DE7336745U - Thermisches Schneid- und Brenngerät, insbesondere zum Gravieren eines aus Kunststoff bestehenden Werkstückes - Google Patents

Description

"Thermisches Schneid- und Brenngerät, insbesondere zum Gravieren eines aus Kunststoff bestehenden Werkstückes"

Die Verwendung eines Lötkolbens zürn Einbrennen von Buchstaben oder bestimmter Muster in die Oberfläche eines Holzstückes ist seit Jahren bekannt. Geräte dieser Art eignen'sich jedoch nicht für schnell schmelzbares Material, so für Styrol schaumstoffe und vergleichbare Materialien. Es ist sehr schwierig, bei Verwendung eines derartigen Lötkolbens den Vorgang des Schmelzens zu steuern, da der Styrolschaum^MMHBlM* ¹SMHHBT einen sehr begrenzten Widerstand gegenüber dem Schmelzvorgang besitzt. Das Einbrennen von Buchstaben oder Mustern gerät leicht ausser Kontrolle. Insbesondere verändert sich die/Tiefe des Schnittes,

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, T H E R ES I E NST RASS E 33 · Telefon ι 2812 02 · Telegramm-Adresse: Lipatli/München Bayer, Vereinibank Mönchen, Zweigst. Oikar-von-Miller-Ring, Klo.-Nr. 882 495 ■ Postsdieck-Konloi München Nr. 163397

Oppenauer B0r«1 f* ^J5pfi^TlW^/ViJ-^T ₁ ^D _ti^!· /^{E 1}^ ^{H0 LD} SCHMIDT

bisweilen soweit, dass das Material bis zur entgegengesetzten Seite durchdrungen wird. Die Aufmerksamkeit des Benutzers wird von dem zu schneidenden oder brennenden Muster abgelenkt, wenn er versucht, die erwünschte Tiefe des Schnittes beizubehalten. Geräte von bekannter Art erweisen sich infolgedessen als ungeeignet als Spielzeug für Kinder oder für andere Verwendungszwecke.

Darüber hinaus bestehen ernsthafte Beschränkungen hinsichtlich sauberer Ausbildung des Schnitts, da die Schneidspitze bekannter Geräte verhältnismässig stumpf ist. Gute Sichtbarkeit des Werkstückes bzw. der Werkstückoberfläche stellt sich für viele Zwecke als wesentlich und wichtig dar. Bei guter Einsicht kann der Benutzer das Muster beobachten, wenn er es schneidet bzw. einbrennt. Es ist zweckmässig und erwünscht, dass er einen ziemlich grossen Bereich einsehen kann, welcher nicht nur die dem Schnitt unterliegende Fläche einschliesst, sondern auch die Fläche, an welcher der Schnitt bereits vollzogen wurde. Es ist ferner erwünscht, dass das Gerät schnell bewegt werden kann, um einen sauberen, scharfen und genauen Schnitt herstellen zu können. Wenn man das Gerät zu lange an einer Stelle belässt, wird der den Schnitt begrenzende Bereich überhitzt und schmilzt, was das Muster zerstört oder unansehnlich erscheinen lässt.

Es ist ferner erwünscht_B visuelle Führungszeichen oder vorgedruckte Linien auf der Werkstückoberfläche vorzusehen, um die Erzeugung eines bestimmten Musters zu erleichtern. Um derartige Führungszeichen wirksam benutzen zu können, isv es erforderlich, dass der Benutzer guten Augenkontakt mit den FührungsUnien oder Führungszeichen beibehält, wenn das Gerät entlang dieser Linien bewegt wird. Normale Halterungen von Geräten bekannter Art sperren gewöhnlich den Blick des

Benutzers, wodurch Schwierigkeiten beim Schneiden entstehen. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn komplizierte Muster zu schneiden sind, d.h. wenn das Gerät in verschiedenen unterschiedlichen Richtungen zu bewegen ist.

