DE102004028080A1

DE102004028080A1 - Vorrichtung zum Schalten einer Elektrodenanordnung an einer Hochspannungsquelle

Info

Publication number: DE102004028080A1
Application number: DE200410028080
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dr. Aumeier
Original assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: DE102004028080B4

Abstract

Eine verbesserte Vorrichtung zum Schalten einer Elektrodenanordnung (4) an einer Hochspannungsquelle (HV) umfasst folgende Merkmale: DOLLAR A eine Detektionseinrichtung (DET) zur Erkennung eines Überschlags an der Elektrodenanordnung (4), wobei die Detektionseinrichtung (DET) beim Auftreten eines Überschlags ein Triggersignal (L) ausgibt; DOLLAR A eine Steuereinrichtung (CON) zum Empfang des Triggersignals (L) von der Detektionseinrichtung (DET) und zur Erzeugung von Steuersignalen zum Schalten eines Schalters (S); DOLLAR A der Schalter (S) ist mittels der Steuersignale von der Steuereinrichtung (CON) von einem ersten Zustand, in dem die Hochspannungsquelle (HV) an der Elektrodenanordnung (4) mit ihrer Arbeitsspannung anliegt, in einen zweiten Zustand schaltbar, in dem die an der Elektrodenanordnung (4) anliegende Spannung gegen Erde abgeführt wird; DOLLAR A der Schalter (S) umfasst einen oder mehrere Halbleiterschalter (S1, S2) zum Schalten von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand und umgekehrt; DOLLAR A der oder die Halbleiterschalter sind derart angeordnet, dass beim Schalten von dem ersten in den zweiten Zustand die Hochspannungsquelle (HV) von der Elektrodenanordnung (4) getrennt wird und die an der Elektrodenanordnung (4) anliegende Spannung abgeführt wird, wobei die Hochspannungsquelle (HV) auf ihrer Arbeitsspannung bleibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Schalter für eine Elektrodenanordnung, an der eine Hochspannungsquelle anliegt, wobei mit dem Schalter Durch- und Überschläge an der Elektrodenanordnung schnell abgeerdet werden sollen.
Im besonderen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Schalten einer Elektrodenanordnung in einer elektrostatischen Behandlungseinheit für Folienbahnen, vorzugsweise für Polymerschmelzefilme. Derartige Behandlungseinheiten werden primär als Anlegeeinheiten zum Anlegen von Folienbahnen an Walzen eingesetzt, wobei mittels der Elektrodenanordnung Flächenladungskräfte zum Anlegen der Folienbahn an die Walze erzeugt werden. Ein sekundärer Einsatzbereich sind Corona- oder Coating-Einrichtungen, bei denen über die Hochspannung an der Elektrodenanordnung die Oberfläche der Folie verändert wird.
Bei der Herstellung von thermoplastischen Flachfolien wird zunächst ein Vorfilm durch eine Breitschlitzdüse extrudiert, der unmittelbar danach auf einer Kühlwalze auskristallisiert wird. Um einen guten Wärmeübergang zwischen Film und Kühlwalze ohne Lufteinschlüsse zu gewährleisten, wird eine elektrostatische Anlegeeinheit verwendet, bei der die generierten Flächenladungskräfte für den nötigen Anlegedruck sorgen.
Ist die Justage der Anlegeeinheit nicht optimiert oder wird knapp an der Grenze zum Überschlag mit der Anordnung gefahren oder treten in der Schmelze Inhomogenitäten auf bzw. kommt es zu Luft- oder Wassereinschlüssen in der Grenzschicht zwischen Schmelze und Kühlwalze, dann kann es zu Überschlägen/Durchschlägen kommen, die häufig eine Produktionsunterbrechung mit einer Beschädigung der Elektrode oder sogar der Kühlwalze zur Folge haben können.

Um derartige Überschläge zu vermeiden, werden im Stand der Technik, beispielsweise gemäß Dokument JP 07015306 , sogenannte Spark-Cutter eingesetzt, welche eine Überstromerkennung umfassen, mit der die an der Elektrodenanordnung anliegende Hochspannung kurzfristig abgeerdet wird und unmittelbar danach wieder zugeschaltet wird.

Unmittelbar vor dem Übergang von einer Corona-Entladung zum elektrischen Durchschlag/Überschlag findet eine Streamer-Bildung statt, wobei sich ein leitfähiger Kanal bildet, in dem dann mehrere zeitlich kurz aufeinanderfolgende Teilentladungspulse (burst pulses, partial discharge pulse sequence) stattfinden. Der leitfähige Kanal bleibt eine bestimmte Zeitspanne aufrechterhalten.

Wird nun nach der Überschlagserkennung, wie beim Stand der Technik, die Spannung abgeerdet und unmittelbar danach wieder zugeschaltet, wird die beabsichtigte Wirkung, nämlich den Überschlag/Durchschlag zu unterbinden, wieder aufgehoben, da der leitfähige Kanal weiterhin besteht bzw. sich kurzfristig wieder aufbaut (Ionenmobilität).

Bei Erkennungsanlagen nach dem Stand der Technik, insbesondere gemäß Dokument JP 07015306 , wird mit konventioneller Thyristortechnik nach der Stromerkennung im Bereich von einigen zehn Mikrosekunden die Hochspannung gegen Erde abgeführt. Die Überschlagserkennung findet mit einer LED im Hochspannungszweig statt, wobei der Strom beim Überschlag ausgewertet wird. Der hohe Strom beim Überschlag ruft an einem in Serie geschalteten Widerstand einen Spannungsabfall hervor, der wiederum die LED zum Leuchten bringt. Es findet keine Differenzierung dahingehend statt, ob der Strom durch einen Überschlag verursacht wird oder ob es sich um einen Strom zum Aufladen der Elektrodenanordnung handelt. Beim Entladen und Laden der Elektrodenanordnung entsteht dieselbe Stromrichtung. Beim schnellen Zuschalten der Hochspannungsquelle ist die Schaltung so nicht verwendbar. Da die Hochspannungsquelle nach Auftreten des Überschlags mit Hilfe eines Regelvorgangs sehr schnell auf ihr Ausgangsniveau hochgefahren wird, kann es darüber hinaus zu Überschwingern bei der anliegenden Hochspannung kommen. Dadurch liegt an der Elektrodenanordnung eine erhöhte Feldstärke an, was zu einem wiederholten Auftreten eines Überschlags führen kann.

