Пистолет для электроконтактной пайки наконечников рельсовых соединителей
Полезная модель относятся к пайке, а именно к устройствам для электроконтактной пайки и может быть использовано для получения паяных соединений наконечников рельсовых электрических соединителей с поверхностью рельсов. Пистолет для электроконтактной пайки наконечников рельсовых соединителей, содержит, корпус, внутри которого имеются электромагнитное устройство содержащее ярмо, якорь, обмотку, центральный стержень на одном конце которого установлена цанга для удержания электродного элемента, устройство контроля и регулировки оптимального зазора между электродным элементом и поверхностью пайки, пружина для прижатия электродного элемента к поверхности пайки, промежуточное защитное керамическое кольцо, токопровод для пропускания рабочего тока, устройство включения подачи энергии в зону пайки, при этом ярмо электромагнитного устройства состоит из двух цилиндров различной высоты и диаметров, цилиндры входят друг в друга и соединены соосно плоскостью с торцовой стороны, а якорь электромагнитного устройства, выполнен в виде ступенчатой втулки, больший диаметр которой имеет размер меньше внутреннего диаметра большего цилиндра образующего ярмо, якорь неподвижно закреплен на центральном стержне выполненном из диамагнитного материала, а центральный стержень подвижно установлен внутри цилиндра меньшего диаметра, образующего ярмо, на торцевой поверхности якоря, обращенной к ярму, установлено кольцо, выполненное из диамагнитного, токопроводящего материала, внутри ярма, между цилиндрами, установлена обмотка электромагнитного устройства, обмотка выполнена в виде пружины из диамагнитного токопроводящего упругого материала, установлена соосно относительно цилиндров на токопроводящих вставках, с одной стороны электрически соединена через токопроводящую вставку с якорем, а через него с центральным стержнем, с другой стороны, через токопроводящую вставку и гибкий проводник электрического тока, с устройством включения подачи энергии в зону пайки, и является токопроводом рабочего тока в процессе пайки и пружиной для прижатия электродного элемента к поверхности пайки перед началом и после окончания процесса пайки, устройство включения подачи энергии в зону пайки содержит два контактных элемента, кнопку, пружину для отжатия кнопки, жесткую диэлектрическую пластину, упругую металлическую пластину и запорную втулку, при этом один контактный элемент неподвижно установлен на корпусе пистолета и соединен токопроводом с источником питания, а второй контактный элемент установлен на жесткой диэлектрической пластине, один конец которой неподвижно соединен с упругой металлической пластиной, соединенной с корпусом, а второй конец подвижно соединен с запорной втулкой, неподвижно закрепленной на центральном стержне, кнопка замыкает контактные элементы только в одном положении, когда запорная втулка отведена в крайнее положение центральным стержнем при прижатом к поверхности пайки электродном элементе, устройство контроля и регулировки оптимального зазора между электродным элементом и поверхностью пайки состоит из индикатора и подвижного конусно-цилиндрического держателя, при этом индикатор неподвижно закреплен на конце центрального стержня, выполнен из диэлектрического материала и выходит из отверстия выполненного в корпусе пистолета с тыльной стороны, а конусно-цилиндрический держатель, подвижно соединен с корпусом, имеет проточку на конусной части для крепления керамического кольца и отверстие для выхода цанги закрепленной на центральном стержне, в которой устанавливается электродный элемент, пружина состоит из двух независимых пружин установленных коаксиально, одна имеет 11 витков, вторая 13 витков, сечение упруго элемента пружин имеет прямоугольную форму 1,5×8,0 мм, а контактные элементы устройства включения подачи энергии выполнены из композиционного металлокерамического материала.
Полезная модель относятся к пайке, а именно к электроконтактной пайке и может быть использована для получения паяных соединений рельсовых электрических соединителей с поверхностью рельсов.
Уровень техники пистолета для пайки известен из устройства пайки твердым припоем, содержащим пистолет для пайки твердым припоем. Пистолет для пайки твердым припоем электрически связан с электропитанием, имеет электромагнит, пружину для прижатия электродного элемента к поверхности пайки, электромагнитный механизм подачи (продвижения) электродного элемента, регулировочное устройство уровня поднятия электродного элемента, блок включения. (Патент Франции FR 2669569).
Известное изобретение имеет сложный механизм для регулирования оптимального зазора между электродным элементом и поверхностью пайки, что затрудняет работу с пистолетом в полевых условиях.