Mechanische Geräte und Spielzeuge zum Schneiden von ^^rmßmf Styrolschaum oder dergleichen, so kleine hin- und herbewegbare Sägen, schneiden sehr langsam. Darüber hinaus erzeugen sie einen Abfall von Spänen oder Schnitteilen, welche als unerwünschte Masse anfallen. Zudem werden durch die vorstehend genannten Geräte scharfe Kanten oder Spitzen erzeugt, welche für den Benutzer, insbesondere für Kinder, gefährlich sind.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Gc*rät zum Schneiden oder Brennen von Kunststoff, insbesondere von StyrolschaumtMHrt^i^Hr zu schaffen, welches den vorstehend genannten Nachteilen nicht unterliegt.

Das Gerät gemäss der Erfindung besitzt de Form einer thermischen Schneideinrichtung für flpHpiMMlMnpMMHtBRi Styrolschaum und arbeitet mit einer heizbaren Schneidvorrichtung. Das durch einen Handgriff gehaltene Schneidelement wird mittels einer Einrichtung erhitzt. Nach einer Ausführungsform kann das heizbare Schneidelement einen Schneidteil mit einer dünnen Schneidkante umfassen, welche es ermöglicht, einen dünnen, sauberen und genau bestimmten thermischen Schnitt im Werkstück auszubilden. Bevorzugt wird der Schneidteil in Form einer dünnen Klinge bzw. eines dünnen Blattes ausgebildet er kann jedoch auch andere Formen besitzen> so die Form eines Drahtes. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind Stell- oder Führungs-

mittel vorgesehen, um das Schneidelement hinsichtlich seiner Schneidtiefe bezüglich des Werkstückes festzulegen, wenn der Schnitt vollzogen wird. Dies stellt ein wesentliches Merkmal dar, da das Gerät auf einfache Weise über die Oberseite des Werkstückes bewegt werden kann, ohne dass der Schnittiefe Beachtung beizumessen ist.

Die Führungsvorrichtung ist wenigstens teilweise durchsichtig, um während des Schneidens eine Einsicht am Werkstück zu erhalt^· . Das Gerät kann über das Werkstück gleiten, wobei die Stell- oder Führungsvorrichtung einstellbar ist, um die Tiefe des Schneidelementes bezüglich des zu schneidenden Werkstückes einzustellen, also um die erwünschte Schneidtiefe zu bestimmen. In gleicher Weise ist es möglich, bei veränderlicher Schneidtiefe Muster etc. verschiedener Schneidtiefe auszubilden^

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Y Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines thermischen

Schneidgerätes gemäss der Erfindungj

Fig, 2 ist eine Perspektivansicht der dem Gerät gemäss Flg. i zugeordneten Stell- bzw. Führungsvorricht ng;

Fig. 3 ist eine vergrösserte Teilanslcl-u eines Teils les Sehne tdelementes, welches ir π Schneidgerät: gemäss dt-r Erfindung Verwendung findet;

·■ 5 -

Fig. 4 stellt ein Werkstück aus Styrol schau m*e«BBflipepe· dar, in welchem mit Hilfe des Gerätes gemäss der Erfindung Schnitte vollzogen wurden; und

Fig. 5 und 6 stellen weitere Ausführungsformen von Schneidelementen dar.

In Fig. 1 bis 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Schneid- bzw. Einbrenngerätes 10 gemäss der Erfindung dargestellt. Das Schneidgerät 10 weist ein thermisch wirkendes Schneidelement 12, einen das Schneidelement tragenden Handgriff 14 und eine Einrichtung 16 zum Erwärmen bzw. Heizen des Schneidelementes auf. Das dargestellte Gerät ist in gleicher Weise mit einer am Handgriff angeordneten Stell- bzw. Führungsvorrichtung 20 ausgebildet.