1 zeigt bei einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik den zeitlichen Verlauf der an einer Elektrodenanordnung anliegenden Spannung. Es werden hieraus die oben angesprochenen Probleme ersichtlich. Im Normalbetrieb liegt die Elektrodenanordnung auf der Arbeitsspannung VO. Nach der Überschlagserkennung wird die Hochspannungsquelle kurzgeschlossen. Dabei werden in Serie geschaltete Thyristoren gezündet und schließen die Elektrodenanordnung gegen Erde kurz. Die Thyristoren bleiben so lange durchgeschaltet, bis ihr Haltestrom unterschritten ist, was bedeutet, dass auch die Hochspannungsquelle mit kurzgeschlossen wird und solange kurzgeschlossen bleibt, bis die Energie aus dem gesamten System entladen ist. Anschließend wird über eine Erholungszeit RT, die im Mikrosekunden- bis Millisekundenbereich liegt, die Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle wieder hochgeregelt. Hierbei tritt das Problem auf, dass beim Hochfahren der Hochspannungsquelle immer noch ein leitfähiger Kanal zwischen Elektrodenanordnung und Walze ausgebildet ist, so dass während des Hochfahrens sofort wieder erneute Durchschläge auftreten, die in 1 als BP bezeichnet sind. Wie oben bereits beschrieben, kann es beim Stand der Technik durch die Regelvorgänge beim Hochfahren auf die Arbeitsspannung ferner zu Überschwingern U kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum schnellen Schalten einer Elektrodenanordnung an einer Hochspannungsquelle zu schaffen, welche die oben beschriebenen Nachteile beseitigt und einen weitgehend störungsfreien Betrieb der Elektrodenanordnung mit geringen Produktionsunterbrechungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst, Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Schalter, der zwischen der Hochspannungsquelle und der Elektrodenanordnung angeordnet ist und mit dem ein schnelles und optimiertes Schalten ermöglicht wird. Um dieses Schalten zu gewährleisten, ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner eine Detektionseinrichtung und eine Steuereinrichtung vorgesehen. Der Schalter, die Detektionseinrichtung und die Steuereinrichtung übernehmen die folgenden Aufgaben:

– Die Detektionseinrichtung dient zur Erkennung eines Überschlags an einer Elektrodenanordnung, wobei die Detektionseinrichtung beim Auftreten eines Überschlags ein Triggersignal ausgibt;
– die Steuereinrichtung dient zum Empfang des Triggersignals von der Detektionseinrichtung und zur Erzeugung von Steuersignalen zum Schalten des Schalters, insbesondere von definierten Betriebszuständen zum Steuern des Schalters;
– der Schalter ist mittels der Steuersignale von der Steuereinrichtung von einem ersten Zustand, in dem die Hochspannungsquelle an der Elektrodenanordnung anliegt, in einen zweiten Zustand schaltbar, in dem die an der Elektrodenanordnung anliegende Spannung gegen Erde abgeführt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch folgende weitere Merkmale aus:

– Der Schalter umfasst einen oder mehrere Halbleiterschalter zum Schalten von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand und umgekehrt;
– der oder die Halbleiterschalter sind derart angeordnet, dass beim Schalten von dem ersten in den zweiten Zustand die Hochspannungsquelle von der Elektrodenanordnung getrennt wird und die an der Elektrodenanordnung anliegende Spannung abgeführt wird, wobei die Hochspannungsquelle auf ihrer Arbeitsspannung bleibt.

Dadurch, dass in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Hochspannungsquelle von der Elektrodenanordnung getrennt wird, kann die Hochspannungsquelle auf ihrer Arbeitsspannung bleiben, so dass beim Zuschalten der Hochspannungsquelle die Arbeitsspannung sofort wieder zur Verfügung steht. Darüber hinaus wird durch die Halbleiterschalter ein schnelles Ab- und Zuschalten der Hochspannungsquelle gewährleistet. Als Halbleiterschalter werden in der erfindungsgemäßenAnordnung vorzugsweise IGBT-Transistoren (IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor) und/oder MOSFET-Transistoren (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) verwendet, welche Schaltzeiten im Nanosekundenbereich aufweisen. Die Halbleiterschalter weisen hierbei sehr schnelle Schaltgeschwindigkeiten im Nanosekundenbereich auf, insbesondere unter 200 Nanosekunden. Es wird hierdurch ein Spannungsanstieg bzw. Spannungsabfall von beispielsweise 200 KV/mikrosec gewährleistet. Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, dass das Auftreten von Überschwingern vermieden wird, da beim Zuschalten der Hochspannungsquelle kein Regelvorgang stattfindet, durch den solche Überschwinger verursacht werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ergänzend bzw. alternativ zu der oben beschriebenen Ausführungsform derart ausgestaltet sein, dass die Steuereinrichtung nach dem mittels des Schalters verursachten Trennen der Elektrodenanordnung von der Hochspannungsquelle die Elektrodenanordnung eine vorbestimmte Abschaltzeit auf einem bestimmten Potential, vorzugsweise auf Erde lässt und anschließend die Hochspannungsquelle über den Schalter zumindest mittelbar wieder zuschaltet. Auf diese Weise wird verhindert, dass erneut in den leitfähigen Kanal zugeschaltet wird.

Vorzugsweise wird die Abschaltzeit über eine in der Steuereinrichtung integrierte Zeitschaltung erfasst, wobei die Zeitschaltung in einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit einer Zeitverstellung verbunden ist, mit der die Abschaltzeit je nach den vorliegenden Bedingungen entweder manuell oder automatisiert verändert werden kann.

Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer elektrostatischen Anlegeeinheit zum Anlegen von Folienbahnen an Walzen verwendet, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die vorbestimmte Abschaltzeit mit der Abzugsgeschwindigkeit korreliert, mit der die Folienbahn auf die Walze abgezogen wird. Da bei höheren Abzugsgeschwindigkeiten der leitfähige Kanal aufgrund des Zuführens von neuem Folienmaterial kürzere Zeit besteht, ist die Abschaltzeit deshalb bei höheren Abzugsgeschwindigkeiten vorzugsweise kürzer zu wählen als bei geringeren Abzugsgeschwindigkeiten.

Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise eine Empfangseinheit für das Triggersignal, wobei die Empfangseinheit mit einer Signalaufbereitungseinheit verbunden ist, welche das Triggersignal in einen Triggerpuls mit einer definierten Pulsform aufbereitet, wobei der Triggerpuls gleichzeitig eine Flip-Flop-Schaltung und die Zeitschaltung triggert. Vorzugsweise wird ein Ausgang der Flip-Flop-Schaltung bei Empfang eines Triggerpulses auf SET gesetzt, wodurch zumindest mittelbar die Elektrodenanordnung über den Schalter von der Hochspannungsquelle getrennt wird und kurzgeschlossen wird, wobei die Hochspannungsquelle auf ihrer Arbeitsspannung bleibt und die Signalaufbereitungseinheit für weitere Triggerpulse gesperrt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass keine erneute Triggerung der Steuereinrichtung durch weitere Triggerpulse ausgelöst wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Flip-Flop-Schaltung nach Ablauf der vorbestimmten Abschaltzeit zurückgesetzt, wodurch die Sperrung der Signalaufbereitungseinheit aufgehoben wird und zumindest mittelbar der Schalter die Elektrodenanordnung wieder der Hochspannungsquelle zuschaltet.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Steuereinrichtung eine Anzeigeeinheit, welche eine Meldung ausgibt, wenn die Elektrodenanordnung von der Hochspannungsquelle getrennt wird. Bei Eintritt einer oder mehrerer Überschlagsmeldungen kann insbesondere die Position der Elektrodenanordnung und/oder die Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle manuell und/oder automatisiert verändert werden. Wird die Vorrichtung in einer elektrostatischen Anlegeeinheit zum Anlegen von Folienbahnen an Walzen verwendet, kann die Abzugsgeschwindigkeit der Walzen manuell und/oder automatisiert verändert werden. Vorzugsweise umfasst die Steuereinrichtung ferner eine Temperaturüberwachungseinheit, welche ein Warnsignal ausgibt, wenn die Temperatur in der Steuereinrichtung und/oder im Schalter einen vorgegebenen Wert überschreitet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Hochspannungsquelle mit einer ersten Umpoleinrichtung verbunden, mit der in Abhängigkeit von der Polarität der Hochspannungsquelle die Verschaltung des Schalters umgepolt werden kann.

Darüber hinaus umfasst die Detektionseinrichtung vorzugs weise eine zweite Umpoleinrichtung zum Umpolen der Detektionseinrichtung in Abhängigkeit von der Polarität der Hochspannungsquelle. Die erste und/oder die zweite Umpoleinrichtung umfassen vorzugsweise ein oder mehrere Hochspannungsrelais und/oder Halbleiterschalter. Mit Hilfe der ersten und zweiten Umpoleinrichtung wird gewährleistet, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung für unterschiedliche Polaritäten der Hochspannungsquelle betrieben werden kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in Abhängigkeit von den Produktionsbedingungen die Polarität der Hochspannungsquelle durch einen Bediener über einen Polaritätsschalter eingestellt, wobei beim Umschalten des Polaritätsschalters Steuersignale erzeugt werden, die bewirken, dass die Polarität der Hochspannungsquelle verändert wird und dass die erste und zweite Umpoleinrichtung jeweils den Schalter und die Detektionseinrichtung umpolen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine mit der Hochspannungsquelle verbundene Entkopplungseinheit vorgesehen, welche die Hochspannungsquelle von der Elektrodenanordnung entkoppelt und die Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle stützt. Die Entkopplungseinheit umfasst hierbei vorzugsweise ein RC-Glied.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmalen bzw. als Alternative kann die Detektionseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart mit der Elektrodenanordnung verschaltet sein, dass die zeitliche Spannungsänderung an der Elektrodenanordnung, insbesondere die Richtung der zeitlichen Spannungsänderung, detektiert wird, wobei ab einem bestimmten und/oder einstellbaren Spannungsgradienten ein Triggersignal ausgegeben wird.

Vorzugsweise umfasst die Detektionseinrichtung eine Sendeeinheit, welche das Triggersignal an eine Empfangseinheit der Steuereinrichtung sendet. Die Sendeeinheit umfasst insbesondere eine Transmitter-LED, mit der eine Diode zur Differenzierung der Richtung der zeitlichen Spannungsänderung parallel geschaltet ist. Auf diese Weise kann unterschieden werden, ob sich die Spannung aufgrund eines Überschlags oder eines Zuschaltens der Hochspannungsquelle ändert. Insbesondere leuchtet die Transmitter-LED nur dann, wenn ein bestimmter und/oder einstellbarer Spannungsgradient überschritten wird und die Richtung des Spannungsgradienten einem Überschlag an der Elektrodenanordnung entspricht. Vorzugsweise liegt die Transmitter-LED auf Erdpotential, wodurch ein sogenanntes Floating-Potential, wie es im Stand der Technik auftritt, vermieden wird.

Ferner ist die Transmitter-LED vorzugsweise über einen Lichtwellenleiter mit einer auf Erdpotential liegenden Empfangs-LED in der Steuereinrichtung verbunden. Das Lichtsignal der Transmitter-LED beim Auftreten eines Überschlags stellt somit das Triggersignal dar, wobei durch die isolierte Ansteuerung über den Lichtwellenleiter Erdschleifen vermieden werden.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Detektionseinrichtung eine Zeitanpassungseinheit, mit der die zeitliche Spannungsänderung einstellbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind an der Elektrodenanordnung Zusatzelektroden vorgesehen, wobei die Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle auf die Zusatzelektroden nach Trennung der Hochspannungsquelle von der Elektrodenanordnung aufgeschaltet werden kann und nach einer vorbestimmten Zeit wieder auf die Elektrodenanordnung zurück geschaltet wird. Auf diese Weise wird die Funktionalität der Elektrodenanordnung auch während des Überschlags über die Zusatzelektroden sichergestellt. Ferner kann die Position der Elektrodenanordnung und/oder die Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle manuell und/oder automatisiert verändert werden.

