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Diese Erfindung betrifft elektrostatische Spritzpistolen zum elektrostatischen Laden
von daraus abgegebenem Beschichtungsmaterial (siehe Dokument EP-A-0
160 386).
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Elektrostatische Spritzpistolen, die zum Laden von Partikeln eines aus der Pistole
abgegebenen Beschichtungsmaterials verwendet werden, sind gut bekannt. Um
das Beschichtungsmaterial auf den zu beschichtenden Gegenstand anzuziehen,
werden die Beschichtungspartikel auf die entgegengesetzte Polarität des zu
beschichtenden Gegenstandes geladen. Frühe Arten von elektrostatischen
Spritzpistolen wurden von entfernten Hochspannungsgleichstromquellen gespeist, die
Ausgangsspannungen von 70 Kilovolt (KV) oder mehr zur Verfügung stellten. Die
Ausgangsspannung von solchen Energiequellen wurde über Hochspannungskabel
zu Partikel-Ladeelektroden geleitet, die nahe den Düsen der Pistolen angeordnet
waren. Diese Hochspannungskabel waren normalerweise steif, was es schwierig
macht, die Pistole zu handhaben, und speicherten möglicherweise gefährliche
elektrische Energieniveaus, die Schlag- und Entzündungsgefahren erzeugten. Die
europäische Patentanmeldung Nr. 0 160 386 offenbart zum Beispiel eine
elektrostatische Spritzpistole, die von einer entfernten Hochspannungsgleichstromquelle
gespeist wird.
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Um eine sicherere und besser steuerbare Pistole zur Verfügung zu stellen, wurden
mit hoher Frequenz arbeitende, miniaturisierte Spannungverstärkerschaltungen
entwickelt, die in die elektrostatische Spritzpistole eingesetzt werden konnten, um
die notwendige hohe Ladegleichspannung von einer relativ niedrigen
Eingangsspannung zu erzeugen. Solche Spritzpistolen mit internen
Hochspannungsverstärkungsmöglichkeiten werden im allgemeinen entweder von einer externen
Niederspannungsquelle über ein Niederspannungskabel zur Pistole, das flexibler ist
als die Hochspannungskabel, oder einer Niederspannungsquelle, wie zum Beispiel
einer Batterie, die in der Pistole angeordnet ist und ein Kabel ganz und gar
eliminiert, gespeist. Elektrostatische Spritzpistolen mit internen
Hochspannungsverstärkerschaltungen, die durch eine externe Niederspannungsquelle versorgt
werden, sind in dem US-Patent 4,934,607 und der Britischen Patentanmeldung Nr.
2 009 625A offenbart. Die interne Hochspannungsschaltung transformiert die
Eingangsniederspannung mittels eines Transformators hoch, richtet die
hochtransformierte Spannung in einer Dioden/Kondensatorverstärkerkaskade gleich und
verstärkt
sie und gibt eine hohe Gleichspannung an die Partikel-Ladeelektrode der
Pistole ab.
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Elektrostatische Pistolen mit internen Spannungsverstärkerschaltungen sind
insbesondere für manuelle Sprühbeschichtungsaufträge vorteilhaft, da die Pistolen
besser steuerbar sind, als Pistolen, die von externen Hochspannungskabeln
versorgt werden. Die Steuerbarkeit ist jedoch allgemein in Anwendungen nicht von
Bedeutung, in denen die Pistole robotergesteuert oder maschinell hin- und
herbewegt wird und als eine Konsequenz ist es in solchen Anlagen üblich, externe
Hochspannungsquellen zu verwenden.
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Historisch gesehen mußten die Hersteller von elektrostatischen Spritzpistolen, die
sowohl manuell als auch robotergesteuerte oder maschinell hin- und herbewegte
Pistolen verkaufen, Pistolen von gänzlich unterschiedlichem Aufbau für diese zwei
unterschiedlichen Anwendungen herstellen. Der zusätzliche Ausrüstungs- und
Teilebestand, der erforderlich war, um die Herstellung von zwei unterschiedlichen
Pistolenkonstruktionen aufrechtzuerhalten, erhöhte die Kosten der
Pistolenherstellung unnötig.
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Eine erfindungsgemäße Spritzpistole zum elektrostatischen Aufladen von aus der
Düse derselben abgegebenem Beschichtungsmaterial umfaßt ein Gehäuse mit einer
internen Kammer, die angepaßt ist, um entweder: (a) eine interne
Spannungsverstärkerschaltung, die als ein Einzelbaustein ausgebildet ist und von einer entfernten
Niederspannungsquelle zum Erzeugen hoher Gleichspannung an ihrem Ausgang
gespeist wird, oder (b) den Endabschnitt eines Hochspannungskabels, das von einer
entfernten externen Hochspannungsquelle gespeist wird, aufzunehmen,
gekennzeichnet dadurch, daß Mittel vorgesehen sind, die angepaßt sind, um einen
Endabschnitt entweder der Spannungsverstärkerschaltung oder des
Hochspannungskabels in der internen Kammer zu befestigen und diesen Endabschnitt über
elektrische Schaltungsmittel an die Ladeelektrode anzuschließen.
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Solch eine Anordnung stellt einen einzelnen elektrostatischen Spritzpistolenaufbau
zur Verfügung, der alternativ entweder von einer externen Hochspannungsquelle
oder einer internen Spannungsverstärkerschaltung, die von einer externen
Niederspannungsquelle gespeist wird, mit Energie versorgt werden kann. Solch eine
Spritzpistole hat einen gleichen Satz von Pistolenteilen, die in beiden Arten
verwendet werden, so daß nur die Energiezuführungskomponenten verändert werden
müssen. Sie kann auch modulare elektrische Komponenten zum schnellen Ausbau,
Einsatz der gewünschten Form der Energiezuführung und Wiederzusammenbau
einschließen.
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Zweckmäßigerweise können die elektrischen Schaltungsmittel mindestens einen
Widerstand umfassen und die Form einer integralen Einheit haben.
