DD237048A1

DD237048A1 - Einrichtung zur neutralisation elektrostatischer aufladungen auf verpackungsmitteloberflaechen

Info

Publication number: DD237048A1
Application number: DD85276055A
Authority: DD
Inventors: Gunter Riess; Uto Boehme; Eckhardt Clauss
Original assignee: Verpackungsmaschinenbau Dresde
Priority date: 1985-05-07
Filing date: 1985-05-07
Publication date: 1986-06-25
Also published as: DE3607840C2; GB8610337D0; IT1191884B; DE3607840A1; IT8647980A0; GB2174850A; JPS61256596A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen. Der Einsatz dieser Einrichtung erfolgt insbesondere im Verpackungsmaschinenbau. Die dort angewendeten Polymerfolien weisen einen hohen Oberflaechenwiderstand auf, so dass in Verbindung mit technologisch bedingten Trenn- und Benutzungsvorgaengen waehrend des Abpackprozesses erhebliche elektrostatische Aufladungen zu beseitigen sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu entwickeln, die durch eine wirkungsvolle Luftionisation starke und unregelmaessig verteilte Aufladung an Verpackungsmitteloberflaechen beseitigt, auch wenn die Naehe von Metallteilen unvermeidbar ist und die Einbaubedingungen beschraenkt sind. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dass die Gegenelektrode als Metalldraht ausgefuehrt ist, der einen Durchmesser von 1 bis 3 mm aufweist, und in unmittelbarer Naehe der Verpackungsmittelbahn parallel und einseitig zu den Spruehspitzen angeordnet ist. Der Abstand zwischen der Gegenelektrode und den Spruehspitzen betraegt 5 bis 7 mm, der Abstand zwischen der Gegenelektrode und der Verpackungsmittelbahn betraegt 1-2 mm und der Abstand zwischen den Spruehspitzen und der Verpackungsmittelbahn betraegt 4-5 mm. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen. Der Einsatz dieser Einrichtung erfolgt insbesondere im Verpackungsmaschinenbau. Die dort angewendeten Polymerfolien weisen einen hohen Oberflächenwiderstand auf, so daß in Verbindung mittechnologisch bedingten Trenn- und Benutzungsvorgängen während des Abpackprozesses erhebliche elektrostatische Aufladungen zu beseitigen sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen '

Aus der DE-OS 2721 370 ist eine Lösung bekannt, bei der Elektronenabgabeeinrichtungen angewendet werden, die Kondensatorkörper mit Sprühspitzen aufweisen. Ein isolierter Leiter erstreckt sich über die gesamte Länge durch die Kondensatorkörper. Die Einrichtung wird von einem isolierten Gehäuse umgeben, das als Naherde ausgeführt ist. Im Gehäuse sind Öffnungen für die Sprühspitzen ausgespart. Versuche haben gezeigt, daß der Einbau dieser Einrichtung auf beiden Seiten bezüglich der Materialbahn erfolgen muß, um eine befriedigende Wirkung zu erreichen. Unter den besonderen Bedingungen des Verpackungsmaschinenbaus kann das nur in wenigen Fällen realisiert werden.

In der DE-PS 959485 wird eine Einrichtung vorgeschlagen, die als Elektrode einen dünnen Metalldraht aufweist. Dieser ist von einem geschlitzten Metallrohrumgeben. Der Schlitz weist in Richtung Materialbahn.

Um den lonenfluß in Richtung Materialbahn zu beschleunigen, ist in deren Nähe eine Hilfselektrode angeordnet. Die Hilfselektrode hat das gleiche Potential wie die Materialbahn.

Diese Lösung ist technisch nicht realisierbar, da die Ladung der Materialbahnoberfläche stark in Polarität und Betrag schwankt.

Die Hilfselektrode besitzt ein gleichbleibendes Potential, so daß sich eine kontinuierliche und sichere Entladung nicht erreichen

In der DE-OS 2724118 wird eine Einrichtung offenbart, die als Naherde den Sprühspitzen zugeordnete Spitzen besitzt. In diese Anordnung wird durch einen Ventilator Luft in Richtung Materialbahn geblasen.

