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Vorrichtung zum elektrostatischen Besprühen eines Gegenstandes
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mit Flockenmaterial. Feststoffpartikeln oder dergleichen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Besprühen eines Gegenstandes mit
Flockenmaterial, Feststoffpartikeln oder dergleichen.
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Die Erfindung fällt in das Gebiet der Vorrichtungen zum Aufsprühen
von Flocken und Feststoffpartikeln, bei denen eine hohe Spannung mit einem elektrostatischen
Generator aufgebaut wird, der nach dem Prinzip der Ladungsübertragung arbeitet.
Dabei wird weiter ein endloser und von einem Elektromotor angetriebener Riemen aus
einem Isolierstoff verwendet. Um die Vorrichtung tragbar zu machen, erhält sie #
ihre Energie von mitgeführten Batterien.
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Die Betriebsdauer von Batterien ist 3edoch begrenzt. Eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung liegt somit in der Ausbildung einer verbesserten elektrostatischen
Sprühvorrichtung, die nicht unter dem Nachteil einer kurzen Batterielebensdauer
infolge deren hoher Strombelastung leidet. Trotzdem soll die erfindungsgemäße Vorrichtung
tragbar bleiben und nicht an ein Stromnetz angeschlossen werden müssen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum elektrostatischen
Aufsprühen von Flocken und gleichartigen Feststoffpartikeln vorgesehen, bei der
ein Vorratsbehältnis für die Feststoffpartikel vor einer Leiterplatte angeordnet
ist, die bei Beaufschlagung mit einem hohen Potential auch die Flocken entsprechend
auflädt, so daß diese von einem sich auf der anderen Polarität befindenden Gegenstand
angezogen werden. Die für die Leiterplatte vorgesehene Potentialquelle besteht dabei
aus einem piezoelektrischen Kristall und einer mechanischen Einrichtung zum Ausüben
einer Preßkraft auf das Kristall. Damit wird dieses ausreichend mechanisch belastet,und
über ihm entsteht in bekannter
Weise eine hohe Potentialdifferenz.
In der elektrischen Verbindungsleitung zu der Leiterplatte kann eine Diode oder
ein anderer Gleichrichter liegen.
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Die die Preßkraft auf das Kristall ausübende mechanische Vorrichtung
enthält vorzugsweise einen oder mehrere Hebel, die mit einem Auslöser, einem Knqf
oder einem Kniehebel oder dergleichen betätigt werden. Daraus ergibt sich ein mechanischer
Vorteil.
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Alternativ kann die auf das Kristall einwirkende Preßkraft auch mit
einem umlaufenden Nocken erzeugt werden. Dieser wird entweder mit der Hand, mit
einem Uhrwerk, mit einem Elektromotor oder dergleichen gedreht und übt damit die
Quetschkraft auf das Kristall aus.
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Eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen Generators mit einem
piezoelektrischen Kristall ist von der Bauart, wie sie häufig in antistatische Vorrichtungen
eingebaut werden, wie diese zur Verwendung mit Schallplattenspielern und dergleichen
hergestellt und verkauft werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die
Quelle elektrostatischer Elektrizität, die in die Sprühvorrichtung für die Flocken
oder die Feststoffpartikel eingebaut wird, zwei oder mehrere piezoelektrische Kristalle,
die nacheinander unter Druck gesetzt werden und deren dabei erzeugte elektrische
Potentiale der hinter dem Vorratsbehältnis für die Flokken oder dergleichen angeordneten
Leiterplatte zugeführt werden, so daß eine praktisch kontinuierliche Spannung entsteht.
Zu diesem Zweck werden zwei oder mehr Kristalle in der Bahn eines um eine zentrische
Achse umlaufenden Nockens anBeordnet, so daß die bei Drehung des Nockens von dessen
ansteigender Oberfläche ausgeübte Kraft nacheinander auf jeden der Kristalle einwirkt.
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Der Nocken wird entweder mit einem e Elektromotor, mit einem Uhrwerk
oder von Hand gedreht.
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Bei Verwendung von zwei oder mehr Kristallen kann die elektrische
Verbindung,
die sich zwischen jedem Kristall und der gemeinsamen Leiterplatte auf der Rückseite
des Vorratsbehältnisses für die Flocken oder die Feststoffpartikel befindet, eine
isolierende Diode enthalten, so daß die elektrostatische Ladung zwar in einer Richtung
von jedem Kristall zur Platte, aber nicht in umgekehrter Richtung von der Platte
zum Kristall oder zweckmäßiger von einem Kristall zu einem anderen Kristall abströmen
kann.
