DE2514717A1

DE2514717A1 - Beflockungsgeraet

Info

Publication number: DE2514717A1
Application number: DE19752514717
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-04
Filing date: 1975-04-04
Publication date: 1976-10-14

Description

Beflockungsgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Beflockungsgerät mit einem Applikator zum Aufbringen von Fasern auf die zu beflockende Fläche und mit einem Hochspannungsteil zum Erzeugen einer Hochspannung zwischen dem Applikator und der zu beflockenden Fläche.
Bekannte eflockungsgeräte dieser Art werden mit einer Hochspannung von etwa o0 CQO bis 100 000 Volt zwischen dem mit den masern gefüllten Applikator und der zu beflockenden Flache betrieben. Diese Hochspannung wird entweder mit Hilfe von Elektrostaten oder bei tragbaren Geräten insbesondere unter Verwendung von Transformatoren gewonnen. Abgesehen davon, daß derartige Transformatoren auf Grund des benötigten Isolationsaufwandes sehr groß und kostspielig sind, sind Sicherheitseinrichtungen erforderlich, die sieherstellen, daß bei einer unsachgemäßen Handhabung des Gerätes oder einer Berührung des Applikators kein unzulässig hoher Strom fließen kann, der für Bedienungspersonen gefährlich werden könnte. Aus diesen Gründen sind die Sicherheitseinrichtungen allgemein so eingestellt, daß ein maximaler Kurzschlußstrom von weiniger als 1 mA fließen kann.
Diese zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen sind erforderlich, weil die Hochspannungswicklung des zur Hochspannungserzeugung verwendeten Transformators aus Herstellungsgründen nicht mit beliebig dünnen Drähten hergestellt werden kann, die einen ausreichend hohen Innenwiderstand der Hochspannungsquelle ergeben würden. Auf Grund des hohen Gewichts dIeser bekannten Hochspannungs teile ist es weiterhin erforderlich, den Applikator über ein Hochspannungskabel mit ausreichender Isolation mit dem Hochspannungsteil zu verbinden. Da derartige Hochspannungskabel einerseits sehr teuer und andererseits sehr wenig flexibel sind, ist die Beweglichkeit des Applikators insbesondere beim Beflocken großer Flächen sehr stark eingeschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beflockungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei wenig aufwendigem und leichtem kompaktem Aufbau alle an derartige Beflockungsgeräte gestellten Forderungen erfüllt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hochspannungsteil einen Transistor-Gleichspannungswandler mit nachgeschalteter Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette umfaßt, deren Ausgang mit dem Applikator verbunden ist.
Derartige Gleichspannungswandler können ohne weiteres bei relativ hohen Frequenzen betrieben werden, wodurch sich ein sehr geringes Gewicht des verwendeten Schwingübertragers ergibt und weiterhin auf Grund der verringerten Kapazität für die Sieb-und Ladekondensatoren der Spannungsvervielfacherkette der Aufbau einer Spannungsvervielfacherkette mit einem sehr hohen Vervielfachungsverhältnis möglich ist. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß durch entsprechende Wahl der Kapazität der Kondensatoren der Spannungsvervielfacherkette eine Begrenzung des Kurzschlußstromes bei Kurzschluß der Ausgangsspannung des Hochspannungsteils erzielen läßt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Gleichspannungswandler ein Eintakt-Summierwandler mit einem einzigen Transistor und einem Schazingübertrager. Dieser Gleichspannungswandler kann vorteilhafterweise aus dem Xlechselspannungsnetz über einen Gleichrichter mit nachgeschalteter Siebkette gespeist werden, wobei sich auf Grund der Verwendung des Schwingübertragers eine Netz trennung zwischen dem Hochspannungsausgang und dem Wechselspannungsnetz ergibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette als Villard-Gleichrichterkette geschaltet.
Zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb des Beflockungsgerätes ist es vorteilhaft, in den Basiskreis des Transistors des Gleichspannungswandlers einen Strombegrenzungswiderstand in Reihe mit der Rückkopplungswicklung des Schwingübertragers einzuschalten, da sich auf diese Weise eine einfache Begrenzung der maximal von dem Gleichspannungswandler und damit von dem Hochspannungsteil abgegebenen LEistung ergibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Applikator einen kammartigen Flockenwender zur Faserauflockerung auf, der in dem Applikator angeordnet und durch einen Motor angetrieben ist. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der den Schwingübertrager tragenden Ferritkern eine weitere Sekundärwicklung trägt, deren Ausgangsspannung nach Gleichrichtung zur Speisung d es Antriebsmotors für den Flockenwender dient.
Durch diese Ausgestaltung des Beflockungsgerätes ist es möglich, den Gleichspannungswandler sowie die Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette in einem Handgriff des Applikators anzuordnen, der in vorteilhafter Weise gleichzeitig den Antriebsmotor für den Flockenwender aufnimmt. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung bestehen die zum Beflockungsgerät führenden Zuleitungen-nur noch aus einem Netzkabel sowie einem Erdungskabel, das zu dem zu beflockenden Gegenstand führt, so daß die Handhabung des Beflockungsgerätes nicht mehr durch relativ starre und kurze Hochspannungskabel behindert ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform des Beflockungsgerätes; Fig. 2 ein Schaltbild des Beflockungsgerätes nach Fig. 1.
Das in der Zeichnung dargestellte Beflockungsgerät umfaßt einen Applikator 10, der innen metallisiert aber nach außen durch eine Kunststoffwandung geschützt ist. Dieser schalenförmige Applikator ist an seiner offenen Seite durch ein auswechselbares Sieb 12 abgeschlossen, das je nach Flockenstärke ausgewechselt werden kann. Die dem Sieb 12 gegenüberliegende Wand ist mit einer Mittelbohrung versehen, durch die die Ausgangswelle eines Antriebsmotors 14 isoliert hindurchgeführt ist. Diese Antriebswelle trägt im Inneren des Applikators einen kammartigen Flockenwender 11, der zur Auflockerung der in dem Applikator befindlichen Flocken oder Fasern dient.
An der Bodenwand des Applikators ist weiterhin ein Handgriff 13 angeschraubt, der einen erweiterten Abschnitt zur Aufnahme des Hochspannungsteils und des Antriebsmotors 14 sowie einen verjüngten Griffabschnitt umfaßt, an dessen Ende eine Stromzuleitung zum Anschluß an das übliche Wechselspannungsnetz von 220 V angeschlossen ist.
Der erweiterte Teil nimmt weiterhin gegebenenfalls einen Betriebsschalter 15, eine Betriebskontrolleuchte 16, eine Sicherung 17 und eine Anschlußbuchse 18 für das Erdkabel zur Verbindung mit der. zu beflockenden Gegenstand auf.
Der Hochspannunrstcil umfaßt einen in Fig. 2 dargestellten Gleichspannungswandler 1 mit einem Schalttransistor 2 und einem 5 chwingübertrager , dessen Sekundär-Hochspannungswicklung 3c einerseits mit Erde und andererseits mit dem Eingang einer Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette 9 verbunden ist, die in Villard-Schaltung aufgebaut ist und deren Ausgang mit der Metallisierung des Applikators 10 verbunden ist. Die Höhe der am Ausgang der Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette 9 auftretenden Gleichspannung ist veränderlich und liegt etwa zwischen 20000 und 100 000 Volt. Diese Ausgangsspannung hängt selbstverständlich von der Belastung durch die Isolationswerte des Applikators sowie von der Menge und Größe der aus dem Applikator 10 austretenden Flocken ab.
Durch geeignete Bemessung der Kapazitäten der Kondensatoren in der Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette 9 läßt sich eine Begrenzung des Kurzschlußstromes erzielen, die noch weiter dadurch verbessert werden kann, daß wie in Fig. 2 dargestellt ist, in den Rückkopplungskreis zwischen der Basis des Transistors 2 und der Rückkopplungswicklung 3a des Schingübertragers ein Strombegrenzungswiderstand 6 eingeschaltet ist, der die maximal von dem Gleichspannungswandler abgebbare Leistung begrenzt.
