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Die
Erfindung betrifft Schneideinrichtungen für durch Wärmeeinwirkung
zu trennende Körper mit einem gegenüber einer
Grundplatte geführt verfahrbaren elektrischen Heizdraht.
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Bekanntlich
verbrennt geschäumtes Polystyrol bei einer Einwirkung einer
Flamme oder stark erhitzten Werkzeugen nur örtlich. Infolge
der chemischen und physikalischen Eigenschaften bleibt der Verbrennungsvorgang
auf den Ort der unmittelbaren Anwendung der Wärmequelle
beschränkt.
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Geräte
zum Schneiden von Kunststoff mittels elektrisch beheizter Werkzeuge
oder Trennelemente sind bekannt.
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Durch
die Druckschrift
DE
1 262 010 A (Schneidvorrichtung für Kunststoff,
insbesondere ausgeschäumtes Polystyrol) ist eine Schneidvorrichtung
mit einem elektrisch beheizbaren Glühdraht, der durch örtliches
Verbrennen des Kunststoffes einen Trennschnitt erzeugt, bestehend
aus einem Untergestell, einer Tischplatte und einem galgenartigen
Traggestell mit einer Haltevorrichtung für den Glühdraht, der
in Arbeitsstellung zwischen Haltevorrichtung und Tischplatte gespannt
ist.
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Die
Druckschrift
DE 297
17 912 U1 (Schneidvorrichtung) beinhaltet eine Schneidvorrichtung
zum Schneiden von flächigen Kunststoff-Plattenkörpern zur
Isolierung von Gebäuden mit einem aufheizbaren, parallel
verschieblichen und hierfür zumindest einseitig in seiner
Bewegungsebene zwangsgeführten Trennelement, insbesondere
einen die Breite eines zu schneidenden Plattenkörpers beidseits überragenden
Schneiddraht.
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Durch
die Druckschrift
DE
298 01 499 U1 (Schneidvorrichtung zum Schneiden von thermisch bearbeitbarem
Material) ist eine Schneidvorrichtung mit im Abstand von einander
gegenüberliegenden Längsträgern bekannt,
auf denen eine Mehrzahl von Drahtführungen längs
derselben verstellbar vorgesehen ist, welche je einen Drahthalter
des einen, ersten Längsträgers und denjenigen
des anderen, zweiten Längs trägers jeweils ein
Schneiddraht eingespannt oder einspannbar ist.
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Das
sind kompakte Schneidvorrichtungen, wobei die Position des Schneiddrahtes
festgelegt ist.
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Der
im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
durch Wärmeeinwirkung zu trennende Körper einfach
maßgenau mittels einer Schneideinrichtung mit einem gegenüber
einer Grundplatte geführt verfahrbaren elektrischen Heizdraht
zu trennen.
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Diese
Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen
gelöst.
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Die
Schneideinrichtungen für durch Wärmeeinwirkung
zu trennende Körper mit einem gegenüber einer
Grundplatte geführt verfahrbaren elektrischen Heizdraht
zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Körper
einfach maßgenau trennbar sind.
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Dazu
ist an der Schneideinrichtung wenigstens ein Messmittel
- – zur optischen Abstandsmessung,
- – zur Erfassung der Lageänderung oder
- – zur Bestimmung der Position angeordnet, so dass wenigstens
der Abstand zwischen Heizdraht und Grundplatte messbar ist.
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Derartige
Messmittel gewährleisten eine genaue Möglichkeit
der Bestimmung insbesondere der Position des Heizdrahtes gegenüber
der Grundplatte. Die Messung einer Weglängenänderung
erfolgt dazu auch richtungsabhängig entsprechend der Bewegung
des Heizdrahtes gegenüber der Grundplatte, so dass die
jeweilige Position leicht bestimmbar ist. Damit sind mehrere Körper
einheitlich schneidbar. Die Bestimmung der Position kann dabei sowohl
absolut als auch relativ erfolgen. Bei Letzterer wird eine relative
Bewegungslänge erfasst, so dass ein Körper mehrfach
leicht mit voneinander abhängigen Maßen geschnitten
werden kann. Dass ist beispielsweise bei Stufenformen der Fall.
