ПАЯЛЬНИК Российский патент 2000 года по МПК B23K3/03 

Изобретение относится к паяльнику, содержащему корпус для установки в нем по меньшей мере одного нагревательного устройства и жало, закрепленное на корпусе с возможностью отсоединения. Нагревательное устройство имеет на торце, обращенном к жалу, теплопроводную контактную поверхность, напротив которой расположена тепловоспринимающая поверхность жала. Указанные поверхности являются плоскопараллельными по всей их площади и находятся в непосредственном теплопроводном контакте друг с другом без промежуточного слоя между ними.

Паяльник такого типа известен из DE 682406 С.

В известной конструкции используемого на практике паяльника нагревательное устройство и жало расположены на расстоянии друг от друга. Вследствие этого между нагревательным устройством и жалом образуется воздушная подушка, ухудшающая теплопередачу между ними.

В другом известном паяльнике, который также используется на практике, нагревательное устройство и жало неразъемно соединены друг с другом. Это улучшает теплопередачу от нагревательного устройства к жалу, но не позволяет заменить жало при его повреждении или расходе его материала.

Из практики также известен паяльник, у которого на тепловоспринимающей поверхности выполнены углубления или выступы. Ответные выступы или углубления имеются на контактной поверхности на торце нагревательного устройства.

В основу изобретения положена задача усовершенствовать описанный выше паяльник согласно DE 682406 С таким образом, чтобы обеспечить более эффективный контроль температуры жала при сохранении оптимальной теплопередачи между контактной поверхностью и тепловоспринимающей поверхностью.

Для паяльника, упомянутого в начале описания, эта цель достигается посредством дополнительных признаков, указанных в отличительной части п.1 формулы.

Оптимизация теплопередачи между контактной поверхностью и тепловоспринимающей поверхностью обеспечивается благодаря непосредственному контакту этих поверхностей друг с другом при отсутствии между ними промежуточного слоя. Кроме того, благодаря плоскопараллельности этих поверхностей достигается контакт между ними без зазоров, что исключает возможность нахождения между ними промежуточных слоев, препятствующих теплопередаче. Вблизи контактной поверхности, между ней и обмоткой нагревательного элемента установлен датчик температуры, что позволяет контролировать температуру жала паяльника и особенно его конца без изменения тепловоспринимающей поверхности и контактной поверхности и сохранить преимущества, обусловленные выполнением и взаимным расположением этих поверхностей. Благодаря положению датчика температуры вблизи контактной поверхности определяемая температура практически является температурой контактной поверхности и, следовательно, температурой жала паяльника, обусловленной передачей тепла к тепловоспринимающей поверхности жала. Поскольку датчик температуры расположен между контактной поверхностью и обмоткой нагревательного элемента, измеренная температура не будет той температурой, которая определяется непосредственно теплом, излучаемым обмоткой нагревательного элемента, а будет обусловлена только тепловым потоком в направлении к жалу. Благодаря хорошей теплопередаче между вышеуказанными поверхностями, эта температура довольно точно соответствует температуре жала паяльника. Если бы датчик температуры был расположен, например, внутри обмотки нагревательного элемента, то он измерял бы температуру, которая, как правило, намного выше температуры жала.

Благодаря тому, что жало и его держатель, а следовательно контактная поверхность и тепловоспринимающая поверхность, симметричны относительно продольной оси соответственно жала и его держателя, изготовление этих элементов паяльника упрощается.

При закреплении жала в паяльнике с помощью держателя необходимо обеспечить путем простой операции выравнивание жала относительно держателя. Для этого контактная поверхность и тепловоспринимающая поверхность могут поворачиваться друг относительно друга, что в сочетании с плоскопараллельностью этих поверхностей и наличием между ними непосредственного контакта дополнительно способствует исключению воздушной подушки, которая может образовываться между этими поверхностями.

Контактная поверхность и тепловоспринимающая поверхность могут иметь различные профили, например круглый или овальный. Предпочтительными являются поверхности круглого профиля, поскольку они более удобны для осуществления поворота друг относительно друга и их легче изготовить. Поэтому предпочтительно также, чтобы обе круглые поверхности имели одинаковый радиус. В таком случае поверхности будут иметь полный непосредственный контакт и одна поверхность не будет выступать за другую.

При нанесении на жало паяльника гальванопокрытия крайние участки тепловоспринимающей поверхности, которые обычно выступают наружу в радиальном направлении относительно остальной части жала, могут быть покрыты чуть более толстым слоем материала, чем участок, удаленный от краев. Чтобы и в этом случае гарантировать непосредственный контакт между контактной поверхностью и тепловоспринимающей поверхностью без наличия между ними промежуточного слоя, тепловоспринимающая поверхность может иметь больший размер, чем контактная поверхность. Таким образом, контактная поверхность будет иметь непосредственный контакт с тепловоспринимающей поверхностью только на участке, окруженном краевым участком. В таком случае после нанесения гальванопокрытия дополнительная обработка тепловоспринимающей поверхности может не производиться. Однако, если такая обработка все-таки выполняется, например путем шлифовки поверхности или другим подобным способом, тепловоспринимающая поверхность может иметь одинаковый размер с контактной поверхностью.

В простом варианте выполнения паяльника в качестве нагревательного устройства может использоваться электронагревательный элемент, торец которого, обращенный к жалу, может непосредственно служить контактной поверхностью.

Для достижения оптимальной теплопередачи между нагревательным устройством и жалом по меньшей мере контактная поверхность нагревательного устройства или нагревательного элемента может быть выполнена из материала, обеспечивающего такую оптимальную теплопередачу, т. е. имеющего высокий коэффициент теплопроводности. Такими материалами являются медь, серебро и т.п.

Для ускорения и оптимизации теплопередачи от нагревательного устройства к контактной поверхности концевая часть нагревательного элемента, обращенная к жалу, может быть вставлена во втулку, выполненную из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. В этом случае контактная поверхность образована на торце втулки, обращенном к жалу. Установка указанной втулки способствует ускорению и оптимизации теплопередачи от нагревательного элемента к контактной поверхности.

