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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ionisator zur Verwendung
bei der Entladung verschiedener Arten elektrostatisch aufgeladener Werkstücke.
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Bei
der Behandlung von Werkstücken, wie Halbleiterwafern, Flüssigkristallglas
oder dergleichen, wird ein Ionisator verwendet, um das elektrostatisch
aufgeladene Werkstück zu entladen. Der Ionisator ist so
aufgebaut, dass durch Aufbringen einer positiven und negativen Hochspannung
auf eine Elektrodennadel eine Koronaentladung erzeugt wird. Statische
Elektrizität wird dadurch neutralisiert, dass durch die
Koronaentladung erzeugte positive und negative Ionen mit Luft auf
das Werkstück gestrahlt werden.
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Bei
dieser Art von Ionisator kann es vorkommen, dass die Elektrodennadel
durch Anhaften von Staub oder dergleichen fleckig wird. Wenn das
Anhaften der Fremdstoffe fortschreitet, wird die generierte Ionenmenge
reduziert, da die Generierung der Koronaentladung allmählich
schwieriger wird. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass
die Ionenerzeugung schließlich vollständig stoppt.
Dies erfordert jedes Mal, wenn die Elektrodennadel fleckig wird,
eine Wartung, wie das Reinigen, Austauschen oder dergleichen, der
Elektrodennadel. Um die komplizierte Wartung so einfach und sicher
wie möglich durchführen zu können, ist
es wichtig, dass die Elektrodennadel einfach und sicher von einem
Gehäuseabschnitt abgenommen werden kann.
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In
der ungeprüften japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP 2004-228069 A ist
ein Ionisator beschrieben, bei dem eine Elektrodennadel von einem Grundkörper
lösbar ist. Dadurch kann die Wartung einer Entladungsnadel
(Elektrodennadel) einfach durchgeführt werden. Dieser Ionisator
ist so gestaltet, dass eine als Ionenerzeugungskammer dienende Düse
mit einem Luftblasauslass in dem Grundkörpergehäuse
ausgebildet ist. Der Ionisator ist außerdem so gestaltet,
dass eine Schaltplatine mit einem Hochspannungserzeugungsschaltkreis
zum Aufbringen einer Hochspannung auf die Elektrodennadel in dem Grundkörpergehäuse
vorgesehen ist. Die Elektrodennadeleinheit ist von einer Hinterseite
der Düse lösbar. Wenn die Elektrodennadel Flecken
aufweist, kann durch diesen Aufbau die Reinigung und der Austausch
der Elektrodennadel durchgeführt werden, indem die Elektrodennadel
von der Düse abgenommen wird.
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Da
der in der
JP 2004-228069
A beschriebene Ionisator alle elektrizitätsbezogenen
Teile oder Abschnitte, wie eine Schaltplatine, an welcher der Hochspannungserzeugungsschaltkreis
angebracht ist, einen Anschluss hierfür usw., aufweist
und da luftbezogene Teile oder Abschnitte, wie eine Luftverbindungsöffnung,
eine Anschlussöffnung für eine Rohrleitung usw.,
in dem Grundkörpergehäuse eingebaut sind, ist
der Aufbau des Grundkörpergehäuses sowohl kompliziert
als auch recht groß. Dies hängt von der Anordnung
und der elektrischen Isolation aller dieser Teile und Abschnitte
ab. Da es beim Abnehmen der Elektrodennadeleinheit notwendig ist,
den Aufbau zum Anschließen oder Ausschneiden der Elektrodennadel
an den Hochspannungserzeugungsschaltkreis in Einbauweise durchzuführen,
wird auch dieser Aufbau kompliziert.
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Beschreibung der Erfindung
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Dementsprechend
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ionisator vorzuschlagen, der
ein rationelles Design aufweist, bei welchem elektrizitätsbezogene
Teile und Abschnitte, wie eine Elektrodennadel, eine Hochspannungserzeugungseinrichtung
usw., und luftbezogene Teile und Abschnitte, wie eine Düse,
eine Luftverbindungsöffnung, eine Anschlussöffnung
für eine Rohrleitung usw., als separate Elemente vorgesehen
sind, so dass ihre Anordnung erleichtert und der Aufbau vereinfacht
wird. Gleichzeitig ist es Aufgabe der Erfindung, einen Ionisator
vorzuschlagen, bei welchem das Anbringen und Lösen der
Elektrodennadel in einfacher und sicherer Weise durchgeführt
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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So
wird die vorliegende Erfindung insbesondere dadurch gekennzeichnet,
dass ein Ionisator gebildet wird durch separates Anschließen
eines Elektrodennadeleinsatzes (Steckmodul) mit einer Elektrodennadel
zum Erzeugen von Ionen und eines Grundkörperblocks mit
einem Luftblasauslass, der als eine Elektrodennadelgehäusekammer
dient, wobei die Elektrodennadel in den Luftblasauslass eingesetzt ist,
und dadurch, dass die Elektrodennadel durch einen Elektrodennadeleinsetzeingang
an einer hinteren Seite des Luftblasauslasses in den Luftblasauslass
eingesetzt beziehungsweise hieraus entfernt wird, wenn der Elektrodennadeleinsatz
und der Grundkörperblock verbunden oder getrennt sind,
wobei der Elektrodennadeleinsatz eine entfernbare Elektrodennadel
aufweist und eine Hochspannungserzeugungsvorrichtung zum Aufbringen
einer Hochspannung auf die Elektrodennadel und wobei der Grundkörperblock
einen Luftdurchgang für die Zufuhr von Luft zu dem Luftblasauslass
und eine Anschlussöffnung zum Anschließen einer
Luftleitung an den Luftdurchgang aufweist.
