用于借助介质阻挡等离子体处理表面的装置的制作方法

本发明涉及一种用于借助介质阻挡等离子体处理表面的装置，其中，所述表面起到配对电极的功能，所述装置具有由壳体本体和壳体头部构成的、电绝缘的壳体，在所述壳体中具有高压供应线路和用于与该高压供应线路连接的电极的支承件，所述电极具有将该电极相对于所述表面屏蔽的电介质，其中，所述电极以能旋转的方式支承在壳体头部中并且以被电介质覆盖的表面区段从所述壳体头部伸出。

背景技术：

较长时间以来已知能够通过等离子体处理来有利地影响物体表面，用于确定的应用目的。因此能够便于将颜料或其他化学处理剂施加到表面上，该表面在没有相应准备的情况下不能加工为所希望的形状。最初设置的在这种表面上形成热等离子体以复杂的设备和严格遵守的安全预防措施为前提，因为操作人员必须仔细地与产生等离子体的高电压并且与热等离子体本身屏蔽。

已表明，借助介质阻挡等离子体能够实现表面处理，使得尽管借助高电压、尤其借助交变高电压生成，但是在冷等离子体的情况下不必使操作人员受保护。尤其已经证实，活体的表面、即皮肤和伤口表面能够借助介质阻挡等离子体以有利的方式进行处理，因为等离子体使得例如也能够在表面的难以接近的区域中实现可靠的消毒，此外使皮肤表面为接收护理或治疗的物质做好准备，并且通常能够例如通过增加组织中的微循环来积极影响伤口愈合。

已证实，通过以下方式能够安全和有效地形成等离子体：使用属于要处理的表面的物体作为配对电极(所谓的“浮动电极”)。这对于处理装置具有下述结果：仅具有一个(引导高电压的)电极，且不需要本身的配对电极。

由DE 10 2007 030 915 A1已知一种借助介质阻挡等离子体处理表面的装置。在此，具有柱形横截面和倒圆的端侧的长形电极被相应地构造的电介质围绕。借助该电介质的罩面能够处理表面、例如皮肤区域。这种装置不设置用于对较大的表面进行均匀的处理。

根据DE 10 2009 060 627设置一种用于处理较大的皮肤区域的面式电极组件，其中，通过面式电介质将面式电极相对于要处理的表面、尤其皮肤表面屏蔽。为了适配不规则表面，电极和电介质都柔性地构造。这种面式电极能够放置到要处理的表面上，其中，电介质结构化地构造，以便在皮肤和电介质之间留有空气间隙，当要处理的表面用作配对电极时，能够在所述空气间隙中发生等离子体放电。这种组件的缺点是电极组件的大面积性，这种组件优选地能够使用在静止的装置上，此外使得仅能够有条件地处理强烈弯曲的表面。

为了能够实现用于借助介质阻挡等离子体处理表面的装置，借助该装置能够以简单的操作实现不仅对强烈弯曲的表面而且对较大的表面区域进行等离子体处理，提出能够容易地引导到所述表面上的装置。根据DE 10 2012 103 470 A1应当通过能够在壳体中自由旋转的球形电极借助介质阻挡等离子体进行表面处理。交变高电压的耦合应当通过耦合电极电容式地进行。这引起流向球形电极的电流已经被介质阻挡。电极在没有电介质屏蔽的情况下贴靠在要处理的表面上时，由此在球和要处理的表面之间的点状接触周围产生一环形区域，在该环形区域中能够形成介质阻挡等离子体。然而，根据另一实施例，如果借助电介质层包围球形电极，则不能以合理的花费在表面上形成等离子体。因此不能借助已知的装置有意义地实施可导电的表面的下述处理，在所述处理中需要屏蔽球形电极以避免电弧放电。

