DE4447189A1 - Vorrichtung zur Coronabehandlung der Innenseite eines Hohlkörpers aus unpolarem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Coronabehandlung der Innenseite eines Hohlkörpers aus Kunststoff, umfassend eine Stützvorrichtung, durch die der Hohlkörper um seine Achse rotierbar ist, eine flexible Innenelektrode, die durch eine stirnseitige Öffnung in den Hohlkörper einziehbar ist und zumindest eine an der Außenwand des Hohlkörpers anliegende Außenelektrode.

Eine solche Vorrichtung ist aus der US PS 3 183 352 bekannt. Sei gelangt primär bei der Coronabehandlung von Hohlkörpern aus einem elektrisch nichtleitenden, unpolaren Kunststoff zur Anwendung, kann aber auch zu Reinigungszwecken bei der Behandlung nichtleitender, polarer Kunststoffe Verwendung finden. Die flexible Innenelektrode ist bei der bekannten Vorrichtung mit dem vorderen Ende starr am vorstehenden Ende eines Galgens festgelegt und mit dem rückwärtigen Ende axial verschiebbar an dem anderen. Nach ihrer Einführung in die Öffnung wird das rückwärtige verschiebbare Ende relativ zu dem Galgen verschoben mit der Folge, daß die Innenelektrode in dem dazwischen liegenden Bereich durchhängt und mit der Innenseite des Hohlkörpers in Eingriff gelangt. Die Außenelektrode wird durch Federborsten gebildet, welche die Wandung des Hohlkörpers in dem der Innenelektrode gegenüberliegenden Bereich federnd anliegend berühren. Die bekannte Vorrichtung ist hierdurch kompliziert im Aufbau und in der Anwendung. Das mit ihr erzielbare Arbeitsergebnis ist wenig befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung derart weiter zu entwickeln, daß sich bei vereinfachtem Aufbau und vereinfachter Handhabung ein verbessertes Behandlungsergebnis bei der Coronabehandlung der Innenseite von Hohlkörpern ergibt.

Dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, die Merkmale von Anspruch 1 aufweist. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche bezug.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, daß die Außenelektrode zumindest zwei gleichsinnig rotierende Stützrollen umfaßt, die zugleich die Stützvorrichtung bilden, daß die Innenelektrode eine freibewegliches Ende hat und daß Mittel vorgesehen sind, durch die das frei bewegliche Ende der Innenelektrode von der Öffnung zu dem der Öffnung entgegengesetzten Ende des Hohlkörpers bewegbar ist. Durch den Wegfall des Galgens sowie durch die gegenseitige Integration der Außenelektrode und der Stützvorrichtung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach gestaltet. Es ist außerdem nicht mehr erforderlich, die Innenelektrode im Anschluß an die Einführung mit Hilfe eines separaten Arbeitsschrittes mit der Innenwandung des zu behandelnden Hohlkörpers in Eingriff zu bringen. Der Berührungskontakt ergibt sich vielmehr schwerkraftbedingt automatisch und von selbst.

Die stirnseitige Öffnung des Hohlkörpers kann so klein bemessen sein, daß das freibeweglich Ende der Innenelektrode gerade noch hindurchführbar ist. Die Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung sind dadurch gegenüber der bekannten Vorrichtung deutlich erweitert.

Die Positionierung des Hohlkörpers auf den Stützrollen bedarf während der Durchführung der Behandlung keiner besonderen Aufmerksamkeit. Die Schwerkraft als solche ist vielmehr ausreichend, um eine exakte Positionierung zu gewährleisten. Hierdurch ist die Zuführung neuer Hohlkörper und die Abführung bereits behandelter Hohlkörper so sehr erleichtert, daß eine Automatisierung der Handlingsvorgänge keine Schwierigkeiten macht. Die Integration der Vorrichtung in eine vollautomatische Behandlungsanlage ist dadurch äußerst einfach.

Schwerkraftbedingt gelangt die flexible Innenelektrode nach ihrer Einführung in die Öffnung stets in dieselbe Lage, bezogen auf den Hohlkörper und die Stützrollen. Das Behandlungsergebnis ist dadurch präzise vorherbestimmbar und von besonders großer Gleichmäßigkeit.

