Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie funktionieren professionelle Hitzedraht-Styroporschneider?


von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ein Kumpel ist auf der Suche nach einer passenden Stromversorgung bzw. 
Gesamtaufbau für einen Styroporschneider. Bislang sind die Ergebnisse 
"durchwachsen" würde ich das nennen, es schneidet zwar bei etwa 
3,5V/10..15A am Draht, aber nicht besonders schnell und der Draht 
beginnt dabei bereits zu glühen, wenn er nicht im Material ist.

Daher hätte ich mal Fragen zum Optimierungspotential...
Welche Art von Draht benutzen professionelle Styropor-Drahtschneider, 
gibt es evtl. Draht mit NTC-Verhalten, so daß die Erhitzung überwiegend 
an den Stellen stattfindet, wo die Wärme auch tatsächlich gebraucht 
wird? Gibt es eine Möglichkeit, die thermische Belastung des Drahtes zu 
messen und den Strom nachzuregeln, so daß eine bessere Schneidleistung 
ohne (partielle) Überlastung/Überhitzung des Drahtes erreicht werden 
kann?

von Michael B. (laberkopp)


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Ben B. schrieb:
> Welche Art von Draht benutzen professionelle Styropor-Drahtschneider

https://www.dittmar-werkzeuge.de/Proxxon-Ersatzschneidedraht-fuer-THERMOCUT-230/E-Spule-mit-30m-28080.html

Ben B. schrieb:
> gibt es evtl. Draht mit NTC-Verhalten, so daß die Erhitzung überwiegend
> an den Stellen stattfindet, wo die Wärme auch tatsächlich gebraucht wird

Styroporschneidedraht ist normaler NickelChrom Draht, 'Kanthaldraht' 
meist mit 0.2 bis 0.4mm.

Ben B. schrieb:
> aber nicht besonders schnell und der Draht beginnt dabei bereits zu
> glühen, wenn er nicht im Material ist.

Nimm dickeren Draht, bei dem ist das Problem geringer.

von H. H. (hhinz)


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Ben B. schrieb:
> Welche Art von Draht benutzen professionelle Styropor-Drahtschneider,

Keinen Runddraht, sondern einen Blechstreifen.

von Thomas (kosmos)


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Schau mal bei Hornbach da gibts den Draht in 120 und 137cm fix und 
fertig zum Einspannen.

Hier mal ein Bild zur Zusammensetzung und dem Widerstand
https://f.media-amazon.com/images/I/71ACRQCSLFL._SX522_.jpg

und ein fertiger Trafo
https://www.ebay.de/itm/326068417678

dazu ein kleiner PWM Regler und ggf. ein Taster um das Ding 
bedarfsgerecht einschalten zu können.

von Thomas R. (thomasr)


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Das Gerät was die Fassadenbauer letztens genutzt haben lief mit einem 
fetten 36Volt Trafo. Der Schneiddraht war aber auch über einen Meter 
lang und fraß sich von selbst (gewichtsbelastet) durch die Dämmplatten 
(nicht drücken!). Der Draht sah nach CrNi aus und war ca. 0,5mm

Im Selbstbau habe ich schon simplen Stahldraht verwendet. Das erfordert 
aber ein einstellbares Netzteil und Fingerspitzengefühl ;-)

: Bearbeitet durch User
von Roland E. (roland0815)


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Ben B. schrieb:
> Ein Kumpel ist auf der Suche nach einer passenden Stromversorgung bzw.
> Gesamtaufbau für einen Styroporschneider. Bislang sind die Ergebnisse
> "durchwachsen" würde ich das nennen, es schneidet zwar bei etwa
> 3,5V/10..15A am Draht, aber nicht besonders schnell und der Draht
> beginnt dabei bereits zu glühen, wenn er nicht im Material ist.
>
> Daher hätte ich mal Fragen zum Optimierungspotential...
> Welche Art von Draht benutzen professionelle Styropor-Drahtschneider,
> gibt es evtl. Draht mit NTC-Verhalten, so daß die Erhitzung überwiegend
> an den Stellen stattfindet, wo die Wärme auch tatsächlich gebraucht
> wird? Gibt es eine Möglichkeit, die thermische Belastung des Drahtes zu
> messen und den Strom nachzuregeln, so daß eine bessere Schneidleistung
> ohne (partielle) Überlastung/Überhitzung des Drahtes erreicht werden
> kann?

