DE1993972U - Hochspannungskabel fuer elektrostatische farbspritzpistolen. - Google Patents

Description

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DR. ING. EMNST MAIEE

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8 MÜNCHEN SS

TIlEFOK SSSSSO, 20 0193

A 168 6, Februar I968

EM/Mü/Mv

Firma ESlST MUEILER₉ Winnenden, Bahnhof straße 28

Hochspannungskabel für elektrostatische Farbspritzpistolen

Die Erfindung betrifft ein Hochspannungskabel für elektrostatische Farbspritzpistolen, das dazu dient, die Pistole mit einer Hochspannungsquelle zu verbinden»

Bei den bekannten elektrostatischen Farbspritzpistolen ist im allgemeinen in der Pistole ein hochohmiger Schutzwiderstand eingebaut, beispielsweise ein Schichtwiderstand, der 3,1s Strombegrenzer dient und insbesondere die Aufgabe hat, gefährliche Entladungen zu verhindern« Dieser Schutzwiderstand ist meist an das innerhalb des Pistolenkörpers befindliche Ende des von der Hoehspannungsquelle

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herführenden Hochspannungskabels angeschlossen» Insbesondere bei γόη Hand betätigten Farbspritzpistolen besteht jedoch

die Hauptgefahr für das Bedienungspersonal in auf Isolierungsmängeln beruhenden Kabeldurchschlägen, welche durch den in der Pistole untergebrachten Schutzwiderstand weder vermieden noch begrenzt werden können» Man verwendet deshalb aus Sicherheitsgründen häufig abgeschirmte Kabele Diese Kabel jedoch haben bekanntlich eine wesentlich höhere Kapazität als nicht-abgeschirmte Kabel, was wiederum die Entstehung energiereicher Überschlagsfunken begünstigt.

Man ist deshalb von den abgeschirmten Hochspannungskabeln wieder abgegangen und hat versucht,- den Schutzwiderstand vor dem unmittelbaren Berührungsbereich des die Pistole Bedienenden zu legen, d_oh„ den-Widerstand an einer geeigneten Stelle zwischen Hοchspannungsquelle und Pistole.in das Kabel einzubauen» In der Praxis haben sich jedoch dabei mit den bekannten elektrischen Schichtwiderstanden Schwierigkeiten ergeben," da das Kabel unterbrochen werden muß und eine Kupplung erforderlich ist« die bei den erforderlichen Spannungen von etwa 100 kV zwangsläufig groß und schwer ausgelegt werden muß= Da bei Handspritzpistolen dem Gewicht und

der Handlichkeit große Bedeutung zukommt, konnte auch diese lösung nicht "befriedigen» Hinzu kommt noch die akute Bruchgefahr eines innerhalb des Kabels angeordneten Schichtwiderstandes und die geringe Flexibilität„

Mun ist es auch bekannt , !Flüssigkeiten als Widerstände heranzuziehen» So wurden bereits sogenannte Flüssigkeit skabel als Hochspannungskabel für das elektrostatische Farbspritzen verwendet, die im wesentlichen aus einem Kunststoffschlauch und einer darin eingeschlossenen, den Widerstand bildenden Flüssigkeit bestehen« Beim Flüssigkeitsfcabel erstreckt sich der gesamte Widerstand rom Hochspannungserzeuger bis zum Verbrauchers, im vorliegenden Fall also bis in die Spritzpistole hinein« Der Widerstand dieser an und für sich leichten und sehr flexiblen Flüssigkeitskabel ist also über eine gewisse "Länge verteilt, ÜTun kann aber den Hochspannungskabeln für elektrostatische Handspritzpistolen nicht immer eine fixe Länge gegeben werden, d» h» das Ka.be! soll einmal 5 m, das andere Mal 20 m lang sein« Aus diesem G-runde werden der Flüssigkeit besondere Zusätze beigegeben, um so durch entsprechendes Einstellen des spezifischen Widerstandes der Flüssigkeit der geweiligen Kabel-

länge Rechnung zu tragen« So hat man beispielsweise "bei
Verwendung von Glycerin als Widerstandsflüssigkeit "bestimmte Mengen an reinem Wasser zugegeben,- um die jeweils benötigten Widerstandswerte zu erreichen,,.- Ausgedehnte Versuche mit derartigen Flüssigkeitskabeln haben nun ergeben., daß
zwar das ursprüngliche Einstellen des Widerstandes mit Hilfe von Zusatzstoffen tatsächlich gelingt, andererseits jedoch der eingestellte Widerstandswert sich bei Betrieb der Spritzpistole in kurzer Zeit ändert» Der G-rund dafür ist,
daß bei Anlegen einer Gleichspannung von größer als 20 kV
in der Kabelflüssigkeit ein Bntmischungseffekt auftritt,
die Widerstandsflüssigkeit ρ beispielsweise Glycerin, und ■ die Zusatzflüssigkeit, beispielsweise.Wasser, sich- voneinander -trennen- und Zonen von polaren und apolaren Leitern
entstehenο Die folge ist, daß nach wenigen Betriebsstunden in der an das Plüssigkeitskabel angeschlossenen elektrostatischen. Spritzpistole der Kabelwiderstand beträchtlich ansteigt _β Es wurden Widerstandserhöhungen je nach Mischungsverhältnis bis zu 2000$- schon nach wenigen Betriebsstunden gemessen« Die tatsächlichen "Standzeiten" dieser Flüssigkeitskabel sind also sehr gering„