Die flexible Innenelektrode läßt sich besonders schnell und zügig in den Hohlkörper einführen, wenn an ihrem Ende ein Rollkörper befestigt ist und wenn der Rollkörper durch Sekundärmittel bewegbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es diesbezüglich vorgesehen, daß die Sekundärmittel durch einen Magneten gebildet sind, der außerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist und daß der Rollkörper durch den Magneten bewegbar ist. Das kann beispielsweise geschehen durch einen Magneten, der zwischen den gleichsinnig rotierbaren Stützrollen angeordnet und parallel zu deren Achse verschiebbar ist. Der im Magnetfeld des Magneten angeordnete Rollkörper läßt sich auf diese Weise innerhalb des Hohlkörpers an jede beliebige Stelle verschieben und bedarfsweise dort halten.

Nach einer anderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Sekundärmittel durch eine Druckluftströmung gebildet sind, die in die Öffnung einführbar und mit dem Rollkörper in Eingriff bringbar ist. Das Einziehen der flexiblen Innenelektrode in die Öffnung läßt sich durch eine solche Ausbildung besonders schnell durchführen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß der Rollkörper als Kugelkörper ausgebildet ist und daß der Hohlkörper zur schwerkraftbedingten Bewegung des Kugelkörpers aus einer horizontalen Lage in eine geneigte Lage bringbar ist, beispielsweise durch eine Neigung der den Hohlkörper tragenden Stützrollen. Als zweckmäßig hat es sich diesbezüglich erwiesen, wenn der Hohlkörper zur erleichterten Bewegbarkeit des Rollkörpers während dieses Vorhanges rotierbar ist.

Wenn der Hohlkörper an dem von der Öffnung abgewandten Ende eine Austrittsöffnung für den Rollkörper aufweist besteht die Möglichkeit, dort eine ruhend gelagerte Auffangschale anzubringen, in der der Rollkörper nach seinem Austreten aus der Austrittsöffnung auffangbar ist. Zweckmäßigerweise ist die Auffangschale mit einem Kontakt zur Einleitung eines Stromes in die flexible Innenelektrode versehe. Die Coronabehandlung der Innenseite des Hohlkörpers kann dadurch ohne jede zeitliche Verzögerung beginnen.

In Hinblick auf eine automatisierte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Innenelektrode über eine der Öffnung vorgelagerte Schleppeinrichtung geführt und mittels der Schleppeinrichtung aus dem zumindest aus dem Hohlkörper zurückziehbar ist. Das Einführen und Zurückziehen der Innenelektrode, die Rotation der Stützrollen und das Anlegen des Behandlungsstromes an die Stützrollen und die Innenelektrode können schaltungstechnisch miteinander verknüpft bewirkt sein, beispielsweise unter Verwendung eines Schrittschaltwerkes. In Verbindung mit einer automatischen Be- und Entladungseinrichtung kann eine solche Vorrichtung arbeiten, ohne daß es der Einschaltung von Arbeitskräften bedarf.

Eine besonders vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezieht sich auf die Coronabehandlung der Innenseite eines aus Kunststoff bestehenden Rohres. Dieses kann beispielsweise aus einem unpolaren Kunststoff bestehen, beispielsweise aus Polyäthylen oder Polypropylen, und der Panzerung eines unmittelbar eingeschäumten, thermischen Isolierkörpers für eine im Inneren enthaltene Wasserleitung dienen. Durch die Coronabehandlung bedingt ergibt sich zwischen einem solchen Isolierkörper und dem Rohr eine festhaftende, adhäsive Bindung. Auch bei der nachfolgenden Herstellung von Rohrbögen ist keine Beieinträchtigung der Bindung zu befürchten und eine auch in den Rohrbögen ausgeglichene Isolierwirkung gewährleistet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung weiter verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung längsgeschnitten eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in quergeschnittener Darstellung.

Fig. 3 bis 5 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, die mit Hilfsmitteln zur automatischen Einführung und zum Zurückziehen der flexiblen Innenelektrode versehen ist.

