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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung elektrostatischer Felder für
die Beschleunigung von der Herstellung wildleder-, velour-, sammet- oder plüschartiger
Bezüge dienendem Fasergut In Technik und Industrie werden in wachsendem .Maße Kraftfelder
benötigt, um bestimmte Arbeitsverfahren durchführen zu können. Ein derartiges Arbeitsverfahren
kennzeichnet sich vor allem dadurch, d.aß kurzfaserigem Textilgut ein hohes, elektrostatisches
Potential erteilt wird, während man einem beliebigen Gegenstand, der oft nur aus
einer irgendwie gearteten Unterlage besteht und mit Klebstoff versehen, klebrig
gemacht oder selbst klebrig ist, Erdpotential gibt. Auch das umgekehrte Verfahren
ist möglich. Unter dem E:influß der Potentialdifferenzen richten sich die Faserstücke
zueinander parallel und werden gleichzeitig mit 'hoher Geschwindigkeit in die Klebschicht
eingetrieben, in der sie 'haften, so daß nach dem Erhärten des Klebers Plüsch-,
sammet-, velour- oder wildlederartige Überzüge entstehen.
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Zur Erzeugung derartiger Felder dienen eine Reihe von Einrichtungen
und. Geräte, die als Elektrophore, Influenzmaschinen usw. bekannt sind. Zur technisch-industriellen
Anwendung eignen sich derartige Einrichtungen wegen ihrer geringen Leistung und
ihrer sonstigen Nachteile nicht. Dagegen bieten sich für Fertigungen in größerem
Ausmaße, wie sie insbesondere in Form kontinuierlicher Arbeitsverfahren, bei Arbeiten
am endlosen Band usw. auftreten,
Hochspannungstransformatoren, Teslatransformatoren
oder zu Zwecken der Radiotechnik, der Aufla.dung elektrischer Zäune od..dgl. entwickelte
Schaltungen als geeignet an, die vom Netz mit Strom versorgt werden. Netztransformatoren
mit Ausgangsspannungen @in Größenordnung von io bis ioo kV setzen jedoch eine Sonderausbildung
mit hochwertigen Isolationsmitteln voraus, so daß schwere, sperrige: und teure Anordnungen
entstehen, die wegen der Notwendigkeit des Berührungsschutzes einer Reihe weiterer,
umständUicher Hilfseinrichtungen und Sondermaßnahmen bedürfen.
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Vorliegende Erfindung beruht demgegenüber auf der Erkenntnis, daß
es in den meisten Fällen eines derart großen Aufwandes nicht bedarf bzw. daß ein
derartiger Aufwand in keinem Verhältnis zur wirklich benötigten und ausgenutzten
Leistung steht. In dieser Beziehung haben gerade nähere Untersuchungen bei der Ausrichtung
und Beschleunigung von kurzfaserigem Textilgut ergeben, daß in allen praktisch vorkommenden
Fällen mit überraschend geringfügigen elektrischen Leistungen gearbeitet werden
kann, ohne daß die Arbeitsergebnisse sich von Erzeugnissen unterscheiden, zu deren
Herstellung ein erheblich größerer Aufwand an elektrischen Einrichtungen und Geräten
getroffen worden ist. Dadurch werden gemäß einer abschlseßendien, zur Erfindung
führenden Erkenntnis Maßnahmen anwendbar, von denen in der praktischen Elektrotechnik
wegen ihrer äußerst dürftigen Leistungen überhaupt kein Gebrauch gemacht wird, ohne
daß der Vorteil ,aufgegeben werden muß, daß infolge der auf völlig abweichenden
Gebieten der Technik notwendigen Herstellung derartiger Geräte in Serien oder Massen
diese als äußerst bi.llige Bauteile zur Verfügung stehen. Angesichts der geringen
Leistungen. kann .dabei ohne weiteres auf den Berührungsschutz verzichtet werden,
und es fallen demgemäß auch alle kostspieligen Isolierungen, Verschalungen, Einkapselungen,
Erdungen sowie andere, vor allem die manuelle Handhabung störenden Maßnahmen weg.