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Vorteilhafterweise kann in einer elektronischen Spritzpistole, in der eine
Spannungsverstärkerschaltung in der Kammer angeordnet ist, ein wärmeleitendes
Wärmeableitungselement vorgesehen sein, von dem ein wesentlicher Teil außerhalb
des Gehäuses angeordnet ist und das ein integrales, in Kontakt mit dem Gehäuse
kommendes Befestigungselement besitzt es kann ein wärmeleitendes Band
vorgesehen sein, das mindestens einen Teil der Spannungsverstärkerschaltung umgibt
und einen sich daraus erstreckenden, wärmeleitenden Vorsprung besitzt, und es
können Mittel vorgesehen sein, um das wärmeleitende Band an das wärmeleitende
Wärmeableitelement in Wärmeübergangsverbindung anzuschließen.
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Der sich von dem wärmeleitenden Band erstreckende Vorsprung kann durch ein
Verbindungselement, das auch das Wärmeableitelement an dem Pistolengehäuse
befestigt mit dem Wärmeableitelement verbunden sein.
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In dem Gehäuse kann eine Bohrung vorgesehen und von dem vorderen Teil der
Kammer durch eine Querwand getrennt sein, wobei die Wand eine Öffnung besitzt,
so daß der vordere Teil der Kammer mit der Bohrung in Verbindung steht, das
hintere Ende des elektrischen Schaltungsmittels entweder an dem vorderen Ende
der Spannungsverstärkerschaltung oder dem Endabschnitt des
Hochspannungskabels befestigbar ist, das sich durch die Öffnung erstreckt dadurch das
elektrische Schaltungsmittel entweder mit der Spannungsverstärkerschaltung oder dem
Endabschnitt des Hochspannungskabels elektrisch verbindend, und es sind
Halterungsmittel vorgesehen, die an der Wand angrenzen, um entweder mit dem
vorderen Ende der Spannungsverstärkerschaltung oder dem Endabschnitt des
Hochspannungskabels ineinanderzugreifen, um die elektrische Verbindung mit dem
elektrischen Schaltungsmittel aufrechtzuerhalten.
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Eine elektrostatische Spritzpistole zum elektronischen Aufladen von aus der Düse
derselben abgegebenem Beschichtungsmaterial, die ein Gehäuse mit einer internen
Kammer und eine in der Kammer aufgenomme Spannungsverstärkerschaltung
umfaßt kann ein in der Kammer angeordnetes, wärmeleitendes Band besitzen, um
die durch die Spannungsverstärkerschaltung erzeugte Wärme aufzufangen, wobei
das Band in Wärmeübergangsverbindung dazu steht und einen sich daraus
erstreckenden Vorsprung besitzt Wärmeableitungsmittel an dem Gehäuse befestigt
sind und einen Hauptteil derselben außerhalb des Gehäuses angeordnet haben, und
Mittel zum Verbinden des Vorsprunges mit dem Wärmeableitungsmittel vorgesehen
sind, um die durch die Spannungsverstärkerschaltung erzeugte, in der Kammer
gesammelte Wärme in die Umgebung abzuführen.
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Vorn an der Kammer können lösbare Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen
entweder der Spannungsverstärkerschaltung oder des Endabschnittes des
Hochspannungskabels in dem Gehäuse vorgesehen sein.
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An der Spannungsverstärkerschaltung und dem Endabschnitt des
Hochspannungskabels können jeweils Verriegelungsmittel befestigt sein, um die Drehung entweder
der Spannungsverstärkerschaltung oder des Endabschnittes des
Hochspannungskabels in bezug auf die Kammer zu verhindern. Zweckmäßigerweise kann das
Verriegelungsmittel die Form eines Halterungssteckverbinders haben.
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Das Pistolengehäuse kann eine Trommel haben, die mit diesem verbunden oder als
ein Teil des Gehäuses ausgebildet ist, wobei das Gehäuse am Ende der Trommel
angeordnet ist. Die Trommel enthält das vordere Ende der internen Kammer und ist
von einer vor der internen Kammer liegenden Bohrung durch eine Trennwand mit
einer Öffnung darin getrennt. Das hintere Ende einer
Pistolenwiderstands/Elektrodenanordnung kann an dem vorderen Ende entweder des Endabschnittes des
Hochspannungskabels oder des internen Spannungsverstärkers befestigt sein, das
sich durch die Öffnung in der Wand in die Bohrung erstreckt. Das hintere Ende
eines Halterungselementes, das vor der Trennwand angeordnet ist, greift mit dem
vordersten Teil oder der Spitze des Endabschnittes des Hochspannungskabels oder
dem Hochspannungsausgang des internen Spannungsverstärkers ineinander, je
nachdem, welcher sich in die Bohrung durch die Trennwand erstreckt, und hält
dabei den Hochspannungskabelendabschnitt oder die Verstärkerschaltung in der
internen Kammer lösbar fest. Da der Hochspannungskabelendabschnitt oder der
Spannungsverstärker und die daran befestigte Widerstands/Elektrodenanordnung
in bezug auf die Trennwand feststehend sind, wird die elektrische Verbindung
zwischen der Pistolenwiderstands/Elektrodenanordnung und dem
Hochspannungsausgang entweder des Kabels oder der internen Verstärkerschaltung
aufrechterhalten.
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Die Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen elektrostatischen Spritzpistole
verwenden das gleiche Gehäuse mit interner Kammer, Halterungseinrichtung,
Pistolenwiderstand und Ladeelektrode, Auslöser und Düse, ungeachtet dessen, ob
das Hochspannungskabel oder der interne Spannungsverstärker verwendet wird.
Durch Verwenden des gleichen Pistolenaufbaus für beide Arten von
Hochspannungspistolen, wird der Teilebestand gegenüber dem, der zuvor erforderlich war,
als unterschiedliche Pistolenkonstruktionen für unterschiedliche Pistolenarten
verwendet wurden, wesentlich reduziert.
