EP0044038B1 - Handgerät zum elektrostatischen Beflocken von Gegenständen - Google Patents

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EP0044038B1
EP0044038B1 EP81105314A EP81105314A EP0044038B1 EP 0044038 B1 EP0044038 B1 EP 0044038B1 EP 81105314 A EP81105314 A EP 81105314A EP 81105314 A EP81105314 A EP 81105314A EP 0044038 B1 EP0044038 B1 EP 0044038B1
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EP
European Patent Office
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hand
accordance
held apparatus
high voltage
housing
Prior art date
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Expired
Application number
EP81105314A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0044038A1 (de
Inventor
Paul Dr. Petrick
Werner Kaselitz
Hans-Peter Schwedler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roederstein Spezialfabriken fur Bauelemente Der E
Original Assignee
Roederstein Spezialfabriken fur Bauelemente Der Elektronik und Kondensatoren Der Starkstromtechnik GmbH
Ernst Roederstein Spezialfabrik fuer Kondensatoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
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Priority claimed from DE19803026241 external-priority patent/DE3026241C2/de
Priority claimed from DE19803039904 external-priority patent/DE3039904C2/de
Application filed by Roederstein Spezialfabriken fur Bauelemente Der Elektronik und Kondensatoren Der Starkstromtechnik GmbH, Ernst Roederstein Spezialfabrik fuer Kondensatoren GmbH filed Critical Roederstein Spezialfabriken fur Bauelemente Der Elektronik und Kondensatoren Der Starkstromtechnik GmbH
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Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0537—Arrangements for supplying power, e.g. charging power comprising a charge return path between the target and the spraying apparatus which is not the "true" earth, i.e. using a direct charge return path like a wire or the like, e.g. "floating earth"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0531—Power generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/057—Arrangements for discharging liquids or other fluent material without using a gun or nozzle

Definitions

  • the invention relates to a hand-held device for electrostatically flocking objects, in particular for applying short textile fibers to surfaces provided with adhesive.
  • the adhesive materials can be applied by brushing, spraying, screen printing and the like and, depending on requirements, consist of one- or two-component systems.
  • the flock materials usually consist of viscose, polyamide, polyester or cotton, the length of the individual fibers being approximately in the range from 0.5 mm to 3 mm.
  • Known flocking devices generally work with direct charging of the flock material to a relatively high voltage, for example above 10 kV, in which case the electrostatically charged fibers of the flock material to the object to be flocked by the electrostatic attraction of the charged particles through the grounded surface of the object to be flocked be transported.
  • the flock material can be charged, for example, with DC voltage or pulsed high voltage.
  • Known devices that operate on the basis of these charging principles require the supply of a rectified high voltage or pulse voltage, which has been transformed up from the mains voltage, to the flocking device, which requires complex, voluminous and fault-prone power supply units and high-voltage lines that require special safety measures.
  • GB-A-2 010 126 discloses a hand-held device intended for electrostatic flocking, which has a cup-shaped applicator with a flat high-voltage electrode, which can be coupled to a closed plastic housing.
  • a high-voltage generator working on a piezo-electric basis and connected to an actuating lever leading to the outside.
  • a battery-operated oscillator with high-voltage transformer and subsequent rectifier can also be used.
  • the housing used is relatively unwieldy, but on the other hand, the structure is also unsatisfactory in electrical terms.
  • An electrostatic liquid atomizer is known from DE-A-2731 712, in which the respective liquid is supplied to an electrically conductive surface subjected to high voltage for atomization.
  • This electrostatic atomizer has a frame in the form of a plastic tube, which is designed to accommodate a plurality of electrical primary cells.
  • a DC voltage converter is attached to the plastic tube, which converts the battery voltage into a high voltage, and a switch is also attached to this plastic tube.
  • a voltage divider is also provided in this tube, and lines lead from this voltage divider to the outside to a field control element in the area of the atomizing nozzle.
  • This field control element which has the shape of a metal ring, is grounded via an earth line.
  • the object of the invention is to provide a hand-held device for the electrostatic flocking of objects, which has a compact structure, is not subject to any restrictions with regard to the place of use and ensures simple and, above all, reliable operation.
  • this object is achieved according to the invention in that the rod-shaped plastic housing is connected to a likewise rod-shaped, metallic or metallized housing, that the metallic or metallized housing has a receptacle for batteries provided as a direct current source forms and has an earth connection, and that an oscillator, a transformer and a cascade circuit with protective resistor are arranged in the rod-shaped plastic housing, starting from the DC voltage side as a high-voltage generator.
  • the rod-shaped housing which accommodates the batteries preferably has at least substantially the same diameter as the plastic housing, and it can be coupled thereto, so that a housing part which is known and therefore also inexpensive can be used as a battery-receiving housing.
  • a switch in particular a switch, is switched on between the batteries and the high-voltage generator and is held in the wall of the metallic or metallized housing.
