DE10255036B3

DE10255036B3 - Luftionisationsgerät

Info

Publication number: DE10255036B3
Application number: DE2002155036
Authority: DE
Inventors: Daniel Jehle
Original assignee: Haug GmbH and Co KG
Current assignee: Haug GmbH and Co KG
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-11-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Luftionisationsgerät mit einer Spitzenelektrodenanordnung, die an einer Stirnseite eines Isolierkörpers gehalten und über elektrische Kopplungselemente mit einer elektrischen Versorgungsleitung verbunden ist. Um das Luftionisationsgerät derart weiterzubilden, daß die Gefahr einer Beschädigung aufgrund einer Sterilisation in einem Autoklaven vermindert wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Luftionisationsgerät ein aus Edelstahl gefertigtes Gehäuse umfaßt, das die elektrische Versorgungsleitung, die elektrischen Kopplungselemente sowie den Isolierkörper mit Ausnahme von dessen Stirnseite dampfdicht umschließt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftionisationsgerät mit einer Spitzenelektrodenanordnung, die an einer Stirnseite eines Isolierkörpers gehalten ist und über elektrische Kopplungselemente mit einer elektrischen Versorgungsleitung verbunden ist.

Mittels derartiger Luftionisationsgeräte können elektrostatische Aufladungen von dielektrischen Gegenständen, beispielsweise von Flachmaterial, insbesondere Folien, beseitigt werden, und mit ihrer Hilfe können auch unipolare elektrische Ladungen auf einen aufzuladenden Gegenstand aufgebracht werden. Luftionisationsgeräte dieser Art sind aus der DE 195 20 260 A1 und der DE 197 10 984 C1 bekannt.

Aus der DE 40 16 997 C1 ist ein stabförmiges Luftionisationsgerät bekannt, bei dem der Isolierkörper eine Aufnahmerinne ausbildet, die die elektrische Versorgungsleitung und die elektrischen Kopplungselemente aufnimmt und die von einer Kunststoffhülle umgeben ist. Die Kopplungselemente sind als schraubenförmig gewundene Drahtwendeln ausgestaltet, die auf die Versorgungsleitung aufgeschoben werden. Jeweils ein Ende der Drahtwendeln ist senkrecht zur Längsachse des Luftionsationsgerätes abgebogen und bildet eine Spitzenelektrode. Nach dem Einlegen des die Drahtwendeln tragenden Versorgungskabels in die Aufnahmerinne des Isolierkörpers wird dieser mit einem elektrisch isolierenden Gießharz ausgefüllt, und der Isolierkörper wird anschließend in die Kunststoffhülle eingeschoben.

Mittels der Spitzenelektrodenanordnung kann eine Koronaentladung mit positiven und negativen elektrischen Ladungsträgern erzeugt werden. Diese Ladungsträger können – üblicherweise mittels einer Luftströmung – auf den zu entladenden oder aufzuladenden Gegenstand gerichtet werden, beispielsweise auf Kunststoffolien.

Derartige Luftionisationsgeräte kommen unter anderem bei Verpackungsanlagen und Abfüllanlagen zum Einsatz. Ist ein derartiger Einsatz bei pharmazeutischen Betrieben oder bei der Herstellung von Lebensmitteln vorgesehen, so ist es in vielen Fällen erforderlich, die Luftionisationsgeräte zu sterilisieren. Hierbei werden sie üblicherweise in einen Autoklav eingebracht, in dem sie in einer Dampfatmosphäre auf eine Temperatur von etwa 120°C erhitzt werden.

Die Sterilisation im Autoklaven hat eine starke thermische und mechanische Belastung des Luftionisationsgerätes zur Folge, so daß häufig bereits nach wenigen Sterilisationsbehandlungen im Autoklaven die Funktionsfähigkeit des Luftionisationsgerätes beeinträchtigt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Luftionisationsgerät der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Gefahr einer Beeinträchtigung aufgrund einer Sterilisationsbehandlung im Autoklaven vermindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Luftionisationsgerät der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Luftionisationsgerät ein aus Edelstahl gefertiges Gehäuse umfaßt, das die elektrische Versorgungsleitung, die elektrischen Kopplungselemente sowie den Isolierkörper mit Ausnahme von dessen Stirnseite dampfdicht umschließt.

