EP0499828B1

EP0499828B1 - Surface treatment device by Corona discharges

Info

Publication number: EP0499828B1
Application number: EP92101159A
Authority: EP
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Ahlbrandt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1992-01-24
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2012-01-24
Also published as: EP0499828A3; DE59203616D1; DE4105195A1; EP0499828A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen durch Sprühentladungen, welche eine ein Dielektrikum aufweisende Sprühelektrode und eine ihr gegenüberliegende, an entgegengesetztem Potential anschließbare, eine elektrisch leitende Oberfläche aufweisende, das Behandlungsgut abstützende Gegenelektrode hat und bei der zur Verhinderung der Sprühentladungen über wahlweise festlegbare Bereiche der Sprühelektrode zwischen der Sprühelektrode und der Gegenelektrode eine Abschirmung aus einzeln zwischen der Sprühelektrode und der Gegenelektrode beweglichen Abschirmkörpern vorgesehen ist.The invention relates to a device for the treatment of surfaces by spray discharges, which has a dielectric having a spray electrode and an opposite, connectable to opposite potential, an electrically conductive surface, supporting the material to be treated and in order to prevent the spray discharges via selectable areas the spray electrode is provided between the spray electrode and the counter electrode, a shield consisting of individually movable shield bodies between the spray electrode and the counter electrode.

Eine Vorrichtung der vorstehenden Art ist Gegenstand der FR-A-2 414 397. Diese Schrift zeigt in Figur 9 als Abschirmkörper zwischen der Sprühelektrode und der Gegenelektrode zwei aus elektrisch isolierendem Material gebildete Flächen, zwischen denen ein Freiraum verbleibt. Diese Flächen sind so dick ausgebildet, daß dort, wo es zu keiner Sprühentladung kommen soll, die elektrische Energie sie nicht durchdringen kann.A device of the above type is the subject of FR-A-2 414 397. This document shows in FIG. 9, as a shielding body between the spray electrode and the counter electrode, two surfaces formed from electrically insulating material, between which a free space remains. These areas are so thick that where no spray discharge is to occur, the electrical energy cannot penetrate them.

Durch die DE-A-37 00 232 ist es auch schon bekannt, die Sprühelektrode aus einem elektrisch nicht leitenden Rohr zu bilden, in welchem Aluminiumgranulat gefüllt ist. Auf dem Rohr sind nebeneinander und gegenseitig elektrisch isoliert und auf dem Rohr schwenkbar Sprühsegmente aus Metall angeordnet. Wenn es gewünscht ist, in bestimmten Bereichen des Behandlungsgutes keine Behandlung durch Sprühentladungen vorzunehmen, dann kann man die entsprechenden Sprühsegmente wegschwenken, so daß sie nicht mehr zur Gegenelektrode hin gerichtet sind.From DE-A-37 00 232 it is also known to form the spray electrode from an electrically non-conductive tube in which aluminum granulate is filled. Spray segments made of metal are arranged next to each other and electrically insulated on the tube and can be pivoted on the tube. If desired, in certain Do not carry out treatment by spray discharges in areas of the material to be treated, then the corresponding spray segments can be pivoted away so that they are no longer directed towards the counterelectrode.

Das Wegschwenken von Sprühsegmenten ist bei der bekannten Sprühelektrode relativ zeitaufwendig. Da die Sprühsegmente alle aneinanderliegen, müssen beim Wegschwenken einzelner Sprühsegmente die anderen festgehalten werden, damit sie sich nicht mitverschwenken. Oftmals sind die Sprühsegmente nach längerer Zeit der Benutzung einer solchen Vorrichtung durch die entstehende Hitze und durch Verschmutzung auch nur noch sehr schwer verschwenkbar. Ein automatisches Wegschwenken von Sprühsegmenten ist bei der Vorrichtung nach der DE-A-37 00 232 nicht vorgesehen und mit vertretbarem Aufwand nicht möglich.Swinging away spray segments is relatively time-consuming in the known spray electrode. Since the spray segments are all adjacent to each other, the individual spray segments must be held in place so that they do not pivot with each other. The spray segments are often very difficult to pivot after a long period of use of such a device due to the resulting heat and dirt. Automatic swiveling away of spray segments is not provided in the device according to DE-A-37 00 232 and is not possible with reasonable effort.