Wird die Vorrichtung in elektrostatischen Anlegeeinheiten zum Anlegen von Folienbahnen an Walzen verwendet, kann nach einem oder mehreren Überschlägen die Abzugsgeschwindigkeit, mit der die Folienbahn auf die Walze abgezogen wird, manuell und/oder automatisiert verändert werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an der Elektrodenanordnung ferner eine Löschanordnung angeordnet, mit der ein bei einem Überschlag auftretender Funke mittels Löschgasen, insbesondere mittels SF₆, gelöscht werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend detailliert anhand der beigefügten Figuren beschrieben.

Es zeigen:

1: ein Diagramm; welches die zeitliche Entwicklung der Spannung nach dem Auftreten eines Überschlags in einer Elektrodenanordnung mit einer Steuerung gemäß dem Stand der Technik wiedergibt;

2: ein Diagramm, welches die zeitliche Entwicklung der Spannung nach dem Auftreten eines Überschlags in einer Elektrodenanordnung mit der erfindungsgemäßen Steuerung wiedergibt;

3: eine geschnittene Seitenansicht einer Anlegeeinheit zum Anlegen von Folienbahnen an eine Walze, wobei die Anlegeeinheit mit der erfindungsgemäßen Steuerung gesteuert wird;

4: ein Schaltbild, welches die Verschaltung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerung zeigt;

4A: ein vereinfachtes Schaltbild zur Erläuterung des mit der erfindungsgemäßen Steuerung durchgeführten Schaltvorgangs;

5: ein Schaltbild, welches die Komponenten der in 4 mit CON bezeichneten Steuereinrichtung wiedergibt;

6: ein Schaltbild, welches die Komponenten der in 4 als DET bezeichneten Detektionseinrichtung wiedergibt;

6A und 6B: vereinfachte Schaltbilder, anhand derer die Funktionsweise der in 6 gezeigten Detektionseinrichtung erläutert wird.

1 wurde bereits in der Beschreibungseinleitung diskutiert, so dass auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. 2 zeigt ein Diagramm, welches die zeitliche Entwicklung der an einer Elektrodenanordnung anliegenden Spannung in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Auftreten eines Überschlags wiedergibt. Man erkennt, dass nach Auftreten des Überschlags zum Zeitpunkt I die an der Elektrodenanordnung anliegende Spannung gegen Erde geschaltet wird und über einen einstellbaren Zeitraum (zwischen 0 und mehreren Mikrosekunden) auch auf 0 bleibt. Die Zeitspanne ist hierbei so wählbar, dass nach Ablauf der Zeitspanne kein leitfähiger Kanal mehr vorhanden ist. Es ist ferner ersichtlich, dass die Spannung sehr schnell wieder ihr Ausgangsniveau erreicht, was insbesondere durch die Verwendung von Halbleiterschaltern mit schnellen Schaltzeiten ermöglicht wird. Ferner erkennt man, dass es nicht zu Überschwingern beim Hochfahren der Spannung kommt, da die Hochspannungsquelle einfach zugeschaltet und nicht hochgeregelt wird.

3 zeigt eine Breitschlitzdüse 1, durch die ein Vorfilm bei der Herstellung einer thermoplastischen Flachfolie extrudiert wird. Der Film tritt als Folienbahn 2 aus der Düse und legt sich entlang einer Anlegelinie P an eine Kühlwalze 3, die in eine Abzugsrichtung A gedreht wird. 3 zeigt hierbei einen Schnitt senkrecht zur Rotationsachse der Kühlwalze 3, wobei die Anlegelinie P im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse verläuft. Um ein schnelles Auskristallisieren der Folienbahn auf der Kühlwalze sowie einen guten Wärmeübertrag zwischen Folienbahn und Kühlwalze ohne Lufteinschlüsse zu gewährleisten, wird eine elektrostatische Anlegeeinheit in der Form einer Pinning-Elektrode 4 verwendet, an die eine Hochspannung angelegt wird, so dass auf der Folienbahn Flächenladungskräfte erzeugt werden, wodurch ein Anlegen der Folienbahn an die Kühlwalze bewirkt wird. Die Pinning-Elektrode erstreckt sich hierbei parallel zur Rotationsachse der Kühlwalze im Wesentlichen über die ganze Breite der Kühlwalze. Die Pinning-Elektrode 4 wird durch die im Folgenden erläuterte erfindungsgemäße Steuereinrichtung angesteuert, welche bei Überschlägen zwischen Pinning-Elektrode und Folienbahn die mit der Elektrode verbundene Hochspannungsquelle abkoppelt und die Hochspannung an der Elektrode abführt. Um ein schnelles Löschen des Überschlagsfunkens zu gewährleisten, können gegebenenfalls auch noch Löschgase, z.B. SF₆, in den Koronaraum zwischen Pinning-Elektrode und Folienbahn eingespritzt werden.

Da bei Auftreten eines Überschlags die Hochspannung von der Pinning-Elektrode getrennt wird, wirken keine Flächenladungskräfte mehr auf die Folie, was eventuell zum Abheben der Folienbahn 2 führen könnte. Deshalb kann in 3 die Hochspannung nach dem Trennen von der Pinning-Elektrode auf zwei benachbart zu der Pinning-Elektrode angeordnete Zusatzelektroden 5 geschaltet werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass auch beim Auftreten eines Überschlags weiterhin Flächenladungskräfte über die Zusatzelektroden erzeugt werden, wodurch ein Abheben der Folienbahn von der Kühlwalze verhindert wird. Die Verwendung dieser Zusatzelektroden 5 ist jedoch optional.

4 zeigt ein Schaltbild, welches den prinzipiellen Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerung für die Pinning-Elektrode 4 wiedergibt. Es ist hierbei eine Hochspannungsquelle in der Form eines Netzgerätes HV vorgesehen, die an die Pinning-Elektrode 4 angelegt wird. Die Hochspannungsquelle liefert eine stabilisierte Gleichspannung im Hochspannungsbereich und ihre Polarität ist umschaltbar. Zwischen dem Ausgang O der Hochspannungsquelle und dem Erdpotential ist eine Entkopplungseinheit E geschaltet. Die Entkopplungseinheit umfasst einen Widerstand R1 und einen Kondensator C1. Der Widerstand R1 entkoppelt in der Zeit des Überschlags bis zum Wegschalten durch den nachfolgend noch näher beschriebenen Gegentaktschalter S das Hochspannungsnetzgerät HV von dem Kurzschluss (Überschlag) innerhalb von weniger als 500 Nanosekunden. Der Spannungsabfall an R1 wird mit einer stromkompensierten Spannungsmessung ausgeglichen. In Abhängigkeit des Stroms wird die Spannung nachgeregelt. Der Kondensator stützt die eingestellte Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle im Überschlagsfall.