Es hat sich gezeigt, daß das Luftionisationsgerät durch den Einsatz eines Edelstahlgehäuses, welches mit Ausnahme der Stirnseite des Isolierkörpers und der daran gehaltenen Spitzenelektrodenanordnung sämtliche Teile des Luftionisationsgerätes dampfdicht umschließt, die Gefahr einer Funktionsbeeinträchtigung aufgrund einer Sterilisation im Autoklaven ganz erheblich vermindert werden kann. Das dampfdichte Umschließen mittels des Edelstahlgehäuses stellt sicher, daß während der Sterilisationsbehandlung keine Feuchtigkeit in den Bereich der elektrischen Kopplungselemente und der elektrischen Versorgungsleitung eindringen kann. Krankheitserreger und Schmutzteilchen können somit während der Sterilisationsbehandlung zuverlässig beseitigt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß sie in Spalte oder sonstige Öffnungen des Luftioni sationsgerätes eindringen können. Das Gehäuse kann beispielsweise rinnen- oder U-förmig ausgestaltet sein.

Vorzugsweise bildet das aus Edelstahl gefertigte Gehäuse eine der Spitzenelektrodenanordnung zugeordnete Gegenelektrode, so daß sich die Koronaentladung zwischen den Spitzenelektroden und dem Gehäuse erstreckt. Alternativ kann allerdings vorgesehen sein, daß die Spitzenelektrodenanordnung mehrere Spitzenelektroden aufweist und sich die Koronaentladung zwischen den verschiedenen Spitzenelektroden ausbildet. In einem derartigen Fall kann eine zusätzliche Gegenelektrode entfallen.

Von Vorteil ist es, wenn zwischen dem der Stirnseite des Isolierkörpers zugewandten Endbereich des Gehäuses und dem Isolierkörper eine Dichtmasse angeordnet ist. Mittels der Dichtmasse kann auf konstruktiv einfache Weise sichergestellt werden, daß das Edelstahlgehäuse die elektrischen Kopplungselemente sowie die elektrische Versorgungsleitung und den Isolierkörper mit Ausnahme von dessen Stirnseite dampfdicht umschließt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß sich die Dichtmasse entlang der Außenseite des vom Gehäuse überdeckten Bereichs des Isolierkörpers erstreckt. Dadurch kann das Luftionisationsgerät besonders zuverlässig vor dem Eindringen von Dampf während der Sterilisationsbehandlung im Autoklaven geschützt werden.

Als günstig hat es sich erwiesen, wenn der Isolierkörper stirnseitig zwei über das Gehäuse überstehende Schenkel aufweist, die zwischen sich eine die Spitzenelektrodenanordnung aufnehmende Nut ausbilden, wobei sich zwischen den der Nut abgewandten Außenseiten der Schenkel und dem Gehäuse eine Dichtmasse erstreckt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Isolierkörper zwei der Stirnseite abgewandte Flügel, die zwischen sich die Versorgungsleitung sowie die elektrischen Kopplungselemente aufnehmen, wobei das Gehäuse die Flügel überdeckt und zwischen den Flügeln und dem Gehäuse eine Dichtmasse angeordnet ist. Die beiden Flügel des Isolierkörpers bilden zwischen sich eine Aufnahme aus, in der die elektrischen Funktionsteile des Luftionisationsgerätes mit Ausnahme der Spitzenelektrodenanordnung positioniert werden können. Anschließend kann der Zwischenraum zwischen den beiden Flügeln des Isolierkörpers mit einer dielektrischen Vergußmasse vergossen werden, so daß sich eine besonders stabile Ausgestaltung des Luftionisationsgerätes ergibt. Um einem derart ausgestalteten Luftionisationsgerät eine besonders zuverlässige Beständigkeit im Hinblick auf Sterilisationsvorgänge im Autoklaven zu verleihen, kann dann auf der Außenseite des Isolierkörpers im Bereich von dessen Flügeln eine Dichtmasse aufgebracht und dieser Bereich vom Edelstahlgehäuse umschlossen werden.

Vorzugsweise ist die Dichtmasse von einer dielektrischen Vergußmasse gebildet, die zwischen das Gehäuse und den Isolierkörper eingespritzt ist.