Корпус паяльника может состоять из нескольких частей, причем в части корпуса, являющейся рукояткой, устанавливают, например, необходимые электронные средства для контроля температуры жала. Рукоятку покрывают изолирующим материалом, что позволяет держать паяльник в руке. Изолирующий материал препятствует теплопередаче от нагревательного устройства к наружной поверхности рукоятки.

Предпочтительно, чтобы корпус включал держатель жала, прикрепленный к остальной части корпуса с возможностью разъединения, что позволяет упростить конструкцию паяльника. Находясь в закрепленном положении, держатель прочно прижимает контактную поверхность и тепловоспринимающую поверхность друг к другу с достижением между ними непосредственного контакта при отсутствии промежуточного слоя. Предпочтительно также, чтобы держатель жала был выполнен в виде удерживающей жало втулки, в которой расположена по меньшей мере концевая часть нагревательного элемента или нагревательного устройства, и чтобы жало было закреплено на свободном конце этой втулки с возможностью разъединения.

Для того, чтобы в случае прикрепления держателя жала к остальной части корпуса можно было легко создать непосредственный контакт между теплопроводящей поверхностью жала и взаимодействующей с ней контактной поверхностью нагревательного устройства с одновременным закреплением жала в паяльнике, на свободном конце трубки, удерживающей жало, имеется отверстие, через которое проходит жало, а на конце жала, обращенном к нагревательному устройству, выполнен кольцевой выступ, который проходит, по меньшей мере частично, по окружности и сцепляется с кромкой отверстия, заходя за нее. Такая конструкция позволяет легко перемещать жало из внутренней части держателя через отверстие до тех пор, пока его кольцевой выступ не будет упираться в кромку отверстия. В результате навинчивания держателя жала на остальную часть корпуса паяльника или закрепления держателя на корпусе другим образом тепловоспринимающая поверхность жала постепенно прижимается к контактной поверхности нагревательного устройства, что приводит к непосредственному контакту этих поверхностей друг с другом.

В отношении непосредственного контакта между тепловоспринимающей поверхностью и контактной поверхностью следует также иметь в виду, что линии, перпендикулярные к этим двум поверхностям, могут проходить параллельно или под некоторым углом к продольной оси жала или паяльника. Поворот обеих поверхностей друг относительно друга осуществляется, когда указанные перпендикулярные линии параллельны продольным осям.

Непосредственный контакт между двумя вышеуказанными поверхностями и, одновременно с ним, жесткое закрепление жала в его держателе достигаются благодаря плотному контакту кольцевого выступа с кромкой отверстия. Кромка отверстия и кольцевой выступ могут иметь контактные фаски, обращенные друг к другу и находящиеся в контакте друг с другом.

В связи с этим достаточно, если кромка отверстия будет ориентирована радиально внутрь к продольной оси, а контактная фаска будет выполнена, например, только на кольцевом выступе. Взаимодействие кромки отверстия с контактной фаской обеспечивает как центровку жала, так и его жесткое закрепление.

Наклонные контактные фаски могут отсутствовать, а кромка отверстия и взаимодействующая с ней контактная фаска кольцевого выступа могут быть расположены практически под прямым углом к продольной оси жала или его держателя.

Для предотвращения отделения жала от держателя при разъединении держателя с остальной частью корпуса паяльника, жало может иметь удерживающий выступ, расположенный по меньшей мере в некоторых местах на расстоянии от кольцевого выступа и отходящий практически радиально от наружной поверхности жала. При разъединении держателя жала с корпусом удерживающий выступ будет упираться в соответствующую кромку отверстия, препятствуя преждевременному падению жала внутрь держателя. Таким образом, держатель может быть отделен от остальной части паяльника вместе с жалом.

Согласно простому варианту выполнения, удерживающий выступ может иметь вид кольцевого буртика, окружающего жало. Наружный диаметр такого буртика соответствует по меньшей мере внутреннему диаметру отверстия держателя. Даже если наружный диаметр буртика немного больше внутреннего диаметра отверстия, то после отделения держателя от корпуса жало можно втолкнуть внутрь держателя и вынуть из него с небольшим усилием.

Также целесообразно, чтобы между удерживающим выступом и кольцевым выступом была выполнена канавка, в которую входит по меньшей мере часть кромки отверстия. Такая канавка может иметь кольцевую форму и проходить по всей окружности жала.

Эта канавка может использоваться также для закрепления жала паяльника во время нанесения на него гальванопокрытия. Для этого канавку выполняют на расстоянии от кольцевого выступа в направлении к переднему концу жала или непосредственно у кольцевого выступа, при этом жало может быть с удерживающим выступом или без него. В любом случае канавка должна быть выполнена так, чтобы кромка отверстия держателя сцеплялась с ней по меньшей мере в некоторых местах или вдоль некоторых участков канавки. Благодаря такому устройству, жало паяльника может удерживаться в держателе посредством зацепления кромки отверстия с канавкой, даже если держатель отделен от остальной части паяльника. Канавка может быть выполнена также по всей окружности жала. В этом случае кромка отверстия может входить в зацепление с канавкой по всей ее длине. Канавка может быть выполнена по меньшей мере на противоположных сторонах жала, при этом кромка отверстия входит в зацепление с канавкой в этих местах.

В связи с изложенным, может оказаться целесообразным, чтобы жало и/или его держатель имели по существу овальное или эллиптическое поперечное сечение по меньшей мере в области канавки и/или кромки отверстия. В этом случае под действием небольшого нажимного усилия между канавкой и кромкой может быть образовано запорное зацепление. Во время замены жала оно не может выпасть из держателя, так что держатель с закрепленным в нем жалом могут быть отделены и заменены другим держателем с закрепленным в нем жалом. Кроме того, израсходованные или поврежденные жала путем легкого нажима могут быть освобождены от зацепления с кромкой отверстия и удалены из держателя.

