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Mit Elektrowärme arbeitendes Zeichengerät
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Beschreibung Die Erfindung betrifft ein mit Elektrowärme arbeitendes
Zeichengerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
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Es ist bekannt, beispielsweise auf Holz oder Leder durch Einbrennen
Darstellungen der verschiedensten Art anzubringen.
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Bei Verwendung relativ spitzer glühender Gegenstände ist eine freie
zeichnerische Gestaltung möglich. Für grössere Brennarbeiten dieser Art werden Zeichengeräte
verwendet, die nach Art eines Lötkolbens aufgebaut sind und mit Hochspannung (110
bis 220 V) betrieben werden.
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Nachteilig an diesen Geräten ist ihre hohe Leistungsaufnahme, auch
bei guter Isolierung die rasche Erwärmung des Griffes, so dass ein langes ununterbrochenes
Arbeiten mit einem solchen Zeichengerät nicht möglich ist,und die Gefahr, die ein
solches Gerät für Kinder mit sich bringt,wenn es mit normaler Netzspannung betrieben
wird. Nachteilig an solchen lötkolbenartigen Geräten zum Brennzeichnen ist weiterhin,
dass sie im Griff schwerfällig ausgebildet sind und dass die Temperatur der Zeichenspitze
nicht regulierbar ist. Dadurch kann keine Anpassung an die zu bearbeitenden verschiedenen
Werkstoffe, aber auch keine Anpassung an die gewünschte darstellerische Strichstärke
erfolgen. Völlig ungeeignet sind solche lötkolbenartig aufgebauten Zeichengeräte
schliesslich zum Arbeiten auf Kunststoffolien, speziell auf Siebdruckmatrizen. Zur
Herstellung von Siebdruckformen müssen solche Matrizen entweder photographisch oder,
bei freiem zeichnerischem Gestalten, mit kleinen messerartigen Schneidwerkzeugen
mühsam geschnitten und bearbeitet werden. Diese ein hohes Mass an technischer Fertigkeit
erfordernden Techniken verschliessen sich naturgemäss dem Laien. Das
Siebdrucken
hat aus diesem Grunde bislang noch keinen Einsatz als Medium für die zeichnerische
Gestaltung in Hand von Laien finden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeichengerät der eingangs
genannten Art zu schaffen, das ein rasches und sehr genaues Dosieren der zum Zeichnen
erforderlichen und gewünschten Wärme ermöglicht, und zwar in einer Feinheit, dass
auch Siebdruckmatrizen oder dünne Kunststoffolien sauber geschnitten werden können,
das ein langes ununterbrochenes Arbeiten ermöglicht, das insbesondere auch in der
Hand von Kindern völlig ungefährlich ist und das leicht wie ein Füllfederhalter
zu halten und zu führen ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein mit Elektrowärme arbeitendes Zeichengerät
vorgeschlagen, das erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
genannten Merkmale aufweist.
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Der Vorteil des Zeichengerätes der Erfindung liegt in der Kombination
des Freilegens des Heizdrahtes als Elektrode und seine direkte und unmittelbare
Verwendbarkeit zur Herstellung der Brennzeichnung auf dem zu bearbeitenden Werkstoff
einerseits mit dem stufenlos regelbaren Niederspannungsbetrieb andererseits. Das
Freilegen des Heizdrahtes als Zeichenelektrode ermöglicht das Arbeiten mit gefahrloser
Niederspannung, während wiederum gleichzeitig das Arbeiten mit Niederspannung überhaupt
erst das gefahrlose Freilegen des Heizdrahtes ermöglicht. Durch das Arbeiten mit
dem Heizdraht als Zeichenspitze oder Zeichenelektrode wird eine ausserordentlich
rasche und besonders feine Regulierung der Arbeitswärme ermöglicht, die vor allem
auch ein direktes feines und sauberes Arbeiten auf Siebdruckmatrizen zur Herstellung
von Siebdruckformen ermöglicht.
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Das Herstellen von Siebdruck formen wird dadurch auch Laien, ja selbst
Kindern, zu freier gestalterischer Betätigung zugänglich. Durch das Arbeiten mit
Niederspannung kann der stiftförmige Halter oder Griff weiterhin so dünn wie ein
gebräuchlicher Füllfederhalter ausgebildet werden, was seine Handhabung nach Art
eines Zeichenstiftes ermöglicht und erleichtert.
