DE19708311C1

DE19708311C1 - Vorrichtung einer modularen Schaltungs- und Übertragungseinheit für die elektrostatische Perforation

Info

Publication number: DE19708311C1
Application number: DE1997108311
Authority: DE
Inventors: Werner Grose
Original assignee: Werner Grose
Current assignee: MPE MICRO PERFORATION ENGINEERING GMBH, 44628 HERN
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-05-07
Anticipated expiration: 2017-03-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung einer modularen Schaltungs- und Übertra gungseinheit für die elektrostatische Perforation in laufende Materialbahnen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Unter elektrostatischer Perforation ist im Zusammenhang dieser Erfindung und im Allgemeinen das Einbringen von kleinen Poren in laufende Bahnen wie Fein-, Mund stückbelag-, Zigaretten-, Filter-, Kaffee- und Kraftpapiere, spezielle Kunststoffolien, Spinnvliese, Laminate usw. zu verstehen. Die elektrostatische Perforation erzeugt, wie unter anderem in der DE 196 16 019 A1 beschrieben, durch gezielte Fun kenentladungen und Repetitionsraten innerhalb eines engen Elektrodenspaltes stati stisch unregelmäßig oder regelmäßig verteilte, in der Größe variierende oder kon stante Löcher oder Lochreihen in Durchmessergrößen von 2-200 µm.

Die nach außen meist nicht sichtbaren Perforationen, welche vorzugsweise zur Gas ventilation, Atmungsaktivierung oder Flüssigkeitsfiltration der Materialbahnen benötigt werden, z. B. für den Luftbypass bei Filterzigaretten, zur Luftblasenauflösung bei Kle beprozessen oder Wasserdampfundurch- bzw. Gasdurchlässigkeit für Hygiene- und Medizinartikel usw. können flächen-, zonen- wie auch linienförmig und in frei wählba ren Abständen innerhalb der Bahnen verteilt sein. Flächenperforationen ermöglichen Lochdichten mit bis zu 2 Mill. Poren/m² und Zonenanordnungen mit Breiten von 2-8 mm können bis zu 300 Poren/cm² generieren, ohne daß eine Beeinträchtigung der Materialeingenschaften wie Design, Oberflächen- oder Faserstruktur, Festigkeit und Einfärbung stattfindet.

Für den Perforationsprozeß müssen die Entladungsenergien für die Funkenstrecken im Bereich von 0.2-3 mJ bei Wiederholungsfrequenzen von 500-10 000 Hz sehr genau anpaß- und moderat einhaltbar sein, um ein optimales Lochbild hinsichtlich der gewünschten Lochgröße, Lochdichte und Porosität weitestgehend durch die Energiezufuhr konstant zu halten.

Der physikalische und zeitliche Ablauf von Funkenstrecken und Spannungsüber schlägen sowie deren Energieverteilungen sind außerordentlich komplex und setzen sich aus den drei Energieanteilen Ed, Eb und Er zusammen, die in erster Näherung wie folgt definiert sind:

(A) Ed = ½ Ck×Uf²
(B) Eb = ½ Ls×Il²
(C) Er = 2×π× √Ls×Cs×toff ∫ toff' (Uls×Ils)
(D) Eg = Ed + Eb + Er

Ed = Durchbruchsenergie, die einen Ionisationskanal nach dem Funkenüberschlag aufbaut,
Eb = Brennenergie, welche die unter Ed entstandene Mikropore thermisch aufweitet,
Er = Restenergie, die sich beim Ausschwingvorgang des L/C-Primärkreises abbaut (Verluste),
Ck = Sekundärkreiskapazität, gebildet von der Elektrode, deren Anschlüsse und sekundären Wickelkapazitäten,
Uf = Funkenstreckenspannung, welche sich an den in Serie geschalteten Elektrodenstiften aufbaut, bevor der Funkenüberschlag stattfindet (geht zum Quadrat ein),
Cs = Primär-Serienkapazität der Hochspannungs-Übertragungseinheit,
Ls = Primärinduktivität der Hochspannungs-Übertragungseinheit,
Il = Primärstrom der Hochspannungs-Übertragungseinheit (geht zum Quadrat ein),
Eg = Gesamt-Energieanteile als Summe von Ed, Eb, und Er,
2 π = Kreisfrequenzausdruck,
toff = Ausschaltzeitpunkt des Halbleiterschalters, primärseitig,
toff' = Zeitpunkt der tatsächlichen Ausschaltung (Nulldurchgang),
Uls = Primärspannungswerte zu den Zeitpunkten toff und toff',
Ils = Primärstromwerte zu den Zeitpunkten toff und toff'.