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein zugleich als Hochohm-Widerstand dienendes Hochspannungskabel für elektrostatische Farbspritzpistolen zu schaff en«, das sowohl leicht und flexibel ist als auch einen über lange Betriebszeiten konstanten, von der Kabellänge unabhängigen Widerstand aufweist» üTadi der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöstj daß das Kabel eine über im wesentlichen die gesamte Kabellänge reichende Metallseele aufweist und an zumindest einer Stelle mit einem Flüssigkeitswiderstand begrenzter Länge versehen ist» Die Erfindung geht dabei davon

aus j daß Flüssigkeiten existieren«, bei denen infolge ihrer geringen Ionenbeweglichkeit und großen Ionenkonzentration schon eine Flüssigkeitssäule von wenigen Zentimetern oder sogar wenigen Millimetern genügt, um den erforderlichen Wi-

derstandswert zu erreichen.,, und darüberhinaus eine nahezu zeitlich unbegrenzte Konstanz des Widerstandes selbst bei Anliegen sehr ho@her Spannungen zeigen. Das erfindungsgemäße Kabel weist also über nahezu seine gesamte Länge eine Metallseele auf; während der Flüssigkeitswiderstand auf ein kurzes Kabelstück begrenzt ist» Torteilhafterweise besitzt , dieses Kabel einen einstückigen Kunststoffmantel und ist an seinen beiden Endbereichen mit je einem Flüssigkeitswider-

stand versehen, wobei die "beiden Flüssigkeitswiderstände untereinander sowie gegebenenfalls mit den Kabelenden durch Metalldrähte verbunden sind. In diesem Fall besteht also das Kabel aus einem Kunststoffschlauch, in dessen Innerem . ein Metalldraht verläuft, der an zwei Stellen durch einen Flüssigkeitswiderstand unterbrochen ist» Die Sicherheit gegen Überschläge ist bei diesem Kabel sehr groß, da sich sowohl benachbart dem Hochspannungsgenerator als auch benachbart der Pistole ein Hochohm-Widerstand befindet und die lediglich aus einem Draht bestehende Metallseele nur eine geringe -Kapazität aufweist» Darüberhinaus ist das Kabel sehr leicht und flexibel und besitzt einen über lange Betriebszeiten konstanten Widerstandswert„ Schließlich bereitet es keinerlei Schwierigkeiten, Kabel mit gleichem Widerstandswert c, aber wesentlich unterschiedlicher Länge herzustellen, da, man jeweils nur den die Metallseele enthaltenden Kabelteil verlängert bzw. verkürzt und die länge der Metallseele, also des Drahtes, keinen wesentlichen Einfluß auf den-'Widerstandswert-hat. ■ . -

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Schutzansprüehen« Auf der Zeichnung sind Ausführungsfor-

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men der Erfindung "beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen?

Pig ο 1 einen Längsschnitt durch den einen Flüssigkeitswiderstand enthaltenden Endab-schnitt eines Kabels nach der Erfindung,

und - - -

Fig» 2 eine entsprechende Ansieht einer Abwandlung sf ο rm der Erfindung„

Auf Fig» 1 ist im längsschnitt der pistolenseitige Bndabschnitt eines Kabels nach der Erfindung dargestellt» Das Kabel weist als Mantel einen aus Kunststoff bestehenden Isolierschlauch 10 auf_s der durch eine Verschlußkappe 11 aus Isolierstoff mit eingesetzter Verschlußschraube 12 aus leitendem Material abgedeckt ist. Zentral im Schlauch 10 ist ein Metalldraht 13 angeordnet, der die leitende Seele des Kabels darstellt und τοη dem anderen, nicht dargestellten Ende des Kabels herführt, das an den Hochspannungsgenerator angeschlossen ist» Der Metalldraht 13 ist in einem in den Schlauch 10 eingesetzten Versehlußstopfen 14 verankert, der aus leitendem Material besteht bzw« zumindest eine leitende Durchführung besitzt» Zwischen diesem Versehlußstopfen H und der Verschlußschraube 12 ist im Schlauch 10 eine Wi-

derstandsflüssigkeit eingeschlossen, die eine geringe JConenbeweglichkeit "bei großer I onenkonz ent ration aufweist und einen ganz bestimmten spezifischen Vfider stand besitzt» Um nun den Widerstandswert dieses "Flüssigkeitswiderstandes" einstellen zu können, ist erfindungsgemäß die Flüssigkeit in einen wirksamen Teil 15a und einen nicht-wirksamen Heil 15b unterteilt» Zu diesem Zweck ist in dem Schlauch 10 die aus einem Schwimmer 16, einem Abstandsrohr 17? einer Justierschraube 18 und einem Stahldraht 19 bestehende Anordnung vorgesehen» Der Stahldraht 19 ist mit seinem einen Ende in der Justierschraube 18 eingespannt und ragt mit seinem anderen Ende, den Schwimmer 16 durchsetzend, über den Schwimmer hinaus, wobei das freie Ende dieses Drahtes 19 nachfolgend mit Schwimmstift 19a bezeichnet wird»

