Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Frage zum Widerstandsdraht


von T.Baumbach (Gast)


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Hallo,

ich möchte dünne Kunststoffplatten biegen und brauche dazu eine recht 
konstante, schmale Heizquelle.
Dazu würde ich gerne in ein Alu U-Profil (7,5mm breit, ca. 15cm lang) 
einen Heizdraht einbauen, isoliert zum Alu mit z.B. Keramikperlen oder 
Kapton-Band.
Die Temperatur sollte ca. 200 Grad Celsius erreichen.
Den Draht würde ich gerne einmal verdrillen, so dass ich am einen Ende 
eine Schlaufe habe, mit der ich den Draht mit einer Zugfeder befestigen 
kann, damit der Draht, wenn er heiß wird stramm bleibt.
Das andere Ende, also die beiden offnen Enden des Drahtes, befestige ich 
jeweils mit dem inneren Messing-Teil einer Lüsterklemme nd schließe dort 
mein Netzteil an (300W / 12 V).
Meine Frage nun, wenn ich den Draht verdrille ensteht dann nicht ein 
Kurzschluss im Draht? Normalerweise habe ich ja ein Stück Draht von z.B. 
15 cm Länge wo ich an beiden Enden die Spannung anlege.
Wenn ich den Draht aber verdrille dann fließt doch der Strom nicht durch 
die Gesamte Länge sondern nimmt den Weg über die erste Kontaktstelle wo 
der Draht verdrillt ist oder?
Oder sind die Heizdrähte / Widerstandsdrähte (die man z.B. bei Conrad 
bekommt: https://www.conrad.de/de/widerstandsdraht-28-m-5-m-429031.html) 
isoliert?

Oder halbiert sich durch das Verdrillen einfach der Widerstandswert?


Danke...

: Verschoben durch User
von Old P. (Gast)


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T.Baumbach schrieb:

> Meine Frage nun, wenn ich den Draht verdrille ensteht dann nicht ein
> Kurzschluss im Draht? Normalerweise habe ich ja ein Stück Draht von z.B.
> 15 cm Länge wo ich an beiden Enden die Spannung anlege.
> Wenn ich den Draht aber verdrille dann fließt doch der Strom nicht durch
> die Gesamte Länge sondern nimmt den Weg über die erste Kontaktstelle wo
> der Draht verdrillt ist oder?

Wenn es sein muss, den ganzen Draht verdrillen, oder aber nur das Ende 
zur Öse. Den Strom dann über die Feder ins andere Ende einspeisen.
Besser Du krimpst die Öse und legst dabei noch ein ordentliches Stück 
Litze mit in die Krimphülse (z.B. Aderendhülse) Den Strom dann direkt 
über die Litze und am Anfang über eine Lüsterklemme oder auch Krimpung.
Du kannst natürlich auch auf beide Seiten mit Lüsterklemme ;-)

> Oder sind die Heizdrähte / Widerstandsdrähte (die man z.B. bei Conrad
> bekommt: https://www.conrad.de/de/widerstandsdraht-28-m-5-m-429031.html)
> isoliert?

Gibt es auch, der gezeigte scheint blank zu sein.

> Oder halbiert sich durch das Verdrillen einfach der Widerstandswert?

Genau ;-)

Old-Papa

von Hp M. (nachtmix)


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T.Baumbach schrieb:
> wenn ich den Draht verdrille ensteht dann nicht ein
> Kurzschluss im Draht?

Wahrscheinlich schon.
Verdrill ihn doch einfach nicht, sondern spanne ihn U- ooder V-förmig 
auf.

P.S.:

Old P. schrieb:
> Den Strom dann über die Feder ins andere Ende einspeisen.

Das dürfte schief gehen und nur die Feder ausglühen.

: Bearbeitet durch User
von Günter Lenz (Gast)


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Der Draht ist nicht isoliert, es entsteht ein Kurzschluß.
Aluminium ist ein guter Wärmeleiter, du hast dann keine
schmale Heizquelle mehr.

von Old P. (Gast)


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Hp M. schrieb:

> Old P. schrieb:
>> Den Strom dann über die Feder ins andere Ende einspeisen.
>
> Das dürfte schief gehen und nur die Feder ausglühen.

Kommt auf die Feder an ;-) Ansonsten schrieb ich ja, dass ein 
mitgekrimpter Litzenanschluss besser ist.