Prinzipiell erzeugt die Durchbruchsenergie Ed unter Gleichung (A), bestimmt durch die hochspannungsseitigen Serienkapazitäten Cs und die Funkenstreckenspannung Uf, durch den Tausendeffekt eine extrem kleine Pore ohne thermischen Einfluß auf die im Elektrodenspalt durchlaufende Bahn. Dieser Energieanteil liegt in der Größen ordnung von 0.1-0.6 mJ. Der Entladungsenergieanteil Eb gemäß Gleichung (B) bestimmt in dominanter Weise die eigentliche Porengröße und ist im Zeit- und Ener giebereich von 2-20 µs und 0.5-3.0 mJ steuerbar. Ls definiert hierbei die Serienin duktivität und Il den quadratischen Ladestromwert durch die Primärwicklung des Hochspannungstrafos.

Beim Ausschaltvorgang auftretende hochfrequente Ausschwingvorgänge, generiert von parasitären Kapazitätsumladungen, Streuinduktivitäten und Leitungsinterferen zen, bestimmen die Restenergieladungsanteile Er nach Gleichung (C). Nach dem derzeitigen Stand der Technik für elektrostatische Perforationssysteme bewegen sich diese in Größenordnungen bis zu 1.0 mJ. Bei der hier beschriebenen modularen Schaltungseinheit liegt der Wert von Er bei etwa 0.15 mJ und ist damit praktisch be deutungslos.

Die Gesamtenergie einer jeden Funkenentladung Eg setzt sich somit nach der Glei chung (D) zusammen. Nach diesen mathematischen Erläuterungen ist leicht einzu sehen, daß eine Konstanthaltung der zugeführten Primärenergie und Sekundärkreis- Kapazitätsverhältnisse sowie eine extreme Reduktion der parasitären Einflüsse als eine exorbitante Voraussetzung zur reproduzierbaren Perforation notwendig sind.

Daher werden für die elektrostatischen Perforationsanwendungen Halbleiterschaltun gen und Hochspannungseinrichtungen benötigt, welche diese Voraussetzungen in idealer Weise erfüllen.

Aus der US 4 278 871 und EP 0 007 488 A1 sind bespielsweise Hochspannungs zündeinrichtungen bekannt, die über vielzahlige Endstufen und Hochspannungs übertrager in aufwendiger Weise die Flächenelektroden und Einzelfunkenstrecken versorgen.

Des weiteren verwenden die Vorrichtungen aus der DE 38 31 601 A1 zur Perforation von Kunststoffolien bzw. die DE 28 33 527 A1 zur Perforation von Feinpapieren ebenso viele räumlich abgesetzte Einzelendstufen und Hochspannungstrafos zur Funkenerzeugung für alle Elektrodenstifte zur gemeinsamen Gegenelektrodenplatte.

Weiterhin ist in der DE 37 42 250 A1 eine Vorrichtung beschrieben, die in Serie ver schaltetete Elektrodenstiftgruppen in Form einer Perforationskassette und mit einer für jede Gruppe gemeinsamen Schaltungseinheit für jeweils eine Perforationszone zum Inhalt hat.

In den beiden Schriften EP 0 038 977 A2 und DE 30 16 622 A1 sind Endstufen und Hochspannungseinheiten ausgeführt, die ebenfalls je eine Stiftgruppe, bestehend aus einer vielzahligen Reihenschaltung der Elektrodenstifte, für eine Perforations zone benutzt.

Letztlich beschreibt die ausführliche Schrift EP 0 215 286 B1 einen Hochspannungs- Impulsübertrager für Röntgenröhren, der sich durch hohe Spannungsfestigkeit, ex trem enge Kopplung, geringe Streuinduktivität, hohe Grenzfrequenz, geringen Wick lungswiderstand, hohe Stromamplituden, problemlose Wärmeabfuhr und hohe Zu verlässigkeit auszeichnet.

