DE102007046396A1 - Air ionization device for applying electrical charge carrier to e.g. plastic foil, has high voltage supply device arranged at or in support body and connectable to external electrical potential over low voltage supply cable - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Luftionisationsgerät mit einem Tragkörper, an dem Spitzenelektroden gehalten sind, die mit Hochspannung beaufschlagbar sind zur Ausbildung einer Koronaentladung.The The invention relates to a Luftionisationsgerät with a support body, to the tip electrodes are held, which are acted upon by high voltage to form a corona discharge.
Mittels derartiger Luftionisationsgeräte können elektrische Ladungsträger auf dielektrische Gegenstände, beispielsweise auf Flachmaterial, aufgebracht werden, um die Gegenstände zu entladen. Außerdem besteht die Möglichkeit, unipolare elektrische Ladungsträger auf einen dielektrischen Gegenstand aufzubringen, um diesen elektrisch aufzuladen. Beispielsweise kann durch elektrische Aufladung eine isolierende Kunststofffolie auf einer geerdeten Metallauflage auf einfache Weise fixiert werden.through such Luftionisationsgeräte can electric charge carriers on dielectric objects, for example, on flat material, are applied to unload the objects. Furthermore it is possible, unipolar electrical charge carriers on a dielectric object to this electrically charge. For example, by electrical charging a insulating plastic film on a grounded metal pad on easy way to be fixed.
Zur Bildung elektrischer Ladungsträger wird an den Spitzenelektroden eine Koronaentladung erzeugt. Hierzu werden die Spitzenelektroden mit einer elektrischen Hochspannung beaufschlagt. Zur Bereitstellung der elektrischen Hochspannung kommt übicherweise ein externes Hochspannungsversorgungsgerät zum Einsatz, an das das Luftionisationsgerät über ein Hochspannungsversorgungskabel angeschlossen werden kann. Aufgrund der erforderlichen elektrischen Isolation ist das Hochspannungsversorgungskabel verhältnismäßig steif und kann nur unter Aufrechterhaltung relativ großer Biegeradien verbogen werden. Dies erschwert die Handhabung der bekannten Luftionisationsgeräte und beeinträchtigt deren Beweglichkeit, insbesondere bei Montage an einem bewegbaren Roboterarm.to Formation of electrical charge carriers a corona discharge is generated at the tip electrodes. For this become the tip electrodes with a high voltage electrical applied. To provide the electrical high voltage comes übicherweise an external high voltage power supply is used, to which the air ionization unit via a High voltage power supply cable can be connected. by virtue of The required electrical insulation is the high voltage supply cable relatively stiff and can only be bent while maintaining relatively large bending radii. This complicates the handling of the known Luftionisationsgeräte and affects their Mobility, especially when mounted on a movable robot arm.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Luftionisationsgerät der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass es eine verbesserte Handhabung aufweist und bei Positionierung an einem bewegbaren Roboterarm dessen Bewegung ohne Weiteres folgen kann.task The present invention is an air ionization of the above so-called type such that it improved handling and, when positioned on a movable robotic arm thereof Movement can follow without further ado.
Diese Aufgabe wird bei einem Luftionisationsgerät der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass am oder im Tragkörper eine Hochspannungsversorgungseinrichtung angeordnet ist, die über ein Niederspannungsversorgungskabel an ein externes elektrisches Potential anschließbar ist.These Task is an air ionization device of the generic type according to the invention thereby solved, that on or in the supporting body a High voltage supply device is arranged, which has a Low-voltage power supply cable to an external electrical potential can be connected.