An die Entkopplungseinheit E schließt sich eine Umpoleinrichtung UP1 an, welche dazu dient, bei unterschiedlichen Polaritäten der Hochspannungsquelle den Schalter S richtig zu verschalten. Mit Hilfe der Hochspannungsrelais k1 und k2 oder entsprechenden Halbleiterschaltern kann dies realisiert werden. Die zugehörige Steuerspannung für die Umschaltung wird von der Steuereinrichtung CON erzeugt. R2 dient als reiner Schutzwiderstand, um die Spitzenströme im Überschlag so zu begrenzen, dass kein Schaden angerichtet werden kann. Die Umschaltung der Umpoleinrichtung UP1 wird durch ein Polaritätssignal pol von der Steuereinrichtung CON ausgelöst.

An die Umpoleinrichtung schließt sich der Schalter S an. Der Schalter ist ein Gegentakt-(Push-Pull-)Schalter, der von der Steuereinrichtung CON über Steuersignale CS1 bzw. CS2 angesteuert wird. Beim Auftreten eines Überschlags findet eine schnelle Trennung der Spannungsquelle HV von der Elektrode 4 über eine isolierte Ansteuerung statt. Die beiden Schalter S1 und S2 sind zur korrekten Ansteuerung jeweils mit Dioden D1 bzw. D2 sowie Widerständen R3 bzw. R4 verschaltet. Bei den beiden Schaltern S1 und S2 handelt es sich um MOSFETs, welche sehr geringe Ab- und Zuschaltzeiten von weniger als 200 nanosec aufweisen. Auf diese Weise kann eine sehr schnelle Trennung der Elektrode von der Hochspannungsquelle erfolgen. Ebenso kann die Hochspannungsquelle sehr schnell wieder zugeschaltet werden, so dass die Hochspannung unmittelbar der Elektrode 4 wieder zur Verfügung steht.

Die Steuerung der 4 umfasst ferner eine Detektionseinrichtung DET, mit der auftretende Überschläge durch Messung des Spannungsgradienten an der Elektrodenanordnung detektiert werden. Wird ein Überschlag durch die Einrichtung DET erfasst, sendet diese über eine Transmitter-Diode D3 ein Lichtsignal L aus, welches über einen Lichtwellenleiter LWL von einer Diode D4 in der Steuereinrichtung CON erfasst wird. Anschließend werden in der Steuereinrichtung die entsprechenden Steuersignale zum Schalten des Schalters S ausgelöst. Beim Wechsel der Polarität der Hochspannungsquelle muss auch eine Umpolung in der Detektionseinrichtung erfolgen. Dies wird durch ein Polaritätssignal pol ausgelöst, welches von der Steuereinrichtung CON an die Detektionseinrichtung DET bei einem Wechsel der Polarität gesendet wird.

Die Steuereinrichtung CON dient dazu, die richtigen Schaltaktionen für den Push-Pull-Schalter S mit Hilfe von Steuersignalen CS1 bzw. CS2 auszulösen. Ebenso werden Polaritätssignale für die Umpoleinrichtung UP1 und die Detektionseinrichtung DET erzeugt, um bei Wechsel der Polarität entsprechende Umschaltvorgänge auszulösen. Darüber hinaus umfasst die Steuereinrichtung eine Zeitschaltung, wobei nach dem Auslösen des Schaltvorgangs bei einem Überschlag mit Hilfe der Zeitschaltung eine vorbestimmte Abschaltzeit gewartet wird, bis weitere Steuersignale von der Steuereinrichtung CON an den Schalter S ausgesendet werden, um die Hochspannungsquelle wieder zuzuschalten. Die Abschaltzeiten liegen typischerweise in einem Bereich zwischen 0 und 200 mikrosec. Innerhalb dieses Zeitfensters wird die Elektrodenanordnung abgeerdet.

4A zeigt ein vereinfachtes Schaltbild, anhand dessen die in dem Schalter S ausgelösten Schaltvorgänge erläutert werden. Es wird hierbei der Fall gezeigt, dass am Ausgang O positive Spannung anliegt. Im umgekehrten Fall, wenn an dem Ausgang O negative Spannung anliegt, ist der Schaltungsaufbau analog.

In 4A ist ein die Widerstände R' und R'' umfassender Messteiler zur Regelung der Hochspannungsquelle HV dargestellt. Der Messteiler ist in den Regelkreis der Hochspannungsquelle integriert. Beim Auftreten eines Überschlags tritt am Widerstand R1 ein Spannungsabfall auf, welcher über eine stromkompensierte Spannungsmessung ausgeglichen wird. Im Normalbetrieb ist der Schalter S1 geschlossen und der Schalter S2 ist geöffnet. Es liegt somit Hochspannung an der Elektrode 4. Beim Auftreten eines Überschlags, der mit der Detektionseinrichtung DET der 4 detektiert wurde, wird über die Steuereinrichtung CON ein Schaltvorgang ausgelöst, bei dem der Schalter S1 geöffnet wird und der Schalter S2 geschlossen wird. Durch das Schließen des Schalters S2 wird die Elektrodenanord nung gegen Erde kurzgeschlossen und durch das Öffnen des Schalters S1 wird die Hochspannungsquelle HV von der Elektrodenanordnung getrennt. In der Übergangszeit zwischen Auftreten des Überschlags und dem Auslösen des Schaltvorgangs dienen der Widerstand R1 und der Kondensator C1 als Entkopplungseinheit. Nach einer definierten Zeit wird der Schalter S1 wieder geschlossen und der Schalter S2 geöffnet. Hierdurch wird die Hochspannungsquelle HV wieder der Elektrodenanordnung 4 zugeschaltet und steht sofort zur Verfügung, da die Hochspannungsquelle – im Gegensatz zum Stand der Technik – nicht abgeerdet wurde.

