专利名称：用于波焊装置的直线电动泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动的直线电动泵(Linearmotor-Pumpe)，一种波焊装置(Wellenloetanlagen)，以及驱动直线电动泵的方法。
例如专利文件US3797724公开了一种带有电动直线泵的波焊装置。该文件中所述的泵一方面产生与泵方向垂直的磁场，另一方面产生与磁场和泵方向垂直的电流，它们一起在所希望的泵方向对焊剂施加一作用力。这样的泵除了泵工质(Pumpmedium)外本身没有运动部件，因而实际上无需维修。所必需的电流通过变压器产生，并通过电极导入波焊装置的泵区。为使电流和磁场同相，磁场绕组必须借助于与其串联的电容器作为谐振电路调谐到馈入电压当时的频率。上述专利文件中描述的波焊装置的焊剂容器和泵下部用作磁极，它们由涂釉的灰铸铁组成，并将磁场导入泵区。这里，泵的特性主要取决于灰铸铁的磁特性。除别的因素外，磁特性取决于灰铸铁的硅和碳的含量及其晶格结构。但是存在这样的缺点，即在生产中不能确切可靠地使大量泵具有同样的性能。这一问题在将两个或多个泵同时用于宽波焊装置中时尤其突出。在这种装置中，为在整个宽度上得到均匀一致的焊剂波(Lotwelle)，每个泵必须具有分立的电控制系统，而且必须对这些控制系统进行电子技术校正。泵维修时，尤其是更换电极时，上述专利文件所描述的装置必须全部放出焊剂，从而使维修复杂化并且费用昂贵。
此外，专利文件DE3300153(US4568012)也公开了这种类型的带直线电动泵的装置。与上述第一个专利文件的重要区别是，这里的泵不再有电极。同样，这里唯一可动的部分是泵工质，即焊剂本身。泵工作需要的电流以不直接接触的方式感应到液态焊剂。为此，采用一个由许多薄导电铁板层叠构成的梳状铁芯。这里，铁芯直接安置在焊接设备的泵槽(Pumpkanal)下面。在铁芯中，设有多个彼此距离相等的线圈槽，它们沿着泵槽与泵方向相垂直，其敞开的上端对着泵槽。线圈的冷却通过通风机实现，该通风机向线圈绕组与铁芯之间的线圈槽缝隙中鼓风。这种冷却方式具有缺点，因为一方面为保证好的冷却效果上述缝隙应具有尽可能大的截面，而另一方面为得到好的电性能缝隙空间应保持尽量的小。同样，由于冷却空气流垂直于泵方向，从而导致泵槽宽度方向的不均匀的冷却。由此，冷却空气入口侧比出口侧得到较强的冷却。所以泵槽宽度得到很大限制，即泵槽只比需产生的焊波略宽。这就导致在由泵槽向波出口过渡处必须加大截面。由此产生很大的涡流。此外，由这种泵装置感应的环流实际上只在槽中心产生在所希望的泵方向的分力，而在槽的侧壁只产生作用于壁的分力，即与泵方向垂直的分力。结果在焊剂中形成涡流，因而，只有在泵的方向的过量涡流分量才保持有效的泵作用。这种涡流的产生也导致沿泵宽方向不均匀的压力分布，按照所述专利文件的方法，这必须借助于孔径大小随位置而不同的多孔挡板加以修正。这些多孔挡板受到在焊剂中循环的氧化物成分的很大磨损，而且往往在短时间内堵塞。这些多孔挡板的清洁又很耗资，因为至少要在泵槽区域打开波焊装置。这里，焊剂必须保持在流体状态。
本发明的任务在于，为所述类型的波焊装置提供一种无需维护而能产生任意宽度的所需均匀焊波的泵驱动装置(Pumpantrieb)。
为实现本发明的任务，使用具有在入口侧与一焊剂容器相连而在出口侧与一波喷嘴相连的泵区域和安置于其下的定子(Stator)的直线电动泵，泵区域至少具有两个彼此分离的泵槽。
按照本发明的直线电动泵是一种具有在整个泵宽方向均匀压力分布的无需维护的泵。通过按照本发明形成的定子可以实现冷却空气与输送方向平行的空气冷却，从而具有可以实现在泵宽方向均衡的冷却特性的优点。同样，通过按照本发明构成的定子和泵槽可以实现作用于焊剂上的磁场的优化，从而实际上可以避免焊剂内部涡流的形成。
下面结合附图详细描述本发明的实施例。
