Hallo zusammen, hier ein Auszug aus meiner HP über Styrosägen, Styroschneiden und Steuergeräte dafür.
Eigentlich wollte ich in meinem Alter keine Großmodelle mehr bauen, zumal ich noch weit über 20 Großmodelle besitze und man diese sowieso nicht immer und überall fliegen kann. Doch einmal Modellflieger/Modellbauer immer Modellbauer/Modellflieger. Diverse "Styrosägen" und Steuerungen die ich schon gebaut hatte, waren unauffindbar (verliehen, entsorgt oder verbuddelt?).
So entschloss ich mich kurz, eine variable Steuerung für die Flächenkerne und für die Ausschnitte von Störklappen, Servokabel u. s. w. meinen darin gesammelten Erfahrungen nach, neu zu bauen.
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Also, sie sollte klein in der Bauform, mit einem 12V - Autoakku betreibbar, sparsam im Stromverbrauch (da am Akku), universell für die unterschiedlichsten Belastungswiderstände einsetzbar (Schneidedrähte unterschiedlichster Längen und diverse Schneider), mit wenigen, überall erschwinglichen Bauteilen bestückt und auch in einer engen Garage betreibbar sein.
Normaler Weise reichen 2 - 3 Amp. Regelbare Netzgeräte aus, die aber bei Ausschnitten mit einem sehr kurzen 1mm … 1,5mm Schneidedraht überfordert sind. So arbeitet diese Steuerung sehr exakt und durch die Taktung mit einem geringen effektiven Stromverbrauch.
Ich weiß, es gibt noch viele andere Möglichkeiten z. B. mit Anschnittsteuerungen im Wechselstrombereich u. s. w. , die ich auch zum größten Teil mehrfach gebaut und verwendet habe und die ich ebenfalls empfehlen kann. Kürzlich, wo es in einem Forum um das Styroflächenschneiden ging, stellte Heinz-Werner Eickhoff seine Methode des Schneidens mittels eines ausrangierten Motorstellers vor.
Man sieht es gibt viel unterschiedliche Möglichkeiten, wovon man sich für sich selbst die beste auswählen kann.
Mich trieb es aber hauptsächlich zum Bau eines Gerätes, was ich wie bereits erwähnt mit einem 12 V Akku auch ohne 220V-Anschluss betreiben kann, zumal ich noch die dafür div. Bauteile besitze und nicht erst erstehen musste. Auch sollte das Gerät klein und handlich, um vor allem auch die Ausschnitte in den Profilkernen ausschneiden zu können. So ist aus den mir zur Verfügung stehenden Bauteilen diese Schaltung entstanden.
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Und warum nicht mal aus wenigen Mitteln etwas sicheres, einfaches Neues?
Dieses vorab.
SB 1
Zur Bildung des Taktes und des Tastverhältnisses verwendete ich das TIMER-IC "NE 555", womit ein Tastverhältnis 1 : 100 (Ausschaltzeit : Einschaltzeit) und umgekehrt 100:1 möglich ist.
Die Ansteuerung der Sipmos-Transistoren geschieht über den Treibertransistor BC556 o. ä. , der die Einschaltflanken mit den 470 pF Kondensator verkürzt, sodass eine Kühlung der BUZ 11 erst bei > 5 A Effektivstrom erforderlich ist, zumal der Takt (mit den verwendeten Werten) bei etwa 350 Hz liegt.
Die Kontroll - LED ist durch den 1k Widerstand Strombegrenzt und wird aber auch bei einer 1/100 Einschaltzeit durch den 0,1uF Kondensator etwas leuchten, da sie eine Nachleuchtzeit hat und mit Zunahme der Einschaltzeiten heller wird.
Vom Lastkreis Entkoppelt und gepuffert, ist der Taktgeber mit der 4148 Diode und den 10uF Elko.
Zum Schutz vor Verpolung, habe ich eine Duo Schottkydiode parallel geschaltet, eingebaut. Die vor einer Zerstörung der BUZ 11 bei einem Kurzschluss,
oder zu langen Einschaltzeiten des Tastverhältnisses bei zu großen Strömen schützen.
Auf diese, wie auch im Plan schon erwähnt, kann u. U. verzichtet werden, was aber in einem Extremfall zur Zerstörung der Transistoren führen kann.
Mein Gerät habe ich mit 16 A abgesichert, da ich Ausschnitte für z. B. Störklappen mit einem passend gebogenen etwa 10 cm langen, 1mm Stahldraht schneide, wobei dann sehr hohe kurzzeitige Ströme fließen. Der effektive Strom aber nicht die 16 A erreicht.
Die besten und saubersten Schnitte von Kernen habe ich immer bekommen, je langsamer und weniger warm der Schnitt erfolgte. Dieses ist aber nur erreichbar, indem ein gleichmäßig bewegter maschineller Schnitt durchgeführt wird.