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In
Weiterbildung der Erfindung wird der Elektrodennadeleinsatz mit
dem Grundkörperblock verbunden oder von diesem getrennt
und die Elektrodennadel wird in den Luftblasauslass eingesetzt beziehungsweise
aus diesem entfernt, indem lediglich der Elektrodennadeleinsatz
vorwärts und rückwärts verschoben wird,
ohne ihn zu drehen.
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Vorzugsweise
sind ein konvexer Stufenabschnitt und ein konkaver Stufenabschnitt,
die in Kontakt miteinander stehen, an einem vorderen Endabschnitt
des Grundkörperblocks beziehungsweise einem vorderen Endabschnitt
des Elektrodennadeleinsatzes ausgebildet. Der Luftblasauslass ist
an einer Position des konvexen Stufenabschnitts ausgebildet, während
die Elektrodennadel an einer Position des konkaven Stufenabschnitts
ausgebildet ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Grundkörperblock
einen Basisabschnitt, der den Luftblasauslass, den Luftdurchgang
und die Anschlussöffnung aufweist, und einen Einsatzgehäuseabschnitt
zur Aufnahme des Elektrodennadeleinsatzes, wenn er an dem Basisabschnitt
angeordnet ist. An einer oberen Fläche eines vorderen Endabschnitts
des Basisabschnitts ist ein konvexer Stufenabschnitt ausgebildet,
der nach oben ansteigt. An einer vorderen Fläche des konvexen Stufenabschnitts
ist der Luftblasauslass vorgesehen. An einer hinteren Fläche
des konvexen Stufenabschnitts ist der Elektrodennadeleinsetzeingang
konzentrisch zu dem Luftblasauslass ausgebildet. Außerdem
hat der Elektrodennadeleinsatz eine Länge in Vorwärts/Rückwärts-Richtung,
die etwa der des Grundkörperblocks entspricht, und umfasst
den entsprechend dem konvexen Stufenabschnitt ausgebildeten konkaven
Stufenabschnitt an einer unteren Fläche eines vorderen
Endabschnitts. Die Elektrodennadel ist an dem konkaven Stufenabschnitt
angebracht und erstreckt sich nach vorne. Der Elektrodennadeleinsatz
ist so gestaltet, dass er an dem Grundkörperblock angebracht
beziehungsweise von diesem entfernt werden kann, indem er in Vorwärts/Rückwärts-Richtung
entlang einer oberen Fläche des als Führung dienenden
Basisabschnitts verschoben wird.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann die Elektrodennadel durch einen elastischen,
leitfähigen Elektrodennadelhalter lösbar und elastisch
gehalten werden. Der Elektrodennadelhalter kann lösbar
und elastisch an einem säulenförmigen Versorgungsanschluss
angebracht werden, der aus dem Gehäuse des Elektrodennadeleinsatzes
nach außen vorsteht.
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Alternativ
kann er so aufgebaut sein, dass der Elektrodennadeleinsetzeingang
aus einem Abschnitt mit großem Durchmesser an einer Eingangsseite
und einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser an einer Rückseite
besteht, wobei der Elektrodennadelhalter einen flanschförmigen
Kontaktabschnitt an einem Basisendabschnitt aufweist. Außerdem
kann ein Durchmesser des Kontaktabschnitts größer
sein als ein Bohrungsdurchmessers des Abschnitts mit kleinem Durchmesser.
Wenn die Elektrodennadel, die durch den Elektrodennadelhalter gehalten
wird, von dem Elektrodennadeleinsetzeingang in den Luftblasauslass
eingesetzt wird, wird die Vorwärtsbewegung des Elektrodennadelhalters
dadurch begrenzt, dass der Kontaktabschnitt in Kontakt mit einer
Mündungskante des Abschnitts mit kleinem Durchmesser tritt
und mit diesem verrastet oder verklemmt.
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In
Weiterbildung der Erfindung umfasst der Ionisator ein Verriegelungselement
zum Verriegeln des Elektrodennadeleinsatzes und des Grundkörperblocks
in einem verbundenen Zustand, wobei das Verriegelungselement so
gestaltet ist, dass es eine Betätigung zur Freigabe einer
Verriegelung in einem Zustand verhindert, in dem die Hochspannungserzeugungsvorrichtung
mit einer Stromquelle verbunden ist.
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Vorzugsweise
umfasst der Elektrodennadeleinsatz einen Aufnahmeanschluss zum Anschließen des
Versorgungsanschlusses, der an einem Stromkabel angebracht ist,
und das Verriegelungselement umfasst einen Hauptschaftabschnitt,
der drehbar von dem Elektrodennadeleinsatz getragen wird, einen Hakenabschnitt,
der durch Vorwärts- und Rückwärtsdrehung
des Hauptschaftabschnitts in den Grundkörperblock eingreift
und darin gehalten wird, und einen Griffabschnitt zur Durchführung
einer Drehung des Hauptschaftabschnitts. In Weiterbildung dieses
Erfindungsgedankens wird dann, wenn der Versorgungs anschluss mit
dem Aufnahmeanschluss verbunden ist, eine Drehung des Griffabschnitts
in einer Richtung, in welcher die Verriegelung durch den Zufuhranschluss
freigegeben ist, verhindert, indem der Griffabschnitt in der Nähe
der Anschlussöffnung des Aufnahmeanschlusses angeordnet
ist.