Die DE-A-33 43 063 zeigt auch schon eine Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen durch Sprühentladungen, bei der statt der Sprühelektrode die Gegenelektrode ein Dielektrikum aufweist. Die Sprühelektrode besteht aus einzelnen, sich gegenseitig berührenden, elektrisch nicht isolierten Segmenten, welche mittels einer auf einem verfahrbaren Wagen angebrachten Hubeinrichtung radial zur Gegenelektrode verschoben werden können. Bei einer Sprühelektrode aus aneinanderliegenden, blanken Segmenten ist die Gefahr eines Aneinanderbackens der Segmente ganz besonders groß. Weiterhin ist bei der Vorrichtung nach dieser Schrift nachteilig, daß bei Behandlung von Folien auf einer isolierten Gegenelektrode es häufig zu einer Aufladung der Folie kommt, was zu Schwierigkeiten beim Aufwikkeln der Folie führt.DE-A-33 43 063 also already shows a device for treating surfaces by spray discharges, in which the counter electrode has a dielectric instead of the spray electrode. The spray electrode consists of individual, mutually contacting, electrically non-insulated segments which can be moved radially to the counterelectrode by means of a lifting device mounted on a movable carriage. In the case of a spray electrode made of bare segments lying against one another, the risk of the segments baking together is particularly great. Another disadvantage of the device according to this document is that when the film is treated on an insulated counterelectrode, the film is often charged, which leads to difficulties in winding the film.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit möglichst einfachen Mitteln ein Sprühen der mit einem Dielektrikum versehenen Sprühelektrode in gewünschten Bereichen ausgeschlossen werden kann.The invention is based on the problem of designing a device of the type mentioned at the beginning in such a way that spraying with a dielectric is carried out with the simplest possible means provided spray electrode can be excluded in desired areas.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abschirmkörper an gleichem Potential wie die Gegenelektrode angeschlossen und zum Abziehen der elektrischen Energie der Sprühelektrode in den festgelegten Bereichen ausgebildet sind.According to the invention, this problem is solved in that the shielding bodies are connected to the same potential as the counterelectrode and are designed to draw off the electrical energy of the spray electrode in the defined areas.

Mit der Erfindung wird gegenüber der bisherigen Praxis ein abweichender Weg beschritten. Statt einzelne Bereiche der Sprühelektrode von der Gegenelektrode weg zu bewegen, schirmt man die Sprühelektrode an den gewünschten Stellen ab, so daß dort von den Abschirmkörpern die elektrische Energie abgezogen wird und das Behandlungsgut dort keinen Sprühentladungen ausgesetzt ist. Da die Abschirmkörper üblicherweise genau wie die Gegenelektrode an Masse angeschlossen sind, können sie während des Arbeitens der Sprühelektrode von Hand berührt und verschoben werden. Die Gefahr eines Festbackens oder Verklemmens ist bei den Abschirmkörpern sehr gering, da über sie keine größere elektrische Energie fließen muß und da sie sich nicht gegenseitig berühren.With the invention, a different path is followed from the previous practice. Instead of moving individual areas of the spray electrode away from the counter electrode, the spray electrode is shielded at the desired locations, so that the electrical energy is drawn off from the shielding bodies and the material to be treated is not exposed to spray discharges there. Since the shielding bodies are usually connected to ground just like the counter electrode, they can be touched and moved by hand while the spray electrode is working. The risk of jamming or jamming is very low with the shielding bodies, since no greater electrical energy has to flow through them and since they do not touch one another.

Das selektive Verschieben der einzelnen Abschirmkörper ist mit einfachen Mitteln möglich, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Abschirmkörper als Nadeln in einem elektrisch leitenden, an gleichem Potential wie die Gegenelektrode angeschlossenen Nadelbett vorgesehen sind, welches entlang der Sprühelektrode nebeneinander Nuten aufweist, in denen jeweils ein nadelförmiger Abschirmkörper verschieblich angeordnet ist.The selective displacement of the individual shielding bodies is possible with simple means if, according to an advantageous embodiment of the invention, the shielding bodies are provided as needles in an electrically conductive needle bed connected to the same potential as the counterelectrode, which has grooves alongside one another along the spray electrode, in each of which grooves a needle-shaped shielding body is slidably disposed.