Old-Papa

von Günter Lenz (Gast)


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Noch ein Tipp, wie ich es machen würde:
Eine Eisenstange, etwa 4mm bis 5mm stark, und da Strom
durchfließen lassen damit sie sich erwärmt. Die Spannung
die du dafür brauchst wird sehr gering sein, unter 1V,
vielleicht 0.1V, muß man ausprobieren. Der Strom ist aber
sehr hoch. Du brauchst dafür fingerdicke Leitungen und
einen dicken Trafo.

von nemesis... (Gast)


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Man kann den Heizdraht auch im U-Alu-Profil spannen
(wozu verdrillen?) und dann mit Natriumsilikat verfüllen.
http://www.ebay.de/itm/Soudal-Calofer-310ml-12-42-l-Kachelkitt-Ofenkitt-Kaminkitt-feuerfest-1500-C-/370992905171?hash=item5660e67bd3:g:uhQAAOSwZd1VWZwD
Jeder Edelstahl-ummantelte Heizstab wird damit gebaut.
So ist das nämlich weniger kurzschlussgefährdet.
Günstig wäre die Heizung zu regeln da ja Wärme
abgeführt wird. Für einen Zehner kann man ein günstige
Regelung beim Chinamann erwerben.
http://www.ebay.de/itm/191843474737?_trksid=p2060353.m1438.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
Man braucht dann nur noch ein Relais, am besten ein elektronisches.

T.Baumbach schrieb:
> ich möchte dünne Kunststoffplatten biegen und brauche dazu eine recht
> konstante, schmale Heizquelle.
> Dazu würde ich gerne in ein Alu U-Profil (7,5mm breit, ca. 15cm lang)
> einen Heizdraht einbauen, isoliert zum Alu mit z.B. Keramikperlen oder
> Kapton-Band.
> Die Temperatur sollte ca. 200 Grad Celsius erreichen.
Wird wahrscheinlich zu gering sein, 250°C oder mehr passt
vermutlich besser. Lötkolben gehen ja auch mal locker bis 450°C
obwohl man nur so 220°C benötigt. Man sollte sich also die
Regelbarkeit der Temperatur als Option offen halten.
Kaptonband ist zwar grundsätzlich für den Temperaturbereich
geeignet, aber ob das auch für den Kleber gilt möchte ich
zumindest mal bezweifeln. Wo bekommt man denn die Keramikperlen?

von nemesis... (Gast)


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Noch was, als Kontaktklemmen gibts Lüsterklemmen mit Porzellan
als Isolator die für so eine Anwendung geeigneter sind.
http://www.ebay.de/sch/i.html?_from=R40&_trksid=p2060353.m570.l1313.TR0.TRC0.H0.XL%C3%BCsterklemme+porzellan.TRS0&_nkw=L%C3%BCsterklemme+porzellan&_sacat=0

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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D.h. eigentlich willst du das Aluprofil heizen? Dann nimm eine 
Halogenstablampe. Noch kann man die käuflich in vielen verschiedenen 
Grössen und Leistungen erwerben.
Wird in Laserdruckern so praktiziert (Heizung der Fixiereinheit).

von Jobst M. (jobstens-de)


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In Laserdruckern werden Halogen-Stablampen als Heizung in einem Rohr 
verwendet.

... da war jemand Sekundenbruchteile schneller ...

Gruß

Jobst

: Bearbeitet durch User
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Jo. 2 Dumme, ein Gedanke :-)
Immer auch ein wenig um die Ecke denken lohnt sich oft.

Und da der Lötkolben oben schon angesprochen wurde - warum nicht einen 
verwenden? Oder zumindest dessen Heizpatrone?

Mit selbstgefrickeltem Heizdraht wird das jedenfalls nichts Gescheites.

von Schwanzlurch (Gast)


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In einem Make Heft gab es mal sowas: 
http://www.heise.de/make/inhalt/2015/5/66/

von L. H. (holzkopf)


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T.Baumbach schrieb:
> ich möchte dünne Kunststoffplatten biegen und brauche dazu eine recht
> konstante, schmale Heizquelle.

Denke, Du unterliegst in der Ausführung Deines Vorhabens einem 
grundsätzlichen Trugschluß. :)

200 °C ist die durchschnittliche Plastifizierungs-T von Kunststoffen.
Was meinst Du, wird geschehen, wenn Du versuchst, nun eine Platte über 
einen beheizten scharfen Winkel zu biegen?

Denk dabei mal daran, wie dickere Stahlbleche (nur noch) gebogen werden 
können.
Ist bei Kunststoff-Platten auch nicht anders:
Du mußt die gesamte Biegezone plastifizieren können, damit Du die Platte 
biegen kannst. ;)

von (prx) A. K. (prx)


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Als Stromanschluss für den Draht nimmt man etwas, das man an den Draht 
vor der Feder klemmt.