  • This switch is not only conveniently accessible for the operator, but it can also be switched off by interfering charges due to its arrangement in the metallic or metallized housing part.
  • the high-voltage generator housed in the rod-shaped plastic housing comprises an oscillator, which can preferably be connected to the direct current source via a pushbutton switch, a transformer and a cascade circuit with protective resistor.
  • the oscillator which is supplied, for example, with a DC voltage of 4.5 volts, which can be supplied by three cylindrical batteries connected in series, generates a high-frequency AC voltage in the range from 8 to 50 kHz, which is supplied via a high-voltage transformer, preferably with is equipped with a ferrite rod core, a multistage high-voltage cascade is supplied, at the output of which the required high voltage of, for example, 30 to 100 kV is available.
  • the high-voltage cascade is preferably constructed from ceramic capacitors in stack form and Si diodes, since in this way an arrangement which is particularly suitable for accommodation in the rod-shaped housing is obtained. In the same way, however, it is possible to construct the cascade circuit from axially parallel, series-connected plastic film capacitors and interposed Si diodes in the form of a grid.
  • a high-voltage terminating resistor which simultaneously forms the protective resistor limits the short-circuit current to the permissible value.
  • the high-voltage electrode is arranged on the bottom of the cup-shaped applicator and connected directly to the output of the high-voltage generator via a plug or screw pin, so that the applicator can also be exchanged without problems by loosening this plug or screw connection.
  • the high-voltage electrode can be disk-shaped, plate-shaped or ring-shaped and can be provided with peaks to increase the corona
  • a rectangular or square plate with ends bent up to form peaks is preferably used as the high-voltage electrode, which covers the bottom of the cup leaving an edge area free .
  • the draw holes are preferably provided with a fine-mesh cover, in particular made of a fabric.
  • a cover in the form of a plastic grille lid is also provided for the applicator opening, this plastic grille lid not only preventing the flock material from falling out, but at the same time helping to break up or break up any flock material clumps.
  • the applicator consists of at least two nested plastic cups which are fixed relative to one another, the rod-shaped plastic housing containing the high-voltage generator extending through the outer cup bases to the bottom of the cup having the high-voltage electrode and serving to hold the flock material.
  • Two cups are expediently put together to form an applicator, the outer cup, which has a corresponding central opening, being pushed over the cylindrical plastic housing and thus contributing to the stable guidance or mounting of the applicator.
  • a high-voltage generator identified by the general reference number 1 is arranged in a rod-shaped or tubular plastic housing 16 and consists of an oscillator 3, a transformer 4 and a high-voltage cascade 5 with a terminating or protective resistor 6. The individual stages of this high-voltage generator 1 are still explained.
  • the high-voltage generator 1 is supplied from a direct current source which is formed by three cylindrical batteries 13 connected in series, which are arranged in a metal tube 15 which has essentially the same diameter as the plastic tube 16 and is either fixedly or releasably connected to it .
  • the metal tube 15 can be closed by means of a screw cap, as is customary, for example, with pocket torches.
  • a ground connection 14 is also provided for a line for connection to the object to be flocked.
  • a pushbutton switch 2 is switched on in the electrical connecting lines from the direct current source to the oscillator 3.
  • the output of the high-voltage generator is connected to a high-voltage electrode 7, which is arranged on the bottom of a cup-shaped applicator 8.
  • the connection is expediently made via a plug-socket arrangement 25, 26, so that a convenient separation of applicator and high-voltage generator is possible at any time and, accordingly, different applicators can be used in a simple manner.
  • the applicator 8 consists of two nested plastic cups 22, 23, wherein the outer cup 22 can be closed with a cover 9 designed as a grid, so that a receiving space for the flock material 10 is defined.
  • the inner cup 23, the height of which is significantly less than the height of the outer cup 22, is firmly connected to the latter, for example at an adhesive area 24.
  • the rod-shaped plastic housing 16 extends through the bottom of the outer container 24. In this way, the applicator 8 is guided and securely held with respect to the rod-shaped housing 16.
  • the draw holes 11 of the inner cup 23 lie in the edge area between the electrode 7 and the cup side wall and in the radial direction outside the draw holes 11 of the outer cup 22.
  • the applicator 8 and also the rod-shaped housing 16, in which the high-voltage generator 1 is located, can consist of PE material.
  • the applicator 8 is filled approximately halfway with flock material 10 and guided at a distance of approximately 10 to 20 cm to the flocking object 27 which is provided with electrically conductive adhesive and contacted with an earth line.
  • the flock particles become negative, e.g. B. charged to about 30-100 kV and fly supported by the developing electron wind to the grounded object 27.
  • the particles align themselves like arrows and penetrate into the adhesive due to their kinetic energy, where they are permanently anchored when the adhesive hardens.
