Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Styroporschneider / Thermoschneider


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von TBMARA (Gast)


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Einen schönen Abend an die Elektronikfreunde hier!

Ich will mir einen Styroporschneider selber bauen, im Internet gibt es 
jede Menge Anleitungen aber nirgends habe ich einen Schaltplan gesehen. 
In den meisten Videos wird einfach ein Netzteil mit z.B. 12V und 0,5A 
direkt an beide Enden eines Heizdrahtes angeschlossen, das wars. Erzeuge 
ich damit nicht einen Kurzschluss und muss da nicht eigentlich ein 
Vorwiderstand ran um eine definierte Strommenge durch den Draht zu 
jagen?

von HildeK (Gast)


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TBMARA schrieb:
> In den meisten Videos wird einfach ein Netzteil mit z.B. 12V und 0,5A
> direkt an beide Enden eines Heizdrahtes angeschlossen, das wars.

Ja und? Das passt doch, wenn der Heizdraht 24Ω hat. Wenn nicht, dann 
sind es entweder keine 12V oder keine 0.5A. Gesetz von Georg Simon Ohm.

Du beziehst dich hier auf Quellen und stellst dazu Fragen, ohne uns von 
diesen Quellen in Kenntnis zu setzen.

von MaWin (Gast)


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TBMARA schrieb:
> Erzeuge ich damit nicht einen Kurzschluss u

Nein, weil es sich um einen WIDERSTANDSDRAHT handelt, z.B. aus 
Konstantan.

Der muss vom Durchmesser und der Länge aber zu deinem Netzteil passen.

Besser, man verwendet einen regelbaren Modelleisenbahntrafo dafür.

von TBMARA (Gast)


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Ok verstanden es ist ein Draht mit Widerstand dadurch stellt sich eine 
bestimmte Stromstärke ein.

Kennt ihr eine Formel anhand der man die Drahttemperatur berechnen kann?

von TBMARA (Gast)


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Eine Formel anhand der man die Drahttemperatur abhängig von der 
Stromstärke und Widerstand berechnen kann meine ich.

von Markus E. (markus_e176)


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Wenn du Strom und Spannung misst, kannst du, basierend auf dem 
Widerstand bei Raumtemperatur und dem Temperaturkoeffzienten des 
Widerstandes (vom Draht) die Temperatur berechnen.

Im Vorhinein berechnen, so dass du sagen kannst bei Spannung x und Strom 
y (wobei sich der Strom automatisch ergibt), hat der Draht Temperatur z, 
kannst du (normalerweise) nicht, weil du die Kühlbedingungen des Drahtes 
nicht genau genug bestimmen kannst.

Du könntest auf den Widerstand als Sollgröße regeln, wenn du eine fixe 
Temperatur haben möchtest.

von TBMARA (Gast)


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Markus E. schrieb:
> Im Vorhinein berechnen, so dass du sagen kannst bei Spannung x und Strom
> y (wobei sich der Strom automatisch ergibt), hat der Draht Temperatur z,
> kannst du (normalerweise) nicht, weil du die Kühlbedingungen des Drahtes
> nicht genau genug bestimmen kannst.

Kann man es nicht wenigstens näherungsweise berechnen? Ich will 
eigentlich nur die 60°C Marke passieren, ab da schmilzt Styropor.

Ich habe ein Netzteil (von Conrad für 15 Euro) das kann 12W Leistung 
abgeben, also 12V und 1A. Ich habe mal eine Beispielrechnung gemacht:
U=12V
R_Draht = 5,25 Ohm (Draht hat 21 Ohm / m), Drahtlänge soll 25cm sein
I = 2,29A
P = 27,24W

Begrenzen Netzteile eigentlich den Strom? 24W ist ja doppelt so hoch wie 
das Netzteil kann.

von MaWin (Gast)


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TBMARA schrieb:
> Kennt ihr eine Formel anhand der man die Drahttemperatur berechnen kann?

Es gibt keine.

Unter Wasser wird er nicht so warm wie im Sturm, ohne Wind wird er 
wärmer, im Styropor verpackt noch wärmer, und gewendelt sowieso.

von Thomas B. (thombde)


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TBMARA schrieb:
> Begrenzen Netzteile eigentlich den Strom?

Nein, leider nicht. (oder Sicherung fliegt, oder es kokelt)
Entweder Du begrenzt den Strom, oder der Widerstand des Heizdrahts.
Das Netzteil muss natürlich die Leistung liefern.
Eher Faktor 1,5

von TBMARA (Gast)


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Thomas B. schrieb:
>> Begrenzen Netzteile eigentlich den Strom?
>
> Nein, leider nicht. (oder Sicherung fliegt, oder es kokelt)
> Entweder Du begrenzt den Strom, oder der Widerstand des Heizdrahts.
> Das Netzteil muss natürlich die Leistung liefern.
> Eher Faktor 1,5

Danke für den Hinweis.