Известно устройство пайки твердым припоем (патент Великобритании GB 2305145). Известное устройство содержит пистолет, который позволяет проводить пайку электродными элементами круглого сечения, имеющего твердый припой на одном конце. Устройство содержит центральный стержень, один конец которого соединен с источником питания, на втором установлен электродный элемент. Имеющаяся система пружин, рычагов и соленоид связанные в единую систему отводят электродный элемент от поверхности пайки и удерживают его в таком положении весь период горения дуги. При прекращении подачи тока на электродный элемент, прекращается подача тока на соленоид, центральный стержень освобождается от действия электромагнитных сил и под действием упругих сил пружины прижимает электродный элемент к поверхности пайки, образуя паяное соединение. Устройство содержит керамическое кольцо для удержания в прижатом состоянии к поверхности пайки припаиваемого элемента, например, наконечника рельсового соединителя.
Недостаток данного устройства заключается в наличии большого количества пружин, что снижает надежность его работы, обуславливает сложность его сборки в целом, и в частности, регулировку требуемого зазора между поверхностью пайки и электродным элементом. При замене деталей пистолета, в случае их выхода из строя, требуется высококвалифицированный специалист для его обслуживания. Все это приводит к удорожанию процесса электроконтактной пайки наконечников соединителей к железнодорожным рельсам.
Данное устройство наиболее близко к заявляемому устройству.
Задачей полезной модели пистолета для пайки является снижение затрат на проведение процесса пайки рельсовых соединителей к рельсам.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышение надежности работы пистолета, упрощение процесса настройки и технического обслуживания, упрощении конструкции пистолета.
Указанный технический результат достигается заявляемым пистолетом для электроконтактной пайки наконечников рельсовых соединителей, содержащий, корпус, внутри которого имеются электромагнитное устройство содержащее ярмо, якорь, обмотку, центральный стержень на одном конце которого установлена цанга для удержания электродного элемента, устройство контроля и регулировки оптимального зазора между электродным элементом и поверхностью пайки, пружина для прижатия электродного элемента к поверхности пайки, промежуточное защитное керамическое кольцо, токопровод для пропускания рабочего тока, устройство включения подачи энергии в зону пайки, при этом, ярмо электромагнитного устройства состоит из двух цилиндров различной высоты и диаметров, цилиндры входят друг в друга и соединены соосно плоскостью с торцовой стороны, а якорь электромагнитного устройства, выполнен в виде ступенчатой втулки, больший диаметр которой имеет размер меньше внутреннего диаметра большего цилиндра, образующего ярмо, якорь неподвижно закреплен на центральном стержне выполненном из диамагнитного материала, а центральный стержень подвижно установлен внутри цилиндра меньшего диаметра, образующего ярмо, на торцевой поверхности якоря, обращенной к ярму, установлено кольцо, выполненное из диамагнитного, токопроводящего материала, внутри ярма, между цилиндрами, установлена обмотка электромагнитного устройства, обмотка выполнена в виде пружины из диамагнитного токопроводящего упругого материала, установлена соосно относительно цилиндров на токопроводящих вставках, с одной стороны электрически соединена через токопроводящую вставку с якорем, а через него с центральным стержнем, с другой стороны, через токопроводящую вставку и гибкий проводник электрического тока, с устройством включения подачи энергии в зону пайки, и является токопроводом рабочего тока в процессе пайки и пружиной для прижатия электродного элемента к поверхности пайки перед началом и после окончания процесса пайки, устройство включения подачи энергии в зону пайки содержит два контактных элемента, кнопку, пружину для отжатия кнопки, жесткую диэлектрическую пластину, упругую металлическую пластину и запорную втулку, при этом один контактный элемент неподвижно установлен на корпусе пистолета и соединен токопроводом с источником питания, а второй контактный элемент установлен на жесткой диэлектрической пластине, один конец которой неподвижно соединен с упругой металлической пластиной, соединенной с корпусом, а второй конец подвижно соединен с запорной втулкой, неподвижно закрепленной на центральном стержне, кнопка замыкает контактные элементы только в одном положении, когда запорная втулка отведена в крайнее положение центральным стержнем при прижатом к поверхности пайки электродном элементе, устройство контроля и регулировки оптимального зазора между электродным элементом и поверхностью пайки состоит из индикатора и подвижного конусно-цилиндрического держателя, при этом индикатор неподвижно закреплен на конце центрального стержня, выполнен из диэлектрического материала и выходит из отверстия выполненного в корпусе пистолета с тыльной стороны, а конусно-цилиндрический держатель, подвижно соединен с корпусом, имеет проточку на конусной части для крепления керамического кольца и отверстие для выхода цанги закрепленной на центральном стержне, в которой устанавливается электродный элемент. Кроме этого пружина состоит из двух независимых пружин установленных коаксиально, имеющих, одна 11 витков, вторая 13 витков, сечение упруго элемента пружин имеет прямоугольную форму 1,5×8,0 мм, а контактные элементы устройства включения подачи энергии выполнены из композиционного металлокерамического материала.