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Die Erfindung wird nun mittels eines Beispieles unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Fig. 1A eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt, einer
erfindungsgemäßen elektrostatischen Spritzpistole ist, die eine darin aufgenommene interne
Hochspannungsenergieversorgung besitzt.
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Fig. 1B zeigt die elektrostatische Spritzpistole von Fig. 1A, in der der Endabschnitt
eines Hochspannungskabels in der Pistole aufgenommen ist.
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Fig. 2 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Komponenten der
elektrostatischen Spritzpistolen der Figuren 1A und 1B.
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Fig. 3 ist ein Querschnitt der elektrostatischen Spritzpistole von Fig. 1A.
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Fig. 4 ist eine Schnittansicht der Trommel der Pistole entlang der Linien 4-4 von
Fig. 3.
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Fig. 5 ist ein Querschnitt der elektrostatischen Spritzpistole von Fig. 1B.
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Fig. 6 ist eine Schnittansicht der Trommel der Pistole entlang den Linien 6-6 von
Fig. 5.
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Fig. 7 ist ein Längsschnitt des Pistolenwiderstandselementgehäuses.
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Fig. 8 zeigt Einzelheiten des Pistolenwiderstandselementes.
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In Fig. 1A ist eine elektrostatische Spritzpistole 10 gezeigt, die ausgebildet ist, um
mit einer internen Spannungsverstärkerschaltung oder einem internen
Spannungsverstärker 20 zu arbeiten. Die Pistole 10 hat ein pistolenförmiges Gehäuse 12 mit
einer Trommel 13, die an einem Austragsende 14 und an einem Griff 16 endet.
Eine Rohrleitung 18 bringt das auszutragende Beschichtungsmaterial nahe dem
Austragsende 14 in das Gehäuse 12. In dem Gehäuse 12 befindet sich ein interner
Spannungsverstärker 20 mit einem vorderen Ende 22 und einem hinteren Ende 24.
An dem vorderen Ende 22 der Verstärkerschaltung 20 ist eine
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 aufgenommen. An dem hinteren Ende 24 des internen
Spannungsverstärkers 20 ist ein wärmeleitendes Band 28, das aus einem Band aus
wärmeleitendem Material besteht und einen sich daraus erstreckenden Vorsprung
29 besitzt, zur Übertragung der durch den internen Spannungsverstärker 20
erzeugten Wärme befestigt.
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Sich von dem hinteren Teil des internen Spannungsverstärkers 20 in Fig. 1A
erstreckend sind drei isolierte Leiter angeordnet, die an einen Dreifachstecker 31
angeschlossen sind. Eine Kabelbefestigungsschelle 36 mit einer Bohrung darin,
durch die sich ein Niederspannungszuführungskabel 32 erstreckt ist durch
Ringflansche und Aussparungen in einer Öffnung an dem unteren Ende 30 des Griffes
16 befestigt. Der Teil der Kabelbefestigungsschelle 36, der in dem Griff 16
aufgenommen ist, ist von einer Isolierschutzkappe 37 umgeben, die sich auf eine
schmale Öffnung verjüngt, durch die sich zwei Gruppen von isolierten Leitungen
erstrekken, die in einem Zweifach- beziehungsweise einem Dreifachstecker 38,39 enden.
Der Stecker 39 greift mit dem Stecker 31 ineinander, um eine elektrische
Verbindung von einer entfernten Niederspannungsquelle (nicht dargestellt) zum
Spannungsverstärker 20 vorzusehen. Alternativ könnte eine in der Pistole angeordnete
Niederspannungsgleichstromquelle, wie zum Beispiel eine Batterie, dem internen
Spannungsverstärker 20 durch den Stecker 31 eine Niederspannung zuführen.
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Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche strukturelle Elemente zeigt
die Fig. 1B die elektrostatische Spritzpistole 10 der Fig. 1A, die so ausgebildet ist,
um mit einer externen Hochspannungsquelle (nicht dargestellt) zu arbeiten, die ein
Hochspannungskabel 40 verwendet, dessen eines Ende an die externe
Hochspannungsquelle angeschlossen und bei der das andere Ende des Hochspannungskabels
40 in der Pistole 10 befestigt ist. Die Pistole 10 umfaßt wiederum ein
pistolenförmiges Gehäuse 12 mit einem Austragsende 14 und einem Griff 16, wobei das
Austragsende 14 über die Rohrleitung 18 mit Beschichtungsmaterial versorgt wird.
Das vordere Ende 42 des Hochspannungskabels 40 ist an eine
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 angeschlossen, während der hintere Abschnitt 44 sich durch
eine Bohrung in der Kabelbefestigungsschelle 46 zu der externen
Hochspannungsquelle erstreckt. Wie die Kabelbefestigungsschelle 36 ist die
Kabelbefestigungsschelle
46 durch Ringflansche und Aussparungen in einer Öffnung in dem unteren
Ende 30 des Griffes 16 befestigt. Eine Isolierschutzkappe 45 umhüllt die
Kabelbefestigungsschelle 46 in dem Griff 16. Wie im Vergleich der Figuren 1A und 1B zu
erkennen ist, liegen der interne Spannungsverstärker 20 und das extern gespeiste
Hochspannungskabel 40 an ungefähr derselben Stelle in dem Gehäuse 12 der
Pistole 10.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 werden nun die verschiedenen Komponenten der
elektrostatischen Spritzpistole 10 beschrieben. Der Griff 16 hat zwei
ineinanderfügbare Teile 48 und 50, die vorzugsweise aus elektrisch leitfähigem, stoßfestem
Kunststoffmaterial hergestellt sind, wie zum Beispiel ein kohlenstoffgefülltes Nylon.