Das Verschieben der Abschirmkörper wird besonders einfach möglich, wenn jeder Abschirmkörper einen nach oben aus der Nut ragenden, durch einen umgebogenen Bereich erzeugten Höcker hat.Moving the shielding body is particularly easy if each shielding body is one up the groove has protruding bumps produced by a bent area.

Wenn die Abschirmkörper statt von Hand motorisch verschoben werden sollen, dann ist es vorteilhaft, auf dem Nadelbett quer zu den Abschirmkörpern verfahrbar einen Wagen anzuordnen, welcher eine gegen die Höcker der Abschirmkörper bewegliche Hubschräge aufweist.If the shielding bodies are to be moved by motor instead of by hand, then it is advantageous to arrange a carriage on the needle bed which is movable transversely to the shielding bodies and which has a lifting slope which can be moved against the cusps of the shielding bodies.

Mit dem Wagen dürfen nicht alle Abschirmkörper in Arbeitsstellung bewegt werden, weil sonst keine sprühenden Bereiche erhalten bleiben. Das selektive Vorziehen der Abschirmkörper in Arbeitsstellung kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die Abschirmkörper in einer Ruheposition mit ihrem Höcker bis außerhalb des Wirkbereiches der Hubschräge angeordnet sind und daß zum Bewegen der Abschirmkörper bis in eine Mitnahmestellung, in der die Hubschräge gegen ihren jeweiligen Höcker zu gelangen vermag, eine selektiv für jeden Abschirmkörper aktivierbare Verschiebeeinrichtung vorgesehen ist.Not all shielding bodies may be moved in the working position with the trolley, because otherwise no spraying areas will remain. The selective advancement of the shielding body in the working position can be achieved in a simple manner in that the shielding body is arranged with its hump in a rest position outside the effective range of the lifting slope and that for moving the shielding body into a driving position in which the lifting slope against their respective Hump is able to reach a shifting device that can be activated selectively for each shielding body is provided.

Das Vorziehen der Abschirmkörper aus ihrer Ruheposition in die Mitnahmestellung, aus der heraus sie von der Hubschräge des Wagens in Arbeitsstellung verschoben werden, kann auf sehr unterschiedliche Weise geschehen. Man könnte beispielsweise hinter jedem Abschirmkörper einen Elektromagneten anordnen, der bei Erregung den jeweiligen Abschirmkörper bis in die Mitnahmestellung drückt. Besonders gering ist der Aufwand für das anfängliche Verschieben der Abschirmkörper, wenn die Verschiebeeinrichtung ein am Wagen angebrachter, elektrisch aktivierbarer Hubmagnet ist.The shielding bodies can be pulled out of their rest position into the driving position, from which they can be moved from the lifting slope of the carriage into the working position, in very different ways. For example, one could arrange an electromagnet behind each shielding body, which, when excited, presses the respective shielding body into the driving position. The effort for the initial displacement of the shielding body is particularly low if the displacement device is an electrically activatable lifting magnet attached to the carriage.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1: einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete Vorrichtung,
Fig. 2: eine Prinzipskizze, welche das Vorziehen von Abschirmkörpern der Vorrichtung mittels eines Wagens verdeutlicht.

The invention permits numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and is described below. This shows in

Fig. 1: 3 shows a cross section through a device designed according to the invention,
Fig. 2: a schematic diagram which illustrates the preference of shielding bodies of the device by means of a carriage.

Die Figur 1 zeigt eine zwei Einzelelektroden aufweisende Sprühelektrode 1, die beim Arbeiten der Vorrichtung an negativem Potential anliegt. Die Sprühelektrode 1 besteht aus zwei ein Dielektrikum bildenden Rohrkörpern 2, in welchen beispielsweise Aluminiumgranulat gefüllt ist. Der Sprühelektrode 1 gegenüber ist eine geerdete, blanke Gegenelektrode 3 angeordnet, auf welcher Behandlungsgut 4, bei diesem Beispiel eine Folie, unterhalb der Sprühelektrode 1 geführt wird.FIG. 1 shows a spray electrode 1 which has two individual electrodes and which is present at a negative potential when the device is working. The spray electrode 1 consists of two tubular bodies 2 forming a dielectric, in which, for example, aluminum granulate is filled. A grounded, bare counter electrode 3 is arranged opposite the spray electrode 1, on which material to be treated 4, in this example a film, is guided below the spray electrode 1.