Исполнение в электромагнитном устройстве ярма в виде соединенных соосно между собой двух цилиндров различной высоты и диаметров позволило внутри ярма, между внутренней поверхностью цилиндра большего диаметра и наружной поверхностью цилиндра меньшего диаметра, установить пружину, которая является обмоткой ярма. Конструктивно, пружина состоит из двух пружин вставленных коаксиально одна в другую, при этом одна пружина имеет 11 витков, вторая 13 витков, сечение упруго элемента пружин имеет прямоугольную форму 1,5×8,0 мм. Такое исполнение пружины позволяет ей выполнять одновременно несколько функций. Первое - она, как пружина, прижимает электродный элемент к поверхности рельса перед началом процесса пайки и прижимает электродный элемент к поверхности пайки, когда процесс пайки окончен, после прекращения подачи рабочего тока. Второе - она, как обмотка сердечника, является одной из составных частей электромагнита и является упругим отжимающим элементом для якоря электромагнита. Третье - она, как гибкий проводник, является проводником рабочего тока. Якорь электромагнита, выполнен в виде фланца, на торцевой поверхности якоря, обращенной к сердечнику, расположено кольцо, выполненное из диамагнитного, токопроводящего материала. Наличие кольца, с одной стороны гарантирует отрыв якоря электромагнита от сердечника, при прекращении подачи рабочего тока, с другой стороны, в момент прекращения протекания рабочего тока по пружине, в кольце генерируется ЭДС - самоиндукции, которая на некоторый момент времени задерживает отрыв якоря. Такая задержка необходима для того, чтобы расплавленный металл припоя в зоне пайки несколько остыл, и при движении электродного элемента к поверхности пайки не выплеснулся из зоны пайки.
Пружина, с одной стороны, через токопроводящие вставки, соединена с якорем, а через него с центральным стержнем, и с другой стороны с устройством включения подачи энергии в зону пайки, в состав, которого входят два контактных элемента, один установлен неподвижно в корпусе пистолета и соединен электрическим проводом с электронным блоком, а второй элемент закреплен на жесткой диэлектрической пластине, которая одним концом неподвижно соединена с упругой пластиной, а вторым концом подвижно с запорной втулкой, неподвижно закрепленной на центральном стержне. Подвижный контактный элемент может занимать два положения, первое, устойчивое, в разомкнутом состоянии с неподвижным контактом, второе, не устойчивое, в замкнутом состоянии с неподвижным контактным элементом. Здесь необходимо отметить важную особенность конструкции пистолета. Замыкание двух контактов, а значит и подача рабочего тока на электродный элемент происходит только при прижатом электродном элементе к поверхности пайки, сжатии пружины и некотором отводе центрального стержня вместе с запорной втулкой. Только в таком положении конструктивных элементов пистолета, когда запорная втулка отжата в крайнее положении, при нажатии на кнопку включения, возможно переместить подвижный элемент в положение замыкания со вторым элементом. При этом в процессе пайки необходимо удерживать кнопку во включенном положении. В случае отпускания кнопки происходит прекращение подачи рабочего тока и процесс пайки прерывается. В штатном режиме процесс пайки прерывается аппаратно по времени. При прекращении подачи рабочего тока происходит размыкание контактов. Магнитное поле в электромагнитном устройстве исчезает, якорь под действием пружины возвращается в исходное положение и перемещает центральный стержень и запорную втулку в исходное положение, происходит размыкание контактов. Такая кинематическая связь деталей пистолета для пайки делает его надежным и безопасным в работе.
Устройство контроля и регулировки оптимального зазора состоит из полого конусно-цилиндрического держателя, который цилиндрической частью с помощью резьбового соединения подвижно соединен с корпусом, а на конусной части выполнена проточка для крепления керамического кольца и имеется отверстие для выхода цанги центрального стержня, в которой закреплен электродный элемент, индикатор неподвижно закреплен на конце центрального стержня и выполнен из диэлектрического материала и выходит из отверстия выполненного в корпусе пистолета с тыльной стороны из диэлектрического материала. Перемещая конусно-цилиндрический держатели и визуально наблюдая за выходом индикатора из отверстия в корпусе легко (торцовая плоскость индикатора и контрольная плоскость на корпусе пистолета должны находиться в одной плоскости) выставляется необходимый зазор между электродным элементом и поверхностью пайки.
