DE19508933A1 - Vorrichtung zum Behandeln der Oberfläche von Gegenständen durch Sprühentladungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln der Oberfläche von Gegenständen wie Folien, Platten oder Formteile durch elektrische Sprühentladungen, bestehend aus einer Führungselektrode für die zu behandelnden Ge­ genstände und zumindest einer ihr gegenüberliegenden, mit einem Dielektrikum versehenen, im Querschnitt im wesent­ lichen rechteckigen Sprühelektrode, welche an einem der Führungselektrode entgegengesetzten, elektrischen Poten­ tial angeschlossen und durch eine Klemmhalterung an einem Luftabsaugkasten befestigt ist und die eine der Führungs­ elektrode zugewandte Sprühfläche hat.

Eine Vorrichtung der vorstehenden Art ist Gegenstand der DE-C-30 39 951. Bei dieser Vorrichtung hat die Klemmhal­ terung über die Länge der Sprühelektrode mehrere Distanz­ stücke mit jeweils einer einen rechten Winkel bildenden Aussparung, welche von der Rückseite der Sprühelektrode her über die Sprühelektrode greift. In dieser Position wird die Sprühelektrode durch winkelförmige Krallen ge­ halten. Von diesen ist jeweils ein Schenkel mit einer Klemmschraube ortsfest an einem die Distanzstücke aufneh­ menden Isolierteil angeschraubt, während der andere Schenkel gegen die Sprühelektrode mit Vorspannung anliegt und diese in die Aussparung drückt.

Die bekannte Klemmhalterung ist aufwendig gestaltet und erfordert bei der Montage erhebliche Sorgfalt und relativ viel Zeitaufwand. Insbesondere muß darauf geachtet wer­ den, daß die Klemmschrauben mit der richtigen Kraft ange­ zogen werden, damit die Sprühelektrode ausreichend sicher in den Aussparungen gehalten ist, nicht jedoch infolge übermäßig hoher Kräfte durch die Krallen beschädigt wird. Auch müssen die Klemmhalterung und die angrenzenden Bau­ teile mit hoher Genauigkeit gefertigt sein, damit die Sprühelektrode zuverlässig in den Aussparungen gehalten wird, ohne daß die Krallen zur Führungselektrode hin vor­ springen und es dadurch zu Spannungsüberschlägen zwischen der Sprühelektrode und der Führungselektrode kommt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Klemmhalterung möglichst einfach gestaltet und zu montie­ ren ist, keine hohe Fertigungsgenauigkeit erfordert und daß die Sprühelektrode dennoch mit einem ausreichend ge­ nauen Abstand parallel zur Führungselektrode gehalten ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klemmhalterung zwei einander gegenüberliegende, über die an die Sprühfläche angrenzenden Seitenflächen der Sprühelektrode greifende Klemmleisten hat, welche jeweils formschlüssig über einen in Längsrichtung der jeweiligen Seitenfläche verlaufenden Vorsprung der Seitenfläche der Sprühelektrode oder in eine in Längsrichtung der jeweili­ gen Seitenfläche verlaufende Vertiefung der Seitenfläche greifen und zwischen die die Sprühelektrode in Richtung ihrer Längserstreckung einschiebbar ist.

Durch diese Gestaltung wird die Sprühelektrode form­ schlüssig zwischen den Klemmleisten gehalten, ohne daß hierzu Spannschrauben zunächst gelöst und nach dem Ein­ setzen der Sprühelektrode mit definierter Kraft festgezo­ gen werden müssen. Da die Sprühelektrode von der Seite zwischen die Klemmleisten geschoben wird, ist ihre Posi­ tion zur Führungselektrode zwangsläufig genau festgelegt, so daß bei der Montage keine Ausrichtarbeiten erforder­ lich werden. Ein weiterer Vorteil des Fehlens von Spann­ schrauben und des Einschiebens der Sprühelektrode von einer Seite her in die Klemmleisten liegt darin, daß die Sprühelektrode in Richtung ihrer Längserstreckung allein durch Reibkräfte gehalten ist. Sie kann sich deshalb wäh­ rend des Arbeitens der Vorrichtung infolge der dann auf­ tretenden Erwärmung zwischen den Klemmleisten in Längs­ richtung dehnen, ohne daß dadurch Wärmespannungen in der Vorrichtung oder der Sprühelektrode auftreten.