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Ausgehend von diesen Erkenntnissen kennzeichnet sich das erfindungsgemäß
vorgesc'h'lagene Verfahren zur Erzeugung elektrostatischer Felder zwecks Beschleunigung
von Fasergut in der Richtung auf einen klebenden Träger für das Fasergut zu unter
Bildung wildleder-, velour-, sammet- oder plüschartiger Überzüge dadurch, daß einer
üblichen, für Zwecke der Kraftfahrzeugtechnik aus.gebüdeten Zündspule zugeführte
Betriebsstromimpulse in dieser hochtransformiert, der hochgespannte Strom gleichgerichtet
und mit ihm das elektrostatische Feld hergestellt wird.
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Da Zündspülen der Motorentechnik in großen Zahlen hergestellt werden,
sind sie weit billiger als Hochspannungstransformatoren. Ihre Eingangsspannungen
liegen mit etwa 6 bis aq. Volt äußerst niedrig, während andererseits ohne weiteres
Ausgangsspannungen in der benötigten Höhe herzustellen sind. Die Zündspulen haben
bekanntlich die Eigenschaft, auf Impulse der verschiedensten Art, auch schon auf
Gleichstromimpulse anzusprechen, während andererseits auch die Mögl'ic'hkeit eines
Betriebes mit dem Netz entnommenem Wechselstrom dadurch besteht, daß dieser auf
die Erregungsspannung eines Zechackers, auf die Eingangsspannung der Zündspule und
auf die Heizspannung einer Gleichrichterrdhre heruntertransformiert, der der Zündspule
zugeführte Betriebsstrom in dieser hochtransformiert, der hochgespannte Strom gleichgerichtet
und mit ihm das elektrostatische Feld hergestellt wird.
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Die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnen sich
vorzugsweise durch eine mit einer Stromimpudsquelle verbundenen Zündspule, der ein
Gleichrichter zur Erzeugung .des elektrostatischen Feldes nachgeschaltet ist. Als
Impulsgeber können dabei alle bekannten Vorrichtungen der Technik, wie Unterbrecher,
Zechacker usw.Verwendung finden. In dem .durchweg üblichen Fall' des Vorhandenseins
eines Wechseilstromnetzes kennzeichnet sich die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung
durch einen .mit drei Wicklungen versehenen Eingangstransformator zur Heruntertransformierung
der Netzspannung auf .die Erregungsspannung eines Zechackers, auf die Eingangsspannung
.einer Zündspule und auf die Heizspannung einer Gleichrichterrö'hre, der diese Teile
so nachgeschaltet sind, daß der im Zechacker gebildete Betriebsstrom in der Zündspule
hochtransformiert, im Gleichrichter ausgeglichen und zur Hersteillung des elektrostatischen
Feldes verwendbar ist.
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Es entstehen auf .diese Weise äußerst gedrängte bauliche Anordnungen,
wobei jedoch :besondere Maßnahmen zu treffen sind, um eine gegenseitige schädliche
Beeinflussung der Bauteile auszuschließen. Dabei hat es sich als äußerst vorteilhaft
erwiesen, die zur Erzeugung der Heizfadenspannung im Eingangstransformator dienende
Wicklung als langgezogene, etwa hufeisenförmige Spule in einer hochisolierenden
Rohrhülse, die etwa aus Acrylharzen -besteht, auszubilden, so daß die in der Gleic'hri-chterröhre
vorhandene Hochspannung die übrigen Transformatorwicklungen nicht über die Heizleitung
beeinlußt. Aus demselben Grunde geht man zweckmäßig dazu über, das Tragorgan des
Sockels der Gleichrichterröhre aus mehreren Teilen mit verschiedenen Isolationswerten,
also etwa aus Acrylharzen, Hartpapier oder anderen Isolierstoffen auszubilden, um
das Auftreten von Kriechströmen mit Sicherheit ausschließen zu können.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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Fig. i gibt .das Schaltschema einer Vorrichtung wieder, :bei der das
