DE1779023A1

DE1779023A1 - Elektrisch arbeitendes Behandlungssystem zum Vorbereiten von Folien-Oberflaechen fuer ein Bedrucken,Kaschieren,Kleben od.dgl.

Info

Publication number: DE1779023A1
Application number: DE19681779023
Authority: DE
Inventors: Klaus Kalwar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-06-28
Filing date: 1968-06-28
Publication date: 1972-02-17
Also published as: BE735294A; DK124525B; CH490179A; SE366876B; DE1779023B2; DK124663B; FR2011781A1; GB1222924A; BR6910249D0; SE372854B; NL6909423A; DE1779023C3

Description

Patentanwälte

Dr. O. Loeseribedc

DipWng. Stracke 1 779023

Dipl.-Ing. Loesenbeck

48 Bielefeld, Keiiorder Sifaije 17

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ICLaus Kaiwar, ²I-SOI Künsebeek JSx, 39 / Westf.

Elektrisch arbeitendes Behandlungssystem zum Vorbereiten von Folienoberfläenen für ein Bedrucken, Kaschieren, Kleben od.dgl.

Die Erfindung betrifft ein elektrisch arbeitendes Behandlungssystem, das einen Hochspannungsgenerator und mindestens eine Behandlungswalze aufweist zum Vorbereiten von Folienoberflächen für ein Bedrucken, Kaschieren, Kleben od.dgl. Als Folien kommen z.B. Kunststoff, Papier, Metall oder auch Folien aus anderen Materialien infrage.

Bei den bekannten elektrisch arbeitenden Behandlungssystemen bilden Generator, Iransformator und das eigentliche Behandlungsgerät getrennte Baueinheiten.

Der Erfindung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, eine raumsparende Konstruktion zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem ortsfesten, zylindrischen Kern der Behandlungswalze der Hochspannungsgenerator angeordnet ist, auf welchem Kern über Wälzlager ein

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Isolierrohr drehbar gelagert ist, das als Zwischenschicht eine mit den Wälzlagern in Verbindung stehende Metallfolie aufweist, welche Wälzlager über eine Leitung an Hochspannung liegen.

Da bei dieser Konstruktion die Übertragung der Hochspannung durch die Wälzlager- vorgenommen ,wird, entfallen Schleifringe. Die ortsfeste Anordnung des. zylindrischen Kerns der Behandlungswalze, der"als Metall- oder Kunststoffrohr ausgebildet sein kann, kommt dem Einbau des Gerätes in bestehenden Maschinenanlagen entgegen.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, den Hochspannungsgenerator so zu gestalten, das er gegen eine elektrische Beschädigung,-: insbesondere gegen Durchschläge durch Hochspannungen, geschützt ist.

Es ist bekannt, mit zwei Komponenten-Gießharzen zu arbeiten, die aushärten. Es tritt hierbei jedoch das Problem auf, dass diese Harze eine zu geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen und elektrische Bauteile, die stark belastet sind, Beschädigungen durch örtliche Erwärmungen erfahren. Dies gilt insbesondere für seolche Bauteilsysteme, die mit höheren Frequenzen arbeiten; denn mit ansteigenden Frequenzen steigen auch die dielektrischen Verluste, die sich in Wärme umsetzen.

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Eine weitere Schwierigkeit "besteht" darin, die Harze blasenfrei, d.h., frei von lufteinschlussen, zu erstellen. Befinden sich nur die geringsten I<ufteinschlösse innerha.il> der ausgehärteten Masse, so "besteht die Gefahr, daß "bei !unktionen der elektrischen Bauteile mit höheren Frequenzen sich in diesen Lufteinschlüssen infolge der Wechselfelder elektrische Entladungen freimachen, die nach geraumer Zeit zu Verkohlungen und damit späteren elektrischen Durchschlagen führen.

Erfindungsgemäß wird diesen Schwierigkeiten dadurch "begegnet, daß der Hochspannungsgenerator in einem mit Isolierflüssigkeit, die den Generator umspült, gefüllten, doppelwandigen Behälter angeordnet ist, "bei dem die innere Wand durch eine Schutzhülle und die Außenwand durch ein stark dehnbares Material, z.B. Silikon-Kautschuk, gebildet ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungs-form der Erfindung besitzt die Schutzhülle zur Druckentlastung einen geschwächten Bereich.