  • FIG. 2 shows the applicator 8 according to FIG. 1 consisting of two nested cups 22, 23 in a front view. It can be seen that the high-voltage electrode 7 is essentially square, the bent corners forming peaks which lead to an increase in the corona. In the corner areas of the applicator, which in this case has a rectangular or square cross section, the draw holes 11 are provided, which are covered with a fine-mesh grid 12.
  • an applicator that is rectangular or square in cross section an applicator that is circular in cross section can also be used, with no differences in terms of function.
  • FIG. 3 shows an embodiment of a transformer which can be used in high-voltage generator 1 and which consists of a ferrite rod 17, on which the primary winding consisting of relatively few turns and, if appropriate, a feedback winding are attached and fixed, for example, by means of a double-sided adhesive tape.
  • the secondary winding 19 is accommodated in a bobbin core 18 provided with chambers and has a relatively high number of turns. The number of turns of the secondary winding is expediently in the range from 5000 to 10,000 turns.
  • the output voltage of the transformer is fed to a high-voltage cascade, as shown for example in FIG. 4.
  • This cascade circuit is preferably also rod-shaped and constructed from capacitors 20 and diodes 21.
  • the capacitors can be designed as ceramic capacitors or plastic film capacitors.
  • a Cernet-based resistor is preferably used as the high-voltage terminating resistor 6, which also consists of a protective resistor chain in the form of several resistors can be formed and limits the short-circuit current in the necessary manner.
  • Fig. 5 shows a rod-shaped, metal or at least metallized housing 15, which serves to hold batteries 13 and is fixed or detachably connected in the manner already described with a plastic tube which carries a cup-shaped applicator.
  • the rod-shaped housing 15 can be closed by means of a screw cap, as is customary, for example, in the case of rod flashlights.
  • One pole of the batteries 13 is connected to the housing via a spring 28.
  • the other pole 29 of the batteries 13 is guided to a contact of a switch 2 which, when actuated, ie. H. closed switch is connected to the line 31 leading to the high voltage generator.
  • switch 2 is formed by the "ON" button on the flocking device.
  • a control circuit which is formed by a light-emitting diode 30, a zener diode 33 and a limiting resistor 34, is connected between the line 31 leading to the high-voltage generator and the negative pole of the direct current source.
  • This control circuit is accordingly on the one hand electrically connected to the switch or push button contact 32 and on the other hand to the housing 15.
  • the Zener voltage of the Zener diode 33 is selected in accordance with the lower limit voltage of the battery 13, i. H. that the light-emitting diode 30 can perform a double function in that it ensures charge control and switch-on control at the same time.
  • both functions can be checked when the button 2 is actuated, but if two separate switches or buttons or contacts to be connected in succession are used, it is also possible to switch the two functions separately and thus carry out the switch-on control separately from the charge control .
  • At least one diode 35 is used instead of a zener diode. Since a voltage level of 0.7 V is assigned to a diode, several diodes 35 'may have to be connected in series.
  • FIG. 7 shows that a lamp 36 can also be used instead of a light-emitting diode 30, as has been shown in FIGS. 5 and 6. It is indicated in FIG. 7 that the solutions already described above with zener diode 33 and at least one diode 35 can also be implemented in connection with such a lamp 36.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Handgerät zum elektrostatischen Beflocken von Gegenständen, insbesondere zum Aufbringen kurzer Textilfasern auf mit Kleber versehene Oberflächen.
  • Beim elektrostatischen Beflocken werden kurze Fasern, insbesondere Textilfasern unter Ausbildung einer samtartigen Oberfläche auf einen beliebigen Untergrund aufgebracht, wobei die Verbindung von Flockmaterial auf Untergrund durch einen vorher aufgetragenen, elektrisch leitenden Kleber dauerhaft gewährleistet wird.
  • Die Klebermaterialien können dabei durch Streichen, Spritzen, Siebdrucken und dergleichen aufgebracht werden und bestehen je nach Anforderung aus Ein- oder ZweikomponentenSystemen. Die Flockmaterialien bestehen üblicherweise aus Viskose, Polyamid, Polyester oder Baumwolle, wobei die Länge der einzelnen Fasern etwa im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm liegt.
  • Bekannte Beflockungsgeräte arbeiten im allgemeinen mit direkter Aufladung des Flockmaterials auf eine relativ hohe, beispielsweise über 10 kV liegende Spannung, wobei dann die elektrostatisch aufgeladenen Fasern des Flockmaterials zu dem zu beflockenden Gegenstand durch die elektrostatische Anziehung der geladenen Teilchen durch die geerdete Oberfläche des zu beflockenden Gegenstandes transportiert werden.
  • Die Aufladung des Flockmaterials kann beispielsweise mit Gleichspannung oder impulsförmiger Hochspannung erfolgen. Bekannte Geräte, die auf der Basis dieser Aufladungsprinzipien arbeiten, erfordern die Zuführung einer von der Netzspannung hochtransformierten gleichgerichteten Hochspannung oder Impulsspannung zum Beflockungsgerät, wobei aufwendige voluminöse und störanfällige Netzgeräte benötigt und besondere Sicherheitsmaßnahmen erfordernde Hochspannungsleitungen verwendet werden müssen.
