DE2222725C3 - Schaltungsanordnung zum Aufrauhen der Oberfläche einer Kunststoffschicht - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Aufrauhen der Oberfläche einer KunststoffschichtInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Aufrauhen der Oberfläche einer Kunststoffschicht
mittels einer Funkentladung, wobei eine Hochspannungselektrode und eine Masseelektrode mit der
Kunststoffschicht als Dielektrikum einen Schwingkreiskondensator bilden.
Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DT-OS 1 504 206 bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung ist
ein auf eine feste Frequenz abgestimmter Leistungsgenerator vorgesehen, so daß im Betrieb entweder der
Generator auf die jeweilige Frequenz des die Entladungsstrecke enthaltenden Schwingkreises oder letzterer
durch Zuschalten von Reaktanzen auf die Generatorfrequenz abzustimmen ist. Damit ergibt sich die
Notwendigkeit der ständigen Anpassung entweder des Generators oder des die Entladungsstrecke enthaltenden
Schwingkreises an sich verändernde Verhältnisse, beispielsweise gegeben durch Bearbeitung jeweils unterschiedlichen
Materials. Wird diese Anpassung unterlassen, so sinkt sofort in entscheidendem Maße der
Wirkungsgrad.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung mit einfachen schaltungstechnischen
Mitteln so zu gestalten, daß sie zwecks ständiger Anpassung nicht dauernd geändert werden muß. Erfindungsgemäß
geschieht dies dadurch, daß der Schwingkreis den frequenzbestimmenden Teil eines Leistungsgenerators
bildet und daß der Leistungsgenerator außerdem einen aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten
Wechselrichter aufweist, dessen Ausgangswechselspannung den Schwingkreis speist und teilweise
auf elektronische Schalter des Wechselrichters rückgekoppelt wird.
Bei dieser Schaltung ergibt sich eine automatische Anpassung der Generatorfrequenz an die jeweiligen
Betriebsverhältnisse, so daß die Schaltungsanordnung keine von außen erfolgende Nachregelung erfordert
Dabei wird durch die teilweise Rückkopplung der den Schwingkreis speisenden Ausgangswechselspannung
auf die elektronischen Schalter des Wechselrichters dieser synchron zur Schwingkreiswechselspannung gesteuert,
so daß mit der Änderung der Schwingkreisfrequenz auf Grund sich verändernder Verhältnisse bei
der Bearbeitung der Wechselrichter automatisch mitgezogen wird.
Auf Grund der Tatsache, daß die Kunststoffschicht das Dielektrikum des Schwingkreiskondensators bildet
und dieser Schwingkreis die Resonanzfrequenz des Leistungsgenerators
bestimmt, ergibt sich automatisch bei jeder Art der aufzurauhenden Kunststoffschicht die
Resonanz des betreffenden Schwingkreises und damit jeweils eine günstige Belastung des Leistungsgenerators,
der dabei nämlich praktisch nur einen Wirkstrom aufzubringen hat. Der Generator kann sich damit jeder
Art von Kunststoff und auch der betreffenden Dicke des Kunststoffes automatisch anpassen, so daß irgendeine
Nachstimmung nicht erforderlich ist. Es hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, im Frequenzbereich
von etwa 20 kHz bis etwa 100 kHz zu arbeiten.
Zweckmäßig kann man zum Anstoßen des Wechselrichters einen Startimpuls einkoppeln, den man von der
den Wechselrichter speisenden Gleichspannung ableitet und über einen Rückkopplungsübertrager, der hierzu
mit einer zusätzlichen Wicklung versehen ist, einkoppelt.
Als Ausgang des Wechselrichters verwendet man vorteilhaft einen Ausgangsübertrager, an den über eine
Drossel ein Hochspannungsübertrager angeschlossen ist, der zu dem Schwingkreiskondensator führt und dessen
Eigeninduktivität die Schwingkreisinduktivität bildet. Es ergibt sich hierdurch an dem Eingang des Hochspannungsübertragers
eine im wesentlichen sinusförmige Wechselspannung, die von dem Rückkopplungsüberttager
aufgenommen und in dieser Form den elektronischen Schaltern zugeführt wird. Diese erhalten damit
eine Steuerspannung, die jeweils vor und nach den Nulldurchgängen nicht besonders steil verläuft, wie dies
sonst bei Rückkopplung einer Rechteckwechselspannung der Fall wäre, so daß sonst durch Phasenverschiebungen
mögliche Überlappungen des Ein- und Ausschaltens der Schalter vermieden werden, die sich als
Kurzschlüsse und damit als erhebliche Belastung der Schalter auswirken würden. Hierdurch würde vor allem
der Wirkungsgrad des Leistungsgenerators erheblich verschlechtert werden. Durch die Ausbildung des die
Kunststoffschicht enthaltenden Schaltungsteils als Schwingkreis erreicht man also einerseits den bereits
oben erwähnten günstigen Wirkungsgrad des Leistungsgenerators und außerdem die Rückkopplung
einer sinusförmigen Steuerspannung auf die Schalter, die damit auch nur einen sinusförmigen Strom zu schalten
haben. Im Augenblick des Umschaltens der Schalter sind diese damit praktisch nicht belastet.
