Lötanlage mit einem Filtervlies und Lötanlage mit Wärmetauschermodul

Beschreibung

Die Erfindung betri f ft ein Wärmetauschermodul zur Anordnung an einer Lötanlage , insbesondere an einer Ref lowlötanlage . Das Wärmetauschermodul weist einen Einlass zum Einlass von aus der Lötanlage kommendem Prozessgas , einen Übertragungsraum, in dem ein mit einem Kühlmittel durchströmbares Wärmetauscherelement vorgesehen ist und einen Auslass zum Abführen von Prozessgas aus dem Wärmetauschermodul in die Lötanlage auf . Das Wärmetauscherelement sieht eine mit dem Prozessgas anströmbare Oberseite auf . Die Anordnung ist derart , dass das Prozessgas im Betrieb vom Einlass kommend durch den Übertragungsraum und zur Abkühlung des Prozessgases durch das darin vorgesehenen Wärmetauscherelement hin zum Auslass geführt wird .

Derartige Wärmetauschermodule werden von der Anmelderin beispielsweise in den zum Zeitpunkt der Anmeldung verfügbaren Ref lowlötanlagen vom Typ Hotflow 4 verbaut . Die Wärmetauschermodule dienen dazu, das aufgehei zte Prozessgas in der j eweiligen Prozess zone , insbesondere in der Kühl zone , abzukühlen . Im Prozessgas sind zum einen Partikel und zum anderen verdampftes Flussmittel sowie Lötdämpfe enthalten, welche bei einer Abkühlung des Prozessgases kondensieren . Es hat sich gezeigt , dass es an der Oberfläche der Wärmetauscher zur Bildung von Kondensat und Ablagerungen kommt . Dadurch kommt es nach vergleichsweise kurzer Zeit zum Zusetzen der Wärmetauscherelemente , was eine Reinigung oder einen Austausch der Wärmetauscherelemente erforderlich macht .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Zusetzen der Wärmetauscherelemente mit insbesondere Partikeln und Kondensat möglichst weitgehend für einen längeren Zeitraum zu unterbinden .

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Wärmetauschermodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Lötanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10 . Folglich ist insbesondere vorgesehen, dass das Wärmetauschermodul ein erstes Aufnahmeelement für eine Rolle mit Filtervlies und ein zweites Aufnahmeelement zur Aufnahme von Filtervlies , das von der Rolle abgewickelt wird, aufweist , wobei die beiden Aufnahmeelemente so angeordnet sind, dass bei an den Aufnahmeelementen vorhandenem Filtervlies das Filtervlies vom ersten Aufnahmeelement hin zum zweiten Aufnahmeelement über die Oberseite des Wärmetauscherelements geführt ist . Dadurch wird erreicht , dass das Prozessgas unmittelbar vor Eintreten in das Wärmetauscherelement das Filtervlies durchtritt . Partikel , die im Prozessgas enthalten sind, und sich bildendes Kondensat , können folglich vom Filtervlies auf genommen werden . Durch Vorsehen der Aufnahmeelemente und der Rolle mit Filtervlies kann, bevor das Filtervlies mit Partikeln und Kondensat zugesetzt ist , die Rolle mit Filtervlies abgewickelt werden, so dass ein frischer, nicht zugesetzter Bereich des Filtervlieses über die Oberseite des Wärmetauscherelements geführt wird . Das Abwickeln der Rolle mit Filtervlies kann insbesondere während des Betriebs der Lötanlage erfolgen; der Lötprozess wird folglich dadurch nicht unterbrochen oder anderswertig negativ beeinflusst .

Ferner ist vorteilhaft , wenn ein Antrieb zum rotatorischen Antreiben des wenigstens einen Aufnahmeelements vorgesehen ist . Vorzugsweise wird das Aufnahmeelement angetrieben, auf dem das Filtervlies aufgewickelt wird . Das Bewegen des Filtervlieses über die Oberseite des Wärmetauscherelements kann dabei mittels des Antriebs erfolgen . Das Antreiben kann dabei entweder kontinuierlich erfolgen oder dann, wenn ein zugesetztes Filtervlies zu erwarten ist oder wenn das Filtervlies zugesetzt ist .

