DE9402369U1 - Vorrichtung zur Coronabehandlung - Google Patents
Vorrichtung zur CoronabehandlungInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Gegenständen mit einer
elektrischen Coronaentladung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Behandlungen von Gegenständen sind häufig notwendig, um die
Oberfläche dieser Gegenstände bedruckbar zu machen. Insbesondere bei den meisten
Kunststoffartikeln ist es notwendig, diese vor dem Bedrucken einer Oberflächenvorbehandlung
zu unterziehen.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus dem DE-GM 88 07 090
bekannt. Bei einer solchen Vorrichtung wird zwischen zwei Elektroden eine hochfrequente
Wechselspannung aufgebaut, was zu einer Coronaentladung zwischen diesen beiden Elektroden führt. Bei der Vorbehandlung von Folien ist eine der beiden Elektroden
als dielektrisch beschichtete Metallwalze ausgebildet, über welche die Folie verläuft. Parallel zu dieser Metallwalze und an der dieser gegenüberliegenden Seite
der Folie befindet sich eine beschichtete oder unbeschichtete Metallelektrode. Bei
der Vorbehandlung von anderen Gegenständen, beispielsweise einzelnen, kompakten Gegenständen oder Kabeln können topfförmige Elektroden verwendet werden,
wobei zur Erzeugung einer gleichmäßigen Sprühentladung mindestens eine dieser beiden Elektroden mit einer dielektrischen Beschichtung zu versehen ist. Der vorzubehandelnde
Gegenstand steht in diesem Fall nicht in Kontakt mit einer der beiden Elektroden, sondern wird frei etwa in der Mitte zwischen beiden Elektroden geführt.
Bei der Vorbehandlung von Kabeln wird beispielsweise das Kabel fortlaufend durch
die zwischen den beiden Elektroden ausgebildete Coronaentladung geführt.
Bei den bekannten Vorrichtungen liegt eine der beiden Elektroden auf Erdpotential
während der anderen Elektrode die sinusförmig modulierte Wechselspannung aufgeprägt
wird. Hierbei ist von Nachteil, daß sich das elektrische Potential von der beaufschlagten Elektrode zu der Erdelektrode kontinuierlich vermindert und in der
Mittelebene zwischen beiden Elektroden das elektrische Potential etwa den halben
&bgr;·
Wert des Potentials der spannungsbeaufschlagten Elektrode aufweist. Genau in diesem
Mittelbereich zwischen beiden Elektroden wird jedoch der vorzubehandelnde Gegenstand durch die Elektrodenanordnung geführt.
Wenn beispielsweise ein aus einem Metallkern und einer isolierenden Umhüllung
bestehendes Kabel vorzubehandeln ist, lädt sich dessen Oberfläche während der
Durchführung durch das erhebliche elektrische Potential in der Mitte zwischen beiden
Elektroden stark auf. Das nach der Vorbehandlung aufgerollte Kabel kann dann wie ein Kondensator wirken, der sich bei Berührung mit der Hand oder mit anderen
Gegenständen blitzartig entlädt. Außerdem können Unregelmäßigkeiten in der Isolierung des Kabels dazu führen, daß die Hochspannung der Coronaentladung die
Isolierung an dieser Stelle durchschlägt und das Kabel damit unbrauchbar wird.
Es besteht daher die Aufgabe, eine derartige Vorrichtung zur Coronavorbehandlung
so weiterzubilden, daß die vorzubehandelnden Gegenstände nicht beschädigt und weniger stark elektrisch aufgeladen werden.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf
die Zeichnung näher beschrieben. Diese zeigt eine schematische, teilweise quergeschnittene
Darstellung einer Coronavorbehandlungsvorrichtung für kompakte oder kabeiförmige Gegenstände.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Wechselspannungsquelle 6 und
zwei daran angeschlossen Elektroden 2 und 3. Jede der Elektroden besteht aus einem
einseitig geschlossenen, also im wesentlichen topfförmigen Keramikzylinder von
etwa 40 mm Durchmesser und Höhe. Innerhalb der Keramikzylinder 5 bzw. 10 befinden
sich stempeiförmig ausgebildete Metallkerne 4 bzw. 9, welche jeweils mit einer Wechselspannungsquelle 6 verbunden sind. Als Material für die Keramikzylinder
eignet sich beispielsweise Aluminiumoxid (Al2O3).
Die Wechselspannungsquelle 6, an welche die beiden Elektroden 2 und 3 angeschlossen
sind weist ausgangsseitig zwei Hochspannungstransformatoren 7 und 8 auf. Diese beiden Transformatoren 7 und 8 erzeugen jeweils eine sinusförmige Wechselspannung
beispielsweise bei einer Frequenz von 20 kHz und einer Spitzenspannung von 25 kV.
Die sinusförmigen Ausgangssignale beider Transformatoren 7 und 8 sind um 180° gegeneinander
phasenverschoben, die Ausgänge der Transformatoren 7 und 8 arbeiten also im Gegentaktbetrieb.
