DE4027078A1 - Elektrostatische spruehpistole - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Sprühpistole, insbesondere Handsprühpistole, zum Beschichten von Werk­ stücken mit flüssigem oder pulverförmigem Überzugsmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist seit vielen Jahren bekannt, den aus Kondensatoren und Dioden bestehenden mehrstufigen Spannungsvervielfacher (Hochspannungskaskade) mit der Sprühpistole zu integrieren, beispielsweise in den Pistolengriff oder den Pistolenlauf einzubauen. Durch geschickte Anordnung und Auswahl der Kon­ densatoren und Dioden der Kaskade ist es dabei in den letz­ ten Jahren gelungen, die Abmessungen und das Gewicht der Hochspannungskaskade immer weiter zu vermindern, was ver­ ständlicherweise gerade bei Handsprühpistolen von ausschlag­ gebender Bedeutung ist. Einer weiteren Raum- und Gewichts­ verminderung dürften jedoch jetzt die Dimensionen der erfor­ derlichen Kondensatoren- und Diodenbausteine eine Grenze setzen, ohne daß die Zielvorstellungen bereits erreicht wären.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen zum Einbau in oder Anbau an eine elektrostatische Sprühpistole bestimmten Spannungsvervielfacher so zu gestalten, daß seine Abmessungen und sein Gewicht noch wesentlich weiter vermin­ derbar sind. Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung bei­ spielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Trägerplatte mit aufgedruckten Konden­ satoren,

Fig. 2 in gleicher Ansicht die Leiterplatte von Fig. 1 mit aufgelöteten Dioden,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Ausfüh­ rungsform mit zusätzlich angebrachten Wi­ derständen,

Fig. 4 eine Leiterplatte mit aufgedruckten Dioden.

In Fig. 1 ist eine aus Sinterkeramik bestehende Trägerplatte rechteckiger Erstreckung dargestellt. Auf die obere und untere Oberfläche dieser Trägerplatte 10 ist eine Vielzahl korrespon­ dierender Kondensatorflächen 11 aufgedruckt, und zwar in Form von zwei einander gegenüberliegender Kondensatorreihen, ähnlich der Anordnung der Kondensatoren einer üblichen Hochspannungs­ kaskade. Die elektrische Zu- und Abführung erfolgt durch eben­ falls aufgedruckte Leiterbahnen 12. Fig. 2 zeigt dann eine Ausführungsform der gesamten Hochspannungskaskade, wobei auf die Trägerplatte 10 mit Kondensatoren 11 und Leiterbahnen 12 von Fig. 1 die noch erforderlichen Dioden 13 aufgebracht und entsprechend durch Lötung mit den Kondensatoren verbun­ den sind. Zum Schutz der Hochspannungskaskade wird diese dann beispielsweise mit Kunstharz umgossen.

Der Schaltplan dieser Hochspannungskaskade von Fig. 2 ent­ spricht dabei völlig demjenigen einer unter Verwendung her­ kömmlicher Kondensatoren aufgebauten Hochspannungskaskade, so daß sich eine besondere Erläuterung erübrigt. Die Abmes­ sungen und auch das Gewicht der Hochspannungskaskade nach Fig. 2 sind jedoch wesentlich geringer als bei herkömmlich aufgebauten Hochspannungskaskaden.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlungsform der Hochspannungskaskade von Fig. 2. Dabei besteht die Abwandlung darin, daß die Trägerplatte 10 von Fig. 3 an einer Seite verlängert worden ist und auf dem Verlängerungsbereich 10′ Schutzwiderstände 14 angeordnet sind, wie sie bei elektrostatischen Sprühpistolen zwischen hochspannungsseitigem Ausgang der Kaskade und Lade­ elektrode üblich und notwendig sind.

Fig. 4 zeigt eine weitere beispielsweise ebenfalls aus Sinter­ keramik bestehende Trägerplatte 15, auf die Dioden 16 als do­ tierte Siliziumstäbchen bzw. -bänder und Kontaktflächen 17 unter Bildung einer Diodenmatrix aufgedruckt sind. Diese Trä­ gerplatte 15 mit Diodenmatrix ist für die Kombination mit der Trägerplatte 10 bestimmt, wobei die aktiven Oberflächen der Trägerplatten 10 und 15 unter Verlöten der Kondensator- und Dio­ denanschlüsse aufeinander gelegt werden. Abschließend können dann diese Doppelplatten 10, 15 mit Kunstharz umgossen werden.