Die meisten haben einfach eine einstellbare Stromquelle am Draht hängen.

Wenn mans selber bauen möchte, könnte man einen Draht mit 
Temperaturabhängigkeit (PTC) verwenden. Dann drosselt der zum Einen 
selber die Leistung, wenn er (zu)warm wird, und man könnte eine 
Temperaturegelung darüber machen.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ich danke euch für den Input, ich gebe das erstmal so weiter.

Ein Draht mit PTC-Verhalten kann man dafür eigentlich nicht brauchen, 
der wird dann an den heißesten Stellen noch heißer. Man bräuchte was mit 
NTC-Verhalten, so daß die Heizleistung an den heißen Stellen abnimmt und 
an den kalten Stellen (wo man sie braucht) gesteigert wird. Ich weiß 
aber nicht, ob es einen solchen Draht überhaupt gibt. Wenn nicht, wäre 
ein konstanter Widerstand über den Temperaturbereich das beste, was 
geht.

Die Regelung kann man evtl. als "echtes" Netzteil bauen, mit 3..4V 
Ausgangsspannung, oder Trafo passend wickeln... ich habe auch noch einen 
100W-Halogentrafo da - vielleicht einfach den nehmen und 'ne 
Phasenanschnittsteuerung für die Leistungsregelung...

von Peter D. (peda)


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Ben B. schrieb:
> es schneidet zwar bei etwa
> 3,5V/10..15A am Draht

Das erscheint mir eindeutig zu übertrieben, der Draht ist viel zu dick.
Der Draht muß dünn sein, damit er schnell aufheizt, wenn man die Taste 
drückt.
Zu DDR Zeiten gab es mal sowas als Spielzeug mit einer Flachbatterie, 
die schafft keine 10A.

von Denis G. (denis)


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hab einfach Schweißdraht von der Rolle genommen (0,8), wichtig ist, eine 
Seite mit recht starker feder zu lagern.

Beitrag #7869049 wurde vom Autor gelöscht.
von H. H. (hhinz)


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Denis G. schrieb:
> Schweißdraht von der Rolle

Hat allerdings einen erheblichen TK, so etwa 6‰/K.

von Peter D. (peda)


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Denis G. schrieb:
> hab einfach Schweißdraht von der Rolle genommen (0,8)

Das dauert ja ewig, bis es sich aufheizt und wieder abkühlt.

von Tilo R. (joey5337) Benutzerseite


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Ben B. schrieb:
> Ein Draht mit PTC-Verhalten kann man dafür eigentlich nicht brauchen,
> der wird dann an den heißesten Stellen noch heißer. Man bräuchte was mit
> NTC-Verhalten, so daß die Heizleistung an den heißen Stellen abnimmt und
> an den kalten Stellen (wo man sie braucht) gesteigert wird. Ich weiß
> aber nicht, ob es einen solchen Draht überhaupt gibt. Wenn nicht, wäre
> ein konstanter Widerstand über den Temperaturbereich das beste, was
> geht.

Leider haben alle Metalle einen positiven Temperaturkoeffizienten.
CrNi zwar auch, aber immerhin ist er da niedrig. CrNi ist damit eines 
der am wenigsten schlechten Metalle für diese Anwendung.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ganz so einfach ist es leider in diesem Fall nicht, also einfach 
Schweißdraht aufspannen geht nicht, der Draht soll eine Form halten und 
diese in Styropor schneiden... glaube Kanäle für 'ne Fußbodenheizung in 
Trittschalldämmung. Fräse für Arme, bzw. Fräse würde auch richtig Dreck 
machen.