Das Griffteil 50 hat einen Kabelhalter 52 in der Form einer länglichen, flachen
Metallplatte mit einem hinteren Ende 54, das durch Schrauben oder dergleichen
(nicht dargestellt) an dem unteren Ende 30 des Griffteiles 50 befestigt ist, und ein
distales Ende 56, das sich von dem Griff 16 nach außen erstreckt und eine
Öffnung 57 besitzt durch die die Rohrleitung 18 (Fig. 3) führt. Das Kabelhalterende
54 hat eine Öffnung 55, in der die Kabelbefestigungsschelle 36 oder 46 befestigt
ist, in Abhängigkeit davon, ob ein Niederspannungskabel oder ein
Hochspannungskabel in das untere Ende des Griffes eintritt. Die Außenwände 68 und 70 der
Griffteile 48 und 50 sind aufgebaut, um ausgesparte Bereiche 152 und 158
vorzusehen, um gemeinsam eine interne Kammer in dem Griff 16 zu bilden, wenn die
Griffteile 48 und 50 zusammengefügt werden. Diese interne Kammer stellt alternativ a)
einen Durchgang für das Niederspannungskabel 32 und ein Aufnahmelager für das
hintere Ende 24 des internen Spannungsverstärkers 20 zur Verfügung, wenn die
Pistole 10 durch eine externe Niederspannungsgleichstromquelle gespeist wird,
oder b) einen Durchgang für ein Hochspannungskabel 40, wenn die Pistole 10
durch eine externe Hochspannungsquelle gespeist wird. Das Griffteil 50 umfaßt
auch einen umgekehrt L-förmigen Auslöser 58, der an dem freien Ende seiner Basis
an einem Drehbolzen 60 befestigt ist, der an dem Griffteil 50 befestigt ist. Das
äußere Auslöserende 62 liegt benachbart zu einem Hebel 66, der sich von einem
an dem Griffteil 50 befestigten elektrischen Schalter 64 zwischen dem Auslöser 58
und dem ausgesparten Bereich 158 im Griffteil 50 erstreckt. Das Drehen des
Auslösers 58 um den Bolzen 60 drückt den Hebel 66 zum Schalter 64, um den
elektrischen Schalter 64 zu öffnen und zu schließen. Wenn das isolierte Leiterpaar,
das in dem Zweifachstecker 59 endet, der sich vom Schalter 64 erstreckt, an den
Stecker 38 des Niederspannungskabels 32 oder den Zweifachstecker 150 des
Hochspannungskabels 40 in Abhängigkeit davon, welches Kabel verwendet wird,
angeschlossen wird, steuert das Öffnen und Schließen des Schalters 64 über den
Auslöser 58 den Eingang von Spannung zum internen Spannungsverstärker 20
beziehungsweise zum vorderen Ende 42 des Hochspannungskabels 40.
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Unter weiterer Bezugnahme auf die Fig. 2 umfaßt die Pistolentrommel 12 eine
längliche Hülse 72 mit einer polygonalen äußeren Form. Die Hülse 72 hat einen
vorderen Abschnitt 76 und einen hinteren Abschnitt 74, der eine Innenbohrung
besitzt die rechteckig im Querschnitt ist, um entweder den internen
Spannungsverstärker 20 oder den vorderen Endabschnitt des Hochspannungskabels 40 in
einer Art und Weise aufzunehmen, wie sie unten beschrieben wird. Der hintere
Abschnitt 74 hat einen hinteren Bereich 82, der in dem ausgesparten Bereich 152
der Griffteile 48 und 50 sitzt um die interne Kammer im Griff 16 in die Hülse 72
zu verlängern. Eine Querwand 79 in der Verlängerung 78 mit reduziertem
Durchmesser (dargestellt in gestrichelten Linien) des Trommelabschnittes 74 begrenzt die
interne Kammer. Ein Halterungshaken 86 ist durch Schrauben 83 (Figuren 3 und 5)
an der oberen Fläche 84 des hinteren Abschnittes 82 befestigt. Wenn der
reduzierte Abschnitt 82 zwischen den Griffteilen 48 und 50 angeordnet ist, fluchten die
Bohrung 88 in dem Halterungshaken 86 und die Bohrungen 90 und 92 in den
Griffteilen 50 beziehungsweise 48, so daß die Schraube 94 in den fluchtenden
Bohrungen aufgenommen werden kann, um die Griffteile 48, 50 an dem
Trommelabschnitt 74 zu befestigen. Die Trommelteile 74 und 76 sind vorzugsweise aus
elektrisch nicht leitfähigem, stoßfestem Kunststoff hergestellt, während der
Halterungshaken 86 vorzugsweise aus wärmeleitfähigem Material hergestellt ist, wie
zum Beispiel Aluminium, um die Wärmeableitung von der Pistole zu unterstützen,
wie es unten beschrieben ist.
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Unter nochmaliger Bezugnahme auf Fig. 2 ist der vordere Trommelabschnitt 76 um
die Verlängerung 78 herum angeordnet und an der Verlängerung 78 durch eine
Spannschraube 80 oder dergleichen befestigt gezeigt. Sich von der unteren Seite
des Trommelabschnittes 76 erstreckend befindet sich eine Materialzuführrutsche
95, die einen externen Zugang zu der zentrisch in dem Trommelabschnitt 76
angeordneten Bohrung vorsieht. Die Bohrung in dem Trommelabschnitt 76 steht
mit der sich in den Trommelabschnitt 74 erstreckenden internen Kammer durch
eine Öffnung 169 in der Querwand 79 der Verlängerung 78 in einer unten
ausführlicher beschriebenen Art und Weise in Verbindung. Die Düse 96 hat einen hinteren
Abschnitt 106 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser der
Bohrung in dem Trommelabschnitt 76, und einen vorderen Abschnitt 107 mit
einem Außendurchmesser, der umgefähr gleich dem Außenseitendurchmesser des
Trommelabschnittes 76 ist. Eine in einer Ringnut 104 im hinteren Ende 106 der
Düse 96 angeordnete O-Ringdichtung 102 hält die Düse 96 an dem vorderen Ende
des Trommelabschnittes 76 fest, wenn der hintere Anschnitt 106 in die Bohrung
des Trommelabschnittes 76 eingesetzt wird, so daß der vordere Abschnitt 107 der
Düse 96 an dem vorderen Ende des Trommelabschnittes 76 angrenzt.