Die Trägerplatte 10 besteht, wie bereits erwähnt, vorzugswei­ se aus Sinterkeramik. Die Kondensatorflächen können dann bei­ spielsweise mittels Layoutvorlage aufgedruckt werden. Die Dicke der Trägerplatte 10 muß in Bezug auf die Kondensatoren so gewählt sein, daß bei vorgegebener Kapazität keine Durch­ schläge entstehen, und zwar so in Abhängigkeit von der Hoch­ spannungsfestigkeit und von der Anzahl der Stufen der Kaska­ de. Wählt man bei vorgegebener Gesamtkapazität des Spannungs­ vervielfachers eine vergleichsweise große Anzahl von Kaska­ denstufen, dann ist eine vergleichsweise lange Trägerplatte 10 erforderlich, deren Dicke jedoch gering gehalten sein kann, wohingegen bei wenigen Kaskadenstufen die Trägerplatte 10 zwar kurz sein kann, dafür aber eine vergleichsweise große Dicke besitzen muß. Auf diese Weise ist es möglich, sich den jeweiligen Erfordernissen, gegeben durch die erforderlichen elektrischen Werte und den bei der jeweiligen Sprühpistole vorhandenen Platz, anzupassen.

Die Trägerplatte 15 für die Diodenmatrix kann ebenfalls aus Sinterkeramik bestehen, jedoch ist auch eine Trägerplatte 15 aus isolierendem Kunststoff möglich, weil bei der Trägerplat­ te 15 eine geringere Dielektrizitätskonstante genügt, als bei der Trägerplatte 10 für die Kondensatoren. Auch in diesem Fall werden dann die beiden Trägerplatten 10, 15 aufeinander gelegt, wobei es unerheblich ist, ob die beiden Trägerplatten 10, 15 mit ihren Oberflächen direkt aufeinander liegen oder einen mi­ nimalen Abstand haben, weil ja dieser Bauteil 10, 15 schließ­ lich mit isolierendem Kunststoff umgossen wird.

Der Diodenteil kann aber auch so aufgebaut und umgossen werden, wie dies von den heutigen integrierten Schaltkreisen her be­ kannt ist. Eine andere Modifikationsmöglichkeit besteht darin, die Trägerplatten 10 und/oder 15 nicht als gerade Rechteckplat­ ten sondern als gekrümmte Platten auszubilden, um so den vor­ gegebenen Einbaubedingungen Rechnung zu tragen. Die Führung des Hochspannungskabels kann dabei in der Krümmung angeordnet wer­ den. Freilich ist bei gekrümmten Trägerplatten darauf zu ach­ ten, daß die aufgedruckten aktiven Bereiche jeweils gleich groß sind.

Wenn voranstehend stets vom Aufdrucken der Leiterbahnen und Bauelementflächen die Rede ist, so sollen unter dem Begriff Aufdrucken auch bekannte äquivalente Aufbringungsverfahren verstanden werden, wie etwa das Aufdampfen und das Aufka­ schieren.

Claims (8)

1. Elektrostatische Sprühpistole, insbesondere Handsprühpisto­ le, zum Beschichten von Werkstücken mit flüssigem oder pul­ verförmigem Überzugsmaterial, mit einer ein- oder angebauten, einen Spannungsvervielfacher darstellenden, mehrstufigen Hoch­ spannungskaskade aus Kondensatoren und Dioden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hochspannungskaskade eine Trägerplatte (10) aus Material hoher Dielektrizitätskonstante aufweist, auf die Leiterbahnen (12) und auf einander gegenüberliegenden Platten­ oberflächen, Kondensatorflächen (11) aufgedruckt, aufgedampft oder aufkaschiert sind, und daß die bedruckte, bedampfte oder kaschierte Trägerplatte (10) mit einer Isoliermasse umgossen ist.

2. Elektrostatische Sprühpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (10) eine über die Kondensatormatrix hinaus reichende Verlängerung (10′) zur An­ bringung von Widerständen (14) und/oder anderen elektronischen Bausteinen aufweist.

3. Elektrostatische Sprühpistole nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (10) aus Sin­ terkeramik besteht.

4. Elektrostatische Sprühpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zweite Trägerplatte (15), auf die eine mit der Kondensatormatrix der ersten Trägerplatte (10) korrespondierende Diodenmatrix aufgedruckt, aufgedampft oder aufkaschiert ist, wobei die beiden mit der Kondensatorma­ trix und der Diodenmatrix versehenen Trägerplatten (10, 15) übereinander liegend mit Isoliermaterial umgossen sind.

5. Elektrostatische Sprühpistole nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trägerplatte (15) aus Sinterkeramik oder aus Kunststoff besteht.

6. Elektrostatische Sprühpistole nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Trägerplatten (10, 15) zu einer einstückigen Keramikplatte vereinigt sind, die mittels Dickfilmtechnik mit Leiterbahnen (12), Kondensa­ toren (11) und Dioden (13) bedruckt ist.

7. Elektrostatische Sprühpistole nach einem der Anprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (10) bzw. die Trägerplatten (10, 15) gekrümmt ist, bzw. gekrümmt sind.

8. Elektrostatische Sprühpistole nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände und/oder anderen elektronischen Bausteine auf die Verlängerung (10′) aufgedruckt, aufgedampft oder aufkaschiert sind.