Im Moment ist das wohl Cr23Al5 Heizdraht (kenne ich nicht), 1mm², zwei 
Stück ineinander gewickelt, 7cm. Wenn ich mich nicht verrechnet habe 
60,2mOhm. Getestet mit einer LiFePo-Zelle, funktioniert, aber könnte ein 
kleines bißchen mehr Leistung haben. Evtl. würd es schon reichen, wenn 
man dickere Anschlusskabel nimmt. Zwei LiFePo-Zellen in Reihe sind 
bestimmt gleich deutlich zuviel.

von H. H. (hhinz)


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Ben B. schrieb:
> Kanäle für 'ne Fußbodenheizung in
> Trittschalldämmung.

Gibts für kleines Geld.

von Peter D. (peda)


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Ben B. schrieb:
> der Draht soll eine Form halten und
> diese in Styropor schneiden

Na, ob das geht?
Ich kenne die Geräte nur in der Form einer Laubsäge, d.h. den 
Schnittverlauf macht man mit der Hand und der Bügel hält den Draht 
gespannt. Daher ist auch ein möglichst dünner Draht nötig, damit die 
Schnittkante sauber verläuft und der Schnitt sofort stoppt.

: Bearbeitet durch User
von Denis G. (denis)


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"> hab einfach Schweißdraht von der Rolle genommen (0,8)

Das dauert ja ewig, bis es sich aufheizt und wieder abkühlt."

nach 1 sekunde hat das sauber geschnitten (hat ein ganzes Haus gehalten 
und funktioniert immer noch, geb den dafür verwendeten Trafo gerne ab

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Gibts für kleines Geld.
Hmpf. Danke für den Tip.

Habe ich mich gerade echt gefreut und dachte, ich sage ihm was neues. 
Aber das kleine Geld war ihm noch deutlich zu groß. **grummel**

Naja dann mal schauen wie ich ihm da helfen kann,
genug Strom in den Draht zu bekommen...

von H. H. (hhinz)


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Ben B. schrieb:
> Naja dann mal schauen wie ich ihm da helfen kann,
> genug Strom in den Draht zu bekommen...

Elektronischer Halogentrafo, ggf mit neuer Sekundärwicklung.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ich habe noch einen 50Hz Halogentrafo (100W). Aber da 'ne 
3,5..4V-Wicklung für ~20A drauf... mal sehen was ich noch an dickem 
Wickeldraht habe. Ärgerlich, hatte ich mir gerade erst besorgt. Kann ich 
gleich wieder zum Schrottplatz und schauen, ob ich Nachschub bekomme.

Oder ich hab noch Aluminium-Wicklung auf einem Schweißtrafo.
Vielleicht probiere ich es mal damit.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Ben B. schrieb:
> Ich habe noch einen 50Hz Halogentrafo (100W). Aber da 'ne
> 3,5..4V-Wicklung für ~20A drauf... mal sehen was ich noch an dickem
> Wickeldraht habe.

Irgendein Rest von 4 oder 5 x 10mm² NYM. Eine Ader ein paarmal 
drumgwickelt und gut ist.

von H. H. (hhinz)


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Udo S. schrieb:
> Irgendein Rest von 4 oder 5 x 10mm² NYM. Eine Ader ein paarmal
> drumgwickelt und gut ist.

Will ich sehen, wie du das wickelst. :-)

Und wegen vieler kHz ist da Richtung HF-Litze angesagt.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Nö, nicht bei vielen kHz, sondern beim 50Hz Ringkern, den ich noch zu 
liegen habe. Muss da erstmal 10 Probe-Windungen draufpacken und 
messen... mal sehen wie viele Windungen man überhaupt brauchen würde. 
Könnten schon so 30..40 sein, ärgerlich. Das reicht bei meinen 
Ferrit-Ideen sonst für 400V.

von H. H. (hhinz)


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Ben B. schrieb:
> 50Hz Ringkern

Wird halt schwerer.

von Udo S. (urschmitt)


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H. H. schrieb:
> Will ich sehen, wie du das wickelst. :-)
>
> Und wegen vieler kHz ist da Richtung HF-Litze angesagt.

Ben hatte von einem klassischen Ringkern gesprochen. Und er hat Kraft 
:-)

von Falk B. (falk)


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Ben B. schrieb:
> Ich danke euch für den Input, ich gebe das erstmal so weiter.
>
> Ein Draht mit PTC-Verhalten kann man dafür eigentlich nicht brauchen,
> der wird dann an den heißesten Stellen noch heißer.