由DE 10 2013 019 058 A1已知开头所述类型的装置。有利地在壳体头部中具有呈可旋转的球的形式的电极，该壳体头部与构造为把手的壳体本体卡锁地连接。在壳体本体中具有高电压供应装置。电极与高电压供应装置通过以下方式接触：壳体头部具有与电极连接的衔接销，该衔接销在壳体的装配状态中伸进把手部件中的合适的引导通道中并且在那里能够与高电压供应装置连接。球形电极本身通过导体环与所述衔接销连接，使得所述球相应地仅能够受限地旋转，该球以球截面从壳体头部的端侧开口伸出。为了保护导体环与球的连接，电极的旋转运动通过止挡被机械地限制。球的表面几乎完全设有电介质，使得球形电极在其能够从壳体头部伸出的区域中在每个旋转位态中被电介质覆盖。该电介质具有呈大量凸起形式的结构化表面，在所述突起之间形成空气间隙，如果电极的电介质基本上点状地置于要处理的表面上，则也能够通过电极的高电压在所述空气间隙中产生等离子体。所述装置在实践中完全满足通过等离子体的处理功能。然而，有时不利的是，电极仅能够受限地旋转，使得也通过以下方式确定将电极引导到要处理的表面上：球形电极不再能够在处理路径上继续旋转，使得所述处理路径必须弯曲至少90°角。在这种情况下经常也实施往复运动。

技术实现要素：

与之相对地，本发明所基于的任务是，构造开头所述类型的装置，使得将电极引导到要处理的表面上不被电极的受限的旋转角度所妨碍，其中，所述电极与高电压应当保持简单的电流接触。

根据本发明，为了解决所述任务，开头所述类型的装置的特征在于，电极具有布置在中心轴线上的旋转支承元件，借助所述旋转支承元件，电极与该旋转支承元件共同作用地以能绕中心轴线旋转的方式支承在壳体头部中并且与高压供应线路连接，并且所述壳体头部以能绕相对于中心轴线成角度的(优选垂直的)旋转轴线旋转的方式与壳体本体连接并且设有用于在旋转运动期间维持电连接的接触组件。

根据本发明的装置使得能够通过以下方式实现在要处理的表面上的自由运动：虽然电极本身仅能够绕唯一的旋转轴线旋转，但是支承所述电极的壳体头部本身能够绕与所述旋转轴线成角度的(优选垂直的)旋转轴线旋转。如果两个旋转运动不受限地设置，则能够在要处理的表面上实现任何处理路径。然而，在本发明的范畴内也会由于结构上的原因而限制至少一个旋转运动，由此会出现对处理路径的少量限制，然而此外能够在电极的良好接触的情况下确保电极在要处理的表面上的高度可运动性。在根据本发明的装置中，在绕相应的旋转轴线的旋转运动期间维持与高电压的接触，其中，优选至少一个旋转支承装置能够实现不受限的旋转。在本发明的一个实施方式中，电极在壳体头部中的支承构造为使得电极与电介质能够不受限地绕旋转轴线旋转。为此目的，电极的旋转支承元件和壳体头部的旋转支承元件优选地由轴凸出部和相应的接收部构成，所述轴凸出部和所述接收部由导电材料制成。在此，轴凸出部能够位于电极上或壳体头部上，其中，配备的接收部布置在相应的其他部件上。在一个结构上简单的实施方式中，轴凸出部位于导电的电极上。优选地，该电极也位于壳体头部中并且仅以完全被电介质覆盖的表面区段从壳体头部的开口伸出。

因为电极绕固定的轴线旋转，所以该电极能够具有辊的形状，例如这种电极在DE 10 2013 000 440 B4的基本结构中已知。优选地从壳体头部的开口伸出的表面区段能够构造为直柱形区段或二维的拱形。如果要处理的表面能够理解为平面，则直柱形区段引起表面区段线形地贴靠在要处理的表面上，而二维的拱形引起点状的贴靠。

电极能够独立于其形状灵活地构造，其方式是：该电极例如由弹簧弹性的材料构成，该材料能够由缠绕的线材或线材编织物或者延展金属网格构成并且被柔性的电介质覆盖，例如这同样在DE 10 2013 000 440 B4中基本地说明。电极由此能够适配要处理的表面的任何不平度。

