DE8806684U1

DE8806684U1 - Elektrisches Rillenschneidgerät

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Publication number: DE8806684U1
Application number: DE8806684U
Authority: DE
Original assignee: Jakob Karl Dipl-Ing 8011 Baldham De
Current assignee: Jakob Karl Dipl-Ing 8011 Baldham De
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1988-07-21

Description

Dipl.-Ing. Karl Jakob KG 20&THgr; DE

8011 Baldham

Elektrisches Ri1lenschneidgerät ty

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Rillen- ;'i

schneidgerät, enthaltend einen Transformator mit einer über ;

ein Anschlußkabel mit dem Lichtstromnetz verbindbaren '

Primärwicklung und einer Niederspannungs-Sekundärwicklung, , mit deren Enden eine elektrisch leitfähige Schneidklinge
mittels eines Kabels elektrisch verbunden ist, und mehreren
Anzapfungen an der Primärwicklung, und eine erste Schalteinrichtung, über die der eine Anschlußkabelpol wahlweise mit
dem ersten Ende der Primärwicklung oder einer auswählbaren

der Anzapfungen verbindbar ist. Ein solches Rillenschneid- ,|

gerät ist im Handel erhältlich und wird als Handwerkzeug §

zum Nachschneiden von Profilrillen von Kraftfahrzeugreifen 'i

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In dem genannten Ri1lenschneidgerät wird die Primärspannung 9

des Transformators auf eine Sekundärspannung in der Größen- %

Ordnung von etwa 1,5 V herabtransformiert. Mit den AnschlOs- |

sen der Sekundärwicklung des Transformators ist eine an J einem Handgriff befestigte Schneidklinge über ein Kabel

elektrisch verbunden, über die die in der Sekundärwicklung | des Transformators induzierte Spannung kurzgeschlossen

wird, sodaß durch die Schneidklinge ein relativ hoher Strom in der Größenordnung von einigen 10 A fließt, der zu einer erheblichen Erwärmung der Schneidklinge in der Größenordnung von 500° bis 600⁰C führt. Durch diese Erwärmung der Schneidklinge erweicht oder schmilzt das mit ihr in Berührung gebrachte, zu schneidende Material, was die Handhabung des 6erätes sehr erleichtert oder gar erst möglich macht.

Je nach Verwendungszweck kommen unterschiedlich geformte Schneidklingen zum Einsatz. Es gibt Schneidklingen mit V-förmigem Profil und solche mit U-förmigem Profil, Schneidklingen mit unterschiedlich hohen Einspannlängen am sie tragenden Halter entsprechend unterschiedlicher, zu erzeugender Rillentiefen, und viele andere mehr. Die unterschiedlichen Ausführungsformen von Schneidklingen haben unterschiedliche elektrische Widerstände, sodaß sich entsprechend unterschiedliche Kurzschlußströme ergeben würden, wenn die vom Transformator abgegebene Sekundärspannung unveränderlich wäre. Dementsprechend würden sich auch unterschiedliche Erwärmungstemperaturen ergeben. Um diesen Nachteil auszuschalten, haben handelsübliche Geräte der vorgenannten Art mehrere Anzapfungen an der Primärwicklung des Transformators, die mit einem Drehschalter verbunden sind, sodaß an der Primärwicklung unterschiedliche Windungszahlen wirksam gemacht werden können und sich somit unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse ergeben, die entsprechend unterschiedliche Sekundärspannungen bei gleicher Primärspannung, je nach Schaltstellung des Drehschalters, zur Folge haben. Die jeweilige Schaltstellung des Drehschalters bestimmt sich nach der Art der verwendeten Schneidklinge.

Die Praxis hat gezeigt, daß für die Vielzahl unterschiedlicher Schneidklingen eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen und eine dementsprechende Vielzahl von Schaltstufen

des Drehschalters erforderlich sind, wenn allen ten optimal Rechnung getragen werden soll. So wären beispielsweise acht unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse wünschenswert. Mit zunehmender Anzahl von Anzapfungen der Primärwicklung des Transformators wachsen jedoch deren Herstellungskosten, wird diese wegen der notwendigen Herausführung der Anschlußleitungen kompliziert und voluminös und wird auch der Drehschalter, der entsprechend acht Schaltstellungen aufweisen muß, teuer und voluminös.