Zur Feststellung, in welchem Zustand sich das Filtervlies befindet , ist es vorteilhaft , wenn eine Sensoreinheit zur Bereitstellung eines Sensorsignals vorgesehen ist , wobei das Sensorsignal einen Verschmutzungsgrad und/oder einen Strömungswiderstand des über die Oberseite des Wärmetauscherelements geführten Filtervliesbereichs repräsentiert . Die Sensoreinheit kann insbesondere eine optische Sensoreinheit sein, die beispielsweise mittels Bildvergleich und Bilderkennung einen Verschmutzungsgrad detektiert . Denkbar ist auch, dass die Sensoreinheit den Strömungswiderstand des Filtervlieses bestimmt und dass aus dem sich ändernden Strömungswiderstand bei zugesetztem Filtervlies auf den Verschmutzungsgrad des Filtervlieses rückgeschlossen wird . Durch Bereitstellung des Sensorsignals kann erfasst werden, ob das auf der Oberseite des Wärmetauscherelements vorhandene Filtervlies derart verschmutzt und zugesetzt ist , dass ein Bewegen des Filtervlieses und insbesondere ein Ansteuern des Antriebs zum Austausch des Filtervliesbereichs , der auf der Oberseite des Wärmetauschers vorhanden ist , erforderlich ist oder nicht .

Weiterhin ist vorteilhaft , wenn eine Steuereinheit zum Ansteuern des Antriebs vorgesehen ist , wobei die Steuereinheit so eingerichtet ist , dass sie in Abhängigkeit des Sensorsignals den Antrieb ansteuert . Dadurch kann ein automatisiertes Ansteuern des Antriebs zum Austausch des Filtervliesbereichs auf der Oberseite des Wärmetauscherelements bereit gestellt werden . Ferner ist denkbar, dass die Steuereinheit so eingerichtet ist , dass sie in einem kontinuierlichen Modus oder in einem von einem Bediener festgelegten zyklischen Rhythmus den Antrieb ansteuert .

Weiterhin hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Grundgehäuse vorgesehen ist , in dem das Wärmetauscherelement angeordnet ist , wobei am Grundgehäuse an zwei gegenüberliegenden Seiten j eweils ein Aufnahmegehäuse zur Aufnahme j eweils eines Aufnahmeelements vorgesehen ist . In dem einen Aufnahmegehäuse kann auf dem einen Aufnahmeelement die frische Rolle mit Filtervlies eingebracht werden . Das freie Ende des Filtervlieses kann dann durch das Grundgehäuse hin zum anderen Aufnahmeelement , das sich in einem eigenen Aufnahmegehäuse befindet , geführt werden und dort am Aufnahmeelement befestigt werden . Durch entsprechendes Antreiben des Aufnahmeelements , dass das freie Ende des Filtervlieses aufnimmt , kann Filtervlies von der Rolle abgewickelt werden . Dadurch, dass für j edes Aufnahmeelement ein eigenes Aufnahmegehäuse vorhanden ist , können bereits vorhandene Wärmetauschermodule , die kein Filtervlies vorsehen, nachgerüstet werden .

Dabei ist vorteilhaft , wenn der Antrieb an eines der Aufnahmegehäuse angeflanscht ist . Der Antrieb kann sich außerhalb des Aufnahmegehäuses befinden, wobei sich dann die Antriebswelle vorzugsweise durch das Aufnahmegehäuse hindurch hin zum Aufnahmeelement , das innerhalb des Aufnahmegehäuses vorgesehen ist , erstreckt .

Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt , wenn wenigstens eines der Aufnahmegehäuse eine parallel zu dessen Längsachse und schräg zur Oberseite des Wärmetauscherelements verlaufende Schrägseite aufweist . Diese Anordnung ist vergleichsweise platzsparend und dennoch betriebssicher .

Vorzugsweise weist die Schrägseite ein Fenster auf , so dass mittels Sichtkontrolle geprüft werden kann, wie der Zustand des im j eweiligen Aufnahmegehäuse vorhandenen Filtervlieses ist . Weiterhin ist die Schrägseite vorzugsweise öf fenbar ausgebildet , so dass ein Austausch der Rolle bzw . des Filtervlieses möglich ist , ohne dass das Grundgehäuse , in dem das Wärmetauscherelement vorgesehen ist , geöf fnet werden muss .

Das Wärmetauscherelement ist vorzugsweise schubladenartig aus dem Grundgehäuse heraus ziehbar und damit auswechselbar angeordnet . Dadurch kann ein verschmutztes Wärmetauscherelement auf einfache Art und Weise aus dem Grundgehäuse herausgenommen werden, ohne dass das oberhalb des Wärmetauscherelements vorhandene Filtervlies einen Austausch des Wärmetauscherelements behindert . Die Anordnung ist vorzugsweise derart , dass das herausgenommene Wärmetauscherelement in das Grundgehäuse einführbar ist , ohne dass es zu einer Kollision mit dem Filtervlies kommt . Die Anordnung ist zudem vorzugsweise derart , dass das Wärmetauscherelement parallel zur Ebene , in der die Oberseite des Wärmetauscherelements liegt , entsprechend einer Schublade aus dem Grundgehäuse herausgezogen bzw . in das Grundgehäuse hineingeschoben werden kann .

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Lötanlage , insbesondere durch eine Ref lowlötanlage , die einen Prozesskanal aufweist , in dem Prozessgas geführt wird, wobei die Lötanlage am Prozesskanal ein insbesondere lösbar anordenbares , erfindungsgemäßes Wärmetauschermodul vorsieht .

