DE1918145A1

DE1918145A1 - Einrichtung zur Oberflaechen-Behandlung von Teilen oder Bahnen aus Kunststoff,Metall,Papier oder textilen Stoffen

Info

Publication number: DE1918145A1
Application number: DE19691918145
Authority: DE
Inventors: Frank Hoegfeldt; Bent Soerensen
Original assignee: Softal Elektronik GmbH
Current assignee: Softal Elektronik GmbH
Priority date: 1969-04-10
Filing date: 1969-04-10
Publication date: 1970-10-15
Also published as: GB1304762A; CH511534A; DE1918145B2; DE1918145C3; NL7004503A; US3662169A; SE367962B; CA920642A

Description

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den 9. April 1969

Anmelder;

Deutsehe Yetaphone Gesellschaft
für elektronische Geräte m,b.H.

200.0 Hamburg 1
Chilehaus B ^1:L1

Einrichtung zur Oberflächen—Behandlung von Teilen oder Bahnen aus Kunststoff, Metall* Papier oder texfeilen Stoffen.

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Einrichtung zur Oberflächenbehandlung» insbesondere zur Reinigung und Erhöhung der Benetzbarkeit, von aus Kunststoffen, Metall» Papier oder Textilien bestehenden Teilen oder Bahnen mittels Hochfrequenz-Entladung, mit einem Hochfrequenz-Generator, der über einen Hochfrequenz-Leistungstransformator an den von den Elektroden und dem zu behandelnden Teil bzw. der Bahn gebildeten Belastungsteil gekoppelt ist.

Einrichtungen dieser allgemeinen Art arbeiten in der

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Weise, daß axe Gb erf lache eines Gegenstandes oder einer Bahn aus Kunststoff, Metall,, Papier oder einem textiler* Material mit einer Funkenentladung behandelt werden» uekannte Einrichtungen weisen vielfach den xiaciiteil auf», daß es äußerst schwierig ist» eine stabile Entladung zu erreichen» xiekannte Seräte benutzen z»B» einen Oszillator mit kontinuierlieh. ein-* stellbarer Srefuenz zur Steuerung der Leistungsendstufe» um auf diese "Jeise eine richtige Einstellung der Einrichtung zu ermöglichen* ferner sind jäin— richtungen bekannt» die mit einem Funkengenerator arbeiten». Yiele bekannte üiririchtungen haben u.a* den tfachteil». daß äureh den besonderen Aufbau, für die Elektroden der Einrichtung nur ganz: bestimmte Dielektrika verwendet werden können»

Gegenüber diesem Stand der lechnik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde» eine· Einrichtung dar eingangs erwähnten Art zu schaffen» die sich durch eine stabile Entladung auszeichnet und bei der außerdem die nachteiligen Erscheinungen anderer Einrichtungen weitestgehend vermieden sind« Jiese Aufgabe wird für eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Primär- und dekundäf— Jicklung des Hoehfreauenz— Leistungstransformators eng aneinander gekoppelt und

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auf einem geschlossenen Kern mit niedriger magnetischer dtreuung angebracht üihd. Vorzugsweise ist der Hochfrequenz-Generator ein Oszillator mit einer .Festfrequenz von nicht niedriger als 5 kHz und nicht höher als 70 kHz, wänrend die Induktivitäten die Primär- und Sekundärwicklung des 'Transformators mit den Elektroden und Gegenelektroden einen riesonanzkreis zu dem aus dem Generator bestehenden Erregerteil bilden und diese Induktivitäten einstellbar veränderlich sind.

Es ist demnach nicht erforderlich, einen Oszillator mit kontinuierlich einstellbarer ü'requenz zur steuerung der Leistungsendstufe vorzusehen. Stattdessen ermöglicht die Erfindung eine Anpassung der .belastung dadurch, aaS die Induktivitäten der Primärwicklung und Sekundärwicklung mechanisch und/oder elektrisch variabel sind. D.h., daß der Luftspalt des '.Transformators durch mechanische Mittel oder eine Vomagnetisierung durch Schaltungsiaittel veränderbar ist. Im Vergleich zu bekannten Einrichtungen zeichnet sich die erf indungsgeinäße Einrichtung demnach dadurch aus, daß sie keinen offenen Ferrit-Kern mit abgestimmten Sekundär-Spulen benutzt. Durch die Verwendung eines geschlossenen Jerrit-ICerns ist die magnexische Streuung gering oder völlig ver-

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mieden. Die Spulenselbstinduktion hat bei der erfindungsgemäßen Einrichtung einen variablen Wert.