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Bei
dem Ionisator gemäß der vorliegenden Erfindung
weist der Elektrodennadeleinsatz die Elektrodennadel und die Hochspannungserzeugungsvorrichtung
auf und der Grundkörperblock weist den Luftblasauslass,
den Luftdurchgang und die Anschlussöffnung auf. Dadurch
können die elektrizitätsbezogenen Teile und Abschnitte
und die luftbezogenen Teile und Abschnitte rationell auf separate
Element aufgeteilt und gehalten werden und die oben beschriebenen
Probleme beim Stand der Technik werden vermieden. Außerdem
kann die Gesamtkonstruktion und gleichzeitig das Befestigen und
Lösen der Elektrodennadel einfach und sicher durchgeführt werden.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenansicht eines Ionisators gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Ansicht von hinten des Ionisators gemäß 1.
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3 ist
ein Schnitt durch den Ionisator gemäß 1.
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4 ist
ein Schnitt, der einen Zustand darstellt, in welchem ein Elektrodennadeleinsatz
und ein Grundkörperblock des Ionisators getrennt sind.
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5 ist
ein Teilschnitt, der den Elektrodennadeleinsatz in einem Zustand
darstellt, in dem die Elektrodennadel abgenommen ist.
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6 ist
eine Explosionsdarstellung, bei welcher diejenigen Teile, die für
das Anbringen der Elektrodennadel erforderlich sind, dargestellt
sind.
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7 ist
ein vergrößerter Schnitt eines Hauptteiles von 1,
wobei ein anderer Betriebszustand dargestellt ist als bei 3.
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8 ist
eine Ansicht von hinten des Ionisators, wobei ein anderer Betriebszustand
dargestellt ist als bei 2.
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9 ist
ein Teilschnitt durch ein Hauptteil, der den inneren Aufbau in dem
Betriebszustand gemäß 8 darstellt.
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10 ist
eine Ansicht von hinten auf den Ionisator in einem Zustand, in dem
ein Versorgungsanschluss angeschlossen ist.
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11 ist
ein Schnitt durch einen Hauptteil, wobei der innere Aufbau in dem
Betriebszustand gemäß 10 dargestellt
ist.
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12 ist
ein Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer
Düse.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die 1 bis 11 zeigen
eine Ausführungsform eines Ionisators gemäß der
vorliegenden Erfindung. Der Ionisator ist ein Wechselstrom(AC)-Ionisator,
bei dem eine Wechselstromhochspannung auf eine Elektrodennadel aufgebracht
wird, so dass ein Ion generiert wird. Der Ionisator besteht aus
einem Elektrodennadeleinsatz 1 (Steckmodul) mit einer Elektrodennadel 3 zur
Erzeugung des Ions und einem Grundkörperblock 2,
der eine Düse 4 aufweist, um Luft, die durch das
mittels der Elektrodennadel 3 erzeugte Ion ionisiert wurde,
zu einem Werkstück zu blasen.
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Der
Grundkörperblock 2 besteht aus einem elektrisch
isolierenden Material, wie Kunstharz, Kunststoff oder dergleichen.
Außerdem ergibt sich beispielsweise aus 4,
dass der Grundkörperblock 2 einen Basisabschnitt 6,
der sich in Vorwärts/Rückwärts-Richtung
in der unteren Hälfte des Grundkörperblocks 2 erstreckt,
und einen Einsatzgehäuseabschnitt 4 aufweist,
welcher den Elektrodennadeleinsatz 1 aufnimmt, wobei er
unterteilt ist und oberhalb des Basisabschnitts 6 ausgebildet
ist. Der Grundkörperblock 2 weist eine von der
Seite gesehen längliche rechteckige Gestalt in Vorwärts/Rückwärts-Richtung
auf.
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An
einem vorderen Endbereich des Basisabschnitts 6 ist ein
nach oben ansteigender konvexer Stufenabschnitt 8 ausgebildet.
Eine obere Fläche 6a des Basisabschnitts 6 ist
ebenso wie die obere Fläche des konvexen Abschnitts 8 als
im Wesentlichen flache Fläche ausgebildet ohne Kanten oder
Grate in Vorwärts/Rückwärts-Richtung
des Basisabschnitts 6.
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An
einer vorderen Endfläche des Basisabschnitts 6 ist
die eine zylindrische Form aufweisende Düse 4 zum
Ausblasen von Luft an einer Position angebracht, die dem konvexen
Stufenabschnitt 8 zugeordnet ist. Die Düse 4 besteht
aus einem elektrisch leitfähigem Material und dient als
Erdungselektrode zum Erden. Die Düse 4 ist in
eine Düsenbefestigungsöffnung 5 eingesetzt,
die in dem Basisabschnitt 6 ausgebildet ist, und darin
mittels einer Rastklemme 4a befestigt. Die Düse 4 ist
mit einem nicht dargestellten Erdungsabschnitt verbunden, der in
dem Grundkörperblock 2 vorgesehen ist. Im Inneren
der Düse 4 ist ein runder Luftblasauslass 9,
der als Elektrodennadelgehäusekammer dient, vorgesehen.