In die Erfindung fließt der Gedanke mit ein, dass die Handhabung des Luftionisationsgerätes und insbesondere auch dessen Beweglichkeit bei Montage an einem bewegbaren Roboterarm dadurch vereinfacht werden kann, dass es über ein Niederspannungsversorgungskabel an ein externes elektrisches Potential angeschlossen werden kann. Das Niederspannungsversorgungskabel kann sehr flexibel ausgestaltet sein, so dass es auch mit kleinen Biegeradien verbogen werden kann und ohne merklichen Widerstand der Bewegung eines Roboterarms folgen kann, an dem das Luftionisationsgerät montiert ist. Über das Niederspannungsversorgungskabel kann dem Luftionisationsgerät beispielsweise ein Gleichspannungspotential bereitgestellt werden. Um die zur Ausbildung einer Koronaentladung an den Spitzenelektroden erforderliche Hochspannung zu erzeugen, umfasst das Luftionisationsgerät eine am oder im Tragkörper angeordnete Hochspannungsversorgungseinrichtung. Mittels der Hochspannungsversorgungseinrichtung kann mit dem über das Niederspannungsversorgungskabel bereitgestellten externen elektrischen Potential die erforderliche Hochspannung erzeugt werden.In the invention flows the thought that the handling of the air ionization unit and in particular also its mobility when mounted on a movable robot arm This can be simplified by having a low voltage power supply cable can be connected to an external electrical potential. The low voltage power supply cable can be very flexible so that it can be bent even with small bending radii and can follow the movement of a robotic arm without noticeable resistance, on which the air ionization device is mounted. about For example, the low voltage power cable may be used by the air ionizer a DC potential can be provided. To those for training a corona discharge at the tip electrodes required high voltage To produce, the Luftionisationsgerät comprises a arranged on or in the support body High voltage supply. By means of the high voltage supply device can with the over the low voltage power supply cable provided external electrical Potential the required high voltage can be generated.
Das erfindungsgemäße Luftionisationsgerät kann sehr kompakt ausgestaltet sein und beispielsweise zur Luftreinigung eingesetzt werden. Wie bereits erläutert, eignet es sich auch zur Montage an einem bewegbaren Roboterarm, insbesondere für die Verwendung in Handlingsystemen mit bewegbaren Greifarmen. Aufgrund seiner vereinfachten Handhabung eignet sich das Luftionisationsgerät auch sehr gut zum Einsatz bei In-Mold-Verfahren, d. h. bei Spritzgießverfahren, bei denen ein Substrat, beispielsweise eine elektrisch isolierende Folie, in einer Spritzgießform fixiert wird.The Luftionisationsgerät invention can be very be designed compact and used for example for air purification become. As already explained, it is also suitable for mounting on a movable robot arm, especially for Use in handling systems with movable gripper arms. by virtue of Its simplified handling also makes the air ionization unit very well suited for use in in-mold processes, d. H. in injection molding, in which a substrate, for example an electrically insulating Foil, in an injection mold is fixed.
Vorzugsweise ist mittels der Hochspannungsversorgungseinrichtung eine Hochspannung bis 25 kV erzeugbar, wobei ein Entladestrom von maximal etwa 1 mA den Spitzenelektroden bereitgestellt werden kann.Preferably is by means of the high voltage power supply a high voltage up 25 kV can be generated, wherein a discharge current of at most about 1 mA the Tip electrodes can be provided.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Hochspannungsversorgungseinrichtung eine Leistungselektronik, an die ein Spannungswandler angeschlossen ist, der mit den Spitzenelektroden verbunden ist.at a preferred embodiment the high-voltage supply device comprises power electronics, to which a voltage converter is connected, which is connected to the tip electrodes connected is.
Die Leistungselektronik weist vorzugsweise einen Impulsgenerator auf, beispielsweise einen Rechteckgenerator. Die Impulsbreite der vom Rechteckgenerator bereitgestellten Rechteckspannung ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform verstellbar.The Power electronics preferably has a pulse generator, for example, a rectangular generator. The pulse width of the Rectangular voltage provided at a square wave generator advantageous embodiment adjustable.