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Ein
Messmittel kann darüber hinaus auch zur Bestimmung eines
Maßes zwischen dem Heizdraht und dem Körper eingesetzt
werden. Dazu ist ein Anschlag für den Körper ein
Bestandteil des Messmittels.
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Mit
der Anordnung der vorgenannten Messmittel an einer Grundplatte steht
dem Nutzer eine universell einsetzbare Schneideinrichtung zur Verfügung.
Neben der Höhe kann auch der Abstand des Heizdrahtes zu
einem Anschlag für den Körper bestimmt werden.
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Die
zu schneidenden Körper sind insbesondere Werkstücke
zur Dämmung, die bekannterweise aus Dämmstoffen
bestehen. Diese dienen meist in Form von Quadern oder Platten der
Wärme- und/oder Schalldämmung. Insbesondere werden Schaum-
oder Faserstoffe eingesetzt, die durch Wärmeeinwirkung
schneidbar sind. Dazu wird der Heizdraht benutzt, der gegenüber
dem Körper aus dem Dämmstoff auf der Grundplatte
geführt verfahrbar ist. Zum Schneiden wird der erhitzte
Heizdraht verwendet. Dabei ist der Heizdraht ein elektrischer Widerstand
in einem elektrischen Stromkreis, wobei der durch den elektrischen
Stromfluss erhitzte Heizdraht dem lokalen Verbrennen des Dämmstoffs
dient. Bei Bewegung des Heizdrahtes wird eine Schnittwirkung erreicht.
Weitere Bestandteile des Stromkreises sind ein Transformator und
ein Schalter zum Öffnen oder Schließen des Stromkreises.
Die Primärspule des Transformators ist mit einem Niederspannungsnetz verbunden
und dient der Realisierung einer Kleinspannung für den
elektrischen Stromkreis mit dem Heizdraht mittels seiner wenigstens
einen Sekundärspule.
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Die
Grundplatte dient der Platzierung des zu schneidenden Werkstücks
und als Träger der Bestandteile der Schneideinrichtung.
Letztere sind insbesondere Höhenverstellungen für
den Heizdraht und der Transformator. Der Heizdraht ist dazu beispielsweise
an einem Bügel befestigt, der mittels den Höhenverstellungen
in seiner Höhe gegenüber der Grundplatte geführt
verfahrbar ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen
2 bis 10 angegeben.
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Nach
der Weiterbildung des Schutzanspruchs 2 ist an einem gegenüber
der Grundplatte verfahrbaren Bestandteil mit dem Heizdraht wenigstens
ein Bestandteil des Messmittels zur optischen Abstandsmessung, zur
Erfassung der Lageänderung oder zur Bestimmung der Position
angeordnet, so dass der Abstand zwischen Heizdraht und Grundplatte
messbar ist.
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Nach
der Weiterbildung des Schutzanspruchs 3 ist an einem gegenüber
der Grundplatte einstellbaren Teil für den Körper
wenigstens ein Bestandteil des Messmittels zur optischen Abstandsmessung,
zur Erfassung der Lageänderung oder zur Bestimmung der
Position angeordnet, so dass der Abstand zwischen einer Wand des
Körpers und dem Heizdraht messbar ist. Das Teil ist vorteilhafterweise ein
Anschlag für den Körper.
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Das
Messmittel ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 4
- – zur optischen Abstandsmessung ein
Mittel zur Messung der Phasenlage oder ein Triangulationssensor,
- – zur Erfassung der Lageänderung ein Inkrementalgeber
und
- – zur Bestimmung der Position ein Potentiometergeber.
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Bei
der optischen Abstandsmessung kommen vorteilhafterweise Laser zum
Einsatz.
