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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrodenanordnung für eine Oberflächenbehandlung eines Körpers mit einem physikalischen Plasma, die die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist, sowie auf eine Plasmabehandlungsvorrichtung mit einem Wechselhochspannungsgenerator und einer solchen Elektrodenanordnung.
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Die Behandlung einer Oberfläche mit einem physikalischen Plasma kann aus unterschiedlichen Gründen erfolgen. Die jeweilige Oberfläche kann zum Zwecke einer besseren Haftung einer anschließenden Beschichtung physikalisch aktiviert werden, oder Keime oder Schädlinge an der Oberfläche können abgetötet werden. Entsprechend kann der Körper, dessen Oberfläche behandelt wird, ganz unterschiedlicher Natur sein. Es kann sich insbesondere um einen leblosen oder einen lebenden Körper handeln.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht auf eine Plasmabehandlung mit jeglichem physikalischen Plasma, sondern auf eine Plasmabehandlung mit einem sogenannten kalten Plasma, dessen Gastemperatur unter 100 °C und vorzugsweise in der Nähe der Umgebungstemperatur bleibt, so dass die Effekte des Plasmas zumindest weit überwiegend nicht thermischer Natur sind. Um ein kaltes Plasma durch eine Gasentladung zu erzeugen, ist die Gasentladung dielektrisch zu behindern, um den durch die Gasentladung fließenden Strom zu begrenzen. Eine dielektrische Barriere zur dielektrischen Behinderung der Gasentladung kann entweder vor einer an die Entladungsstrecke angrenzenden Elektrode, an der eine die Gasentladung hervorrufende Wechselhochspannung anliegt, oder auch zwischen der Elektrode und einem die Wechselhochspannung erzeugenden Wechselhochspannungsgenerator angeordnet werden.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Elektrodenanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine entsprechende Plasmabehandlungsvorrichtung sind aus der
DE 10 2011 050 631 A1 bekannt. An einen Ausgang einer Wechselhochspannungsquelle sind mehrere gestreckte Elektrodenkörper aus Metall einzeln kapazitiv angekoppelt. Mit ihren Haupterstreckungsrichtungen verlaufen die gestreckten Elektrodenkörper parallel zueinander, und sie liegen so in einer Ebene, dass ihre distalen Enden auf einer Linie mit stetigem Verlauf angeordnet sind. Wenn mit der Wechselhochspannungsquelle eine Wechselhochspannung an die Elektrodenkörper angelegt wird, können gegenüber einem geerdeten Objekt elektrische Ladungen hervorgerufen werden, die insbesondere von den distalen Enden der Elektrodenkörper ausgehen. Nach der
DE 10 2011 050 631 A1 kann noch eine zweite Reihe von gestreckten Elektrodenkörpern vorgesehen sein, die an den anderen Anschluss der Wechselhochspannungsquelle angeschlossen ist, so dass die Wechselhochspannungsquelle die Wechselhochspannung zwischen den beiden V-förmig zueinander angeordneten Reihen der Elektrodenkörper hervorruft. Hierdurch werden auf den Bereich der wechselweise aufeinanderfolgenden distalen Enden der beiden Reihen konzentrierte elektrische Entladungen hervorgerufen. Auf diese Weise können beispielsweise Haarläuse und deren Vorformen abgetötet werden, wenn diese in den Bereich der Entladungsstrecken zwischen die distalen Enden der Elektrodenkörper geraten.
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Für eine schnelle großflächige Oberflächenbehandlung eines Körpers sind die bekannten Elektrodenanordnungen und die bekannte Plasmabehandlungsvorrichtung nicht geeignet.
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Aus der
DE 10 2009 060 627 A1 ist eine Elektrodenanordnung für eine dielektrisch behinderte Plasmabehandlung einer als Gegenelektrode verwendeten unregelmäßig dreidimensional geformten Oberfläche eines elektrisch leitenden Körpers bekannt. Die Elektrodenanordnung weist eine flächige Elektrode und ein Dielektrikum auf, das zur Anordnung mit einem definierten Abstand zu der zu behandelnden Oberfläche zur Ausbildung eines kalten Plasmas ausgebildet ist. Das Dielektrikum ist durch ein flexibles flächiges Material gebildet, das auf seiner zu der zu behandelnden Oberfläche zeigenden Seite mit einer Struktur versehen ist, um Luftführungsbereiche auszubilden, wenn das Dielektrikum auf der zu behandelnden Oberfläche aufliegt. Die flächige Elektrode ist flexibel ausgebildet und am Dielektrikum so befestigt, dass eine Schicht des Dielektrikums die Elektrode von der zu behandelnden Oberfläche abschirmt. Durch die Anlagebereiche des Dielektrikums an der zu behandelnden Oberfläche werden wesentliche Teile der Oberfläche mit dieser bekannten Elektrodenanordnung nicht behandelt.