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Die Fig. 2 zeigt außerdem einen rohrförmigen Ablenkstutzen 98 mit einem
abgeschrägten Ansatz 99 an seinem vorderen Ende. Ein Teil der
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 erstreckt sich von dem vorderen Ende des Ablenkstutzens 98,
um die Ablenkvorrichtung 100 reibschlüssig aufzunehmen. Zusammengebaut
erstreckt sich die Elektrode 108 der Widerstands/Elektrodenanordnung 26 etwas
über das große Ende der trichterförmigen Ablenkeinrichtung 100 hinaus. Eine
schmale Öffnung 101 an dem hinteren Ende der trichterförmigen Ablenkeinrichtung
100 kann nach hinten über das verlängerte Ende der
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 geschoben werden und ist reibschlüssig daran befestigt. Ein Kanal in dem
Ablenkstutzen 98 hat einen treppenförmig abgestuften Durchmesser, um mit den
vorderen, treppenförmig abgestuften Durchmessersegmenten der rohrförmigen
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 übereinzustimmen. Durch Drücken des
vorderen Endes der Widerstands/Elektrodenanordnung 26 in die Öffnung 103 an
dem hinteren Ende des Ablenkstutzens 98 wird der Ablenkstutzen reibschlüssig an
der Widerstands/Elektrodenanordnung 26 befestigt.
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Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der interne Spannungsverstärker 20 einen
rechteckigen Körper mit einem an seinem hinteren Ende 24 befestigten, wärmeleitenden
Band 28 und ein vorderes Teleskopgewindeende mit zwei Segmenten 110 und
112. Der elektrische Aufbau des internen Spannungsverstärkers 20 ist allgemein
bekannt in der Technik und kann einen Aufspanntransformator, einen Oszillator und
eine Kondensator/Diodenkaskade (alle nicht dargestellt) umfassen, um der
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 einen hohen Gleichspannungsausgangswert von
dem niedrigen, dem internen Spannungsverstärker 20 durch das an den
Dreifachstecker 31 angeschlossene, isolierte Leiterpaar zugeführten Spannungseingang zur
Verfügung zu stellen.
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Das Gewindesegment 110 ist Zwischenstück des vordersten Gewindesegmentes
112 des internen Spannungsverstärkers 20 und der Vorderkante 168 des
rechteckigen Korpers des Spannungsverstarkers 20. Das Gewindesegment 110 hat
einen Außendurchmesser, der größer ist als der des hintersten Segmentes 116 der
Widerstands/Elektrodenanordnung 26, so daß wenn die
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 auf das Gewindesegment 112 geschraubt wird, das Segment 116
der Widerstands/Elektrodenanordnung 26 an das Gewindesegment 110 angrenzt.
Wenn der interne Spannungsverstärker 20 in der internen Kammer angeordnet ist,
die durch die ausgesparten Bereiche 152 in den Griffteilen 48, 50 gebildet wird und
weiter in die rechteckige Kammer 167 des Trommelabschnittes 74 reicht, stößt die
vordere Schulter 168 des Spannungsverstärkers 20 an die Innenwand 79, die sich
quer über das Trommelinnere an dem vorderen Ende der internen Kammer (Fig. 4)
erstreckt und die Gewindeverlängerungen 110, 112 des internen
Spannungsverstärkers 20 erstrecken sich durch die Öffnung 169 in der Wand 79 (Fig.4) in die
Verlängerung 78. Ein zylindrischer Befestigungsring 124 mit einem mit
Innengewinde versehenen hinteren Ende 122 ist über die an der Gewindeverlängerung 112
befestigte Widerstands/Elektrodenanordnung 26 gesteckt bis das Innengewinde
des Befestigungsringes 124 mit dem Außengewinde der Gewindeverlängerung 110
ineinandergreift. Der Befestigungsring 124 wird auf die Gewindeverlängerung 110
gedreht, bis das hintere Ende 122 des Befestigungsringes 124 die Vorderfläche der
Innenwand 79 berührt. So zusammengebaut, ist der interne Spannungsverstärker
20 an der Wand 79 befestigt, um den Spannungsverstärker 20 und die
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 in der Pistole 10 festzuhalten.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Querschnitt der zusammengebauten Pistole 10
mit darin aufgenommenem internen Spannungsverstärker 20. Der Querschnitt des
internen Spannungsverstärkers 20 ist im wesentlichen rechteckig, so daß der
interne Spannungsverstärker 20 in dem Innenraum des hinteren
Trommelabschnittes 74 nicht um seine Längsachse rotiert. Dieses wurde gemacht, um das Rotieren
des internen Spannungsverstärkers 20 in dem Trommelabschnitt 74 zu verhindern,
wenn der Befestigungsring 124 auf die und von der Verlängerung 110 des internen
Spannungsverstärkers 20 geschraubt wird. Da der interne Spannungsverstärker 20
in dem Trommelabschnitt 74 nicht rotieren kann, bleibt der interne
Spannungsverstärker 20 durch den Befestigungsring 124 an der Wand 79 befestigt, um zu
sichern, daß der elektrische Kontakt zwischen dem Hochspannungsausgang des
internen Spannungsverstärkers 20 und der Widerstands/Elektrodenanordnung 26
aufrecht erhalten wird. Der Eingriff des vorderen Endes 126 des Befestigungsringes
124 mit der vorderen Schulter 117 des hintersten Segmentes 116 der
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 wird ausgeschlossen, um zu sichern, daß das
hintere Ende 122 des Befestigungsringes 124 die Wand 79 berührt. Um das axiale
Verschieben der Widerstands/Elektrodenanordnung 26 zu verhindern, hat die
Anordnung 26 Innengewinde 178 an ihrem hinteren Ende, das auf die
Verlängerung 112 am vorderen Ende 22 des internen Spannungsverstarkers 20 geschraubt
ist. Auf diese Art und Weise halt der Befestigungsring 124 die
Widerstands/Elektrodenanordnung
26 und den internen Spannungsverstärker 20 in der Pistole 10,
um die elektrische Verbindung zwischen diesen beiden Komponenten zu schützen.