Der Gleichspannungswandler wird aus dem Wechselspannungsnetz über einen Gleichrichter 4 sowie einen Siebkondensator 5 gespeist. Da die Hochspannung der Sekundärwicklung 3c des Schwingübertragers 3 entnommen wird, ergibt sich eine vollständige Trennung der Hochspannung von dem Wechselspannungsnetz.
Zum Schutz des Transistors bei einem Kurzschluß der Ausgangsspannung ist parallel zur Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors ein spannungs abhängiger Widerstand 7 angeschaltet, der Spannungsspitzen im Kurzschluß der Arbeitsspannung kurzschließt. Da bei einem Kurzschluß der Hochspannung die Schwingungen d es des Gleichspannungswandlers auf Grund der Überlastung aussetzen, ist zum leichteren Anschwingen des Gleichspannungswandlers eine Anschwinghilfe bestehend aus einem Kondensator 8a und einem Widerstand 8b vorgesehen, wobei das freie Ende des Widerstandes über einen Gleichrichter 8c und eine Induktivität 8d mit dem Basisanschluß des Transistors verbunden ist. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 8b mit dem Gleichrichter 8c ist weiterhin mit einem Ladekondensator 8e verbunden, der parallel zu einem Arbeitspunktwiderstand 8f für die Basisspannung des Transistors 2 angeschaltet ist. In die Emitterzuleitung des Transistors 2 ist weiterhin ein Schutzwiderstand 7a zum Schutz des Transistors gegen eine Überlastung eingeschaltet.
Der Schwingübertrager 3 ist auf einen Ferritkern gewickelt und die bevorzugte Schwingfrequenz des Gleichspannungswandlers liegt im Bereich zwischen 1 und 40 Kz. Hierdurch ergibt sich einerseits ein raumsparender Aufbau des Ferritübertragers und andererseits können die Kondensatoren der Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette 9 eine geringe Kapazität aufweisen.
Auf den Ferritkern ist außer der Primärwicklung 3b, der Rückkopplungswicklung 3a und der Sekundär-Ausgangswicklung 3c des Gleichspannungswandlers noch eine weitere Wicklung 3d aufgebracht, die über einen Gleichrichter und Siebkondensator zur Speisung des Antriebsmotors 14 5r den Flockenwender dient. Auf diese Weise kann auch dieser Motor vom Wechselspannungsnetz völlig getrennt werden.
Durch die kompakte Anordnung des gesamten Hochspannungsteils im Handgriff 13 des Applikators 10 ergibt sich somit ein sehr kompaktes Beflockungsgerät, dessen Gewicht bei Verwendung einer relativ hohen Frequenz für den Gleichspannungswandler sehr gering sein kann. Die Verwendung von relativ steifen und kostspieligen Hochspannungskabeln zwischen dem Hochspannungsteil und dem Applikator entfällt Vollständig. Der Gleichrichter-Spannungsvervielfacher ist in eine hochspannungsdurchschlag sichere Masse eingegossen und in vorteilhafter Weise unmittelbar an den Applikator angrenzend im Handgriff 13 untergebracht.
Durch die Verwendung des Gleichspannungswandlers ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Schwingungen des Gleichspannungswandlers bei einer Überlastung beispielsweise durch einen unbeabsichtigten Kurzschluß zusammenbrechen und die Hochspannungserzeugung so lange unterbrochen ist, bis das Beflockungsgerät durch erneutes Aus- und Einschalten nach Beseitigung des Kurzschlusses wieder betriebsbereit gemacht Zrd. Durch die Verwendung entsprechend kleiner Kondensatoren in der Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette sowie den Schutzwiderstand 6 im Basiskreis des Transistors des Gleichspannungswandlers wird eine Begrenzung des Kurzschlußstromes auf einen ungefährlichen Wert erreicht. Sollte diese Begrenzung nicht ausreichend sein, so kann entweder in die Verbindung zwischen der Sekundär-Ausgangswicklung 3c des Schwingübertragers oder in die Ausgangsleitung der Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette 9 ein weiterer Schutzwiderstand eingefügt werden, so daß in jedem Fall der maximal zulässige Stronrzert von 1,5 Milliampere unterschritten werden kann.
Patent ansprüche:

Claims

Patentansprüche: a eflockungsgerät mit einem Applikator zum Aufbringen von Fasern auf die zu beflockende Fläche und mit einem Hochspannungs teil zum Erzeugen einer Hochspannung zwischen dem Applikator und der zu beflockenden Fläche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Hochspannungsteileinen Transistor-Gleichspannungswandler (1) mit nachgeschalteter Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette (9) umfaßt, deren Ausgang mit dem Applikator (10) verbunden ist.
2. Beflockungsgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Gleichspannungswandler (1) ein Eintakt-Summierwandler mit einem Transistor (2) und einem Schwingübertrager (3) ist.
3. Beflockungsgerätnach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Gleichspannungswandler (1) aus dem Wechselspannungsnetz über einen Gleichrichter mit nachgeschalteter Siebkette gespeist ist.
4. Beflockungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dieGleichrichter-Spannungsvervielfacherkette (9) als Villard-Gleichrichterkette geschaltet ist.
5. Beflockungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Basiskreis des Transistors (2) des Gleichspannungswandlers (1) ein Strombegrenzungswiderstand (6) in Reihe mit der Rückkopplungswicklung (3a) des Schwingübertragers (3) eingeschaltet ist.
6. Beflockungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wicklungen (3aus Db, 3c, 3d) des SchPTingübertragers (3) auf einen Ferritkern aufgebracht sind.
7. Beflockungagerät nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Ferritkern eine Primärwicklung (3b), eine Rückkopplungswicklung (3a) und eine Sekundär-Hochspannungswicklung (3d) trägt.
8. Beflockungsgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Ferritkern eine weitere Sekundärwicklung (3d) trägt, deren Ausgangsspannung nach Gleichrichtung zur Speisung eines Antriebsmotors für einen Flockenwender (11) dient.
9. Beflockungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Transistor-Gleichspannungswandler (1) und die Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette (9) in einem Handgriff des Applikators (10) angeordnet sind.
10. Beflockungsgerät nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Applikator (10) schalenförmig ausgebildet ist und eine zentrale Bohrung für den-isolierten Durchgang einer Antriebswelle für einen Flockenwender (11) auSweist, der von einem im Handgriff angeordneten Antriebsmotor (14) angetrieben ist.
11. Beflockungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Handgriff weiterhin eine Durchführung für ein Netzspannungskabei sowie den an die Netzspannung angeschlossenen Gleichrichter und die Siebkette aufweist.
12. Beflockungsgerätnach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e 1 c h n e t , daß die offene Seite des schalenförmigen Applikators (10) durch ein auswechselbares Sieb (12) abgeschlossen ist.
13. Beflockungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Applikator (10) innen metallisiert, jedoch außen durch eine Kunststoffwandung geschützt ist.
14. Beflockungsgerät nach einem der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Applikator (lo) mit einem einen Handgriff bildenden oder aufweisenden Gehäuse (13) verbunden istv in das ein Transistor-Gleichspannungswandler (1) mit einer Gleichrichter-Spannungsvervielfacherkette (9) -untergbrucht.ist und an dem ein Betriebsschalter (15), eine Betriebskontrolleuchte (16) und eine Anschlußklemme für das Netzkabel und eine Anschlußbuchse (18) für ein Erdkabel angebracht sind.

L e e r s e i t e