H.Joachim S. schrieb:
> Mit selbstgefrickeltem Heizdraht wird das jedenfalls nichts Gescheites.

Doch. Hab auf diese Art vor Ewigkeiten u.A. eine Kleinserie von 
Plexiglasgehäusen damit gebaut. Hat mehr als einen Draht gekostet, ging 
aber gut, nachdem wir den Abstand raus hatten.

L. H. schrieb:
> Was meinst Du, wird geschehen, wenn Du versuchst, nun eine Platte über
> einen beheizten scharfen Winkel zu biegen?

Mit Winkel klappt das nicht recht.

Draht an Nägeln an der Seite einer Holzplatte befestigen. Den Abstand 
zur Fläche muss man ausprobieren, damit nicht zu nah dran und nicht zu 
weit weg. Dann Kunststoffplatte drauf und frei Luft nach oben biegen, 
etwas über die 90° hinaus, weils etwas zurück federt.

: Bearbeitet durch User
von T.Baumbach (Gast)


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Hi,

danke an alle für die rege Diskussion und die Tipps! Hilft mir sehr 
weiter!
Ich denke die Idee mit der Keramikfüllung ist gut und werde das mal 
ausprobieren.
Keramikperlen bekommt man im Bastelladen der auch Sachen für Schmuck 
unsw. hat. Oder im Internet mal nach 'Keramikperlen' googlen.

Klar ist Aluminium ein guter Wärmeleiter. Ich werde das Aluprofil 
zwischen zwei Platten (welches Material muss ich noch sehen - wäre 
Multiplex geeignet?) machen so dass die meiste Hitze nach oben in den zu 
biegenden Kunststoff geht.

Als Regelung wollte ich einen Arduino nehmen.
Damit steuere ich über PWM einen MOSFET (Typ IRLIZ44N) an.

von Walta S. (walta)


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Viel zu kompliziert. Ein dünner gespannter Draht, Trafo dran, Platte mit 
etwas Abstand darüber. Nach ein paar Versuchen hat man die Zeit und die 
Dauer gut im Griff. Wenn man unbeding will dann kann man eine kleine 
Steuerung einbauen. Ein einfacher PWM Regler für ein paar Euro genügt.

walta

von T.Baumbach (Gast)


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Hi,

eine Frage noch zu der 'Keramikpaste'.
Wenn ich nun den Widerstandsdraht U-förmig biege, dann in das Alu-Profil 
(mit Abstand zum Aluprofil) einlege und es dann mit der Keramikpaste 
zugieße dann kann sich ja der Draht nicht mehr ausdehnen, da er ja 
komplett in der (nun gehärteten) Keramikpaste liegt. Ist das ein 
Problem?

von Old P. (Gast)


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T.Baumbach schrieb im Beitrag #4616742
> eine Frage noch zu der 'Keramikpaste'.
> Wenn ich nun den Widerstandsdraht U-förmig biege, dann in das Alu-Profil
> (mit Abstand zum Aluprofil) einlege und es dann mit der Keramikpaste
> zugieße dann kann sich ja der Draht nicht mehr ausdehnen, da er ja
> komplett in der (nun gehärteten) Keramikpaste liegt. Ist das ein
> Problem?

Ja, nein, vielleicht....
Im Ernst: Das kannst Du nur mit einem Versuch herausfinden.
Pfiffig wäre es, den ganzen Heizdraht vorher in kleine Wellen zu biegen 
;-)

Old-Papa

von (prx) A. K. (prx)


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L. H. schrieb:
> Du mußt die gesamte Biegezone plastifizieren können, damit Du die Platte
> biegen kannst. ;)

Wenn man eine nicht sehr dünne Kunststoffplatte mit etwas Abstand zur 
Aussenseite des entstehenden Winkels heizt, dass ist ebendiese 
Aussenseite naturgemäss heisser als die Innenseite. Das kann durchaus 
sinnvoll sein. Denn dann dehnt sich die weiche heisse Aussenseite und an 
der kühleren und damit steiferen Innenseite entsteht auch ohne präzise 
Führung ein ziemlich guter wulstfreier Winkel an genau der richtigen 
Stelle.

Ist der Kunststoff hingegen beidseitig sehr plastisch, dann ist ein 
präziser Winkel ohne Führung schwer zu erreichen.