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Der in Fig. 2 gezeigte Kabelhalterungssteckverbinder 118 ist in gleicher Art und
Weise wie der vordere Abschnitt des internen Spannungsverstärkers 20
konstruiert, um in der internen Kammer 167 des Trommelabschnittes 74 nicht drehbar zu
sitzen. Der Kabelhalterungssteckverbinder 118 umfaßt einen zylindrischen, nicht
leitenden Körper mit einem treppenförmig abgestuften Außendurchmesser und hat
ein mit Gewinde versehenes, vorderes Ende 42, das in der Funktion dem vorderen
Gewindeende 22 des internen Spannungsverstärkers 20 entspricht. Genau gesagt,
umfaßt das Ende 42 eine große mit Gewinde versehene Verlängerung 110a und
eine zweite, kleinere, mit Gewinde versehene Verlängerung 112a. Der
Steckverbinder 118 hat auch ein hinteres Gewindeende 120 und ein elektrischer Leiter
(nicht dargestellt) ist in einer zentrisch angeordneten, sich zwischen den beiden
Gewindeenden 42, 120 erstreckenden Bohrung paßgerecht gesichert. Der
Halterungssteckverbinder 118 ist an das Hochspannungskabel 40 durch einen
Kabelgewindering 114 angeschlossen, der an dem vorderen Ende des
Hochspannungskabels 40 konzentrisch befestigt ist. Durch Schrauben des Gewinderinges 114 auf
das Gewindeende 120 des Halterungssteckverbinders 118 wird ein elektrischer
Pfad zwischen dem vorderen Ende 42 des in dem Halterungssteckverbinder 118
angeordneten Leiters zur externen Hochspannungsquelle über das
Hochspannungskabel 40 und den Leiter in dem Halterungssteckverbinder 118 gebildet. Wenn die
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 in der gleichen Art und Weise wie an dem
vorderen Ende 22 des Spannungsverstärkers 20 an dem vorderen Ende 42
befestigt ist, wird der an dem vorderen Ende des Leiters im Steckverbinder 118
vorhandene Hochspannungsausgang über den Pistolenwiderstand in der Anordnung 26 zu
der Elektrode 108 geleitet.
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Zwischen den mit Gewinde versehenen Enden 120, 42 hat der
Kabelhalterungssteckverbinder 118 einen im Querschnitt rechteckigen Ring 125, der ausgebildet
ist, um in die interne Kammer 167 zu passen, wie es der Körper des internen
Spannungsverstärkers 20 tat. Das Hochspannungskabel ist durch Anordnen des
Kabelbefestigungsringes 46 in der Ringnut 156 des Griffteiles 50, Positionieren des
Hochspannungskabels 40 in der internen Kammer des Griffes 16 und des hinteren
Trommelabschnittes 74 und Einsetzen der Gewindeverlängerung 110a des Endes
42 durch die Öffnung 169 der Wand 79 einsatzfähig in der Pistole positioniert. Der
Steckverbinder 118 ist gegen Verdrehen durch die Preßpassung des gleich
ausgebildeten Ringes 125 und der internen Kammer 167 des Trommelabschnittes 74
gehalten. In dieser Position stößt der rechteckige Ring 125 an die Wand 79, genau
wie es die vordere Schulter 168 tut, wenn der interne Spannungsverstärker 20 in
der internen Kammer angeordnet ist. Wenn der Befestigungsring 124 auf die
Gewindeverlängerung 110a des Kabelhalterungssteckverbinders 118, der in der
Funktion der Gewindeverlängerung 110 des internen Spannungsverstärkers 20
entspricht, geschraubt wird, werden der Kabelhalterungssteckverbinder 118 und
die Widerstands/Elektrodenanordnung 26 in einer feststehenden axialen Beziehung
zur Wand 79 gehalten, um das Entkoppeln des vorderen Endes des
Halterungssteckverbinders 118 und des hinteren Endes der Widerstands/Elektrodenanordnung
26 (Fig. 6) zu verhindern, und dadurch die fortgesetzte elektrische Verbindung
zwischen dem Leiter in dem Steckverbinder 118 und dem Pistolenwiderstand zu
sichern.
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Die Gleichheit im Aufbau des vorderen Teiles des Halterungssteckverbinders 118
und des vorderen Abschnittes des internen Spannungsverstärkers 20 ermöglicht
der Pistole 10, und insbesondere der Pistolenelektrode, alternativ mit hoher
Gleichspannung von entweder einer externen Hochspannungsgleichstromquelle über ein
Hochspannungskabel 40 oder einem internen Spannungsverstärker 20 mit einem
hohen Gleichspannungsausgang versorgt zu werden.