Alle den Stand der Technik repräsentierenden Vorrichtungen haben die Gemein samkeit, daß immer die räumlich abgesetzten Schaltungsteile und Endstufen mit den in der Nähe der Funkenstrecken befindlichen Hochspannungstrafos oder Übertragern mit verlustbehafteten und sich langzeitlich verändernden Leitungssystemen wie spannungsfesten Schirm- oder Koaxialleitungen verbunden sind. Gleichermaßen sind bei vielzahligen Einzelgruppenaufbauten der Schaltungs- und Übertragungskompo nenten unterschiedliche elektrische Verluste, parasitäre Kapazitäten, Interferenzen, Temperatureinflüsse sowie die Fertigungs- und Bauteilestreuung immer vorhanden, so daß eine sehr genaue Energiedosierung der gemeinsamen Perforationskanäle bis zur Elektrode außerordentlich schwierig ist, was zu vergrößerten Abweichungen in der Lochgröße, Lochdichte und Porosität und damit zur Qualitätseinbuße führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur elektrostati schen Perforation zu beschreiben, mit der die zuvor aufgezeigten Nachteile kompen siert werden und eine weitestgehende Kostanthaltung der zugeführten Primärener gie, Übertragungs- und Kapazitätsverhältnisse sowie eine extreme Reduktion der pa rasitären Einflüsse stattfindet, um die geforderten Qualitätsstandards hinsichtlich des Porositätsgrades, Lochgröße und Dichte genau einzuhalten und zwangsweise der Schaltungswirkungsgrad eine erhebliche Erhöhung erfährt.

Die erfinderische Vorrichtung einer modularen Schaltungseinheit für die elektrostati sche Perforation löst die vorangestellte Aufgabe durch die Merkmale des Patent hauptanspruches 1.

Danach besteht die modulare Schaltungseinheit aus einem Ansteuer- und Halblei terleistungsteil sowie einem Ferritkern-Hochspannungs-Übertrager in offener Bau weise. Das Modul ist nach unten steckbar ausgeführt und beinhaltet alle Ansteuer-, Leistungs- und Überwachungsteile der Halbleiterschaltung. Durch den extrem kom pakten Aufbau und die direkte räumliche Zusammenlegung der Leistungsendstufe und des Hochspannungsübertragers entfallen die bisherigen Verbindungsleitungen mit den eingangs genannten negativen Auswirkungen und erlauben so einen verlust freien und nahezu idealen Schaltungsbetrieb.

Weiterhin ist es durch die offene Bauweise des Moduls und Übertragers von großem Vorteil, daß durch einfaches Austauschen der Sekundärwickel das gleiche Schal tungsmodul auch für andere Anwendungen der elektrostatischen Perforation einge setzt werden kann, welche mit deutlich geringeren Entladungsenergien sehr kleine Poren generieren sollen. So z. B. dort, wo anstelle einer Serienschaltung von 2 mal 6 Elektrodenstiften zur Perforation von Mundstückbelagpapieren die Funkenstrecke mit 8 mal 2 Stiften zur Flächenperforation von bestimmten Kunststoffolien oder Spinnvliesen gespeist werden soll.

Des weiteren ergibt sich aus den eingangs manifestierten Gleichungen zur Entla dungsenergieverteilung und deren Er-Summation (D) an den Funkenstrecken für die beispielhaft genannte Beschaltung von 2 mal 6 zu 8 mal 2 Elektrodenstiften eine im Vergleich um den Faktor 4 kleinere Energiemenge Eb zur Erzeugung sehr kleiner Po ren in die Bahn.

Durch die ebenfalls deutlich geringere Funkenstreckenspannung lassen sich die Po ren aufgrund der vorhandenen physikalischen Streuung beim Funkendurchschlag lo kal sehr präzise positionieren.

Hinsichtlich des elektrisch deutlich verbesserten Wirkungsgrades der erfinderischen Schaltungseinheit ergibt sich ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil. So beträgt z. B. nach dem derzeitigen Stand der Technik der elektrostatischen Perforationsschaltun gen für Mundstückbelagpapierbahnen die tatsächliche Eingangsleistung 900-2000 Watt. Bei vergleichbarer Perforationsleistung beträgt diese bei der erfinderischen Vorrichtung nur etwa 500 Watt.

