DE19906225A1

DE19906225A1 - Equipment cutting rigid foam slabs, employs optical, mechanical or electronic detection of cutting stroke, to increase power supplied for rapid action, afterwards reducing it to idling level

Info

Publication number: DE19906225A1
Application number: DE1999106225
Authority: DE
Inventors: Bruno Schuerch
Original assignee: SCARITEC AG MUENCHWILEN
Current assignee: SCARITEC AG MUENCHWILEN
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: DE19906225B4

Abstract

A controller (22) adjusts the hot wire power supply between two non-zero values, for cutting and idling respectively. Preferred features: Switching between power levels is automatic. The change over is governed by the electrical resistance of the heating wire. That part of the wire (18) extending across the cutting path is connected in series with a reference section (19). Together these form one half of a complete bridge circuit, the voltage across a diagonal forming the control signal to switch the controller. Ends of the reference and heating sections are located on a common component electrically connected to the controller. Reference- and heating sections are of the same material. A light beam, on being broken, causes switching to high power, at the start of the cutting stroke. The optical axis is angled with respect to the heating wire. The heater is connected to one component, which is mounted to move with respect to the holder (10). A spring tensions it. A switch on the holder, causes the power change over. The heating wire has a temperature/resistance coefficient of at least 0.01%/ deg K.

Description

Eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 ist all gemein bekannt. Sie wird verwendet zum Schneiden von Hart schaumplatten, z. B. aus Styropor, z. B. zur Gebäudeisolation.A device according to the preamble of claim 1 is all common knowledge. It is used to cut hard foam sheets, e.g. B. from styrofoam, e.g. B. for building insulation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Schnittgeschwindigkeit erhöht werden kann. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche gelöst.The present invention has for its object a To further develop the device of the type mentioned at the beginning, that the cutting speed can be increased. This Task is characterized by the characterizing features of the claims solved.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described below of the drawings explained. It shows:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform, Fig. 1 a first embodiment,

Fig. 2 die Steuereinrichtung der ersten Ausfüh rungsform, und Fig. 2, the control device of the first embodiment, and