Außerdem ist eine Hülse 10 mit einer
elektrischen Isolierung so angebracht, dass sie einen inneren Umfang
des Luftblasauslasses 9 umgibt. An einer hinteren Endfläche
des konvexen Stufenabschnitts 8 ist ein Elektrodennadeleinsetzeingang 11,
durch welchen die Elektrodennadel 3 in den Luftblasauslass 9 der
Düse 4 eingesetzt beziehungsweise aus diesem entfernt
werden kann, konzentrisch zu dem Luftblasauslass 9 vorgesehen.
Der Elektrodennadeleinsetzeingang 11 besteht aus einem
Abschnitt 11a mit großem Durchmesser an einer
Eingangsseite und einem Abschnitt 11b mit kleinem Durchmesser
an einer Rückseite.
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An
einer Position zwischen der Düse 4 und dem Abschnitt 11b mit
kleinem Durchmesser des Elektrodennadeleinsetzeingangs 11 ist
ein Luftdurchgang 12 ausgebildet, der mit dem Luftblasauslass 9 in
Verbindung treten kann. Der Luftdurchgang 12 erstreckt
sich zunächst von einer Position zwischen der Düse 4 und
dem Elektrodennadeleinsetzeingang 11 nach unten, biegt
anschließend seitlich ab und verläuft dann innerhalb
des Basisabschnitts 6 nach hinten. Der Luftdurchgang 12 kann
mit einer Anschlussöffnung 13 für eine
Luftleitung kommunizieren, die an einem hinteren Endabschnitt des
Basisabschnitts 6 ausgebildet ist. An der Anschlussöffnung 13 ist
ein Rohrverbinder 14, der eine einfache Verbindung ermöglicht,
angebracht. Allein durch Einstecken einer Leitung in den Rohrverbinder 14 wird
die Leitung fest und sicher angeschlossen.
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Wenn
Druckluft von der Leitung in den Luftdurchgang 12 eingeführt
wird, wird dementsprechend die Luft von dem Luftblasauslass 9 der
Düse 4 zu dem Werkstück geblasen.
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Der
Einsatzgehäuseabschnitt 7 umfasste eine Seitenflächenabdeckung 16.
Wie sich aus den 2 und 4 ergibt,
besteht die Seitenflächenabdeckung 16 aus einem
Seitenwandabschnitt 16a, der eine Seitenfläche
einer Seite des Einsatzgehäuseabschnitts 7 abdeckt,
einem Vorderwandabschnitt 16b, der eine Vorderfläche
abdeckt, und einem oberen Wandabschnitt 16c, der einen
Teil einer oberen Fläche abdeckt. Abschnitte der Seitenflächenabdeckung 16,
die einer Seitenfläche der anderen Seite des Einsatzgehäuseabschnitts 7 zugeordnet
sind, und deren hintere Fläche sind offen.
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Außerdem
ist der Elektrodennadeleinsatz 1 an der oberen Fläche 6a des
Basisabschnitts 6 angebracht und wird entlang der oberen
Fläche 6a als Führung in einem nicht
drehenden Zustand vorwärts geschoben und in die Seitenflächenabdeckung 16 eingesetzt.
Dadurch wird der Elektrodennadeleinsatz 1 in dem Einsatzgehäuseabschnitt 7 aufgenommen und
mit dem Grundkörperblock 2 verbunden. Zum Trennen
des Elektrodennadeleinsatzes 1 von dem Grundkörperblock 2 ist
es ausreichend, eine Operation entgegen dem oben beschriebenen Vorgang,
der durchgeführt wird, wenn der Elektrodennadeleinsatz 1 mit
dem Grundkörperblock 2 verbunden wird, durchzuführen.
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Wenn
der Ionisator durch Verbinden des Elektrodennadeleinsatzes 1 mit
dem Grundkörperblock 2 in der oben beschriebenen
Weise zusammengesetzt ist, bildet die Außengestalt des
Ionisators durch den Elektrodennadeleinsatz 1 und den Grundkörperblock 2 einen
rechteckigen Block.
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Wie
sich aus den 3 und 4 ergibt, wird
der Elektrodennadeleinsatz 1 durch eine Elektrodennadel 3,
eine Hochspannungserzeugungsvorrichtung 21 zum Aufbringen
einer Hochspannung auf die Elektrodennadel 3, eine Schaltplatine 22,
an welcher die Hochspannungserzeugungsvorrichtung 21 angebracht
ist, und einen Aufnahmeanschluss 25 zum Verbinden eines
Versorgungsanschlusses 24, der an dem Stromkabel 23 angebracht
ist, mit einem Gehäuse 20 aus einem elektrisch
isolierenden Material, wie Kunstharz, Kunststoff oder dergleichen,
gebildet.
