DE3400325C2

DE3400325C2 - Vorrichtung zur Behandlung von Formkörperflächen durch Koronaentladung

Info

Publication number: DE3400325C2
Application number: DE19843400325
Authority: DE
Inventors: Klaus 4803 Steinhagen Kalwar
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1984-01-07
Filing date: 1984-01-07
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3400325A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Behandlung auch komplizierter Flächen von Formkörpern durch Koronaentladung beschrieben. Erfindungsgemäß werden dabei die auf Basiselektroden (7) aufgesetzten Formkörper (1) in einer Abwälzbewegung an freihängenden flexiblen Entladungseinheiten (2) vorbeigeführt. Die Abwälzbewegung wird dabei durch eine geeignete Kombination von translatorischer Fördergeschwindigkeit und Formkörper-Winkelgeschwindigkeit derart eingestellt, daß die jeweils zu behandelnde Fläche (3) im Moment der Entladung relativ zu der aktiven flexiblen Entladungseinheit (3) in Ruhe ist. Die flexiblen Entladungseinheiten (3) sind entlang einer polygonalen Schleife aufgehängt, welche durch den Förderweg und die jeweils relativ zum Schleifeninnern in Ruhe befindlichen Flächenpunkte (3) bestimmt wird. Dadurch wird eine Berührung der Entladungseinheiten (2) mit den Formkörperflächen außerhalb der Entladungsphase weitestgehend vermieden.

Description

a) der endlose Förderer ein Horizontalförderer ist, welcher um eine oder mehrere vertikale Achsen umläuft;

b) die den aufgesetzten Formkörper (1) tragende Basiselektrode (7) um ihre vertikale Mittelachse dreh- und antreibbar auf dem Endlosförderer gelagert ist, wobei die Translationsgeschwindigkeit des Förderers und die Winkelgeschwindigkeit des Formkörpers (1) derart kombiniert sind, daß nach erfolgter Behandlung der Formkörper (1) sich einmal oder ein ganzzahliges Vielfaches um sich selbst gedreht hat und daß die Relativgeschwindigkcit zwischen den Flächen (3) des Formkörpers (1) und den flexiblen Entladungseinheiten (2) zum Zeitpunkt des beiderseitigen Kontaktes möglichst klein ist;

c) die flexiblen Entladungseinheiten (2) entlang einer geschlossenen, polygonartig ausgebildeten Schleife aufgehängt sind -leren Form durch die Lage der jeweils nächst dem Innern der Schleife liegenden Flächenpunkte ;">) des Formkörpers (1) bestimmt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Endlosförderer mehrere Basiselektroden (7) in Laufrichtung hintereinander angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Basiselektrode (7) eine pneumatische Abblas- und Kühlvorrichtung (10) enthält

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der endlose Horizontalförderer als Rund- oder Ovalförderer ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Entladungseinheiten (2) metallische Ketten, Stränge oder elastische Federn sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Entladungseinheiten (2) elektrisch leitfähige Bürsten sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten aus elastischen, nichtmetallischen Werkstoffen bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten aus Kohlenstoffäsern bestehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten aus Aramidfasern bestehen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die als Aufhängung dienende Gegenelektrode (8) eine Verstellung der

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Flächen von Formkörpern durch Koronaentladung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs i.

Eine solche Vorrichtung ist beschrieben in der DE-PS 30 45 259. Danach werden die zu behandelnden Formkörper auf einem Transportband durch einen Vorhang aus flexiblen Entladungseinheiten gefahren.