An Hand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Anordnung mit einer Leiste und einem Tisch als Hochspannungs- und als Masseelektrode,
F i g. 2 eine Anordnung mit einer Leiste und einer Walze als Hochspannungs- und Masseelektrode,
F i g. 3 eine Anordnung zur beidseitigen Bearbeitung einer Kunststoffschicht, wobei diese in Abstand von der
Hochspannungselektrode und der Masseelektrode geführt ist.
F i g. 4 eine Anordnung, bei der die Hochspannungsund die Masseelektrode nebeneinander auf einer Seite
der Kunststoffschicht angeordnet sind,
F i g. 5 eine Schaltungsanordnung mit einem Wechselrichter
als Leistungsgenerator.
F i g. 1 zeigt eine Hochspannungselektrode 1 in Form einer Leiste, unter der eine Kunststoffschicht 2
auf einem als Masseelektrode dienenden Tisch 3 liegt. Hochspannungselektrode 1 und Masseelektrode 3 sind
über nicht dargestellte Zuleitungen mit dem Leistungsgenerator verbunden. Unter der Einwirkung der an den
beiden Elektroden 1 und 3 liegenden Hochspannungswechselspannung bildet sich die durch die eingezeichneten
Pfeile angedeutete Funkenentladung aus, die in die Kunststoffschicht 2 einschlägt und hier eine leichte i.s
Ooerflächenaufrauhung bewirkt
Bei der Anordnung gemäß F i g. 2 ist rVie Hochspannungselektrode
wieder als Leiste 1 ausgebildet, während die Masseelektrode aus einer Walze 4 besteht.
Über die Walze 4 ist die Kunststoffschicht 2 gelegt. Die Walze 4 kann gleichzeitig als Transportwalze dienen.
Sie trägt außen einen Isolierbelag 5 von etwa 2 mm Stärke. Durch diesen Isolierbelag 5 wird erreicht, daß
mit der dargestellten Anordnung auch Kunststoffschichten 2 verarbeitet werden können, die schmäler
sind als die Walze 4. Die sich über die Walzenbreite erstreckende Leiste 1 steht dann in jedem Falle einem
isolierenden Material gegenüber, im mittleren Erreich
der Kunststoffschicht 2 mit der darunterliegenden Isolation 5 und seitlich neben der Kunststoffschicht 2 nur
der Kunststoffschicht 5, so daß also ein direkter Überschlag von Hochspannungselektrode 1 zu Walze 4 als
Masseelektrode nicht möglich ist, der die erwünschte Funkenentladung vom mittleren Bereich, wo die Kunststoffschicht
2 durchgeführt wird, abziehen würde.
In der F i g. 3 ist dargestellt, wie man eine Kunststoffschicht 2 auch beidseitig mit Hilfe einer Funkenentladung
aufrauhen kann. Hierzu sind zwei Transportwalzenpaare 6, 6' und 7, T vorgesehen, deren einzelne
Walzen in Richtung der eingezeichneten Pfeile gedreht werden und dabei zwischen sich die Kunststoffschicht 2
mitnehmen. Oberhalb und unterhalb der Kunststoffschicht 2 sind die Hochspannungselektrode 1 und ein
Tisch 8 jeweils mit Abstand von der Kunststoffschicht 2 angeordnet, so daß sich eine Funkenentladung sowohl
oberhalb als auch unterhalb der Kunststoffschicht 2 ergibt.