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Aus der
DE 10 2007 030 915 A1 ist eine Plasmabehandlungsvorrichtung zur Behandlung von Oberflächen mit einem mittels einer Elektrode über ein Feststoff-Dielektrikum durch eine dielektrisch behinderte Gasentladung erzeugten Plasma bekannt. Dabei weist das Feststoff-Dielektrikum eine flexible Wirkoberfläche auf, die während der Behandlung unmittelbar an das Plasma angrenzt. Dazu kann das Dielektrikum durch flexible Hohlfasern gebildet sein, in denen die Elektrode angeordnet ist. Die Hohlfasern werden parallel zu der zu behandelnden Oberfläche angeordnet, insbesondere im Verbund mit Stützelementen in Form von Fasern, die mit den Hohlfasern ein gewebeartiges Element bilden. Bereits in der von derselben Anmelderin stammenden
DE 10 2009 060 627 A1 wird darauf hingewiesen, dass die aus der DE 10 2007 030 915 A1 bekannte Elektrodenanordnung aufwändig in der Herstellung ist.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung und eine mit einer solchen Elektrodenanordnung ausgestattete Plasmabehandlungsvorrichtung aufzuzeigen, die bei geringem Herstellungsaufwand eine schnelle großflächige Oberflächenbehandlung ermöglichen.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Elektrodenanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Plasmabehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Elektrodenanordnung und der Plasmabehandlungsvorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für eine Oberflächenbehandlung eines Körpers mit einem physikalischen Plasma, die einen Hochspannungsanschluss zum Anschließen an einen Ausgang einer Wechselhochspannungsquelle und mehrere an den Hochspannungsanschluss angeschlossene linienförmige Elektrodenkörper aufweist. Die Elektrodenkörper sind mit einem Dielektrikum ummantelt und/oder einzeln kapazitiv an den Hochspannungsanschluss gekoppelt. Die Elektrodenkörper sind insofern linienförmig als dass sie sich jeweils im Wesentlichen längs einer Linie erstrecken, bei der es sich aber um keine Gerade handelt. Erfindungsgemäß umfassen die Elektrodenkörper vielmehr jeweils einen bogenförmigen Bereich, in dem der jeweilige linienförmige Elektrodenkörper seine Richtung um mindestens 90° ändert. Ein an die Elektrodenkörper angrenzender Behandlungsraum, in den ein Körper für eine Oberflächenbehandlung mit dem physikalischen Plasma einzubringen ist, befindet sich zumindest teilweise zwischen diesen bogenförmigen Bereichen der Elektrodenkörper. Wenn an dem Hochspannungsanschluss und damit an den Elektrodenkörpern eine Wechselhochspannung gegenüber Erde oder Masse anliegt und wenn der für die Oberflächenbehandlung vorgesehene Körper geerdet ist oder eine ausreichend große elektrische Kapazität aufweist, bilden sich zwischen den bogenförmigen Bereichen der Elektrodenkörper und dem zu behandelnden Körper Gasentladungen aus. Die Entladungsstrecken verteilen sich dabei längs der bogenförmigen Bereiche der linienförmigen Elektrodenkörper, weil die größten elektrischen Felder, die im Bereich der kleinsten Oberflächenkrümmungsradien der Elektrodenkörper auftreten, über die bogenförmigen Bereiche verteilt und nicht etwa an einer zu dem jeweiligen zu behandelnden Körper weisenden freien Spitze der Elektrodenkörper konzentriert sind. Die dem zu behandelnden Körper zugekehrten kleinsten Oberflächenkrümmungsradien sind diejenigen der Oberfläche des Querschnitts der linienförmigen Elektrodenkörper, der über den bogenförmigen Bereich jedes Elektrodenkörpers vorzugsweise konstant ist. Durch die Verteilung der Entladungsstrecken längs der bogenförmigen Elektrodenkörper liegt ein mit der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung durch dielektrisch behinderte Gasentladung erzeugtes physikalisches Plasma großflächig über der Oberfläche des zu behandelnden Körpers vor. So wird diese Oberfläche schnell vollständig behandelt.