Кромка отверстия, входящая в зацепление с канавкой, и сама канавка могут быть выполнены как взаимодополняющие элементы, что обеспечивает их надежное зацепление друг с другом. Может также оказаться целесообразным, если кромка отверстия входит в канавку с некоторым зазором, т.е. канавка имеет большее поперечное сечение, чем кромка отверстия. Кроме того, канавка может иметь асимметричное поперечное сечение относительно радиального направления, например контактная поверхность канавки, с которой входит в контакт кромка отверстия, может находиться на стороне, обращенной к тепловоспринимающей поверхности жала. Эта контактная поверхность, одна или в сочетании с контактной поверхностью кольцевого выступа, может служить для закрепления жала в держателе. Канавка может быть расположена также практически рядом с кольцевым выступом так, что контактная фаска или поверхность кольцевого выступа входят в эту канавку. При отсутствии на жале кольцевого выступа оно также может удерживаться в держателе и прикрепляться к нагревательному устройству, но лишь посредством зацепления кромки отверстия с канавкой.

Для придания держателю упругих свойств в области отверстия он может иметь выемку, выполненную на расстоянии от отверстия практически под прямым углом к продольной оси. Эта выемка, имеющая U-образное или V- образное поперечное сечение, может быть выполнена на внутренней или наружной стороне держателя, в результате чего на наружной поверхности держателя будут образованы выпуклость или углубление. Кроме того, выемка может иметь асимметричное поперечное сечение, т.е. ее стенки могут иметь разный наклон относительно радиального направления.

Для повышения упругости кромки отверстия целесообразно, чтобы выемка была выполнена в виде углубления внутрь в направлении продольной оси.

Для того чтобы участки, симметричные относительно продольной оси, имели одинаковую упругость, указанная выемка может проходить по всей окружности держателя. Благодаря этому, при закреплении держателя на остальной части паяльника конец держателя, расположенный над выемкой, и особенно кромка его отверстия будут иметь повышенную упругость, позволяющую обеспечить прижатие тепловоспринимающей поверхности жала к контактной поверхности нагревательного устройства по всей площади их контакта.

Эффект, достигаемый благодаря выемке, увеличивается, если расстояние между ней и отверстием по меньшей мере равно расстоянию между отверстием и контактной поверхностью. Это относится к условию, когда держатель прикреплен к паяльнику.

Для того чтобы при прикреплении держателя к остальной части паяльника можно было использовать относительное поворотное перемещение контактной поверхности и тепловоспринимающей поверхности, целесообразно, чтобы сцепление за счет сил трения между кромкой отверстия и кольцевым выступом было сильнее сцепления между указанными поверхностями. В этом случае при закреплении держателя в паяльнике жало будет перемещаться вместе с держателем, а контактная поверхность и тепловоспринимающая поверхность будут поворачиваться друг относительно друга до достижения между ними плотного непосредственного контакта. В результате поворота друг относительно друга возможные шероховатости указанных поверхностей будут истираться и поверхности будут сглаживаться.

Для того чтобы можно было просто контролировать температуру, целесообразно, чтобы датчик температуры был связан с нагревательным устройством и/или жалом. В этом случае можно одновременно регулировать градиент температуры по оси паяльника с помощью соответствующих электронных устройств с обеспечением наилучшего рабочего режима паяльника.

Для быстрого прикрепления держателя и жала к остальной части паяльника или для их быстрого отсоединения от этой части, между держателем и частью корпуса, являющейся рукояткой, может быть установлена система быстрой замены. Эта система, используемая прежде всего для смены жала, позволяет легко заменить жало, которое является расходуемым элементом. Размеры жала уменьшаются до минимально возможной величины, когда жало выполнено отдельно от нагревательного устройства.

Система быстрой замены может иметь различную конструкцию.

Так, например, система быстрой замены может включать резьбовой фланец, закрепленный на рукоятке, и гайку с накаткой, установленную на держателе с возможностью поворота. Согласно другому варианту выполнения системы быстрой замены, фланец, закрепленный на рукоятке, снабжен наклонной канавкой, а на держателе жала имеется по меньшей мере один палец, который может перемещаться по канавке. Такой палец может выступать от внутренней стороны кольца, установленного с возможностью поворота на конце держателя.

В следующем варианте выполнения система быстрой замены может включать резьбовой фланец, закрепленный на рукоятке, и защелкивающийся резьбовой элемент, установленный на держателе. Такой защелкивающийся элемент может состоять из двух частей и быть нагружен пружиной в направлении открытого положения этого элемента.

Для резьбового соединения различных деталей системы быстрой замены может использоваться мелкая резьба, крупная резьба или многозаходная резьба. Может быть также использована многозаходная крупная резьба для быстрого отсоединения, которая может иметь малый угол охвата и представлять собой самозапорную резьбу.

В следующем варианте выполнения система быстрой замены включает гайку с крючками, установленную на держателе, и зажимную гайку, установленную наклонно в рукоятке, или имеет стопорный элемент, установленный на держателе, и контрстопорный элемент, установленный на рукоятке, причем стопорный элемент может иметь зубцы, а контрстопорный элемент может быть выполнен в виде скользящего стопорного элемента.

Другие варианты выполнения системы быстрой замены очевидны.

При использовании различных систем быстрой замены может оказаться целесообразным, чтобы держатель жала или втулка, удерживающая жало, были открыты с одной стороны по меньшей мере вблизи их свободного конца.

Для обеспечения надежного удерживания жала, особенно при пайке мелких предметов или при необходимости выполнения пайки с высокой точностью, целесообразно держать паяльник как можно ближе к жалу. С этой целью рукоятка имеет часть с формой, напоминающей тюльпан. Эта тюльпанообразная часть имеет коническое расширение в направлении к жалу и по меньшей мере частично окружает держатель. Часть рукоятки, имеющая форму тюльпана, служит по существу для удлинения рукоятки в направлении к жалу.

