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II Vorrichtung zum Behandeln der Oberflächen von Folien, Platten und
Formteilen durch elektrische Sprühentladung 1? Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen an Folien, Platten und
Formt eilen zum Beispiel aus Kunststoff, Papier oder ähnlichem Material, ebenso
Metall. Diese Behandlung verbessert die Haftung der Farben beim Bedrucken und Lackieren,
sowie beim Kleben und Kaschieren mehrerer Folien aufeinander Hierbei wird allgemein
das zu behandelnde
Werkstück zwischen zwei an entgegengesetzten
Polen, mit einer Hochspannung versehenen Elektroden hindurchgeführt0 Gewöhnlich
liegt dabei eine Elektrode an Erdpotential, während die andere an das Hochspannungspotential
eines Ausgangstransformators gelegt ist. Diese Hochspannung muß so groß gewählt
sein, daß in einem definierten Luftspalt zwischen diesen beiden Elektroden, eine
Ionisierung der Luft und damit eine Funkenentladung, Korona genannt, auftritt. Dort
wo die Funkenentladung auf die Oberfläche des Werkstückes auftritt, kann nachher
eine verbesserte Haftbarkeit messbar festgestellt werden.
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Die verwendeten Elektroden können als Rollen, Walzen, Schneiden oder
auch Spitzen ausgebildet sein Um ein elektrisches Durchschlagen des Luftspaltes
zwischen den beiden Elektroden zu verhindern, muß ein Isolator (Dielektrikum) dazwischen
angebracht werden. Dies ist besonders dann notwendig, wenn Werkstücke aus elektrisch
leitendem Material behandelt werden sollen. Ist das Werkstück selbst ein guter Isolator,
dann kann dieses gleichzeitig auch die rufgabe des Dilektrikums mitübernehmen. Dies
hat zwar den Vorteil mit kleinen Spannungsquellen auszukommen, es besteht jedoch
die Gefahr eines elektrischen Durchschlages, besonders wenn in dem zu behandelnden
Werkstück Löcher bzwO Fehler vorhanden sind. Ebenso ist es nicht möglich das MWerkstück
bis an seinen Rand hin zu behandeln; es würde dabei ein elektrischer Lichtbogen
um diesen Rand herum entstehen und das Werkstück entzünden, Es hat sich daher als
besonders wirtschaftlich herausgestellt, auch bei Werkstücken aus Isolierstoff
ein
zusätzliches Dielektrikum zwischen den beiden Elektroden anzuordnen0 Dieses zusätzliche
Dielektrikum ist ständig, während der ganzen Behandlungszeit, der Funkenentladung
ausgesetzt.
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Würde die Funkenentladung immer auf die selbe Stelle auftreffen, könnte
diese die auftretende Erwärmung, sowie die hohe elektrische Belastung nicht aushalten
und zu einem elektrischen Durchschlag führen und damit diesen hohen Isolator zerstören.
Um dies zu verhindern, ist es bekannt eine der Elektroden als Rolle bzwo als Walze
auszubilden. Das zusätzliche Dielektrikum ist dann in Form von Bezügen aus hitzebeständigem
Gummi oder in Form selbsttragender Walzen aus Kunstharzen, teilweise mit Glasfasern
verstärkt bzwO aber auch ganz aus hitzebeständigem Glas hergestellt0 Diese Walzen
werden durch die vorbeilaufenden Werkstücke oder Folien, bzw. durch einen eigenen
Antrieb in Rotation versetzte Hierdurch wird ein Teil der durch die Funkenentladung
entstehenden Wärme abgeführt, bzw0 auf eine große Oberfläche verteilt, die elektrische
Belastung der einzelnen Oberflächenelemente wird verkleinert, so daß hierdurch eine
längere Lebensdauer des Dielektrikums erreicht wird. Diese Walzen nehmen naturgemäß
einen bestimmten Raum ein, besonders dann, wenn es sich um relativ lange Walzen
handelt, deren Durchmesser durch die Drehzahl und statische Belastung auf eine bestimmte
Größe ausgelegt sein müssen, Außerdem können über eine Walze nur Folien oder zylindrische
Körper geführt werden0 Durch diese Abmessungen ist eine Anbringung von Behandlungselektroden
in schwer zugänglichen Stellen einer Anlage nicht möglich,
Zum Beispiels
in dem Zwickel zwischen zwei Salanderwalzen, in die eine noch nicht erstarrte Folienbahn
eingeführt wird, die aber aus vorgenannten Gründen behandelt werden müßte. Alle
bekannten Vorrichtungen benötigen mindestens eine drehbare Elektrode mit einem zusätzlichen
Dielektrikum.
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Durch die im folgenden beschriebenen Erfindungen sind diese Nachteile
beseitigt. Die feststehende Elektrode kann einen dauerhaften Uberzug erhalten und
kann als Gegenelektrode eine metallische Fläche, einen Stab oder eine blanke Metallwalze
erhalten. Es bleibt hierbei ohne einfluß an welche Elektrode das Erdpotential oder
die Hochspannung gelegt wird.