  • Aus der GB-A-2 010 126 ist ein zum elektrostatischen Beflocken bestimmtes Handgerät bekannt, das einen becherförmigen Applikator mit einer eben ausgebildeten Hochspannungselektrode aufweist, welcher mit einem geschlossenen Kunststoffgehäuse kuppelbar ist. In diesem etwa zylindrisch ausgebildeten Gehäuse ist ein auf piezo-elektrischer Basis arbeitender, mit einem nach außen führenden Betätigungshebel verbundener Hochspannungsgenerator angeordnet. Alternativ kann auch ein batteriebetriebener Oszillator mit Hochspannungstransformator und anschließendem Gleichrichter verwendet werden. Bei diesem bekannten Gerät ist zum einen das verwendete Gehäuse relativ unhandlich, zum anderen jedoch auch der Aufbau in elektrischer Hinsicht unbefriedigend. Die Anordnung der einzelnen Bestandteile des Hochspannungsgenerators im Gehäuse macht Leitungsführungen erforderlich, die im Hinblick auf die anliegenden, sehr hohen Spannungen zu Funktionsstörungen führen können und außerdem zur Folge haben, daß sich funktechnische Abstrahl-Störungen ergeben, die äußerst unerwünscht sind. Schließlich kann die Bedienungsperson im Falle einer Unterbrechung der erforderlichen Erdungsleitung gefährdet werden, da sich in diesem Falle aufgrund der Verwendung eines Kunststoffgehäuses hohe Berührungsspannungen einstellen können.
  • Aus der DE-A-2731 712 ist ein elektrostatischer Flüssigkeitszerstäuber bekannt, bei dem einer elektrisch leitenden, mit Hochspannung beaufschlagten Fläche die jeweilige Flüssigkeit zwecks Zerstäubung zugeführt wird. Dieser elektrostatische Zerstäuber besitzt ein Gestell in Form eines Kunststoffrohres, das zur Aufnahme einer Mehrzahl elektrischer Primärzellen eingerichtet ist. An dem Kunststoffrohr ist ein Gleichspannungswandler befestigt, der die Batteriespannung in eine Hochspannung verwandelt, und außerdem ist an diesem Kunststoffrohr ein Schalter angebracht. Im Bereich des zerstäuberseitigen Endes des Kunststoffrohres ist in diesem Rohr noch ein Spannungsteiler vorgesehen, und von diesem Spannungsteiler führen Leitungen nach außen zu einem Feldsteuerglied im Bereich der Zerstäubungsdüse. Dieses Feldsteuerglied, das die Form eines Metallrings besitzt, ist über eine Erdleitung geerdet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Handgerät zum elektrostatischen Beflocken von Gegenständen zu schaffen, das einen kompakten Aufbau besitzt, hinsichtlich des Einsatzortes keinerlei Beschränkung unterworfen ist und eine einfache und vor allem betriebssichere Handhabung gewährleistet.
  • Ausgehend von einem Handgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das stabförmige Kunststoffgehäuse mit einem ebenfalls stabförmigen, metallischen oder metallisierten Gehäuse verbunden ist, daß das metallische oder metallisierte Gehäuse eine Aufnahme für als Gleichstromquelle vorgesehene Batterien bildet und einen Erdungsanschluß aufweist, und daß im stabförmigen Kunststoffgehäuse ausgehend von der Gleichspannungsseite als Hochspannungsgenerator ein Oszillator, ein Transformator und eine Kaskadenschaltung mit Schutzwiderstand angeordnet sind.
  • Durch die Verwendung eines metallischen oder metallisierten, als Handgriff für die Bedienungsperson dienenden Gehäuseteils wird eine sichere Potentialfestlegung gewährleistet, und zwar zum einen über eine Erdleitung und zum andern über die jeweilige Bedienungsperson, so daß auch im Falle eines Unterbruchs der Erdleitung für die Bedienungsperson keinerlei Gefahr besteht. Von besonderer Bedeutung ist im Zusammenhang mit den Einsatzmöglichkeiten des Gerätes auch die Tatsache, daß das Entstehen von Störstrahlung nahezu vollständig ausgeschlossen ist, da aufgrund des Aufbaus des Geräts die Bedienungsperson geerdet ist und demgemäß nicht mehr als Antenne wirken kann und weil die einzelnen Bestandteile des Hochspannungserzeugers so zueinander angeordnet sind, daß einerseits kurze Leitungen verwendet werden können und andererseits erst becherseitig die erforderliche Hochspannung bereitgestellt wird. Der Kompaktaufbau des Gerätes nach der Erfindung erleichtert nicht nur die Handhabung, sondern auch seinen praktischen Einsatz.