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Aus führungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist .

Es zeigen :

Figur 1 eine Lötanlage mit einem Wärmetauschermodul ;

Figur 2 das Wärmetauschermodul gemäß Figur 1 in Alleinstellung;

Figur 3 einen Querschnitt durch das Wärmetauschermodul gemäß Figur 2 ; und

Figur 4 einen Längsschnitt durch das Wärmetauschermodul gemäß Figur 1 . Figur 1 zeigt eine Ref lowlötanlage 10 ohne Abdeckung, so dass einzelne Module und Elemente der Lötanlage 10 erkennbar sind . Die Lötanlage 10 weist einen Eingang 12 auf , über den mit elektronischen Bauteilen bestückte , zu verlötende Leiterplatten in die Lötanlage 10 eingebracht werden können . Die Lötanlage 10 weist auf der dem Eingang 12 gegenüberliegenden Seite einen Ausgang 14 auf , aus dem verlötete Leiterplatten entnommen werden können . Die Leiterplatten werden über ein nicht dargestelltes Transportsystem vom Eingang 12 entlang einer Prozessrichtung 13 zum Ausgang 14 transportiert . Die Lötanlage 10 weist verschiedene Lötzonen auf , insbesondere eine Vorhei z zone 16 , eine Prozess zone 18 und eine Kühl zone 20 . In den unterschiedlichen Zonen 16 bis 18 herrschen unterschiedliche Temperaturen . Zur Reduzierung der Temperatur in der Kühl zone 20 ist in Figur 1 exemplarisch ein Wärmetauschermodul 22 gezeigt . Erfindungsgemäß können mehrere Wärmetauschermodule 22 in der Kühl zone 20 oder auch in anderen Zonen vorgesehen sein . Das Wärmetauschermodul 20 ist an einem sich in Längsrichtung erstreckenden Längsträger 24 der Lötanlage 10 lösbar angeordnet . Mit dem Wärmetauschermodul 22 kann Prozessgas aus dem Prozesskanal entnommen, gekühlt und dem Prozesskanal wieder zugeführt werden .

Aus Figur 2 , die das Wärmetauschermodul 22 am Längsträger 24 in Alleinstellung zeigt , wird deutlich, dass das Wärmetauschermodul 22 ein Grundgehäuse 26 und zwei Aufnahmegehäuse 28 , 30 umfasst . Die beiden Aufnahmegehäuse 28 , 30 sind an j eweils einander gegenüberliegenden Seiten des Grundgehäuses 26 am Grundgehäuse befestigt . Das Aufnahmegehäuse 28 ist dem Maschineneingang 12 zugewandt und das Aufnahmegehäuse 30 ist dem Maschinenausgang 14 zugewandt .

Das Grundgehäuse 26 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weist an seiner vorderen Längsseite 32 einen Hebel 34 auf , mit dem das Grundgehäuse 26 geöf fnet werden kann und mit dem ein im Grundgehäuse 26 vorhandenes Wärmetauscherelement 36 , das in den Figuren 3 und 4 deutlich zu erkennen ist , quer zur Prozessrichtung 13 und im wesentlichen hori zontal entlang des Pfeiles 38 aus dem Grundgehäuse 26 schubladenartig herausgezogen werden kann .

Wie weiter aus Figur 2 deutlich wird, weisen die beiden Aufnahmegehäuse 28 , 30 j eweils eine parallel zu deren Längsachse ( die quer zur Prozessrichtung 13 verläuft ) und schräg zur Oberseite des Wärmetauschermoduls 22 verlaufende Schrägseite 40 auf . An der j eweiligen Schrägseite 40 ist ein öf fenbares Fenster 42 vorgesehen, welches j eweils mit einem Hebel 44 verriegelbar ist .