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Die Elektroden können im wesentlichen V-förmig oder U-förmig in einer
Ebene oder mit der Zeichenspitze abgewinkelt ausgebildet sein. Die Schenkel dieser
Zeichenelektroden sind verstärkt ausgebildet, so dass die Wärmeentwicklung nur im
vordersten untersten Zeichenbereich der Elektrode auftritt. Die Elektroden sind
leicht auswechselbar in einen am unteren Ende des Griffes des Zeichengerätes ausgebildeten
Sockel einsetzbar. Dieser Sockel ist im einfachsten Fall in Form zweier elektrisch
voneinander isolierter Metallhülsen ausgebildet, die mit radialen Klemmschrauben
zum Festklemmen der in die Hülsen eingesteckten Schenkel der Zeichenelektroden versehen
ist. Statt der Schrauben können selbstverständlich auch aufwendigere Klemmmechanismen,
insbesondere Federklemmmechanismen, verwendet werden.
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Die zum Betrieb erforderliche Niederspannung für das Zeiehengerät
wird vorzugsweise einem zweistufigen Regeltransformator entnommen, der aus einem
Haupttransformator, der die zur Verfügung stehende Netzspannung auf die maximal
erforderliche Niederspannung abspannt, und einem Regeltransformator besteht, der
vorzugsweise als Ringtransformator ausgebildet ist und die sekundärseitig am Haupttransformator
zur Verfügung stehende Spannung kontinuierlich bis auf den Wert Null herunterreyeln
kann.
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Durch diesen Aufbau des Speisegerätes für den Brennzeichenstift wird
eine ausserordentlich feine und genaue'Wärmeregulierung erreicht. Diese ist insbesondere
zum Schneiden von Siebdruckfolien erforderlich.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung bestehen die Zeichenelektroden
aus einem aus einer Chrom-Nickel-Legierung bestehenden Draht mit einem Querschnitt
von vorzugsweise 0,5 bis 1,0 mm2. Die Schenkel der Elektroden sind durch Umeinanderwinden
zweier solcher gleicher Drähte verstärkt ausgebildet, so dass in diesem Schenkelbereich
der effektive Querschnitt verdoppelt ist. Dieser Abschnitt der Elektrode wird so
nicht durch Joule'sche Wärme erhitzt. Die durch Wärmeleitung in diese Schenkelabschnitte
gelangende Wärme wird dort stark abgestrahlt, so dass die solcherart auf billige
und einfache Weise verstärkten Schenkel praktisch als Wärmeisolator zum Handgriff
des Zeichenstiftes dienen.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer
perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 2 verschiedene
Ausbildungsformen der Zeichenelektrode.
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Das in Fig. 1 gezeigte Zeichengerät besteht im wesentlichen aus dem
Zeichenstift 1, der Spannungsquelle 2 und der Zuleitung 3. Der Zeichenstift 1 weist
einen
stiftförmigen Griff 4 auf, in den zwei durchgehende Messingröhrchen
eingearbeitet sind. Am rückwärtigen oberen Ende sind diese Messingröhrchen als Steckerbuchsen
5 und am unteren vorderen Ende als Elektrodensockel 6 ausgebildet. Der Griff 4 besteht
aus Holz oder vorzugsweise aus Kunststoff.
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Im Elektrodensockel 6 ist die im wesentlichen abgeknickt oder nicht
abgeknickt U-förmig oder V-förmig ausgebildete Zeichenelektrode 7 gehaltert. Die
Befestigung der Zeichenelektrode 7 im Elektrodensockel 6 erfolgt über Klemmschrauben
8.
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Die Verbindung zur Spannungsquelle wird über das Zuleitungskabel 3
hergestellt, das an seinen beiden Enden Steckerstifte 9 und 10 trägt. Die Steckerstifte
9 sind in die Buchsen 5 am Griff 4 einsteckbar, die Steckerstifte 10 in Anschlussbuchsen
11 an der Spannungsquelle 2.
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Als Spannungsquelle dient eine in einem Gehäuse 12 untergebrachte
Transformatoreinheit 13. Die Transformatoreinheit besteht aus zwei in Serie geschalteten
Transformatoren. Der eine dieser beiden Transformatoren ist ein Haupttransformator,
in dem die über ein Anschlusskabel 14 zugeführte Netzspannung auf einen Wert abgespannt
wird, der der höchsten Betriebsspannung für den Zeichenstift 1 entspricht. In dem
hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist dies eine Spannung von 6,5 V.
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Dem Haupttransformator nachgeschaltet ist ein Regeltransformator,
der die sekundärseitig vom Haupttransformator abgegebene Spannung kontinuierlich
regelbar bis auf den Wert Null abspannen kann. Der in Serie nachgeschaltete Regel
transformator ist über einen aussen am Gehäuse 12 angebrachten Drehknopf 15 stellbar.