Diese Ausgestaltung bietet bei geeigneter Anordnung die Möglichkeit einer Behandlung auch unregelmäßiger Formkörp^rflächen. Von Nachteil ist jedoch, daß konstruktionsbedingt die flexiblen Entladungseinheiten, um möglichst jeden Punkt insbesondere nicht horizontaler Oberflächen behandeln zu können, in schleifendem Kontakt zu diesen treten müssen. Dieser Umstand hat zur Folge, daß die Entladungseinheiten nach dem Vorbeigleiten am Formkörper in Schwingungen geraten. Der jeweils nachfolgende Formkörper wird daher auf eine schwingende Elektroden wand zugeführt Durch diese Vorgänge wird eine flächendeckende Behandlung erheblich beeinträchtigt

Man könnte dadurch Abhilfe schaffen, daß man das Transportband auf eine solch niedere Geschwindigkeit einstellt, daß die Formkörper möglichst langsam an den flexiblen Entladungseinrichtungen entlanggleiten. Einer solchen Vorgehensweise steht jedoch die Erfordernis eines wirtschaftlich hohen Durchsatzes an Formkörpern, besonders bei Massenartikeln, entgegen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher alle Flächen von Formkörpern beliebiger äußerer Gestalt in rascher Folge einer gleich und ausreichend langen, gleichmäßigen Koronaentladung unterworfen werden können, ohne

5Cr daß die hohen Durchsatzraten die Qualität der Behandlung beeinträchtigen.

Die gestellte Aufgabe wird unter Überwindung der aufgezeigten Schwierigkeiten durch die kennzeichnenden Merkmale der in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Vorrichtung gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Von grundlegender Bedeutung für die vorliegende Erfindung ist der Umstand, daß der zu behandelnde Formkörper in einer Wälzbewegung an den freihängenden flexiblen Entlastungseinheiten vorbeigeführt wird, ohne auf dem gesamten Transportweg diese wesentlich beiseite zu schieben. Die flexiblen Entladungseinheiten sollen also möglichst nur durch elektrostatische Kräfte an den Mantelflächen des Formkörpers anliegen.

Die Abroll- oder Wälzbewegung des Formkörpers wird durch eine Kombination von Rotation und Translation erreicht, indem er mit seiner als Halterune die-

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nenden, auf der Transporteinrichtung drehbar gelagerten Basiselektrode um die vertikale Mittelachse rotiert und gleichzeitig auf dem endlosen Horizontalförderer translatorisch weiterbewegt wird. Die Winkelgeschwindigkeit des Formkörpers und die Fördergeschwindigkeit müssen erfindungsgemäß so aufeinander abgestimmt sein, daß, wenn der Förderweg um eine oder mehrere vertikale Achsen als Schleife angesehen wird, die jeweils dem Innern dieser Schleife zugewandten Flächenpunkte im Zeitpunkt der Entladung den flexiblen Entladungseinheiten am nächsten liegen und relativ zu diesen sich in Ruhe befinden. Ferner sollte der Formkörper sich nach dem Durchlauf durch die Anlage einmal oder ein ganzzahliges Vielfaches um seine vertikale Mittelachse gedreht haben.

Sind nun die flexiblen Entladungseinheiten immer genau über jenen Punkten der kleinsten Relativbewegung der Körperflächen aufgehängt, so umfassen sie eine polygonale Schleife, weiche der Verbindungslinie der jeweils schleifeninnersten Flächenpunkte entspricht Dadurch wird erreicht daß für jede Position des Formkörpers während der Koronabehandlung die jeweils aktiv werdenen flexiblen Entladungseinheiten zu den jeweils behandelten Flächen des Formkörpers äquidistant sind und ein durch das Abgleiten der Entladungseinheiten hervorgerufenes Schwingen weitgehend vermieden wird, auch bei hohen Transportgeschwindigkeiten.

Mit dieser Anordnung sind die in der Aufgabenstellung formulierten Forderungen erfüllt

Um ein vielfaches höhere Mengendurchsätze können ohne Qualitätseinbußen in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung dadurch erzielt werden, daß auf dem Endlosförderer mehrere Basiselektroden in Laufrichtung hintereinander angeordnet sind. Da die flexiblen Entladungseinheiten nicht mehr schwingen, können die Abstände der aufgestellten Formkörper so klein gewählt werden, daß sie sich bei ihrer Eigenrotation gerade nicht berühren.