Seitlich neben der Sprühelektrode 1 ist ein Nadelbett 5 aus einem elektrisch gut leitenden Metall angeordnet, welches in quer zu der Sprühelektrode 1 parallel zu einander verlaufenden Nuten 6 verschiebliche Abschirmkörper 7 in Form von Nadeln aufweist. Die Abschirmkörper 7 haben nahe ihres der Sprühelektrode 1 abgewandten Endes jeweils einen durch Umbiegen ihres Schaftes gebildeten, nach oben weisenden Höcker 8. Der Abschirmkörper 7 ist mit durchgezogenen Linien in einer rückwärtigen Stellung und gestrichelt in einer Arbeitsstellung dargestellt. In dieser Arbeitsstellung befindet sich der vordere Bereich des Abschirmkörpers 7 zwischen der Sprühelektrode 1 und dem Behandlungsgut 4 auf der Gegenelektrode 3. Der Abschirmkörper 7 hat deshalb in Arbeitsstellung die Wirkung einer Abschirmung, so daß es in seinem Bereich nicht zu Sprühentladungen von der Sprühelektrode 1 zur Gegenelektrode 3 kommt.To the side of the spray electrode 1 there is a needle bed 5 made of an electrically highly conductive metal which has shielding bodies 7 in the form of needles which are displaceable in grooves 6 which run parallel to one another and run parallel to the spray electrode 1. The shielding bodies 7 have, near their end facing away from the spray electrode 1, an upward protrusion 8 formed by bending their shank. The shielding body 7 is shown in solid lines in a rearward position and in dashed lines in a working position. In this working position, the front area of the shielding body 7 is between the spray electrode 1 and the material to be treated 4 on the counter electrode 3. The shielding body 7 therefore has the effect of a shield in the working position, so that there are no spray discharges in its area comes from the spray electrode 1 to the counter electrode 3.

Zum Verschieben der Abschirmkörper 7 ist quer auf dem Nadelbett 5 ein Wagen 9 verfahrbar angeordnet, welcher eine nach unten weisende Hubschräge 10 und eine Verschiebeeinrichtung 11 hat. Bei der Verschiebeeinrichtung 11 handelt es sich um einen elektrischen Hubmagneten, der bei Aktivierung durch Anziehen der Höcker 8 die Abschirmkörper 7 aus einer rückwärtigen Ruheposition so weit nach vorn zieht, daß anschließend die Hubschräge 10 des vorbeifahrenden Wagens 9 den jeweiligen Abschirmkörper 7 bis in die gestrichelt dargestellte Arbeitsstellung bewegen kann.To move the shielding body 7 a carriage 9 is arranged transversely on the needle bed 5, which has a downward-pointing slope 10 and a displacement device 11. The displacement device 11 is an electric lifting magnet which, when activated by pulling the humps 8, pulls the shielding body 7 forward from a rear rest position so that the lifting slope 10 of the passing vehicle 9 then dashed off the respective shielding body 7 shown working position can move.