图1是具有按照本发明的直线电动泵的波焊装置的纵截面；图2示出本发明直线电动泵定子的波焊装置横截面图；图3是示出泵槽的本发明的直线电动泵的定子俯视图；图4是在本发明的泵槽中产生的磁场和作用于焊剂上的力的示意图；图5表示本发明具有泵槽的板；图6表示图1所示定子的纵截面；图7表示本发明波焊装置的俯视图；图8表示本发明的波焊装置排出区域的俯视图和横截面图。
图1表示本发明的波焊装置1的纵截面图。在这样的装置中由流动的焊剂3通过波喷嘴4的挤压产生焊剂波2，待焊接的导体板5沿图中箭头的方向被输送越过焊剂波2，这样导体板的下侧被焊剂浸润。焊剂波2的过剩焊剂3由收集板收集，并被导入焊剂容器7中。从那里焊剂通过输导槽8输入直线泵的泵槽9。泵槽9最后接入为波喷嘴4供给焊剂的导出槽10。
为将焊剂3始终保持在熔化温度以上，例如在焊剂容器7的壁中装入加热元件11。为产生形成抽吸作用的磁场，在泵槽下安置定子12。定子12具有多个垂直于泵方向P的线圈绕组13。通过在线圈13上施加电压产生磁场，从而在焊剂3中感应出电流，并最终在泵方向P产生作用力。这种结构实质上符合技术现状，如DE3300153所公开的那样。
按照本发明，不只是设置一个而是多个最好彼此平行的泵槽9’和9”，见图2和图3所示。图中尤其描述了优选的分段定子12。
图2和3中所示的定子12由多个薄板构成，通过将单个定子段12’，12”，…彼此分开的垫圈14来实现分段。按照本发明，每个段12’，12”分别配置一个泵槽9’，9”，…，即每个定子段12’”占据大约与所属泵槽9’”同样的宽度并安置于其下。线圈绕组则穿过所有段12’，12”…。
这种按照本发明的装置实际上导致各个泵槽中均匀的力分布，如图4所示。通过对定子12的分段，由线圈13为每一泵槽9’，9”，…分别产生各自的右旋的小环流15’，15”，…。与泵方向P相同或相反方向的环流分量15’，15”在各个泵槽9’，9”，…之间的导电分离壁中彼此抵销。这样在泵槽9’ ，9”，…中则产生箭头K所示实际上均匀的力场。这样对实际上任意多的彼此邻置的泵槽9’，9”，…可以得到均匀的压力分布和在整个泵宽均匀分布的焊剂波2。
按照本发明的泵槽装置的另一个有益效果是，通过对定子12的分段可以在各个定子段12’，12”，…之间构成与泵方向平行的空隙，它们可以用作冷却管道。这样，与由DE3300153公开的现有技术相反，可以获得在宽方向上均匀的冷却效果。从而不再需要限制有效泵9的宽度。这一宽度可以与引向焊剂波2的宽度相同。这样可以避免由导出槽10的扩展产生的附加涡流。
图5中是按照本发明的带有泵槽9’，9”的板16的俯视图。板16固定在焊剂容器7的下侧，一非磁性的密封板和一平固定板之间。泵槽9’，9”在输出侧(图5下部)扩展开来，而在输入侧具有一连接至焊剂排出装置的接口。该板16的厚度决定了泵槽9’，9”的高度。该板最好由导电、可镀锡的不能在流体焊剂中形成合金的材料组成，例如铁。
此外在该板16的中间构成一附加槽17。该附加槽的输入和输出侧相对于真正的泵槽9’，9”有一偏移，并与这些泵槽完全分离。该附加槽17的作用是通过输入槽19和输出槽20(图1)将焊剂由一附加容器18抽回到焊剂容器7。附加容器18收集超过波焊装置的等高线N的过剩焊剂。等高线N的高度通过溢出边21确定。这样，容器7中焊剂的高度与系统中存在的焊剂量无关。波高不受焊剂消耗的影响。
最好在定子12的绕组槽上安置连接片22，如图6的纵截面图所示，从而削弱磁行波场的高次谐波。本图也示出了绕组13的被错位线圈(Verschlaufung)。这里，绕组上部13’相对于下部13”错开一个绕组槽。这里所描述的例子涉及到一优先设置的带有四个线圈绕组13的双极直线电机。
为防止焊剂3和氧化物的混合及沾污，按照本发明安装了收集板23以及用专门形成的回流孔25与之相连的排放构件24，见图7。收集板23例如具有楔状突起23’，以将流出的焊剂3导向回流孔25。回流孔呈漏斗状向下变窄，在其壁上具有螺旋状的阶梯，如图8所示。通过这些阶梯避免了焊剂与氧化物的混合及沾污，从而只有纯净的流体焊剂被导回泵槽9’和9”。这些部分保持在焊剂表面，并能通过例如撇去的办法简单地从该表面除去或通过焊剂油覆盖层被中和。这样可以在很大程度上避免泵槽9’和9”的堵塞。