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Das
Gehäuse 20 ist kastenförmig mit einem im
Wesentlichen rechteckigen oder ähnlichen Querschnitt ausgebildet,
indem zwei linke und rechte scheibenförmige Gehäuseelemente,
die einander gegenüberliegen, verbunden werden. Das Gehäuse 20 hat
eine Länge in Vorwärts/Rückwärts-Richtung, die
etwa der Länge in Vorwärts/Rückwärts-Richtung des
Grundkörperblocks 2 entspricht, und eine Höhe, die
etwa der Höhe des Einsatzgehäuseabschnitts 7 entspricht.
An einer unteren Fläche eines vorderen Endabschnitts des
Gehäuses 20 ist ein konkaver Stufenabschnitt 26 ausgebildet,
der auf den konvexen Stufenabschnitt 8 des Grundkörperblocks 2 passt und
diesen berührt. Die Höhen des konvexen Stufenabschnitts 8 und
des konkaven Stufenabschnitts 26 sind etwa gleich. Auch
ihre Längen in Vorwärts/Rückwärts-Richtung
sind etwa gleich. Außerdem ist eine untere Fläche 20a des
Gehäuses 20, die die untere Fläche des
konkaven Stufenabschnitts 26 umfasst, als eine im Wesentlichen
flache Fläche ohne Kanten oder Grate in Vorwärts/Rückwärts-Richtung
des Gehäuses 20 ausgebildet, bis auf einen Bereich,
in dem ein später beschriebenes Verriegelungselement 27 angebracht
ist.
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In
dem Gehäuse 20 ist die Elektrodennadel 3 über
einen Versorgungsanschluss 30 und einen Elektrodennadelhalter 31 in
einer Längsrichtung des konkaven Stufenabschnitts 26 lösbar
an einer Stufenwand 26a angebracht.
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Der
Versorgungsanschluss 30 besteht aus einem leitfähigen
Material, wie Metall oder dergleichen. Außerdem ergibt
sich aus den 5 und 6, dass
der Versorgungsanschluss 30 gesehen von einer vorderen
Endseite des Versorgungsanschlusses 30 einen Elektrodennadelbefestigungsschaftabschnitt 30a mit
einer vorzugsweise zylindrischen Säulenform, einen kreisförmigen
Scheibenabschnitt 30b zur Abdichtung, wobei ein O-Ring 32 an einem äußeren
Umfang des Ab schnitts 30b angebracht ist, einen Einsetzschaftabschnitt 30c,
der in eine Befestigungsöffnung 26b der Stufenwand 26a des
Gehäuses 20 passt, einen flanschförmigen
Rastabschnitt 30d und einen Verbindungsschaftabschnitt 30e für
die Verbindung mit der Hochspannungserzeugungseinrichtung 21 aufweist
und einstückig ausgebildet ist. Der Versorgungsanschluss 30 wird über eine
clipartige Versorgungsplatte 33, die an dem Verbindungsschaftabschnitt 30e angebracht
ist, elektrisch an einen Anschlussabschnitt 22a auf der Schaltplatine 22 angeschlossen.
Die Versorgungsplatte 33 ist aus einem elastischen metallischen Blech
zu einer im Querschnitt im Wesentlichen U-Form geformt und elastisch
zwischen dem Verbindungsschaftabschnitt 30e und dem Anschlussabschnitt 22a angebracht.
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Wenn
der Versorgungsanschluss 30 an dem Gehäuse 20 angebracht
wird, wird somit der kreisförmige Scheibenabschnitt 30b vor
einem äußeren Teil der Stufenwand 26a angeordnet,
und der Elektrodennadelbefestigungsschaftabschnitt 30a erstreckt
sich aus der Mitte einer vorderen Fläche des kreisförmigen
Scheibenabschnitts 30b konzentrisch zu dem Scheibenabschnitt 30b nach
außen.
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Die
Befestigungsöffnung 26b wird gebildet, indem Halblöcher,
die in den Gehäuseelementen ausgebildet sind, bei der Verbindung
der linken und rechten Gehäuseelemente zu dem Gehäuse 20 einander
gegenüberliegen. Hierbei wird der Einsetzschaftabschnitt 30c innerhalb
der Befestigungsöffnung 26b angebracht, indem
der Einsetzwellenabschnitt 30c zwischen die Halblöcher
eingesetzt und dort gehalten wird.
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Außerdem
ist der Elektrodennadelhalter 31 ein zylindrisches Element,
das aus einem elastischen und leitfähigen Material, wie
Metall oder dergleichen, hergestellt ist. Der Elektrodennadelhalter 31 umfasst einen
sich allmählich verjüngenden konischen Halterabschnitt 31a an
seinem vorderen Ende, einen flanschförmigen Kontaktabschnitt 31b,
der an seinem hinteren Ende in einer Außenum fangsrichtung überhängt,
und einen Schlitz, der sich an einer Seitenfläche des Elektrodennadelhalters 31 in
einer Axialrichtung erstreckt. Ein Durchmesser des Elektrodennadelhalters 31 ist
so gewählt, dass er sich mit Hilfe des Schlitzes elastisch
und automatisch an den Durchmesser der Elektrodennadel 31 und
des Elektrodennadelbefestigungsschaftabschnitts 30a des
Versorgungsanschlusses 30 anpasst. Ein Durchmesser D des
Kontaktabschnitts 31b ist größer als der
Bohrungsdurchmesser d des Abschnitts 11b mit kleinem Durchmesser
des Grundkörperblocks 2.