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung, deren Schaltungsaufbau und Hochspan nungsübertrager eine modulare und für unterschiedliche Anwendungen leicht anpaß-, austausch- und steckbare Einheit bildet und für elektrostatische Perforationsanlagen und Systeme optimal einsetzbar ist.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß die beschriebenen elektrischen Vorteile des modularen Aufbaus der Schaltungs- und Übertragungseinheit sowie die Aus tauschbarkeit der Sekundärwickel für verschiedene Perforationsprozesse eine tech nische Vereinheitlichung und damit eine optimale Kombinationsmöglichkeit bei sehr hohen oder gering benötigten Perforationsleistungen und letztlich betriebswirtschaft lich sehr nutzbringend sind. Dies ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil elek trostatische Perforationsanlagen aus bis zu 50 derartigen Schaltungsmodulen beste hen können.

Es ist daher leicht einzusehen, daß bei der hier angeführten Vorrichtung, deren Schaltungsaufbau und Hochspannungstrafo eine modulare und für alle Perforations anwendungen leicht anpaß-, austausch- und steckbare sowie in unmittelbarer Nähe der Funkenstrecke angeordnete Einheit bildet, eine Reihe von Vorteilen bietet, die mit anderen zuvor beschriebenen Lösungen aus physikalischen Gründen nicht machbar sind.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise zu gestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die in den Patentansprüchen 1 bis 11 beschriebenen Ausführungen, andererseits auf die nach folgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit den sechs Zeichnungen zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Darstellungsbeispiels der Erfindung und mittels der Zeichnungen werden auch allgemein bevorzugte Ausgestaltungen der Lehre erläutert.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die Vorderansicht des gesamten Schaltungsmoduls,

Fig. 2 die elektrische Beschaltung des Moduls,

Fig. 3 das Hochspannungsdiagramm eines Funkenimpulses,

Fig. 4 ein Diagramm der Funktionsabhängigkeiten zur Porosität von Entla dungsenergie Eg, Wiederholungsfrequenz f und Anzahl der Elektroden stiften,

Fig. 5 ein Diagramm der Funktionsabhängigkeiten von Pulsweite und Fre quenz zur Konstanthaltung der Porosität und Lochdichte und

Fig. 6 eine Lochbildvergrößerung mit dem Maßstab von 200 µm.

In Fig. 1 zeigt die Vorderansicht mit dem auf der isolierten Grundplatte 1 aufgebauten Ferritkern 2 als Hochspannungsübertrager in der Mitte des steckbaren 15/16 Moduls. Oben dem Kühlkörper 9 aufgesetzt befindet sich die Schaltungseinheit, bestehend aus der Platine 12, den Leistungshalbleitern 10 und 11 sowie Stützkondensatoren 13/14 und der Absicherung 17. Mittig und magnetisch symmetrisch sind auf dem zweifachen Doppel-U-Ferritkernblock 2 vorzugsweise zwei aus großem Drahtquer schnitt bestehende Primärwickel 4 aufgebracht. Ober- und unterhalb hierzu befinden sich die unter Vakuum eingegossenen Hochspannungswickel 5 und 6.

Die Anpressung und Luftspaltschließung 3 des Ferrit-U-Kernblocks, deren Abstand meist 0.25-1.0 mm beträgt, erfolgt durch den oberen AL-Kühlkörper 9. Die beiden seitlichen Kühlkörper 7 und 8 dienen zur Abstandshaltung und gleichzeitig zur weite ren Wärmeableitung für den oder die Leistungshalbleiter. Durch die großen Zwi schenräume ist keine zusätzliche Luftkühlung des Moduls erforderlich.

Fig. 2 zeigt ein Grundschaltungsbeispiel des gewählten Aufwärtswandlers zur elek trostatischen Perforation. Danach wird die Leistungsschaltung über den Steckan schluß 15 mit einer vorzugsweise stabilisierten Gleichspannung von z. B. 300 V ver sorgt. Über den mehrpoligen Stecker 21 erfolgt die Zuführung der Signal- und Ver sorgungsspanungen für die Treiberstufen. Über die beiden beispielhaft angeführten Sekundärwickel 5 und 6 erfolgt eine kurzlängige Steck- und Leitungsverbindung 18 zur Funkenstrecke und deren Elektrodenstifte 19 und 20.