In der Fig.4 ist dargestellt, wie auch dicke Kunststoffschichten
durch eine Funkenentladung einseitig aufgerauht werden können. Gezeigt ist die relativ dicke
Kunststoffschicht 9, die eine Funkenentladung bei oberhalb und unterhalb angeordneten Elektroden nicht
mehr zulassen würde. Als Masseelektrode dient hier die Walze 10 mit Isolierbelag 11, der seitlich die Hochspannungselektrode
12 in Form einer Schiene gegenübersteht. Walze 10 und Schiene 12 erstrecken sich dabei
über die gesamte Breite der Kunststoffschicht 9. Es ist auch möglich, die Walze tO an Hochspannung und die
Schiene 12 an Masse zu legen. Unter der Wirkung der an die beiden Elektroden 10 und 12 angelegten Wechselspannung
bildet sich die grau gezeichnete Zone von Funkenentladungen aus, wobei die Funken zumindest
teilweise dicht über der Oberfläche der Kunststoffschicht 9 verlaufen und diese damit örtlich aufheizen, so
daß die Oberfläche leicht aufgerauht wird. Durch Drehung der Walze 10 wird eine Erhitzung des Isolierbelages
11 ständig auf andere Zonen geleitet.
Fs sei noch darauf hingewiesen, daß bei den vorstehend dargestellten Anordnungen jeweils eine Relativbewegung
zwischen den Elektroden und der Kunststoffschicht stattfindet, so daß sich eine kontinuierliche
Bearbeitung der Oberfläche der Kunststoffschicht ergibt.
Bei der in der F i g. 5 dargestellten Schaltung wird als Leistungsgenerator ein aus einer Gl-iichspannungsquel-Ie
gespeister Wechselrichter verwendet Die Gleichspannung liegt dabei an den Elektroden 13 und 14. An
diese Elektroden 13 und 14 ist eine Brückenschaltung in Form zweier paralleler Zweige 19 und 20 angeschlossen,
die je zwei Transistoren 15,16 bzw. 17,18 in Reihe enthalten und deren Mittelpunkte über die Primärwicklung
21 eines Ausgangsübertragers verbunden sind. An dessen Sekundärwicklung 22 ist über die Drossel 23 der
Hochspannungstransformator 24 angeschlossen, der dann zu dem oben beschriebenen, aus Hochspannungselektrode
und Masseelektrode mit dazwischenliegender Kunststoffschicht gebildeten Kondensator führt.
Zur Bildung eines Schwingkreises wird die Eigeninduktivität des Hochspannungsübertragers 24 ausgenutzt,
der zu diesem Zweck einen entsprechend großen Luftspalt besitzt.
Eine sich an dem Hochspannungsübertrager 24 aufbauende Sinus-Spannung liegt auch an der Primärwicklung
25 eines Rückkopplungsübertragers, der mit vier Rückkopplungswicklungen 26, 27, 28 und 29 ausgestattet
ist, die zu den Transistoren 15, 16, 17 und 18 führen. Diese Wicklungen sind in Verbindung mit den Transistoren
nochmals dargestellt. Die Rückkopplungswicklungen 26, 27, 28 und 29 liegen zwischen den Basis- und
den Emitterelektroden der Transistoren 15, 16, 17 und 18, jeweils über einen Vorwiderstand 30,31, 32 und 33.
Durch entsprechende Polung der Rückkopplungswicklungen 26, 27, 28 und 29 wird erreicht, daß in der einen
Halbwelle die Transistoren 15 und 18 in den leitenden und gleichzeitig die Transistoren 16 und 17 in den gesperrten
Zustand geschaltet werden, während in der anderen Halbwelle die umgekehrte Schaltung erfolgt.
Auf diese Weise wird über die Transistoren 15, 16, 17 und 18 die an den Klemmen 13 und 14 liegende Gleichspannung
an die Primärwicklung 21 angeschaltet, und zwar mit wechselnder Polarität, so daß sich an der Ausgangswicklung
22 eine Rechteckwechselspannung ergibt. Durch die Drossel 23 wird diese Rechteckwechselspannung
von dem Verbraucher, gegeben durch den Hochspannungsübertrager 24 mit angeschlossenem
Kondensator, entkoppelt, so daß sich hinter der Drossel 23 eine Sinus-Wechselspannung, wie oben beschrieben,
ausbilden kann.