Полезная модель поясняются чертежом, где на фиг. представлен пистолет для электроконтактной пайки наконечников рельсовых соединителей.
Пистолет для электроконтактной пайки наконечников рельсовых соединителей состоит из корпуса 1, внутри которого имеются электромагнитное устройство, устройства включения подачи энергии в зону пайки, устройства контроля и регулировки оптимального рабочего зазора.
Электромагнитное устройство содержит ярмо 2, якорь 3, обмотку 4. Ярмо 2 конструктивно выполнено из двух цилиндров 2.1 и 2.2 различной высоты и диаметров, входящих друг в друга и соединены соосно плоскостью 2.3 с торцовой стороны. Внутри ярма, между цилиндрами 2.1 и 2.2, установлена обмотка 4 электромагнитного устройства. В ярме 2, внутри цилиндра 2.2 подвижно установлен центральный стержень 5, выполненный из диамагнитного материала на одном конце, которого закреплена цанга 6 для удержания электродного элемента 7, а на втором конце индикатор 8 для контроля рабочего зазора пайки.
Якорь 3 электромагнитного устройства, выполнен в виде ступенчатой втулки, больший диаметр которой имеет размер меньше внутреннего диаметра большего цилиндра 2.1, образующего ярмо 2, якорь 3 неподвижно закреплен на центральном стержне 5. На торцевой поверхности якоря 3, обращенной к ярму 2, установлено кольцо 9, выполненное из диамагнитного, токопроводящего материала.
Обмотка 4 выполнена в виде пружины из диамагнитного токопроводящего упругого материала, установлена соосно относительно цилиндров 2.1 2.2 на токопроводящих вставках 10 и 11 Обмотка 4 одной стороной электрически соединена через токопроводящую вставку 10 с якорем 3, а через него с центральным стержнем 5, с другой стороны, через токопроводящую вставку 11 и гибкий проводник 12 электрического тока, с устройством включения подачи энергии в зону пайки. Обмотка 4 является токопроводом рабочего тока в процессе пайки и пружиной для прижатия электродного элемента к поверхности пайки перед началом и после окончания процесса пайки. Пружина состоит из двух независимых пружин 4.1 и 4.2 установленных коаксиально. Пружина 4.1 имеют 11 витков, а пружина 4.2 имеет 13 витков, сечение упруго элемента пружин имеет прямоугольную форму 1,5×8,0 мм.
Устройство включения подачи энергии в зону пайки содержит два контактных элемента 14 и 15, выполненных из композиционного металлокерамического материала, кнопку 16, пружину 17 для отжатия кнопки, жесткую диэлектрическую пластину 18, упругую металлическую пластину 19 и запорную втулку 20. Контактный элемент 14 неподвижно установлен на корпусе пистолета и соединен токопроводом 21 с источником питания (не показан). Второй контактный элемент 15 установлен на жесткой диэлектрической пластине 18, один конец которой неподвижно соединен с упругой металлической пластиной 19, соединенной с корпусом 1, а второй конец подвижно соединен с запорной втулкой 20, неподвижно закрепленной на центральном стержне 5.
Устройство контроля и регулировки оптимального зазора между электродным элементом 7 и поверхностью пайки состоит из индикатора 8 и подвижного конусно-цилиндрического держателя 22. Индикатор 8 неподвижно закреплен на конце центрального стержня 5, выполнен из диэлектрического материала и выходит из отверстия 23 выполненного в корпусе 1 пистолета с тыльной стороны. Конусно-цилиндрический держатель 22, подвижно (резьбовое соединение) соединен с корпусом 1, имеет проточку на конусной части для крепления керамического кольца 24 и отверстие для выхода цанги закрепленной на центральном стержне 5, в которой устанавливается электродный элемент 7.
Пайка пистолетом производится следующим образом.