Zwischen den Elektrodenstiften 19 und 20 erfährt die im Funkenstreckenspalt durch laufende Bahn die Porengenerierung 28. Deutlich ist zu erkennen, daß Primär- und Sekundärwickel für diese gewählte Ausführung aus jeweils einer Reihenschaltung besteht und z. B. zur Perforation von Mundstückbelagpapieren mit hoher Sekundär spannung von z. B. 2 mal 6 Elektrodenstiften zur Anwendung kommt. Eine Reihe an derer Kombinationen sind, wie bereits zuvor genannt, denkbar und praktisch möglich.

Im Diagramm der Fig. 3 ist beispielhaft eine einzelne Funkenentladung und deren Energieverteilungen fundamentiert. Das Spannungsnadelintegral bestimmt hierbei den Anteil von Ed 22, Das Bogenphasenintegral Eb 23 und die beim Ausschalten entstehende Restenergie Er 24 die anderen beiden Anteile. Das allgemein bekannte Schaltungsprinzip des Aufwärtswandlers basiert auf der Entladung eines Impulskon densators mit dem Leitzeitbeginn des Halbleiters, der linearen Ladestromführung über ein bestimmtes Zeitfenster durch die Primärwicklung 4 und das anschließende Ausschalten des Halbleiters 10.

Die Energiesteuerung erfolgt über den Bogenphasenenergieanteil Eb 23 zur Aufwei tung der durch die Energie Ed 22 entstandenen Mikropore zum Perforationsloch 28 einer bestimmten Größe durch die Leitzeitvariation von z. B. von 2 bis zu 20 µs des Halbleiters und dem damit verbundenen Primärladestrom gemäß der Gleichung B. Über die konstant- oder variierende Frequenz 26 dieses Pulsweitensignales 27 er folgt eine syn- oder asynchrone Wiederholung der Einzelfunken zur durchlaufenden Bahn. In der Regel bewegen sich die Kollektor- bzw. Primärspannungen im Span nungsbereich von 300-1000 V bzw. die der Sekundärwickel, je nach Beschaltung der Elektrodenstifte, zwischen 5 KV bis zu 50 KV.

Die beiden anderen Energieanteile Ed 22 und Er 24, welche aber je nach ihrer Höhe einen größeren Anteil an der Gesamtenergie Eg gemäß der Gleichung D und letztlich in der generierten Porengröße 28 ausmachen können, sind während des laufenden Perforationsprozesses nicht steuerbar, werden aber bei dem Stand der Technik auf gebauten Schaltungsystemen elektrisch bzw. von außen z. T. erheblich beeinflußt.

Es ist daher leicht verständlich, daß diese beiden Energieanteile Ed 22 und Er 24 weitestgehend konstant sein müssen, was mit der erfinderischen Vorrichtung in idealer Weise erfolgt.

Wie aus den elektrischen Zusammenhängen ersichtlich, ist es weiterhin notwendig, daß der Hochspannungsübertrager eine konstante magnetische Kopplung von der Primär- zur Sekundärseite aufweist, damit sich die in der Primärwicklung 4 feinge steuert eingebrachte magnetische Energie auf die Sekundärseite 5 und 6 unbeein flußt überträgt.

Dadurch, daß der Hochspannungsübertrager eine geringe Streuinduktivität, eine hohe Grenzfrequenz und einen extrem geringen Wicklungswiderstand hat lassen sich hohe Stromamplituden verlustreduziert erzeugen.

Mit dem räumlich engen, magnetisch optimierten und leistungsmäßig sehr großzügigen Aufbau der erfinderischen Vorrichtung werden diese vorangestellten physikalischen Prämissen sehr gut erfüllt und eröffnen somit eine hohe Funktionssicherheit und Zu verlässigkeit.

Zur weiteren Steigerung der Übertrags- und Perforationsleistung kann der Ferritkern block von zwei Doppel-U-Kernen = 4 U-Kerne auf 8 oder 16 U-Kerne erweitert wer den.