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Mit der Erfindung wird eine Yorrichtung zum Behandeln der Oberfläche
von Folien, Platten oder Formteilen durch elektrische Sprühentladung vorgeschlagen,
bei welcher mindestens eine feststehende Elektrode einen Quarzüberzug besitzt, Versuche
haben gezeigt, daß Quarzüberzüge die Temperaturen an einer feststehenden elektrode
vertragen und Spannungen, wie sie bei diesen Behandlungsvorrichtungen benötigt werden,
ohne Der störung aushalten. Damit bieten sich nach der Erfindung völlig neue EinsatzmöglichkeitenO
Es werden keine rotierenden Elektroden mehr benötigt, damit auch keine rotierenden
Lager und keine aufwendigen und kostspieligen lvalzenbezüge Der mechanische Aufbau
kann auf ein Mindestmaß
herabgesetzt werden. huch an schwer zugänglichen
Stellen, wie in obigem Beispiel angeführt, kann mit geringem aufwand die erfindungsgemäße
Elektrode angebracht werden. Die norm ist jedem beliebig gestalteten Werkstück anzupassen,
z.B.: Hohlkörper wie Dosen oder Plaschen. Die Elektrode kann durch Abwinkelungen
oder angeschmolzene Halterungen befestigt und gegen Durchbiegen geschützt werden,
auch bei großen Längen. Ein Austauschen ist wegen des geringen Gewichtes ohne großen
Aufwand möglich. Die eigentliche Metallelektrode kann durch beidseitiges Schmelzen
des Quarzüberzuges im Vakuum oder auch in einer Edelgasatmospäre betrieben werden.
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Im Bereich der Glühtemperatur verliert Quarz seine elektrische isolierende
Wirkung. Es kann bei hohen Leistungen notwendig werden die Elektrode zu kühlen.
Es genügt eine geringe Luftbewegung um den ueberzug zu kühlen und unterhalb der
kritischen Temperatur zu halten. ach der Erfindung kann hierzu die zur Absaugung
von Ozon und sonstigen entstehenden Gasen verwendete Luft benutzt werden0 Die Elektrode
wird hierfür vor dem, bzw. als Teil der Wandung des Äbsaugkanals angebracht0 Es
kann aber auch Kühlluft durch die als Rohr ausgebildete Elektrode oder auch durch
ein weiteres angeschmolzenes Rohr geführt werden0 An Vorrichtungen, bei denen das
entstehende Ozon auf die zu behandelnden Werkstücke aufgeblasen wird, ist der Luftstrom
umzukehren. Der Absaugkanal
wird dann zum Blaskanal, es sind dann
separate Absaugvorrichtungen vorzusehen, Um eine Oxydation metallischer Elektroden
zu verhindern, kann der Quarzüberzug an beiden Seiten luftdicht verschlossen und
entweder evakuiert oder mit einem Edelgas gefüllt sein0 Will man ein besonders enges
Anliegen der eigentlichen stromleitenden Elektrode an den Quarzüberzug erreichen,
kann diese aus elektrisch leitendem Pulver oder einer leitenden Flüssigkeit bestehen,
oder die vorhandenen Zwischenräume bei festen Elektroden damit ausgefüllt werden.
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Nach der Erfindung ist es sogar möglich, beide Elektroden auf einer
Seite anzubringen und damit eine Gleitentladung hervorzurufen. Die Sprühentladung
erfolgt dann parallel zur Werks-tückoberfläche, dies kann besonders bei dicken Materialien
in Brage-kommenO Ebenso können Transportwalzen auf der gleichen Seite wie die Hochspannungselektrode
angebracht werden, ohne daß-dre Gefahr eines' elektrischen Durchschlags besteht,
-Ausführungsformen von Elektroden nach der Erfindung werden an Hand folgender Zeichnungen
erläutert.
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Fig0 1 zeigt ein Längschnitt durch eine nach der Erfindung gestaltete
Elektrode0 Es ist eine Stabelelektrode 1 mit einem Quarzrohrdberzug 2
welcher
an einem Ende 3 zugeschmolzen ist, an eine Stromzuführung 4 angeschlossen. Die Isolation
3 der Stromzuführung 4 reicht bis an das Quarzrohr 2 hinein. Getragen bzw0 befestigt
wird die Elektrode durch Prismen 6 aus hitzebeständigem Isolierstoff.
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Fig0 2 zeigt einen Schnitt quer zur Längsachse.
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i'igo 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Doppelelektrode, hierbei
ist die Metallelektrode 7 ähnlich einer Schraubenfeder aus Draht gewickelt und mit
einem zflsammenhängenden Doppelrohr 8 aus Quarz überzogen. Eine solche gewickelte
Elektrode ist besonders leicht be igsam und folgt jeder Form einer gebogenen Elektrode.
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Figo 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Doppelelektrode.
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Fig. 5 zeigt eine Doppelelektrode 9 als Teil der Wandung eines runden
Absaukkanals 10 vor einer Folie 11 die über eine blanke Metallwalze 12 gefuhrt ist.
Die Pfeile zeigen denWeg der Abluft. Der als Rohr ausgebildete Absaugkanal ist so
gelagert, daß im
Falle einer Berührung mit der Folie 11 dieser
in Laufrichtung abgeschwenkt und das Quarzrohr damit geschätzt wird0 Figo 6 zeigt
eine Sinzelelektrode 13 nach der Erfindung vor einem rechteckigen Absaugkanal 14
mit den absaugschlitzen 15 durch welche die Absaugluft entsprechend der Pfeile geleistet
wird. Die Gegenelektrode 16 ist flächenhaft ausgebildet.
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Figo 7 zeigt eine erfindunsgemäße Elektrode, bei welcher die Behandlung
streifenförmig ausgespart wird. An den Stellen, an denen keine Behandlung erfolgen
soll, wird die Slektrode 17 unterbrochen und die Stromzuführung 18 durch Isolierstücke
19 weitergeführt, so daß hier keine Sprühentladung auftritt.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Beispiele beschrankt, welche
lediglich der Erläuterung dienen, Weitere Kombinationen des Offenbarten und Beanspruchten,
auch mit den seither bekannten Vorrichtungen, z,B, den mit einem Isolator versehenen
Walzen, sind möglich.