Электродный элемент 7 для пайки цилиндрической частью вставляется в цангу 6 пистолета. В конусно-цилиндрический держатель 22 вставляется промежуточное кольцо 24. К поверхности рельса (ранее зачищенное) прикладывается наконечник рельсового соединителя. При помощи пистолета через отверстие в наконечнике электродный элемент 7 подводится к поверхности рельса. Далее продолжается прижатие электродного элемента, пока керамическое кольцо 24 не будет плотно удерживать наконечник рельсового соединителя на поверхности рельса. В таком положении индикатор 8 должен выти из отверстия 23. Его торцовая плоскость должна сравняться с тыльной плоскостью пистолета. Если этого не происходит, следует поворотом держателя 22 добиться нужного положения, а, следовательно, и оптимального зазора пайки. Он будет получен при втягивании электродного элемента якорем электромагнитного устройства. В таком положении следует удерживать пистолет и нажать кнопку 12. При нажатии кнопки произойдет подача рабочего тока, который при прохождении по обмотке 2 создаст электромагнитное поле, под действием которого произойдет перемещение якоря 3 и перемещение центрального стержня 5 с электродным элементом 7, пружина при этом дополнительно сожмется. При отрыве электродного элемента от поверхности рельса возбудится дуга, в течение 1.5-2.0 сек. произойдет процесс пайки. Подача электрического тока прекратится, действие электромагнитного поля прекратиться и пружина начнет разжиматься и прижмет электродный элемент, к поверхности образуя паяное соединение. После остывания хвостовик электродного элемента ударом по нему отламывается.
1. Пистолет для электроконтактной пайки наконечников рельсовых соединителей, содержащий корпус, внутри которого установлены электромагнитное устройство, включающее ярмо, якорь и обмотку, центральный стержень, на одном конце которого установлена цанга для удержания электродного элемента, устройство контроля и регулировки оптимального зазора между электродным элементом и поверхностью пайки, пружина для прижатия электродного элемента к поверхности пайки, промежуточное защитное керамическое кольцо, токопровод для пропускания рабочего тока, устройство включения подачи энергии в зону пайки, отличающийся тем, что ярмо электромагнитного устройства состоит из двух цилиндров различной высоты и диаметров, при этом цилиндры входят друг в друга и соединены соосно с плоской торцовой стороны, а якорь электромагнитного устройства выполнен в виде ступенчатой втулки, больший диаметр которой имеет размер меньше внутреннего диаметра большего цилиндра, образующего ярмо, якорь неподвижно закреплен на центральном стержне, выполненном из диамагнитного материала, а центральный стержень подвижно установлен внутри цилиндра меньшего диаметра, образующего ярмо, причем на торцевой поверхности якоря, обращенной к ярму, установлено кольцо, выполненное из диамагнитного, токопроводящего материала, а внутри ярма между цилиндрами установлена обмотка электромагнитного устройства, при этом обмотка выполнена в виде пружины из диамагнитного токопроводящего упругого материала и установлена соосно относительно цилиндров на токопроводящих вставках, с одной стороны электрически соединена через токопроводящую вставку с якорем, а через него с центральным стержнем, с другой стороны через токопроводящую вставку и гибкий проводник электрического тока - с устройством включения подачи энергии в зону пайки, и является токопроводом рабочего тока в процессе пайки и пружиной для прижатия электродного элемента к поверхности пайки перед началом и после окончания процесса пайки, устройство включения подачи энергии в зону пайки содержит два контактных элемента, кнопку, пружину для отжатия кнопки, жесткую диэлектрическую пластину, упругую металлическую пластину и запорную втулку, при этом один контактный элемент неподвижно установлен на корпусе пистолета и соединен токопроводом с источником питания, а второй контактный элемент установлен на жесткой диэлектрической пластине, один конец которой неподвижно соединен с упругой металлической пластиной, соединенной с корпусом, а второй конец подвижно соединен с запорной втулкой, неподвижно закрепленной на центральном стержне, кнопка замыкает контактные элементы только в одном положении, когда запорная втулка отведена в крайнее положение центральным стержнем при прижатом к поверхности пайки электродном элементе, устройство контроля и регулировки оптимального зазора между электродным элементом и поверхностью пайки состоит из индикатора и подвижного конусно-цилиндрического держателя, при этом индикатор неподвижно закреплен на конце центрального стержня, выполнен из диэлектрического материала и выходит из отверстия выполненного в корпусе пистолета с тыльной стороны, а конусно-цилиндрический держатель подвижно соединен с корпусом, имеет проточку на конусной части для крепления керамического кольца и отверстие для выхода цанги, закрепленной на центральном стержне, в которой устанавливается электродный элемент.
2. Пистолет по п.1, отличающийся тем, что пружина выполнена из двух независимых пружин, установленных коаксиально, одна из которых содержит одиннадцать витков, а вторая - тринадцать витков, а сечение упругого элемента пружин выполнено прямоугольной формы, размером 1,5×8,0 мм.
3. Пистолет по п.1, отличающийся тем, что контактные элементы устройства включения подачи энергии выполнены из композиционного металлокерамического материала.