Diese Bauform ist nicht nur bei Hochspannungsgeneratoren verwendbar, sondern allgemein bei elektrischen Bauteilen.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, die Gegenelektroden so auszubilden, daß bei der Benutzung einer VaIte ähnliche gute Ergebnisse wie bei einer Mess erg egenelektro de erzielt werden und die Möglichkeit besteht, bei der Verwendung von Messerelektroden diese auf die jeweilige gewünschte Arbeitsbreite während des Betriebes einzustellen.

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Sofern man eine Walze als Gegenelektrode benutzt, erzielt man gute Ergebnisse, wenn man die Oberfläche dieser Walze mit Erhöhungen ausrüstet.

Die Einstellbarkeit der Behandlungsbreite wird erfindungsgemäß bei der Verwendung von Messerelektroden dadurch erzielt, daß ein Messerelektrodensystem benutzt wird, in welchem die Messerelektroden, zueinander abgestufte unterschiedliche längen besitzen. Über eine Yerstelleinrichtung wird die jeweilige gewünschte Messerelektrode in den erforderlichen Wirkabstand zur-Behandlungswalze gebracht.

Weitere Kennzeichen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung vorteilhafter, beispielsweiser Ausführungsformen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Behandlungssystem mit einer Behandlungswalze, in der ein Hochspannungsgenerator angeordnet ist,'

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch den Hochspannungsgenerator,

Fig. 3 ein Behandlungssystem, bei dem die Gegenelektrode als Walze ausgebildet ist, im Grundriß,

Fig. 4- einen vertikalen Schnitt durch die Bauform nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Behandlungssys.tem mit einer Messerelektrode, bei dem die Behandlungsbreite einstellbar ist,

Fig. 6 die in Fig. 5 aufgezeigte Konstruktion in Seitenansicht,

Fig. 7 eine weitere Abwandlungsform des elektrischen Behandlungssystems mit einstellbaren Behandlungsbreiten.

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Bei der in der i'ig, 1 aufgezeigten Konstruktion ist in einem ' Rohr A aus Pi et all oder Kunststoff der Hochspannungsgenerator angeordnet. Die elektrische EnergieZuführung erfolgt über die Leitung 10, die durch eine Isolierstoffabdeckscheibe 9 geführt wird, die mit dem .Rohr 1 ortsfest angeordnet ist und einen Ringflansch, aufweist, der das Rohr A überragt.

Das gegenüberliegende Ende des Rohres 1 wird ebenfalls durch eine Isolierstoffabdeckscheibe 9 verschlossen, durch die die Hasseleitung 11 hindurchgeführt xvird.

Die erzeugte Hochspannung höherer frequenz wird über die Leitung 8 an die Wälzlager 2, die sich auf dem feststehenden Rohr befinden, herangeführt. Auf den Wälzlagern ist ein Isolierstoffrohr 3 drehbar gegenüber dem ortsfesten Rohr 1 gelagert, das als Dielektrikum verwandt icLrd. Als Zwischenschicht weist das Isolierstoffrohr 3 eine mit den Wälzlagern in Verbindung stehende Metallfolie 4- auf. An diese v/ird über die Wälzlager die Hochspannung über die Leitung 8 herangeführt;, ilv/ischen dieser Elektrode 4 und der Hasae-Elyictrode, die dem sich drehenden Kunststoffrohr 3 gegenüber angeordnet ist, entsteht ein elektrisches ii'eld, die sogenannte Koronaentladung. Wird nunmehr eine i'olie über das Kmu-ibsboffrohr ~j .■•eso^en, :jo vrLrd diyjü durch das eleiibriöehti ti'eld oberriächenbehandylt: und für die gewünschte V/eit9rv;rax^lboiLun_Lj, z-.B. tür das Drucken oder das Kleben vorbereite t. :

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Da- die Hochspannung in einem völlig gekapselten Isolierstoffrohr anliegt und die Gegenelektrode 5 auf Masse geschaltet ist, können im erhöhten Maße die Bedienungsschutzvorrichtungen eingehalten werden.

Es ist vorteilhaft, den Hochspannungsgenerator 7 in einem doppelwandigen Behälter anzuordnen, wie dies in der D'ig. 2 dargestellt ist.