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Fig. 3 zeigt eine zusammengebaute elektrostatische Spritzpistole 10 mit darin
aufgenommenem internen Spannungsverstärker 20. Der elektrische Stecker 38 ist
an den elektrischen Stecker 59 angeschlossen, dessen isolierter Leiter zum
elektrischen Schalter 64 führt, so daß der durch das Kabel 32 von der externen
Niederspannungsgleichstromquelle zugeführte Eingang der Spannung über den Auslöser
58 gesteuert werden kann. Der elektrische Stecker 39 ist an den Dreifachstecker
31 angeschlossen, um den internen Spannungsverstärker 20 mit dem
Niederspannungsgleichstromeingang zu versorgen. Der interne Spannungsverstärker 20
ist in dem ausgesparten Teil 152 des Griffteiles 50 angeordnet, 50 daß die Bohrung
154 des sich von dem wärmeleitenden Band 28 erstreckenden Vorsprunges 29 mit
der Bohrung 90 des Griffteiles 50 fluchtet. Der hintere Trommelabschnitt 74 ist um
den internen Spannungsverstärker 20 angeordnet, so daß die Bohrung 88 der
Hakenhalterung 86 mit den Bohrungen 154 und 90 fluchtet. Der Ringflansch 138
des Kabelbefestigungsringes 36 ist in der Nut 156 angeordnet und die sich vom
Kabel 32 durch den Befestigungsring 36 erstreckenden isolierten, stromführenden
Leitungen sind in dem ausgesparten Bereich 158 des Griffteiles 50 angeordnet. Das
Griffteil 48 wird über dem Griffteil 50 angeordnet, so daß die Schrauben 94, 160
und 162 sich jeweils zu den Bohrungen 90, 164 und 166 im Griffteil 50 (Fig. 2)
erstrecken und durch diese aufgenommen werden. Die Schrauben 94, 160 und
162 halten die Griffteile 48 und 50 um den Kabelbefestigungsring 36 und den
Abschnitt 82 mit reduziertem Durchmesser des hinteren Trommelabschnittes 74
herum fest. Das wärmeleitende Band 28 ist somit thermisch mit dem
Halterungshaken 86 verbunden, so daß die durch den internen Spannungsverstärker 20
erzeugte Wärme durch das wärmeleitende Band 28 und den Vorsprung 29 zu dem
Halterungshaken 86 geleitet wird und von dort wird die Wärme in die
Umgebungsluft überführt.
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Die zusammengebaute Pistole von Fig. 3 zeigt außerdem die
Widerstands/Elektrodenanordnung 26, die auf das vordere Ende 22 des internen
Spannungsverstärkers 20 geschraubt ist, und den Befestigungsring 124, der auf dem Gewinde
der Verlängerung 110 um den Boden der Widerstands/Elektrodenanordnung 26
herum befestigt ist, um den internen Spannungsverstärker 20 an der Wand 79 im
hinteren Trommelabschnitt 74 zu befestigen. Der vordere Trommelabschnitt 76
spannt die Verlängerung 78 mit der O-Ringdichtung 119, die in der an der
Verlängerung 78 des Trommelabschnittes 74 an seinem hinteren Ende angeordneten
Ringnut 121 aufgenommen ist, reibschlüssig ein. Der Trommelabschnitt 76 ist an
der Verlängerung 78 mit der Spannschraube 80 befestigt. Das Rohr 18 ist durch
die Öffnung 57 an dem distalen Ende 56 der Kabelhalterung 52 eingesetzt und mit
dem Rohrverbinder 109 verbunden, der in der Materialzuführrutsche 95 durch eine
O-Ringdichtung 111 gehalten wird. Die Düse 96 ist in dem vorderen
Trommelabschnitt 76 eingepaßt, so daß die O-Ringdichtung 102 mit den Innenwänden des
vorderen Trommelabschnittes 76 ineinandergreift. Der Ablenkstutzen 98 ist an dem
Außendurchmesser der Widerstands/Elektrodenanordnung 26 angebaut und daran
durch eine O-Ringdichtung 128 reibschlüssig befestigt. Die Ablenkeinrichtung 100
ist reibschlüssig auf die Widerstand/Elektrodenanordnung 26 an den abgeschrägten
Ansatz 99 anstoßend geschoben, um den Zusammenbau der Pistole 10 zu
vervollständigen. Die Ablenkeinrichtung 100 ist durch eine in der Ablenkeinrichtung 100
aufgenommene O-Ringdichtung 130 reibschlüssig festgehalten. Um die Pistole 10
mit dem darin aufgenommenen, internen Spannungsverstärker 20
auseinanderzubauen, werden die Pistolenbestandteile in umgekehrter Reihenfolge entfernt.
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Die Pistole 10 kann mit dem Hochspannungskabel wieder zusammengebaut
werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Um die Pistole 10 so zusammenzubauen, wird der
Kabelhalterungssteckverbinder 118 mit dem Gewindering 114 auf das
Hochspannungskabel 40 geschraubt und das Hochspannungskabel 40 wird in den
ausgesparten Teilen des Griffteiles 50 angeordnet, so daß der Ringflansch 200 des
Kabelbefestigungsringes 46 in der Ringnut 156 des Griffes 16 ruht. Der hintere
Trommelabschnitt 74 wird um das Hochspannungskabel 40 herum angeordnet, so
daß sich das vordere Gewindeende 42 des Kabelsteckverbinders 118 in die
Verlängerung 78 erstreckt und die Bohrung 88 der Hakenhalterung 86 mit der Bohrung
90 des Griffteiles 50 fluchtet. Der sich vom Hochspannungskabel 40 erstreckende
Auslöserstecker 150 wird an dem elektrischen Stecker 59 befestigt, dessen
isolierter Leiter an den elektrischen Schalter 64 angeschlossen ist. Das Griffteil 48
wird über dem Teil 50 angeordnet, so daß die Schrauben 94, 160 und 162 (Fig. 2)
angezogen werden können, um die Griffteile um den Kabelbefestigungsring 46
herum und den Abschnitt 82 mit reduziertem Durchmesser des Trommelabschnittes
74 zwischen ihnen zu sichern. Der Ring 125 des Kabelsteckverbinders 118 ruht an
der Wand 79 im hinteren Trommelabschnitt 74 und das vordere Ende 42 erstreckt
sich in die Verlängerung 78. Die Widerstands/Elektrodenanordnung 26 wird auf das
vordere Ende 42 des Steckverbinders 118 geschraubt und der Befestigungsring
124 wird auf die Gewindeverlängerung 110a des Steckverbinders 118 am Boden
der Widerstands/Elektrodenanordnung 26 geschraubt, um den Steckverbinder 118
und das vordere Ende des Hochspannungskabels 40 an der Wand 79 in der
internen Kammer 167 zu befestigen. Der vordere Trommelabschnitt 76 wird um die
Verlängerung 78 herum angeordnet, so daß die O-Ringdichtung 119 die
Verlängerung 78 festspannt, und die Spannschraube 80 wird angezogen, um die
Trommelabschnitte 74 und 76 miteinander fest zu verbinden. Das Rohr 18 wird durch die
Öffnung 57 in das Ende 56 der Kabelhalterung 52 geschoben und mit dem
Rohrverbinder 109 verbunden. Die Düse 96, der Ablenkstutzen 98 und die
Ablenkeinrichtung 100 werden an dem vorderen Ende des Trommelabschnittes 76 wie
zuvor für die in Fig. 3 gezeigte, zusammengebaute Pistole angebaut. Die
elektrostatische Spritzpistole 10 wird nun von einer entfernten
Hochspannungsgleichstromquelle durch das Hochspannungszuführungskabel 40 gespeist. Die einzigen
Komponenten, die von der zusammengebauten Pistole der Fig. 5 und der
zusammengebauten Pistole mit dem in Fig. 3 gezeigten, internen Spannungverstärker 20
abweichen, sind jene, die mit den alternativen Hochspannungsquellen verbunden
sind. In dieser Gestaltung sind die Griffteile 48, 50, das Hakenelement 86, die
Trommelabschnitte 74, 76, die Widerstandsanordnung 26, die Düse 96 und die
Ablenkungselemente 98 und 100 ungeachtet der Natur der verwendeten
Hochspannungsquelle die gleichen.