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Vorzugsweise ist die verbesserte Sprühvorrichtung in einer gewehrartigen
Vorrichtung mit einem Auslöser oder einem Knopf angeordnet, der mit dem Finger oder
dem Daumen gedrückt wird und auf einen oder mehrere Kristalle über einen Hebelmechanismus
einwirkt. Damit entsteht die für das elektrostatische Aufladen und Sprühen der Feststoffpartikel
notwendige Spannung. Ein Problem, auf das man bei Anwendung jeglicher sehr fein
verteilter Feststoffpartikel stößt, liegt darin, daß sich die Partikel bei einem
Absetzen verfestigen. Für ein elektrostatisches Aufsprühen ist es jedoch wichtig,
daß die Partikel ihre feine Verteilung beibehalten und sich nicht auf dem Boden
des Vorratsbehältnisses verfestigen.
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Gemäß einem bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung enthält
die Leiterplatte eine Seite, die gegenüber der Vertikalen geneigt oder in der Vorrichtung
unter einem Winkel montiert ist, so daß eine Seite schräg gegenüber der Vertikalen
verläuft,und mehrere aus einem Isolierstoff bestehende Gefächer sind auf dieser
Seite der Platte angeordnet, so daß mehrere einzelne Abteilungen entstehen und die
Feststoffkörper in diesen zurückgehalten werden.
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Auf diese Weise werden die Feststoffpartikel über der Seite der Platte
verteilt gehalten,und durch Auswahl des Abstandes zwischen den Gefächern oder Stegen
und des Neigungswinkels der Platte wird erreicht, daß die Feststoffpartikel die
Oberfläche der Platte insgesamt überdecken. Dies gilt mindestens für den Fall, daß
die einzelnen Abteilungen mit den Feststoffpartikeln angefüllt sind.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung
kann die Leiterplatte allgemein Kreisform erhalten,und sie oder das Gehäuse oder
sie und das Gehäuse werden während des Betriebes der elektrostatischen Sprühvorrichtung
um eine Mittelachse gedreht oder verstellt, so daß die Flocken oder die mit ihr
in BerUhrung befindlichen Feststoffpartikel aufgerührt werden.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung
enthält die Leiterplatte das rückwärtige kreisförmige ebene Ende eines kurzen zylindrischen
Vorratsbehältnisses oder ist auf diesem angeordnet, wobei das gegenüberliegende
kreisförmige ebene Ende des Vorratsbehältnisses teilweise mit einer ringförmigen
Scheibe verschlossen ist. Diese enthält eine Mittelöffnung, durch die die Feststoffpartikel
aus dem Vorratsbehältnis austreten,und diese Vorratsbehältnisse werden in der ringförmigen
Wanne zwischen den beiden ebenen Enden des zylinderförmigen Vorratsbehältnisses
zurückgehalten.
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Die ringförmige Wanne wird vorzugsweise in ihrem Inneren von in gegenseitigem
Abstand zueinander angeordneten radialen Platten unterteilt, so daß die Flocken
oder die Feststoffpartikel in den Segmenten zwischen den Platten mindestens bis
auf die halbe Strecke zurUckgehalten werden.
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Im Betrieb wird das zylindrische Gehäuse vorzugsweise gedreht, so
daß die Feststoffpartikel bis zur Spitze der ringförmigen Wanne hochgetragen und
abgegeben werden, wenn die Wannensegmente in die obere Hälfte ihrer Kreisbahn eintreten.
Die Feststoffpartikel fallen aus den Segmenten über die Seite der aufgeladenen und
das geschlossene Ende des Gehäuses bildenden Leiterplatte, so daß sie entweder durch
die kreisförmige Öffnung in der ringförmigen Platte am anderen Ende des Gehäuses
abgegeben werden oder in die unteren Segmente des Vorratsbehältnisses fallen.
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Die Leiterplatte ist vorzugsweise vom hinteren kreisförmigen ebenen
Ende des zylinderförmigen Vorratsbehältnisses getrennt und läßt sich auf der Innenwseite
einer ebenen kreisförmigen Platte
anordnen, die das Ende des Gehäuses
bildet und die aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen kann.
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Die Drehung des zylinderförmigen Gehäuses erfolgt mit einem Elektromotor
oder einem Uhrwerk oder wird einfach dadurch erreicht, daß sie auf einer Kreisbahn
jedesmal dann angestoßen wird, wenn die auf das piezoelektrische Kristall einen
Druck ausübende Einrichtung betätigt wird. Sofern es sich bei dieser Einrichtung
um einen von Hand betätigten Auslöser handelt, wird die Verbindung zwischen diesem
Auslöser und dem Kristall unter Bildung eines Stellmechanismusses zweckmäßig verlängert,
der seinerseits bewirkt, daß das zylinderförmige Gehäuse bei jeder Betätigung des
Auslösers um einen kleinen Betrag verstellt wird.