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Die elektrische Versorgungseinheit 2 weist weiterhin einen Haupttschalter
16, eine Betriebskontrollampe 17 und eine Hauptsicherung 18 auf.
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Vorzugsweise verwendete Ausbildungen der Zeichenelektroden 7 sind
in vergrösserter schematischer Darstellung in Fig. 2 gezeigt. Die Elektroden sind
Drahtelektroden, die aus einer Chrom-Nickel-Legierung bestehen. Die Elektroden sind
in sich geschlossene relativ steife einseitig offene Drahtschleifen mit einer bei
Stromdurchgang sich erhitzenden Zeichenspitze 19 und verstärkten, sich auch bei
maximalem Stromdurchgang durch Joule'sche Wärme nicht wesentlich erwärmenden Schenkelabschnitten
20.
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Die verstärkten Schenkelabschnitte 20 sind vorzugsweise durch gemeinsames
Verwinden oder Zwirnen zweier Drahtstücke hergestellt. Dadurch wird der effektive
Leitungsquerschnitt der Schenkelabschnitte 20 gegenüber dem Leitungsquerschnitt
der Zeichenabschnitte 19 verdoppelt. Bei Herstellung der Zeichenelektroden 7 aus
einer Chrom-Nickel-Legierung beträgt die Drahtstärke vorzugsweise 0,5 bis 1,0 mm2,
so dass die Schenkelabschnitte 20 also einen Querschnitt von bis zu 2 mm2 aufweisen.
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Die in den Figuren 2a und 2b gezeigten Ausbildungen der Zeichenelektrode
7 weisen abgewinkelte Spitzenbereiche auf, von denen bei der in Fig. 2 gezeigten
Elektrode die Spitze scharf und bei der in Fig. 2b gezeigten Elektrode die Spitze
gerundet verläuft. Solche abgewinkelten Elektroden dienen dem Einbrennen von Zackenornamenten
(Fig. 2a) bzw. Bogenornamenten (Fig. 2b).
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Bei Einstellung geringer Betriebsspannungen am Regelknopf 15 (Fig.
1) kann erreicht werden, dass insbesondere bei den spitz ausgebildeten Elektroden
(Fig. 2a
und Fig. 2c) nur die äusserste vorderste Spitze auf eine
zum Arbeiten im jeweiligen Material erforderliche Temperatur aufgeheizt ist. Bei
diesen Betriebsbedingungen lassen sich ausserordentlich feine Striche zeichnen.
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Die in den Figuren 2c und 2d gezeigten Elektroden dienen nicht wie
die in Fig. 2a und Fig. 2b gezeigten Elektroden dem Einbrennen vollständiger Ornamentelemente,
sondern dem Ziehen von Linien und dem Setzen von Punkten. Dabei kann die in Fig.
2c gezeigte Elektrode wie jede Bleistiftspitze oder Radiernadelspitze geführt werden.
Die in Fig. 2d dargestellte Elektrode wird insbesondere in ihrer Hauptebene geführt
und dient der Darstellung von Linien und Bögen. Bei flachem Aufsetzen auf das zu
bearbeitende Material können aber auch mit dieser Elektrode Bogenelemente dargestellt
werden.
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Von den in Fig. 2 gezeigten Ausbildungen der Zeichenelektrode 7 ist
insbesondere die in Fig. 2c gezeigte Elektrode zum Arbeiten auf Siebdruckmatrizen
hervorragend geeignet. Sie kann durch Einstellen des Reglerknopfes 15 in ihrer äussersten
Spitze ausserordentlich genau auf die benötigte sehr geringe Temperatur eingestellt
werden und ermöglicht so ein'Arbeiten, das dem Arbeiten mit einer sehr feinen Radiernadel
oder einem sehr feinen Siebdruckmesser entspricht. Im Gegensatz zu den herkömmlichen
Schneidwerkzeugen liefert die Zeichenelektrode der Fig. 2c jedoch eine sehr viel
sauberere und geauere Linie. Dabei ist beachtenswert, dass für solche Siebdruckarbeiten
am Zeichenstift bei Verwendung der beschriebenen Chrom-Nickel-Drahtelektroden lediglich
Spannungen im Bereich von etwa 0,5 bis 1,0 V benötigt werden. Die gleichen Elektroden
erfordern
aber auch beim Arbeiten auf Holz oder Leder nur Spannungen
von etwa 6V.
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Je nach Auslegung und Einsatzzweck ist das Zeichengerät für eine Leistungsaufnahme
im Bereich von etwa 10 W bis etwa 400 W ausgelegt.
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L e e r s e i t e