DE29904994U1

DE29904994U1 - Vorrichtung zum Schneiden von Hartschaum

Info

Publication number: DE29904994U1
Application number: DE29904994U
Authority: DE
Original assignee: SCARITEC AG MUENCHWILEN
Current assignee: SCARITEC AG MUENCHWILEN
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-07-27
Anticipated expiration: 2009-03-19

Description

Scaritec AG
CH-4333 Münchwilen

Vorrichtung zum Schneiden von Hartschaum

In der DE-OS 40 10 927 ist ein Hochtemperatur-Faserschneidgerät beschrieben, welches eine Klinge mit einer Schneidkante umfasst. Die Klinge enthält ein Widerstands-Heizelement, das in Siliciumnitrid eingebettet ist. Das Gerät wird mit einer Spannung von 220 &ngr; versorgt.

Ein Handschneidgerät für Hartschaumplatten ist ferner aus der EP-A-862 974 bekannt, welche zum integrierenden Bestandteil der vorliegenden Anmeldung erklärt wird. Dieses Handschneidgerät umfasst einen Griff, an welchem ein Halter mittels eines Bajonettverschlusses lösbar befestigt ist. Am Halter ist ein Bügel befestigt, über welchen ein Heizdraht gespannt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher Hartschaum in einfacher Weise universell verwendbar geschnitten werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination der Ansprüche gelöst.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge-

raässe Vorrichtung,

Figur 2 einen vergrösserten Ausschnitt aus der Dar

stellung nach Figur 1, und

Figuren 3 und 4 zwei Varianten der zugehörigen Steuereinrichtung.

Die Vorrichtung 1 nach Figuren 1 und 2 umfasst einen rohrförmigen, metallenen Halter 13, der zum Einsetzen in einem Handschneidgerät gemäss EP-A-862 974 ausgebildet ist. Zu diesem Zweck hat der Halter 13 zwei zylindrische Schaftabschnitte 2, 3, einen Flansch 4 sowie zwei abstehende Stifte 5 für die Bajonettverriegelung im Griff. Am vorderen Ende ist in den Halter 13 ein Heizstab 6 eingesetzt. Der Heizstab 6 ist mit zwei Gewindestiften 7 im Halter 13 gesichert. Am hinteren Ende ist eine Isolierhülse 8 in den Halter 13 eingesetzt, in welche ein Kontaktstift 14 eingepresst ist. Der Kontaktstift 14 ist mit einem Kabel 9 mit dem Heizstab 6 verbunden. Der Heizstab 6 besteht aus einem dünnwandigen Rohr 18 von z.B. 0,1 mm Wandstärke und z.B. 3 mm Aussendurchmesser - Das Rohr 18 besteht aus einem elektrischen Widerstandsmaterial, wie es z.B. für Heizdrähte verwendet wird. Das Rohr 18 umschliesst unter Zwischenlage einer elektrischen Isolation 10 z.B. aus einem Keramikrohr einen Leiterdraht 11. Das eine Ende desDrahtes 11 ist an das Kabel 9 angeschlossen. Das andere Ende ist mit dem verpressten Ende des Rohres 18 hartverlötet. Der Heizstrom mit einer Spannung von z.B. 40 V fliesst über den Halter 13, das Rohr 18, den Draht 11 und das Kabel 9 zum Kontaktstift 14.

Figur 3 zeigt eine für den Betrieb der Vorrichtung 1 nach Figuren 1 und 2 besonders geeignete Steuereinrichtung 22. Das Rohr 18 bildet zusammen mit einem elektrisch in Serie geschalteten Referenzstück 19 aus dem gleichen Material, z.B. einem kürzeren Stück des Rohres 18, eine Halbbrücke einer vollbrückenschaltung 28, welche durch zwei Widerstände 29, 30 vervollständigt ist. Die Speisespannung wird an das Ende 16 des Referenzstücks 19 und den Halter 13 angelegt. Der Abgriff für die Temperaturmessung des Heizrohres 18 erfolgt am Kontaktstift 14 und am vierten Brückenpunkt 31 zwischen den Widerständen 29, 30. Die abgegriffene Wechselspannung wird über

einen Gleichrichter 32 gleichgerichtet und mittels eines Verstärkers 33 verstärkt, welcher ein Relais 34 betätigt. Die am Zuführkabel 26 anstehende Wechselspannung 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 den Halter 13 angelegte Spannung zwischen diesen beiden Werten.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Im Leerlaufbetrieb ist die Brücke 28 abgestimmt und der Ausgang des Gleichrichters 32 nahezu gleich null. Am Halter 13 liegt die kleinere Spannung an. Wird nun mit der Vorrichtung 1 eine Styroporplatte geschnitten, so kühlt das Rohr 18 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 am Halter 13 die höhere Spannung angelegt, so dass die Heizleistung steigt. Die Schnittgeschwindigkeit wird entsprechend erhöht. Sobald der Schnitt beendet ist, wird das Rohr 18 wieder auf dieselbe Temperatur erhitzt, welche das Referenzstück 19 hat, so dass die Brücke 28 wieder abgeglichen ist. Das Relais 34 fällt ab und die Heizleistung wird auf Leerlaufbetrieb zurückgeschaltet.

weil das Rohr 18 im Leerlaufbetrieb eine relativ tiefe Temperatur von z.B. 400⁰C 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 Heizleistung eine hohe Schnittgeschwindigkeit erreicht.