Die Einstellmöglichkeiten sind in der eafLndungsgemäßen Einrichtung so ausgeführt, daß das Produkt ' aus L und G in dem Resonanzkreis einen konstanten Wert hat. Dadurch wird erreicht j daß bei der vom Hochfrequenz-Generator gelieferten festen Frequenz t stets eine ohm'sche Belastung vorhanden ist. .0 wird durch die Behandlungsstärke und andere Veränderliche beeinflußt. Demnach ist L in der erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechend veränderlich, um das Produkt aus L und G konstant zu halten.· Dies wird durch die Abstimmbarkeit der Induktivitäten des . ' Hochfrequenz-Leistungstransformators erreicht. Zusätzliche kann nach der Erfindung noch ein Kompensationsglied zum Ausgleich der Kapazitäten im Elektrodensystem vorgesehen sein. Ein solches Kompensationsglied kann aus einer auf einem Ferrit-Kern angeordneten cSpule bestehen, bei der die Größe der Induktivität mechanisch_roder elektrisch einstellbar ist. Das i'Zompensationsglied wird zwischen dem Hochfrequenz-Leistungstransformator und der Elektrode, an der sich das Funkenfeld zur Oberflächenbehandlung ausoildet, geschaltet»

Die Oberflächenbehandlung von Kunststoffen, Papier

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MetaH oder textil en. Materialien erfolgt mit Hilfe aine-r iiunkeaentladugag, die sich zwischen einer Elektrode und einer Gegenelektrode in einer oder zwei Luftspalten ausbildet. Di.e erfindungsgemäße Einrichtung: kann mit verschiedenen Elektroden, üblicher Ausbildung ausgerüstet" sein« Z,is. können eine oder beide Elektroden feststehend»; eine oder beide Elektroden r&tierend. und jeweils iainde'stens eine Elektrode iait einem geeigneten Dielektrikunii Yerselien sein, dessen vfehl jedoch nicht von •vornherein durch die Einrichtung, festgelegt ist.

Yieitere Yorzüge und Merkiüale ^x Erfindung ergeben sieh aus den iiisprÜGhen sowie aus. der nachfolgenden.. Beschreibung und den Zeichnungen,, in denen bevo-r-. zugte lusfünrungsformen der ir-findung beispielsweise erläutert wni dargestellt sind., Ss zeigen*

Fig» 1 ein vereinfacht dargestelltes Schaltbild einer erfindungsgeniäßen Einrichtungj:

Pig. 2 ein Tereinfaoht dargestelltes Ersatzschaltbild,. ^;

4'ig. 3 ein Ersatz schaltbild einer Belastung,, auf einen in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendeten: (ienerator bezogen,,

Jig«,. 4 eine vereinfachte Darstellung des Behandlungsteiles,,

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Fig« 5", 6 und 7 der- Fig. 4 entsprechende Darstellungen der Behandlungsteile in abgewandelten Ausführungsformen, .

Fig., 8 eine vergrößerte Teildarstellunc einer Einrichtung, nach Fig. 4 bzw. Fig. 7.

Eine erflndungsgemäße Einrichtung, siehe Fig. 1, kann als im wesentlichen aus drei Teilen 10, 12 und 18 bestehend aufgefasst werden. Der Teil 10 enthält einen Hochfrequenzgenerator, der eine feste Arbeltsfrequenz aufweist. BIe Arbeitsfrequenz soll vorzugsweise nicht niedriger als 5 kHz und nicht höher als 70 kHz sein.