Ich habe folgende Formel gefunden:
R2 = R1 * (1 + alpha20 * (T2 - T1))
alpha20 = 0,004 1/K (soll für viele Metalle zutreffend sein)

Das Problem ist, dass ich den Widerstand bei T2 kennen (oder messen 
muss).

Es gibt noch die Formel W = U * Q mit Q = I * t. Lässt sich damit was 
näherungsweise berechnen?

von TBMARA (Gast)


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Oder ich schließe mein Universal Laptop Netzteil an und messe dann mal 
rein interessehalber den Widerstand. Das Ding hat genug Leistung und ist 
nicht gleich überfordert. Als Nebeneffekt hätte ich dann auch die T-R 
Kennlinie.

von Markus E. (markus_e176)


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TBMARA schrieb:
> Ich habe folgende Formel gefunden:
> R2 = R1 * (1 + alpha20 * (T2 - T1))
> alpha20 = 0,004 1/K (soll für viele Metalle zutreffend sein)
>
> Das Problem ist, dass ich den Widerstand bei T2 kennen (oder messen
> muss).

Den Widerstand bei Raumtemperatur hast du gegeben (21 Ohm/m). Bei der 
gewünschten Temperatur kannst du den Widerstand mit der Formel dann 
ausrechnen.
Aber du solltest klären, ob das Alpha für deinen Draht wirklich stimmt.

> Es gibt noch die Formel W = U * Q mit Q = I * t. Lässt sich damit was
> näherungsweise berechnen?
Was willst du damit berechnen?
Die Ladung bringt nicht viel (=nichts).
Die Formeln für Leistung und Widerstand reichen.

Das Problem ist, dass du selbst mit einem regelbaren Netzteil nicht 
hinkommst.
Wenn du dort eine Spannung einstellst, fließt Strom. Dieser erwärmt den 
Draht, der Widerstand ändert sich, damit ändert sich der Strom usw.
Das wirst du nicht stabil bekommen. Spätestens, wenn sich die 
thermischen Bedingungen ändern (Styropor / kein Styropor), reicht es 
nicht mehr, das einfach einzustellen. Für stabile Temperatur wirst du 
irgendeine Art von Regelung brauchen...

von MaWin (Gast)


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Markus E. schrieb:
> Das wirst du nicht stabil bekommen

Na na, du hast offenkundig noch nie Styropor geschnitten, schon gar 
nicht mit einem selbst gebauten Styroporschneider.

Hummeln können auch nicht fliegen, sagte mal jemand.

von Mani W. (e-doc)


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TBMARA schrieb:
> Ok verstanden es ist ein Draht mit Widerstand dadurch stellt sich eine
> bestimmte Stromstärke ein.

Und die muss die Sekundärseite liefern können -Bei einem Stahldraht
sind dann nur ein paar fette Windungen notwendig...

TBMARA schrieb:
> Kann man es nicht wenigstens näherungsweise berechnen? Ich will
> eigentlich nur die 60°C Marke passieren, ab da schmilzt Styropor.

Du musst es in der Praxis austesten und optimieren - heißt, ein
paar Windungen mehr oder weniger - mach auch jede Lötpistole...

https://strawpoll.de/loetpistole

TBMARA schrieb:
> Ich habe folgende Formel gefunden:
> R2 = R1 * (1 + alpha20 * (T2 - T1))
> alpha20 = 0,004 1/K (soll für viele Metalle zutreffend sein)

Die kannst Du Dir ins schlaue Buch schreiben, hilft Dir in der
Praxis aber nichts...

TBMARA schrieb:
> Oder ich schließe mein Universal Laptop Netzteil an und messe dann mal
> rein interessehalber den Widerstand. Das Ding hat genug Leistung und ist
> nicht gleich überfordert. Als Nebeneffekt hätte ich dann auch die T-R
> Kennlinie.

Mit der Du wieder nichts anfangen kannst...

von Ralf X. (ralf0815)


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TBMARA schrieb:
> Ich habe folgende Formel gefunden:
> R2 = R1 * (1 + alpha20 * (T2 - T1))
> alpha20 = 0,004 1/K (soll für viele Metalle zutreffend sein)
>
> Das Problem ist, dass ich den Widerstand bei T2 kennen (oder messen
> muss).
>
> Es gibt noch die Formel W = U * Q mit Q = I * t. Lässt sich damit was
> näherungsweise berechnen?