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Andererseits
umfasst die Elektrodennadel 3 einen Grundkörperabschnitt 3a mit
einer Kreiszylinderform, der eng in den Elektrodennadelhalter 31 passt
und elektrisch in Kontakt mit diesem steht, sowie einen sich allmählich
verjüngenden konischen vorderen Endabschnitt 3b.
Die Elektrodennadel 3 wird von der Seite eines hinteren
Endabschnitts in den Elektrodennadelhalter 31 eingesetzt,
und der vordere Endabschnitt 3b wird an dem Halteabschnitt 31a des
Elektrodennadelhalters 31 gehalten. Dadurch wird die Elektrodennadel 3 lösbar
durch den Elektrodennadelhalter 31 in einem Zustand gehalten, in
dem die Elektrodennadel 3 nicht nach vorne herausgezogen
werden kann.
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Außerdem
ist der die Elektrodennadel 3 haltende Elektrodennadelhalter 31 bis
zu einer Position in den Befestigungsschaftabschnitt 30a eingesetzt, an
welcher der Kontaktabschnitt 31b in Kontakt mit dem kreisförmigen
Scheibenabschnitt 30b tritt. Dadurch wird die Elektrodennadel 3 über
den Elektrodennadelhalter 31 an dem Versorgungsanschluss 30 befestigt.
In diesem Fall wird die Elektrodennadel 3 vorzugsweise
in einem Bereich des konkaven Stufenabschnitts 26 positioniert,
und der vordere Endabschnitt 3b steht nicht nach vorne
aus dem Gehäuse 20 vor.
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Wenn
die untere Fläche 20a des Gehäuses 20 des
Elektrodennadeleinsatzes 1 in Kontakt mit der oberen Fläche 6a des
Basisabschnitts 6 des Grundkörperblo ckes 2 steht
und wenn der Elektrodennadeleinsatz 1 vorwärts
geschoben und mit dem Hauptblock 2 verbunden wird, wie
es durch den Pfeil in 4 angedeutet ist, wird durch
diesen Aufbau die Elektrodennadel 3 durch den Elektrodeneinsetzeingang 11 in
das Innere der Düse 4 eingesetzt, und der vordere
Endabschnitt 3b der Elektrodennadel 3 wird innerhalb
des Luftblasauslasses 9, insbesondere innerhalb der Hülse 10,
positioniert. In diesem Moment ist der kreisförmige Scheibenabschnitt 30b in
den Abschnitt 11a mit großem Durchmesser des Elektrodennadeleinsetzeingangs 11 eingesetzt,
und der O-Ring 32 dichtet einen Raum zwischen einem Außenumfang
des kreisförmigen Scheibenabschnitts 30b und einem
inneren Umfang des Abschnitts 11a mit großem Durchmesser
ab.
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Außerdem
steht der Kontaktabschnitt 31b des Elektrodennadelhalters 31 in
Kontakt mit einer Mündungskante des Abschnitts 11b mit
kleinem Durchmesser und ist mit diesem verklemmt. Zusätzlich
ist der Kontaktabschnitt 31b sandwichartig zwischen der
Mündungskante und dem kreisförmigen Scheibenabschnitt 30b aufgenommen,
wodurch der Elektrodennadelhalter 31 an einer Bewegung
zu der Seite der Düse 4 gehindert ist, während
er durch den Abschnitt 11b mit kleinem Durchmesser hindurch tritt.
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Wenn
die Wartung der Elektrodennadel 3 durchgeführt
wird, wird der Elektrodennadeleinsatz 1 entlang der oberen
Fläche 6a des Basisabschnitts 6 nach
hinten geschoben und von dem Grundkörperblock 2 entfernt.
Die Elektrodennadel 3 wird dadurch nach hinten aus der
Düse 4 herausgenommen. Somit kann ein Entfernen
von Verschmutzungen auf der Elektrodennadel 3, ein Austausch
der Elektrodennadel 3 oder dergleichen einfach durchgeführt
werden.
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Die
Hochspannungserzeugungsvorrichtung 21 ist an der Schaltplatine 22 angebracht
und über die Schaltplatine 22 im Inneren des Gehäuses 20 vorgesehen.
Außerdem ist an einem hinteren Endbereich des Gehäuses 20 der
Aufnahme anschluss 25 angebracht, dessen Verbindungsöffnung 25a einer Rückseite
des Gehäuses 20 zugewandt ist. Der Aufnahmeanschluss 25 ist über
die gedruckte Schaltung auf der Schaltplatine 22 mit der
Hochspannungserzeugungsvorrichtung 21 verbunden.
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Außerdem
ist in dem hinteren Endbereich des Gehäuses 20 des
Elektrodennadeleinsatzes 1 das Verriegelungselement 27 zum
Verriegeln des Elektrodennadeleinsatzes 1 mit dem Grundkörperblock 2 vorgesehen.