Fig. 3 bis 6 vier weitere Ausführungsformen. FIGS. 3 to 6, four further embodiments.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 umfasst einen bügelförmigen Trä ger 10 mit zwei abstehenden Schenkeln 11, 12. An beiden Schenkelenden ist je eine Umlenkrolle 13, 14 elektrisch iso liert drehbar gelagert. Über die Rollen 13, 14 ist ein elek trischer Heizdraht 15 geführt. Das eine Drahtende 16 ist am Schenkel 12 mittels eines Isolators 17 befestigt. Die Rol le 14 unterteilt den Heizdraht 15 in einen Arbeitsteil 18 und einen Referenzdraht 19. Das andere Drahtende ist an einer vorgespannten Feder 20 befestigt, die an einem am Schenkel 11 befestigten weiteren Isolator 21 abgespannt ist. Das Drahten de 16 und die Rollen 14, 13 sind über Leitungen 23 bis 25 elektrisch mit einer Steuereinrichtung 22 verbunden, die über ein Kabel 26 an eine Stromquelle angeschlossen ist.The apparatus of Fig. 1 comprises a bow-shaped Trä ger 10 with two upstanding legs 11, 12. At both ends of the legs a pulley 13 , 14 is electrically rotatably mounted iso liert. About the rollers 13 , 14 , an electrical heating wire 15 is guided. One end of the wire 16 is attached to the leg 12 by means of an insulator 17 . The Rol le 14 divides the heating wire 15 into a working part 18 and a reference wire 19th The other end of the wire is fastened to a prestressed spring 20 , which is braced on a further insulator 21 fastened to the leg 11 . The wire de 16 and the rollers 14 , 13 are electrically connected via lines 23 to 25 to a control device 22 which is connected via a cable 26 to a power source.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau der Steuereinrich tung 22. Der Arbeitsteil 18 und der Referenzdraht 19 bilden zusammen eine Halbbrücke einer Vollbrückenschaltung 28, wel che durch zwei Widerstände 29, 30 vervollständigt ist. Die Speisespannung wird an das Drahtende 16 und die Rolle 13 an gelegt. Der Abgriff für die Temperaturmessung des Heizdraht- Arbeitsteils 18 erfolgt an der Rolle 14 und am vierten Brücken punkt 31 zwischen den Widerständen 29, 30. Die abgegriffe ne Wechselspannung wird über einen Gleichrichter 32 gleichge richtet und mittels eines Verstärkers 33 verstärkt, welcher ein Relais 34 betätigt. Die am Kabel 26 anstehende Wech selspannung ist an die Primärspule 37 eines Transformators 38 angelegt. Dessen Sekundärspule 39 hat einen Mittelabgriff von z. B. 10 V und einen Endabgriff von z. B. 40 V. Das Relais 34 schaltet die an die Rolle 13 angelegte Spannung zwischen die sen beiden Werten. Fig. 2 shows schematically the structure of the Steuereinrich device 22nd The working part 18 and the reference wire 19 together form a half-bridge of a full-bridge circuit 28 , which is completed by two resistors 29 , 30 . The supply voltage is applied to the wire end 16 and the roller 13 . The tap for the temperature measurement of the heating wire working part 18 takes place on the roller 14 and on the fourth bridge point 31 between the resistors 29 , 30th The tapped AC voltage is rectified via a rectifier 32 and amplified by means of an amplifier 33 which actuates a relay 34 . The AC voltage applied to the cable 26 is applied to the primary coil 37 of a transformer 38 . Whose secondary coil 39 has a center tap of z. B. 10 V and an end tap of z. B. 40 V. The relay 34 switches the voltage applied to the roller 13 between these two values.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Im Leerlauf betrieb ist die Brücke 28 abgestimmt und der Ausgang des Gleichrichters 32 nahezu gleich null. An der Rolle 13 liegt die kleinere Spannung an. Wird nun mit der Vorrichtung eine Styroporplatte geschnitten, so kühlt der Arbeitsteil 18 des Heizdrahtes 15 ab und dessen Widerstand sinkt. Dadurch wird die Brücke 28 verstimmt und der Gleichrichter 32 liefert eine Ausgangsspannung, welche über den Verstärker 33 das Relais 34 umschaltet. Damit wird an die Rolle 13 die höhere Spannung angelegt, so dass die Heizleistung steigt. Die Schnittge schwindigkeit wird, entsprechend erhöht. Sobald der Schnitt beendet ist, wird der Arbeitsteil 18 wieder auf dieselbe Tem peratur erhitzt, welche der Referenzdraht 19 hat, so dass die Brücke 28 wieder abgeglichen ist, das Relais 34 abfällt und die Heizleistung auf Leerlaufbetrieb zurückfällt.The device described works as follows: In idle mode, the bridge 28 is tuned and the output of the rectifier 32 is almost zero. The smaller tension is applied to the roller 13 . If a styrofoam plate is cut with the device, the working part 18 of the heating wire 15 cools down and its resistance drops. This detunes the bridge 28 and the rectifier 32 supplies an output voltage which switches the relay 34 via the amplifier 33 . The higher voltage is thus applied to the roller 13 , so that the heating power increases. The Schnittge speed is increased accordingly. As soon as the cut is finished, the working part 18 is heated again to the same temperature as the reference wire 19 , so that the bridge 28 is balanced again, the relay 34 drops out and the heating power falls back to idle operation.

Weil der Heizdraht 15 im Leerlaufbetrieb eine relativ tiefe Temperatur von z. B. 400°C hat, wird vermieden, dass beim Schnittanfang das geschnittene Material versengt und der Schnitt dadurch unsauber wird. Trotz dieser relativ tiefen Temperatur wird durch das automatische Umschalten der Heiz leistung eine hohe Schnittgeschwindigkeit erreicht.Because the heating wire 15 in idle mode a relatively low temperature of z. B. 400 ° C, it is avoided that the cut material is scorched at the beginning of the cut and the cut is thereby unclean. Despite this relatively low temperature, a high cutting speed is achieved by automatically switching the heating power.