Die Dichtmasse kann beispielsweise aus einem Polyurethanmaterial bestehen, während für den Isolierkörper vorzugsweise ein PEEK-Material (Polyetheretherketon) zum Einsatz kommt.

Eine besonders hohe Beständigkeit gegenüber Sterilisationsbehandlungen im Autoklaven kann dadurch erzielt werden, daß das Luftionisationsgerät zumindest eine Endkappe umfaßt, die einen Endbereich des Isolierkörpers und vorzugsweise auch des Gehäuses dampfdicht umschließt. Günstig ist es, wenn der Isolierkörper stabförmig ausgebildet ist und beide Enden des Isolierkörpers jeweils von einer vorzugsweise aus Edelstahl gefertigten Endkappe dampfdicht umschlossen sind.

Hierbei ist es günstig, wenn zwischen der Endkappe einerseits und dem Isolierkörper sowie dem Gehäuse andererseits eine Dichtmasse, vorzugsweise ein Polyurethanmaterial, angeordnet ist.

Zur Erzielung einer Koronaentladung ist es erforderlich, die Spitzenelektrodenanordnung über die elektrischen Kopplungselemente und die elektrische Versorgungsleitung an eine Hochspannung anzuschließen. Hierbei ist es im Hinblick auf eine möglichst gute Beständigkeit gegenüber Sterilisationsbehandlungen im Autoklaven günstig, wenn das Luftionisationsgerät eine an die Hochspannungsquelle anschließbare elektrische Anschlußleitung aufweist, die über ein elektrisches Verbindungselement dampfdicht mit der Versorgungsleitung verbindbar ist, wobei die Anschlußleitung von einem dampfdicht mit dem Verbindungselement verbundenen Schutzschlauch umgeben ist. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, daß nicht nur der Bereich des Isolierkörpers dampfdicht abgeschlossen ist, sondern auch das elektrische Verbindungselement und insbesondere auch die elektrische Anschlußleitung. Um Beeinträchtigungen der Anschlußleitung zu vermeiden, kommt erfindungsgemäß ein Schutzschlauch zum Einsatz, der die Anschlußleitung umgibt und der dampfdicht mit dem Verbindungselement verbunden ist.

Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn der Schutzschlauch eine Gewebeverstärkung aufweist und aus Silikon hergestellt ist.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
1: eine teilweise aufgetrennte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Luftionisationsgerätes;
2: eine teilweise aufgetrennte Draufsicht auf das erfindungsgemäße Luftionisationsgerät und
3: eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in 2.
In der Zeichnung ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegtes Luftionisationsgerät dargestellt. Dieses bildet eine Vorrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Aufladungen von Gegenständen und kommt insbesondere bei Verpackungs- und Abfüllanlagen in pharmazeutischen Betrieben zum Einsatz.
Das Luftionisationsgerät 10 umfaßt einen Isolierkörper 12, der auf seiner Stirnseite zwei nach außen gerichtete Schenkel 13, 14 aufweist, die zwischen sich eine Nut 16 ausbilden und über einen Steg 18 einstöckig miteinander verbunden sind. Endseitig schließt sich an den Steg 18 jeweils ein kreisbogenförmig ausgestalteter Flügel 20 bzw. 21 an, der in die den Schenkeln 13 und 14 abgewandte Richtung ausgerichtet ist. Der Isolierkörper weist somit mit Aus nahme der beiden Schenkel 13 und 14 eine ungefähr C-förmige Ausgestaltung auf. Es ist aus einem PEEK-Material gefertigt.
Das Luftionisationsgerät 10 umfaßt außerdem eine Spitzenelektrodenanordnung 24, die in der Nut 16 des Isolierkörpers 12 positioniert ist und eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Spitzenelektroden 26 umfaßt. Letztere werden jeweils von einem Federende einer Schraubenfeder 28 ausgebildet, die auf der der Nut 16 abgewandten Rückseite des Steges 18 angeordnet ist, wobei das eine Spitzenelektrode 26 ausbildende Federende den Steg 18 durchgreift und in die Nut 16 eintaucht. Die Schraubenfeder 28 bildet in Kombination mit zwei in Längsrichtung an ihr anliegenden Schraubenfedern 29 und 30 ein elektrisches Kopplungselement 31. Die Schraubenfedern 28, 29 und 30 umgeben eine im Bereich zwischen den beiden Flügeln 20, 21 und dem Steg 18 des Isolierkörpers 12 schleifenförmig angeordnete Versorgungsleitung 32, die in eine dielektrische Vergußmasse 34, nämlich ein Polyurethanmaterial, eingebettet ist. Ein Ende der elektrischen Versorgungsleitung 32 ist an ein elektrisches Kontaktelement 36 angeschlossen, während ein freies Ende 38 der elektrischen Versorgungsleitung 32 vollständig von der dielektrischen Vergußmasse 34 umgeben ist.
Das Luftionisationsgerät 10 weist ein rinnenförmiges Gehäuse 40 auf, das aus Edelstahl gefertigt ist und mit Ausnahme der beiden Schenkel 13 und 14 und der Nut 16 den Isolierkörper 12 sowie die elektrischen Kopplungselemente 31 und die elektrische Versorgungsleitung 32 in Umfangsrichtung vollständig umgibt. Die dielektrische Vergußmasse 34, in die die elektrischen Kopplungselemente 31 und die elektrische Versorgungsleitung 32 eingebettet sind, bildet im Bereich zwischen den freien Enden der Flügel 20 und 21 eine in Richtung des Steges 18 konkav gewölbte Grenzfläche 42, so daß sich zwischen der dielektrischen Vergußmasse 34 und dem rinnenförmigen Gehäuse 40 ein Freiraum 44 ausbildet. In diesen Freiraum 44 ist eine weitere dielektrische Vergußmasse in Form einer Dichtmasse 46 eingespritzt, die sich ausgehend vom Freiraum 44 zwischen den Flügeln 20 und 21 des Isolierkörpers 12 und dem Gehäuse 40 bis an die der Nut 16 abgewandten Außenseiten 48 bzw. 49 der Schenkel 13 und 14 erstreckt, wobei die Dichtmasse 46 im Bereich zwischen den Flügeln 20, 21 und dem Gehäuse 40 einen in 3 vergrößert dargestellten Dichtfilm 51 bzw. 52 ausbildet, während die an den Außenseiten 48 und 49 anliegenden Endbereiche der Dichtmasse 46 jeweils in Form eines massiven Dichtstreifens 54 bzw. 55 ausgestaltet sind.
Im Bereich des elektrischen Kontaktelementes 36 sind das Gehäuse 40 sowie der Isolierkörper 12 von einer ersten Endkappe 58 umgeben, wobei zwischen die erste Endkappe 58 und das Gehäuse 40 sowie im Bereich von dessen Stirnseite zwischen den Isolierkörper 12 und die Endkappe 58 eine Dichtmasse 59 eingebracht ist, so daß die Endkappe 58 einen dampfdichten Abschluß ausbildet.
An seinem der ersten Endkappe 58 abgewandten freien Ende weist das Luftionisationsgerät 10 eine zweite Endkappe 61 auf, die ebenfalls einen dampfdichten Abschluß ausbildet und hierzu den Endbereich des Isolierkörpers 12 sowie des Gehäuses 40 in Umfangsrichtung umgibt, wobei zwischen der zweiten Endkappe 61 und dem Isolierkörper 12 sowie dem Gehäuse 40 eine Dichtmasse 62 angeordnet ist.
Die erste Endkappe 58 bildet im Bereich ihres freien Endes eine elektrische Steckbuchse 64, die außenseitig einen Sechskant 65 aufweist und an die ein elektrischer Stecker 67 angeschlossen ist, der außenseitig einen Sechskant 68 trägt. Die Steckbuchse 64 und der Stecker 67 bilden in Kombination ein dampfdicht verschraubbares elektrisches Verbindungselement 70, mit dessen Hilfe eine elektrische Verbindung hergestellt werden kann zwischen dem elektrischen Kontaktelement 36 und einer elektrischen Anschlußleitung 72, die in üblicher Weise an eine elektrische Hochspannungsquelle angeschlossen werden kann.
Die Anschlußleitung 72 ist von einem Schutzschlauch 74 umgeben, der aus einem Silikonmaterial hergestellt ist und eine Gewebeverstärkung 75 aufweist. Der Schutzschlauch 74 stellt eine dampfdichte Hülle für die Anschlußleitung 72 dar und ist dampfdicht am elektrischen Verbindungselement 70 gehalten. Das Verbindungselement 74 ist dampfdicht ausgestaltet. Dadurch wird sichergestellt, daß bei Einbringen des Luftionisationsgerätes 10 einschließlich der Anschlußleitung 72 in einen Autoklaven und einer anschließenden Sterilisationsbehandlung weder Feuchtigkeit noch Krankheitskeime oder Schmutz in das Luftionisationsgerät 10 oder die Anschlußleitung 72 eindringen können. Der Einsatz der Dichtmassen 46, 59 und 62 stellt in Kombination mit dem Einsatz eines Edelstahlmaterials zur Fertigung des Gehäuses 40 sowie des Einsatzes des gewebeverstärkten Schutzschlauches 74 aus Silikonmaterial sicher, daß das Luftionisationsgerät 10 auch nach einer Vielzahl von Sterilisationsbehandlungen in einem Autoklaven keine Funktionsbeeinträchtigungen aufweist.