5 zeigt ein Prinzipschaltbild, welches den Aufbau der in 4 gezeigten Steuereinrichtung CON wiedergibt. Die Steuereinrichtung umfasst einen Empfänger REC, welcher eine Empfangsdiode D4 aufweist. Diese Diode ist mit einem Lichtwellenleiter LWL verbunden, der wiederum an die LED D3 in der Detektionseinrichtung DET ankoppelt. Beim Auftreten eines Überschlags wird von der Transmitter-LED D3 ein Lichtsignal L ausgesendet und über den Lichtwellenleiter LWL von der Diode D4 empfangen. Im Empfänger REC wird das Lichtsignal in ein elektrisches Signal umgewandelt. Anschließend wird das Signal von dem Empfänger REC an eine Signalaufbereitung SIG-P weitergeleitet. In der Signalaufbereitung wird das empfangene Signal in einen (digitalen) Triggerpuls mit einer definierten Breite und ohne weitere Störungen umgewandelt. Der Triggerpuls dient nunmehr zur gleichzeitigen Triggerung einer Flip-Flop-Schaltung FF und einer Zeitschaltung TI, woraufhin der Ausgang der Flip-Flop-Schaltung auf SET gesetzt wird. Dies hat zur Folge, dass in der mit dem Ausgang verbundenen Connect-Baugruppe CT ein Steuersignal zur Ansteuerung des Schalters S erzeugt wird. Das in der Connect-Baugruppe CT er zeugte Signal wird schließlich an einen Treiber DR weitergeleitet, der aus den Ansteuersignalen von der Einheit CT die nötige Leistung und Anpassung für die Ansteuerung der Halbleiterschalter S1 und S2 des Schalters/Schaltereinrichtung S erzeugt.

Durch einen Polaritätsschalter POL bestimmt ein Bediener die erwünschte Polarität der Spannungsversorgung HV in Abhängigkeit von dem verwendeten Verfahrensprozess bei der Herstellung der Folienbahn. Über diesen Schalter wird ein Polaritätssignal pol erzeugt, das zur Einstellung der richtigen Polarität intern an die Baugruppe CT gesendet wird und extern sowohl an die Detektionseinrichtung DET als auch an die Umpoleinrichtung UP1 weitergeleitet wird.

Der Ausgang set der Flip-Flop-Schaltung FF ist darüber hinaus mit der Signalaufbereitungseinheit SIG-P rückgekoppelt, wobei nach Setzen des Ausgangs über die Rückkopplung eine Sperrung der Signalaufbereitungseinheit SIG-P erfolgt, so dass keine Neutriggerung der Flip-Flop-Schaltung in der Zeit erfolgt, in der der Ausgang set gesetzt ist. Gleichzeitig ist der Ausgang set mit der Anzeigeeinheit HV-BREAK verbunden, wobei die Anzeigeeinheit dem Bediener ein Signal liefert, wenn ein Überschlag auftritt. Hierzu wird das Signal des Ausgangs set aus der Flip-Flop-Schaltung ausgewertet.

Die Zeitschaltung TI ist mit der Signalaufbereitungseinheit SIG-P verbunden. Beim Auftreten eines Überschlags wird die Zeitschaltung TI durch ein Triggersignal von der Einheit SIG-P getriggert. Daraufhin startet die Zeitschaltung TI eine Zeitmessung, wobei nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne der Eingang reset des Flip-Flops durch die Zeitschaltung TI gesetzt wird, woraufhin der Ausgang set zurückgesetzt wird und anschließend weitere Steuersignale mit Hilfe der Einheiten CT und DR für den Schalter S erzeugt werden, so dass der Schalter S die Hochspannungsquelle HV wieder an die Elektrode ankoppelt und den Kurzschluss der Elektrode aufhebt. Die vorbestimmte Zeitspanne entspricht somit der Abschaltzeit der Hochspannungsquelle. Üblicherweise wird die Zeitspanne derart gewählt, dass der beim Überschlag auftretende leitfähige Kanal nicht mehr existiert. Hierdurch wird ein erneuter Überschlag, welcher beim Zuschalten in den leitfähigen Kanal auftreten kann, unterbunden. Die Abschaltzeit liegt üblicherweise in einem Bereich von 0 bis 200 mikrosec, vorzugsweise von 20 mit 200 mikrosec. Die Abschaltzeit ist hierbei über eine mit der Zeitschaltung TI verbundene Zeitverstellung T-CH durch den Bediener einstellbar. Es besteht auch die Möglichkeit, die Abschaltzeit gegebenenfalls mit der Abzugsgeschwindigkeit der Folienbahn zu korrelieren. Bei schnelleren Abzugsgeschwindigkeiten wird der beim Überschlag gebildete leitfähige Kanal durch das schnelle Nachführen von neuem Folienmaterial früher unterbrochen, so dass bei höheren Abzugsgeschwindigkeiten die Abschaltzeit geringer eingestellt werden kann. Nachdem der Ausgang set über die Zeitschaltung TI wieder zurückgesetzt wurde, wird ferner über die Rückkopplung des Ausgangs set mit der Signalaufbereitung SIG-P die Sperrung der Signalaufbereitung aufgehoben, so dass nunmehr wieder eine Neutriggerung beim Auftreten eines Überschlags erfolgen kann. Hierdurch werden definierte Schaltbedingungen und geregelte Funktionsabläufe geschaffen.

Die Steuereinrichtung CON umfasst ferner eine Temperaturüberwachung TEMP, welche dem Bediener ein gespeichertes potentialfreies Warnsignal ausgibt, wenn in der Vorrichtung die Temperatur zu hoch wird oder der Schalter S in seiner Leistung überfahren ist und hierdurch zu heiß wird. Darüber hinaus ist eine Hilfsspannungsversorgung AHV vorgesehen.