Oer Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rillenschneidgerät der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem mit vermindertem schaltungstechnischen Aufwand und bei geringerem Volumen einer großen Zahl von Anwendungsfällen, die eine große Zahl unterschiedlicher Kurzschluß-Stromstärken am Schneidmesser verlangen, Rechnung getragen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die Erfindung wird ein elektrisches Rillenschneidgerät angegeben, bei welchem mit einer verhältnismäßig kleinen Zahl von Wicklungsanzapfungen der Primärwicklung des Transformators eine relativ große Zahl von unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen eingestellt werden kann. Die Einstellung des gewünschten Übersetzungsverhältnisses erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Ri1lenschneidgerät mit Hilfe von zwei Schaltern, von denen der eine Schalter beispielsweise vier oder fünf Schaltstellungen aufweist, und einen ersten Satz von Übersetzungsverhältnissen eni:,;~c end der mit ihm verbundenen Anzapfungen der Transformatorwicklung in einer der Schaltstellungen des zweiten Schalters

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definiert und einen zweiten Satz solcher Obersetzungsverhältnisse in einer zweiten Schaltstellung des zweiten Schal ters definiert, wobei die unterschiedlichen Sätze von Obersetzungsverhältnissen entweder ineinander verschachtelt sind oder aneinander anschließen. Der zweite Schalter ist mit dem einen Ende der Transformatorprimärwicklung und einer weiteren Anzapfung verbunden, und die Hindungszahl dieser Anzapfung ist auf die Windungszahlen der anderen Anzapfungen, die mit dem ersten Schalter verbunden sind, so abgestimmt, daß der vorerwähnten Forderung hinsichtlich der beiden Sätze Obersetzungsverhältnisse Rechnung getragen wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann der erste Schalter eine Schaltstellung aufweisen, in der kein Stromfluß durch die Primärwicklung des Transformators möglich ist. Dieses ist die Ausschaltstellung des Gerätes. Alternativ kann der zweite Schalter eine Schaltstellung aufweisen, in der kein Strom durch die Primärwicklung des Transformators fließen kann. In diesem Falle hat der zweite Schalter wenigstens drei Schaltstellungen.

Vorzugsweise sind die Schalter Drehschalter. Es können aber auch Schiebeschalter oder Tastenschalter mit gegenseitig verriegelter Betätigung sein, die sicherstellen, daß immer nur eine der Tasten gedrückt werden kann, um einen Wicklungskurzschluß zu vermeiden.

Vorteilhafterweise 1st im Primärstromkreis des Transformators ein weiterer Schalter angeordnet, der mechanisch mit dem Klingenhalter verbunden ist und den Stromkreis dann schließt, wenn die Schneidklinge an einem zu bearbeitenden Werkstück angesetzt wird. Auf diese Weise wird eine überhitzung der Schneidklinge verhindert, da das sie berührende

Material des Werkstücks Wärme abführt. Auch macht diese Lösung es möglich, den Transformator unterzudimensionieren, d.h. ihn auf Kurzzeitbetrieb auszulegen, da die effektive Schneidzeit mit einem solchen Handwerkzeug üblicherweise nur einen Bruchteil der gesamten Arbeitszeit darstellt. In diesem Falle ist vorzugsweise ein thermischer Oberlastschalter am Transformator angeordnet, der den Primärstromkreis des Transformators unterbricht, wenn die Temperatur des Transformatorkerns oder der Transformatorwicklung einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild eines Rillenschneidgerätes nach einer Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 2 ein Teilschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Rillenschneidgerätes nach der Erfindung,

Man erkennt in Fig. 1 einen Transformator 1 mit einer Primärwicklung P und einer Sekundärwicklung S, sowie einem Kern K, der am Schutzleiter PE des Lichtnetzes geerdet ist. An die Wicklungsenden der Sekundärwicklung S ist eine Schneidklinge oder -messer M so abgeschlossen, daß es von Strom durchflossen wird, wenn in der Sekundärwicklung S des Transformators eine Spannung induziert wird. Die Sekundärwicklung S ist ebenfalls mit dem Schutzleiter PE verbunden.

