DE3607840C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen auf Oberflächen von Verpackungsmittelbahnen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Die für Verpackungsmittelbahnen angewendeten Polymerfolien weisen einen hohen Oberflä­ chenwiderstand auf, so daß in Verbindung mit technologisch bedingten Trenn- und Berührungsvorgängen während des Abpack­ prozesses erhebliche elektrostatische Aufladungen zu besei­ tigen sind.

Aus der DE-OS 27 21 370 ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Die Gegenelektrode wird dabei durch einen das Gehäuse umgebenden Metallmantel gebildet. Versuche haben gezeigt, daß der Einbau dieser Einrichtung auf beiden Seiten bezüglich der Materialbahn erfolgen muß, um eine befriedigende Wirkung zu erreichen. Unter den besonderen Bedingungen des Verpackungs­ maschinenbaus kann das nur in wenigen Fällen realisiert wer­ den.

In der DE-PS 9 59 485 wird eine Einrichtung beschrieben, die als Elektrode einen dünnen Metalldraht aufweist. Dieser ist von einem geschlitzten Metallrohr umgeben. Der Schlitz weist in Richtung Materialbahn. Um den Ionenfluß in Richtung Materialbahn zu beschleunigen, ist in deren Nähe eine Hilfs­ elektrode angeordnet. Die Hilfselektrode hat das gleiche Potential wie die Materialbahn.

Diese Einrichtung wirkt nicht befriedigend, da die La­ dung der Materialbahnoberfläche stark in Polarität und Betrag schwankt. Die Hilfselektrode besitzt ein gleichbleibendes Po­ tential, so daß sich eine kontinuierliche und sichere Ent­ ladung nicht erreichen läßt.

In der DE-OS 27 24 118 wird eine Einrichtung offenbart, die als Naherde den Sprühspitzen zugeordnete Spitzen besitzt.

In diese Anordnung wird durch einen Ventilator Luft in Rich­ tung Materialbahn geblasen.

Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß es zu Rekombinationen der Ionen kommt, da der Weg vom Ort der Entstehung zum Ort der Wirkung sehr lang ist. Desweiteren ist der materielle Auf­ wand beträchtlich und der Platzbedarf groß.

Allen genannten Einrichtungen ist der Nachteil gemeinsam, daß die für die Bedingungen des Verpackungsmaschinenbaus erforderli­ chen geringen Abmessungen konstruktionsbedingt nicht erreicht werden können. Die Nähe von Metallteilen läßt sich nicht ver­ meiden. Durch diese ungünstigen Platzverhältnisse bildet sich keine wirkungsvolle Luftionisation aus.

Die in der DE-OS 28 15 117 beschriebene Einrichtung besteht aus einer Elektrode, die als dünner Draht ausgebildet ist. Parallel zu der Elektrode ist ein metallischer Stab als Erde angeordnet.

Diese Lösung kann hinsichtlich Platzbedarf die Forderungen erfüllen. Gegen mechanische Beanspruchungen ist diese Aus­ führungsform jedoch empfindlich. Infolge des direkten An­ liegens der Hochspannung liegt keine berührungssichere Variante vor. Weiterhin ist die Intensität des erzeugten Ionenstroms nicht ausreichend, eine wirksame Entladung der Verpackungsmitteloberfläche herbeizuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen auf Verpackungsmittelbahnen der eingangs genannten Art zu entwickeln, die durch eine wirkungsvolle Luftionisation starke und unregelmäßig verteilte Aufladung an Verpackungsmittelober­ flächen beseitigt, auch wenn die Nähe von Metallteilen unver­ meidbar ist und die Einbaubedingungen beschränkt sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß die Ab­ messungen sehr gering sind. Die Einrichtung kann auch in der Nähe von Metallteilen installiert werden, was bei den Ionisa­ tionseinrichtungen herkömmlicher Bauart nicht möglich war bzw. die Wirkung stark herabsetzt. Die erzeugte Ionisation der Luft reicht aus, um auch elektrostatisch stark und mit unterschied­ licher Polarität geladene Verpackungsmittel sicher zu neutra­ lisieren. Weitere Vorteile sind die kompakte Bauform der Lö­ sung sowie die Möglichkeit einer guten Integration direkt im Bereich kritischer Wirkstellen, vorzugsweise von Verpackungs­ maschinen. Die Ausführung ist berührungssicher.

Nachfolgend soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert werden. Die Zeichnungen haben folgende Bedeutung:

Fig. 1 Einbausituation für das Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 Prinzipieller Aufbau (Längsschnitt) des Ionisators,

Fig. 3 Querschnitt (Schnitt A-A) entsprechend Fig. 2.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird die Verpackungsmittelbahn 1 durch die beiden Abzugswalzen 2, 3 dem Messer 4 zugeführt. In diesem Bereich machen sich die hohen elektrostatischen Aufla­ dungen besonders negativ bemerkbar, da es zu Vorschubschwie­ rigkeiten der Verpackungsmittelbahn 1 auf dem Papiertisch 5 kommt. Die Einrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ist deshalb an dieser kritischen Stelle angeordnet. Sie besteht im wesentlichen aus einem Ionisationsstab 6 mit Sprühspitzen 14 und einer Gegen­ elektrode 7 und ist im Papiertisch 5 integriert.