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Bei
einem Mittel zur Messung der Phasenlage wird die entfernungsabhängige
Phasenverschiebung eines reflektierten Laserstrahls oder dessen Modulation
gegenüber dem ausgesandten Laserstrahl oder dessen Modulation
gemessen. Die Phasenverschiebung wird zur Messung der zurückgelegten
Distanz genutzt. Zur Überlagerung ist auch die Laserfrequenz
selbst nutzbar, so dass die Arbeitsweise eines Laserinterferometers
realisiert ist. Bei letzteren wird die relative Änderung
bei Verschiebung des Objektes in Form beispielsweise des Heizdrahtes
oder Anschlags erfasst. Dabei wird entweder die Laserwellenlänge
oder die Phasenlage zur Abstandsbestimmung genutzt.
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Bei
der Lasertriangulation wird ein Laserstrahl auf das Objekt fokussiert
und mit einem daneben im Sensor angeordneten Fotoempfänger
in Form einr Kamera, einer ortsauflösenden Fotodiode oder einer
CCD-Zeile das Abbild des reflektierten Laserstrahles erfasst. Ändert
sich die Entfernung des Objektes vom Sensor, ändert sich
auch der Winkel und damit die Position seines Abbildes auf dem Fotoempfänger.
Aus der Positionsänderung wird mit Hilfe der Winkelfunktionen
die Entfernung des Objektes vom Laser berechnet.
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Inkrementalgeber
sind Sensoren zur Erfassung von Lageänderungen, mit denen
sowohl eine Wegstrecke als auch eine Wegrichtung erfassbar ist. Derartige
Geber sind auch als bekannte Drehgeber oder Drehimpulsgeber bekannt.
Die Geber besitzen eine Maßverkörperung mit einer
sich wiederholenden periodischen Zählspur. Die Messung
beruht auf einer Richtungsbestimmung und einer Zählung.
Bekannte Inkrementalgeber arbeiten photoelektrisch, magnetisch oder
mit Schleifkontakten.
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Der
Potentiometergeber weist die Bauart eines Potentiometers auf. Dabei
wird bei einer gestreckten Bauform die Länge und bei einer
runden Bauform der Winkel erfasst. Entsprechend der Stellung eines
beweglichen Teiles in Form des Schleifers ändert sich der
elektrische Widerstand zwischen Schleifer und den Enden der Widerstandsbahn.
Als Spannungsteiler wird dadurch die sich relativ zur Stellung ändernde
elektrische Spannung erhalten. Der Geber wird kalibriert, um einer
bestimmten Spannung eine bestimmte Lage zuzuordnen.
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Die
Position des Heizdrahtes oder eines Anschlags wird bei Einsatz eines
Inkrementalgebers oder eines Potentiometergebers über die
Weglängenänderung beim Verfahren des Heizdrahtes
oder des Anschlags bestimmt. Zur Festlegung eines Ausgangspunkts
kann der Heizdraht oder der Anschlag an eine Endposition bewegt
werden.
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Nach
der Weiterbildung des Schutzanspruchs 5 ist vorteilhafterweise wenigstens
ein Triangulationssensor an der Grundplatte oder an einem gegenüber
der Grundplatte verfahr- oder einstellbarem Teil für den
Heizdraht oder den Körper angeordnet.
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Der
Heizdraht ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 6 an zwei
Haltern lösbar befestigt. Weiterhin befinden sich die Halter
an beabstandet zueinander angeordneten sowie gleit- oder wälzkörpergeführt
verfahrbaren Höhenverstellungen. Darüber hinaus
sind die Höhenverstellungen auf einer Grundplatte befestigt,
so dass der Abstand zwischen Heizdraht und Grundplatte veränderbar
ist. Damit ist eine einfach realisierte Schneideinrichtung für
durch Wärmeeinwirkung zu trennende Körper vorhanden.
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Die
Halter sind nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 7 an den
Schenkeln eines Bügels angeordnet, so dass eine einfache
Handhabbarkeit gegeben ist.