  • Das die Batterien aufnehmende stabförmige Gehäuse besitzt bevorzugt zumindest im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie das Kunststoffgehäuse, und es ist mit diesem kuppelbar, so daß als Batterie-Aufnahmegehäuse ein von Stabtaschenlampen her bekanntes und damit auch preiswertes Gehäuseteil Verwendung finden kann.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den Batterien und den Hochspannungsgenerator ein Schalter, insbesondere ein Einschalttaster eingeschaltet, welcher in der Wandung des metallischen oder metallisierten Gehäuses gehaltert ist. Dieser Schalter ist für die Bedienungsperson nicht nur bequem zugänglich, sondern es werden durch seine Anordnung im metallischen bzw. metallisierten Gehäuseteil auch eventuell störende Aufladungen ausgeschaltet.
  • Der im stabförmigen Kunststoffgehäuse untergebrachte Hochspannungsgenerator umfaßt einen vorzugsweise über einen Tastschalter mit der Gleichstromquelle verbindbaren Oszillator, einen Transformator und eine Kaskadenschaltung mit Schutzwiderstand. Der Oszillator, der beispielsweise mit einer Gleichspannung von 4,5 Volt gespeist wird, die von drei in Reihe geschalteten, zylindrischen Batterien geliefert werden kann, erzeugt eine Hochfrequenz-Wechselspannung im Bereich von 8 bis 50 kHz, welche über einen Hochspannungstransformator, der bevorzugt mit einem Ferrit-Stabkern ausgestattet ist, einer mehrstufigen Hochspannungskaskade zugeführt wird, an deren Ausgang die erforderliche Hochspannung von beispielsweise 30 bis 100 kV zur Verfügung steht.
  • Die Hochspannungskaskade ist vorzugsweise aus Keramikkondensatoren in Stapelform und Si-Dioden aufgebaut, da auf diese Weise eine sich besonders gut zur Unterbringung im stabförmigen Gehäuse eignende Anordnung erhalten wird. Es ist jedoch in gleicher Weise möglich, die Kaskadenschaltung aus achsparallel angeordneten, in Serie geschalteten Kunststofffolien-Kondensatoren und in Gitterform dazwischenliegenden Si-Dioden aufzubauen.
  • Ein gleichzeitig den Schutzwiderstand bildender Hochspannungsabschlußwiderstand begrenzt den Kurzschlußstrom auf den zulässigen Wert.
  • Die Hochspannungselektrode ist am Boden des becherförmigen Applikators angeordnet und über einen Steck- oder Schraubstift unmittelbar mit dem Ausgang des Hochspannungsgenerators verbunden, so daß der Applikator durch Lösen dieser Steck- oder Schraubverbindung auch problemfrei ausgewechselt werden kann.
  • Obwohl die Hochspannungselektrode sowohl scheiben- als auch platten- oder ringförmig ausgebildet und zur Erhöhung der Korona mit Spitzen versehen sein kann, wird vorzugsweise als Hochspannungselektrode eine rechteckige oder quadratische Platte mit zur Ausbildung von Spitzen hochgebogenen Enden verwendet, die den Becherboden unter Freilassung eines Randbereiches bedeckt.
  • In dem freiliegenden Randbereich des Bechers sind vorzugsweise mehrere Zuglöcher vorgesehen, mittels der es möglich ist, den Elektronenwind, der durch die von der Elektrode abgegebenen Elektronen erzeugt wird, noch merklich zu verstärken und einen besonders gleichmäßigen und wirbelfreien Transport des Flockmaterials zu gewährleisten.
  • Vorzugsweise sind die Zuglöcher mit einer feinmaschigen, insbesondere aus einem Gewebe bestehenden Abdeckung versehen.
  • Eine Abdeckung in Form eines Kunststoff-Gitterdeckels ist auch für die Applikatoröffnung vorgesehen, wobei dieser Kunststoff-Gitterdekkel nicht nur ein Herausfallen des Flockmaterials verhindert, sondern gleichzeitig dazu beiträgt, eventuelle Flockmaterialklumpen aufzulösen bzw. zu zerteilen.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Applikator aus wenigstens zwei ineinandergesteckten und relativ zueinander fixierten Kunststoffbechern, wobei sich das stabförmige, den Hochspannungsgenerator enthaltende Kunststoffgehäuse durch die äußeren Becherböden bis zum Boden des die Hochspannungselektrode aufweisenden und zur Aufnahme des Flockmaterials dienenden Bechers erstreckt. Zweckmäßigerweise werden zwei Becher zur Ausbildung eines Applikators zusammengefügt, wobei der äußere Becher, der eine entsprechende zentrische Öffnung besitzt, über das zylindrische Kunststoffgehäuse geschoben wird und somit zur stabilen Führung bzw. Halterung des Applikators beiträgt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in der Zeichnung zeigt
    • Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer Ausführungsform eines Handbeflockungsgeräts nach der Erfindung,
    • Fig. 2 eine schematische Vorderansicht des Applikators des Geräts nach Fig. 1,
    • Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des im Gerät nach Fig. 1 vorgesehenen Hochspannungstransformators,
    • Fig.4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Hochspannungskaskade, wie sie beim Gerät nach Fig. 1 eingesetzt werden kann,
    • Fig. eine schematische Darstellung der aus mehreren in einem stabförmigen Gehäuse angeordneten Batterien bestehenden Gleichstromquelle mit erfindungsgemäßem Kontrollkreis, und die
    • Fig. 6 und 7 schematische Darstellungen von weiteren Ausführungsformen eines Kontrollkreises nach der Erfindung.