Vor Jahren hatte ich mir ein Gestell zur Befestigung des Styropors und zwei voneinander getrennte Antriebe gebaut, deren Aufwickelrollen der beiden Zugseile mit Schrittmotoren angesteuert wurden. Den Zug habe ich entsprechende dem Trapez durch eine digitale Teilung der Frequenz gemacht und mit Dekadenschalter eingestellt. Die beste Geschwindigkeit für die Temperatur hatte ich dann durch das Verändern der Frequenz bekommen.
Aus Platzgründen und des geringen Gebrauchs habe ich dann alles verschenkt und schneide wenn erforderlich, nur noch per Hand.
Nach dem praktischen Einsatz, habe ich festgestellt, dass anstatt eines linearen Poti,
ein logarithmisches Poti besser geeignet wäre, was bei den sehr niederohmigen kurzen, dicken Stahldrähten der Ausschnitte oder Nuten, für Störklappen, Kabel, Bowdenzüge u. s. w., eine bessere Einstellmöglichkeit erbringt (größere Auflösung im unteren Spannungsbereich).
Bild 1
Bild 2
In Bild 1, ist der Aufbau der Schaltung auf einer Lochrasterplatine mit den Bauteilen und Kühlblechen z. T. erkennbar (wobei das Poti noch ohne Knopf ist, den ich mir mit 4mm Achsenloch noch besorgen muss).
In Bild 2, signalisiert die LED mit ihrer Helligkeit das eingestellte Tastverhältnis, das der Effektivspannung gleich ist. (Optimal wäre ein Spannungsmesser.)
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Bild 3
Bild 3, ein Schneidbügel für bis zu 1,3m Kerne, dessen gleichmäßiger Zug für den Schneidedraht über eine relativ große Strecke besteht.
Verwendet habe ich dafür ein ausrangiertes Einbeinfahrwerk (rechts im Bild).
Geeignet für dünne Schneiddrähte aus Federstahl von etwa 0,3mm … 0,5mm.
Bild 3a
Bild 3a, eine klassische Ausführung eines Schneidbügels, Sägebogen nach der Vorspannsäge der Tischler.
Hier habe ich auch dickere Schneiddrähte aus Chromnickelstahl bis 0,6mm verwendet.
Auch kann oder sogar muss man hier bei passender Schneidtemperatur die Spannung des Drahtes nachstellen.
Rechts im Bild ist ein Kippschalter zur besseren Handhabung
und zwei 4mm Telefonbuchsen eingebaut, für die Anschlussleitungen.
Die passenden Temperaturen sind sehr abhängig von der Dichte des Materials, sowie der Schneidgeschwindigkeit.
Ohne eine gewisse Erfahrung wird man nicht herumkommen,
die man mit man am besten an kleinen Styroresten sich aneignen kann.
Anfangen zu Schneiden tu ich immer vom Ende des Profiles. Auch bei Handschnitt.
Bild 4
Bild 4, einige Schneidwerkzeuge aus 0,8 ... 1,2 mm Stahldraht gefertigt,
deren Anschluss ich mit einer Lüsterklemme mit der Leitung zum Steuergerät verbunden habe und das Auswechseln erleichtert.
Links oben für Leitungen und Bowdenzüge.
Links unten für Holmgurte 2 x 10 mm.
Rechts für Störklappen.
Mit diesen werden dann in die Styrokerne dieAusschnitte der Holmgurte, Bouwdenzugrohre und Servoleitungen u. s. w. geschnitten.
Zur Führung verwende ich einen 2m langen gewalzten Flachstahl 5 x 50 mm, der satt und fest auf den Kernen liegt und nicht verrutscht,
sowie keine Spuren an den Kernen hinterlässt.
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Die passende Temperatureinstellung habe ich für ein exaktes Styroschneiden an einigen Abfallresten ermittelt.
Diese habe ich dann an der Potieinstellung mir markiere, um beim nächsten Schneiden nicht lange zu probieren brauche..
Als Beispiel für Flächenkerne und deren Ausschnitte, siehe auf diese Seite
http://www.aero-hg.de/D-30.html, wofür ich das Steuergerät und die nachfolgenden Modelle gebaut habe.
Der Schneidedraht des Schneidebügels für die Flächenkerne besteht aus einem 0,4 ... 0,5mm simplen Federstahldraht.
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Zwei weitere Schaltungsvorschläge für Styrosteuergeräte, welche nicht nur von mir, sondern auch von einigen Modellbauern schon vor mehreren Jahrzehnten erfolgreich gebaut und verwendet wurden. Die DRIAC- und THYRISTOR- Steuerungen.
