ПАЯЛЬНИК ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ Российский патент 2001 года по МПК B23K3/03 

Изобретение относится к области пайки различными припоями.

Известен паяльник электрический (а.с. N 1828790, МПК⁶ B 23 K 3/03, от 25.04.1988). Содержит размещенный в корпусе нагреватель, ручку, паяльный стержень, элемент крепления паяльного стержня к корпусу, выполненный в виде Г-образной пружины, жестко закрепленной на разрезной втулке, которая в свою очередь закреплена на корпусе. Недостатки данной конструкции: нет компенсации разницы температурного расширения, плохая теплоизоляция корпуса, не надежный электрический контакт между паяльным стержнем и корпусом.

Прототип: известен паяльник электрический (а.с. N 238684, B 23 K 3/03, от 01.06.1967), содержит корпус, стержень паяльный, нагреватель, держатель. Недостатком данной конструкции является то, что из-за разного температурного расширения деталей паяльника в местах соприкосновения деталей появляется зазор и стержень расшатывается в корпусе, высокая теплопередача от стержня к корпусу, не надежный электрический контакт между стержнем паяльным и остальными деталями паяльника.

Предлагаемая конструкция паяльника электрического содержит стержень паяльный, нагреватель, корпус с выступами на наружной поверхности, держатели, а также пружину, светоотражающее покрытие и теплопроводную вставку.

На чертеже - общий вид паяльника электрического в разрезе с выносным сечением.

Настоящий паяльник содержит: корпус 1, выполненный из пластмассы, внутренние поверхности корпуса 1 имеют слой, хорошо отражающий излучение, слой выполнен из алюминия и имеет гладкую поверхность; вставку теплопроводную 2, закрепленную внутри корпуса 1, внутренняя поверхность вставки теплопроводной 2 хорошо отражает излучение и выполнена из алюминия с гладкой поверхностью.

На наружной поверхности корпуса 1 имеются частые выступы 3 с поверхностями 3^a и переключатель режимов работы 4.

Держатели 5 выполнены из стали Х18Н9. Держатели 5 выполнены в виде ажурной конструкции конической формы. Внутри вставки теплопроводной 2 стержень паяльный 6 закреплен посредством держателей 5, выступов 7 и упругого элемента 8 (выполненного из стали Х18Н9 в виде пружины растяжения). В данном частном случае выступы 7 образуют коническую поверхность и выполнены на стержне паяльном 6. Причем тот держатель 5, к которому прикреплен один конец упругого элемента 8, может быть заменен выступом или любой деталью, к которой можно закрепить один конец упругого элемента 8. На стержень паяльный 6 надет нагреватель 9. На наружной поверхности нагревателя 9 имеется слой, хорошо отражающий излучение и выполненный из алюминия с гладкой поверхностью. На рабочем конце паяльного стержня 6 имеются вогнутые поверхности 10. На корпусе 1 и на теплопроводной вставке 2 выполнены конические поверхности 11, служащие для опоры держателей 5.

Задачи изобретения
a) Снизить температуру корпуса 1, а следовательно, повысить комфорт пальцев пользователя.

b) Снизить габариты паяльника, удовлетворяющего ГОСТам по температуре рукоятки (в предлагаемом паяльнике рукояткой служит корпус 1).

c) Выполнить вогнутую поверхность на рабочем конце паяльного стержня удобной для коррекции. (В случае износа паяльного стержня и для изменения формы поверхности в специальных случаях).

d) Попутно улучшить остальные эксплуатационные характеристики.

Паяльник работает следующим образом.

Включили в электросеть, нагрели, то есть привели в рабочее состояние. Температурное расширение стержня паяльного 6 больше, чем расширение корпуса 1 и вставки теплопроводной 2. В результате в местах соприкосновения держателей 5 со вставкой теплопроводной 2 и со стержнем паяльным 6 образуется зазор в осевом и радиальном направлениях. Осевой зазор компенсируется путем осевого смещения стержня паяльного 6 и держателя 5 в сторону нерабочего конца стержня паяльного 6 посредством втягивающего усилия, которое создает упругий элемент 8. Радиальный зазор компенсируется за счет того, что при осевом смещении стержня паяльного 6 и держателя 5, под воздействием упругого элемента 8, держатель 5 прижимается к конической поверхности 11, в результате радиальный зазор равен нулю.

Закрепление паяльного стержня 6 упругим элементом 8 снижает теплопередачу от паяльного стержня к остальным деталям паяльника. Все материалы, сохраняющие упругость при большой деформации, имеют низкую теплопроводность. Упругий элемент 8 может быть выполнен из любого материала и любой формы при условии достаточно высокой упругости при большой деформации. Дополнительное снижение теплопередачи получается от выполнения крепежных деталей: упругий элемент 8 и держатель 5, в виде ажурной конструкции из высоколегированной стали Х18Н9.

Надежный электрический контакт между стержнем паяльным 6 и остальными деталями паяльника необходим для заземления при пайке, например микросхем. Настоящий контакт может нарушаться из-за зазора, возникающего в результате разного температурного расширения деталей или из-за образования на поверхностях контакта окислов, не проводящих электричество. Упругий элемент 8 создает втягивающее осевое усилие, приложенное к стержню паяльному 6. За счет данного усилия стержень паяльный 6 постоянно прижат к держателю 5, следствием чего является надежный электрический контакт между стержнем паяльным 6 и держателем 5.