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann durch Verdrehen der Justierschraube 18 die ganze Anordnung im Isolierschlauch 10 verschoben werden, derart, daß sich der Abstand zwischen dem Schwimmstift 19a und dem Yersehlußstopfen 14 vergrößert bzw.» verkleinert» Da der Draht 19 und die Justierschraube 18 aus Metall bestehen, also gute

Leiter sind» wirkt nur der zwischen der Spitze des Schwimmstiftes 19a und dem Verschlußstopfen 14 befindliche Teil 15a der Flüssigkeit als wirksamer Widerstand, während der übrige Teil 15b der Flüssigkeit überbrückt ist» Die Größe des erzielbaren Widerstandes kann also durch Verdrehen der Schraube 18 auf einfachste Weise verändert werden» Die elektrische Verbindung zwischen der Justierschraube 18 und der Verschlußschraube 12 wird durch eine Kontaktfeder 20 hergestellt»

Bei der Erfindung wird also ein vergleichsweise kurzer Flüssigkeitswiderstand am Kabelende verwendet·, wobei die Größe des Widerstandswertes, ohne die Erfordernis von Flüssigkeitszusätzen, auf mechanischem f/ege durch Verschieben des S-chwimmstiftes 19a in der Widerstandsflüssigkeit erfolgt» Dabei ist die Kapazität der Anordnung gering, da, neben der dünnen Drahtseele 13," lediglich die Verschlußschraube 125 die Kontaktfeder 20, die Justiersehraube 18 und der Tauchdraht 19 aus leitendem Material, nämlich aus Metall, bestehen» Ferner ist die Anordnung so getroffen, daß auch der den Flüssigkeitswiderstand- sowie die Widerstandsverstellung enthaltende Kabelabschnitt flexibel ausgebildet werden kann»

Die auf Figo 2 dargestellte Abwandlungsform der Erfindung unterscheidet sich von der Ausfülirungsform nach Figo 1 lediglich dadurch? daß anstelle des Abstandsrohres 17 ein gemäß der Zeichnung gestaltetes Abstandsstück 21 verwendet und ein den KabeIschlauch 10 durchsetzender? geerdeter Metallstift 22 vorgesehen ist» Auf diese Weise wird ein Entladewiderstand geschaffen« d.ti, es wird verhindert, daß sich die im Kabel gespeicherte Kapazität ausschließlich über die angeschlossene Farbspritzpistole entladen kann_o

Das erfindungsgemäße Hochspannungskabel kann auch an seinem anderen, an den Hochspannungsgenerator anzuschließenden Ende mit einem entsprechenden Flüssigkeitswiderstand versehen seine Auch besteht die Möglichkeit;, das auf der Zeichnung dargestellte Kabelende nicht direkt an die Farbspritzpistole anzuschließens sondern über ein Zwischenkabel (Yerlängerungskabel),das wiederum lediglich aus einem Kunststoff schlauch und einer mittigen Drahtseele besteht» Das erflndungsgemäße Kabel ist somit auf einfachste Weise den jeweiligen Erfordernissen anzupassen»

Claims (1)

1. RÄ.072 495*-6.2.68

   11-

   SGHüTZAISPEüCHB

   1 ₀ Hochspannungskabel für elektrostatische Farbspritzpistolen«, mit als Hochohm-Widerstand dienender Flüssigkeitsfüllung ₉ dadurch gekennzeichnet;, daß das Kabel eine über im wesentlichen die gesamte Kabellänge reichende Metallseele (13) aufweist und an zumindest einer Stelle mit einem Flüs-■ sigke-itswiderstand (T5a) begrenzter Länge versehen ist,

   2ο Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einen einstückigen Kunststoffmantel (10) besitzende Kabel an seinen beiden Endbereichen mit je einem Flüssigkeitswiders.tand (15a) versehen ist,, wobei die Widerstände miteinander und gegebenenfalls mit den Kabelenden durch einen Metalldraht (13) leitend verbunden sind»

   3« Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, ■daß' in den flüssigkeitswiderstand (15) ein im Kabeliamantel verschiebbarer Drahtleiter (19)eintaucht»

   4ο Ka-TDeI nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Drahtleiter (19) in einer Anordnung gehalten ist, die aus einer Justierschraube (18), einem Schwimmer (16) und einem dazwischenliegenden Abstandsstück (17,21) besteht»

   5» Kabel nach Anspruch 4? dadurch gekennzeichnet, daß die Justierschraube (TS) über eine Kontaktfeder (20) mit einer Kabelverschlußschraube (12) leitend verbunden ist»

   6„ Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5_S gekennzeichnet durch einen benachbart dem Flüssigkeitswiderstand (15a) den Kabelmantel (10) durchsetzenden Entladungsstift (22), der geerdet ist»