直线电动泵最好这样来驱动在波焊装置1的等候状态焊剂3填满喷嘴但尚未产生焊剂波2。这样可以防止喷嘴内侧壁4被沾污和氧化。作为对沾污和氧化的防护的附加手段，本发明还建议用焊剂油将焊剂容器7和附加容器18中的焊剂覆盖。
按照本发明的直线电动泵及装备有这种泵的波焊装置在实际应用中无需维护，并能产生任意宽度的均匀焊剂波。
权利要求
1.用于波焊装置(1)的直线电动泵，它有一泵区在输入侧与一焊剂容器(7)而在输出侧与一波喷嘴(4)相连接，并在泵区下安置一定子(12)，其特征是，泵区具有至少两个彼此分离的泵槽(9’，9”，…)。
2.权利要求1的泵，其特征是，将定子(12)在与泵槽(9’，9”，…)的输送方向(P)相垂直的方向分段，每段(12’”)配置一泵槽(9’”)。
3.权利要求1或2的泵，其特征是，安置一冷却鼓风机，以使空气在定子段(12’，12”)之间平行于输送方向(P)的方向通过。
4.权利要求1或2的泵，其特征是，泵槽(9’，9”，…)由一带有并排的、基本上平行的缝隙(9’，9”，…)的平板(16)构成。
5.权利要求4的泵，其特征是，平板(16)由导电的、能很好镀锡的并且在流体焊剂中不形成合金的材料构成，最好是铁。
6.权利要求1至5之一的泵，其特征是，直线马达是各具有至少两个主相极和两个辅相极的至少两极的电容马达。
7.权利要求1至6之一的泵，其特征是，具有一辅相绕组和一移相电容构成串联谐振电路，并且有与辅相绕相并联的负载电阻将辅相电压限制到主相电压值。
8.权利要求7的泵，其特征是，负载电阻安装于焊剂容器(7)上，使得其热量释放到在波喷嘴(4)中流动的焊剂(3)中。
9.权利要求1至8之一的泵，其特征是，直线电机至少由7极作为三相电机构成。
10.权利要求1至9之一的泵，其特征是，定子(12)具有连接片(22)，用以削弱磁行波场中的高次谐波。
11.权利要求1至10之一的泵，其特征是，在至少一个泵槽(17)中输入孔(19)同一与焊剂容器(7)分离的附加容器(18)相连接，并且输出孔(20)接入焊剂容器(7)。
12.具有按照权利要求1至11之一的具有焊剂容器(7)和波喷嘴(4)的直线电动泵的波焊装置，其特征是，焊剂容器(7)由导磁，绝缘，例如涂釉，的灰铸铁组成。
13.权利要求12的波焊装置，其特征是，焊剂容器(7)具有一溢出口接入与该容器分离的附加容器(18)。
14.权利要求12或13的波焊装置，其特征是，具有一收集元件，该元件具有一相对于水平方向倾斜的板(23)和一与该板连接的溢出区域(24)，该溢出区域具有至少一个漏斗状的以螺旋状安置的阶梯构成的孔(25)，将溢出的焊剂输回容器。
15.按照权利要求1至14之一的直线电动泵的驱动方法，其特征是，在焊接停顿时调节泵功率，使泵将波喷嘴(4)填满，但不让焊剂(3)喷出波喷嘴(4)。
16.权利要求15的方法，其特征是，在等待状态，以可以规定的间隔时间短时地提高泵功率，以产生一小的焊剂波(2)，用以清洗喷嘴。
17.权利要求15或16的方法，其特征是，给焊剂(3)附加焊剂油，将焊剂表面覆盖以避免氧化物沾污；焊剂容器(7)和附加容器(18)中的焊剂(3)被焊剂油覆盖；溢出口(25)至少部分地充有焊剂油。
全文摘要
本发明公开了一种用于波焊装置的直线电动泵，具有多个基本平行安置的彼此分离的泵槽(9’，9”，…)。该泵最好具有分成多段的定子(12)。每定子段(12’”)配置一泵槽(9’”)。这样做可在任意实际宽度上获得均匀的泵功率，即均匀的泵压力分布，从而取得均匀的焊剂波。通过本发明的泵槽(9’，9”，…)的排列和定子(12)的构造可以避免焊剂形成涡流。
文档编号B23K1/08GK1153419SQ9611203
公开日1997年7月2日 申请日期1996年11月5日 优先权日1995年11月7日
发明者卡尔·弗露里 申请人:奇斯坦有限公司