Trotz dieser funktionellen Vorteile ist die erfindungsge­ mäße Vorrichtung einfacher aufgebaut als die bekannte Vorrichtung und hat infolge einer geringeren Anzahl von Teilen ein geringeres Gewicht.

Die Sprühelektrode ist besonders einfach ausgebildet, wenn ihre Seitenflächen in einem mittleren Bereich die Vertiefung bilden, so daß sie dort gegenüber der Sprüh­ fläche und der Rückseite der Sprühelektrode zurückver­ setzt sind und die Sprühelektrode in etwa die Form eines H′s hat, von dem eine nicht eingezogene Seite die Sprüh­ fläche bildet.

Diese H-Form hat den Vorteil, daß eine breite Sprühfläche entsteht, was zu einem besonders guten Vorbehandlungsef­ fekt führt. Die freien Schenkel des H′s wirken wie Kühl­ rippen, so daß eine besonders gute Wärmeabfuhr möglich wird. Dadurch braucht man nicht mehr Kühlluft entlang der Sprühfläche zu leiten, wodurch sich die Bildung von für die Umwelt schädlichem Ozon verringert. Hinzu kommt, daß die Schenkel des H′s ähnlich wirken wie der Teller an ei­ nem Isolator, indem die Kriechstrecke erhöht und dadurch ein Sprühen zur von der Führungselektrode abgewandten Seite hin verhindert wird.

Eine andere, vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung für eine Vorrichtung, bei der die Führungselektrode eine Walze ist, besteht darin, daß die Sprühfläche zur Füh­ rungselektrode hin entsprechend der Krümmung der Füh­ rungselektrode konkav gekrümmt ist. Dadurch hat die Sprühfläche über ihre gesamte Breite stets gleichen Ab­ stand von der Oberfläche der Führungselektrode, so daß man sie ohne Beeinträchtigung ihrer Funktion breit aus­ führen kann.

Von der Sprühelektrode können zwei Seiten nacheinander als Sprühfläche benutzt werden, wenn die der Sprühfläche gegenüberliegende Seite der Sprühelektrode als wahlweise durch Verdrehen um 180° einsetzbare, weitere Sprühfläche ausgebildet ist. Weil gemäß der Erfindung die Sprühelek­ trode nur von einer Seite her zwischen die Klemmleisten zu schieben ist, kann das Umsetzen der Sprühelektrode sehr rasch und ohne Werkzeug erfolgen.

Für unterschiedliche Anforderungen kann man gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung auch vorsehen, daß die beiden Sprühflächen unterschiedlich geformt sind.

Bei der Vorrichtung nach der eingangs genannten DE-C-30 39 951 ist die Klemmvorrichtung an einem Profilteil ange­ ordnet, welches seinerseits als rohrförmiger Sammelkanal zum Absaugen der Kühlluft ausgebildet ist. Dieser Sammel­ kanal wird an seinen beiden Enden schwenkbar in gehäuse­ festen Lagern gehalten. Dadurch kann man durch Verschwen­ ken des Sammelkanals die Sprühelektrode von der Gegen­ elektrode wegbewegen, um auf der Führungselektrode eine zu behandelnde Folie aufzulegen. Dieses Wegschwenken er­ fordert es, daß seitlich von der Sprühelektrode der hierzu notwendige Platz vorgesehen sein muß. Das führt zu Platzproblemen, wenn zur Behandlung der Folie dicht ne­ beneinander mehrere Sprühelektroden angeordnet werden müssen. Solche Platzprobleme können vermieden werden, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Klemmleisten in dem Luftabsaugkasten aus einer Arbeits­ stellung linear von der Gegenelektrode weg in eine Lade­ stellung verschiebbar gehalten sind. Eine solche Vorrich­ tung bietet gegenüber einer Vorrichtung mit wegschwenkba­ rer Elektrode den Vorteil, daß der feststehende Luftab­ saugkasten und damit auch die Elektrode über die Länge gesehen mit mehreren Abstützungen versehen werden kann, so daß es auch bei breiten Ausführungen nicht zu einem Durchbiegen der Sprühelektrode kommt.