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Die Fig. 7 zeigt ausführlicher die Verbindung der Widerstands/Elektrodenanordnung
26 mit dem vorderen Ende 22 des internen Spannungsverstärkers 20. Die
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 hat ein zylindrisches Widerstandsgehäuse 174 mit
einem treppenförmig abgestuften Außendurchmesser. In einer Ringnut 129 in dem
Widerstandsgehäuse 174 ist eine O-Ringdichtung 128 angeordnet, um den
Ablenkstutzen 98 einzuspannen, wenn die Düse der Pistole 10 angebaut ist. Die
Widerstandsstruktur 176 liegt in dem zylindrischen Hohlraum 172 des
Widerstandsgehäuses 174. Der Elektrodenbaustein 108 hat eine nichtleitfähige
Elektrodenhalterung 108a, die um die Elektrode 108b herum befestigt ist, die sich nach vorne
und hinten von der Elektrodenhalterung 108a erstreckt. Der Baustein 108 ist an
dem Gehäuse 174 mittels Gewinde 108c durch Verschraubung befestigt.
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Die Widerstands/Elektrodenanordnung 26 wird durch Füllen des Hohlraumes 172
des zylindrischen Widerstandsgehäuses 174 mit dielektrischem Fett und Einsetzen
der Widerstandsstruktur 176 in den Hohlraum 172 vom Ende 178 mit der größeren
Öffnung aufgebaut. Der Hohlraum 180 im vorderen Ende 22 des internen
Spannungsverstärkers 20 wird mit dielektrischem Fett gefüllt und in dem Hohlraum 180
wird eine elektrisch leitende Feder 182 eingesetzt und die Widerstandshalterung
174 auf das Gewinde 112 des vorderen Endes 22 des internen
Spannungsverstärkers 20 geschraubt. Wenn die Widerstands/Elektrodenanordnung 26 an dem
vorderen Ende des internen Spannungsverstärkers 20 festgezogen wird, wird die
Feder 182 zusammengedrückt, um zu sichern, daß zwischen dem internen
Spannungsverstärker 20 und der Widerstandsstruktur 176 eine zuverlässige elektrische
Verbindung hergestellt wird. Das dielektrische Fett evakuiert die Luft aus den
Hohlräumen 172 und 180, um jeden Spannungsdurchschlag von Luft in beiden
Hohlräumen zu verhindern, der Lichtbogenbildung und eventuelles Kurzschließen
des internen Spannungsverstärkers 20 erzeugen würde. Der Elektrodenbaustein
108 wird auf das schmale vordere Ende der Widerstandshalterung 174 geschraubt,
so daß das sich nach hinten erstreckende Ende der Elektrode 108b einen
zuverlässigen elektrischen Kontakt mit der Widerstandsstruktur 176 herstellt, um die
Widerstands/Elektrodenanordnung 26 zu vervollständigen. Das dielektrische Fett ist
vorzugsweise von der Art, wie sie durch das Teil Nr. PE-PJ, Code 4562 bezeichnet
und durch Penreco of Butler, PA hergestellt wird. Das vordere Ende 42 des
Kabelsteckverbinders 118 ist im wesentlichen in der gleichen Art und Weise wie das
vordere Ende 22 des internen Spannungsverstärkers 20 aufgebaut, um die gleiche
Verbindung der Widerstands/Elektrodenanordnung 26 an dem
Hochspannungskabelhalterungsstecker 40 zu ermöglichen.
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Fig. 8 zeigt die Widerstandsstruktur 176, die in die Widerstandshalterung 174
eingesetzt ist, um die Widerstands/Elektrodenanordnung 26 zu bilden. Die
Pistolenwiderstände 184a, b, c, d haben Kappen 186 an jedem Ende, wobei die beiden
vordersten Widerstände 184c, d starr miteinander verbunden sind. Die
Verbindungen zwischen den restlichen Widerständen 184 werden durch Lötverbindung von
leitenden Federn 188 zwischen aufeinanderfolgenden Widerstandskappen 186
hergestellt. Die Druckfeder 182 ist an dem hintersten Widerstand 184a angelötet.
Die Verbindungsfedern 188 verringern das Risiko des Brechens, das durch
irgendeine Seitenbelastung auf die Widerstandsstruktur verursacht wird.