Die Innenwand des doppelwandigen Behälters wird durch eine Schutzhülle 12 gebildet, die in einem bestimmten Abstand den Hochspannungsgenerator umschließt, so daß zwischen dem Generator und der Schutzhülle 12 Isolierflüssigkeit 13 eingeführt werden kann, die den Generator unmittelbar umspült. Mach dem Einfüllen der Isolierflüssigkeit 13 wird die Einfüllöffnung 14 mit einem Material verschlossen, das wesentlich schwächer ist als das Material der Schutzhülle 12.

Die Außenwand 15 des Behälters wird durch ein stark dehnbares Material, z.B. durch Silikon-Kautschuk, gebildet.

Die elektrische Zuleitung 16 wird innerhalb der Außenwand 15 aufgeteilt, so daß nur die Einzelleitungen 17 in den mit Flüssigkeit angereich^rben Raum les Behälters reichen. Dadurch i/ird es möglich, ε-in j einwandfreie Dichtigkeit im Bereich der Leitungan gegen en^n i¹'!üb sigice Ltsaus tritt au erzielen.

Im BebrLöb d--.:i -Cr -.n-ji:,ι act wLtM. fjfen-i-Jfroi, so dali oicii die Ujolieri'Lütioit;!:.;I'. -uuid^hiien kann. Dies füliL'L zu einer Druokent-

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wicklung innerhalb der Schutzhülle 12. Wird <±er Druck zu groß, so kann er die materialverdünnte Stelle in der Schutzhülle sprengen und auf die dehnbare Außenwand des Behälters wirken. Hierdurch wird der Generator entlastet. Durch die Viskosität der Kühlflüssigkeit findet eine Wärmeabführung durch Konvektion an dem Hochspannungsgenerator statt. Bei-Ausdehnung der Außenwand 15 legt sich die Wandung an das Metallrohr 1 an. Hierdurch findet eine, weitere Wärmeabführung statt.

Im Gegensatz zu den üblichen starren, gießharzvergossenen Konstruktionen ist die erfindungsgemäße Umhüllung des Hochspannungsgenerators dehnbar. In Verbindung mit dem flüssigen Isoliermittel findet eine intensivere Kühlung statt, so daß eine größere Durch-: Schlagsfestigkeit gegeben ist.

Bei dem in den i'ig. 3 und 4 aufgezeigten Behandlungssystem ist der Behandlungswalze 18 als Gegenelektrode eine Walze 19 zugeordnet. Die Behandlungswalze 18 ist mit einem dielektrischen Belag 20 ausgestattet. Die Behandlungswalze ist in Körnerspitzen 21, 22 drehbar gelagert. Die Körnerspitzen sind in einem Gestell 23 festgelegt.

Die Körnerspitze 22 ist in einer Hülse 2$ entgegen dem Druck einer Feder 25 axial verschiebbar gelagert. ■

Auf diese Weise ist es möglich, durch axialen Druck in Richtung der Körnerspitze 22 die Behandlungswalze 18 schnell auszutauschen. Beschädigungen der Behandlungswalze können entstehen, wenn der dielektrische Belag 20 infolge der Erwärmung durch die Hoch-

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spannung bei Stillstand der Walzen durchgeschlagen ist. In solch einem Fall muß der Austausch derartiger Walzen schnell

vonstatten gehen, da das Behandlungsgerät gewöhnlich in-konist tinuierlich arbeitenden Verarbeitungsmaschinen montiert

Der Behandlungswalze 18 gegenüber angeordnet ist die Gegenelektrodenwalze 19, deren Oberfläche geriffelt ist. An den jeweiligen Erhöhungen, treten Spitzenentladungen auf, durch die " eine einwandfreie Aktivierung der durch das Behandlungsgerät hindurehgeführten Folien erreicht wird»

Der Koronaentladung zwischen den Walzen .18 und 19 ist in der Fig. 4 die Bezugszahl 26 zugeordnet.

Verschiedene Möglichkeiten der Binstellbarkeit der Arbeitsbreite des Behandlungsgerätes sind in den Fig. 5, 6 und 7 aufgezeigt. Über eine Behandlungselektrodenwalze 27, die mit einem dielektrischen Belag 28 versehen ist und drehbar in den Seitenwänden 29 des Gerätes gelagert ist, wird die zu behandelnde Folie 30 hinweggeführt.