Als Spannungswandler kommt vorzugsweise ein Transformator zum Einsatz. Der Transformator kann primärseitig an die Leistungselektronik angeschlossen sein. Sekundärseitig kann der Transformator mit den Spitzenelektroden in elektrischer Verbindung stehen.When Voltage transformer is preferably a transformer used. The transformer can be primary side be connected to the power electronics. On the secondary side can the transformer with the top electrodes in electrical Connection stand.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn dem Transformator eine Spannungsvervielfacherschaltung nachgeordnet ist, insbesondere eine Hochspannungskaskade, mit deren Hilfe die Sekundärspannung des Transformators vervielfacht werden kann. Derartige Spannungsvervielfacherschaltungen werden auch als Villard-Vervielfacherschaltungen bezeichnet und sind dem Fachmann an sich bekannt.It is particularly advantageous if the transformer is followed by a Spannungsvervielfacherschaltung, in particular a high-voltage cascade, with the aid of which the secondary voltage of the transformer can be multiplied. Such Spannungsvervielfacherschaltungen who also referred to as Villard multiplier circuits and are known in the art.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist der insbesondere als Transformator ausgebildete Spannungswandler mit einem steuerbaren Schaltglied gekoppelt, beispielsweise mit einem steuerbaren Widerstand, der zum Beispiel als Leistungshalbleiter, insbesondere als MOS-FET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) ausgebildet ist.at a preferred embodiment of the particular as a transformer trained voltage converter with a controllable switching element coupled, for example with a controllable resistor, the for example as power semiconductors, in particular as MOS-FET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) is formed.
Günstigerweise ist der Spannungswandler vom steuerbaren Schaltglied galvanisch getrennt.conveniently, is the voltage converter of the controllable switching element galvanic separated.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Spannungswandler über einen Optokoppler mit dem Schaltglied gekoppelt ist. Als Optokoppler kann ein opto-elektronisches Verbund-Bauelement zum Einsatz kommen, welches ein beispielsweise Infrarotstrahlung emittierendes und ein diese Strahlung empfangendes Bauelement umfasst. Beide Bauelemente können lichtgeschützt in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Über den Optokoppler kann ein elektrisches Signal übertragen werden bei gleichzeitiger galvanischer Trennung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsstromkreis des Optokopplers.It can be provided, for example, that the voltage converter via a Optocoupler is coupled to the switching element. As an optocoupler can an opto-electronic composite component are used, which for example, an infrared radiation emitting and a these Radiation receiving device comprises. Both components can be protected from light in one common housing be arranged. about the optocoupler can be transmitted an electrical signal while galvanic isolation between the input and output circuits of the optocoupler.
Es kann vorgesehen sein, dass die gesamte Hochspannungsversorgungseinrichtung in den Tragkörper integriert ist.It it can be provided that the entire high-voltage supply device in the supporting body is integrated.
Alternativ ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung die Leistungselektronik mit dem Tragkörper lösbar verbindbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Leistungselektronik über eine Buchsen-Stecker-Verbindung mit dem Tragkörper verbunden ist. Dies gibt die Möglichkeit, die Leistungselektronik bei Bedarf auf einfache Weise auszutauschen, indem die Steckverbindung zwischen der Leistungselektronik und dem Tragkörper gelöst wird.alternative is in a preferred embodiment, the power electronics detachably connectable to the support body. In particular, it can be provided that the power electronics via a Socket-plug connection is connected to the support body. This gives the possibility, If necessary, easily replace the power electronics by the connector between the power electronics and the support body is released.
Der Spannungswandler, insbesondere ein zum Einsatz kommender Transformator, ist vorzugsweise in den Tragkörper integriert. Der Tragkörper kann beispielsweise als Kunststoffprofilteil ausgebildet sein, in das der Spannungswandler stirnseitig eingesetzt ist und das längsseitig die Spitzenelektroden trägt.Of the Voltage transformer, in particular a transformer used, is preferably in the support body integrated. The support body can For example, be designed as a plastic profile part, in the the voltage converter is inserted on the front side and the longitudinal side carries the tip electrodes.