Um die durch die Relativbewegung der Formkörperoberfiächen beschriebene Schleife und damit die Aufhängungsgeometrie der flexiblen Entladungseinheiten möglichst unkompliziert zu halten, ist als Transporteinrichtung Rund- oder Ovalförderern der Vorzug zu geben.

Die flexiblen Entladungseinheiten können aus den an sich bekannten metallischen Ketten, Strängen oder elastischen Federn bestehen. Besonders vorteilhaft sind jedoch insbesondere bei dieser Vorrichtung elektrisch leitfähige Bürsten, welche die bestmögliche flächendekkende Koronabehandluiii" gewährleisten. In einer besonders vorteilhaften Ausführung bestehen zumindest deren Borsten aus elastischen, nicht metallischen, elektrisch leitfähigen Werkstoffen, welche eine besondere Abriebfestigkeit aufweisen und mit denen je nach Werkstoffwahl ein definiertes elektrisches Entladungsverhalten eingestellt werden kann. Bewährt haben sich insbesondere Kohlenstoffasern und Aramidfasem.

Um eine Vorrichtung der beschriebenen Art rasch an unterschiedliche Dimensionen von Formkörpern anpassen zu können, kann vorteilhafterweise der Aufhängungsmechanismus für die flexiblen Entladungseinheiten so beschaffen sein, daß diese in ihrer räumlichen Position sowie in ihrer Länge mannigfaltig verstellbar sind. Hieraus ergeben sich außerordentlich umfassende Einsatzmöglichkeit-sn, wenn z. B. gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung auf dem Transportband verschiedenartige Formkörper auf ihren passenden Basiselektroden hintereinander angeordnet werden. Mittels einer an den jeweiligen Formkörpern oder an den Basiselektroden oder an der Transporteinrichtung angebrachten Kodierung ist es nunmehr möglich, während des kontinuierlichen Betriebes der Anlage rechnergesteuert für jeden Formkörper kurz vor dessen Behandlung die flexiblen Entladungseinheiten automatisch so zu positionieren, daß sie über dem durch die Außenflächen des Formkörpers beschriebenen Polygon hängen.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Kontakt zwischen Formkörper und flexibler Entladungseinheit im wesentlichen nur durch elektrostatische Kräfte erfolgt, ist es, insbesondere bei Anwendung von ketten- oder bandförmigen Gegenelektroden, bei Flächenunregelmäßigkeiten, wie z. B. Hinterschneidungen, im Interesse einer gleichmäßigen Behandlung vorteilhaft in die Basiselektrode, welche ein Dielektrikum besitzt und an Masse liegt, gezielt unter den genannten Problemzonen des Formkörpers Permanent- oder Elektromagnete einzufügen. Diese bewirken ein besonders inniges Anliegen der flexiblen Entladungseinheiten icd'grund einer Verstärkung der elektrostatischen Anziehungskräfte.

In den Zeichnungen ist die Erfindung wie folgt erläutert:

F i g. 1 zeigt in der Aufsicht das Schema einer beispielhaicen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung während verschiedener Arbeitsphasen;

Fig.2 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung in gleicher Darstellung;

F i g. 3 einen auf seine Basiselektrode aufgesteckten Formkörper sowie eine beispielhafte Anordnung der flexiblen Entladungseinheiten;

F i g. 4 eine bevorzugte Variante der Basiselektrode mit Elektromagneten und einer kombinierten Abblas-/Kühlvorrichtung.