Sie werden heute mitunter als eine Regelung vorgestellt. Leider wird hier eine Regelung mit einer Steuerung unbewusst verwechselt und verbreitet.
Als elementarer Unterschied für Interessierte, eine Regelung erfordert immer eine Rückführung, die z. B. beim Styroschneider die Temperaturänderung versucht gleich zu halten.
Die Optimierung eines Temperaturregelkreises ist eine der schwierigsten in der Regelungstechnik, da die sogenannten Totzeiten meistens relativ groß sind.
Wo sollte der Istwertgeber auch bei einem Styroschneider sitzen? Am warmen Schneidedraht geht nicht. Also muss eine Widerstandsmessung des erwärmten Schneidedrahtes erfolgen, deren gleichbleibender Widerstan geregelt wird. Das würde aber auch nur bei Drähten gehen, die ihren Widerstand mit der Temperatur verändern wie Stahldraht aber kein Konstantandraht.
Dieses wäre für uns Modellbauer kaum machbar. Jetzt jeden Falls noch nicht. Deshalb bleibt uns nur übrig, mit unseren wenigen Mitteln gesteuert zu schneiden und die für uns optimalste Einstellungen durch Probeschnitte herausfinden.
Diese Anschnittsteuerungen haben leider einen wesentlichen Nachteil, dass eine Einstellung im unteren effektiven Spannungsbereich bei etwa <1V und >15A eine exakte Einstellung sehr schwer wenn überhaupt möglich ist. So können kaum gute Ausschnitte mit Schneidwerkzeugen bei 1 Ohm oder gar darunter gemacht werden. Deshalb auch die hochbelastbaren Thyristoren in den unten dargestellten Schaltungen.
Die Werte der Widerstände und Kondensatoren in diesen Schaltungen können sich den Werten derThyristoren entsprechend etwas ändern!
Noch einfacher ist, wird ein Schneidetrafo mit einem Dimmer (DRIAC-Steuerung) angesteuert, aber Vorsicht, der Dimmer muss für induktive Lasten geeignet sein..
Hat außerdem den schon oben erwähnten Nachteil, dass ein exaktes Schneiden, kaum mit Schneidwerkzeugen mit einem Widerstand unter 1 Ohm möglich ist.
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Abschließend noch meine Erklärungen zu weniger und besser geeignete Drahtmaterialien zum Styroschneiden.
Ich habe keinen
Konstantandraht (den einige Modellbauer verwenden und empfehlen) verwendet, obwohl ich ihn in div. Stärken zur Verfügung hatte. Da er eine geringer Verbiegungs- und Zugfestigkeit besitzt und bei Erwärmungen sich dehnt und ist er stak gespannt um beim schneiden nicht durch zu hängen, immer länger und dünner wird. Dieses besonders, wenn die Drahtstärken sehr dünn z. B. 0,3mm sind. Bei einer Stärke von 0,8mm und darüber, ist er allerdings ganz gut verwendbar.
Der Grund ist, dass dieses Material einen hohen elektrischen Widerstandsbeiwert hat (logisch, ist ja Widerstandsdraht) und man mit kleineren Strömen und höheren Spannungen arbeiten muss. Dieses bringt den Vorteil für einige, die kein vernünftiges Steuergerät haben.
Das Material Konstantan ist eine Legierung verschiedener Metalle und wurde speziell entwickelt um einen gleichbleibenden elektrischen Widerstand in einem großen Temperaturbereich zu ermöglichen. Er wird hauptsächlich für hoch belastbare Widerstände verwendet. Hier spielt die mechanische Verbiegungs- und Zugfestigkeit keine Rolle, aber der hoher Widerstandsbeiwert.
Besser ist ein popliger und um vieles billigerer
Federstahldraht.
Er ist auch leichter zu beschaffen. In Drahtseilereien als Abfall in allen Stärken ganz umsonst und hat eine wesentlich höhere mechanische Festigkeit. Einen kleinen Nachteil hat der Stahldraht allerdings. Er korrodiert leicht, zumal beim Styroschnitt geringe Teile von Säure frei werden und dies die Korrosion zusätzlich unterstützt. Man sollte ihn deshalb mit etwas Seife abwischen (Neutralisieren) und trocken lagern.
Am idealsten für das Styroschneiden ist
Chromnickelstahldraht.
Diese Legierung ist speziell für elektrische Heizkörper entwickelt worden. Er besitzt zusätzliche zu seiner hohen mechanischen Festigkeit über einen größeren Temperaturbereich auch eine hohe Korrosionsfestigkeit. Deshalb wird er auch bei Musikinstrumenten wie Klaviere, Gitarren u. s. w. verwendet. Ist allerdings etwas schwieriger zu beschaffen und zu dem auch teurer.
im Nov. 2005 Hg
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