Durch die US-A-4,556,544 ist es zwar schon bekannt, einen rohrförmigen Sammelkanal mit einer an ihm befestigten Sprühelektrode linear zu verschieben, um den nötigen Freiraum für eine Beschickung der als Walze ausgeführten Führungselektrode zu erhalten, jedoch ist diese Vorrich­ tung durch die Verschiebung des gesamten Sammelkanals sehr aufwendig gestaltet, während gemäß der vorliegenden Erfindung nur die Klemmleisten mit der Sprühelektrode re­ lativ zum Luftsammelkanal verschoben werden.

Die Kühlung der Sprühelektrode an ihrer der Sprühfläche abgewandten Seite kann auf besonders einfache Weise da­ durch erfolgen, daß die Klemmleisten über die Breite der Sprühelektrode verlaufen und den Luftabsaugkasten zusam­ men mit der Sprühelektrode zur Seite der Gegenelektrode hin absperren und daß in den Klemmleisten in den zu den Seitenflächen der Sprühelektrode parallellaufenden Flä­ chen über die Breite der Sprühelektrode hintereinander eine Vielzahl von Lufteinlaßschlitzen vorgesehen sind.

Die lineare Verschiebung der Sprühelektrode kann mit be­ sonders geringem Aufwand verwirklicht werden, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung der Luftabsaug­ kasten als zwei zueinander parallel verlaufende Wände aufweisende Kassette ausgebildet ist und die Klemmleisten an zwischen den Wänden verschieblich geführten Elektro­ denträgern angeordnet sind. Eine solche Vorrichtung ist ganz besonders kompakt ausgebildet, was es ermöglicht, mehrere Sprühelektroden dicht nebeneinander anzuordnen.

Das Verschieben der Sprühelektrode kann besonders einfach dadurch geschehen, daß die Elektrodenträger jeweils an der der Sprühelektrode abgewandten Seite mit einer Schub­ stange verbunden sind, welche an der der Führungselek­ trode abgewandten Seite aus dem Luftabsaugkasten heraus­ führt und mit einer Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist.

Die kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird weiter gefördert, wenn die Kolben-Zylinder-Einheit außenseitig auf einer Wand des Luftansaugkastens parallel zu der Schubstange angeordnet ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 stark vergrößerten Querschnitt durch eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Sprühelektrode der Vorrichtung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen für die Erfin­ dung wesentlichen Bereich der Vorrichtung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Anordnung nach der Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine als Walze ausgebil­ dete Führungselektrode 1, welche vorzugsweise an Erdpo­ tential angelegt ist und über die eine durch Sprühentla­ dungen zu behandelnde Folie 2 geführt wird, wozu sich die Führungselektrode 1 beispielsweise in Richtung eines in ihr eingezeichneten Pfeils dreht.

Oberhalb der Führungselektrode 1 ist ein als Träger aus­ gebildeter Luftsammelraum 3 angeordnet, an welchem zwei im Aufbau übereinstimmende Koronabehandlungseinheiten 4, 5 befestigt sind. Jede Koronabehandlungseinheit 4, 5 hat jeweils eine mit einem Dielektrikum überzogene und vor­ zugsweise an negativem Potential anzuschließende Sprüh­ elektrode 6, welche mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 7 aus der dargestellten, zurückgezogenen Ladeposition in eine strichpunktiert angedeutete Arbeitsposition mit ge­ ringem Abstand zur Führungselektrode 1 linear verschieb­ bar ist. Um eine Belastung der Umwelt durch Ozon zu ver­ meiden, wird während des Arbeitens der Vorrichtung Luft außenseitig an der Sprühelektrode 6 vorbei in einen Luft­ absaugkasten 8, von dort in den Luftsammelraum 3 und da­ nach über einen Auslaß 9 zu einer nicht gezeigten Abluft­ reinigung geführt.