Die in den Fig. 1 und 2 Längs- bzw. Querschnitten wiedergegebene, beispielhafte Ausführung der Vorrichtung dient der zur Coronabehandlung der Innenseite eines Hohlkörpers 1 aus einem unpolaren Kunststoff, der vorliegend durch ein Rohr aus Polyäthylen gebildet ist. Das Rohr ist auf zwei Stützrollen 2 gelagert, die mit einer dielektrischen Beschichtung 3 zur Entwicklung einer flächendeckenden, elektrischen Coronaentladung 4 versehen sind. Die Coronaentladung 4 entsteht beim Betrieb eines Hochspannungsgenerators 5, dessen Ausgänge 6, 7 einerseits mit der elektrisch leitfähigen Innenelektrode 8 und andererseits mit den elektrisch leitfähigen Stützrollen 2 verbunden sind. Die flexible Innenelektrode 8 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Kugelkette gebildet, deren Kugeln relativ verdrehbar verbunden sind. Die Masseleitung 7 des Hochspannungsgenerators 5 ist mit den Stützrollen 2 verbunden. Die Verwendung einer davon abweichend ausgebildeten Gliederkette oder eines flexiblen Seiles aus einem elektrisch leitenden Werkstoff ist ebenfalls möglich.

Während der bestimmungsgemäßen Verwendung ist einerseits Hochspannung an die Elektroden angelegt, andererseits sind die Stützrollen 2 durch einen motorischen Antrieb 9 in eine gleichsinnige Rotationsbewegung versetzbar. Das Rohr wird hierdurch in eine gegenläufige Rotationsbewegung versetzt, mit der Folge, daß nach einer vollen Umdrehung um 360° alle Teilbereiche der Innenwandung des Rohres der Einwirkung von Coronaentladungen 4 ausgesetzt gewesen sind. Sie können dadurch nachfolgend ausgezeichnet mit sekundären Stoffen verklebt werden.

Bei dem gezeigten Ausführungsbespiel ist zwischen den beiden Stützrollen 2 eine Hilfselektrode 10 angeordnet, was es ermöglicht, die Wirksamkeit der Coronaentladung zu steigern. Die Hilfselektrode kann dabei bedarfsweise auch aus Segmenten gebildet sein, die in axialer Richtung einen Abstand voneinander haben oder die nur in einem einzigen Teilbereich vorgesehen sind. Ihre Verwendung empfiehlt sich besonders dann, wenn die Coronabehandlung nur in einem ganz bestimmten Teilbereich vorgenommen werden darf.

Durch die Fig. 3 bis 5 wird der Arbeitsablauf verdeutlicht, der sich bei einer weitgehend automatisch arbeitenden Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art vor, während und nach der Coronabehandlung der Innenseite eines Rohres ergibt.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung in noch inaktiviertem Zustand. Der zu behandelnde Hohlkörper 1, der durch ein Rohr gebildet ist, ist gerade in die Vorrichtung eingeführt worden und auf den beiden Stützrollen 2 zur Ablage gebracht worden. Diese können ähnlich ausgebildet und angeordnet sein, wie in Fig. 1 und 2 verdeutlicht. Sie sind durch einen motorischen Antrieb 9 in eine gleichsinnige Drehbewegung versetzbar und auf einem Gestell 13 in Stützrollen 14 gelagert. Das Gestell 13 ist durch Hebeeinrichtungen 12 mit einem Fundament 11 verbunden und durch wahlweise Betätigung der Hebeeinrichtungen 12 wahlweise nach links oder rechts in bezug auf die Horizontale neigbar.

Links von der Öffnung 24 ist eine Einfädelungsvorrichtung 15 für die flexible Innenelektrode 8 angeordnet. Sie umfaßt ein Gehäuse daß mittels einer Positioniereinrichtung 20 in horizontaler und vertikaler Richtung lagemäßig verändert und so positioniert werden kann, daß sich die Mündung seines Führungsrohres 19 exakt vor der Öffnung 24 des zu behandelnden Hohlkörpers 1 befindet. Hat dieser abweichende Abmessungen, dann bedarf zur Anpassung der Vorrichtung lediglich der erneuten Positionierung der Einfädelungsvorrichtung 15.

Im Inneren des Gehäuses ist die flexible Innenelektrode durch den Spalt zwischen zwei Rollen 17, 18 hindurchgeführt. Diese sind wahlweise motorisch antreibbar, was erlaubt, die flexible Innenelektrode 8 in den zu behandelnden Hohlköper 1 hineinlaufen zu lassen oder aus demselben zurückzuziehen und in dem Gehäuse zur Ablage zu bringen.