: Bearbeitet durch User
von T.Baumbach (Gast)


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Hallo,

bin mit meinem Heizdraht-Projekt einwenig weitergekommen.
Die Länge der Heizzone ist recht klein. 15cm in der Länge und 0.8 cm in 
der Breite (Alu-U-Profil, offene Seite nach oben, wo ich die 
Kunststoffplatten auflege)
Habe einen Arduino Uno, zwei 4-stellige LED-7-Segment Anzeigen (für 
Soll- und Istwert), einen Temperaturfühler (über MAX31855) und einen 
Dreh-Enkoder am Laufen. Außerdem einen MOSFET (IRLIZ44N) zur Ansteuerung 
des Heizdrahtes. Soweit so gut.
Als Heizdraht habe ich erstmal zwei Varianten zum Testen:

1. 5 Ohm pro Meter
2. 2.5 Ohm pro Meter

Davon habe ich jeweils 30 cm abgetrennt und in der Mitte als U gebogen, 
so dass ich zwei Stücke á 15 cm Länge bekomme.
Die Heizrdähte habe ich in ein 15cm Alu U-Profil gepackt und mit der 
Soudal-Calufer Keramikpaste an drei Stellen im U-Profil fixiert.

Mein erste Frage:

Kann / soll ich den Draht in das U-Profil komplett mit der Keramikpaste 
einkleben? Oder ist es besser dies (wie ich es jetzt getan habe) links, 
in der Mitte und rechts einwenig Paste aufzutragen, damit der Draht im 
U-Profil hält?

Jetzt steht ja das Anschließen des Heizdrahtes an. Dazu verwende ich 
einen MOSFET vom Typ IRLIZ44N und einen Pin des Arduino.

Jetzt stellen sich weitere Fragen:

- Nehme ich einen DigitalPin und schalte den Heizdraht darüber ein- und 
aus? Habe da was über Zweipunktregelung gelesen, weiß aber nicht, wie 
ich es hinbekomme, dass er sich auf eine Temperatur von ca. 200°C 
einpendelt.

- Oder nehme ich da einen PWM-Pin und Regle die Leistung und darüber die 
Temperatur?

Was meint ihr? Zweipunktregelung oder PWM und evtl. PID-Regler über die 
PID-Library des Arduino?


Danke für jede Art von Hilfestellung...

von Lurchi (Gast)


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Ob man den Draht komplett in die Paste einbetten kann hängt von der 
Paste ab. Im Prinzip sollte das den besseren Wärmekontakt geben. Nur 
punktweise hat man aber mehr Möglichkeiten zum Nachmessen.

Vermutlich sollte auch schon der 2 Punkt Regler ausreichen. Bei einem 
ungünstigen thermischen Aufbau braucht man ggf. die PID Version und 
einen dann nicht ganz so einfachen Abgleich.  Es hängt auch davon ab wo 
der Temperatursensor sitzt und wie schnell der Anspricht. Ich würde mit 
der 2 Punkt Version anfangen - man kann ja immer noch auf PID umstellen. 
So schnell muss die PWM Frequenz eher nicht sein, das geht also auch mit 
Software PWM, an jedem IO Pin.

von stef (Gast)


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Hallo Baumbach

T.Baumbach schrieb:
> Mein erste Frage:
>
> Kann / soll ich den Draht in das U-Profil komplett mit der Keramikpaste
> einkleben? Oder ist es besser dies (wie ich es jetzt getan habe) links,
> in der Mitte und rechts einwenig Paste aufzutragen, damit der Draht im
> U-Profil hält?

Ich würde den Draht auf jeden Fall auf ganzer Länge einkleben. Mit der 
Überlegung, dass die die ganze Biegelänge Homogen geheizt wird.

T.Baumbach schrieb:
> Jetzt stellen sich weitere Fragen:
>
> - Nehme ich einen DigitalPin und schalte den Heizdraht darüber ein- und
> aus? Habe da was über Zweipunktregelung gelesen, weiß aber nicht, wie
> ich es hinbekomme, dass er sich auf eine Temperatur von ca. 200°C
> einpendelt.
>
> - Oder nehme ich da einen PWM-Pin und Regle die Leistung und darüber die
> Temperatur?

Ich würde einmal mit einem Zweipunktregler starten. Wenn dieser nicht 
ausreicht kannst du immer noch einen PID Regler Implementieren.


Viel Erfolg

gruss stef

von T.Baumbach (Gast)


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Hi,

der Thread geht hier weiter, weil es jetzt mehr um Elektronik geht ;-)

Beitrag "Heizdraht-Projekt"

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