При этом, согласно предпочтительному варианту выполнения, часть рукоятки, имеющая форму тюльпана, установлена на держателе жала, а система быстрой замены расположена между концом этой тюльпанообразной части, обращенным к остальной части рукоятки, и остальной частью рукоятки. Аналогично указанным выше гайке, снабженной крючками, гайке с накаткой или другим подобным элементам, часть рукоятки, имеющая форму тюльпана, может быть установлена на держателе жала с возможностью поворота. Однако следует иметь в виду, что сцепление за счет сил трения между тюльпанообразной частью рукоятки и держателем, а также сцепление между другими системами быстрой замены и держателем должно быть по меньшей мере достаточным для того, чтобы обеспечить затяжку держателя, благодаря чему до момента окончательного закрепления держателя в рукоятке будет происходить вышеупомянутый относительный поворот контактной поверхности нагревательного устройства и тепловоспринимающей поверхности жала. Та часть системы быстрой замены, которая находится на держателе жала, может быть также соединена с держателем без возможности поворота относительно него.

Для получения простой конструкции электрического нагревательного элемента он может иметь нагревательную обмотку, преимущественно обмотку, намотанную на керамический каркас. Сам нагревательный элемент также может быть выполнен из керамического материала, а датчик температуры может быть заделан в керамический материал нагревательного элемента. Для предотвращения образования окалины на контактной поверхности нагревательного элемента и тепловоспринимающей поверхности жала и для предотвращения прилипания этих поверхностей друг к другу при работе паяльника, тепловоспринимающая поверхность и/или контактная поверхность имеют защитный металлический слой, преимущественно из хрома и никеля. Жало выполнено предпочтительно из меди, а нагревательный элемент или по меньшей мере его торцовая поверхность выполнены из серебра. Защитный металлический слой предохраняет эти материалы от спекания.

Далее изобретение будет подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 показывает вид сбоку переднего конца паяльника с частичным разрезом,
фиг. 2 показывает, с частичным разрезом, паяльник с держателем жала и системой быстрой замены,
фиг. 3 показывает в увеличенном масштабе нагревательное устройство, изображенное на фиг. 2;
фиг. 4 показывает, с частичным разрезом, паяльник с держателем жала и системой быстрой замены, который аналогичен паяльнику на фиг. 2, но имеет нагревательное устройство другого типа;
фиг. 5 показывает в увеличенном масштабе нагревательное устройство, изображенное на фиг. 4;
фиг. 6 показывает паяльник, рукоятка которого имеет часть в форме тюльпана;
фиг. 7 показывает в увеличенном масштабе второй вариант крепления жала,
фиг. 8 показывает в увеличенном масштабе третий вариант крепления жала,
фиг. 9 показывает в увеличенном масштабе четвертый вариант крепления жала,
фиг. 10 показывает, с частичным разрезом, вид сбоку переднего конца паяльника с системой быстрой замены согласно второму варианту ее выполнения;
фиг. 11 показывает, с частичным разрезом, вид сбоку переднего конца паяльника с системой быстрой замены согласно третьему варианту ее выполнения;
фиг. 12 показывает, с частичным разрезом, вид сбоку переднего конца паяльника с системой быстрой замены согласно четвертому варианту ее выполнения;
фиг. 13 показывает вид спереди другого варианта выполнения держателя;
фиг. 14 показывает, с частичным разрезом, вид сбоку переднего конца паяльника, имеющего держатель жала, соответствующий фиг. 13;
фиг. 15 показывает, с частичным разрезом, вид сбоку переднего конца паяльника с системой быстрой замены согласно пятому варианту ее выполнения;
фиг. 16 показывает паяльник, изображенный на фиг. 15, в котором система быстрой замены находится в закрепленном положении;
фиг. 17 показывает, с частичным разрезом, вид сбоку переднего конца паяльника с системой быстрой замены согласно шестому варианту ее выполнения;
фиг. 18 показывает, с частичным разрезом, вид сбоку переднего конца паяльника с системой быстрой замены согласно седьмому варианту ее выполнения;
фиг. 19 показывает в увеличенном масштабе пятый вариант крепления жала паяльника, подобный вариантам, показанным на фиг. 7-9;
фиг. 20 показывает вид спереди паяльника, изображенного на фиг. 19, и
фиг. 21 показывает вид спереди паяльника, соответствующий фиг. 20, без жала.

На фиг. 1 показан передний конец паяльника 1, имеющего корпус 2, изображенный лишь частично, в частности, на фиг. 1, в отличие, например, от фиг. 2, не показана часть 19, образующая рукоятку, за которую паяльник держат в руке.

Корпус 2 содержит держатель жала или втулку 12. Конец этого держателя или втулки 12, противоположный жалу 4 паяльника, может навинчиваться на остальную часть корпуса, например на рукоятку, или может быть закреплен на остальной части корпуса другим образом.

Втулка 12, удерживающая жало, по существу является полым цилиндром, внутри которого расположено нагревательное устройство 3, содержащее электронагревательный элемент 8 и втулку 11, прикрепленную по меньшей мере к концевой части 10 нагревательного элемента 8 и выполненную из материала 9, имеющего высокий коэффициент теплопередачи. Концевая часть 10 нагревательного элемента 8 может полностью заполнять внутреннее пространство втулки 11. Нагревательный элемент 8 по меньшей мере своим концом, обращенным к жалу 4, находится в контакте с контактной поверхностью 6, образованной на торце втулки 11, обращенном к жалу 4.

На фиг. 1 показано, что между контактной поверхностью 6 втулки 11 и теплопроводящей поверхностью 7 жала 4 имеется воздушный зазор. Эти поверхности изображены с зазором между ними для того, чтобы было проще обозначать их на чертеже. При перемещении втулки 12, удерживающей жало, относительно нагревательного устройства 3 в направлении по стрелке 23 так, что она полностью прикрепляется к остальной части корпуса, между контактной поверхностью 6 и тепловоспринимающей поверхностью 7 образуется непосредственный теплопроводный контакт, без наличия промежуточного слоя между ними.