Die Primärwicklung weist ein erstes Wicklungsende auf, bezeichnet mit #5 und ein zweites Wicklungsende, bezeichnet mit II. Mit der Primärwicklung P des Transformators T ist

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eine erste Schalteinrichtung 10 verbunden, die beispielsweise ein Drehschalter mit im dargestellten Beispiel fünf Schaltstellungen ist, aber auch ein Schiebeschalter sein kann oder ein Drucktastenaggregat mit fünf Drucktasten, die so gegeneinander verriegelt sind, daß immer nur eine der Drucktasten betätigt werden kan™, um einen Kurzschluß von Transformatorwicklungsabschnitten zu vermeiden. Der Schalter hat als Drehschalter zwei Schaltebenen, wobei an die eine Schaltebene der eine Pol LI des Lichtnetzes anzuschließen ist und an die zweite Schaltebene der andere Pol N des Lichtnetzes anzuschalten ist. Im dargestellten Beispiel ist in der ersten Schaltstellung entsprechend der Schalterkontakte 1a und 1b tier Schalter der ersten Sclvslterebene geöffnet, um das Gerät insgesamt stromlos zu machen. Dabei sind die Schalterkontakte 1a und 1b voneinander getrennt. Der Ausgang 1b dieser Schalterebene ist über einen Druckschalter E, der beim Aufsetzen des Schneidmessers M auf ein Werkstück geschlossen wird, und über einen thermischen Sicherheitsabschalter A, der dem Transformator T räumlich eng benachbart ist, mit dem Eingang eines Umschalters 12 verbunden, dessen einer Ausgang Hb mit dem einen Ende II der Primärwicklung P verbunden ist und deren anderer Ausgang Ib mit einer Anzapfung I der Primärwicklung P verbunden ist.

Eingangskontakte 2a bis Sa der anderen Schalterebene des Drehschalters 10 sind miteinander und mit dem Leitungspol N des Lichtnetzes verbunden. Die Ausgänge 2b bis 5b dieser Schalterebene sind mit Wicklungsanzapfungen #2 bis #4 bzw. dem anderen Wicklungsende #5 der Primärwicklung P verbunden.

In der dem Wicklungsende II zugeordneten Schaltstellung des Umschalters 12 ist somit in der zweiten Schaltstellung des Drehschalters 10 nur der Wicklungsabschnitt der Primär-

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Wicklung P des Transformators T wirksam, der zwischen dem Wicklungsende II und der Anzapfung #2 liegt. In der dritten Schaltstellung des Drehschalters 10 ist hingegen der Wicklungsabschnitt wirksam, der zwischen dem Wicklungsende II und der Anzapfung #3 liegt, usw.. In der anderen Schaltstellung des Umschalters 12 ist nur der Wicklungsabschnitt der Primärwicklung P wirksam, der zwischen der Anzapfung I und der Anzapfung #2 liegt, wenn der Drehschalter 10 sich in der zweiten Schaltstellung befindet, und der Hi ^lungsabschnitt zwischen de.' Anzapfung I und der Anzapfung #3 wirksam, wenn der Drehschalter 10 sich in der dritten Schaltstellung befindet, usw..

Als praktisches Beispiel enthält der Transformator einen Kern von Typ M102a und ist für eine Netzspannung von 220 V mit einer Primärwicklung versehen, die insgesamt 1330 Windungen bei einem Drahtdurchmesser von 0,45 mm aufweist, während die Sekundärwicklung neun Windungen mit einem Drahtdurchmesser von 4,25 mm aufweist. Die Anzapfung I liegt bei 80 Windungen, gerechnet vom Wicklungsende II, die Anzapfung #2 bei 810 Windungen, die Anzapfung #3 bei 970 Windungen und die Anzapfung #4 bei 1220 Windungen.