  • Bei dem in Fig. 1 gezeigten Handbeflockungsgerät ist in einem stab- bzw. rohrförmigen Kunststoffgehäuse 16 ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Hochspannungsgenerator angeordnet, der aus einem Oszillator 3, einem Transformator 4 und einer Hochspannungskaskade 5 mit Abschluß- bzw. Schutzwiderstand 6 besteht. Die einzelnen Stufen dieses Hochspannungsgenerators 1 werden noch erläutert.
  • Die Speisung des Hochspannungsgenerators 1 erfolgt aus einer Gleichstromquelle, die gebildet wird von drei in Reihe geschalteten, zylindrischen Batterien 13, welche in einem Metallrohr 15 angeordnet sind, das im wesentlichen gleichen Durchmesser wie das Kunststoffrohr 16 besitzt und mit diesem entweder fest oder lösbar verbunden ist. Endseitig ist das Metallrohr 15 mittels einer Schraubkappe verschließbar, wie sie beispielsweise bei Stabtaschenlampen üblich sind. An diesem Metallgehäuse 15 ist ferner ein Erdungsanschluß 14 für eine Leitung zur Verbindung mit dem zu beflockenden Gegenstand vorgesehen. In die elektrischen Verbindungsleitungen von der Gleichstromquelle zum Oszillator 3 ist ein Tastschalter 2 eingeschaltet.
  • Der Ausgang des Hochspannungsgenerators ist mit einer Hochspannungselektrode 7 verbunden, die am Boden eines becherförmigen Applikators 8 angeordnet ist. Die Verbindung erfolgt zweckmäßigerweise über eine Stecker-Buchsen-Anordnung 25, 26, so daß jederzeit ein bequemes Trennen von Applikator und Hochspannungsgenerator möglich ist und demgemäß auf einfache Weise unterschiedliche Applikatoren zum Einsatz gebracht werden können.
  • Der Applikator 8 besteht aus zwei ineinandergesteckten Kunststoffbechern 22, 23, wobei der äußere Becher 22 mit einem als Gitter ausgebildeten Deckel 9 verschließbar ist, so daß ein Aufnahmeraum für das Flockmaterial 10 festgelegt ist.
  • Der innenliegende Becher 23, dessen Höhe deutlich geringer ist als die Höhe des außenliegenden Bechers 22, ist mit diesem fest verbunden, und zwar beispielsweise an einem Klebstellenbereich 24.
  • Durch den Boden des außenliegenden Behälters 24 erstreckt sich das stabförmige Kunststoffgehäuse 16. Auf diese Weise wird eine Führung und sichere Halterung des Applikators 8 bezüglich des stabförmigen Gehäuses 16 erreicht.
  • Sowohl am Boden des innenliegenden Bechers 23 als auch am Boden des außenliegenden Bechers 22 sind mehrere, vorzugsweise gleichmäßig verteilte Zuglöcher 11 vorgesehen, die mittels eines feinmaschigen Gitters 12 abgedeckt sind. Die Zuglöcher 11 des innenliegenden Bechers 23 liegen im Randbereich zwischen Elektrode 7 und Becherseitenwandung und in Radialrichtung außerhalb der Zuglöcher 11 des äußeren Bechers 22.
  • Der Applikator 8 sowie auch das stabförmige Gehäuse 16, in dem sich der Hochspannungsgenerator 1 befindet, können aus PE-Material bestehen.
  • Zum Beflocken wird der Applikator 8 etwa zur Hälfte mit Flockmaterial 10 gefüllt und im Abstand von etwa 10 bis 20 cm an das mit elektrisch leitendem Kleber versehene und mit einer Erdungsleitung kontaktierte Beflockungsobjekt 27 geführt. Beim Einschalten der Hochspannung werden die Flockteilchen negativ, z. B. auf etwa 30-100 kV aufgeladen und fliegen unterstützt von dem sich ausbildenden Elektronenwind auf das geerdete Objekt 27 zu. Dabei richten sich die Teilchen ähnlich Pfeilen aus und dringen aufgrund ihrer kinetischen Energie in den Kleber ein, wo sie bei Aushärten des Klebers dauerhaft verankert werden.