6 zeigt ein Prinzipschaltbild, welches den Aufbau der in 4 dargestellten Detektionseinrichtung DET wiedergibt. Die Detektionseinrichtung DET ist über einen Schutzwiderstand R mit einem RC-Glied VD, das die Widerstände R5, R6 und den Kondensator C2 umfasst, an die Hochspannungsleitung angebunden. Die Einheit VD detektiert die zeitliche Änderung der Spannung an der Elektrode, wohingegen im Stand der Technik eine Stromänderung erfasst wird. Das RC-Glied VD ist wiederum mit einer Umpoleinheit UP2 verbunden, welche mit Hilfe von Relais k3 und k4 in Abhängigkeit von der Polarität der Hochspannungsquelle die Transmitter-LED D3 sowie eine zusätzliche Diode D5 richtig verschaltet, so dass die LED D3 nur dann aufleuchtet, wenn ein Überschlag auftritt. Die Umpoleinrichtung UP2 ist ferner mit einer Polaritätsansteuerung POL-A verbunden, welche wiederum das Polaritätssignal pol von der Steuereinrichtung CON empfängt und mit der die Relais k3 und k4 entsprechend der Polarität angesteuert werden.

An die Umpoleinheit UP2 schließt sich eine Zeitanpassung TI-A an, welche einen parallel geschalteten Kondensator C3 umfasst. Über die Zeitanpassung kann der Spannungsgradient an die jeweiligen Bedingungen angepasst werden, wodurch eingestellt werden kann, ab welchem Schwellenwert des Spannungsgradienten über die Transmitter-LED D3 ein Überschlag gemeldet werden soll. Die Zeitanpassung TI-A ist mit den bereits erwähnten Dioden D3 und D5 verbunden, wobei die LED D3 beim Auftreten eines Überschlags ein Lichtsignal L an den Empfänger REC der Steuereinrichtung CON sendet.

6A und 6B zeigen vereinfachte Schaltbilder, welche die Detektion des Spannungsgradienten mittels der Detektionseinrichtung DET wiedergeben. Es wurde hierbei auf die Darstellung der Umpoleinheit UP2 und der Zeitanpassung TI-A verzichtet. 6A zeigt die Verschaltung bei positiver Polarität der Hochspannungsquelle, wohingegen die 6B die analoge Verschaltung bei negativer Polarität der Hochspannungsquelle wiedergibt. In der Schaltung der 6A ist die zeitliche Spannungsänderung dU/dt beim Auftreten des Überschlags negativ und beim Zuschalten der Hochspannungsquelle positiv. Demgegenüber ist in 6B die zeitliche Spannungsänderung dU/dt beim Auftreten eines Überschlags positiv und beim Zuschalten der Hochspannungsquelle negativ. Die Transmitter-LED D3 ist immer massiv auf Erdpotential gesetzt, so dass kein Floating-Potential zwischen LED und Erde auftritt. Die isolierte Meldung des Überschlags über ein Lichtsignal mittels eines Lichtwellenleiters ist notwendig, damit keine Erdschleifen entstehen.

Durch die in der 6A und 6B gezeigte Verschaltung der LED D3 und Diode D5 wird eine Differenzierung zwischen dem Zuschalten der Hochspannungsquelle HV und dem Auftreten eines Überschlags erreicht, was beim Stand der Technik nicht gewährleistet ist.