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Die
Höhenverstellungen sind nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs
9 über jeweils ein feststellbares Drehgelenk auf der Grundplatte
befestigt, so dass der Winkel zwischen Höhenverstellungen
und Grundplatte ein- und feststellbar ist. Damit können
auch schräge Schnitte ausgeführt werden.
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Das
Messmittel ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 10 mit
einem Datenverarbeitungssystem zusammengeschaltet, welches weiterhin
mit einem Datensichtgerät für wenigstens die Messwerte
verbunden ist. Dadurch kann der Nutzer den jeweiligen Abstand leicht
einstellen.
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Das
Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs
11 mit dem Messmittel vorteilhafterweise so zusammengeschaltet,
dass die jeweilige Nulllage des Messmittels über wenigstens
eine Taste einstellbar ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
Schneideinrichtung für durch Wärmeeinwirkung zu
trennende Körper und
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2 einen
Triangulationssensor an einem geführt verfahrbaren Teil
der Schneideinrichtung.
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Eine
Schneideinrichtung für durch Wärmeeinwirkung zu
trennende Körper besteht im Wesentlichen aus einer Grundplatte 1,
einem u-förmigen Bügel 2 mit einem elektrischen
Heizdraht 3 und zwei Höhenverstellungen 4 für
die Schenkel des Bügels 2.
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Die 1 zeigt
eine eine Schneideinrichtung für durch Wärmeeinwirkung
zu trennende Körper in einer prinzipiellen Darstellung.
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Die
Grundplatte 1 besteht vorteilhafterweise aus einem Verbundwerkstoff
mit einem Körper aus einem Holzwerkstoff, beispielsweise
als bekannte MDF(Mittel-Dichte-Faser)-Platte, oder einem Schaummetall,
vorzugsweise aus Aluminium. Die Grundplatte besitzt bei letzterer
Ausführung eine hohe Festigkeit und Steifigkeit bei leichtem
Gewicht.
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Zum
Schneiden der Körper wird der erhitzte Heizdraht 3 verwendet.
Dabei ist der Heizdraht 3 ein elektrischer Widerstand in
einem elektrischen Stromkreis, wobei der durch den elektrischen
Stromfluss erhitzte Heizdraht 3 dem lokalen Verbrennen
des Körpers dient. Weitere Bestandteile des Stromkreises
sind ein Transformator 5 und ein Schalter zum Öffnen
oder Schließen des Stromkreises. Der Schalter ist vorzugsweise
am Bügel 2 angeordnet. Die Primärspule
des Transformators 5 ist mit einem Niederspannungsnetz 6 verbunden
und dient der Realisierung einer Kleinspannung für den
elektrischen Stromkreis mit dem Heizdraht 3 mittels einer
Sekundärspule. Der Heizdraht 3 ist an zwei Höhenverstellungen 4 mit
jeweils wenigstens einem ersten geführt verfahrbaren Teil 7 gekoppelt.
Dazu ist der Heizdraht an zwei Haltern lösbar befestigt,
wobei sich diese an den beabstandet zueinander angeordneten sowie gleit-
oder wälzkörpergeführt verfahrbaren Höhenverstellungen
befinden. Die ersten Teile 7 sind gleichzeitig Bestandteile
des Bügels 2, der gegenüber zweiten Teilen 8 verfahrbar
ist. Die zweiten Teile 8 sind jeweils über ein
feststellbares Drehgelenk 9 auf der Grundplatte 1 befestigt.
Derartige Drehgelenke 9 sind bekannt. Dadurch können
die Höhenverstellungen 4 gegenüber der
Grundplatte 1 gekippt und dabei in verschiedenen Stellungen
fest gestellt werden. An der Schneideinrichtung ist wenigstens ein
Messmittel
- – zur optischen Abstandsmessung,
- – zur Erfassung der Lageänderung oder
- – zur Bestimmung der Position angeordnet,
so
dass wenigstens der Abstand zwischen Heizdraht 3 und Grundplatte 2 messbar
ist.