  • Fig. 2 zeigt den aus zwei ineinandergesteckten Bechern 22, 23 bestehenden Applikator 8 nach Fig. 1 in Vorderansicht. Dabei ist zu sehen, daß die Hochspannungselektrode 7 im wesentlichen quadratisch ausgebildet ist, wobei die hochgebogenen Ecken Spitzen bilden, die zu einer Erhöhung der Korona führen. In den Eckbereichen des in diesem Falle im Querschnitt rechteckig bzw. quadratisch ausgebildeten Applikators sind die Zuglöcher 11 angebracht, die mit einem feinmaschigen Gitter 12 bedeckt sind.
  • Strichliert angedeutet sind die entsprechend versetzt angeordneten Zuglöcher 11 des außenliegenden Bechers 22.
  • Anstelle eines im Querschnitt rechteckigen oder quadratischen Applikators kann auch ein im Querschnitt kreisförmiger Applikator Verwendung finden, wobei sich hinsichtlich der Funktion keine Unterschiede ergeben.
  • Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines im Hochspannungsgenerator 1 verwendbaren Transformators, der aus einem Ferritstab 17 besteht, auf dem die aus relativ wenigen Windungen bestehende Primärwicklung und gegebenenfalls eine Rückkopplungswicklung angebracht und beispielsweise mittels eines beidseitig klebendenden Tesafilms fixiert ist. Die Sekundärwicklung 19 ist in einem mit Kammern versehenen Spulenkern 18 untergebracht und besitzt eine relativ hohe Windungszahl. Die Windungszahl der Sekundärwicklung liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 5000 bis 10 000 Windungen.
  • Die Ausgangsspannung des Transformators wird einer Hochspannungskaskade zugeführt, wie sie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist. Diese Kaskadenschaltung ist vorzugsweise ebenfalls stabförmig ausgebildet und aus Kondensatoren 20 und Dioden 21 aufgebaut. Die Kondensatoren können als Keramikkondensatoren oder Kunststoffolien-Kondensatoren ausgeführt sein.
  • Als Hochspannungsabschlußwiderstand 6 wird vorzugsweise ein Widerstand auf Cernet-Basis verwendet, der auch als Schutzwiderstandskette in Form mehrerer Widerstände ausgebildet sein kann und den Kurzschlußstrom in der notwendigen Weise begrenzt.
  • Fig. 5 zeigt ein stabförmiges, aus Metall bestehendes oder zumindest metallisiertes Gehäuse 15, das zur Aufnahme von Batterien 13 dient und in der bereits beschriebenen Weise mit einem Kunststoffrohr fest oder lösbar verbunden ist, das einen becherförmigen Applikator trägt. Das stabförmige Gehäuse 15 ist mittels einer Schraubkappe verschließbar, wie sie beispielsweise bei Stabtaschenlampen üblich sind. Der eine Pol der Batterien 13 ist über eine Feder 28 mit dem Gehäuse verbunden. Der andere Pol 29 der Batterien 13 ist an einen Kontakt eines Schalters 2 geführt, welcher bei betätigtem, d. h. geschlossenem Schalter mit der zum Hochspannungsgenerator führenden Leitung 31 verbunden wird. Der Schalter 2 wird in der Praxis vom »EIN«-Taster des Beflockungsgeräts gebildet.
  • Zwischen die zum Hochspannungsgenerator führende Leitung 31 und den negativen Pol der Gleichstromquelle ist ein Kontrollkreis geschaltet, der von einer Leuchtdiode 30, einer Zenerdiode 33 und einem Begrenzungswiderstand 34 gebildet wird. Dieser Kontrollkreis ist demgemäß einerseits mit dem Schalter- bzw. Tasterkontakt 32 und andererseits mit dem Gehäuse 15 elektrisch leitend verbunden.
  • Die Zenerspannung der Zenerdiode 33 ist dabei entsprechend der unteren Grenzspannung der Batterie 13 gewählt, d. h. daß die Leuchtdiode 30 eine Doppelfunktion dahingehend erfüllen kann, daß sie gleichzeitig eine Ladungskontrolle und eine Einschaltkontrolle gewährleistet. Bei einem dargestellten Ausführungsbeispiel können beide Funktionen bei Betätigung des Tasters 2 überprüft werden, aber es ist im Falle der Verwendung zweier getrennter Schalter bzw. Taster oder nacheinander zuzuschaltender Kontakte auch möglich, die beiden Funktionen getrennt zu schalten und damit die Einschaltkontrolle von der Ladungskontrolle getrennt vorzunehmen.
  • Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsvariante ist anstelle einer Zenerdiode wenigstens eine Diode 35 verwendet. Da einer Diode eine Spannungsstufe von 0,7 V zugeordnet ist, müssen gegebenenfalls mehrere Dioden 35' in Reihe geschaltet werden.
  • Die Fig. 7 zeigt, daß anstelle einer Leuchtdiode 30, wie sie in den Fig. 5 und 6 dargestellt worden ist, auch eine Lampe 36 verwendet werden kann. Dabei ist in Fig. 7 angedeutet, daß die vorstehend bereits beschriebenen Lösungen mit Zenerdiode 33 und zumindest einer Diode 35 auch in Verbindung mit einer derartigen Lampe 36 realisiert werden können.