Der Handgriff 14 kann jede beliebige geeignete Form besitzen. Der dargestellte Handgriff 14 ist länglich und weist im wesentlichen die Form eines herkömmlichen Lötkolbens auf. Der Handgriff ist mit einem rückwärtigen Greifteil 22, mit einem zylindrischen Mittelteil 24 und mit einem Vorderteil 26 ausgestattet, welcher das heizbare Schneidelement trägt. Das heizbare Schneid- oder Brennelement 12 ist am vorderen Ende des Vorderteils 26 angeordnet und erstreckt sich in fixierter Lage vom Ende nach aussen. Das Schneid- oder Brennelement 12 kann lösbar befestigt werden, so dass Brennelemente anderer Formgebung oder anderer Eigenschaften in gleicher Weise zum Einsatz gebracht werden können. Der Handgriff kann aus Metall, Holz, Kunststoff oder aus einem anderen Material gefertigt sein, d.h. aus einem Material, welches den Handgriff gegenüber den darin befindlichen elektrischen Bestandteilen

• II ··

-β -

isoliert. Die elektrischen Bauteile, welche zur Stromzufuhr am Schneidoder Brennelement dienen, können von bekannter Form sein. So kann das Schneidelement physikalisch oder mechanisch mit einer anderen Heizeinheit verbunden sein, wobei die Wärme mittels Wärmeleitung auf das Schneid- bzw. Brennelement übertragen wird. Wahlweise kann elektrischer Strom direkt durch das Schneidelement hindurchgeleitet werden, um dieses zu erhitzen. Diese Anordnung ist jedoch im wesentlichen unerwünscht, wenn der Lötkolben als Spielzeug für Kinder ausgebildet ist. Der elektrische Strom kann dem Gerät über ein Kabel mit Stecker zugeleitet werden, wie bei 28 dargestellt ist. Die Stromzufuhr kann auch durch Batterien bzw. Stromzellen innerhalb des Handgriffes geschehen. Das Schneid- bzw. Brennelement wird bevorzugt auf eine Temperatur von etwa 150 C erhitzt, um einen guten und klaren Schnitt zu erreichen.

Das dargestellte heizbare Schneidelement 12 besteht aus einem dünnen Band aus metal i.schem Material, so aus Stahl, welches bevorzugt mit Polytetrafluoräthylen beschichtet ist, um zu verhindern, dass sich Tropfen geschmolzenen Kunststoffes am Band ausbilden. Das Band besitzt im wesentlichen U-Form und weist e'n Paar nach aussen sich erstreckender Schenkel 30 auf, welche mit dem Handgriff verbunden sind, sich von diesem nach aussen erstrecken und in Form eines gekrümmten Mittelteils 32 verbunden sind. Die Schenkel 30 erstrecken sich gemäss Darstellung im wesentlichen parallel zur Achse des Handgriffes 14. Das dargestellte Band ist mit einem Paar dünner entgegengesetzter Kanten 33 versehen, welche die Schneidflächen für- das Gerät bilden. Jede Kante 33 kann als vordere Schneidkante verwendet werden. Fig. 6 stellt eine weitere Ausführungsform eines Schneid- oder Brennelementes 12a

dar, welches aus einem dünnen U-förmigen Draht besteht. Bei dieser Ausführungsform ist der Mittelteil 32a im wesentlichen gerade und ist über einen kleinen Radius besitzende Eckon 31a mit den Schenkeln 30a verbunden. Die Zeichnung stellt die Verwendung eines thermischen Schneidelementes 12 dar, mittels welchejn ein entsprechendes Profil in einem Block bzw. in einem Bogen aus Styrol kunststoff bzw. Slyrolschaum geschnitten wird.

Um das Schneidelement bezüglich des Werkstückes zu halten und zu führen, ist die Stell- oder Führungsvorrichtung 20 vorgesehen. Die Stell- oder Führungsvorrichtung 20 liegt auf der Oberseite des Werkstückes auf und bestimmt die Schnittiefe des Schneid- oder Brennelementes im Werkstück, wenn das Schneidelement über das Werkstück bew<igt wird. Das Brenn- oder Schneidgerät gleitet über das Werkstück, wobei sich das Schneidelement unabhängig von dem auf das Gerät nach unten gerichteten Druck unter vorbestimmter Tiefe in das Werkstück erstreckt. Der Benutzer kann sich also darauf konzentrieren, das erwünschte Muster bzw. die erwünschte Zeichnung zu schneiden. Teile der Führungsvorrichtung 20 sind durchsichtig, so dass der Benutzer des Gerätes bei Gebrauch das Werkstück beobachten kann.