Diese Lösung hat den Nachteil, daß es zu Rekombinationen der Ionen kommt, da der Weg vom Ort der Entstehung zum Ort der Wirkung sehr lang ist. Des weiteren ist der materielle Aufwand beträchtlich und der Platzbedarf groß.

Allen genannten Lösungen ist der Nachteil gemeinsam, daß die für die Bedingungen des Verpackungsmaschinenbaues erforderlichen geringen Abmessungen konstruktionsbedingt nicht erreicht werden können. Die Nähe von Metallteilen läßt sich nicht vermeiden.

Durch diese ungünstigen Platzverhältnisse bildet sich keine wirkungsvolle Luftionisation aus.

Die in der DE-OS 2815117 beschriebene Einrichtung besteht aus einer Elektrode, die als dünner Draht ausgebildet ist. Parallel zu der Elektrode ist ein metallischer Stab als Erde angeordnet.

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Diese Lösung kann hinsichtlich Platzbedarf die Forderungen erfüllen. Gegen mechanische Beanspruchungen ist diese Ausführungsform jedoch empfindlich. Infolge des direkten Anliegens der Hochspannung liegt keine berührungssichere Variante vor. Weiterhin ist die Intensität des erzeugten lonenstroms nicht ausreichend, eine wirksame Entladung der Verpackungsmitteloberfläche herbeizuführen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen zu entwickeln, die einen geringen Platzbedarf erfordert und unter den gegebenen Bedingungen zuverlässig arbeitet.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu entwickeln, die durch eine wirkungsvolle Luftionisation starke und unregelmäßig verteilte Aufladung an Verpackungsmitteloberflächen beseitigt, auch wenn die Nähe von Metallteilen unvermeidbar ist und die Einbaubedingungen beschränkt sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenelektrode als Metalldraht ausgeführt ist, der einen Durchmesser von 1 bis 3mm aufweist und in unmittelbarer Nähe der Verpackungsmittelbahn parallel und einseitig zu den Sprühspitzen angeordnet ist. Der Abstand zwischen Gegenelektrode und den Sprühspitzen beträgt 5 bis 7 mm. Der Abstand zwischen Metalldraht und Verpackungsmittelbahn beträgt 1 bis 2mm und der Abstand zwischen den Sprühspitzen und der Verpackungsmittelbahn beträgt 4 bis 5 mm.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß die Abmessungen sehr gering sind. Die Einrichtung kann auch in der Nähe von Metallteilen installiert werden, was bei den lonisationseinrichtungen herkömmlicher Bauart nicht möglich war bzw. die Wirkung stark herabsetzt. Die erzeugte Ionisation der Luft reicht aus, um auch elektrostatisch stark und mit unterschiedlicher Polarität geladende Verpackungsmittel sicher zu neutralisieren.

Weitere Vorteile sind die kompakte Bauform der Lösung sowie die Möglichkeit einer guten Integration direkt im Bereich kritischer Wirkstellen, vorzugsweise von Verpackungsmaschinen. Die Ausführung ist berührungssicher.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Zeichnungen haben folgende Bedeutung:

Figur 1: Einbausituation für die erfindungsgemäße Lösung Figur 2: Prinzipieller Aufbau (Längsschnitt) des Ionisators Figur 3: Querschnitt (Schnitt A-A) entsprechend Figur 2

Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird die Verpackungsmittelbahn 1 durch die beiden Abzugswalzen 2, 3 dem Messer 4 zugeführt. In diesem Bereich machen sich die hohen elektrostatischen Aufladungen besonders negativ bemerkbar, da es zu Vorschubschwierigkeiten der Verpackungsmittelbahn 1 auf dem Papiertisch 5 kommt. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist deshalb an dieser kritischen Stelle angeordnet. Sie besteht im wesentlichen aus einem lonisationsstab 6 mit Sprühspitzen 14 und einer Gegenelektrode 7 und ist im Papiertisch 5 integriert. Der lonisationsstab 6 besteht aus einem hochspannungsführenden Metallrohr 8, worauf ein Isolierschlauch 9 gezogen ist. Auf diesem werden die als Sprühelektroden dienenden Wicklungen 10 angeordnet. Im Bereich der Wicklungen 10 ist der Isolierschlauch 9 mit einer dünnen leitfähigen Schicht 11 überzogen. Besonders ist ein Graphitüberzug geeignet. An der Klemmstelle 12 wird das Hochspannungskabel 13 befestigt. Die Enden der Wicklungen 10 stehen tangential ab und sind als Sprühspitzen 14 ausgebildet, die Sprühspitzen 14 weisen alle in die gleiche Richtung. Ihr Abstand untereinander beträgt 10-18 mm und der Abstand zwischen Sprühspitzen 14 und Verpackungsmittelbahn beträgt 4-5 mm. Die freie Spitzenlänge ist etwa 5—7 mm.

Diese Anordnung ist mit einem Kunststoffmantel 15 umgeben, der Aussparungen 16 für die Sprühspitzen 14 freiläßt. Die Hohlräume dieser Anordnung sind mit einem Gießharz 17 ausgegossen. Als Gegenelektrode 7 ist eine Naherde in der Nähe der Verpackungsmittelbahn 1 angeordnet. Die Gegenelektrode 7 besteht aus einem parallel zum lonisationsstab 6 gespannten dünnen Metalldraht, der eine Stärke von 1-3 mm aufweist. Der Abstand zwischen der Gegenelektrode 7 und der Verpackungsmittel bahn 1 beträgt 1-2 mm und der Abstand zwischen den Sprühspitzen 14 und der Gegenelektrode? beträgt etwa 5-7 mm.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgende:

Über das Hochspannungskabel 13 liegt eine Wechselspannung von 3,9KV an. Zwischen den Sprühspitzen 14 und der Gegenelektrode 7 bildet sich ein elektrisches Feld, in dem Ionen erzeugt werden.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung können elektrostatische Aufladungen von ±10 bis ±15KV/cm bis auf Restladungen von ±0,15 bis vereinzelt ±1,8 KV/cm abgebaut werden. Die Abzugsgeschwindigkeit kann 100 m/min betragen. Estritt keine Umladung an der Oberfläche des Verpackungsmittels auf, auch wenn niedrige und starke elektrostatische Aufladungen unterschiedlicher Polarität einander ablösen.

Der Wechsel zwischen geladenen und ungeladenen Stellen, als Streifigkeit bezeichnet, tritt damit nicht auf.

Claims

1. Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen an Verpackungsmitteloberflächen, bestehend aus einem hochspannungsführenden Metallrohr, das mit einem Isolierschlauch überzogen ist und mehrere Wicklungen aus Draht aufweist, deren Enden tangential abstehen, in eine Richtung weisen und als Sprühspitzen ausgebildet sind, wobei die Hohlräume dieser Anordnung mit Gießharz ausgegossen sind, die Oberfläche mit einer isolierenden Schicht, bei der nur die Öffnungen für die Sprühspitzen ausgespart sind, überzogen ist und in unmittelbarer Nähe der Sprühspitzen eine geerdete Gegenelektrode angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Gegenelektrode (7) als Metalldraht ausgeführt ist, der einen Durchmesser von 1 bis 3 mm aufweist, und in unmittelbarer Nähe der Verpackungsmittel bahn (1), parallel, und einseitig zu den Sprühspitzen (14) angeordnet ist.

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Erfindungsanspruch:

2. Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen an Verpackungsmitteloberflächen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand zwischen Gegenelektrode (7) und den Sprühspitzen (14) 5-7 mm beträgt.

3. Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen an Verpackungsmitteloberflächen, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand zwischen der Gegenelektrode (7) und Verpackungsmittelbahn (1) 1-2 mm beträgt.

4. Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen an Verpackungsmitteloberflächen, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand zwischen den Sprühspitzen (14) und der Verpackungsmittelbahn (1)4-5 mm beträgt.