Claims

Luftionisationsgerät mit einer Spitzenelektrodenanordnung, die an einer Stirnseite eines Isolierkörpers gehalten ist und über elektrische Kopplungselemente mit einer elektrischen Versorgungsleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftionisationsgerät (10) ein aus Edelstahl gefertiges Gehäuse (40) umfaßt, das die elektrische Versorgungsleitung (32), die elektrischen Kopplungselemente (31) sowie den Isolierkörper (12) mit Ausnahme von dessen Stirnseite dampfdicht umschließt.
Luftionisationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) eine der Spitzenelektrodenanordnung (24) zugeordnete Gegenelektrode ausbildet.
Luftionisationsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem der Stirnseite des Isolierkörpers (12) zugewandten Endbereich des Gehäuses (40) und dem Isolierkörper (12) eine Dichtmasse (54, 55) angeordnet ist.
Luftionisationsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Dichtmasse (51, 52) entlang der Außenseite des vom Gehäuse (40) überdeckten Bereichs des Isolierkörpers (12) erstreckt.
Luftionisationsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (12) stirnseitig zwei über das Ge häuse (40) überstehende Schenkel (13, 14) aufweist, die zwischen sich eine die Spitzelektrodenanordnung (24) aufnehmende Nut (16) ausbilden, wobei sich zwischen den der Nut (16) abgewandten Außenseiten (48, 49) der Schenkel (13, 14) und dem Gehäuse (40) eine Dichtmasse (51, 52) erstreckt.
Luftionisationsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (12) zwei der Stirnseite abgewandte Flügel (20, 21) aufweist, die zwischen sich die Versorgungsleitung (32) sowie die elektrischen Kopplungselemente (31) aufnehmen, und daß das Gehäuse (40) die Flügel (20, 21) überdeckt und zwischen den Flügeln (20, 21) und dem Gehäuse (40) eine Dichtmasse (51, 52) angeordnet ist.
Luftionisationsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse von einer dielektrischen Vergußmasse (46) gebildet ist, die zwischen das Gehäuse (40) und den Isolierkörper (12) eingespritzt ist.
Luftionisationsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse (46) ein Polyurethanmaterial ist.
Luftionisationsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftionisationsgerät zumindest eine Endkappe (58, 61) umfaßt, die einen Endbereich des Isolierkörpers (12) und des Gehäuses (40) dampfdicht umschließt.
Luftionisationsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Endkappe (58, 61) einerseits und dem Isolierkörper (12) sowie dem Gehäuse (40) andererseits eine Dichtmasse (59, 62) angeordnet ist.
Luftionisationsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftionisationsgerät (10) eine an eine Hochspannungsquelle anschließbare elektrische Anschlußleitung (72) aufweist, die über ein elektrisches Verbindungselement (70) dampfdicht mit der Versorgungsleitung (32) verbindbar ist, wobei die Anschlußleitung (72) von einem dampfdicht mit dem Verbindungselement (70) verbundenen Schutzschlauch (74) umgeben ist.
Luftionisationsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschlauch (74) eine Gewebeverstärkung (75) aufweist und aus Silikon hergestellt ist.