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Zur
Bestimmung des Abstands ist an einem gegenüber der Grundplatte 1 verfahrbaren
Bestandteil mit dem Heizdraht 3 wenigstens ein Bestandteil des
Messmittels zur optischen Abstandsmessung, zur Erfassung der Lageänderung
oder zur Bestimmung der Position angeordnet, so dass der Abstand zwischen
Heizdraht 3 und Grundplatte 1 erfassbar ist.
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Zur
Bestimmung des Abstands zwischen Heizdraht 3 und Körper
ist an einem gegenüber der Grundplatte 1 einstellbaren
Teil für den Körper wenigstens ein Bestandteil
des Messmittels zur optischen Abstandsmessung, zur Erfassung der
Lageänderung oder zur Bestimmung der Position angeordnet,
so dass der Abstand zwischen einer Wand des Körpers und
dem Heizdraht messbar ist. Der Teil ist dabei vorteilhafterweise
ein Anschlag für den Körper.
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Das
Messmittel ist
- – zur optischen Abstandsmessung
ein Mittel zur Messung der Phasenlage oder ein Triangulationssensor 10,
- – zur Erfassung der Lageänderung ein Inkrementalgeber
und
- – zur Bestimmung der Position ein Potentiometergeber.
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Der
Triangulationssensor 10 ist dazu an der Grundplatte 1 oder
an einem gegenüber der Grundplatte 1 verfahr-
oder einstellbarem Teil 7 für den Heizdraht 3 oder
den Körper angeordnet.
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Die 2 zeigt
dazu einen Triangulationssensor 10 an einem geführt
verfahrbaren Teil 7 der Schneideinrichtung in einer prinzipiellen
Darstellung.
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Bei
der Lasertriangulation wird ein Laserstrahl 11 auf die
Grundplatte 1 fokussiert und mit einem daneben im Triangulationssensor 10 angeordneten
Fotoempfänger in Form einr Kamera, einer ortsauflösenden
Fotodiode oder einer CCD-Zeile das Abbild des reflektierten Laserstrahles 12 erfasst. Ändert
sich die Entfernung der Grundplatte 1 vom Triangulationssensor 10, ändert
sich auch der Winkel und damit die Position seines Abbildes auf
dem Fotoempfänger. Aus der Positionsänderung wird
mit Hilfe der Winkelfunktionen die Entfernung der Grundplatte 1 vom
Triangulationssensor 10 berechnet. Dazu ist der Triangulationssensor 10 mit
einem Datenverarbeitungssystem zusammengeschaltet. Das Datenverarbeitungssystem
und der Triangulationssensor 10 sind vorteilhafterweise
eine Baueinheit.
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Der
Inkremental- oder der Potentiometergeber ist an einem gegenüber
der Grundplatte 1 verfahr- oder einstellbarem Teil für
den Heizdraht 3 oder den Körper ge koppelt. Dazu
ist der zu bewegende Bestandteil des jeweiligen Gebers direkt oder
indirekt an den verfahr- oder einstellbaren Teil gekoppelt. Bei einer
indirekten Kopplung erfolgt die Verbindung über ein Getriebe
oder einen Trieb, hier insbesondere einen Seiltrieb. Dabei ist das
Teil der treibende und das Bestandteil der getriebene Teil.
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Das
Messmittel ist weiterhin mit einem Datenverarbeitungssystem zusammengeschaltet,
welches wenigstens mit einem Datensichtgerät für
wenigstens die Messwerte verbunden ist. Dabei kann das Datenverarbeitungssystem
mit dem Messmittel vorteilhafterweise so zusammengeschaltet sein, dass
die jeweilige Nulllage des Messmittels über wenigstens
eine Taste einstellbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1262010
A [0004]
- - DE 29717912 U1 [0005]
- - DE 29801499 U1 [0006]