Die Figur 2 verdeutlicht, wie die Abschirmkörper 7 vom Wagen 9 verschoben werden. Der Wagen 9 bewegt sich bei diesem Beispiel in Richtung des eingezeichneten Pfeiles, also in Figur 2 gesehen nach oben. Die Abschirmkörper 7f, 7g und 7h befinden sich in Ruhestellung. Ihr jeweiliger Höcker 8f, 8g, 8h ist so weit zurückgeschoben, daß die Hubschräge 10 nicht gegen ihn gelangen und die Abschirmkörper 7f, 7g, 7h vorschieben kann. Wird die durch einen Hubmagneten gebildete Verschiebeeinrichtung 11 jedoch erregt, dann wird der jeweils ihr gegenüberliegende Abschirmkörper 7f ein Stück nach vorn bis in die Bewegungsbahn der Hubschräge 10 in eine Mitnahmestellung geschoben, was für den Abschirmkörper 7b gezeigt ist. Bewegt sich der Wagen 9 aus der dargestellten Stellung weiter in Pfeilrichtung, dann wird der Abschirmkörper 7e in Arbeitsstellung geschoben, was bei den Abschirmkörpern 7a - 7d bereits geschehen ist.FIG. 2 illustrates how the shielding bodies 7 are moved by the carriage 9. In this example, the carriage 9 moves in the direction of the arrow shown, that is to say seen upwards in FIG. 2. The shielding bodies 7f, 7g and 7h are in the rest position. Their respective bumps 8f, 8g, 8h are pushed back so far that the lifting slope 10 cannot come against it and the shielding bodies 7f, 7g, 7h can advance. However, if the displacement device 11 formed by a lifting magnet is excited, then the respective shielding body 7f opposite it is pushed a little forward into the moving position of the lifting slope 10 into a driving position, which is shown for the shielding body 7b. If the carriage 9 moves further from the position shown in the direction of the arrow, the shielding body 7e is pushed into the working position, which has already happened with the shielding bodies 7a-7d.

Da von der Hubschräge 10 nur die Höcker 8 erfaßt werden können, welche durch die Verschiebeeinrichtung in Mitnahmestellung bewegt wurden, kann man mit dem Wagen 9 beliebige Abschirmkörper 7 vorschieben. Auch das Zurückschieben der Abschirmkörper 7 kann mit dem Wagen 9 durch eine Hubschräge erfolgen, was jedoch nicht dargestellt wurde.Since only the cusps 8 can be detected from the lifting slope 10, which were moved by the displacement device in the driving position, you can with the carriage 9 any Push shielding body 7 forward. The shielding bodies 7 can also be pushed back with the carriage 9 by means of a lifting slope, but this has not been shown.

Auflistung der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

11: SprühelektrodeSpray electrode
22nd: RohrkörperTubular body
33rd: GegenelektrodeCounter electrode
44th: BehandlungsgutMaterial to be treated
55: NadelbettNeedle bed

66: NutGroove
77: AbschirmkörperShielding body
88th: HöckerHump
99: Wagendare
1010th: HubschrägeLift slope
1111: VerschiebeeinrichtungDisplacement device

Claims

Device for the treatment of surfaces by corona discharges which has a corona electrode (1) comprising an insulator and a counter electrode (3) which opposes it, can be connected to the opposite potential, comprises an electrically conductive surface and supports the material to be treated (4) and in which a shield made up of shielding members (7) movable individually between the corona electrode (1) and the counter electrode (3) is provided between the corona electrode (1) and the counter electrode (3) to prevent corona discharges over selectively determinable regions of the corona electrode (1), characterised in that the shielding members (7) are connected to the same potential as the counter electrode (3) and are designed to draw the electric energy of the corona electrode (1) in the determined regions.
Device according to claim 1, characterised in that the shielding members (7) are designed as needles and are provided in an electrically conductive needle bed (5) which is connected to the same potential as the counter electrode (3) and comprises grooves (6) next to one another along the corona electrode (1) in which grooves a respective needle-like shielding member (7) is displacably arranged.
Device according to claim 2, characterised in that for displacement of the shielding members (7) each shielding member (7) has a peak (8) projecting upwardly from the groove (6) and produced by a folded region.
Device according to claim 3, characterised in that for the motor displacement of the shielding members (7), a carriage (9) is arranged on the needle bed (5) so as to travel transversely to the shielding members (7), the carriage (9) comprising a lift ramp (10) which is movable relative to the peaks (8) of the shielding members (7).
Device according to claim 4, characterised in that the shielding members (7) are arranged with their peaks (8) extending outside the working region of the lift ramp (10) in a rest position and that a displacement system (11) which can be activated selectively for each shielding member (7) is provided for the movement of the shielding members (7) into an entrainment position in which the lift ramp (10) is capable of passing toward its respective peak (8).
Device according to claim 5, characterised in that the displacement system (11) is an electrically activatable lifting magnet arranged on the carriage (9).