Anfang der 60er (letztes Jahrhundert) war ich in der 2ten 
Grundschulklasse und baute meinen ersten Styroporschneider, ohne auch 
nur eine einzige "elektrische" Formel zu kennen.
Allerdings wusste ich damals schon, dass bei schweren Trafos Power im 
Spiel ist und "Kurzschlüsse" Drähte glühen oder sogar durchbrennen 
lassen.
Oder der Trafo, wenn der "Kurzschlussdraht" zu dick ist.
Oder meine Mutter maulte, wenn das Licht ausging..
Achja, auch dass die Spannung nicht zu hoch sein sollte, wenn man da mit 
den Pfoten ranpackt oder den Hamster über die Schienen der Eisen- oder 
Autobahn schickt und es ggf. dort gerade auch noch feucht ist.

Mit "Klingeldraht" konnte man antesten, bei wievielen Metern der an 6, 
8, 12, 24, 36 Volt wie heiss wurde, wenn es der Trafo packte.
Alles  mit Handauflegen am Trafo und beobachten, wann sich die 
Isolierung vom Klingeldraht auflöst.
Und DANACH wurde getestet, bei welchem Spannungsanschluss welcher 
Drahtlänge sich welche Styropordicke/Art schneiden liess.

Blöd, dass man zum Schneiden mittels Draht auch mechanische Spannung 
braucht, was Alu oder Kupfer gerade unter Hitze weniger mag.
Ruckzuck war festgestellt, dass sich alte Saiten von Geigen, Gitarren, 
Klavieren zigfach besser eigneten.
Und als Spannvorrichtung dienten einfache dünne Äste von Weiden, etc.., 
andere oder auch ich bauten damals auch Flitzebogen, etc. daraus.

TBMARA schrieb:
> Kann man es nicht wenigstens näherungsweise berechnen? Ich will
> eigentlich nur die 60°C Marke passieren, ab da schmilzt Styropor.

Da müssten abermillionen Isolierungen von Dächern, Fassaden, Milliarden 
von Paketen alle naslang zusammenschmelzen, bzw. nicht existieren.

Teste Dich einfach von UNTEN an Dein Ziel.
Und in diesem Fall bitte per Trafo und nicht Schaltnetzteil, die ggf. 
ganz schnell durchbrennen und Du eh nur AC brauchst.
Auch wenn es mit DC funktionieren und besser regelbar würde.
In Deinem Stadium aber eher fehl am Platz.

von Joachim B. (jar)


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TBMARA schrieb:
> Ok verstanden es ist ein Draht mit Widerstand

merkwürdigerweise hat JEDER Draht einen Widerstand, massives 1,5mm² 
Kupfer auf 30cm braucht 174A um durchzubrennen, es würde also auch 
weniger reichen zum Erhitzen.
Man könnte auch Stahldraht nehmen der ist zumindest stabiler, nur hat 
nicht jeder passende Netzteile.

von Mani W. (e-doc)


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Ralf X. schrieb:
> Anfang der 60er (letztes Jahrhundert) war ich in der 2ten
> Grundschulklasse und baute meinen ersten Styroporschneider, ohne auch
> nur eine einzige "elektrische" Formel zu kennen.
> Allerdings wusste ich damals schon, dass bei schweren Trafos Power im
> Spiel ist und "Kurzschlüsse" Drähte glühen oder sogar durchbrennen
> lassen.

Ich habe so einen erst Ende der Sechziger gebaut (auch letztes
Jahrtausend, also früher (tm)...

Ralf X. schrieb:
> Mit "Klingeldraht" konnte man antesten

Geht super! Ohne Isolierung...

Ralf X. schrieb:
> Blöd, dass man zum Schneiden mittels Draht auch mechanische Spannung
> braucht, was Alu oder Kupfer gerade unter Hitze weniger mag.
> Ruckzuck war festgestellt, dass sich alte Saiten von Geigen, Gitarren,
> Klavieren zigfach besser eigneten.

Eben! Stahldraht is the best...

Und am besten wäre eine einstellbare Stromquelle, ist ganz leicht zu
bauen...

von Mani W. (e-doc)


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Für so ein Schneid(Schmelzgerät) würde ich einem Bastler empfehlen:

80-100 VA Trafo nur mit Primärwicklung, auf der Sekundärseite kann
dann buchstäblich Wdg. für Wdg. abgeglichen werden, man könnte
Kupferlackdraht mit 1 mm Durchmesser verwenden, das reicht für
6-10 Ampere...

Alternativ 1,5er oder besser 2,5er Installationsdraht mit Isolierung
draufwickeln...