Domentsprechend können in der ersten Schalterstellung des Umschalters 12, in der dessen Eingang mit dem Windungsende II verbunden 1st, mit Hilfe des Drehschalters 10 je nach Schaltstellung 810, 970, 1220 bzw. 1330 Windungen wirksam gemacht werden. In der zweiten Schaltstelluftg des Umschalters 12, in der dessen Eingang mit der Wicklungsanzapfung I verbunden ist, können dementsprechend, je nach Schaltstellung des Drehschalters 10,740, 900, 1150 und 1260 Windungen der Primärwicklung P wirksam gemacht werden. Man sieht, daß die wirksamen Windungsanzahlen der beiden vorgenannten Sätze ineinander verschachtelt sind.

Alternativ könnte die Anzapfung I beispielsweise 360 Hindungen, gerechnet vom Wicklungsende II liegen, und könnten die Anzapfungen II bis IV bei 1270, 1220 bzw. 1150 Windungen liegen, sodaß in diesem Falle in der einen Schaltstellung des Umschalters 12 1330, 1270, 1220 und 1150 Windungen und in der anderen Schaltstellung des Umschalters 12 970, 910, 960 und 790 Windungen wirksam gemacht werden könnten, in diesem Faiie schließen die beiden Sätze wirksam machbarer Windungszahlen aneinander an.

Fig. 2 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel, das bezüglich der Windungsanzapfungen mit dem Beispiel nach Fig. 1 übereinstimmt. Die weiterhin mit dem BeispiPl nach Fig. 1 übereinstimmenden Merkmale der Anordnung nach Fig. 2 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt, es sind nur die Unterschiede hervorgehoben.

Der Drehschalter 10' hat in diesem Falle nur vier Schaltstellungen und ist mit dem einen Wicklungsende #5 sowie mit den Wicklungsanzapfungen #2 bis #4 verbunden, während der Umschalter 12' drei Schaltstellungen aufweist. Dessen Eingang ist über den Schalter E und den Schutzschalter A mit dem einen Lichtnetzpol L1 verbunden. Der Ausgang Ib entsprechend der ersten Schaltstellung des Umschalters 12* ist mit der Anzapfung I verbunden, der Ausgang Hb entsprechend der zweiten Schaltstellung ist mit dem Wicklungsende II verbunden, während der Ausgang IHb entsprechend der dritten Schaltstellung des Umschalters 12' nicht belegt ist. Diese Schaltstellung ist eine Ausschaltstellung, die das Gerät stromlos macht. In diesem Beispiel ist der Umschalter 12' somit mit dem Ausschalter kombiniert, während beim Beispiel nach Fig. 1 der Drehschalter 10 mit dem Ausschalter kombiniert ist.

8eim Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 kann der Umschalter 12' ein Kippschalter mit drei Schaltstellungen sein oder ebenfalls ein Drehschalter. Der Vorteil der Ausführungsform nach Fig. 2 gegenüber der nach Fig. 1 besteht darin, daß die Schalter jeweils nur einen Pol des Lichtstromnetzes zu schalten brauchen.

Es sei schließlich erwähnt, das der Umschalter 12 bz«. 12' mehr als zwei wirksame Schaltstellungen aufweisen kann, wenn am Transformator eine entsprechende zusätzliche Anzapfung vorgesehen ist, sodaß in diesem Falle noch eine größere Anzahl von Übersetzungsverhältnisse erzielbar ist. Auch in diesem Falle sind die Windungsanzapfungen vorzugsweise so zu wählen, daß sich in allen möglichen Schaltstellungskombinationen keine übereinstimmenden wirksamen Windungszahlen ergeben.