Wie bereits erläutert, ist es günstig, wenn der Spannungswandler über eine Spannungsvervielfacherschaltung mit den Spitzenelektroden verbunden ist. Die Spannungsvervielfacherschaltung ist vorzugsweise in den Tragkörper integriert.As already explained, is it cheap when the voltage converter over a voltage multiplier circuit is connected to the tip electrodes. The voltage multiplier circuit is preferably integrated in the support body.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Spannungswandler und die Spannungsvervielfacherschaltung in eine elektrisch isolierende Vergussmasse eingegossen sind.From It is particularly advantageous if the voltage converter and the voltage multiplier circuit are cast in an electrically insulating potting compound.
Wie eingangs erwähnt, kann das erfindungsgemäße Luftionisationsgerät über ein flexibles Niederspannungsversorgungskabel an ein externes elektrisches Potential angeschlossen werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Niederspannungsversorgungskabel dreipolig ausgestaltet ist und an ein elektrisches Netzgerät anschließbar ist. Das Netzgerät kann zum Beispiel eine 12 Volt- oder 24 Volt-Gleichspannung bereitstellen und an ein öffentliches Spannungsversorgungsnetz (230 V) angeschlossen werden.As mentioned in the beginning, can the invention Luftionisationsgerät a flexible low voltage supply cable to an external electrical potential be connected. For example, it may be provided that the low voltage power supply cable is designed in three poles and to an electrical power supply is connectable. The power supply For example, it may provide a 12 volt or 24 volt DC voltage and a public one Power supply (230 V) are connected.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Hochspannungsversorgungseinrichtung eine Gleichspannungsquelle umfasst. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Hochspannungsversorgungseinrichtung mindestens eine vorzugsweise wieder aufladbare Batterie aufweist. Die mindestens eine Batterie kann in ein die Leistungselektronik aufnehmendes Gehäuse eingesetzt werden, das über eine Steckverbindung mit dem Tragkörper elektrisch verbindbar ist. Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, dass die mindestens eine Batterie unmittelbar in den Tragkörper eingesetzt werden kann.alternative it can be provided that the high-voltage supply device a DC voltage source. Thus, for example, provided be that the high voltage supply device at least one preferably has rechargeable battery. The at least one Battery can be used in a housing receiving the power electronics be that over one Plug connection with the support body is electrically connectable. Of course, also provided be that the at least one battery is inserted directly into the support body can be.
Bei Einsatz einer Gleichspannungsquelle für die Hochspannungsversorgungseinrichtung kann das Niederspannungsversorgungskabel einpolig ausgestaltet und an ein exteres Erdpotential anschließbar sein. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Niederspannungsversorgungskabel besonders einfach verformbar ist, da es lediglich einpolig ausgestaltet sein muss, um der Hochspannungsversorgungseinrichtung ein Erdpotential bereitzustellen.at Use of a DC voltage source for the high voltage supply device The low voltage supply cable can be designed as a single pole and be connectable to an external earth potential. Such a design has the advantage that the low-voltage supply cable especially is simply deformable, since it is designed to be single-pole in order to provide ground potential to the high voltage power supply.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments of the invention used in conjunction with the drawings for further explanation. Show it:
In
den
An
einer Stirnseite
Das
Luftionisationsgerät
Die
elektrischen Bauteile des Luftionisationsgerätes
Der
in den Tragkörper
Die
vom Steckernetzteil
Das
dreipolige Niederspannungsversorgungskabel
Statt
einer lösbaren
Verbindung zwischen dem Versorgungsmodul
Die
Leistungselektronik
In
Das
Luftionisationsgerät
Das
Luftionisationsgerät
Auch
das Luftionisationsgerät
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---|---|---|---|
DE200710046396 DE102007046396A1 (en) | 2007-09-21 | 2007-09-21 | Air ionization device for applying electrical charge carrier to e.g. plastic foil, has high voltage supply device arranged at or in support body and connectable to external electrical potential over low voltage supply cable |
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Family
ID=40417961
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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