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Die Elektrodenkörper können in ihren bogenförmigen Bereichen insbesondere eine äußere Oberfläche mit einem abgerundeten oder kreisrunden Querschnitt aufweisen, dessen Oberflächenkrümmungsradius über den Umfang des jeweiligen Elektrodenkörpers zumindest im Wesentlichen gleich ist. Grundsätzlich können die Elektrodenkörper aber auch eine äußere Oberfläche beispielsweise mit einem sternförmigen Querschnitt aufweisen, um an den Spitzen von Zacken des Sterns gezielt Feldspitzen des elektrischen Felds gegenüber einem zu behandelnden Körper hervorzurufen, die aber dennoch längs der linienförmigen Elektrodenkörper verteilt sind.
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Eine Krümmung, mit der der jeweilige linienförmige Elektrodenkörper in dem bogenförmigen Bereich seine Richtung ändert, kann grundsätzlich konstant sein, sie kann aber auch variieren. Typischerweise liegt der Krümmungsradius dieser Krümmung zwischen 3 mm und 300 mm. Oftmals liegt er zwischen 5 mm und 200 mm. Dieser Krümmungsradius ist in jedem Fall deutlich größer als der vorzugsweise über den bogenförmigen Bereich des jeweiligen linienförmigen Elektrodenkörpers gleichbleibende kleinste Oberflächenflächenkrümmungsradius. Dieser kleinste Oberflächenkrümmungsradius liegt typischerweise in einem Bereich zwischen 0,3 mm und 30 mm. In der Regel beträgt er zwischen 0,5 mm und 5 mm. Der Unterschied zwischen dem Krümmungsradius des bogenförmigen Bereichs und dem kleinsten Oberflächenkrümmungsradius des linienförmigen Elektrodenkörpers beträgt mindestens einen Faktor 3, häufig einen Faktor 5 oder 10 oder noch mehr.
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Der jeweilige linienförmige Elektrodenkörper kann in dem bogenförmigen Bereich seine Richtung um deutlich mehr als 90° ändern, insbesondere um etwa 180°, d. h. mindestens 150° oder noch mehr. Der Elektrodenkörper wird damit zunehmend schleifen- oder schlaufenförmig. Insbesondere kann er sich dabei von und bis zu einem Sockel aus einem elektrisch isolierenden Material erstrecken. Das heißt, die Elektrodenkörper weisen keine freien Enden auf, sondern enden beidseitig in dem jeweiligen Sockel aus dem elektrisch isolierenden Material, in dem sie auch an Hochspannungsanschluss angeschlossen sein können. Jede Feldkonzentration an freien distalen Enden der Elektrodenkörper und eine damit verbundene nur punktuelle Ausbildung einer Gasentladung ausgehend von den distalen Enden der Elektrodenkörper wird damit vermieden.
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Der Behandlungsraum, in dem eine Oberflächenbehandlung mit der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung erfolgt, kann sich zumindest teilweise zwischen zwei Ebenen befinden, in denen sich zwei einander benachbarte Elektrodenkörper mit ihren bogenförmigen Bereichen erstrecken. Dieser Behandlungsraum kann z. B. gegenüber einem blattförmigen Körper mit der Elektrodenanordnung verschoben werden, um die beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen des blattförmigen Körpers mit dem physikalischen Plasma zu behandeln. So können beispielsweise von Parasiten oder Mikroorganismen befallene Blätter einer Pflanze mit dem physikalischen Plasma behandelt werden, um diese Parasiten bzw. Mikroorganismen abzutöten.
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Der Behandlungsraum kann sich zumindest teilweise auch zwischen zwei Gruppen der Elektrodenkörper erstrecken, deren bogenförmige Bereiche sich mit einander entgegen gerichteten Krümmungsradien gegenüberliegen. Auch in diesem Fall ist es bei der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung so, dass alle Elektrodenkörper, d. h. die Elektrodenkörper beider Gruppen, an einen gemeinsamen Hochspannungsanschluss angeschlossen sind und dass die Gasentladungen dementsprechend nicht zwischen den beiden Gruppen von Elektrodenkörpern, sondern gegenüber einem in dem Behandlungsraum eingebrachten Körper hervorgerufen werden.