Fig. 4 vervollständigt die Vorrichtungsbeschreibung hinsichtlich der Funktionsabhän gigkeiten von Gesamtenergie Eg 25, der Wiederholungsfrequenz f 26, und die Anzahl n der verwendeten Elektrodenstifte 27 auf die Qualitätsgröße der Porosität am Bei spiel der elektrostatischen Zonenperforation für Mundstückbelagpapiere. Für andere Anwendungen ergeben sich selbstredend auch andere Funktionsverläufe.

Aus dem Diagramm in Fig. 5 ist beispielhaft zu ersehen, daß durch Variation der Wiederholungsfrequenz 26 und automatischer Anpassung der Pulsweite 27 und der damit verbundenen Änderung des Energieanteiles Eb 24 die Lochdichte unabhängig von der Bahngeschwindigkeit bei der elektrostatischen Perforation von Mundstück belagpapieren konstanthaltbar ist. In diesem Beispiel beziehen sich die Parameter auf eine Porosität von 160 C.U. (Coresta Units) bei einer Lochdichte von 90 Poren/cm² und einer 4 mm Zone.

Diese technische Möglichkeit ist dort von besonderer Bedeutung, wo für elektrostati sche Zonen- oder Flächenperforationen immer eine konstante Gasventilation = Poro sität bei einer genau vorgegebenen Porengröße und Dichte eingehalten werden muß.

Ergänzend hierzu zeigt Fig. 6 ein Lochbild und deren Porenverteilung 28 für zonen perforierte Mundstückbelagpapiere mit gewünschter Lochgrößenvariation und stochastischer Verteilung.

Abschließend sei hervorgehoben, das die erfinderische Lehre durch die voranste henden Ausführungsbeispiele lediglich erläutert, jedoch keinesfalls eingeschränkt ist.

Vielmehr läßt die erfinderische Lehre auch weitere Ausführungsschritte für die mo dulare Schaltungseinheit zur elektrostatischen Perforation zu, die andere konstruktive Merkmale aufweisen.

Claims

1. Vorrichtung einer modularen Schaltungs- und Übertragungseinheit für die elektrostatische Perforation, also mittels Funkendurchschlag erzeugte Poren (28), in laufende Materialbahnen wie Fein-, Mundstückbelag-, Zigaretten-, Filter-, Kaffee- und Kraftpapiere, spezielle Kunststoffolien, Spinnvliese, Laminate usw., wobei die Per forationen zonen-, flächen- oder linienhaft ausgebildet sein können, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiber- und Halbleiterschaltung (12, 10) sowie der Hochspannungs-Impulsüberträger (2) ohne weitere Leitungsverbindungen nach außen eine räumlich sehr enge und modulare Baueinheit bilden und als ein in sich abgeschlossener Funktionsblock anzusehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit nach unten steckbar codiert (15/16) und damit unverwechselbar ausgeführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit verschiedene Sekundärwickelkombinationen (5/6) unter Beibehaltung der Primärwickel (4) erlaubt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit alle notwendigen Bauelemente wie Glättungs kondensatoren (13/14), Kollektorsicherung (17), Treiberschaltung (12), Leistungs-Halb leiterschaltung (19), Kühlkörpers (7/8/12), Ferritkern (2), Primär- (4) und alle Sekundär wickel (5/6) sowie alle Kontaktierungen einschließlich der Hochspannungszuführung nach außen beinhaltet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit aus mindestens zwei Doppel-U-Ferritkernen (2), also somit aus mindestens 4-U-Ferritkernen mit eingelegtem Luftspalt (3) besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit im Frequenzbereich von 500-10 000 Hz und im Sekundärspannungsbereich von 5 kV bis 50 kV arbeitet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit eine variable und anpaßbare Pulsweiten- und Frequenzsteuerung enthält, mit der die Lochdichte und Porosität konstant gehalten werden kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit das Aufwärtswandler-Schaltungsprinzip be nutzt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit durch die vielzahligen und separierten Sekun därspulen (5/6) eine niedrige Streuinduktivität, hohe Grenzfrequenz und somit eine hohe Redundanz und Funktionssicherheit aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit immer mit einem festen L-C-Verhältnis arbeitet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulare Schaltungs- und Übertragungseinheit mit auf beiden Ferritkernschenkeln befindlichen und symmetrisch ausgeführten Primärwickeln (4) besteht.