Claims

Vorrichtung zum Schalten einer Elektrodenanordnung (4) an einer Hochspannungsquelle (HV), insbesondere zum Schalten einer Elektrodenanordnung (4) einer elektrostatischen Behandlungseinheit für Folienbahnen (2), vorzugsweise für Polymerschmelzefilme, mit folgenden Merkmalen: – die Vorrichtung umfasst eine Detektionseinrichtung (DET) zur Erkennung eines Überschlags an der Elektrodenanordnung (4), wobei die Detektionseinrichtung (DET) beim Auftreten eines Überschlags ein Triggersignal (L) ausgibt; – die Vorrichtung umfasst eine Steuereinrichtung (CON) zum Empfang des Triggersignals (L) von der Detektionseinrichtung (DET) und zur Erzeugung von Steuersignalen zum Schalten eines Schalters (S); – der Schalter (S) ist mittels der Steuersignale von der Steuereinrichtung (CON) von einem ersten Zustand, in dem die Hochspannungsquelle (HV) an der Elektrodenanordnung (4) mit ihrer Arbeitsspannung anliegt, in einen zweiten Zustand schaltbar, in dem die an der Elektrodenanordnung (4) anliegende Spannung gegen Erde abgeführt wird; gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale: – der Schalter (S) umfasst einen oder mehrere Halbleiterschalter (S1, S2) zum Schalten von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand und umgekehrt; – der oder die Halbleiterschalter (S1, S2) sind derart angeordnet, dass beim Schalten von dem ersten in den zweiten Zustand die Hochspannungsquelle (HV) von der Elektrodenanordnung (4) getrennt wird und die an der Elektrodenanordnung (4) anliegende Spannung abgeführt wird, wobei die Hochspannungsquelle (HV) auf ihrer Arbeitsspannung bleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Halbleiterschalter (S1, S2) einen oder mehrere IGBT-Transistoren und/oder MOSFET-Transistoren umfassen.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (CON) nach dem Trennen der Elektrodenanordnung (4) von der Hochspannungsquelle (HV) die Elektrodenanordnung (4) eine vorbestimmte Abschaltzeit auf einem bestimmten Potential, vorzugsweise auf Erde lässt und anschließend die Hochspannungsquelle (HV) zumindest mittelbar über den Schalter (S) wieder zuschaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (CON) eine Zeitschaltung (TI) zum Erfassen der vorbestimmten Abschaltzeit umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschaltung (TI) mit einer Zeitverstellung (TI-CH) verbunden ist, mit der die vorbestimmte Abschaltzeit für die Zeitschaltung (TI) manuell oder automatisch verändert werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5 zur Ver wendung in einer elektrostatischen Anlegeeinheit zum Anlegen von Folienbahnen (2) an Walzen (3), dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Abschaltzeit mit der Abzugsgeschwindigkeit, mit der die Folienbahn (2) auf die Walze (3) abgezogen wird, korreliert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Empfangseinheit (REC) für das Triggersignal umfasst, wobei die Empfangseinheit (REC) mit einer Signalaufbereitungseinheit (SIG-P) verbunden ist, welche das Triggersignal in einen Triggerpuls mit einer definierten Pulsform aufbereitet, wobei der Triggerpuls gleichzeitig eine Flip-Flop-Schaltung (FF) und die Zeitschaltung (TI) triggert.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang der Flip-Flop-Schaltung (FF) bei Empfang eines Triggerpulses auf SET gesetzt wird, wodurch zumindest mittelbar die Elektrodenanordnung (4) über den Schalter (S) von der Hochspannungsquelle (HV) getrennt und kurzgeschlossen wird, wobei die Hochspannungsquelle (HV) auf ihrer Arbeitsspannung bleibt und die Signalaufbereitungseinheit (SIG-P) für weitere Triggerpulse gesperrt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flip-Flop-Schaltung (FF) nach Ablauf der vorbestimmten Abschaltzeit zurückgesetzt wird, wodurch die Sperrung der Signalaufbereitungseinheit (SIG-P) aufgehoben wird und zumindest mittelbar der Schalter (S) die Elektrodenanordnung (4) wieder der Hochspannungsquelle (HV) zuschaltet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (CON) eine Anzeigeeinheit (HV-Break) umfasst, welche eine Meldung ausgibt, wenn die Elektrodenanordnung (4) von der Hochspannungsquelle (HV) getrennt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Elektrodenanordnung (4) und/oder die Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle (HV) manuell und/oder automatisiert veränderbar ist, wenn nach einer Anzahl von Ereignissen, bei denen die Elektrodenanordnung (4) von der Hochspannungsquelle (HV) getrennt wurde, eine entsprechende Steuerroutine gestartet wurde.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung in einer elektrostatischen Anlegeeinheit zum Anlegen von Folienbahnen (2) an Walzen (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsgeschwindigkeit, mit der die Folienbahn auf die Walze abgezogen wird, manuell und/oder automatisiert veränderbar ist, wenn nach einer Anzahl von Ereignissen, bei denen die Elektrodenanordnung (4) von der Hochspannungsquelle (HV) getrennt wurde, eine entsprechende Steuerroutine gestartet wurde.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (CON) eine Temperaturüberwachungseinheit (TEMP) umfasst, welche ein Warnsignal ausgibt, wenn die Temperatur in der Steuereinrichtung (CON) und/oder im Schalter (S) einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsquelle (HV) mit einer ersten Umpoleinrichtung (UP1) verbunden ist, mit der in Abhängigkeit von der Polarität der Hochspannungsquelle (HV) die Verschaltung des Schalters (S) umgepolt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (DET) eine zweite Umpoleinrichtung (UP2) zum Umpolen der Detektionseinrichtung (DET) in Abhängigkeit von der Polarität der Hochspannungsquelle (HV) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Umpoleinrichtung (UP1, UP2) wenigstens ein Hochspannungsrelais und/oder wenigstens einen Halbleiterschalter umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15 oder nach Anspruch 16 in Kombination mit Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (CON) einen Polaritätsschalter (POL) umfasst, über den die Polarität der Hochspannungsquelle (HV) gewählt werden kann, wobei beim Umschalten des Polaritätsschalters (POL) Steuersignale erzeugt werden, die bewirken, dass die Polarität der Hochspannungsquelle (HV) verändert wird und dass die erste und zweite Umpoleinrichtung (UP1, UP2) jeweils den Schalter (S) und die Detektionseinrichtung (DET) umpolen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Hochspannungsquelle (HV) verbundene Entkopplungseinheit (E) vorgesehen ist, welche, insbesondere in der Zeitspanne zwischen Auf treten des Überschlags und Trennen der Elektrodenanordnung (4) von der Hochspannungsquelle (HV), dazu dient, die Hochspannungsquelle (HV) von der Elektrodenanordnung zu entkoppeln und die Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle (HV) zu stützen.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungseinheit (E) ein RC-Glied umfasst.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (DET) derart mit der Elektrodenanordnung (4) verschaltet ist, dass die zeitliche Spannungsänderung, insbesondere die Richtung der zeitlichen Spannungsänderung, an der Elektrodenanordnung (4) detektiert wird, wobei ab einem bestimmten und/oder einstellbaren Spannungsradienten das Triggersignal (L) ausgegeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (DET) eine Sendeeinheit umfasst, welche das Triggersignal (L) an eine Empfangseinheit (REC) der Steuereinrichtung (CON) sendet.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit eine Transmitter-LED (D3) umfasst, mit der eine Diode (D5) zur Differenzierung der Richtung der zeitlichen Spannungsänderung parallel geschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmitter-LED (D3) nur dann leuchtet, wenn ein bestimmter und/oder einstellbarer Spannungsgra dient überschritten wird und die Richtung des Spannungsgradienten einem Überschlag an der Elektrodenanordnung (4) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmitter-LED (D3) auf Erdpotential liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmitter-LED (D3) mit einer auf Erdpotential liegenden Empfangs-LED (D4) in der Steuereinrichtung (CON) über einen Lichtwellenleiter (LWL) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (DET) eine Zeitanpassungseinheit (TI-A) umfasst, mit der die zeitliche Spannungsänderung einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Elektrodenanordnung (4) Zusatzelektroden (5) vorgesehen sind, wobei die Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle (HV) auf die Zusatzelektroden (5) nach Trennen der Hochspannungsquelle (HV) von der Elektrodenanordnung (4) aufgeschaltet wird und nach einer vorbestimmten Zeit wieder auf die Elektrodenanordnung (4) geschaltet wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn nach einer Anzahl von Ereignissen, bei denen die Elektrodenanordnung (4) von der Hochspannungsquelle (HV) getrennt wurde, eine entsprechende Steuerroutine gestartet wurde, die Position der Elek trodenanordnung (4) und/oder die Arbeitsspannung der Hochspannungsquelle (HV) manuell und/oder automatisiert veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung in einer elektrostatischen Anlegeeinheit zum Anlegen von Folienbahnen (2) an Walzen (3), dadurch gekennzeichnet, dass, wenn nach einer Anzahl von Ereignissen, bei denen die Elektrodenanordnung (4) von der Hochspannungsquelle (HV) getrennt wurde, eine entsprechende Steuerroutine gestartet wurde, die Abzugsgeschwindigkeit, mit der die Folienbahn (2) auf der Walze (3) abgezogen wird, manuell und/oder automatisiert veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Elektrodenanordnung (4) eine Löscheinrichtung zum Löschen eines bei einem überschlag auftretenden Funkens mit Hilfe von Löschgasen, insbesondere mittels SF₆ vorgesehen ist.