适当地，壳体头部在壳体本体中以能旋转的方式支承一方面通过壳体本体的绝缘塑料件实现，并且另一方面通过壳体头部的绝缘塑料件实现。这种构造具有以下优点：壳体头部能够借助卡锁连接固定在壳体本体上，该卡锁连接能够通过相应成型的塑料件容易地旋转对称地实施为使得壳体头部以能绕固定的旋转轴线相对于壳体本体旋转的方式被支承。

为了产生壳体本体的高压供应线路与壳体头部的电极之间的电连接，在结构上简单的实施方式中适当的是，壳体头部的旋转支承元件与导电的柱形销连接，在壳体的装配状态中，所述柱形销在壳体本体中借助自由端部以能旋转的方式伸进引导高电压的接触组件中。在此适当的是，导电的柱形销在所述自由端部之前以壳体头部的塑料套筒围绕，该塑料套筒构造为能够以能旋转的方式插入到壳体本体的接收部中，其中，塑料套筒到接收部中的伸入路径比导电销的自由端部和接触组件之间的接触路段更长。在此，接触组件能够适当地地由导电套筒构成，该导电套筒至少在限定的轴向长度上借助径向的预紧弹动地贴靠在导电销的自由端部上。

在根据本发明的装置中也适当的是，覆盖电极的电介质具有结构化的表面，该结构化的表面确保在贴靠在要处理的表面上时形成空气间隙，在所述空气间隙中能够形成等离子体。

壳体头部以能插入的方式构造在壳体本体中(在此产生卡锁连接)，使得能够构造装置的头部件，该头部件能够在处理之后容易地更换，以便因此用作一次性件或用作在装置中容易被消毒的结构元件。作为一次性使用的部件尤其重要的是所述头部件简单并且价廉地构造。这样的结构能够从下面本发明的实施例的说明得到，在附图中示出所述实施例。其示出了：

附图说明

图1根据本发明的具有安装到壳体本体中的壳体头部的装置的实施例的垂直截面；

图2根据图1的装置在端侧上的视图；

图3沿着在图2中的线C-C的水平截面；

图4壳体头部的分解示图；

图5根据图4的壳体头部的垂直截面；

图6壳体头部的旋转90°的垂直截面；

图7壳体头部的水平截面；

图8在头部壳体内的用于接触电极的组件的示图；

图9所述装置的头部件的视图，所述装置具有电极的从头部壳体突出的表面区段。

具体实施方式

在图1中示出的用于借助介质阻挡等离子体处理表面的装置具有壳体1，该壳体由可容易彼此松开的把手部件2和头部件3构成，使得头部件3可更换地安装在把手部件2上，以便在处理之后被新的头部件3替代。这尤其也实现了构造在处理之后被消毒或清运的头部件。因此，根据本发明的装置尤其适用于处理活体的皮肤或伤口表面。在此实施的处理能够是医疗或美容的类型。

把手部件具有壳体本体4，该壳体本体包括伸长的柱形壁区段5，把手部件2能够通过所述柱形壁区段用手抓住。所述柱形壁区段在背离头部件3的端部上被帽6封闭，插头7安装到该帽中，所述插头构造用于衔接电流供给线缆。代替插头7，帽6也能够具有用于电流供给线缆的线缆套管(Kabeldurchführung)。在壳体本体4内部，在柱形壁区段5的区域中具有电路板8与布置在其上的组件9，借助所述组件由供应的供给电压(可以是电网电压)以已知技术生成高电压。为此，例如能够将常用的电网交变电压整流地(优选高频地)斩波并且升高变换到高电压。然后，在组件9的输出端处形成交变高电压，该交变高电压通过内部导体10被引导到接触元件11上。在类似的技术中，供给电压也能够从电池或蓄电池获取并且供应给斩波器。电池或蓄电池能够安放在把手部件2中，使得不需要线缆套管或插头7。

在一个替代的实施方式中，优选地能够通过已经穿过帽6的线缆套管供应高电压，由此能够取消在把手部件2中产生高电压。然而，由于安全原因，优选地在壳体1中供应常用的电网电压和产生用于等离子体处理所需的高电压。