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Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird
die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist: Fig. 1 eine Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 2 ein Schnitt
entlang der Schnittlinie XX - XX in Fig. 1, Fig. 3 eine Aufsicht auf die kreisförmige
Scheibe und die zueinander parallelen Unterteilungen, die das Vorratsbehältnis für
die Flocken oder die Feststoffpartikel bilden, Fig. 4 ein Schnitt durch eine bevorzugte
Ausführungsform des Vorratsbehältnisses, Fig. 5 eine Stirnansicht dieses Vorratsbehältnisses,
und Fig. 6 die Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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In den Figuren 1, 2 und 3 wird eine Flockensprühpistole mit einem
Handgriff 10 gezeigt, der bei Position 12 von einem allgemein zylinderförmigen Gehäuse
herabhängt, dessen freies Ende unter einem Winkel geschnitten und von einer Endplatte
14 verschlossen
ist.
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In dem Gehäuse 12 befindet sich ein piezoelektrisches Kristall 16.
Dieses ist in einem Behälter 18 aus Isoliermaterial angeordnet. Das Kristall wird
fest in dem Behälter 18 gehalten. Unter der Einwirkung eines Nockens 20 kann es
jedoch zusammengedrückt werden. Der Nocken 20 wird bei Verschieben eines Handgriffes
22 in Richtung auf den Handgriff 10 gedreht.
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Eine kreisförmige Platte 24 ist in einem Abstand von der Platte 14
angeordnet und wird von einer von dieser ausgehenden Schraube 26 gehalten. Die Platte
24 und ein mit ihr verbundenes zylinderförmiges Gehäuse 28 bestehen aus einem elektrisch
isolierenden Material. In dem Gehäuse befindet sich eine kreisförmige Platte 30
aus leitendem Material. Auch diese Platte 30 wird von der Schraube 26 gehalten.
Die Schraube bildet eine elektrische Verbindung zum Mittelpunkt der leitenden Platte
30. Hierzu ist sie noch über ein isoliertes Kabel 32 an das piezoelektrische Kristall
angeschlossen. Bei Druckaushübung auf das Kristall unter der Einwirkung des Nockens
20 wird eine elektrische Ladung erzeugt und auf die Platte 30 übertragen. Diese
entlädt sich dann, wenn die Feststoffpartikel unter der Einwirkung des elektrostatischen
Feldes von ihr abgezogen werden. In dem Kabel 32 kann sich noch eine (nicht dargestellte)
Diode befinden.
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Zum Erzielen einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der Feststoffpartikel
über der Platte 30 sind auf deren Vorderseite mehrere zueinander parallele Stege
oder Unterteilungen 34 angeordnet. Diese verlaufen über die kreisförmige Öffnung
des zylindrischen Gehäuses 28. Zweckmäßig sind die Stege 34 auf der Innenseite dieses
zylinderförmigen Gehäuses 28 befestigt. Am deutlichsten ergibt sich hierzu aus Fig.
1, daß die Feststoffpartikel 36 in die durch die Stege gebildeten Fächer aufgeteilt
und damit verhältnismäßig gleichmäßig über der Oberfläche der Platte 30 verteilt
sind.
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Im Betrieb wird zweckmäßig eine (nicht dargestellte) Einrichtung zwischen
dem Hebel 22 und dem Gehäuse 28 angeordnet, so daß dieses
bei
jedem Niederdrücken des Hebels 22 vibriert oder um einen kleinen Betrag rotiert.
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Eine alternative Ausführungsform des Vorratsbehältnisses für die Feststoffpartikel
wird in den Figuren 4 und 5 gezeigt. Diese Ausführungsform enthält eine allgemein
mit 38 bezeichnete Trommel mit einer RUckwand 40. Diese ist an einem zentrischen
leitenden Zapfen 42 befestigt. Innerhalb des Gehäuses ist dieser mit einer Metallscheibe
44 verbunden. Diese bildet die Leiterplatte. Diese ist gegebenenfalls über eine
Diode mit der Potential quelle verbunden.
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Am anderen Ende des zylinderförmigen Gehäuses befindet sich eine ringförmige
Platte 46. Deren Öffnung bildet den Auslaß für die Flocken oder die Feststoffpartikel.
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Das Gehäuse stellt ein ringförmiges Vorratsbehältnis oder eine Wanne
für die Flocken oder die Feststoffpartikel dar. Diese sind bei 48 eingezeichnet.