Контактная поверхность 6 и тепловоспринимающая поверхность 7 плоскопараллельны и расположены под прямым углом к продольной оси 24. В рассматриваемом варианте выполнения изобретения эти поверхности имеют круглую форму с равными радиусами.

На свободном конце 14 удерживающей жало втулки 12 имеется отверстие 13, из которого выступает жало 4. Отверстие 13 окружено кромкой 16, загнутой в направлении к продольной оси 24 паяльника или его жала. В зацепление с этой кромкой, по меньшей мере частичное, входит кольцевой выступ 15, окружающий тепловоспринимающую поверхность 7. Передний конец 22 жала 4, расположенный со стороны, противоположной выступу 15, имеет суженную форму.

Между кольцевым выступом 15 и остальной частью жала 4 выполнена контактная фаска 17 под углом к продольной оси 24, имеющая контакт с ответной фаской 18, образованной на внутренней стороне кромки 16 отверстия (см. также фиг. 7-9).

На фиг. 2 показан вид сбоку паяльника 1 с корпусом 2 с частичным разрезом. Корпус 2 имеет рукоятку 19, которая сама по себе известна. На конце рукоятки 19, обращенном к жалу 4, закреплен резьбовой фланец 25, образующий вместе с гайкой 26, имеющей накатку и установленной на держателе 12, крепежную систему 20, обеспечивающую быструю замену. Другая часть корпуса образована держателем 12 жала, содержащим нагревательное устройство 3, имеющее соединительную трубку 51 нагревательного элемента, проходящую через резьбовой фланец 25 в рукоятку 19. Внутри соединительной трубки 51 проложены провода электропитания для электронагревательного элемента 8 и датчика 42 температуры, установленного во втулке 11 нагревательного элемента вблизи контактной поверхности 6.

Нагревательный элемент 8 состоит из нагревательной обмотки 40, намотанной на керамический каркас 41. Нагревательная обмотка, ее каркас и датчик температуры окружены внутри втулки 11 керамическим материалом 52.

В варианте выполнения изобретения, показанном на фиг. 2, держатель 12 жала изображен в положении, когда он еще не прикреплен к рукоятке 19 корпуса посредством системы быстрой замены, поэтому тепловоспринимающая поверхность 7 и контактная поверхность 6 находятся на некотором расстоянии друг от друга.

На фиг. 3 показано в увеличенном масштабе нагревательное устройство 3, соответствующее фиг. 2. Одинаковые элементы имеют одинаковые цифровые позиции, но упоминаются только некоторые из них.

Соединительная трубка 51 нагревательного элемента оканчивается во втулке 11 на некотором расстоянии от обмотки 40 нагревательного элемента. По меньшей мере концевая часть соединительной трубки 51 заполнена керамическим материалом 52.

В отличие от фиг. 1, на фиг. 3 контактные фаски выполнены под прямым углом к продольной оси 24, т.е. ориентированы радиально внутрь паяльника.

На фиг. 4 показан следующий вариант выполнения нагревательного устройства 3, отличающийся от варианта согласно фиг. 2 и 3 тем, что на фиг. 4 каркас 41 нагревательной обмотки 40 окружен керамическим материалом 52 также со стороны рукоятки 19.

На фиг. 5 показано в увеличенном масштабе нагревательное устройство 3, изображенное на фиг. 4, при этом аналогичные элементы на этих фигурах имеют одинаковые позиции.

В этом варианте выполнения соединительная трубка 51 нагревательного элемента доходит до датчика 42 температуры и образует втулку 11 нагревательного элемента, открытую на конце, обращенном к жалу 4. В этом конце расположено теплопередающее керамическое тело 57, окружающее датчик 42 температуры и выполненное за одно целое с каркасом 41 обмотки. На обращенном к жалу 4 торце 5 керамического тела 57 имеется контактная поверхность 6. Эта поверхность может находиться либо непосредственно на торце тела 57, либо на защитном слое 43, нанесенном на торец 5 тела 57.

На фиг. 6 показан следующий вариант выполнения паяльника, в котором часть 49 на конце рукоятки, обращенном к жалу 4 или держателю 12 жала, имеет форму тюльпана. Эта часть 49 проходит от рукоятки 19 в направлении к жалу 4 и имеет форму расширяющегося наружу конуса. Эта тюльпаноподобная часть рукоятки может быть выполнена за одно целое с остальной частью рукоятки или, как показано на чертеже, может соединяться с остальной частью рукоятки 19 своим концом 50, обращенным к этой части, посредством системы 20 быстрой замены. При рассмотрении различных вариантов выполнения системы 20 быстрой замены даются ссылки на описанные варианты выполнения паяльника и на фиг. 10 и следующие фигуры.

На фиг. 7, 8 и 9 показаны различные способы установки жала 4 в держателе 12.

Жало, показанное на фиг. 7, имеет удерживающий выступ 44, расположенный на расстоянии от кольцевого выступа 15 и выполненный в виде проходящего по окружности кольцевого буртика с кромками, расположенными под косым углом к продольной оси 24. Между кольцевым буртиком 44 и кольцевым выступом 15 имеется канавка 45, по меньшей мере в часть которой входит кромка 16 отверстия втулки 12.

Прилегающие друг к другу контактные фаски кромки 16 и кольцевого выступа 15 являются плоскопараллельными и расположены под прямым углом к продольной оси 24.

Кольцевой выступ 15 имеет непосредственный контакт с контактной поверхностью 6 защитного слоя 43 втулки 11 нагревательного элемента через тепловоспринимающую поверхность 7.

Как показано на фиг. 7, наружный диаметр кольцевого буртика 44 практически равен внутреннему диаметру кромки 16 отверстия трубки 12 или немного больше него.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 8, удерживающий выступ 44 отсутствует. Вместо него на концах кольцевого выступа 15 выполнены две концевые фаски 58, ориентированные в сторону продольной оси 24, которые оканчиваются соответственно у тепловоспринимающей поверхности 7 и контактной фаски 17. Контактная фаска 17 и соответствующая ей контактная фаска 18 кромки 16 являются плоскопараллельными и расположены под прямым углом к продольной оси 24.