Der Ionisationsstab 6 besteht aus einem hochspannungsführen­ den Metallrohr 8, worauf ein Isolierschlauch 9 gezogen ist. Auf diesem werden die als Sprühelektroden dienenden Wicklungen 10 angeordnet. Im Bereich der Wicklungen 10 ist der Isolier­ schlauch 9 mit einer dünnen leitfähigen Schicht 11 überzogen. Besonders ist ein Graphitüberzug geeignet. An der Klemmstelle 12 wird das Hochspannungskabel 13 befestigt. Die Enden der Wicklungen 10 stehen tangential ab und sind als Sprühspitzen 14 ausgebildet. Die Sprühspitzen 14 weisen alle in die glei­ che Richtung. Ihr Abstand untereinander beträgt 10-18 mm und der Abstand zwischen Sprühspitzen 14 und Verpackungs­ mittelbahn beträgt 4-5 mm. Die freie Spitzenlänge ist etwa 5-7 mm. Diese Anordnung ist mit einem Kunststoffmantel 15 umgeben, der Aussparungen 16 für die Sprühspitzen 14 frei­ läßt. Die Hohlräume dieser Anordnung sind mit einem Gießharz 17 ausgegossen. Als Gegenelektrode 7 ist eine Naherde in der Nähe der Verpackungsmittelbahn 1 angeordnet. Die Gegenelektro­ de 7 besteht aus einem parallel zum Ionisationsstab 6 gespann­ ten dünnen Metalldraht, der einen Durchmesser von 1-3 mm aufweist. Der Abstand zwischen der Gegenelektrode 7 und der Verpackungs­ mittelbahn 1 beträgt 1-2 mm und der Abstand zwischen den Sprühspitzen 14 und der Gegenelektrode 7 beträgt etwa 5-7 mm.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist fol­ gende: Über das Hochspannungskabel 13 liegt eine Wechsel­ spannung von 3,9 kV an. Zwischen den Sprühspitzen 14 und der Gegenelektrode 7 bildet sich ein elektrisches Feld, in dem Ionen erzeugt werden. Durch die beschriebene Einrichtung können elektrostatische Aufladungen von ±10 bis ±15 kV/cm bis auf Restladungen von ±0,15 bis vereinzelt ±1,8 kV/cm abgebaut werden. Die Abzugsgeschwindigkeit kann 100 m/min be­ tragen. Es tritt keine Umladung an der Oberfläche des Ver­ packungsmittels auf, auch wenn niedrige und starke elektro­ statische Aufladungen unterschiedlicher Polarität einander ablösen.

Der Wechsel zwischen geladenen und ungeladenen Stellen, als Streifigkeit bezeichnet, tritt damit nicht auf.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufla­ dungen auf Oberflächen von Verpackungsmittelbahnen, bestehend aus einem hochspannungsführenden Metallrohr, das mit einem Isolier­ schlauch überzogen ist und mehrere Wicklungen aus Draht auf­ weist, deren Enden tangential abstehen, in eine Richtung wei­ sen und als Sprühspitzen ausgebildet sind, bei der die Hohl­ räume dieser Anordnung mit Gießharz ausgegossen sind, die Oberfläche mit einer isolierenden Schicht, bei der nur die Öffnungen für die Sprühspitzen ausgespart sind, überzogen ist und in unmittelbarer Nähe der Sprühspitzen eine geerdete Gegenelektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (7) als Metalldraht ausgeführt ist, der einen Durchmesser von 1 bis 3 mm aufweist, und in unmittel­ barer Nähe der Verpackungsmittelbahn (1), parallel zu der Reihe der Sprühspitzen (14) und auf der gleichen Seite der Verpackungsmittelbahn (1) wie die Sprühspitzen (14) angeordnet ist.

2. Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufla­ dungen auf Oberflächen von Verpackungsmaterialbahnen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Gegenelek­ trode (7) und den Sprühspitzen (14) 5-7 mm beträgt.

3. Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufla­ dungen auf Oberflächen von Verpackungsmaterialbahnen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Gegen­ elektrode (7) und Verpackungsmittelbahn (1) 1-2 mm beträgt.

4. Einrichtung zur Neutralisation elektrostatischer Aufla­ dungen auf Oberflächen von Verpackungsmaterialbahnen nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Sprüh­ spitzen (14) und der Verpackungsmittelbahn (1) 4-5 mm beträgt.