Jaja.

Gehe zurück zu den Grundlagen der E-Technik.
Gehe direkt dorthin.
Ziehe keine 4000 Euro ein.

> Man bräuchte was mit
> NTC-Verhalten,

Der Rest der Welt kommt mit PTC wunderbar klar. Nicht nur in Glühlampen.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Danke für diesen wertvollen Beitrag, Falk. Und ich dachte schon,
es wäre Freitag.

Nur mal so zur Erklärung: Wenn ich einen Strom durch einen Draht 
schicke, dann entsteht die Erwärmung vorwiegend dort, wo hoher 
Widerstand herrscht. Richtig? Richtig. Wenn der Draht nicht gleichmäßig 
gekühlt ist, sondern an manchen Stellen durch ein aufzuheizendes 
Material viel stärker gekühlt wird als an Luft, dann sinkt beim 
PTC-Verhalten an diesen kälteren Stellen der Widerstand. Auch richtig? 
Richtig. Das führt in der Folge dazu, daß sich der Draht an den sowieso 
schon zu heißen Stellen noch weiter erwärmt, während man an die eher zu 
kalten Stellen, wo man die Wärme eigentlich gerne freisetzen würde, nur 
noch weniger Wärme hin bekommt. Das ist ein störender Effekt beim 
PTC-Verhalten, folglich bräuchte man einen Draht mit NTC-Verhalten, den 
es wohl leider nicht gibt.

Bei einer Glühlampe wird der Draht gleichmäßig gekühlt und deswegen ist 
das PTC-Verhalten dort ein gewünschter Effekt zur Strombegrenzung.

So, und nun schnell ab zurück in den Kindergarten, bevor jemand merkt, 
daß Du ausgebüchst bist obwohl Du doch eigentlich Mittagsschlaf halten 
sollst.

von Udo S. (urschmitt)


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Ben B. schrieb:
> Nur mal so zur Erklärung: Wenn ich einen Strom durch einen Draht
> schicke, dann entsteht die Erwärmung vorwiegend dort, wo hoher
> Widerstand herrscht. Richtig? Richtig. Wenn der Draht nicht gleichmäßig
> gekühlt ist, sondern an manchen Stellen durch ein aufzuheizendes
> Material viel stärker gekühlt wird als an Luft, dann sinkt beim
> PTC-Verhalten an diesen kälteren Stellen der Widerstand.

Anders herum wird auch ein Schuh draus.
Deine Mimik würde bei einer Konstantstromquelle als Versorgung 
funktionieren. Üblicherweise hat man aber eher eine annähernd konstante 
Spannungsquelle. Damit würde ein NTC "durchgehen", je heißer, desto 
höher der Strom.

Selbstbegrenzendes Heizungsband hat z.B. auch ein PTC Verhalten. Ab 
einer bestimmten Temperatur wächst der Widerstand so stark, dass der 
Strom entsprechend sinkt und die Temperatur annähernd gehalten wird.

: Bearbeitet durch User
von Walta S. (walta)


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Ich hab hier einen kleine billigen Schweißtrafo. So einen ohne 
Elektronik drinnen. Den steuere ich über einen billigen China Dimmer. 
Damit bringe ich so ziemlich alles zum glühen was wie ein Draht 
aussieht. In Längen von 10cm bis 1 Meter.
Als Draht verwende ich Eisendraht, CrNi Draht in verschiedenen Stärken 
(von 0,5 bis 1,5mm). Sehr formstabil sind die Eisenstangen die in 
Schweibenwischerblättern drin sind. Die sind flach.

Walta

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Deine Mimik würde bei einer Konstantstromquelle als
> Versorgung funktionieren.
Das war der Plan, den ich zuerst hatte... irgendwas "dickes" mit 
Strombegrenzung, oder eben einfach nur einen 50Hz-Trafo mit halbwegs 
passender Wicklung.

von Walter T. (nicolas)


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Ben B. schrieb:
> Nur mal so zur Erklärung: Wenn ich einen Strom durch einen Draht
> schicke, dann entsteht die Erwärmung vorwiegend dort, wo hoher
> Widerstand herrscht. [...]
>
> Bei einer Glühlampe wird der Draht gleichmäßig gekühlt und deswegen ist
> das PTC-Verhalten dort ein gewünschter Effekt zur Strombegrenzung.

