DE4016997C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Ladungen nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Vorrichtungen dieser Art sind aus der US-PS 41 07 755 oder US-PS 34 43 155 bekannt, wobei in letzterer Druckschrift aller­ dings der Längsschlitz der Hülle durch kreisrunde, die Spitzenelektroden umgebende Öffnungen ersetzt ist. Die äußere Hülle besteht bei den bekannten Vorrichtungen aus Metall, beispielsweise aus Aluminiumlegierung. Dabei wirken die Ränder des in der geerdeten Hülle ausgebildeten Längsschlitzees bzw. der Rand der erwähnten, kreisrunden Öffnungen unmittelbar als Gegenelektroden für die Spitzen­ elektroden, so daß sich dazwischen die üblichen Koronaent­ ladungen ausbilden, in denen ihrerseits die gewünschten elektrischen Ladungen durch Ionisierung entstehen.

Die aus Metall gefertigte äußere Hülle führt zu dem Nach­ teil, daß die Vorrichtung verhältnismäßig schwer ist, insbesondere dann, wenn sie von erheblicher Länge, beispiels­ weise zwei oder mehr Meter ist. Die Hülle ist weiterhin im Querschnitt ein Profilrohr, so daß die Fertigung verhältnis­ mäßig aufwendig und teuer ist. Man war daher seit längerer Zeit bestrebt, diese äußere Metallhülle durch eine Hülle aus Kunststoff zu ersetzen. Da Kunststoff von Haus aus jedoch kein elektrischer Leiter ist, können die Ränder des in der Kunststoffhülle ausgebildeten Längsschlitzes nicht mehr unmittelbar als Gegenelektroden verwendet werden.

Aus der GB-PS 14 07 718 ist es weiterhin bekannt, einen elektrischen Leiter in eine hinterschnittene Nut einzulegen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß auch bei Verwendung einer nicht­ metallischen äußeren Hülle die Ränder des in dieser Hülle ausgebildeten Längsschlitzes als Gegenelektroden wirken.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich­ nungsteil des Patentanspruchs 1 stehenden Merkmale gelöst.

Der durch diese Lösung erzielte Vorteil besteht darin, daß eine relativ schwere, äußere Hülle entfällt, die Gesamt­ vorrichtung also von verhältnismäßig geringem Gewicht ist.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beilie­ gender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 schaubildlich eine stabförmige Vor­ richtung zur Erzeugung elektrischer Ladungen durch Koronaentladung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 und 4 Schnittansichten entlang den Linien 3 bzw. 4 in Fig. 2 und

Fig. 5 eine Detailschnittansicht in einer gegenüber Fig. 2 verschiedenen Schnittebene.

Die auf der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Ladungen ist im wesentlichen stabförmig ausgebildet und enthält im Inneren ein parallel zu ihrer Längsachse verlaufendes Hochspannungskabel 1 mit folgendem Aufbau: Eine zentral gelegene, innere Metallitze 2, die mit einer Hoch­ spannungsquelle (beispielsweise Wechselstrom) verbindbar ist, ist von einem ersten elektrisch isolierenden Mantel 3 umschlossen. Der Mantel 3 ist von einem zweiten, elektrisch isolierenden Mantel 4 umgeben. Der Mantel 4 ist an seiner Außenseite von einem mit Erde oder Masse verbindbare, metallischen Schutzge­ flecht 5 umhüllt. Auf das Schutzgeflecht 5 folgt ein weiterer Isoliermantel 6. Das Hochspannungskabel 1 tritt an einer Stirn­ seite der stabförmigen Vorrichtung in einen Isolierkörper 7 ein, der seinerseits von einer äußeren Hülle 8 aus Kunststoff umgeben ist. Die Hülle 8 weist einen zur Längsachse der Vor­ richtung parallelen, in Fig. 1 oben liegenden Längsschlitz mit Rändern 11 bzw. 10 auf. In diesen Längsschlitz 9 ragen vor­ stehende Längskanten 13, 14 des Isolierkörpers 7 hinein, die sich verhältnismäßig eng an die Ränder 11 bzw. 12 der äußeren Hülle 8 anlegen (vgl. auch Fig. 4).

Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, sind im Inneren der Vor­ richtung, also im Inneren des Isolierkörpers 7, der Mantel 4, das Schutzgeflecht 5 und der weitere Mantel 6 von dem inneren Mantel 3 entfernt, so daß dieser frei durch den Isolierkörper 7 verläuft. Auf den Mantel 3 sind in gleichmäßigen Abständen schraubenförmig gewundene Drahtwendeln 15 aufgeschoben, deren eines Ende jeweils senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung abgebogen ist und eine Spitzenelektrode 16 bildet. Diese Spitzen­ elektroden durchdringen entsprechende Löcher an der Oberseite des Isolierkörpers 7, der, wie aus Fig. 4 ersichtlich, unten offen ist, so daß das mit den Schraubwendeln 15 versehene Kabel so innen eingelegt werden kann, daß die Spitzenelektroden jeweils an der Oberseite austreten und dann in einer Reihe etwa in der Mitte zwischen den Längskanten 13, 14 des Isolierkörpers 7 und zwischen den Rändern 11, 12 des Längsschlitzes 9 der äußeren Hülle 8 liegen. Über die Schraubwendeln 15 sind die Spitzen­ elektroden 16 kapazitiv an die hochspannungsführende Litze 2 des Hochspannungskabels angekoppelt, so daß sie ebenfalls auf Hochspannung liegen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist nach dem Einlegen des die Drahtwendeln 15 mit den Spitzenelektroden 16 tragenden Hoch­ spannungskabels in den Isolierkörper 7 letzterer mit einem elektrisch isolierenden Gießharz 20 ausgefüllt. Der das Hoch­ spannungskabel und die Spitzenelektroden enthaltende Isolier­ körper 7 wird dann stirnseitig in die äußere Kunststoffhülle 8 eingeschoben.

Wie aus der Zeichnung (insbesondere Fig. 3 und 4) ersichtlich, weist die äußere, aus Kunststoff gefertigte Hülle 8 an den Rändern 11, 12 des an ihr ausgebildeten Längsschlitzes 9 und damit parallel zu der Reihe der Spitzenelektroden 16 Nuten 17 auf, in die als Gegenelektroden 18, 19 jeweils flexible Metalldrahtlitzen 21 eingelegt sind, die ihrerseits von einem Mantel 22 aus nachgiebigem Kunststoff oder dergleichen umschlossen sind. Wie dargestellt, sind die Nuten 17 hinterschnitten ausgebildet und weisen einen offenen Spalt auf, dessen Breite kleiner als der Außendurchmesser des Mantels 22 ist, so daß die Gegenelektroden 18, 19 in die Nuten 17 unverlierbar eingeklippst werden können.

Der den Mantel 22 der Metalldrahtlitzen 21 bildende Kunststoff ist elektrisch leitend und steht mit der Metalldrahtlitze 21 unmittelbar in elektrisch leitender Verbindung. Als elektrisch leitender Kunststoff eignet sich beispielsweise mit Kohlenstoff gefülltes Polyäthylen, Polyvinylchlorid, wobei der Kohlenstoff in Form von Ruß oder Graphit vorkommen kann. Auch mit elek­ trisch leitenden Metallteilchen gefüllte Kunststoff kommen in Frage.

Entscheidend ist, daß somit die Außenseite des Mantels 22 unmittelbar als eigentliche Gegenelektrode wirkt, so daß sich zwischen den frei liegenden Spitzenelektroden 16 und dieser Außenseite in bekannter Weise Koronaentladungen ausbilden können.

Die äußere, aus Kunststoff bestehende Hülle 8 hat ein wesent­ lich geringeres Gewicht als eine aus Metall gefertigte äußere Hülle. Sie läßt sich weiterhin mit dem gewünschten Quer­ schnittsprofil preisgünstiger als eine Metallhülle fertigen. Die beschreibenen aus den Metalldrahtlitzen 21 und den elek­ trisch leitenden Kunststoffmänteln 22 bestehenden Kabel sind flexibel und lassen sich wegen des nachgiebigen Kunststoff­ mantels leicht in die Nuten 17 an den Rändern 11 und 12 einklipp­ sen, wo sie dann sicher befestigt sind.