In F i g. 1 ist schematisch die Abwälzbewegung eines Formkörpers 1 von oben gesehen dargestellt, wie sie bei einer kreisförmigen Ausführung des Horizontalförderers entsteht Die jeweils kreisinnersten Punkte 3 der zu behandelnden Oberfläche fallen erfindungsgemäß mit der jeweils aktiven flexiblen Entladungseinheiten 2 zusammen und befinden sich relativ zu diesen im Moment der Entladung in Ruhe. Diese Forderungen geben die räumliche Position der flexiblen Entladungseinheiten 2 fest vor: sie hängen aufgereiht entlang einer polygonartigen Linie, wodurch einerseits der Kontakt-Formkörper/flexible Entladungseinheit gewährleistet ist, andererseits möglichst keine Impulsübertragung Fläche/Entladungseinheit während des Transportes stattfindet An geeigneter Stelle 4 kann eine — in F i g. 1 nicht dargestellte — Aufgabe- und Entnahmestation vorgesehen sein. Es können auch mehrere Formkörper 1 hintereinander auf dem Transportband angebracht werden, sofern sie sich während ihrer Drehbewegung nicht berühren. Die in F i g. 1 gezeigten, sich nicht überlappenden Phasen können somit auch als hintereinander angeordnete Einzelförmkörper 1 aufgefaßt werden.

Fig.2 zeigt, ebenfalls von oben, als Variante eine sogenannte Längs*akteinrichtung. Es liegen hier die selben Voraussetzungen vor wie in Fig. 1. Wahlweise kann der Rücklauf 5 der Förmkörperträger leer erfolgen; die Aufgabestation wäre in diesem Falle bei 4, die Entnahmestation bei 6 anzuordnen.

F i g. 3 zeigt in Seitenansicht die Positionen der Elektroden während einen Entladungsvorganges. Der Formkörper 1 ist auf die ihm in ihren äußeren Abmessungen entsprechende Basiselektrode 7 aufgesetzt. Seine Fläche 3 wälzt sich an den flexiblen Entladungseinheiten 2

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vorbei ab. Diese sind in alle drei Raumrichtungen variabel an einer Gegenelektrode 8 aufgehängt. Elektrostatische Kräfte lassen die flexiblen Entladungseinheiten 2 in , innigen Kontakt mit der jeweiligen Oberfläche 3 treten.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in Fig.4 dargestellt. Zusätzlich zu der in F i g. 3 gezeigten Version enthält hier die Basiselektrode 7 Elektromagnete 9 eingelagert. Da erfindungsgemäß der Kontakt der flexiblen Entladungseinheiten 2 möglichst ausschließlich durch elektrostatische Kräfte erzielt wird, ermöglichen es diese Magnete 9, z. B. auch konkave Flächenteile oder Hinterschneidungen durch verstärkte Anziehungskräfte mit den flexiblen Entladungseinheiten 2 in enge Berührung zu bringen. >

Desweiteren zeigt F i g. 4 eine pneumatische Abblas- und Kühlvorrichtung 10. Diese erfüllt zwei Aufgaben zugleich:

a) Ein Abblasen des auf die Basiselektrode 7 aufgesteckten Formkörpers 1 nach der Behandlung in bekannter Weise beim Passieren der Entnahmestation;

b) erfindungsgemäß gleichzeitig die Kühlung der Basiselektrode 7 zur Sicherstellung der höchstzulässigen Betriebstemperatur.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

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Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Behandlung von Formkörperflächen durch Koronaentladung, bestehend aus einer den Formkörper haltenden und seiner Innenform angepaßten, beweglichen Basiselektrode, welche mit einem Dielektrikum beschichtet ist, aus einer an einem höhenverstellbaren Halter angeordneten Gegenelektrode mit flexiblen Entladungseinheiten sowie aus einem die Basiselektroden tragenden, endlosen Förderer, dadurch gekennzeichnet, daß

flexiblen Entladungseinheiten (2) in alle drei Raumrichtungen zuläßt

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine über elektronische Informationsträger und -verarbeiter steuerbare, automatische Verstellvorrichtung für die flexiblen Entladungseinheiten (2).

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unregelmäßige Flächenpartien des zu behandelnden Formkörpers (1) mit in die Basiselektrode (7) eingebetteten Permanent- oder Elektromagneten (9) hinterlegt sind.