在壳体本体4的端面壳体部件12中具有接触元件11，该端面壳体部件固定地、例如借助至少一个螺钉13安装在柱形壁区段5的与帽6相对置的端部。端面壳体部件12具有朝向头部件3敞开的盲孔14，所述盲孔的轴线与柱形壁区段5的假想纵向轴线构成略大于90°并且优选位于100°至120°之间的角度，使得当盲孔14为了处理表面而垂直于该表面时，把手部件3朝自由端部略微向上延伸。

呈柱形套筒形式的接触元件11安装到盲孔14中。此外，在盲孔14的下端部具有安装好的塑料套筒件15，该塑料套筒件例如通过粘接与端面壳体部件12固定地连接。端面壳体部件12在接触元件11和塑料套筒件15之间具有槽口，具有贯通开口的横向滑块16安装到该槽口中，所述贯通开口在图1所示的状态中与盲孔14对齐。

此外由图1可见，在所示的装配状态中，头部件3具有头部壳体17，在所示的实施例中的球形电极18以能旋转的方式支承在所述头部壳体中，如下面还更详细地阐述的那样。电极18的表面被电介质19覆盖，所述电介质的外表面具有呈大量凸起20形式的结构。导电的柱形销21支承在头部壳体17中，该柱形销被头部壳体17的构成塑料套筒22的凸出部引导并且以自由端23从塑料套筒伸出。导电的柱形销21的未被塑料套筒22覆盖的自由端23伸入到端面壳体部件12中的构成接触元件11的套筒中，由此传递到接触元件11的高电压被传递到导电的柱形销21上。所述柱形销以下面还更详细地阐述的方式与电极18处于电连接，由此用于产生等离子体所需的高电压到达电极18上。

在此，柱形销21贯穿横向滑块16的开口，该横向滑块借助弹簧24向径向外部、即远离柱形壁区段5预紧。因此，仅当横向滑块16抵抗弹簧24的力移动到图1中所示的位置中时，才将柱形销21导入到盲孔14中直至接触元件11。如果从把手部件2中取出头部件3，则弹簧24将横向滑块16向外拉，由此盲孔14被横向滑块16的实心区段堵塞，使得不能通过盲孔14从敞开的端部到达引导高电压的接触元件11。横向滑块16在该位置中以按键的类型从端面壳体部件12伸出。图2的视图显示了横向滑块16在所述端面壳体部件中的位置和安装到把手部件2中的头部件3的方位，其中，电极18的表面区段随同围绕该电极的电介质19从头部壳体17的开口向下伸出。在此，从开口伸出的表面区段明显位于电极18的最大直径以下，即明显位于电极18的旋转轴线下方。

图3示出在这里所使用的弹簧24的形状，该弹簧作为闭合的带形弹簧引导在端面壳体部件12中并且朝壳体本体4的柱形壁区段5缠绕横向滑块16的向上伸出的凸出部。在此，带形弹簧24弹性地构造并且在图1所示的张紧状态中由初始圆环形状弹性地变形，由此形成向外指向的预紧，如果柱形销23从盲孔14中被拔出，则所述预紧将横向滑块在弹簧24的作用下拉到关闭盲孔14的位态中。

由图1可见，头部壳体17的塑料套筒22和在安装好的状态中围绕该塑料套筒的塑料套筒件15互补地成型，以便在壳体本体4和壳体头部17之间产生卡锁连接，由此头部件3能够容易地从把手部件2中取出地构造，使得该头部件能够被容易地更换。

图4在分解示图中示出头部件3，并且可见壳体头部17两部分地构造，并且所述壳体头部由能够通过卡锁凸起27相互连接的上部圆顶部分25和下部锁定环26组成。圆顶部分25和锁定环26之间的对接缝位于安装到壳体头部17中的电极18的最大直径的高度上，该电极具有包围它的电介质19。锁定环26向下延续圆顶形状并且因此形成圆顶区段环，电极通过所述圆顶区段环固定在壳体头部17中以防掉出。