В отличие от варианта выполнения паяльника, показанного на фиг. 7, держатель 12 жала, показанный на фиг. 8, имеет на своей наружной поверхности выемку 46 в виде практически U-образного углубления в сторону к продольной оси 24. Эта выемка проходит по всей окружности держателя 12 жала.

Расстояние 47 между выемкой 46 и отверстием 13 или его кромкой 16 превышает расстояние 48 между отверстием 13 и контактной поверхностью 6.

Согласно фиг. 9, кольцевой выступ 15 имеет только одну концевую фаску 58 между его наружной поверхностью, обращенной к держателю 12 жала, и тепловоспринимающей поверхностью 7. Другая концевая фаска, проходящая к контактной фаске 17, отсутствует. Кромка 16 отверстия 13 и контактная фаска 18, образованная на ее внутренней поверхности, обращенной к кольцевому выступу 15, расположены под косым углом вверх к жалу 4. Благодаря такому расположению между контактными кромками или контактными поверхностями 17 и 18 образуется угол, при этом кромка 16 отверстия имеет контакт лишь с наружной кромкой выступа 15. Держатель 12 жала, показанный на фиг. 9, также имеет выемку, проходящую по окружности держателя и имеющую практически U-образное поперечное сечение. Стенка U-образной выемки, ближайшая к кромке 16 отверстия, имеет больший наклон к продольной оси 24, чем другая стенка, т.е., если смотреть под прямым углом к продольной оси 24, выемка 16 имеет асимметричную форму.

На фиг. 10-18 показаны различные варианты выполнения системы 20 быстрой замены.

Согласно фиг. 10, система 20 быстрой замены включает гайку 36, снабженную крепежными крюками 21, выполненными с возможностью зацепления с зажимными гайками 37 на внутренней стороне рукоятки 19. Гайка 36 установлена на держателе 12 жала с возможностью вращения.

Система 20 быстрой замены, показанная на фиг. 11, включает гайку 26 с накаткой, снабженную винтовым стопорным элементом 38, который входит в запорное зацепление с ответным контрстопорным элементом 39, установленным в рукоятке 19 и выполненным в виде стопорного скользящего элемента.

Гайка 26 с накаткой, имеющая резьбу 38, может быть установлена на держателе 12 жала с возможностью поворота или может быть закреплена так, что она не может поворачиваться относительно держателя 12.

Система 20 быстрой замены, показанная на фиг. 12, включает гайку 26 с накаткой для навинчивания на фланец 25, имеющийся на рукоятке 19. Фланец 25 снабжен крупной резьбой 28, которая может быть выполнена так же, как многозаходная самозапорная резьба.

На фиг. 13 показан вариант выполнения держателя 12, имеющего боковое отверстие 55 на одной стороне его наружной поверхности по меньшей мере в области жала 4.

Система 20 быстрой замены, показанная на фиг. 14, включает гайку 26 с накаткой, установленную на держателе 12 жала, и фланец 29 с мелкой резьбой 27, выступающий за рукоятку 19.

В варианте, показанном на фиг. 15 и 16, система 20 быстрой замены включает фланец 29 с мелкой резьбой, расположенный на рукоятке 19 и состоящий из двух частей защелкивающийся резьбовой элемент 35, установленный на держателе 12 жала. На фиг. 15 две части резьбового элемента 35 разведены в стороны пружиной 56 так, что держатель 12 жала может быть насажен на фланец 29.

На фиг. 16 резьбовой элемент 35 смещен к рукоятке так, что находится в контакте с резьбой 27 на фланце 29, при этом держатель 12 жала закреплен на рукоятке 19. Кольцевой выступ 15 и втулка 11 нагревательного элемента, а точнее их взаимодействующие поверхности находятся в непосредственном теплопроводном контакте друг с другом, как было описано выше.

Система 20 быстрой замены, показанная на фиг. 17, включает гайку 26 с накаткой или кольцо 34, установленные на держателе 12 жала, фланец 29 с крупной резьбой и канавку 30, в которую могут быть вставлены два пальца 31, 32, установленные на внутренней стороне гайки 26 и кольца 34 соответственно.

В последнем варианте выполнения, показанном на фиг. 18, система 20 быстрой замены включает гайку 26 с накаткой и кольцо 34, установленные на держателе 12 жала, а также фланец 29, закрепленный на рукоятке 19 и имеющий выполненные под углом канавки 30. Эти канавки служат в качестве направляющих для пальцев 31 и 32, выступающих от внутренней стороны 33 держателя 12 и от гайки 26 и кольца 34 соответственно.

В пятом варианте крепления жала паяльника, показанном на фиг. 19, канавка 45, проходящая по окружности жала 4, выполнена непосредственно у кольцевого выступа 15. По меньшей мере часть кромки 16 отверстия держателя 12 входит в эту канавку. Кромка 16 ориентирована внутрь в радиальном направлении 59, а контактная фаска 17 кольцевого выступа 15 проходит вниз до дна 60 канавки 45, профиль которой асимметричен относительно радиального направления 59, т.е. дно канавки примыкает, например, со стороны выступа 15 к контактной фаске 17, расположенной в рассматриваемом варианте под прямым углом к продольной оси 24, а с противоположной стороны дно канавки 45 проходит, если смотреть в плоскости чертежа фиг. 19, под углом влево к наружной поверхности жала 4.

Канавка 45 может быть расположена также на некотором расстоянии от кольцевого выступа 15 и, аналогично фиг. 19, в нее может входить по меньшей мере часть кромки отверстия. Кроме того, кольцевой выступ 15, отходящий от жала 4 наружу в радиальном направлении 59, может отсутствовать, а канавка 45 использоваться для крепления жала с помощью его держателя 12 непосредственно ко втулке 11 нагревательного элемента или непосредственно к нагревательному элементу. Далее, кромка 16 отверстия может входить в канавку 45 с определенным люфтом, при этом жало паяльника закрепляется с помощью его держателя 12 аналогично одному из рассмотренных выше вариантов.

