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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 Koronaentiadung 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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In der
DE 10 2005 056 595 A1 ist ein Ionisator beschrieben, der ein Gehäuse aufweist, in dem eine Hochspannungseinheit und eine Steuereinheit beherbergt sind. An der Unterseite des Gehäuses sind Elektrodeneinheiten vorgesehen, die Haltezylinder aus Isoliermaterial umfassen, welche durch eine Gehäusebasis hindurchtreten und in einer Reihe von der Unterseite vorstehen. In dem Haltezylinder ist jeweils ein Paar erster und zweiter Nadelelektroden angeordnet. An einer Gehäusebasis ist zum Halten der Hochspannungseinheit und der Steuereinheit ein Kunstharz- bzw. Kunststoffgehäuse angebracht. In dem Kunststoffgehäuse ist ein Kanal zum Bilden eines Luftdurchgangs ausgebildet. In dem Kanal ist eine Vielzahl von Abzweigrohren zum Verzweigen des Luftdurchgangs entsprechend dem Abstand der Elektrodeneinheit vorgesehen, um den Luftdurchgang mit allen Elektrodeneinheiten zu verbinden.
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Die
US 5,550,703 A bezieht sich auf ein Ionisiergerät. Luftauslässe in Form von düsenförmigen Hülsen, die mit einer Aufnahme eines Gehäuses verschraubt sind, sind an der Unterseite der Vorrichtung angeordnet. Eine Elektrodennadel ist zentral in dem mantelförmigen Auslass angeordnet und wird von Luft, die seitlich aus laminaren Strömungskanälen kommt, umströmt. Die Elektrodennadel ist in der Aufnahme angebracht und erstreckt sich durch ein Loch in der Aufnahme.
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Die
US 2006/0193100 A1 beschreibt einen Ionisator mit Koronaentladung. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einer Hochspannungseinheit, einer Steuereinheit und mehreren Gaspfadeinheiten. Die Gaspfadeinheit weist eine längliche Trägerplatte auf, die sich in horizontaler Richtung erstreckt. Die Trägerplatte trägt eine Hochspannungsverbinderplatte, die leitende Verbindungsklemmen zur Verbindung mit Entladungselektroden beinhaltet. Ferner umfasst die Gaspfadeinheit auch eine Reingaspfadeinheit. Eine Elektrodenanordnung trägt eine Entladungselektrode und wird mit einer oberen Spitze der Entladungselektrode in eine hülsenförmige Öffnung an der Unterseite der Gaspfadeinheit gesteckt, wobei das rückwärtige Ende der Entladungselektrode in die Verbindungsklemme der Hochspannungsverbinderplatte gesteckt wird.
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Beschreibung der Erfindung
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Es ist 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 Bohrungsdurchmesser 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 Versorgungsanschluss 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 leitfähigen 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 umfasst 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 Abschnitts 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 Außenumfangsrichtung 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 Grundkörperblockes 2 steht und wenn der Elektrodennadeleinsatz 1 vorwärts geschoben und mit dem Grundkörperblock 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 Aufnahmeanschluss 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 Verriegelungsvorgangsfreigabeposition 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 sein, 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.