为了以能旋转的方式支承电极18，该电极设有正对着的轴凸出部28，所述轴凸出部能够抗扭转地安装到球轴承29的内环中。该球轴承29的外环抗扭转地支承在壳体头部17中，为此在内壁上相应的半圆槽口30不但设置在锁定环26中而且设置在圆顶部分25(未示出)中，所述半圆槽口组成接收球轴承29的外环的环形槽口。球轴承的外环和内环以及在外环和内环上滚动的球由可导电材料、尤其钢制成，使得球轴承的外环与电极18的轴凸出部28(并且因此与电极本身)导电地连接。半环形构造的弹簧触头31与球轴承29的两个外环接触，在所述弹簧触头中，倒圆的弯成角度的端部32在预紧下置于球轴承29的外环上。弹簧触头31和导电的柱形销21之间的接触通过以下方式产生：导电销21在下端部构造为具有减小的直径的小柱栓33，该小柱栓伸进相应的开口34中并且在那里能够与弹簧触头31导电地连接。

图5、6和7的截面示图示出了装配的壳体头部7的结构，该壳体头部具有支承在其中的电极。

图8示出在不带有承载的壳体头部17的单独示图中的电极的接触系统。在此，图8示出，轴凸出部28穿过围绕电极18的电介质19伸入到球轴承29的内部中。位于电介质19外部的引导电压的部件(即球轴承29、弹簧触头31和柱形销21)被壳体头部17绝缘地覆盖。因此重要的是，如这由图9再次示出地，仅明显位于球的子午线下方的表面区段在下方从壳体头部17伸出。此外，在图9中可见，将导电的柱形销21在其自由端部23以下包围的塑料套筒22构造有卡锁槽35和卡锁凸缘36，它们与在端面壳体部件12的塑料套筒15中的相应配对件一起产生卡锁连接，所述卡锁连接能够实现绕塑料套筒22或者柱形销21的中心轴线旋转。

此外，图8和图9示出了电介质19的由凸起20结构化的表面的实施方式，通过所述表面在凸块尖端贴靠在要处理的表面上时也在凸起20之间存在空气间隙，其中，由于供应给电极18的、相对于作为配对电极的要处理的表面的高电压而能够形成介质阻挡等离子体。然而，具有凸起的结构化表面的实施方式不是强制性的。同样能够使所述表面不同地结构化，例如具有网格结构等，因为通过网格结构封闭的空气间隙也能够实现形成等离子体。

此外，针对本领域技术人员的实施例的说明示出，电极18绝不必以球形存在，因为电极仅能够绕穿过轴凸出部的中点延伸的旋转轴线旋转，使得对于所述旋转运动在本发明的范畴内也能够使用辊状的电极。所述电极能够具有直柱形的罩面或者也能够具有二维拱形的罩面。只要该电极仅以表面区段从壳体头部17的(狭槽形的)开口伸出，所述表面区段优选也位于辊状电极的最大水平宽度下方，即明显位于例如由轴凸出部28构成的旋转支承元件下方。对于根据本发明的电极18的在要处理的表面上的自由运动能够适当的是，不过大地选择辊的长度与直径的比。

为此，长度与直径的比能够选择为≤2：1，优选≤1.5：1。这尤其对于直柱形和稍微拱形的罩面是有利的。当罩面在辊的纵向方向上的拱形半径大于垂直于纵向方向的辊的最大径向直径的两倍时，所述罩面视为稍微拱形的。

在所示的实施例中，一方面电极18的旋转轴线和另一方面壳体头部17的旋转轴线处于相互垂直，使得在把手部件2在角度上相对于要处理的表面未改变位置的情况下能够实现在平的要处理的表面上的自由运动。如果销21的轴线与电极18的旋转轴线构成与90°(少量)偏离的角度，则在漏斗状的罩面上施加运动，这同样能够实现尤其通过在把手部件2上手动地引导所述装置也能够随时进行壳体1的位置的改变。通常，两个旋转轴线的相对彼此垂直的定向是有利的。