Die dargestellte Stell- und Führungsvorrichtung 20 besteht aus einer Hülse 34, welche den zylindrischen Mittelteil 24 des Handgriffes aufnimmt. Die Stell- oder Führungsvorrichtung ist fernerhin mit einer durchsichtigen Platte 36 ausgestattet, welche eine vordere, flache und im wesentlichen glatte Fläche 38 aufweist. Die Räche 38 legt sich auf die Oberseite 40 des Werkstückes 42 (Fig. 1) auf und kann leicht über die Oberseite bewegt werden. Die Platte 36 ist mit Hilfe von drei oder vier verbindenden Streifen oder Streben 44 mit c*er Hülse 34 verbunden.

Eine in der Platte 36 befindliche mittlere öffnung 46 fluchtet mit der die Hülse durchsetzenden öffnung, so dass sich das Schneidelement 12 durch die öffnung erstreckt und am Werkstück anliegt, Die Platte 36 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zu den Schenkeln 30 des Schneidelementes. In Fig. 1 ist die Platte 36 auf der Oberseite des Werkstückes befindlich dargestellt. Das Schneidelement 12 schneiaet in das Werkstück ein und erstreckt sich demnach u-nter einem vorbestimmten Maß "X" unterhalb der Oberseite in das Werkstück. Es ist möglich, Schneid elemente verschiedener Längen einzusetzen. Das Schneidelement kann, wie vorstehend erwähnt;, zum Zwecke schnellen Austausches lösbar angebracht werden. Beim dargestellten Gerät 10 wird die Einstellung des Abstandes "X" erreicht, wenn der Handgriff relativ zur Hülse verschoben wird. So kann die Tiefe des Schnittes im Werkstück entsprechend nach Wunsch verändert werden. Es kann mit unterschiedlicher Tiefe am gleichen Werkstück geschnitten werden, um eine Vielzahl von Wirkungen oder Formgebungen zu erreichen.

Die Einstellung des Gerätes ist wie folgt durchführbar: Der zylindrische Mittelteil 24 des Handgriffes ist in der Hülse 34 der Stell- oder Führungsvorrichtung in Längsrichtung verschiebbar. Das Schneidelement 12 kann demnach in seiner Relativlage bezüglich der am Werkstück anliegenden Seite 38 der Platte G3 und somit relativ bezüglich des Werkstückes selbst eingestellt werden. Innerhalb der Hülse 34 befindet sich ein in Längsrichtung verlaufender Schlitz 40. Eine Rändelschrc jbe 48 ist durch den Schlitz 46 hindurchgeführt und in die ~>eite des Mittelteils 24 des Handgriffes eingeschraubt, um den Handgriff Lösbar bezüglich der Stell- oder Führungseinrichtung zu fixieren.

Die dargestellte Einstellvorrichtung ist einfach und ohne grossen Aufwand bedienbar. Es können jedoch auch andere Mittel nach Wunsch zum Zwecke der Einstellung benutzt werden. So kann beispielsweise das Schneid- oder Brennelement verstellbar angeordnet sein, um die Abmessung "X" zu verändern, oder das Schneidelement kann austauschbar eingesetzt sein, um Schneidelement verschiedener Grosse einzusetzen. Fig. 5 stellt eine einfache Anordnung dar, bei welcher ein etwas abgeändertes Schneidelement 12a' lösbar benutzt wird. Das Schneidelement ist beispielsweise durch Schnappsitz im Ende 26a* des Handgriffes eingeführt.