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Die bogenförmigen Bereiche der Elektrodenkörper jeder Gruppe können in zueinander parallelen Ebenen verlaufen. Hiermit wird eine gleichmäßige und dichte Verteilung der Elektrodenkörper und der damit hervorgerufenen Gasentladungen bewirkt. Die Elektrodenkörper können sich dabei sowohl innerhalb einer Gruppe oder auch über die beiden Gruppen hinweg berühren, ohne dass dies der Funktion der Elektrodenanordnung einen Abbruch tut, weil an allen Elektrodenkörpern dieselbe Wechselhochspannung anliegt.
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Zumindest in ihren bogenförmigen Bereichen, d. h. auch insgesamt, können die Elektrodenkörper gegen Rückstellkräfte verformbar sein. So kann ein zu behandelnder Körper, wenn er in den Behandlungsraum eingebracht wird, die den Behandlungsraum begrenzenden Elektrodenkörper so weit auseinanderschieben, dass er in den Behandlungsraum passt. Die Elektrodenkörper befinden sich damit in der unmittelbaren Nähe der Oberfläche des zu behandelnden Körpers.
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Die Verformbarkeit der Elektrodenkörper kann gegen elastische Kräfte und/oder Gravitationskräfte gegeben sein, so dass sich die Elektrodenkörper selbsttätig zurückverformen, wenn beispielsweise der behandelte Körper wieder aus dem Behandlungsraum entfernt wird.
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Die Elektrodenkörper können in einem den Behandlungsraum teilweise umschließenden Gehäuse angeordnet sein. Durch eine verbleibende Öffnung des Gehäuses kann der jeweils zu behandelnde Körper in den Behandlungsraum eingebracht werden. Das Gehäuse, in dem die Elektrodenkörper angeordnet sind, kann aus Sicherheitsgründen geerdet sein.
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Eine erfindungsgemäße Plasmabehandlungsvorrichtung mit einem Wechselhochspannungsgenerator, der an einem Ausgang eine Wechselhochspannung gegenüber Erde erzeugt, weist eine an den Ausgang des Wechselhochspannungsgenerators angeschlossene erfindungsgemäße Elektrodenanordnung auf.
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Der Wechselhochspannungsgenerator kann Wechselhochspannungen zwischen etwa 5 kV und 50 kV, insbesondere zwischen 5 kV und 30 kV erzeugen.
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In diesen und anderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Wechselhochspannungsgenerator die Wechselhochspannung mit einer Frequenz zwischen etwa 100 kHz und etwa 3 MHz oder zwischen 150 kHz und etwa 1 MHz oder zwischen 200 kHz und 600 kHz erzeugen. Durch diese Frequenzen der Wechselhochspannung wird eine erhöhte Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet, da auf Grund des Skineffektes bei einer versehentlichen Berührung von Teilen der Vorrichtung, an denen diese Wechselhochspannung anliegt, der resultierende elektrische Strom lediglich die Oberfläche des Körpers der berührenden Person entlang fließt und nicht tief in darunter liegendes Gewebe eindringt. Eine Gefährdung des Benutzers der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann so ausgeschlossen werden.
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Zusätzlich kann die Wechselhochspannung getaktet werden, um den thermischen Eintrag in das zu behandelnde Objekt und auch in den Körper einer mit der Wechselhochspannung in Berührung kommenden Person zu begrenzen. Dabei ist unter einer Taktung der Wechselhochspannung eine Unterbrechung der Wechselhochspannung nach jeweils einer Gruppe von Hochspannungspulsen wechselnder Polarität zu verstehen. Eine solche Gruppe kann z. B. einige bis einige zehn Hochspannungspulse wechselnder Polarität umfassen. Durch die Taktung der Wechselhochspannung kann trotz der Frequenz der Wechselhochspannung größer 100 kHz eine mittlere Pulswiederholungsfrequenz der Hochspannungspulse insbesondere in dem Bereich von 3 kHz bis 50 kHz eingestellt werden.
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Bei Taktung der Wechselhochspannung kann durch Variation der Anzahl der Hochspannungspulse in jeder Gruppe und/oder einer Gruppenfolgefrequenz, mit der die einzelnen Gruppen der Hochspannungspulse aufeinander folgen, eine elektrische Leistung der durch die Wechselhochspannung hervorgerufenen Gasentladung auf einen gewünschten Wert, insbesondere einen gewünschten Wert pro Flächeneinheit der Oberfläche des behandelten Objekts, eingestellt werden. Diese Flächenleistungsdichte kann zwischen 0,1 bis 10 W/cm2 liegen.