Die Oberseite des Wärmetauschermoduls 22 ist ebenfalls öf fenbar, durch Abnahme oder Aufschwenken eines in Figur 2 nicht dargestellten, in Figur 3 und 4 im Schnitt gezeigten, Deckelelements 46 . Das Deckelelement 46 liegt dabei auf einer in Figur 2 gut zu erkennenden, umlaufenden Dichtung 48 auf . Wie aus den Schnitten gemäß Figur 3 und 4 deutlich wird, weist das Wärmetauschermodul 22 einen Einlass 50 zum Einlass von aus der Lötanlage 10 kommenden Prozessgas 52 auf . Der Einlass 50 mündet in einen Übertragungsraum 54 , in dem das Wärmetauscherelement 38 untergerbacht ist . Das Wärmetauscherelement 38 selbst ist mit einem Kühlmittel , insbesondere mit Wasser, durchströmbar ausgebildet , wobei dazu Anschlüsse 56 , 58 , wie sie in Figur 2 gezeigt sind, vorgesehen sind . Im Schnitt gemäß Figur 3 ist lediglich der Anschluss 58 zu sehen . Zur Verteilung des Kühlmittels im Wärmetauscherelement 36 sind Verteilungsrohre 60 , wie sie in Figur 3 gezeigt sind, vorgesehen . Im Betrieb der Lötanlage wird folglich das Prozessgas 52 durch den Einlass 50 in den Übertragungsraum 54 geleitet . Weiter wird das Prozessgas 52 durch das im Wesentlichen hori zontal angeordnete Wärmetauscherelement 38 geleitet , wobei das Prozessgas 52 an der Oberseite 62 in das Wärmetauscherelement 36 eintritt und an dessen Unterseite 64 aus dem Wärmetauscherelement 36 heraustritt . Das gekühlte Prozessgas 66 tritt dann über einen am Wärmetauschermodul 22 vorgesehenen Auslass 68 aus dem Wärmetauschermodul 22 aus und wird zurück in den Prozesskanal geleitet .

Um eine Verunreinigung des Wärmetauscherelements 36 mit Partikeln oder Kondensat zu vermeiden, ist auf der Oberseite 62 des Wärmetauscherelements 36 ein Filtervlies 70 vorgesehen, welches insbesondere im Schnitt gemäß Figur 4 deutlich erkennbar ist . Im Aufnahmegehäuse 30 ist ein erstes Aufnahmeelement 72 vorgesehen, auf dem eine Rolle 74 mit Vliesmaterial 70 angeordnet ist . Das Vliesmaterial 70 von der Rolle 74 kommend, erstreckt sich über die Oberseite 62 des Wärmetauscherelements 36 hin zu einem im Aufnahmegehäuse 28 vorhandenen zweiten Aufnahmeelement 76 , auf dem das verbrauchte den Übertragungsraum 54 verlassende Vliesmaterial 70 auf einer Rolle 75 aufgewickelt wird . Die Anordnung ist dabei derart , dass das Vliesmaterial 70 , das innerhalb des Aufnahmeraums 54 vorhanden ist , die Oberseite 62 des Wärmetauscherelements 36 wenigstens weitgehend vollständig abdeckt und sich am dem Grundgehäuse 26 und den Aufnahmegehäusen 28 , 30 vorhandene Durchbrüche 79 erstreckt .

Zum Abrollen des Vliesmaterials 70 vom Aufnahmeelement 72 und zum Aufrollen des Vliesmaterials 70 auf dem Aufnahmeelement 76 ist ein Antrieb 78 vorgesehen, der über eine in Figur 2 angedeutete Steuereinheit 80 antreibbar ist . Der Antrieb 78 ist dabei am Aufnahmegehäuse 28 angeflanscht , wobei die Antriebswelle des Antriebs 78 die Gehäusewandung des Aufnahmegehäuses 28 durchtritt und mit dem Aufnahmeelement 76 drehgekoppelt ist .

Weiterhin ist eine Sensoreinheit 82 vorgesehen, die in Figur 2 schematisch dargestellt ist . Die Sensoreinheit 82 dient dazu, Sensorsignale 84 zu erzeugen, die einen Verschmutzungsgrad oder einen Strömungswiderstand des über die Oberseite 62 des Wärmetauscherelements 36 geführten Filtervlieses 70 repräsentieren . Die Sensorsignale 84 werden, wie in Figur 2 angedeutet , der Steuereinheit 80 zugeleitet . In Abhängigkeit von den Sensorsignalen 84 kann dann die Steuereinheit 80 den Antrieb 78 antreiben . Wird folglich über die Sensoreinheit 82 ein hoher Verschmutzungsgrad detektiert , so wird der Motor 78 angesteuert , wodurch das verschmutzte Filtervlies 70 auf dem Aufnahmeelement 76 aufgerollt wird und frisches , unbenutztes Filtervlies 70 von dem Aufnahmeelement 72 abgerollt wird, bis letztlich die gesamte Oberseite 62 des Wärmetauscherelements 36 mit frischem Filtervlies 70 bedeckt ist .

Insgesamt kann dadurch sichergestellt werden, dass stets ausreichend sauberes Filtervlies 70 auf der Oberseite 62 des Wärmetauscherelements 36 zum Auf liegen kommt . Die Anordnung kann so sein, dass während des Betriebs der Lötanlage 10 das Filtervlies kontinuierlich oder diskontinuierlich, j e nach Verschmutzungsgrad, auf der Oberseite 62 des Wärmetauscherelements 36 frisches Filtermaterial 70 bereitgestellt wird . Dadurch kann dadurch das Wärmetauschermodul 22 vergleichsweise lange betrieben werden, ohne dass es zu einem Aus fall wegen Ablagerungen oder Verschmutzungen kommt .