Выступы 7, выполненные на стержне паяльном 6 и образующие коническую поверхность с расширением к концу паяльного стержня 6, служат для облегчения продавливания окислов и для этого выполнены с острыми вершинами. Выступы 7 также снижают теплопередачу от стержня паяльного 6 к держателю 5, так как их площадь сечения меньше, чем в случае сплошного тела, по которому передается тепло.

Вставка теплопроводная 2 снижает температуру корпуса 1, так как вставка теплопроводная 2 равномерно распределяет тепло, передающееся от держателя 5, тем самым, предотвращая размягчение корпуса 1 около мест соприкосновения с держателем 5. Тепло, переданное от держателя 5 к вставке теплопроводной 2, лучше передается в воздух за счет увеличения теплопроводной вставкой 2 площади рассеяния, к которой хорошо подводится тепло. Теплопроводная вставка увеличивает скорость воздушного потока внутри корпуса 1 (в горизонтальном положении эффект наибольший). Увеличение скорости воздушного потока происходит путем увеличения высоты столба теплого воздуха. Высота столба увеличивается путем улучшения нагревания воздуха в самой низкой точке внутри корпуса 1.

Алюминиевый слой с гладкой поверхностью на корпусе 1, на вставке теплопроводной 2 и на нагревателе 9 служит для снижения теплообмена излучением.

Вогнутые поверхности 10 на конце паяльного стержня 6 служат для лучшего удержания расплавленного припоя и улучшения теплопередачи к паяемым поверхностям. Вогнутые поверхности 10 выполнены так, что через любую из них можно провести хотя бы одну прямую, лежащую на поверхности, или касательную прямую и эта прямая будет иметь со стержнем паяльным только одну общую точку (такую поверхность легче восстанавливать, например надфилем). Необходимость восстановления возникает после растворения части паяльного стержня 6 в припое.

Выступы 3 имеют вогнутые поверхности 3^a, служащие для уменьшения теплопередачи от корпуса 1 к пальцам руки. Уменьшение происходит за счет увеличения площади теплоотдачи в воздух и за счет уменьшения площади сечения выступа 3. Уменьшение происходит также (при появлении конвекционного потока теплого воздуха) путем получения центростремительного ускорения, которое будет вытеснять от вогнутой поверхности 3^a воздух горячий более холодным для лучшего охлаждения выступов 3.

Новые технические результаты
От применения признаков независимого пункта формулы:
1. Компенсация в направлении продольной оси паяльника зазоров, возникающих в местах соприкосновения деталей паяльника. Зазоры возникают из-за разного линейного температурного расширения деталей паяльника.

2. Снижение теплопередачи от паяльного стержня 6 через детали, закрепляющие паяльный стержень.

3. Повышение надежности электрического контакта между паяльным стержнем и другими деталями паяльника.

От применения всех признаков формулы:
4. Снижение температуры корпуса 1, а следовательно, комфорт пальцев пользователя, так как при работе они не перегреваются.

5. Возможность снижения габаритов паяльника, удовлетворяющего ГОСТам по температуре рукоятки (в предлагаемом паяльнике корпуса 1).

6. Удобство корректировки формы вогнутой поверхности. Для случая износа паяльного стержня и для изменения формы поверхности в специальных случаях.

Изобретение может быть использовано при пайке деталей различными припоями. В полом корпусе паяльника закреплены с зазором относительно него нагреватель и паяльный стержень. Паяльный стержень закреплен с помощью упругого элемента. Для удержания паяльного стержня имеется соприкасающийся с ним по гребням или вершинам выступов держатель. Внутренние поверхности корпуса и наружная поверхность нагревателя имеют слой из полированного алюминия для отражения излучения. Внутри корпуса размещена вставка с высокой теплопроводностью. Держатель и упругий элемент выполнены из высоколегированной стали с высокой теплопроводностью. Конструкция паяльника позволяет компенсировать зазоры между деталями в местах их соприкосновения и повысить надежность электрического контакта между стержнем и другими деталями, а также снизить теплопередачу от стержня к закрепляющим его деталям. 6 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Паяльник электрический, содержащий полый корпус, закрепленные внутри с зазором относительно корпуса нагреватель и паяльный стержень, отличающийся тем, что паяльный стержень закреплен посредством упругого элемента. 2. Паяльник электрический по п.1, отличающийся тем, что имеется держатель, который удерживает паяльный стержень и соприкасается с паяльным стержнем по гребням или вершинам выступов. 3. Паяльник электрический по п.1, отличающийся тем, что внутренние поверхности корпуса имеют слой, отражающий излучение, выполненный из полированного алюминия. 4. Паяльник электрический по п.1 или 2, отличающийся тем, что внутри корпуса размещена вставка с высокой теплопроводностью, выполненная из алюминия, имеющая наклонную к продольной оси корпуса поверхность, на которую опирается держатель, при этом внутренняя поверхность вставки выполнена из полированного алюминия для хорошего отражения излучения. 5. Паяльник электрический по п.1, отличающийся тем, что на рабочем конце паяльного стержня выполнены вогнутые поверхности, через которые можно провести прямую, лежащую на поверхности или касательную к ней, и прямая не будет пересекать тело стержня. 6. Паяльник электрический по п.1, отличающийся тем, что держатель и упругий элемент выполнены из высоколегированной стали с низкой теплопроводностью. 7. Паяльник электрический по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность нагревателя имеет слой, хорошо отражающий излучение и выполненный из полированного алюминия.