Parallel zur Längsachse der Walze 27 verlaufend ist in den Seitenwandungen 29 des Gerätes eine· Welle 31 drehbar gelagert, auf der ein Klemmrohr 32 befestigt ist, das ein System von Messerelektroden 33 trägt. Die einzelnen Messerelektroden besitzen eine unterschiedliche Länge. Aus der Fig. 5 geht eine trapezartige Abstufung der Messerelektroden hervor.

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JLus der Fig· 6 folgt, daß die Messerelektroden in einem be- - stimmten Winkelabstand über den gesamten Umfang des iCLemm— rohres 32 angeordnet sind.

Die länge der einzelnen Messerelektroden ist derart gestuft, daß ein Optimum und ein Hinimum an Behandlungsbreite auf der über die Behandlungswalze geführten Folie möglich wird* Die jeweilige Breite der behandelten Fläche 34- einer Folienbahn kann durch Yerdrehen der Welle 31 mittels Handrad 35 od.dgl. eingestellt werden. Die 'Verstellung des Gegenelektrodensystems ist auch während des Betriebes möglich.

Zwischen dem jeweilig eingestellten Messerelektrodensteg entwickelt sich gegenüber der Behandlungswalze 27 über den dielektrischen Belag 28 ein elektrisches Entladungsfeld 36, das die Folie 30 in der eingestellten Breite 34- behandelt.

Aus der Fig. 7 ergibt sich, daß auf der Welle 31 mehrere Messerelektrodensysteme 37, 38 angeordnet werden können, deren Winkel jeweilig zu der Behandlungsachse über den Umfang von 360° verschieden sein kann. Hierdurch ist es möglich, auf einer entsprechend breiten Folienbahii 39 verschieden breite Behandlungsflächen 40, 4-1 zu erzeugen.

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Claims

Patent ansprücxie

1. Elektrisch arbeitendes Behandlungssystem mit Hochspannungsgenerator und mindestens einer Behandlungswalze zum Vorbereiten von SOlienoberflachen für ein Bedrucken, Kaschieren, Kleben od.dgl. dadurch gekennzeichnet, daß in einem ortsfesten, zylindrischen Kern (1) der Behandlungswalze der Hochspannungsgenerator (7) angeordnet ist, auf welchem Kern über Wälzlager (2) ein Isolierrohr (3) drehbar gelagert ist, das als Zwischenschicht eine mit den Wälzlagern in Verbindung stehende Metallfolie (4) aufweist, welche Wälzlager über eine Leitung (8) an Hochspannung liegen.

2. Behandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kern als Rohr aus Metall, Kunststoff od.dgl. ausgebildet ist, das an den Enden durch Isolierstoffabdeckscheiben (9) verschlossen ist, deren Flansche sich bis zum äußeren Begrenzungsrand des Isolierrohres (3) erstrecken,

3. Behandlungssystem, insbesondere nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsgenerator in einem mit Isolierflüssigkeit, die den Generator umspült, gefüllten, doppelwandigen Behälter angeordnet ist, bei dem die innere Wand durch eine Schutzhülle (12) und die Außenwand durch ein stark dehnbares Material, z.B. Silikon-Kautschuk, gebildet ist.

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M-. Behandlungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle (12) zur Druckentlastung einen geschwächten Bereich (14) aufweist.

5· Behandlungssystem, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode als Walze (19) ausgebildet ist, daen Oberfläche mit Erhöhungen ausgerüstet ist.

6. Behandlungssystem nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Gfegenelektrodenwalze eine kreuzdiagonal geriffelte Oberfläche besitzt.

7. Behandlungssystem mit Messerelektroden als Gegenelektroden, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungswalze gegenüber ein auf einer Weile (21) gelagertes und in verschiedenen Stellungen festlegbares Hohr angeordnet ist, welches Rohr Messerelektroden verschiedener Länge über den Umfang verteilt besitzt.

8. B ehandlungs sys tem nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit den-Messerelektroden auf der Welle (31) befestigt und die Welle über ein Handrad '(.35) verstellbar ist.

9. B ehandlungs syst em nach den Ansprüchen 7 uncL 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der verstellbaren Welle mehrere Hesser- ^ elektrodensysterne angeordnet sind.

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