Das Verriegelungselement 27 umfasst einen Hauptschaftabschnitt 27a,
der um eine Achse L drehbar ist und in einer Vorwärts/Rückwärts-Richtung
des Gehäuses 20 gehalten wird, einen Hakenabschnitt 27b,
der an einem vorderen Ende des Hauptschaftabschnitts 27a so
ausgebildet ist, dass er seitlich von dem Hauptschaftabschnitt 27a vorsteht
und durch Vorwärts/Rückwärts-Drehung des
Hauptschaftabschnitts 27a in eine Rastöffnung 36 des
Grundkörperblocks 2 eingreift beziehungsweise
aus dieser entfernt wird, und einen Griffabschnitt 27c,
der an einem hinteren Endabschnitt des Hauptschaftabschnitts 27a derart
ausgebildet ist, dass er zur Seite vorsteht, wobei er eine Winkeldifferenz
von 90° um die Achse L relativ zu dem Hakenabschnitt 27b beibehält
um die Drehung des Hauptschaftabschnitts 27a durchzuführen.
Das Verriegelungselement 27 ist an einer Position in der
Nähe des Aufnahmeanschlusses 25 angeordnet.
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Wie
in den 3 und 11 dargestellt ist, ist der
Griffabschnitt 27c in einem verriegelten Zustand, in welchem
der Hakenabschnitt 27b in das Rastloch 36 eingreift,
horizontal unterhalb der Anschlussöffnung 25a des
Aufnahmeanschlusses 25 angeordnet und nimmt eine Verriegelungsposition ein,
in welcher der Griffabschnitt 27c aus der Anschlussöffnung 25a herausgezogen
ist (vgl. 10). In einem Zustand, in welchem
der Hakenabschnitt 27b nicht in die Rastöffnung 36 eingreift
und der Verriegelungsvorgang freigegeben ist (vgl. 7 und 9),
ist der Griffabschnitt 27c vor der Anschlussöffnung 25a des
Aufnahmeanschlusses 25 angeordnet und so gestaltet, dass
er eine Verriegelungs vorgangsfreigabeposition einnimmt, in welcher
der Griffabschnitt 27c einen Teil der Anschlussöffnung 25a abdeckt,
wie es in den 7 und 8 dargestellt ist.
Wenn der Griffabschnitt 27c an der verriegelten Position
angeordnet ist, kann somit der Versorgungsanschluss 24 frei
an dem Aufnahmeanschluss 25 angebracht oder von diesem
gelöst werden. Wenn der Griffabschnitt 27c an
der Verriegelungsvorgangsfreigabeposition angeordnet ist, kann der
Versorgungsanschluss 24 nicht mit dem Aufnahmeanschluss 25 verbunden
werden.
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Mit
anderen Worten kann in einem Fall, in dem der Elektrodennadeleinsatz 1 bei
der Wartung der Elektrodennadel 3 von dem Grundkörperblock 2 entfernt
ist, der Griffabschnitt 27c, der an der verriegelten Position
angeordnet ist, nicht zu der Verriegelungsvorgangsfreigabeposition
gedreht werden. Dies liegt daran, dass dann, wenn der Versorgungsanschluss 24 mit
dem Aufnahmeanschluss 25 verbunden ist, d. h. in einem
Zustand, in dem die Hochspannungserzeugungsvorrichtung 21 mit
einer Stromquelle verbunden ist, eine Drehung des Griffabschnitts 27c durch
den Versorgungsanschluss 24 verhindert wird. Dadurch wird
die Gefahr, dass der Elektrodennadeleinsatz 1 entfernt
wird, ohne die Stromversorgung der Elektrodennadel 3 auszuschalten,
vermieden und eine hohe Sicherheit wird gewährleistet.
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Wenn
aber der Versorgungsanschluss 24 von dem Aufnahmeanschluss 25 entfernt
ist, kann der Griffabschnitt 27c zu der Verriegelungsfreigabeposition
gedreht werden, so dass die Wartung der Elektrodennadel 3 sicher
durchgeführt werden kann, indem der Elektrodennadeleinsatz 1 herausgenommen
wird.
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Der
Ionisator mit dem oben beschriebenen Aufbau wird verwendet, indem
der Versorgungsanschluss 24 des Stromkabels 23 an
den Aufnahmeanschluss 25 angeschlossen wird und indem eine
Luftleitung (Rohr oder Schlauch) an die Verbindungsöffnung 13 angeschlossen
wird. Wenn der Ionisator verwendet wird, verriegelt das Verriegelungselement 27 den
Grundkörperblock 2 mit dem Elektrodennadeleinsatz 1 in
einem verbundenen Zustand, wobei der Griffabschnitt 27c die
in 10 dargestellte verriegelte Position einnimmt.
Der Hakenabschnitt 27b greift in die Rastöffnung 36 des
Grundkörperblocks 2 ein.
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Wenn
die Stromquelle in diesem Zustand eingeschaltet wird, wird die Wechselstromhochspannung
von der Hochspannungserzeugungsvorrichtung 21 auf die Elektrodennadel 3 aufgebracht.
Die Elektrodennadel 3 erzeugt eine Koronaentladung und
positive und negative Ionen werden abwechselnd generiert.
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Andererseits
wird der Düse 4 durch die Luftdurchgangsöffnung 12 Luft
zugeführt und aus dem Luftblasauslass 9 herausgeblasen.
Die Luft nimmt die von der Elektrodennadel 3 generierten
Ionen auf, so dass ionisierte Luft entsteht. Die ionisierte Luft wird
in diesem Zustand zu dem Werkstück geblasen.
