DE3604322A1 - Spannarm fuer hartschaumsaegen - Google Patents

Description

Johannes Scherffig : Sponnam für Hart sch aütnsä gen

1. Gebrauchszweck

Wichtigstes Funktionsteil an Hartschaumsägen. Dient zum Spannen des Schneiddrahtes zum thermischen Trennen von blockgeschäumten und extrudierten Polystyrol-Hartschäumen mit Raumgewichten bis ca.40 kg/cbm Raumgewicht in Architektur-,Gießerei-und Design-Modellbau.

2. Stand der Technik

Das Prinzip des thermischen Trennens von Polystyrol-Hartschäumen ist in Form verschiedener Geräte auf dem Markt bekannt. Alle Geräte, auch die des Anmelders, welche besonders auf die Handhabung im Modellbau hin konstruiert sind, wiesen jedoch bisher einen lästigen Nachteil auf: Wurde der Schneiddraht in einem anderen, als dem rechten Winkel zur Grundplatte eingespannt, so nahm aufgrund der geometrischen Verhältnisse die Drahtkraft nicht nur im Verhältnis der Gesamtlänge bis zum Einspannpunkt zur Teillänge bis zum Angriffspunkt der Spannfeder zu, sondern zusätzlich noch nichtlinear im Verhältnis der Diagonalen, die Der Draht gegen die Vertikale bildet. Dies erforderte ein erhebliches Nachstellen der Drahtspannung an der Spannfeder(4) oder die Hinnahme einer Drahtlängung bis zum Ausgleich der Kräfte, was die Lebensdauer eines Schneiddrahtes erheblich verkürzte. Zusätzlich war bei Winkelschnitten mit zum Ständer(1) geneigtem Schneiddraht der freie Durchlaß in der Breite eingeschränkt. Siehe Gebrauchsmuster G 80 04 621.5.

3. Aufgabenstellung

Vermeiden obiger Nachteile durch Konstruktion eines "überlangen" Auslegers^) mit "positivem" Schneidwinkel des Schneiddrahtes unter Beachtung der praktischen Erfordernisse für Geräte mit unterschiedlicher Anwendungsbreite. Wegfall der Nachspannarbeiten am der Spannvorrichtung(4) des Schneiddrahtes.

4. Lösung der Aufgabe
4.1 Aufbau 'der Vorrichtung

Der Spannarm für Hartschaumsägen besteht aus dem Ständer-Unterteil(ia), dem Ständer-Oberteil(1b), an welchem der zweiteilige Ausleger(2) mit Hilfe eines Biegewinkels(3) befestigt ist, sowie Spann-,Klemm-und Justierteilen. Die um ihre Achse drenbare Lasche(5), gezeichnet im eingedrehten Zustand,dient nicht nur der Transportsicherung, sondern auch der horizontalen Fixierung des Auslegers(2), wenn dieser nicht durch den unter Spannung stehenden Draht in Waage gehalten wird. Die Spannschraube (4) ist durch den horizontalen Teil des Ständers(1b) in den Ausleger(2) eingedreht und stützt diesen gegen den Druck der Feder nach unten ab.

Johannes Scherffig : Spannana für Hartschaumsägeri

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4.2 Funktion der Einzelteile

Bei eingespanntem Draht wird die Lasche(5) herausgedreht, sodaß sich die Federkraft frei auf den Ausleger auswirken kann. Die beiden Teile des Auslegers sind nur im Bereich vom Ständer(1) bis zur Lasche(5) mit Distanzscheiben von etwas mehr, als dem Drahtdurchmesser miteinander verbunden, sodaß im auskragenden Teil ein Spalt klafft, in den der Schneiddraht nach dem Einspannen im Tisch der Hartschaumsäge hineingezogen wird. Man zieht den Schneiddraht gegen den verschieblichen Klanmreiter(6), welcher aus einem solcherart geschützen Quadrahtrohr besteht, daß man mit der Rändelmutter(7) die seitlichen Flanken gegen die beiden Teile des Auslegers(2) zusammenziehen und glsichzeitig den Schneiddraht dazwischen einklemmen kann. Eine zusätzliche Klemmschraube(8) dient zum Festhalten der jeweiligen Stellung des "lemrareiters(6) während die Rändelmutter(7) zur Aufnahme eines neuen Drahtes gelöst ist. Zum Justieren der am häufigsten gebrauchten Grundeinstellung rechtwinklig zum Tisch ist die Lasche(9) angebracht welche durch assymmetrisches Langloch einen gewissen Verstellbereich aufweist. Die Funktion des Biegewinkels ist : spielfreier Ausgleich der Winkeländerungen des Auslegers aus der Längenänderung des Drahtes beim Erwärmen=Längen und beim Schneiden=Verkürzen, bei gleichzeitiger Steifigkeit im Grundriß quer zum Ausleger.