Die Fig. 2 läßt erkennen, daß die Sprühelektrode 6 in etwa die Form eines H′s hat. Eine ihrer beiden Breitsei­ ten bildet eine der Führungselektrode 1 zugewandte Sprüh­ fläche 10. Dieser grenzen zwei Seitenflächen 11, 12 an, welche jeweils zwischen zwei als vorspringende Stege aus­ gebildete Vorsprünge 13, 14 eine Vertiefung 15 aufweisen. Die Rückseite der Sprühelektrode 6 kann ebenfalls als durch Umsetzen der Sprühelektrode 6 um 180° einsetzbare Sprühfläche 16 ausgebildet sein. Bei der in Fig. 2 ge­ zeigten Ausführung ist diese Sprühfläche 16 nicht plan wie die Sprühfläche 10, sondern entsprechend der Krümmung der Führungselektrode 1 konkav gekrümmt.

Die Fig. 3 läßt erkennen, daß der Luftabsaugkasten 8 als flache Kassette ausgebildet ist. Er hat zwei zueinander parallele Wände 17, 18, zwischen denen ein, zwei oder mehrere Elektrodenträger 19 linear verschieblich angeordnet sind. Die Elektrodenträger 19 weisen zwei Klemmleisten 20, 21 auf, welche teilweise über die in Fig. 2 positionierten Seitenflächen 11 und 12 der Sprühelektrode 6 reichen und formschlüssig in die ebenfalls nur in Fig. 2 positionierten Vertiefungen 15 greifen. Auf diese Weise ist die Elektrode 6 fest zwischen den Klemmleisten 20, 21 gehalten. Die beiden Klemmleisten 20, 21 bilden zusammen eine Klemmhalterung 22. Die Elektrodenträger 19 sind jeweils fest mit einer Schubstange 23 verbunden, welche an der der Führungselektrode 1 abgewandten Seite aus dem Luftabsaugkasten 8 herausführen, dort um 180° umgelenkt und mit der Kolben-Zylinder-Einheit 7 verbunden sind, welche auf der Wand 17 befestigt ist. Durch Druckbeauf­ schlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 7 läßt sich die Sprühelektrode 6 aus der in Fig. 3 gezeigten Ladestel­ lung in die strichpunktiert angedeutete Arbeitsstellung linear verschieben.

In Fig. 4 wurde die Wand 17 des Luftabsaugkastens 8 teilweise weggebrochen. Dadurch ist die Klemmleiste 20 zu erkennen. Die hat in ihrer Oberseite nebeneinander Luft­ einlaßschlitze 24, durch die Luft in den Luftabsaugkasten 8 zu strömen vermag. Entsprechende Lufteinlaßschlitze be­ finden sich in der Unterseite der in Fig. 4 nicht zu er­ kennenden Klemmleiste 21.

Die lineare Verschiebbarkeit der Sprühelektrode 6 im Luftabsaugkasten 8 ist unabhängig davon vorteilhaft, wie die Sprühelektrode 6 am Elektrodenträger 19 befestigt und wie sie gestaltet ist. Man könnte beispielsweise die Sprühelektrode so befestigen, wie das in dem eingangs ge­ nannten deutschen Patent 30 39 951 beschrieben ist. Auch ist es möglich, statt einer Sprühelektrode zwei Sprüh­ elektroden parallel nebeneinander anzuordnen.