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Die Gesamtausgangsleistung des Wechselhochspannungsgenerator kann in einem typischen Bereich von 5 W bis 500 W liegen.
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Die Gruppenfolgefrequenz der Gruppen der Hochspannungspulse kann in einem Bereich jenseits der vom Menschen hörbaren Frequenzen liegen, d. h. mindestens 16 kHz betragen, so dass der Betrieb der Vorrichtung keine Geräusche mit der Wiederholungsfrequenz verursacht. Die Gruppenfolgefrequenz kann auch deutlich höher als die Grenze des hörbaren Bereichs liegen, d. h. mindestens 20 kHz oder mindestens 30 kHz betragen, so dass mit ihr keinerlei vom Menschen wahrnehmbare Schwingungsanregungen verbunden sind.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Die in den Patentansprüchen angeführten Elemente können durch andere Elemente ergänzt werden oder die einzigen Elemente sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
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Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
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1 zeigt eine als Handgerät ausgebildete erfindungsgemäße Plasmabehandlungsvorrichtung mit zwei Elektrodenkörpern.
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2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Plasmabehandlungsvorrichtung mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten bogenförmigen Elektrodenkörpern.
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3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmabehandlungsvorrichtung mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten schlaufenförmigen Elektrodenkörpern; und
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4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasmabehandlungsvorrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden Gruppen von bogenförmigen Elektrodenkörpern.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Die in 1 dargestellte Plasmabehandlungsvorrichtung 1 umfasst eine Elektrodenanordnung 18 mit zwei bogenförmigen Elektrodenkörpern 2, die jeweils in einem Sockel 3 aus elektrisch isolierendem Material beginnen und enden und sich dabei in zwei parallel zueinander verlaufenden Ebenen zunächst geradlinig weg von dem Sockel 3, dann über einen 180° Bogen und zuletzt geradlinig zurück zu dem Sockel 3 erstrecken. Der Querschnitt der beiden jeweils mit einem Dielektrikum 4 ummantelten Elektrodenkörper 2 ist hier kreisrund. Ein Krümmungsradius 20, mit dem die Elektrodenkörper 2 ihre Richtung in ihren bogenförmigen Bereichen 10 ändern, ist hier etwa fünfmal so groß wie ihr kleinster Oberflächenkrümmungsradius 21 aufgrund ihres kreisrunden Querschnitts. Diesen minimalen Oberflächenkrümmungsradius 21 weisen die Elektrodenkörper 2 über ihre gesamten Erstreckungen von und bis zu dem Sockel 3 auf. Elektrisch sind die Elektrodenkörper 2 in einem geschlossenen Gehäuse 5 eines Handgeräts über einen Hochspannungsanschluss 19 gemeinsam an einen Ausgang 6 eines Wechselhochspannungsgenerators 7 angeschlossen, der aus einem Akkumulator 8 mit Energie versorgt wird. Der Wechselhochspannungsgenerator 7 erzeugt eine an dem Ausgang 6 anliegende Wechselhochspannung gegenüber seiner elektrischen Masse. Wenn ein Objekt, das elektrisch geerdet ist oder eine ausreichende elektrische Kapazität aufweist, in einen Behandlungsraum 9 zwischen den beiden Elektrodenkörpern 2 eingebracht wird, werden durch die an den Elektrodenkörper 2 anliegende Wechselhochspannung Gasentladungen gegenüber der Oberfläche des Körpers hervorgerufen, die zu einer Oberflächenbehandlung des Körpers mit einem physikalischen Plasma führen, das infolge der Gasentladungen entsteht. Die Gasentladungen verteilen sich über die gesamte Länge der Elektrodenkörper 2 außerhalb des Sockels 3, weil diese über ihre gesamte Länge hinweg ihren kleinsten Oberflächenkrümmungsradius 21 aufweisen, der das maximale elektrische Feld gegenüber dem zu behandelnden Körper bestimmt.