На фиг. 20 показан вид спереди жала 4, установленного в держателе 12 в соответствии с фиг. 19. Как видно на фиг. 20, кромка 16 отверстия держателя 12 входит в зацепление с соответствующими участками 62 канавки 45, показанной на фиг. 19, своими диаметрально расположенными участками 61. Канавка 45 может быть выполнена только на участках, куда вставляются участки 61 кромки, т.е. может ограничиваться указанными участками 62.

Кроме того, вариант выполнения паяльника, показанный на фиг. 20, отличается тем, что жало 4 и его держатель 12 имеют по существу овальную или эллиптическую форму, по меньшей мере в области канавки 45 и кромки 16 отверстия, хотя они могут иметь овальную форму по всей длине. Размеры эллиптического жала 4 и кромки 16 отверстия держателя таковы, что большая полуось жала 4 предпочтительно длиннее малой полуоси кромки 16 и короче большой полуоси кромки 16.

На фиг. 21 показан вид спереди паяльника, изображенного на фиг. 20, без жала. На фиг. 21 хорошо видно овальное поперечное сечение отверстия 13 держателя 12 жала, образованное двумя закругленными концевыми участками 63, соединенными практически прямолинейными параллельными друг другу участками 61, которые вводятся в канавку на жале. В целом, отверстие 13 имеет поперечное сечение, точечно-симметричное относительно продольной оси 24.

В предлагаемом паяльнике благодаря непосредственному теплопроводному контакту между контактной поверхностью нагревательного элемента и тепловоспринимающей поверхностью жала по всей их площади улучшается теплопередача между нагревательным элементом и жалом. Кроме того, при взаимодействии кромки отверстия держателя с кольцевым выступом жала обеспечивается автоматическая центровка жала относительно нагревательного элемента и втулки нагревательного элемента. Плотный непосредственный контакт между тепловоспринимающей поверхностью и контактной поверхностью улучшается благодаря тому, что трение между кромкой отверстия держателя и кольцевым выступом больше, чем между контактной поверхностью и тепловоспринимающей поверхностью. В результате этого при креплении держателя жала к рукоятке с помощью различных систем быстрой замены, после достижения начального контакта жала со втулкой нагревательного элемента жало будет продолжать подтягиваться к держателю, т. е. будет поворачиваться относительно втулки. Таким образом достигается улучшенный теплопроводный контакт между контактной поверхностью и тепловоспринимающей поверхностью благодаря сглаживанию этих поверхностей и удалению воздуха, который может находиться между ними.