Durch diese Anordnung entsteht zwischen den beiden Elektroden 2 und 3 eine Wechselspannung
mit der Frequenz der Ausgangssignale der Transformatoren 7 und 8 und mit einer Maximalspannung, welche der doppelten Einzelamplitude beider Transformatoren
7 und 8 entspricht. Da keine der beiden Elektroden 2 und 3 auf Erdpotential liegt, sondern zu jedem Zeitpunkt das entgegengesetzt gleiche Potential der
anderen Elektrode aufweist, befindet sich in der Mitte zwischen beiden Elektroden
2 und 3 eine Äquipotentialfläche 11 des Potentials 0. In diesem Bereich werden auch die vorzubehandelnden Gegenstände 1, beispielsweise Kabel geführt. Obwohl
an der Oberfläche dieser Gegenstände 1 eine wirksame Coronasprühentladung stattfindet,
liegen die Gegenstände 1 selbst etwa auf Erdpotential. Es besteht deshalb kaum die Gefahr von Hochspannungsdurchschlägen durch die Isolierung der Kabel
oder anderen Beschädigungen der Gegenstände 1. Auch können sich die behandelten Gegenstände 1 nicht elektrisch aufladen und damit bei der Aufwicklung keinen
Kondensatoreffekt bewirken.
In einer vorteilhaften - nicht dargestellten - Ausgestaltung der Erfindung zur Vorbehandelung
von Kabeln sind zwei Elektroden 2 und 3 - wie in der Zeichnung dargestellt - horizontal angeordnet und im weiteren Verlauf des Kabels zwei gleichartige
Elektroden vertikal übereinander. Das zweite Elektrodenpaar kann zu dem ersten Elektrodenpaar parallel geschaltet sein. Durch diese Anordnung ergibt sich
der Vorteil, daß die Kabel entlang ihres gesamten Umfangs gleichmäßig vorbehandelt
werden. Da der elektrische Widerstand der Coronaentladung bei beiden Elek-
trodenpaaren in der Regel nicht genau identisch ist, erhöht sich im Laufe der Zeit
die Temperatur des Elektrodenpaares mit geringerem Widerstand, was wiederum dazu führt, daß der Widerstand dieses Elektrodenpaares weiter absinkt und der
Strornfluß sich alleine auf dieses Elektrodenpaar konzentriert, während das andere
Elektrodenpaar abschaltet. Diesem unerwünschten Effekt kann jedoch entgegengewirkt
werden, indem die Leistungssteuerung der Coronaentladung nicht über eine Veränderung der Amplitude der Ansteuerungsspannung, sondern durch Modulation
der Pulsbreite dieser Spannung erfolgt. Hierdurch erfahren beide Elektrodenpaare
immer eine so hohe Spannung, daß auf jeden Fall eine Coronaentlandung eintritt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zur Behandlung von Folien verwendet
werden. In diesem Falle sind beide Elektroden länglich ausgebildet und verlaufen
zueinander parallel. Die Folie wird zwischen beiden Elektroden hindurchgeführt.
Wenn die vorzubehandelnden Gegenstände in der Mitte zwischen beiden Elektroden
2 und 3 hindurchgeführt werden, sind die Amplituden der Wechselspannungsausgangssignale
von den Transformatoren 7 und 8 etwa gleich groß zu wählen, damit in der Mitte zwischen beiden Elektroden 2 und 3 eine Äquipotentialfläche 11 entsteht.
Sollen dagegen die vorzubehandelnden Gegenstände z.B. aus verfahrenstechnischen Gründen näher an einer Elektrode geführt werden, so kann die Äquipotentialfläche
11 durch geeignetes Verstellen des Amplitudenverhältnisses beider Ausgangsspannungen
so zwischen den beiden Elektroden 2 und 3 verschoben werden, daß sich der zu behandelnde Gegenstand 1 im Bereich dieser Äquipotentialfläche 11 befindet.
Claims (8)
1. Vorrichtung zur Behandlung von Gegenständen (1) mit einer zwischen zwei
Elektroden (2, 3) wirkenden, von einer Wechselspannungsquelle (6) erzeugten elektrischen Coronaentladung, wobei mindestens eine der beiden Elektroden
(2, 3) einen Metallkern (4) mit einer dielektrischen Umhüllung (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle (6) zwei voneinander
unabhängige, zueinander um etwa 180° phasenverschobene Ausgangssignale erzeugt wobei eines dieser Ausgangssignale der einen Elektrode (2) und
das andere Ausgangssignal der anderen Elektrode (3) zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle
(6) zwei zueinander im Gegentakt arbeitende Transformatoren (7, 8) umfaßt und die Ausgangssignale sinusförmig sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide
Elektroden (2, 3) einen Metallkern (4, 9) mit einer dielektrischen Umhüllung (5, 10) aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche zur Behandlung von
kompakten oder kabeiförmigen Gegenständen (1), dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Umhüllung (5, 10) aus einem einseitig geschlossenen
Keramikzylinder besteht und der darin befindliche Metallkern (4, 9) stempeiförmig
ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Behandlung von kabeiförmigen Gegenständen
(1), dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweites Elektrodenpaar aufweist, welches dem ersten Elektrodenpaar (2, 3) im Verlauf des kabelförmigen
Gegenstands (1) nachgeschaltet und diesem gegenüber um 90° versetzt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Behandlung von Folien,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (2, 3) länglich ausgebildet
sind und parallel zueinander verlaufen und die Folie zwischen beiden Elektroden (2, 3) hindurchgeführt wird.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Ausgangssignale gegenüber Erdpotential die gleiche Maximalspannung aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Leistungssteuerung der Elektroden (2, 3) durch eine Pulsbreitenmodulation
der ansteuernden Wechselspannung erfolgt.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE9402369U DE9402369U1 (de) | 1994-02-12 | 1994-02-12 | Vorrichtung zur Coronabehandlung |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE9402369U1 true DE9402369U1 (de) | 1994-04-07 |
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ID=6904524
Family Applications (1)
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DE (1) | DE9402369U1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-02-12 DE DE9402369U patent/DE9402369U1/de not_active Expired - Lifetime
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