Durch mehrere radial verlaufende Platten 50 werden diese voneinander abgetrennt
oder und befinden sich damit in mehreren Segmenten.
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Eine Drehung des zylinderförmigen Gehäuses 38 bewirkt, daß die Flocken
oder die andersartigen Feststoffpartikel in den Segmenten auf einer kreisförmigen
Bahn angehoben und abgegeben werden, wenn das jeweilige Segment die halbe Wegstrecke
passiert. Bei ihrem Austritt aus dem Vorratsbehältnis fallen die Flocken über die
Scheibe 44. Infolge von deren Aufladung auf ein hohes Potential werden auch die
Flocken gleichermaßen aufgeladen und von der Scheibe weg in Richtung auf eine geeignet
polarisierte Oberfläche beschleunigt.
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Flocken oder andersartige Feststoffpartikel, die nicht von der Scheibe
ausgehend beschleunigt werden, fallen in die tieferen Segmente zurück.
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Obwohl eine zeichnerische Darstellung fehlt, ist ein Drehantrieb für
das Gehäuse 38 vorgesehen. Dieser arbeitet entweder kontinuierlich
oder
in Stufen. Sofern die pistolenartige Vorrichtung einen Mechanismus ähnlich dem in
den Figuren 1 und 2 gezeigten Mechanismus enthält, wird der Antrieb für die Trommel
38 von einem vom Hebel 22 betätigten Gestänge abgenommen. Bei jedem Andrücken des
Hebels 22 gegen das Gehäuse 10 wird die Trommel 38 damit um einen geringen Betrag
verschoben.
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Der Vorteil des in den Figuren 4 und 5 gezeigten Trommelförmigen Vorratsbehältnisses
liegt darin, daß es, obgleich es wie die Trommel nach Fig. 1 unter einem Winkel
angeordnet werden kann, auch um eine Achse rotieren kann, die in einer Linie mit
dem Lauf der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Pistole liegt.
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Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung, gemäß dem
das Vorratsbehältnis die in den Figuren 4 und 5 gezeigte zweckmäßige Form aufweist,
so daß die Feststoffpartikel zuverlässig in diesem zurückgehalten werden, läßt sich
dieses auch in einem eigenen besonderen und in Fig. 6 mit 52 bezeichneten Gehäuse
anordnen. Die in Fig. 6 nicht gezeigte leitende Scheibe wird dann über ein Tragkabel
an den übrigen Teil der bei 54 schematisch dargestellten Flockensprühpistole angeschlossen.
Das Tragkabel 56 muß richtig isoliert sein und wird zweckmäßig in Steckdosen sowohl
am Gehäuse 52 als auch an der Pistole 54 eingesteckt. Die Steckdosen sind im allgemeinen
miteinander verbunden, sofern das Gehäuse 52 in der vorstehend beschriebenen Weise
auf der Pistole 54 befestigt ist. In der elektrischen Verbindung kann eine (nicht
dargestellte) Diode liegen.
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Die Anordnung kann so getroffen werden, daß sich das Gehäuse und das
Vorratsbehältnis 52 von dem die Energiequelle 54 enthaltenden Abschnitt der Pistole
abnehmen lassen. Das Vorratsbehältnis läßt sich dann an kleineren und weniger zugänglichen
Stellen anordnen als es sonst vielleicht möglich wäre. Diese Anordnung gestattet
auch, daß der das Kristall enthaltende Pistolenabschnitt 54 zum Beispiel in einer
Hand getragen wird, während das Vorratsbehältnis zum Herabsetzen einer Ermüdung
der Bedienungsperson in der anderen Hand getragen wird.
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Dieser Aspekt der Erfindung eröffnet weitere Möglichkeiten. Man erkennt,
daß die verschiedenartigen Feststoffpartikel als ein Bestandteil eines Sprühvorganges
auf verschiedene Oberflächen aufgetragen werden müssen, und wenn nur ein einziges
Vorratsbehältnis für Flocken oder Feststoffpartikel zur Verfügung steht, muß dieses
vor Einbringen von anderen Partikeln gereinigt und mit diesen aufgefüllt werden.
Durch Anordnung mehrerer verschiedener Vorratsbehältnisse, von denen jedes andere
Feststoffpartikel aufnimmt und bei Bedarf auf diese abgestimmt ist, kann jedes Vorratsbehältnis
seinerseits an die Pistole angeschlossen oder über ein Tragkabel mit dieser verbunden
werden,und die in dem jeweiligen Vorratsbehältnis enthaltenen Feststoffpartikel
werden wie erforderlich aufgebracht.