Um zu erreichen, dass der Heizdraht beim Umschalten auf die höhere Schnittgeschwindigkeit im Bereich, in dem er nicht in Berührung mit dem Schnittgut ist, zu stark erhitzt wird, kann in eine der Leitungen 23, 25 zusätzlich ein an sich bekannter Strombegrenzer 40 eingebaut werden. Selbstverständlich kann die Steuereinrichtung 22 auch mit Gleichstrom betrieben wer den. In diesem Fall entfällt der Gleichrichter 32 bzw. ist dem Transformator 38 nachgeschaltet. Das Relais 34 kann auch durch einen elektronischen Schalter ersetzt werden. Die An sprechschwelle des Verstärkers 33 kann z. B. durch ein Poten tiometer 41 einstellbar sein.In order to ensure that the heating wire is heated too strongly when switching to the higher cutting speed in the area in which it is not in contact with the clippings, a current limiter 40 known per se can additionally be installed in one of the lines 23 , 25 . Of course, the control device 22 can also be operated with direct current. In this case, the rectifier 32 is omitted or is connected downstream of the transformer 38 . The relay 34 can also be replaced by an electronic switch. At the threshold of the amplifier 33 may, for. B. be adjustable by a potentiometer 41 .

Der Heizdraht 15 sollte über den verwendeten Temperaturbe reich einen einigermassen konstanten Temperatur-Widerstands koeffizienten von vorzugsweise über 0,01%/°K haben, jeden falls einen, der im verwendeten Temperaturbereich nicht das Vorzeichen wechselt. Die heute verwendeten Heizdrähte sind dazu nicht sonderlich geeignet. Bei einigen wechselt sogar das Vorzeichen des Temperaturkoeffizienten in dem für den Be trieb der beschriebenen Vorrichtung vorgesehenen Temperatur bereich von etwa 150°C bis 800°C.The heating wire 15 should have a reasonably constant temperature-resistance coefficient of preferably over 0.01% / ° K over the temperature range used, in any case one that does not change sign in the temperature range used. The heating wires used today are not particularly suitable for this. In some even the sign of the temperature coefficient changes in the temperature range provided for the operation of the described device from about 150 ° C to 800 ° C.

Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass sich eine detaillierte Beschreibung dieser Teile erübrigt. In the embodiments described below Provide the same parts with the same reference numerals so that a detailed description of these parts is not necessary.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform. Das Drahtende 16 ist an einem schwenkbar am Schenkel 12 angelenkten Hebel 45 oder einem daran verschiebbar geführten Teil befestigt und ist mit der Feder 20 gespannt, welche am Hebel 45 angreift. Das andere Drahtende ist direkt am freien Ende des Schen kels 11 befestigt. Am Schenkel 12 ist ausserdem ein Tast schalter 46 befestigt. Der Ausgang des Schalters 46 schaltet direkt das Relais 34. Die Messbrücke 28, der Gleichrichter 32 und der Verstärker 33 entfallen. Beim Einschalten der Vor richtung wird zunächst mit der höheren Spannung der Draht 15 aufgeheizt. Durch die dadurch bedingte Längenänderung des Drahtes 15 schwenkt der Hebel 45 hoch und schaltet den Schal ter 46 ein, der über das Relais 34 auf die kleinere Leistung umschaltet. Sobald der Schnitt beginnt, kühlt der Arbeits teil 18 ab, wodurch der Draht 15 verkürzt wird und der Schal ter 46 ausschaltet. Damit wird wieder auf die höhere Heizlei stung umgeschaltet. Falls mit der Vorrichtung nur kurze Hart schaumstücke geschnitten werden, ist die Längenänderung des Drahtes 15 durch Abkühlen beim Schneiden geringer. Die Vor richtung eignet sich aber auch für solche Anwendungsfälle, weil auch der Schneiddruck wegen der dadurch bedingten Durch biegung des Drahtes 15 zu einer Verkürzung des Teilstücks 19 führt. Fig. 3 shows a second embodiment. The wire end 16 is fastened to a lever 45 which is pivotably articulated on the leg 12 or to a part which is guided displaceably thereon and is tensioned with the spring 20 which acts on the lever 45 . The other end of the wire is attached directly to the free end of the 11's angle. On the leg 12 , a push button switch 46 is also attached. The output of switch 46 directly switches relay 34 . The measuring bridge 28 , the rectifier 32 and the amplifier 33 are omitted. When turning on the device is first heated with the higher voltage of the wire 15 . Due to the resulting change in length of the wire 15 , the lever 45 pivots up and turns the switch ter 46 on, which switches over the relay 34 to the lower power. As soon as the cut begins, the working part 18 cools, whereby the wire 15 is shortened and the scarf ter 46 turns off. This will switch back to the higher heating power. If only short pieces of hard foam are cut with the device, the change in length of the wire 15 due to cooling when cutting is less. Before the direction is also suitable for such applications, because the cutting pressure due to the resulting bending of the wire 15 leads to a shortening of the portion 19 .

Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 ist an den Schenkeln 11, 12 benachbart dem Arbeitsteil 18 eine Lichtschranke 50 bestehend aus einer Lichtquelle 51 und einem Lichtempfänger 52 angeord net, die mit der Steuereinrichtung 22 verbunden sind. Die Brückenschaltung 28 und der Gleichrichter 32 entfallen, und die Lichtschranke 52 steuert direkt den Verstärker 33 an. So bald der Lichtstrahl 53 zwischen der Quelle 51 und dem Emp fänger 52 unterbrochen wird, schaltet der Verstärker 33 auf die höhere Leistung. Der Lichtstrahl 53 ist leicht spitzwink lig zum Arbeitsteil 18. Dadurch schaltet die Einrichtung 22 bereits kurz vor Beginn des Schnittes auf die höhere Leistung und erst kurz nach Beendigung des Schnittes auf die tiefere Leistung um.In the device according to FIG. 4, a light barrier 50 consisting of a light source 51 and a light receiver 52 is arranged on the legs 11 , 12 adjacent to the working part 18 and are connected to the control device 22 . The bridge circuit 28 and the rectifier 32 are omitted, and the light barrier 52 drives the amplifier 33 directly. As soon as the light beam 53 between the source 51 and the receiver 52 is interrupted, the amplifier 33 switches to the higher power. The light beam 53 is slightly acute-angled to the working part 18th As a result, the device 22 switches to the higher power shortly before the start of the cut and only shortly after the end of the cut to the lower power.

In Fig. 5 ist eine andere Variante der Steuereinrichtung nach Fig. 2 gezeigt. In dieser Variante hat die Sekundärspu le 39 nur einen Abgriff. Der Verstärker 33 ist auf eine Schalteinheit 56 aufgeschaltet, die bei tiefem Ausgang des Verstärkers 33 nur z. B. 17 Vollwellen pro Sekunde des Sekun därwechselstroms durchlässt und bei hohem Ausgang alle 50. Diese Art der Schaltung hat gegenüber der bekannten Dimmer schaltung den Vorteil, dass Störungen anderer Geräte vermie den werden. Die Schalteinheit 56 kann z. B. einen Ringzähler mit drei Zählstufen enthalten, der die ansteigenden Null durchgänge des Wechselstroms zählt und im Leerlaufbetrieb je weils in der zweiten und dritten Zählstufe einen elektroni schen Sperrschalter betätigt, welcher die Stromzufuhr zum Heizdraht 15 unterbricht.In FIG. 5 another variant of the control device according to Fig. 2 is shown. In this variant, the secondary coil 39 has only one tap. The amplifier 33 is connected to a switching unit 56 which, when the amplifier 33 is low, only z. B. 17 full waves per second of the secondary alternating current passes and with a high output every 50. This type of circuit has the advantage over the known dimmer circuit that interference with other devices is avoided. The switching unit 56 can e.g. B. contain a ring counter with three counting stages, which counts the rising zero crossings of the alternating current and in idle mode each Weil in the second and third counting stage actuates an electronic lock switch which interrupts the power supply to the heating wire 15 .