Am frei beweglichen Ende 23 der flexiblen Innenelektrode, welche durch eine Kugelkette gebildet ist, ist ein Kugelkörper aus einem Eisenwerkstoff befestigt, der relativ verdrehbar mit der Kugelkette verbunden ist und einen Durchmesser aufweist, der 4 bis 10 mal so groß ist wie derjenige der Kugelkette.

Der Hohlkörper 1 weist an dem von der Öffnung 24 abgewandten Ende 25 eine Austrittsöffnung für den Rollkörper 16 und die daran befestigte Kugelkette auf. Der Austrittsöffnung ist unmittelbar benachbart ist die Eintrittsöffnung einer ruhend gelagerten Auffangschale 22, die durch eine Positioniereinrichtung 24 ebenfalls in horizontaler und vertikaler Richtung lagemäßig so veränderbar ist, daß sich die Eintrittsöffnung unabhängig von den Dimensionen des im Einzelfalle behandelten Hohlkörpers 1 stets unmittelbar vor dessen Austrittsöffnung befindet. Die Auffangschale 22 bildet einen Bestandteil eines Gehäuses 21, in dem zugleich der Hochspannungsgenerator 5 untergebracht ist. Die Ausgänge des Hochspannungsgenerators 5 sind zum einen entsprechend Fig. 2 mit den Stützrollen 2 verbunden, zum Anderen mit der Auffangschale 22.

Fig. 4 zeigt das Einfädeln der flexiblen Innenelektrode 8 in den zu behandelnden Hohlköper 1. Dieser wird entsprechend der Darstellung in eine geneigte Lage gebracht, bezogen auf eine horizontale Ebene, während die Stützrollen 2 in eine gleichsinnige Drehbewegung versetzt sind und die Spannrollen 17, 18 sich im Leerlauf befinden bzw. In einer motorischen Drehbewegung, die ein Austreten des Kugelkörpers 16 aus dem Führungsrohr 19 und dessen Eintreten in die Öffnung 24 des zu behandelnden Hohlkörpers 1 bewirkt. Durch die Drehbewegung des Hohlkörpers 1 bedingt ergibt sich eine fortschreitende, rechtsgerichtete Relativbewegung des Kugelkörpers 16 einschließlich der damit verbundenen, flexiblen Innenelektrode 8, die erst beendet wird, wenn der Kugelkörper 16 die Auffangschale 22 entsprechend der Darstellung nach Fig. 4 erreicht hat. Der Kugelkörper 16 wirkt dabei als Schließkontakt in bezug auf den Anschluß 6 des Hochspannungsgenerators 5. Zwischen der Innen- und der Außenelektrode liegt dadurch eine Differenzspannung an, was das Einsetzen von Coronaentladungen und damit eine Coronabehandlung der Innenseite des Hohlkörpers bewirkt. Der diesbezügliche Vorgang kann beendet werden, wenn der zu behandelnde Hohlkörper 1 zumindest einmal um seine Achse gedreht worden ist. Eine mehrmalige Behandlung ist selbstverständlich ebenfalls möglich und kann das Ergebnis verbessern. Der Hohlkörper 1 kann während der Durchführung der Behandlung in seine horizontale Ausgangslage zurückgefahren werden, wie in Fig. 5 gezeigt.

Nach erfolgter Coronabehandlung werden die Rollen 17,18 der Aufspuleinrichtung in entgegengesetzter Richtung angetrieben mit der Folge, daß die flexible Innenelektrode einschließlich des Kugelkörpers 16 aus der Auffangschale 22 und dem Hohlkörper 1 zurückgezogen wird. Die flexible Innenelektrode gelangt dabei teilweise in dem Gehäuse der Aufspuleinrichtung 15 zur Ablage. Die Entladungsvorgänge werden durch das Herausziehen des Kugelkörpers 16 aus der Auffangschale 22 automatisch beendet. Nach der vollständigen Entnahme der flexiblen Innenelektrode aus dem Hohlkörper 1 kann dieser aus der Vorrichtung entnommen und gegebenenfalls automatisch durch einen neuen Hohlkörper 1 ersetzt werden.