elektrostatische Feld mittels des aus dem Netz entnommenen Wechselstromes erzeugt
wird; Fig. a zeigt das Schaltschema einer Vorrichtung, bei der der Betriebsstrom
einer Akkumulatärenbatterie entnommen wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i bezeichnen i, a die Anschlüsse
des Wechselstromnetzes, die mit der Primärwicklung 3 des Eingangstransformators
q. verbunden sind. Dieser besitzt auf der Sekundärseite die Wicklungen 5 und 6,
wobei
die Wicklung 5 die Heizspannung der Gleichrichterröhre 7 und
die Wicklung 6 die Eingangsspannung für die Kraftfahrzeug-Zündspule 8 sowie die
Erregungsspannung für den Zerhacker g liefert. In der Zündspule 8 findet die des
der Spule zugeführten Betriebsstromes statt, der in der Gleichrichterröhre7 gleichgerichtet
wird, so daß bei ro ein Hochspannungspotential auftritt, das auch an der Be'händlungselektrode
z r vorhanden ist. Im Schaltschema ist durch punktierte Linien eine aus Acryl'harzen
oder einem sonstigen hochwertigen Isolierstoff bestelhendeRohrhülse angedeutet,
welche die Transformatorspule 5 umgibt und deren rohrförmige Ansätze 12 auch die
Heizfadenzuführungen umgeben. Bei der praktischen Ausführung umschließt die Rohrhülse
natürlich einen Sehenkel des Transformatorkerns.
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Durch Verwendung von Kraftfahrzeug-Zündspulen werden Teile anwendbar,
von denen in der praktischen Elektrotechnik wegen ihrer äußerst dürftigen Leistungen
überhaupt kein Gebrauch gemacht wird, ohne daß der Vorteil aufgegeben werden muß,
daß .infolge der auf völlig abweichenden Gebieten der Technik notwendigen Herstellung
derartiger Geräte in Serien oder Massen diese als äußerst billige Bauteile zur Verfügung
stehen. Angesichts der geringen Leistungen kann dabei ohne weiteres auf den Berührungspunkt
verzichtet werden, und es fallen .demgemäß auch alle kostspieligen Isolierungen,
Verschalungen, Einkapselungen, Erdungen sowie andere, vor ablem die manuelle Handhabung
störenden Maßnahmen weg.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dienen als Stromquellen zwei
Akkumuilatorenbatterien 13 und 14. Die Batterie 13 liefert die Heizspannung für
die Gleichrichterröhre 7. Die Erregerspannung für den Impulsgeber ro liefert die
Akku.mulatorenbatter e 14. Ebenso liefert die Batterie 14 die Eingangsspannung der
Zündspule g. Der cAkkumulator 13 ist vom Akkumulator 14 isoliert. Die Stromimpulse
des Zerhackers ro werden der Zündspule g zugeführt.
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Wenn oben erwähnt wurde, daß ein Berührungsschutz nicht unbedingt
erforderlich ist, so bedeutet das nicht, daß er nicht trotzdem zweckmäßig sein kann.
Dabei hat es sich als besonders geeignet erwiesen, die auf Hochspannungspotential
liegenden Teile aus einem Träger bestehen zu lassen, der mit Halbleiter wie Graphit
enthaltenden Überzügen aus Isolierstoffen wie Lack versehen ist. Es ist vorteilhaft,
überhaupt das Potential über Halbleiter zur Wirkung zu bringen. Es kommt dann zu
einer der Halbleiterausdehnung und -verteilung entsprechenden Ausbildung des el'ektrostatisc'hen
Feldes, aber der Isolator bildet einen völlig ausreichenden Berührungsschutz. Vorteilhaft
ist derTräger selbst als Leiter ausgebildet und mit dem Gleichrichter verbunden.
Es können aber ebenso besondere Teile hierfür vorgesehen sein, die dann in einer
zwischen Überzug und Träger liegenden Isolationsmasse eingebettet sein können. Als
potentialführende Teile kommen vor allem Behandlungsplatten, platten-oder fangschalenartige
Elektroden zur Aufnahme des aufzüiladenden Gutes, am bandförmigen Gut anliegende
Behandler u. dgl. in Betracht.