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Bei der Ausführungsform der Plasmabehandlungsvorrichtung 1 gemäß 2 ist eine Vielzahl, d. h. sind mehr als zwei Elektrodenkörper 2 in parallel zueinander verlaufenden Ebenen nebeneinander angeordnet, wobei sie jeweils in demselben Sockel 3 beginnen und enden und über denselben Hochspannungsanschluss 19 an denselben Ausgang 6 des Wechselhochspannungsgenerators 7 angeschlossen sind. Hier erstreckt sich der Behandlungsraum 9 zwischen den Elektrodenkörpern 2 und bis vor deren bogenförmige Bereiche 10. Illustriert sind zwei Körper 11, deren Oberflächen 12 in ihren den Elektrodenkörpern 2 gegenüberliegenden Bereichen infolge von sich dort ausbildenden Gasentladungen 13 mit einem physikalischen Plasma behandelt werden.
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3 zeigt eine Abwandlung der Plasmabehandlungsvorrichtung 1 gemäß 2. Hier sind die Elektrodenkörper 2 jeweils schleifen- oder schlaufenförmig, wobei sie vollständig aus ihren bogenförmigen Bereichen 10 bestehen und über diese mit konstantem Krümmungsradius 20 ihre Richtungen über 360° ändern. Auch hier erstreckt sich der Behandlungsraum 9 vor den Elektrodenkörpern 2 und zwischen die Elektrodenkörper 2.
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Die in 4 dargestellte Plasmabehandlungsvorrichtung 1 weist zwei Gruppen 14 und 15 von Elektrodenkörpern 2 auf, die jeweils endseitig in einem Sockel 3 gelagert sind. Die Elektrodenkörper 2 der beiden Gruppen 14 und 15 liegen sich mit ihren bogenförmigen Bereichen 10 gegenüber, wobei die Elektrodenkörper 2 der beiden Gruppen, wie in 4 dargestellt, auch aneinander liegen können oder sogar ineinander eingreifen können. Der Behandlungsraum der Plasmabehandlungsvorrichtung 1 zwischen den Elektrodenkörpern 2 nimmt auch größere Körper für eine Oberflächenbehandlung auf, indem die Elektrodenkörper 2 einschließlich ihrer Ummantelung mit dem Dielektrikum 4 gegen Rückstellkräfte verformbar ausgebildet sind. So kann beispielsweise eine zu desinfizierende Hand in ein teilweise geöffnetes Gehäuse 16, in dem die beiden Gruppe 14 und 15 der Elektrodenkörper 2 angeordnet sind, durch eine seitliche Öffnung 17 hineingeschoben werden. Dauerhaft oder infolge des Hineinschiebens des Körpers in das Gehäuse 16 wird über die Hochspannungsanschlüsse 19 eine Wechselhochspannung angelegt, und zwar dieselbe an alle Elektrodenkörper 2, so dass eine resultierende Gasentladung nicht zwischen den Elektrodenkörpern 2, sondern zwischen der Oberfläche des zu behandelnden Körpers und den gegenüberliegenden oder anliegenden Elektrodenkörpern 2 hervorgerufen wird. Die Darstellung in 4 ist daher nicht so zu verstehen, dass zwei Wechselhochspannungsgeneratoren 7 unabhängige Wechselhochspannungen gegenüber Erde an Ihren Ausgängen 6 erzeugen. Die dichte Verteilung der an dem jeweiligen Körper angrenzenden Elektrodenkörper 2 und die über die Längserstreckungen der linienförmigen Elektrodenkörper 2 gleichbleibenden kleinsten Oberflächenkrümmungsradien der Elektrodenkörper 2 sorgen für eine großflächige Verteilung der sich zwischen dem jeweiligen Körper und den Elektrodenkörpern 2 ausbildenden Entladungsstrecken. So erfolgt eine schnelle vollflächige Oberflächenbehandlung des Körpers 2 mit dem durch die Gasentladung generierten physikalischen Plasma.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Plasmabehandlungsvorrichtung
- 2
- Elektrodenkörper
- 3
- Sockel
- 4
- Dielektrikum
- 5
- Gehäuse
- 6
- Ausgang
- 7
- Wechselhochspannungsgenerator
- 8
- Akkumulator
- 9
- Behandlungsraum
- 10
- bogenförmiger Bereich
- 11
- Körper
- 12
- Oberfläche
- 13
- Gasentladung
- 14
- Gruppe
- 15
- Gruppe
- 16
- Gehäuse
- 17
- Öffnung
- 18
- Elektrodenanordnung
- 19
- Hochspannungsanschluss
- 20
- Krümmungsradius
- 21
- Oberflächenkrümmungsradius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011050631 A1 [0004, 0004]
- DE 102009060627 A1 [0006, 0007]
- DE 102007030915 A1 [0007]