Alternative Mittel zum Einführen der flexiblen Innenelektrode in den zu behandelnden Hohlkörper 1 sind in Fig 3 durch gestrichelte Linienzüge angedeutet. Die Bezugsziffer 26 nimmt bezug auf einen Druckluftanschluß, der es gestattet, einen Schleppkörper mit daran befestigter Innenelektrode durch den zu behandelnden Hohlkörper 1 zu schießen und in der Auffangschale 22 zur Ablage zu bringen. Die Einrichtung hat sich insbesondere dann bewährt, wenn es um die Behandlung von Hohlkörpern 1 mit sehr geringen Innendurchmessern und großer Länge geht, beispielsweise um die Behandlung kleinkalibriger Rohre.

Alternativ oder ergänzend kann ein durch Magnetkräfte anziehbarer Schleppkörper im Magnetfeld eines Magneten 27 angeordnet sein und durch diesen einschließlich der anhängenden, flexiblen Innenelektrode durch den Hohlkörper 1 hindurchbewegt werden. Auch hierdurch läßt sich ein sehr schnelles Einfädeln der flexiblen Innenelektrode 8 in den zu behandelnden Hohlkörper bewirken, verbunden mit dem Vorteil, daß sich die Bewegungsgeschwindigkeit feinfühlig kontrollieren läßt.

Das Zurückziehen kann wie vorstehend beschrieben bewirkt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine besonders große Robustheit und Betriebssicherheit aus. Sie ist ausgezeichnet geeignet für eine Einbeziehung in vollautomatisch arbeitende Produktionsstraßen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Coronabehandlung der Innenseite eines Hohlkörpers (1) aus Kunststoff, umfassend eine Stützvorrichtung, durch die der Hohlkörper um seine Achse rotierbar ist, eine flexible Innenelektrode, die durch eine stirnseitige Öffnung in den Hohlkörper einziehbar ist und zumindest eine an der Außenwand des Hohlkörpers anliegende Außenelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenelektrode zumindest zwei gleichsinnig rotierbare Stützrollen (2) umfaßt, die zugleich die Stützvorrichtung bilden, daß die Innenelektrode (8) ein freibewegliches Ende (23) hat und daß Mittel vorgesehen sind, durch die das freibewegliche Ende (23) der Innenelektrode (8) von der Öffnung (24) zu dem der Öffnung (24) entgegengesetzten Ende (25) des Hohlkörpers (1) bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ende der Innenelektrode (8) ein Rollkörper (16) befestigt ist und daß der Rollkörper (16) und das freibewegliche Ende der Innenelektrode (8) durch Sekundärmittel bewegbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärmittel durch einen Magneten (27) gebildet sind, der außerhalb des Hohlkörpers (1) angeordnet ist und daß der Rollkörper (16) und/oder das freibewegliche Ende der Innenelektrode (8) durch den Magneten (27) bewegbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärmittel durch eine Druckluftströmung (26) gebildet ist, die in die Öffnung (24) einführbar und mit dem (16) Rollkörper und/oder dem freibeweglichen Ende der flexiblen Innenelektrode (8) in Eingriff bring bar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (16) als Kugelkörper ausgebildet ist und daß der Hohlkörper (1) zur schwerkraftbedingten Bewegung des Kugelkörpers und des frei beweglichen Endes der flexiblen Innenelektrode (8) neigbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) zur erleichterten Axialbewegung des Rollkörpers (16) und des freien Endes der flexiblen Innenelektrode (8) während dessen Bewegung rotierbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) an dem von der Öffnung (24) abgewandten Ende eine Austrittsöffnung für den Rollkörper (16) aufweist und daß der Rollkörper (16) nach seinem Austreten aus der Austrittsöffnung in einer ruhend gelagerten Auffangschale (22) auffangbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangschale (22) einen Kontakt zur Einleitung eines Stromes in die flexible Innenelektrode (8) enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektrode (8) über eine der Öffnung (24) vorgelagerte Schleppeinrichtung (17, 18) geführt und mittels der Schleppeinrichtung (17, 18) aus dem Hohlkörper (1) zurückziehbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Einführen und Zurückziehen der Innenelektrode (8), die Rotation der Stützrollen (2) und das Anlegen des Behandlungsstromes an die Stützrollen (2) und die Innenelektrode (8) schaltungstechnisch miteinander verknüpft bewirkt sind.

11. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10 bei der Coronabehandlung der Innenseite eines aus Kunststoff bestehenden Rohres.