  • Alle dargestellten Lösungsvarianten gemäß der Erfindung zeichnen sich durch Einfachheit und Betriebssicherheit aus und sind mit minimalem Aufwand praktisch zu realisieren.

Claims (17)

1. Handgerät zum elektrostatischen Beflocken von Gegenständen, insbesondere zum Aufbringen kurzer Textilfasern auf mit Kleber versehene Oberflächen, mit einem zur Aufnahme des Flockmaterials bestimmten, becherförmig ausgebildeten Applikator (8) mit im Becher (23) angeordneter Hochspannungselektrode (7) und einem Hochspannungsgenerator (1), der in einem gleichzeitig als Träger für den Applikator dienenden Kunststoffgehäuse (16) angeordnet und aus einer Gleichstromquelle (13) gespeist ist, wobei das Kunststoffgehäuse (16) stabförmig ausgebildet ist und als Aufnahme für einen durch einen Oszillator (3) gespeisten Hochspannungstransformator (4) dient, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Kunststoffgehäuse (16) mit einem ebenfalls stabförmigen, metallischen oder metallisierten Gehäuse (15) verbunden ist, daß das metallische oder metallisierte Gehäuse (15) eine Aufnahme für als Gleichstromquelle vorgesehene Batterien (13) bildet und einen Erdungsanschluß (14) aufweist, und daß im stabförmigen Kunststoffgehäuse (6) ausgehend von der Gleichspannungsseite als Hochspannungsgenerator (1) ein Oszillator (3), ein Transformator (4) und eine Kaskadenschaltung (5) mit Schutzwiderstand (6) angeordnet sind.
2. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Batterien (16) aufnehmende stabförmige Gehäuse (15) zumindest im wesentlichen mit gleichem Durchmesser wie das Kunststoffgehäuse (16) ausgebildet und mit diesem kuppelbar ist.
3. Handgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Batterien (13) und den Hochspannungsgenerator (1) ein Schalter, insbesondere ein Einschalttaster (2) eingeschaltet und in der Wandung des metallischen oder metallisierten Gehäuses (15) gehaltert ist.
4. Handgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im becherförmigen Applikator (18) angeordnete Hochspannungselektrode (7) vorstehende Spitzen aufweist und über einen Steck- oder Schraubstift (25) mit dem Ausgang des Hochspannungsgenerators (1) verbunden ist.
5. Handgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungselektrode (7) aus einer rechteckigen Platte mit zur Ausbildung von Spitzen hochgebogenen Ecken besteht.
6. Handgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden des becherförmigen Applikators (8) mehrere Zuglöcher (11) vorgesehen sind.
7. Handgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuglöcher (11) mit einer feinmaschigen, insbesondere aus einem Gewebe bestehenden Abdeckung (12) versehen sind.
8. Handgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Applikator (8) aus wenigstens zwei ineinandergesteckten und relativ zueinander fixierten Kunststoffbechern (22, 23) besteht, wobei sich das stabförmige, den Hochspannungsgenerator (1) enthaltende Kunststoffgehäuse (6) durch die äußeren Becherböden bis zum Boden des die Hochspannungselektrode (7) aufweisenden und zur Aufnahme des Flockmaterials (10) dienenden Bechers (23) erstreckt.
9. Handgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden der ineinandergesteckten Becher (22, 23) einen Abstand im Bereich von 5 bis 80 mm aufweisen.
10. Handgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Böden der ineinandergesteckten Becher Zuglöcher (11) vorgesehen und insbesondere gegeneinander versetzt angeordnet sind.
11. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an Gleichspannung von beispielsweise 4,5 Volt anschließbare Oszillator (3) im Hochfrequenzbereich von etwa 8-50 kHz arbeitet.
12. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (4) einen zylindrischen Ferrit-Stabkern (17) aufweist, auf dem die aus wenigen Windungen bestehende Primärwicklung (28) angeordnet ist, während die Sekundärwicklung (19) in Kammern (18) eines zylindrischen Kunststoffträgers untergebracht ist.
13. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator als Topf-oder Ringkerntransformator ausgebildet ist.
14. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaskadenschaltung (5) aus einem Stapel von Keramikkondensatoren (20) mit Si-Dioden (21) aufgebaut ist.
15. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaskadenschaltung (5) aus achsparallel angeordneten, in Serie geschalteten Kunststoffolien-Kondensatoren und in Gitterform dazwischenliegenden Si-Dioden aufgebaut ist.
16. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Hochspannungsabschlußwiderstand bildende Schutzwiderstand (6) aus einem Widerstand auf Cermetbasis besteht.
17. Handgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile des Hochspannungsgenerators (1) im Kunststoffrohr (16) lunkerfrei mit einem hochspannungsfesten Material vergossen sind.
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