur herrscht: über dem ganzen Plättchen und der Strom durch das Plättchen ist verhältnismäßig gering.

Beim Löten wird die Leistung hauptsächlich über die Lötspitze 7 abgegeben. Dadurch ergibt sich über dem Mantel 6 und dem Plättchen 1 ein Temperaturgradient; die kälteste Stelle ist unmittelbar an der Lötspitze 7, und dadurch ist der Strom und die Leistungserzeugung im Plättchen 1 dort am größten.

Die Wärmeabgabe findet hauptsächlich in der Richtung der Pfeilenspitze Walso senkrecht zur Stromrichtung /statt.

Weiter von der Lötspitze 7 entfernt (also in der Richtung des rechten Endes des Widerstandselementes 1) nimmt die Temperatur des Widerstandselementes 1 zu; an dieser Seite des Widerstandselementes I fließt somit nur ein geringer Strom, und die Leistungsentwicklung nimmt praktisch nicht weiter zu. Wenn nun während des Gebrauches des Lötkolbens mehr Wärme VVentzogen wird, breitet sich die Zone niedriger Temperatur über das Plättchen I weiter (nach rechts) aus und die Wärmeentwicklung paßt sich somit selbsttätig dem Wärmebedarf an.

In der Vorrichtung nach Fig.2 ist die Lötspitze 7 nicht nur mit dem Mantel 6, sondern auch noch mit einer Mittelplatte 8, alles aus gut wärmeleitfähigem Material, verbunden. Zwischen der Mitteiplatte 8 und der Wand 6 sind mehrere plat.enförmige Widerstandselemente 1 vorgesehen, die wiederum beidseitig mit Metallfolien zur Stromzufuhr versehen und von der Wand 6 sowie von der Mittelplatte 8 durch Isoüerfolien isoliert sind. Auch hier breitet sich die Zone niedriger Temperatur bei größerei Wärmeabgabe (Richtung IV) über eine größere Entfernung von der Lötspitze 7 (also senkrecht zur Richtung /des Stromes durch die Widerstandselemente 1) aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Lötkolben mit einem Widerstandselement mit oberhalb einer Temperatur Ts sprunghaft zunehmendem Widerstandswert, dadurch gekennzeichnet, daß das flächenartige PTC-Flächenheizelement (1) mittig zur Lötspitze (7) angeordnet ist und daß das Flächenheizelement auf seinen großen gegenüberliegenden Flächen mit zwei flächenartigen Elektroden (2, 3) belegt ist, die wiederum über eine elektrisch isolierende Zwischenlage (4,5) an eine metallene Wand (6) des Lötkolbens angrenzen.

2. Elektrischer Lötkolben mit einem Widerstandselement mit oberhalb einer Temperatur Ti sprunghaft zunehmendem Widerstandswert, dadurch gekennzeichnet, daß mittig zur Spitze (7) in dem aus der Spitze (7) und dem Mantel (6) bestehenden wärmeleitenden Teil ein wärmeleitender Steg (8) vorgesehen ist, zwischen dem und dem Mantel Heizsätze aus Flächenheizelement (1), Elektroden (2, 3) und isolierenden Zwischenlagen (4,5) mit einem Aufbau nach Anspruch 1 vorgesehen sind.