Изобретение относится к области сварки и пайки. Паяльник имеет корпус с, по меньшей мере, одним нагревательным устройством и разъемно прикрепленное к корпусу жало. Нагревательное устройство имеет теплопроводную контактную поверхность на торце, обращенном к жалу. Напротив этой поверхности расположена тепловоспринимающая поверхность жала. Для обеспечения оптимальной теплопередачи между указанными поверхностями при сохранении технологичности конструкции паяльника контактная поверхность и тепловоспринимающая поверхность параллельны друг другу и находятся в теплопроводном, преимущественно непосредственном контакте друг с другом без промежуточного слоя между ними. Между контактной теплопроводной поверхностью и нагревательной обмоткой размещен датчик температуры. 42 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Паяльник, содержащий корпус для установки в нем по меньшей мере одного нагревательного устройства с нагревательной обмоткой и жало, прикрепленное к корпусу с возможностью отсоединения, при этом нагревательное устройство имеет теплопроводную контактную поверхность на своем торце, обращенном к жалу, тепловоспринимающая поверхность которого расположена напротив указанной контактной поверхности, контактная поверхность и тепловоспринимающая поверхность являются плоскопараллельными по всей их площади и находятся в теплопроводном непосредственном контакте друг с другом, отличающийся тем, что он снабжен датчиком температуры, смежным с контактной теплопроводной поверхностью, расположенным между ней и нагревательной обмоткой нагревательного устройства. 2. Паяльник по п.1, отличающийся тем, что контактная поверхность и тепловоспринимающая поверхность расположены соосно и симметрично относительно продольной оси жала. 3. Паяльник по п.1 или 2, отличающийся тем, что контактная поверхность и тепловоспринимающая поверхность размещены с возможностью поворота друг относительно друга. 4. Паяльник по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что контактная поверхность и тепловоспринимающая поверхность имеют круглую форму и по существу одинаковый радиус. 5. Паяльник по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что тепловоспринимающая поверхность имеет такой же размер, как контактная поверхность, или больший размер, чем размер контактной поверхности. 6. Паяльник по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, контактная поверхность выполнена из материала, обеспечивающего оптимальную теплопередачу. 7. Паяльник по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что нагревательное устройство содержит электронагревательный элемент и втулку, выполненную из материала, обеспечивающего оптимальную теплопередачу, причем концевая часть нагревательного элемента, обращенная к жалу, вставлена в указанную втулку. 8. Паяльник по п.8, отличающийся тем, что втулка нагревательного устройства выполнена из серебра. 9. Паяльник по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что корпус содержит держатель жала, который прикреплен к остальной части корпуса с возможностью отсоединения и имеет по существу форму втулки и в котором расположена, по меньшей мере, концевая часть нагревательного устройства, при этом жало прикреплено с возможностью отсоединения к свободному концу держателя жала. 10. Паяльник по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что свободный конец держателя жала имеет отверстие, из которого выступает жало, при этом конец жала, обращенный к нагревательному устройству, снабжен кольцевым выступом, который проходит, по меньшей мере, частично, по окружности и заходит за кромку отверстия, сцепляясь с ней. 11. Паяльник по п.10, отличающийся тем, что кромка отверстия держателя и кольцевой выступ имеют контактные фаски, обращенные и прилегающие друг к другу с обеспечением контакта между кромкой отверстия и кольцевым выступом при отсутствии люфта между ними. 12. Паяльник по п.10 или 11, отличающийся тем, что кромка отверстия ориентирована радиально внутрь в сторону продольной оси. 13. Паяльник по любому из пп.10 - 12, отличающийся тем, что кромка отверстия и контактная фаска кольцевого выступа практически перпендикулярны продольной оси. 14. Паяльник по любому из пп.1 - 13, отличающийся тем, что жало паяльника имеет наружный удерживающий выступ, который выступает наружу в радиальном направлении, по меньшей мере, в некоторых местах и расположен на расстоянии от кольцевого выступа. 15. Паяльник по п.14, отличающийся тем, что удерживающий выступ является кольцевым буртиком, проходящим вокруг жала. 16. Паяльник по п.14 или 15, отличающийся тем, что между удерживающим выступом и кольцевым выступом выполнена канавка для введения в нее, по меньшей мере, части кромки отверстия. 17. Паяльник по п.16, отличающийся тем, что канавка выполнена в жале на расстоянии от кольцевого выступа в направлении к переднему концу жала, при этом кромка отверстия держателя жала входит в зацепление с канавкой, по меньшей мере, в некоторых местах. 18. Паяльник по п.16 или 17, отличающийся тем, что канавка выполнена, по меньшей мере, на противоположных сторонах жала паяльника. 19. Паяльник по любому из пп.16 - 18, отличающийся тем, что канавка имеет асимметричное поперечное сечение относительно радиального направления. 20. Паяльник по любому из пп.1 - 3, 5 - 19, отличающийся тем, что жало и/или держатель жала имеют практически овальное или эллиптическое поперечное сечение, по меньшей мере, в области канавки и/или кромки отверстия. 21. Паяльник по любому из пп.1 - 20, отличающийся тем, что держатель жала имеет выемку, выполненную на расстоянии от отверстия держателя жала практически под прямым углом к продольной оси. 22. Паяльник по п. 21, отличающийся тем, что выемка выполнена в виде углубления в направлении внутрь к продольной оси. 23. Паяльник по п. 21 или 22, отличающийся тем, что выемка в виде углубления представляет собой кольцевую выемку, проходящую вокруг держателя жала. 24. Паяльник по любому из пп.21 - 23, отличающийся тем, что расстояние между выемкой и отверстием, по меньшей мере, равно расстоянию между контактной поверхностью и отверстием. 25. Паяльник по любому из пп.11 - 24, отличающийся тем, что сцепление за счет сил трения между кромкой отверстия и кольцевым выступом является более сильным, чем сцепление между контактной поверхностью и тепловоспринимающей поверхностью. 26. Паяльник по любому из пп.1 - 25, отличающийся тем, что нагревательное устройство связано с датчиком температуры для контроля температуры. 27. Паяльник по любому из пп.1 - 26, отличающийся тем, что он содержит систему быстрой замены, расположенную между держателем жала и рукояткой корпуса, для закрепления держателя жала к рукоятке с возможностью отсоединения. 28. Паяльник по п.27, отличающийся тем, что система быстрой замены содержит резьбовой фланец, закрепленный на рукоятке, и гайку с накаткой, установленную на держателе жала с возможностью поворота. 29. Паяльник по п.27, отличающийся тем, что система быстрой замены содержит фланец, закрепленный на рукоятке и снабженный выполненной под углом канавкой, и по меньшей мере, один палец на держателе жала для перемещения по этой канавке. 30. Паяльник по п.29, отличающийся тем, что палец выступает от внутренней стороны кольца, установленного на одном конце держателя жала с возможностью поворота. 31. Паяльник по п.27, отличающийся тем, что система быстрой замены содержит резьбовой фланец, закрепленный на рукоятке, и защелкивающийся резьбовой элемент, установленный на держателе жала. 32. Паяльник по п.31, отличающийся тем, что защелкивающийся резьбовой элемент состоит из двух частей и нагружен пружиной в направлении его открытого положения. 33. Паяльник по меньшей мере по одному из пп.28, 31 или 32, отличающийся тем, что резьбовой фланец имеет преимущественно крупную резьбу и/или многозаходную резьбу. 34. Паяльник по п.27, отличающийся тем, что система быстрой замены содержит гайку с крючками, установленную на держателе жала, и зажимную гайку, установленную с наклоном в рукоятке. 35. Паяльник по п.27, отличающийся тем, что система быстрой замены содержит стопорный элемент, установленный на держателе жала, и контрстопорный элемент, установленный на рукоятке. 36. Паяльник по п.35, отличающийся тем, что стопорный элемент имеет зубцы, а контрстопорный элемент выполнен в виде стопорного скользящего элемента. 37. Паяльник по любому из пп.1 - 36, отличающийся тем, что держатель жала открыт на одной своей стороне, по меньшей мере, вблизи своего свободного конца. 38. Паяльник по любому из пп.1 - 37, отличающийся тем, что рукоятка имеет выступающую часть, имеющую форму тюльпана, которая конически расширяется в направлении к жалу и, по меньшей мере, частично окружает держатель жала. 39. Паяльник по п. 38, отличающийся тем, что часть рукоятки, имеющая форму тюльпана, установлена на держателе жала, а между остальной частью рукоятки и обращенным к ней концом части, имеющей форму тюльпана, установлена система быстрой замены. 40. Паяльник по любому из пп.1 - 39, отличающийся тем, что нагревательная обмотка намотана на каркас. 41. Паяльник по любому из пп.1 - 40, отличающийся тем, что нагревательный элемент и датчик температуры окружены керамическим материалом. 42. Паяльник по любому из пп.1 - 41, отличающийся тем, что тепловоспринимающая поверхность и/или контактная поверхность образованы защитным металлическим слоем преимущественно из хрома или никеля. 43. Паяльник по любому из пп.1 - 42, отличающийся тем, что линии, перпендикулярные контактной поверхности и тепловоспринимающей поверхности, параллельны продольной оси жала и держателя жала соответственно.