Du gehst also davon aus, dass bei einem Styrpporschneider der Draht in 
der Luft schlechter als im Styropor gekühlt wird?

Das ist nicht ganz abwegig, hängt aber vom Vorschub ab.

Peter D. schrieb:
> Ich kenne die Geräte nur in der Form einer Laubsäge, d.h. den
> Schnittverlauf macht man mit der Hand und der Bügel hält den Draht
> gespannt. Daher ist auch ein möglichst dünner Draht nötig, damit die
> Schnittkante sauber verläuft und der Schnitt sofort stoppt.

Ich habe mal einen Schaumstoffschneider mit dickem, steifen Draht 
gebastelt. Damit lassen sich auch prima Taschen schneiden. Vor allem mit 
Schablonen geht das gut und auch recht genau.

Beitrag "Re: Schaumstoffschneider"

von Patrick C. (pcrom)


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Ben B. schrieb:
>> Deine Mimik würde bei einer Konstantstromquelle als
>> Versorgung funktionieren.
> Das war der Plan, den ich zuerst hatte... irgendwas "dickes" mit
> Strombegrenzung, oder eben einfach nur einen 50Hz-Trafo mit halbwegs
> passender Wicklung.

- Strombegrenzung ist etwas anders als Konstantstromquelle
- Einfach einen 50Hz Trafo mit halbwegs passender Wicklung ist keine 
Konstantstromquelle
- PTC heiszdraht mit spannungsquelle der geeignet ist kontinu auf 
Strombegrenzung zu funktionieren ist eine gute loesung fuer styropor zu 
schneiden
- Falk und Udo S. haben recht mit die technische informationen die sie 
geben

Patrick aus die Niederlande

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Es würde mit einer Strombegrenzung aber sicherlich nicht durchgehen, 
weil dadurch die Spannung am Draht absinken würde und damit die 
Leistung.

von Rainer W. (rawi)


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Tilo R. schrieb:
> Leider haben alle Metalle einen positiven Temperaturkoeffizienten, ...

Deshalb verwendet man Legierungen und keine reinen Metalle, z.B. 
Konstantan, eine Cu55Ni44Mn1-Legierung, die das "konstant" sogar im 
Namen trägt (TK um 10ppm/K).

von Rainer W. (rawi)


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Ben B. schrieb:
> LiFePo-Zellen

Lithium-Eisen-Polonium?
Verwechselst du da etwas?
RTGs verwenden i.a. weder Li noch Fe als Beimengung.

von Christoph Z. (rayelec)


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In der ELO gab es mal 1987 oder 1988 eine Bauanleitung (als Anwendung 
für ein Schaltnetzteil mit SG3524). Da hat der Autor einfach das 
Sägeblatt einer Stichsäge isoliert montiert. Das reduziert zwar die 
Arbeitsfläche, aber der Draht ist immer super gespannt.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Lithium-Eisen-Polonium?
Ja, das kennst Du noch gar nicht. State of the art.

von Wollvieh W. (wollvieh)


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H. H. schrieb:

(Lötpistole mit langem Metallband)

Endlich mal eine neue Verwendung für Opas Lötpistole.
Ich war schon ratlos, weil ich eine zweite gefunden hatte, wo ich schon 
die erste nicht brauche.

Mit dem Styroporschneider dieser Machart kann man dann auch 
Autostoßstangen schweißen (Büroklammern zu einschweißbaren 
Drahtarmierungen wellig biegen) bzw. Kunststoffe allgemein schweißen.

Einziger Haken ist die Temperaturregelung mit dem Abzugsfinger, die 
gleichzeitig ungenau wie anstrengend ist.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ich habe ihm jetzt einen 12V->3,3V/15A StepDown gegeben, den ich vor ein 
paar Tagen aus einem der 1800W LC-Power-Netzteile vom Schrott 
ausgeschlachtet habe... ich hoffe er wird damit glücklich.

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