Zum Anwerfen der Schaltung ist ein von der Klemme 13 zu der Klemme 14 führender Schaltungszweig
mit der Wicklung 34 vorgesehen, die über den betreffenden Rückkopplungsübertrager mit dessen Primärwicklung
25 gekoppelt ist. In dem Zweig liegt noch der Druckschalter 35, der Kondensator 36, der Gleichrichter
37 und der Begrenzungswiderstand 38. Durch Druck auf den Schalter 35 werden dessen Kontakte geschlossen,
so daß die an den Klemmen 13 und 14 liegende Gleichspannung durchgeschaltet wird und den Kondensator
36 auflädt. Der sich hierbei ergebende Spannungsstoß an der Wicklung 34 wird auf die Rückkopplungswicklung
26, 27, 28 und 29 übertragen, der als Startimpuls die Wechselrichterschaltung anwirft. Der
Widerstand 39 dient dabei als Entladewiderstand für den Kondensator 36. Der Gleichrichter 37 ist vorgesehen,
um bei Rückschwingen der an der Wicklung 34 liegenden Spannung einen entsprechenden Strom zu
jnterdrücken.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in der F i g. 5
dargestellte Wechselrichterschaltung für sich auch durch eine solche ersetzt werden kann, die in bekannter
Weise mit zwei Schaltern und einem Transformator mit Mittelanzapfung arbeitet.
In der Schaltung gemäß F i g. 5 ist noch der Kondensator
40 vorgesehen, der lediglich zur Glättung der an den Klemmen 13 und !4 liegenden Gleichspannung
dient Das Dämpfungsglied, bestehend aus dem Widerstand 41 und dem Kondensator 42, das die Primärwicklung
21 des Ausgangsübertragers überbrückt, leitet Spannungsspitzen ab. Der Vorwiderstand 43 dient zur
zusätzlichen Begrenzung der auf die Transistoren 15, 16,17 und 18 rückgekoppelten Spannung.
Die in der F i g. 5 dargestellte Schaltung betreibt man zweckmäßig mit einer Frequenz im Bereich von
50 kHz. Hierfür ist die Schaltung durch Ausbildung einer entsprechenden Sucuiüduktiviiät des Hochspannungsübertragers
24 ohne weiteres zu dimensionieren, da die Größe der Kapazität des durch die Hochspannungs-
und Masseelektrode gebildeten Kondensators mit der Kunststoffschicht als Dielektrikum im allgemeinen
festliegt Für eine derartige Frequenz läßt sich auch die zur Entkoppelung dienende Drossel 23 in einfacher
Weise erstellen.
Die Schaltung gemäß F i g. 5 besitzt noch den Vorteil, daß sie durch einen Kurzschluß der Hochspannungs-
und der Masseelektrode nicht beschädigt werden kann, da in diesem Fall der Generator sofort stehen
bleibt. Für den Weiterlauf muß er dann in der vorstehend beschriebenen Weise mittels des Druckknopfschalters
35 wieder angeworfen werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Schaltungsanordnung zum Aufrauhen der Oberfläche einer Kunststoffschicht mittels einer
Funkentladung, wobei eine Hochspannungselektrode und eine Masseelektrode mit der Kunststoffschicht
als Dielektrikum einen Schwingkreiskondensator bilden, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwingkreis den frequenzbestimmenden Teil eines Leistungsgenerators bildet und daß der
Leistungsgenerator außerdem einen aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Wechselrichter
aufweist, dessen Ausgangswechselspannung den Schwingkreis speist und teilweise auf elektronische
Schalter des Wechselrichters rückgekoppelt wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Wechselrichters
ein Rückkopplungsübertrager mit einer zusätzlichen Wicklung zum Einkoppeln des Startimpulses
liegt, der von der den Wechselrichter speisenden Gleichspannung abgeleitet wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des
Wechselrichters durch einen Übertrager gebildet wird, an den über eine Drossel ein Hochspannungsübertrager
angeschlossen ist, der zu dem Schwingkreiskondensator führt und dessen Eigeninduktivität
die Schwingkreisinduktivität bildet.
30
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722222725 DE2222725C3 (de) | 1972-05-09 | 1972-05-09 | Schaltungsanordnung zum Aufrauhen der Oberfläche einer Kunststoffschicht |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19722222725 DE2222725C3 (de) | 1972-05-09 | 1972-05-09 | Schaltungsanordnung zum Aufrauhen der Oberfläche einer Kunststoffschicht |
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DE2222725A1 DE2222725A1 (de) | 1973-11-22 |
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DE2222725C3 true DE2222725C3 (de) | 1975-10-16 |
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DE19722222725 Expired DE2222725C3 (de) | 1972-05-09 | 1972-05-09 | Schaltungsanordnung zum Aufrauhen der Oberfläche einer Kunststoffschicht |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10109100C1 (de) * | 2001-02-24 | 2002-04-18 | Afs Entwicklungs & Vertriebs G | Verfahren und Vorrichtung zum Lochen von bahnartigem Material |
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1972
- 1972-05-09 DE DE19722222725 patent/DE2222725C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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