Die Gegenelektroden 18 und 19 lassen sich weiterhin verhältnis­ mäßig einfach kontraktieren, d. h. an Erde oder Masse anschließend, was im nachstehenden noch beschrieben wird: Man entfernt - vgl. Fig. 1 - an der Stirnseite der Vorrichtung den Kunst­ stoffmangel 22 von der Litze 21, so daß letztere dort über eine gewissen Strecke von beispielsweise etwa 1 cm blank liegt. Auf den außen gelegenen Mantel 6 des Hochspannungskabels 1 ist ein vorzugsweise mit einem Schlitz 23 versehener Ring 24 aus elek­ trisch leitendem Metall aufgeschoben, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der äußeren Hülle 8 entspricht. Wenn das Hochspannungskabel 1 mit dem Ring 24 stirnseitig in die äußere Hülle 8 eingeschoben wird, werden die entsprechend umgebogenen Enden der blanken Litzen 21 zwischen der Außenseite des Ringes 24 und der Innenseite der Hülle 8 fest eingeklemmt. Dabei ergibt sich ein unmittelbarer elektrischer Kontakt zwischen den blanken Litzen 21 und dem elektrisch leitenden Ring 24. Dies ist am besten aus Fig. 5 ersichtlich.

Dort wo der Ring 24 auf den Außenmantel 6 des Hochspannungs­ kabels 1 aufgeschoben wird, ist das Schutzgeflecht 5 in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise um diesen Mantel 6 zurückgeschlagen, so daß es in unmittelbaren elektrischen Kontakt mit der Innenseite des Ringes 24 tritt. Wenn somit das Schutzgeflecht 5 an Erde oder Masse angeschlossen ist, wird dieser Anschluß vom Ring 24 unmittelbar auf die Litze 21 und damit auf die Gegen­ elektroden 18, 19 übertragen, die somit ebenfalls geerdet sind.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann das mit dem Ring 24 versehene Ende der stabförmigen Vorrichtung mit einer aufgeschobenen Anschlußhülse 25, z. B. aus Kunststoff, überfangen werden.

Die Vorrichtung wurde als "stabförmig" beschrieben. Der "Stab" muß nicht unbedingt gerad­ linig verlaufen. Er kann auch gekrümmt oder zu einem Ring geschlossen sein. Am grundsätzlichen Aufbau der Vorrichtung ändert sich hierdurch nichts.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Ladungen durch Koronaentladung mit einem an eine Hochspannungsquelle anschließbaren, parallel zur Längsachse der Vorrichtung verlaufenden, von einem Isoliermantel umgebenen Hoch­ spannungskabel, mit mehreren von Hochspannungskabel an Hoch­ spannung angelegten, entlang der Längsachse der Vorrich­ tung in wenigstens einer Reihe angeordneten Spitzenelek­ troden, mit einem das Hochspannungskabel und die Spitzen aufnehmenden Isolierkörper und mit einer den Isolierkörper umgebenden äußeren, einen Längsschlitz aufweisenden Hülle, wobei die Spitzenelektroden den Längsschlitz durchdringen und die Ränder des Längsschlitzes Gegenelektroden für die Spitzenelektroden bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülle (8) aus Kunststoff besteht und an den Rändern (11, 12) ihres Längsschlitzes (9) parallel zu der Reihe der Spitzenelektroden (16) Nuten (17) aufweist, in die als Gegenelektroden (18, 19) jeweils eine mit einem Mantel (22) aus Kunststoff versehene Metalldrahtlitze (21) eingelegt ist, und daß der den Mantel (22) bildende Kunst­ stoff elektrisch leitend ist und mit der Metalldrahtlitze (21) in elektrisch leitender Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (17) hinterschnitten ausgebildet ist und einen offenen Spalt aufweist, dessen Breite kleiner als der Durchmesser der Gegenelektrode (18, 19) ist, so daß die letztere in die Nut (17) einklippsbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontaktierung der Gegenelektrode (18, 19) der Mantel (22) von der Litze (21) lokal entfernt und die somit blanke Litze (21) mit einem Kontaktglied (24) verbunden ist, daß das Kontaktglied ein elektrisch leitender Ring (24) ist, der auf das Hochspannungs­ kabel (1) aufgeschoben und mit einem in diesem Kabel angeordneten, geerdeten Schutzgeflecht (5) verbunden ist, und daß der Ring (24) an der einen Stirnseite der äußeren Hülle (8) in dieselbe eingeschoben ist und dabei die blanke, an ihm mit elektrischem Kontakt direkt anliegende Litze zwischen sich und der Hülle (8) festklemmt.