An den Hochfrequenzgenerator 11 ist ein Hochfrequenz— leistungstransformator angeschlossen, der aus einer Primärspuie 14 und einer Sekundärspule 16 besteht. Erfindungsgemäß wird ein Hochfrequenzleistungstransformator verwendet, bei welchem die Primär- und die Sekundärwicklungen 14 bzw. 16 eng gekoppelt und auf einem geschlossenen Ferrit-Kern mit niedriger magnetischer Streuung angeordnet sind. In Fig. 1 ist der Ferrit-Kern durch die gestrichelte Linie 17 zwischen den -Teilen 1$ und angedeutet. In Fig. 2 ist als Ersatzschaltbild des Kochfrequenz leistungs transformators zu der Primär- und Sekundärspule 14 bzw. 16 die Gegeninduktivität 15 mit dargestellt. Entsprechend ist an der Primärspule 14 die Gesamt-

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induktivität Lp-m und an der oekundärspule 16 die Gesamtinduktivität Ls-iA angegeben. Die Induktivitäten Lp und Ls sind veränderlich:· Die Einstellung der Induktivitäten der Spulen 14 und 16 sind gekoppelt, so daß die Induktivitäten der beiden Spulen in einem vorher festgelegten Verhältnis veränderbar sind.

Der eigentliche Belastungsteil 18 enthält den Olim'sehen iViderstand 20 des iunkenfeldes, ferner die Kapazität 22 der .sOlienbahn und die Kapazität 24 eines «Yalaenbezuges. In dem vereinfachten Ersatzschaltbild der Flg. 2 ist der Ohm'sche Gesantwiderstand 20' und die Gesamtkapazität 26' ues -elastun<rsteiles Io dargestellt. Der ^elastungsteil 18, siehe yig. 4, weist z.J. eine iuetallwalze jjO suf, die axt einem Walzenbezug 32 aus einem dielektrischen material versehen ist. Die 'walze 50 ist; siehe ?ig. 1 und 4, werdet. Über die üalze 30 läuft die Folienbahn P, wobei sie den voix der laetalleiektrode 56 ausgehenden elektrischen jmnkenfeld ausgesetzt ist.

Γη Pig. 3 sind die Teile 12 und IS der ünrieiitung in einei2 Ersatzschaltbild als Belastungsteil des Hochfrequenzgenerators 11 zusammengefasst. Dieser

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-oelastun^steil enthält den durch'den iunkenwiderstaiid gebildeten Widerstand 20", ferner die resultierende Gesamtkapazität 26" und die resultierende Gresamtinduktivität 28". Erfindungsgemäß ist dafür gesorgt, daß sich eine im wesentlichen rein Ohm'sche Belastung für den Hochfrequenzgenerator 11 ergibt. Zu diesem Zweck wird dafür gesorgt, daß das Produkt aus · Induktivität und. Kapazität-einen konstanten Wert _: darstellt. Ja die Kapazität durch die Behandlung»--- stärke und anaere Veränderliche beeinflusst, wird, wird durch die Einstellung der Induktivität aes Hochfrequenz-Leistungstransforiiiators im entsprechenden Sinne das .troaukt aus LC konstant gehalten. Die Abstimmung am Leistuii_e:stransformator gestattet auch die Anwendung der erfindungsgenäßen Einrichtung mit verschiedenen Elektrodenanordnun^en. l^ach j'ig. 5 läuft die üOlienbtihn F a.".ic>chen zv.ei ilektrodenwalzen 40» 42 hindurch, v/ob ei der Abstand der ualzen 40, 42 ue^art gewählt ist, da ω so...ohl huf- ^er Oberseite als auch der Unterseite aer iolienbaiin ^ .je ein Luftspalt, zu der entspreciieriden ..&lz;e 40 vorhanden, ist.

iig. u zeigt eine Aa^fLi-irungsfor.a, bei welcher die iOlienbahn ι unter einer ./alzeneleKtroae 50 hindurchläuft. -jabei v/iri aie ?olienbahn * über eine .«alzenzöruiige G-egenelelctroäe 52 gezogen. Zur verbesserten Anpassung der ^leiitroden kann als Kc_.pensationsglied

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zwischen dem Hochfrequenzleistungstransformator und der Elektrode 50 noch eine Abstimmspule 54 vorgesehen

sein. Die Abstimmspule 54· weist einen Ferritkern auf· Die Größe der Induktivität der Abstimmspule 54 ist auf mechanischem oder elektrischem Wege veränderbar» Eine entsprechende Anordnung zeigt Fig. 7· Für «ine feststehende Elektrode 60 und eine walzenförmige

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Gegenelektrode 62, wobei die Anpassung durch das als abstimmbare Spule 54' ausgeführte Kompensationsglied verbessert wird.