Um zu erreichen, dass das Rohr 18 im Bereich, in dem es 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. Selbstverständ-

lieh kann die Steuereinrichtung 22 auch mit Gleichstrom betrieben werden. 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 Ansprechschwelle des Verstärkers 33 kann z.B. durch ein Potentiometer 41 einstellbar sein.

Das Rohr 18 sollte über den verwendeten Temperaturbereich einen einigermassen konstanten Temperatur-Widerstandskoeffizienten von vorzugsweise über 0,01%/°K haben, jedenfalls einen, der im verwendeten Temperaturbereich nicht das Vorzeichen wechselt.

In Figur 4 ist eine andere Variante der Steuereinrichtung 22 gezeigt. In dieser Variante hat die Sekundärspule 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 Sekundärwechselstromes durchlässt und bei hohem Ausgang alle 50. Diese Art der Schaltung hat gegenüber der bekannten Dimmerschaltung den Vorteil, dass Störungen anderer Geräte vermieden werden. Die Schalteinheit 56 kann z.B. einen Ringzähler mit drei Zählstufen enthalten, der die ansteigenden Nulldurchgänge des Wechselstromes zählt und im Leerlaufbetrieb jeweils in der zweiten und dritten Zählstufe einen elektronischen Sperrschalter betätigt, welcher die Stromzufuhr zum Halter 13 unterbricht.

Mit der beschriebenen Vorrichtung können Schnitte in Hartschaumplatten besonders einfach ausgeführt werden, weil der Heizstab 6 in jeder beliebigen Richtung verfahren werden kann. Die im Vergleich zu herkömmlichen Heizstäben geringe Speisespannung ermöglicht die direkte Beheizung des Aussenrohres 18 durch durchfliessenden Strom, ohne den Benutzer durch elektrische Schläge, zu gefährden. Dadurch kann ein geringer Aussendurchmesser des Heizstabes 6 realisiert werden.

Weil das Rohr 18 direkt durch den durchfliessenden Strom geheizt wird, ist es innert Sekunden auf Betriebstemperatur. Diese Ausbildung macht auch den Einsatz der beschriebenen Steuereinrichtung 22 möglich, welche den Heizwert beim Beginn des Schneidens automatisch von einem Leerlaufwert auf einen höheren Wert steigert und nach Ende des Schneidvergangs auch automatisch zurückschaltet. Dadurch kann eine hohe Schnittgeschwindigkeit ohne die Gefahr des Versengens des Hartschaums beim Schnittbeginn erzielt werden.

Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform ist es auch möglich, das Referenzstück 19 direkt im Halter 13 einzubauen. Dazu benötigt dieser allerdings drei Kontaktstellen zur elektrischen Verbindung mit dem Griff. Diese Variante hat vor allem den Vorteil, dass für denselben Griff mehrere Vorrichtungen mit unterschiedlich langen Heizstäben &bgr; und dazu bereits abgestimmten Referenzstücken 19 bereitgestellt werden können, ohne dass jedesmal ein Abstimmen der Vollbrücke 28 erforderlich ist. Diese Variante ist auch besonders sinnvoll, wenn der Halter 13 direkt fest mit einem Griff verbunden ist, der entsprechende Öffnungen für die Luftzufuhr zur Kühlung des Referenzstücks 19 aufweist. Bei dieser Variante kann dasselbe Steuergerät 22 für unterschiedliche Vorrichtungen 1 mit z.B. unterschiedlichen Längen der Heizstäbe 6 oder unterschiedlich geformten Heizstaben 6 eingesetzt werden.

Der Heizstab 6 kann auch bogenförmig statt geradlinig ausgebildet werden. Dies eröffnet der Vorrichtung 1 zusätzliche Anwendungsbereiche, z.B. in der Gestaltung von Skulpturen aus Hartschaum.

Claims

1. Vorrichtung zum Schneiden von Hartschaum, umfassend einen Halter (13), an dem ein elektrisch beheizbares Heizelement (6) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement als Rohr (18) ausgebildet ist, dessen erstes Ende am Halter (13) befestigt ist, dass im Rohr (18) ein elektrischer Leiter (11) angeordnet ist, der vom Rohr (18) durch eine Isolation (10) getrennt ist, und dass das zweite Ende des Rohres (18) mit dem freien Ende des Leiters (11) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wandstärke des Rohres (18) weniger als 0,2 mm beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Rohrende mit dem Leiter (11) hartverlötet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Isolation (10) aus Keramik besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Halter (13) als Steckeinheit zum Einstecken in einen Griff ausgebildet ist, wobei das erste Rohrende elektrisch leitend mit einem ersten Kontaktelement und das zweite Ende des Leiters (12) mit einem zweiten Kontaktelement (14) verbunden ist.

6. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sie zusätzlich eine Steuereinrichtung (22) umfasst, welche die Heizleistung des Rohres (18) zwischen zwei von null abweichenden Werten, nämlich von einem Leerlaufwert auf höheren Wert und zurück umschaltet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Rohr (18) elektrisch in Serie mit einem Referenzelement (19) gleicher Beschaffenheit geschaltet ist, mit welchem zusammen es eine Halbbrücke einer Vollbrückenschaltung (28) bildet, und wobei die eine Diagonalspannung der Vollbrückenschaltung (28) als Messwert zum Umschalten vom Leerlaufwert zum höheren Wert und umgekehrt eingesetzt ist.