Bezugszeichenliste

1 Führungselektrode
2 Folie
3 Luftsammelraum
4 Koronabehandlungseinheit
5 Koronabehandlungseinheit
6 Sprühelektrode
7 Kolben-Zylinder-Einheit
8 Luftabsaugkasten
9 Auslaß
10 Sprühfläche
11 Seitenfläche
12 Seitenfläche
13 Vorsprung
14 Vorsprung
15 Vertiefung
16 Sprühfläche
17 Wand
18 Wand
19 Elektrodenträger
20 Klemmleiste
21 Klemmleiste
22 Klemmhalterung
23 Schubstange
24 Lufteinlaßschlitze

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Behandeln der Oberfläche von Gegen­ ständen wie Folie, Platten oder Formteile durch elektri­ sche Sprühentladungen, bestehend aus einer Führungselek­ trode für die zu behandelnden Gegenstände und zumindest einer ihr gegenüberliegenden, mit einem Dielektrikum ver­ sehenen, im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Sprühelektrode, welche an einem der Führungselektrode entgegensetzten, elektrischen Potential angeschlossen und durch eine Klemmhalterung an einem Luftabsaugkasten befe­ stigt ist und die eine der Führungselektrode zugewandte Sprühfläche hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemm­ halterung (22) zwei einander gegenüberliegende, über die an die Sprühfläche (10) angrenzenden Seitenflächen (11, 12) der Sprühelektrode (6) greifende Klemmleisten (20, 21) hat, welche jeweils formschlüssig über einen in Längsrichtung der jeweiligen Seitenfläche (11, 12) ver­ laufenden Vorsprung (13, 14) der Seitenfläche (11, 12) der Sprühelektrode (6) oder in eine in Längsrichtung der jeweiligen Seitenfläche (11, 12) verlaufende Vertiefung (15) der Seitenfläche (11, 12) greifen und zwischen die die Sprühelektrode (6) in Richtung ihrer Längserstreckung einschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (11, 12) der Sprühelektrode (6) in einem mittleren Bereich die Vertiefung (15) bilden, so daß sie dort gegenüber der Sprühfläche (10) und der Rück­ seite der Sprühelektrode (6) zurückversetzt sind und die Sprühelektrode (6) in etwa die Form eines H′s hat, von dem eine nicht eingezogene Seite die Sprühfläche (10) bildet.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei dem die Führungselektrode eine Walze ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühfläche (16) zur Führungselektrode (1) hin entsprechend der Krümmung der Führungselektrode (1) kon­ kav gekrümmt ist.

4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Sprühfläche (10) gegenüberliegende Seite der Sprühelektrode (6) als wahlweise durch Verdrehen um 180° einsetzbare, weitere Sprühfläche (16) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sprühflä­ chen (10, 16) unterschiedlich geformt sind.

6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmleisten (20, 21) in dem Luftabsaugkasten (8) aus einer Arbeits­ stellen linear von der Gegenelektrode (1) weg in eine La­ destellung verschiebbar gehalten sind.

7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmleisten (20, 21) über die Breite der Sprühelektrode (6) verlaufen und den Luftabsaugkasten (8) zusammen mit der Sprühelek­ trode (6) zur Seite der Führungselektrode (1) hin ab­ sperren und daß in den Klemmleisten (20, 21) in den zu den Seitenflächen (11, 12) der Sprühelektrode (6) paral­ lellaufenden Flächen über die Breite der Sprühelektrode (6) hintereinander eine Vielzahl von Lufteinlaßschlitzen (24) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftabsaugkasten (8) als zwei zueinander parallel verlaufende Wände (17, 18) aufweisende Kassette ausgebildet ist und die Klemm­ leisten (20, 21) an zwischen den Wänden (17, 18) verschieblich geführten Elektrodenträgern (19) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenträger (19) jeweils an der der Sprüh­ elektrode (6) abgewandten Seite mit einer Schubstange (23) verbunden sind, welche an der der Führungselektrode (1) abgewandten Seite aus dem Luftabsaugkasten (8) her­ ausführt und mit einer Kolben-Zylinder-Einheit (7) ver­ bunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheit (7) außenseitig auf einer Wand (17) des Luftansaugkastens (8) parallel zu der Schubstange (23) angeordnet ist.