Die Ausführungsform nach Fig. 6 ist eine Abwandlung jener nach Fig. 1. Der Heizdraht 15 ist an einem Haken 60 eines Stabes 61 eingehängt, der gegenüber dem Schenkel 11 elek trisch isoliert, mit der Feder 20 vorbelastet und an die Lei tung 25 angeschlossen ist. Das andere Ende des Heizdrahtes 15 ist an einem Haken 62 eingehängt, der von einem am Schen kel 12 elektrisch isoliert befestigten Teil 63 absteht. Das Teil 63 ist an die Leitung 24 angeschlossen. Der Referenz draht 19 ist zwischen einem zweiten Haken 64 des Teils 63 und einer Feder 64 eingehängt. Bei dieser Ausführung werden fixe vorkonfektionierte Schneid- und Referenzdrähte eingesetzt. Dadurch werden definierte, immer gleichbleibende Widerstands verhältnisse erzielt.The embodiment of FIG. 6 is a modification of that of FIG. 1. The heating wire 15 is suspended on a hook 60 of a rod 61 , which is electrically isolated from the leg 11, preloaded with the spring 20 and connected to the line 25 . The other end of the heating wire 15 is suspended on a hook 62 which protrudes from a part 63 on the angle 12 electrically insulated. Part 63 is connected to line 24 . The reference wire 19 is suspended between a second hook 64 of the part 63 and a spring 64 . This version uses fixed, pre-assembled cutting and reference wires. Defined, constant resistance conditions are achieved.

Claims

1. Device for cutting hard foam panels, comprising a holder ( 10 ), on which an electrically heated cutting element ( 15 ) extending over a free working distance is mounted, characterized by a control device ( 22 ) which tes the heating power of the Heizelemen ( 15 ) controls between at least two non-zero values in such a way that the heating power is increased from an idle value to a higher value during cutting.

2. Apparatus according to claim 1, wherein the Steuereinrich device ( 22 ) is designed so that the switching of the Heizlei stung automatically takes place from the idle value to the higher value at the beginning and the switch back to the idle value automatically at the end of the cutting process.

3. Apparatus according to claim 2, wherein the electrical resistance of the heating element ( 15 ) is used as the measurement variable for the automatic switching over the working distance.

4. Apparatus according to claim 3, wherein the extending over the working range (18) (19) of the same nature is electrically in series with a reference element connected in the heating element (15) and element together with the reference (19) a half-bridge of a full bridge circuit ( 28 ) forms, and wherein one of the diagonal voltages of the full bridge circuit ( 28 ) is used as a control signal for switching the control device ( 22 ).

5. The device according to claim 4, wherein one end of the part extending over the working distance ( 18 ) of the heating element ( 15 ) and the reference element ( 19 ) abut a common component ( 14 , 63 ) which is electrically connected to the control device ( 22 ) connected is.

6. Device according to one of claims 3 to 5, wherein the reference element ( 19 ) consists of the same material as the heating element ( 15 ).

7. The device according to claim 2, wherein a light barrier ( 50 ) is arranged adjacent to the part ( 18 ) of the heating element ( 15 ) extending over the working distance, the interruption of which switches the heating power to the higher value.

8. The device according to claim 7, wherein the light-optical axis ( 53 ) of the light barrier ( 50 ) is skewed at an acute angle to the heating element ( 15 ).

9. The device according to claim 2, wherein a Heizele mentende ( 16 ) is fixed to a component ( 45 ) which is movably mounted on the holder ( 10 ) and tensioned by a prestressed spring ( 20 ), and wherein a switch ( 46 ) on the Hal ter ( 10 ) is arranged, the heating power at a predetermined lengthening of the heating element ( 15 ) switches to the lower value.

10. Device according to one of claims 1 to 9, wherein the heating element ( 15 ) has a temperature-resistance coefficient of at least 0.01% / ° K.