4.3 Wirkung des "positiven Schneidwinkels" oc

Durch überlänge des Auslegers(2) über den Befestigungspunkt des Drahtes in dem Tisch hinaus kann der Schneiddraht für Winkelschnitte vom Ständer(1) weg schräg eingespannt werden. Damit vermeidet man zunächst das sonst unvermeidliche Einschränken der Schnittbreite (freier Durchlaß). Weiter wird offensichtlich, daß dem gespannten Draht nun eine Anschlagvorrichtung nicht mehr im Wege steht, sondern von der Ständerseite her ganz bis an den unteren Einspannpunkt des Drahtes herangefahren werden kann. Weiter können alle Winkel nun so geschnitten werden, daß der zu schneidende Hartschaum immer an zwei Anlegekanten, nämlich dem Tisch und dem Anschlag eine sichere Anlage und Führung hat. Die zu schneidenden Winkel ergeben sich dabei gegen die Vertikale oder als Ergänzungswinkel zum Tisch (zur Horizontale). Das unsichtbare Ergebnis ist jedoch eine weitgehend konstante Drahtspannung beim Einspannen des Schneiddrahtes unter den je nach Schnitthöhe möglichen Drahtwinkeln <*..Da nämlich die Vertikalkraft an der Einspannstelle des Drahtes im Verhältnis Abstand Draht zu Biegewinkel/ zu: Teilabstand Spannfeder zu Biegewinkel mit zunehmendem Schneidwinkel nachläßt, ist oberfläch-

Johannes Scherffig : Spannarm für Hartschaumsägen ob LU

lieh mit einer Abnahme der Drahtspannung zu rechnen. Die Kraft im Draht aber verhält sich wie die zugehörige Vertikalkraft zu cosinus c*-. Da letzterer immer kleiner 1 ist, wächst die Drahtkraft mit dem Schneidwinkel und gleicht selber im Kräftedreieck die kleiner werdende Vertikalkomponente aus.Das Bild 2 zeigt am Beispiel eines Spannarmes mit der doppelten Durchlaßbreite der mittleren Schnitthöhe 130 mm, also mit 260 mm Abstand des Draht-Fußpunktes zum Ständer(1) den Verlauf der Draht-Spannungskurven. Hier läßt sich ablesen, daß bei geneigtem Draht doch noch ein Spannungsabfall zu beobachten ist, mit Ausnahme der geringsten Schnitthöhe.Dies ist kein Nachteil des Systems, sondern ein willkommener Effekt, weil der geneigte Draht bei gegebener Schnitthöhe langer wird und daher beim Schneiden aus der physikalisch bedingt größeren Auslenkung auch eine größere Zusatzkraft in Längsrichtung aufnehmen muß. Hier muß bemerkt werden, daß sich die gewählte Schnitthöhe in der Regel aus der zu bewältigenden Aufgabe ergibt und beim Arbeiten mit rechten und anderen Winkeln beibehalten wird. Die Drahtspannung im Ausgangspunkt, dem rechten Winkel zur Grund-Platte, kann an der Schraube(4) weiterhin individuell eingestellt werden, bleibt dann aber bei der Arbeit mit verschiedenen Winkeln fest eingestellt. Die nach oben weisende Draht-Spannungskurve bei Schnitthöhe 80mm muß in der Spitze über 45° Neigung nicht benutzt werden, da sich größere Winkel als Ergänzungswinkel zu 90° ergeben. Andererseits entsteht bei ca. 20 % Überspannung noch kein Nachteil, da der verwendete Chrom-Nickel-Draht etwa 25 % Bruchdehnung aufweist und sich der Ausgleich bei nachlassender Federkraft des hochgehenden Auslegers(1) viel eher einstellt. Bei einem Gerät mit größerem seitlichen Durchlaß, etwa 3,5 mal mittlere Schnitthöhe 130 mm, verdreht sich die Kurvenschar deutlich nach oben, sodaß im Bereich größerer Schnitthöhe die Draht-Spannungskurven enger an die "Ideallinie" gleichmäßiger Drahtspannung heranrücken. Ein solches Gerät ist durch seine Draht-Spannungs-Charakteristik besser für Arbeiten nicht nur mit größerem Durchlaß, sondern auch mit größerar Schnitthöhe geeignet, sodaß es zweckmäßigerweise einen Ständer(i) mit größerem Verstellbereich der Schnitthöhe erhält.Die mittlere Schnitthöhe 130 mm ist auf einen verwendeten Drahttyp mit 0,19 mm 0 abgestimmt, welcher die festeren Hartschäume am saubersten schneidet. Er hat die Materialbezeichnung Ni Cr 80 20, was die Legierungsanteile wiedergibt. Ein dickerer Draht ergibt ausreichende Schnittqualität bei weniger dichten Polystyrolschäumen, z.B."Styropor"; Seine mittlere Schnitthöhe liegt entsprechend der größeren mechanischen Belastbarkeit höher. Die geometrischen Verhält-