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Wenn
eine Wartung erforderlich ist, beispielsweise weil die Elektrodennadel 3 verschmutzt ist,
wird der Verriegelungsvorgang durch Drehen des Griffabschnitts 27c des
Verriegelungselementes 27 in die Verriegelungsfreigabeposition
freigegeben, nachdem der Versorgungsanschluss 24, wie in 7 gezeigt
ist, von dem Aufnahmeanschluss 25 entfernt wurde. Außerdem
wird der Elektrodennadeleinsatz 1 rückwärts
verschoben und aus dem Grundkörperblock 2 entfernt,
wie es in 4 dargestellt ist. Anschließend
kann die Reinigung oder ein Austausch der Elektrodennadel 3 durchgeführt
werden. In einem Fall, in dem die Elektrodennadel 3 entfernt
wird, um sie zu reinigen oder auszutauschen, reicht es aus, dass
der Elektrodennadelhalter 31 von dem Elektrodennadelbefestigungsschaftabschnitt 30a des
Versorgungsanschlusses 30 abgenommen wird. Die Elektrodennadel 3 wird
dann aus dem Elektrodennadelhalter 31 herausgenommen, wie
es in den 5 und 6 dargestellt
ist.
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In
diesem Fall sind das Befestigen und Lösen der Elektrodennadel 3 oder
das Befestigen und Lösen des Elektrodennadelbefestigungsschaftabschnitts 30a einfach,
da der Elektrodennadelhalter 31 elastisch ist und den Schlitz
in seiner Axialrichtung aufweist.
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Somit
weist bei dem Ionisator mit dem oben beschriebenen Aufbau der Elektrodennadeleinsatz 1 die
Elektrodennadel 3, die Hochspannungserzeugungsvorrichtung 21 und
den Aufnahmeanschluss 25 auf. Der Grundkörperblock 2 weist
den Luftblasauslass 9, den Luftdurchgang 12 und
die Anschlussöffnung 13 auf. Dadurch können
die strom- oder elektrizitätsbezogenen Teile und Abschnitte
und die luftbezogenen Teile und Abschnitte rationell auf separate
Elemente aufgeteilt und gehalten werden. Als Folge hiervon kann
die Gesamtkonstruktion vereinfacht und gleichzeitig kann das Befestigen
und Lösen des Elektrodennadeleinsatzes 1 und des
Grundkörperblockes 2 einfach und sicher durchgeführt
werden. Da das Trennen von Elektrodennadeleinsatz 1 und
Grundkörperblock 2 mit Hilfe des Verriegelungselementes 27 sicher
durchgeführt werden kann, wird außerdem eine hohe
Sicherheit bei der Wartung der Elektrodennadel 3 gewährleistet.
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Obwohl
der Ionisator bei der beschriebenen Ausführungsform als
Wechselstromionisator beschrieben wurde, lässt sich die
vorliegende Erfindung in gleicher Weise auch bei einem Gleichstromionisator
einsetzen. In diesem Fall werden zwei positive und negative Elektrodennadeln 3 in
dem Elektrodennadeleinsatz 1 gehalten, und beide Elektrodennadeln 3 werden
in dem Luftblasauslass 9 des Grundkörperblocks 2 aufgenommen.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform ist außerdem
die Düse 4 als leitfähiger Körper
vorgesehen und dient als Erdungselektrode. Die Düse 4 kann jedoch
auch aus nicht leitfähigem Material, beispielsweise Kunststoff
oder dergleichen, hergestellt sein und die Erdungselektrode separat
vorgesehen werden. Beispielsweise kann, wie in 12 dargestellt ist,
eine Erdungselektrode 37 durch eine kreiszylinderförmige
Düse 4 aus Kunststoff gehalten werden. Obwohl
in diesem Fall die Erdungselektrode 37 als Kreiszylinderkörper
dargestellt ist, ist der Querschnitt der Erdungselektrode 37 nicht
notwendigerweise auf einen vollständigen Kreis beschränkt.
Insbesondere kann die Erdungselektrode 37 auch einen C-förmigen
Querschnitt mit einem in Axialrichtung an der Seitenfläche
verlaufenden Schlitz aufweisen. Alternativ können, wie
dargestellt, mehrere (beispielsweise 2 bis 4) Erdungselektroden 37,
die im Querschnitt jeweils eine bogenförmige oder ähnliche
Gestalt aufweisen, vorgesehen seien, wobei sie in im Wesentlichen
zylindrischer Weise so angeordnet werden, dass zwischen ihnen jeweils
eine Lücke vorgesehen ist.
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Die
Erdungselektroden 37 können an einem inneren Umfang,
einem äußeren Umfang oder an der Wanddicke der
Düse 4 angebracht werden. In dem Fall, dass die
Erdungselektrode 37 an dem inneren Umfang der Düse 4 angebracht
ist, wie es in 12 dargestellt ist, kann zur
Vermeidung eines Kontakts zwischen der Erdungselektrode 37 und
der Elektrodennadel 3 eine elektrische Isolierhülse
entlang des inneren Umfangs der Erdungselektrode 37 vorgesehen
werden, wenn dies erforderlich ist.
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In 12 bezeichnet
das Bezugszeichen 3 die Elektrodennadel. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet
den Luftblasauslass, und das Bezugszeichen 31 bezeichnet
den Elektrodennadelhalter.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-228069
A [0004, 0005]