Und als Halterung für den Draht wurde oft ein Laubsägebogen genutzt,
zwecks Spannung und
ein Ende des Drahtet muss allerdings isoliert eingeklemmt sein...

It´s so easy!

: Bearbeitet durch User
von Trafo (Gast)


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Vergiss die Vorposter. Die Technik gibts seit 100 Jahren als 
Klingeltrafo und explizit berechnen musst Du gar nichts-

Beitrag "Hartschaum Schneider mit12 V-Trafo - Ideen gesucht"

Orientier Dich am funktionierenden Folienschweisser für Tiefkühlbeutel, 
ist genau dasselbe wie Styroporschneider in Flach mit 12 V 60 W 
Zzweikammer = klassischer Klingeltrafo kurzschlussfest.

Finrge weg von brandgefährlichen Eigenentwicklungen.

kleinere Trafos haben Einschaltdauer von z.B. 10%-20% dieselbe Technik 
gibts für Lötpistolen.

oder groß zur AP-Montage und Dauerbelastung um ein ganzes Haus zu 
beklingeln.

Heizdraht gibts in alten Bügeleisen u.a. E-Geräte, einige Meter hat 
jeder Hobbytroniker, frag nach.

von profundes Halbwissen (Gast)


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TBMARA schrieb:
> Ich will
> eigentlich nur die 60°C Marke passieren, ab da schmilzt Styropor.

Eher 240°C
https://de.wikipedia.org/wiki/Polystyrol

Die Drahttemperatur ist jetzt auch keine Raketenwissenschaft.
Schneiden geht schneller / langsamer je nach Leistung.
Das habe ich schon als 12jähriger mit einer Autobatterie und Stahldraht 
hinbekommen.
Weinger Reden, mehr machen!

von Wolfgang (Gast)


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TBMARA schrieb:
> Eine Formel anhand der man die Drahttemperatur abhängig von der
> Stromstärke und Widerstand berechnen kann meine ich.

Nein. Die Temperatur hängt davon ab, wie gut dein Draht gekühlt wird.
Je nach dem, ober er frei von Luft umströmt wird, mit einem 
Ventilator/Luftzug angeströmt wird, ruhig in einem thermisch 
isolierenden Material liegt oder zügig durch Styropor gezogen wird, kann 
die Temperatur bei gleichem Strom sehr unterschiedlich sein.

Wenn du auf konstante Temperatur Wert legst, brauchst du eine Regelung, 
die die Temperatur des Drahtes laufend misst und den Strom passend 
variiert.

Ein Konstantandraht ist dafür allerdings denkbar ungeeignet, weil der 
Widerstand (weitgehend) unabhängig von der Temperatur ist.
Bei einem anderen Draht, dessen Widerstand sich mit der Temperatur 
ändert, kannst du den Draht selber als Temperatursensor verwenden. Dazu 
muss im Betrieb laufend der Widerstand gemessen werden und der Strom 
oder die Spannung so gesteuert werden, dass die Temperatur konstant 
bleibt.

von Hans B. (baum)


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... ich habe früher für den Flugmodellbau viel mit 0,3mm Durchmesser 
Federstahldraht geschnitten und jetzt nachgemessen:

Federstahldraht (aus Modellbaubedarf od. f. Musikinstrumente)
erforderlich waren ca. 2A und ca. 7,5V/m

Einen Spezialdraht zum Styroschneiden hab ich auch noch gefunden:
(vermutlich eine zunderfeste Legierung;  Hersteller od. Lieferant nicht 
mehr bekannt)
0,5mm Durchmesser:   ca.2A u. ca. 11V/m

von Johannes S. (jojos)


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ich habe vor kurzem noch XPS Platten geschnitten und eine quick 'n dirty 
Lösung gebaut. Als Schneidedraht hatte ich noch alten Konstantan oder 
Widerstandsdraht, habe ich schon seit zig Jahren und war unbeschriftet. 
LNG dran, Stromregelung an und solange hochgedreht bis der Draht zügig 
durch XPS ging. Auf ca. 15 cm Drahtlänge waren das 12 Watt.
Widerstandsdraht gibts z.B. günstig bei Conrad: 
https://www.conrad.de/de/search.html?search=konstantandraht&category=%1Ft13%1Fc17441
Konstantandraht findet man bei eBay.

von bingo (Gast)


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von Trafo (Gast)


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profundes Halbwissen schrieb:
> als 12jähriger mit einer Autobatterie und Stahldraht
> hinbekommen.

12_Volt ohne Dauerwelle? Respekt! ;)

von Johannes S. (jojos)


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und kurzer Draht oder Kugelschreiberfedern waren dann für den Fernzünder 
für Raketen :) Waren das noch Zeiten...

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