Claims

- 10 SchutzansprOche

1. Elektrisches Rillenschneidgerät, enthaltend einen Transformator mit einer Ober ein Anschlußkabel mit dem Lichtstromnetz verbindbaren Primärwicklung und einer Niederspannungs-Sekundärwicklung, mit deren Enden eine elektrisch leitfähige Schneidklinge mittels eines Kabels elektrisch verbunden ist und mehreren Anzapfungen an der Primärwicklung, und eine erste Schalteinrichtung, Ober die der eine Anschlußkabelpol wahlweise mit dem ersten Ende der Primärwicklung oder einer auswählbaren der Anzapfungen verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (9) eine weitere Anzapfung (I) nahe ihrem zweiten Wicklungsende (II) aufweist und eine zweite Schalteinrichtung (12,12*) in Form eines Umschalters mit wenigstens zwei Schaltstellungen vorgesehen ist, enthaltend einen EingangsanscfcluP, der mit dem anderen Anschlußkabelpol (LI) verbindbar ist, und zwei Ausgangsanschlüssen (Ib, lib), die mit der weiteren Anzapfung (I) bzw. dem zweiten Wicklungsende (2b) der Primärwicklung (P) des Transformators (T) verbunden sind, und daß die Windungszahl der weiteren Anzapfung (I) gerechnet vom zweiten Wicklungsende (II) mit den Windungszahlen an den mit der ersten Schalteinrichtung verbundenen Anzapfungen (#2 - #4) sowie der Gesamtwindungszahl der Primärwicklung (P) derart abgestimmt sind, daß die in der einen Schaltstellung der zweiten Schalteinrichtung (12,12*) erzielbaren Transformatorübersetzungsverhältnisse von allen Übersetzungsverhältnissen verschieden sind, die mit der ersten Schalteinrichtung (10,10*) in der zweiten Schaltstellung der zweiten Schalteinrichtung (12,12*) erzielbar sind.

2. Rillenschneidgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Schaltstellung

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der zweiten Schalteinrichtung (12,12*) in den verschiedenen Schaltstellungen der ersten Schalteinrichtung (10,10*) erzielbaren Transformatorübersetzungsverhältnisse jeweils zwischen den Obersetzungsverhältnissen liegen, die mit der ersten Schalteinrichtung (10,1O¹) in der zweiten Schaltstellung der zweiten Schalteinrichtung (12,12*) erzielbar sind.

3. Rillenschneidgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung (10) zweipolig ausgebildet ist, mit zwei Eingängen (la, 2a-5a), an die die beiden Anschlußkabelpole angeschlossen sind, mit einem ersten, dem einen Eingang (1a) zugeordneten Ausgang (1b), mit dem der Eingang der zweiten Schalteinrichtung (12) verbunden ist, und mehreren, dem zweiten Eingang (2a-5a) zugeordneten Ausgängen (2b-5b), die mit dem ersten Ende (#5) und den Anzapfungen (#2-#4) der Primärwicklung (P) verbunden sind, und daß die erste Schalteinrichtung (10) eine erste Schaltstellung aufweist, in der der erste Eingang (1a) vom ersten Ausgang (1b) getrennt ist, und weitere Schaltstellungen aufweist, in denen uar erste Eingang (la) mit dem ersten Ausgang (1b) verbunden ist.

4. RillenschneiGgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung (12*) drei Schaltstellungen aufweist, von denen der der dritten Schaltstellung entsprechende Ausgang (IIIb) nicht belegt ist, und daß an ihrem Eingangsanschluß (Ia-IIIa) der zweite Anschlußkabelpol (U) angeschlossen ist.

5. Rillenschneidgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitungsverbindung zwischen einem der Anschlußkabelpole und der Primärwicklung (P) des Transformators (T) ein Tastschalter (E) an-

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geordnet ist, der durch einen auf die Schneidklinge (M) einwirkenden mechanischen Druck schließbar ist.

6. RiIlenschneidgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung (10,10*) ein Drehschalter ist.

7. Ri 1 lenschrssidgsrSt nach tines 4zr vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung (12,12') ein Kippschalter ist.

8. Ri1lenschneidgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung (12,12') ein Drehschalter ist.

9. Ri1lenschneidgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schalteinrichtungen ein Drucktastenschalteraggregat ist.

10. Ri1lenschneidgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärstromkreis des Transformators (T) ein thermischer überlastschutzschalter (A) angeordnet ist.