Fig. 4 stellt ein Werkstück 42 mit einem Muster 52 dar, welches durch das dargestellte Gerät geschnitten wurde. Wie vorstehend erwähnt, ist die Räche bzw. Seite 38 nach unten gegen die Überseite 40 des Werkstückes angelegt, so dass das Schneidgerät leicht über die Werkstückoberfläche verschoben und das Muster im Werkstück eingeschnitten werden kann. Die Tiefe des Schnittes wird in vorstehend genannter Weise bestimmt. Fig. 4 stellt gleichfalls ein zweites Muster 54 dar, welches gegenüber dem Muster 52 mit unterschiedlicher Tiefe in das Werkstück eingeschnitten wurde. Die Muster 52 und 54 können in Kombination eingeschnitten werden, um der Oberseite des Werkstückes die in Fig. 4 dargestellte Formgebung zu verleihen.

Infolge der U-Form besitzenden geschlossenen Schlaufenform des Schneidelementes wird ein Segment 50 aus dem verbleibendei: Werkstück herausgeschnitten. Das Segment 50 besitzt den Querschnitt des Schneidelementes und die Form des Musters bzw. des Schriftzuges, welcher durch die Bewegung des Gerätes erzeugt wurde. Das ausgeschnittene Segment 50 kann durch Klebemittel an anderer Position auf

- 10 -

- ίο -

der Oberseite des Werkstückes aufgeklebt werden und bildet dadurch ein erhabenes Profil. Das Segment kann ausserdem auf einem Stück Papier oder auf einem anderen Gegenstand befestigt werden. Es ist offensichtlich, dass Buchstabenoder Zahlen als auch Formen anderer Art ausgeschnitten werden können. Man kann das Muster freihändig schneiden, indem man einem Modell bzw. einer Anweisung folgt, oder man kann das Muster auf der Oberseite 40 des Werkstückes aufdrucken, wie beispielsweise bei 53 in Fig. 4 dargestellt ist.

Wie vorstehend erwähnt ist es von Bedeutung, dass der Benutzer das Werkstück während des Schneidens gut beobachten kann. Dies ermöglicht ihm, nicht nur den Bereich zu Überblicken, an welchem geschnitten wurde bzw. an welchem geschnitten wird, darüber hinaus kann der Benutzer das Gerät schnell genug bewegen, um am Umfang des Schneidelementes auftretendes Schmelzen des Werkstückes zu vermeiden. Schliesslich ist es infolge der Sichtbarkeit des Werkstückes möglich, vorgedruckte Muster oder andere Anweisungen bzw. Führungslinien am Werkstück gut einzusehen, was insbesondere für Kinder von Bedeutung ist und wenn bestimmte Muster bzw. Zeichnungen hergestellt werden sollen. Um das Werkstück gut einsehen zu können, wird die Platte 36 vorteilhafterweise aus einem durchsichtigen Material gefertigt, so aus Glas oder aus durchsichtigem Kunststoff.

Das Gerät kann mit einem Ein-Aus-Schalter und/oder mit einer Wärmesteuerung (nicht dargestellt) versehen sein, um den Arbeitsablauf und die Temperatur des Schneidelementes zu steuern. Gewöhnlich wird die zum Schneiden von Styrolschaum oder vergleichbarem Material ausreichende Temperatur durch den Benutzer bestimmt, so dass das Kabel

- 11 -

des Gerätes bei Benutzung eingesteckt wird und zum Zwecke der Ausserdienststellung wieder aus dem Stecker herausgezogen wird. Bei Verwendung einer Steckverbindung wird natürlich ein einfacher und wirtschaftlicher Aufbau des Gerätes ermöglicht.