Das Kompensationsglied 54 kann ebenso wie die Zeile 12 oder 18 der erfindungsgemäßen Einrichtung als ein geschlossenes Bauelement ausgeführt sein, das hei Bedarf mit den übrigen feilen der Einrichtung zusammengeschaltet wird.

Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt der Pig. 4 in vergrößerter Darstellung. Die Bezugszeichen sind dieselben wie in Fig. 4 und haben dieselbe Bedeutung. Die Fig. 8 zeigt, daß die wirksame Kapazität der Behandlungsanordnung 0 von der Behandlungsstärke abhängig ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung unterscheidet sich gegenüber bekannten Einrichtungen dadurch, daß yon den Elektroden eine gleichmäßige Funkenentladung

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gege"n das vorzubehandelnde luaterial gerichtet wird, Die funkenentladung ie$* geht konstant ohne Unterbrechung zwischen den einzelnen Hochfrequenzperioden vor sich, Bei einer Benandlung mit einer erfindungsgemäßen Sinrichtung wird sehr viel Ozon entwickelt» welches für die iiaftvermittlung von z.B. jfarbe oder Klebstoff sich als förderlich erwiesen hat. Einrichtungen der erfindungsgemäßen Art sind äußerst vielseitig verwendbar, da die für den Jeweiligen Behandlungsfall am besten geeignete Elektrode gewählt werden kann.

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Claims

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1.) jüinrichtung zur Oberflächenbehandlung, insbesondere zur Reii-'igung und Erhöhung der Benetzbarkeit, von aus Kunststoff, wie tall, Papier oder textlien otoffen bestehenden Teilen oder Bahnen mittels Hochfre-

quenzentladung, mit einem Hochfrequenz-Generator, der über einen riochfrequenz-Leistungstransformator an den von den Elektroden und dem zu behandelnden leil bzw. der zu behandelnden Bahn gebildeten Belastungsteil gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, aaß die Primär- und Sekundär-Wicklung (14, 16) des iiocnfrequenz-Leistungstransfornators eng aneinander gekoppelt und auf einem geschlossenen'kern mit niedriger magnetischer otreuung angebracht sind.

2. einrichtung nach Ansprucn i, dadurch gekennzeichnet, dais die Induktivitäten vox; primär- und Sekundärwicklung (141 16) mit den Jlektroden und (iegenelektroden einen resonanzkreis zu aem aus den iiocafrequenz-Generator/bestehe-dei. -irregerteil bilden.

3. üinrichtuug nach Ansrrucn 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzgenerator (II) eine feste

Arbeitsfrecjuens hat und in deu Äesonanskreis ' 00 98 42/0.82 3

das Produkt LO konstant gehalten ist, wobei L entsprechend der Änderung von 0 veränderbar ist»'

4. Einrichtung nach Anspruch 2-3, dadurch gekenn- . ■ .zeichnet, daß die Induktivitäten der Primär- ·' j> Wicklung und der Sekundär-7/icklung (14» 16) veränderbar sind.

5.'Einrichtung nach Anspruch 2 - 4> gekennzeichnet durch ein zwischen dem Hochfrequenz-Leistungstransformator und einer Elektrode angeordnetes Kompensationsglied (54), dessen Induktivität einstellbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich-

(54) ' net, daß das iZoiapensationsglied/aus einer auf einem

-2^Lerrit-Kern angeoraneten Spule besteht.

7. Einrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekenn- W zeichnet, daß der abstimmbare Hochfreq.uenz-

Leistungstransformator (14» 16) und/oder das ilompensationsglied (54) als gesonderte .Bauelemente ausgeführt sind.

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