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3604322 Johannes Scherffig : Spannarm für Hartschaumsägen d

nisse müssen jedoch den beschriebenen entsprechen, um einen dem Verwendungszweck des Gerätes entsprechenden Vorteil zu erzielen. Die Ausladung des Auslegers(2) kann natürlich noch etwas größer, als im grafischen Beispiel dargestellt, gewählt werden. Aus Gründen der praktisch vorkommenden Aufgaben und des statischen Aufwandes zum Erzielen einer ausreichenden Stabilität des Spannarmes empfiehlt sich jedoch nur, den vollen Winkelbereich bis 45° bei den drei untersten Schnitthöhen abzudecken. Ohnehin wird empfohlen, mit der jeweils geringstmöglichen Schnitthöhe zu arbeiten, damit die unvermeidliche Durchbiegung des Schneiddrahtes so gering wie möglich bleibt.

Claims (7)

Johannes Scherffig : Spannarm für Hartschaumsägen Schutzansprüche (1) und Unteransprüche (2 bis 7) Spannarm für Hartschaumsägen, gekennzeichnet durch

1. positive Drahtwinkel cc durch Überstehen des Auslegers(2) über den Einspannpunkt des Drahtes in dem Tisch der Hartschaumsäge hinaus.

Spannarm für Hartschaumsägen, weiter gekennzeichnet dadurch,

2. daß der Ausleger mittels spielfreiem Biegewinkel am Ständer(1) befestigt ist, weiter gekennzeichnet dadurch,

3. daß die Klemmvorrichtung zum Einspannen des Schneiddrahtes(6) als verschiebliches Rechteckrohr ausgebildet ist, weiter gekennzeichnet dadurch,

4. daß dieser Klemmreiter(6) auch bei gelöster Rändelmutter (= Klemmschraube 7) durch die Rändelschraube(8) in seiner Position festgehalten werden kann, weiter gekennzeichnet dadurch,

5. daß ein Einreiber (Lasche 5) den Ausleger(2) beim Vorgang des Einspannens und Verstellens in einer horizontalen Position festhält und so die nötigen gleichmäßigen Verhältnisse beim Einhalten einer vorgewählten Drahtspannung herstellt, weiter gekennzeichnet dadurch, .

6. daß die im Langloch verstellbare Lasche(9) auf eine Position justierbar ist, in welcher der Draht ohne zusätzliche Meßarbeiten seine Grundstellung von 90° zum Tisch immer wieder einhält, weiter gekennzeichnet dadurch,

7. daß die geometrischen Verhältnisse von mittlerer Schnitthöhe zu Durchlaßbreite für kleinere Aufgaben einer vorgegebenen Schneiddraht-Klasse sich wie etwa 1:2 und für größere Aufgaben wie etwa 1:3,5 verhalten, wenn die Drahtspannung sich möglichst weitgehend im brauchbaren Bereich bewegen soll.