Die Wirkungsweise des Gerätes vollzieht sich auf einfache Weise. Das Gerät wird im Bereich der Kante des Werkstückes so angesetzt, dass das Schneidelement an der Kante des Werkstückes anliegt, während die Unterseite der Platte auf die Oberseite des Werkstückes aufgelegt ist. Wenn das Sei ■■ aid- oder Brennelement Schneidtemperatur erreicht, gleitet der Benutzer das gesamte Gerät über die Oberfläche des Werkstückes. Dabei hält dar Benutzer das Gerät fest auf der Oberseite des Werkstückes und bestimmt die Bewegungsrichtung, um den erwünschten Schnitt zu erhalten. Da die Tiefe des Schnittes eingestellt ist und automatisch beibehalten wird, kann sich der Benutzer auf die Formgebung des Musters selbst konzentrieren. Die Tiefe des Schnittes wird also unabhängig von dem durch den Benutzer nach unten gerichteten Druck beibehalten.

Der Schnitt kann auch von einer Position innerhalb der Grenzen des Werkstückes beginnen, also nicht an einer Kante. Dabei wird das Werkzeug bzw. Schneidgerät vorzugsweise etwas gekippt, so dass sich die Platte 36 der Oberseite des Werkstückes unter einer Schräge nähert, während das Schneidelement seine volle Schneidtiefe entsprechend dem Abstand X erreicht. Das Schneiden eines bestimmten Buchstabens bzw. einer bestimmten Figur schreitet dann wie vorstehend erwähnt fort. Das Schneidelement kann vom Werkstück durch Anheben des Gerätes abgehoben werden, indem der Handgriff etwas schräg gehalten wird. In dieser Lage schneidet das Schneidelement seinen Weg zurück bis zur

- 12 -

Oberfläche des Werkstückes, wonach das Schneidgerät vom Werkstück gelöst wird.

Auf vorstehend beschriebene Weise können unterschiedliche Muster, Bilder, Schriftzeichen etc. geschaffen werden.

Claims (6)

1. Thermisches Schneid- und Brenngerät, insbesondere zum Gravieren eines aus Kunststoff bestehenden Werkstückes, gekennzeichnet durch einen Handgriff (14), an dessen dem Werkstück zugewandten Ende eine heizbare, U-Form aufweisende Schneide (12) befestigt ist, einen hohlen, auf das Werkstück aufsetzbaren Ständer (20), in welchem der Handgriff (14) längs verschiebbar eingesetzt ist und welcher an dem dem Werkstück zugewandten Ende durch Ausnehmungen gebildete, gegenseitigen Abstand besitzende Füße (44) aufweist, und eine durchsichtige, die Füße (kh) des Ständers tragende, auf üae Werkstück aufzulegende Platte (36), welche mit einer Durchlassbffnung (46) für die Schneide (12) versehen ist·

2. Schneid- und Brenngerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen die Wand des Ständers (20) in Längsrichtung durchsetzenden Schlitz (47) und eine von außen durch den Schlitz in den Handgriff (14) einschraubbare Klemmschraube (48).

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Inj Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MDNCHEN 2, TH E R ES I E NST RASS E 33 - Telefon, 28 1202 ■ T«l._eramm-Adreiie_: Lipatli/München Bayer. Vereinsbank Mönchen, Zweigst. Oskar-von-Miller-iting, Klo.-Nr. 882 W - Poiticheck-Konlu München Nr. 163397

Oppenauer BO

LT DR. REINHOLD ,CHMIDT

3. Schneid- una Brenngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heizbare Schneide (i2) durch zwei
längliche, am Handgriffende befestigte und parallel verlaufende Schenkel (30, 30) gebildet ist, die durch einen waagerecht verlaufenden Quersteg (j»2a) verbunden sind.

4. Schneid- und Brenngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heizbare Schneide durch zwei längliche, am Handgrifi'ende befestigte und parallel verlaufende Schenkel (30, 30) gebildet ist, die durch einen halbkreisförmigen Steg (32) verbunden sind.

5ο Schneid- und Brenngerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die heizbare Schneide durch einen am
Handgriffende befestigten Schneidkörper von U-Form gebildet ist.

6. Schneid- und Brenngerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein bezüglich der Schneide (12) am entgegengesetzten Ende in den Handgriff (14) mündendes Kabel (28) zum Heizen der Schneide.