DE19710984C1 - Vorrichtung zur Beseitigung von elektrostatischen Aufladungen von Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung von elektrostatischen Aufladungen von Gegenständen mittels einer vor einer Stirnseite der Vorrichtung liegenden und durch eine Koronaentladung erzeugten Ionenwolke, umfassend eine sich in einer Längsrichtung erstreckende und der Stirnseite zuge­ wandte Koronaelektrode, von welcher ausgehend die Koronaent­ ladung von der Stirnseite weg bogenförmig zu einer sich in der Längsrichtung erstreckenden Gegenelektrode verläuft, und einen die Koronaelektrode haltenden Isolierkörper, welcher sich zwischen der Koronaelektrode und der Gegenelektrode erstreckt und von der Gegenelektrode gehalten ist.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE- PS 11 78 956 oder der DE 34 22 633 A1 bekannt. Bei diesen Vorrichtungen besteht das Problem, daß aufwendige Maßnahmen erforderlich sind, um die Vorrichtung mit einem Befestigungs­ element zu versehen und damit beispielsweise an einer Maschine zu fixieren.

Beispielsweise können dabei bei einer Lösung ähnlich der der DE 34 22 633 A1 von der Gegenelektrode ausgehende und fest mit dieser verbundene Gewindestifte vorgesehen sein, wobei allerdings diese Gewindestifte durch Punktschweißung in die Gegenelektrode eingeschweißt werden müssen, um im Bereich des Befestigungselements Störungen einerseits des die Korona­ entladung bedingenden Feldverlaufs und andererseits des inneren Feldverlaufs zwischen Koronaelektrode und Gegenelek­ trode im Bereich des Isolierkörpers nicht zu stören.

Das Vorsehen einer beispielsweise die Gegenelektrode durch­ setzenden Schraube, deren Kopf zwischen Gegenelektrode und Isolierkörper liegt, würde eine lokale Störung des inneren Feldes bedeuten.

Andererseits würde beispielsweise das Vorsehen einer äußeren Befestigungslasche an der Gegenelektrode zur Aufnahme des Kopfes des Befestigungselements eine Störung des äußeren, die Koronaentladung definierenden Feldverlaufs bedeuten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß ein Fixierelement in möglichst einfacher und kostengünstiger Weise mit der Gegenelektrode verbindbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs be­ schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenelektrode eine einen Kopf eines Befestigungselements vollständig elektrisch abschirmende Aufnahme bildet.

Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß durch die den Kopf des Befestigungselements vollständig elektrisch ab­ schirmende Aufnahme keinerlei Störung sowohl des inneren Feldverlaufs als auch des äußeren Feldverlaufs zwischen Koronaelektrode und Gegenelektrode möglich ist.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, daß das Befesti­ gungselement in die Aufnahme mit dem Kopf so einsetzbar ist, daß dieser vollständig umschlossen ist und aus der Aufnahme lediglich ein Verankerungsabschnitt des Befestigungselements herausragt. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß damit an der Gegenelektrode eine Vielzahl von Aufnahmen vor­ gesehen werden kann, in welche bei der Herstellung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung noch gar kein Befestigungselement eingesetzt werden muß, sondern es der jeweiligen Montage­ situation überlassen werden kann, in welche der Aufnahmen ein Befestigungselement eingesetzt wird. Dabei tritt durch das Einsetzen eines Befestigungselements keinerlei Störung sowohl des inneren als auch des äußeren Feldverlaufs auf.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Lösung sieht vor, daß die Gegenelektrode zwei U-förmig von einem Mittelsteg abstehende Seitenstege aufweist und daß die Aufnahme in den Mittelsteg eingeformt ist. Damit ist einerseits sichergestellt, daß die Aufnahme in einem mittigen Bereich der Gegenelektrode liegt und somit auch der Verankerungsabschnitt des Befestigungselements keine signifi­ kante Störung des Feldes darstellen kann.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Aufnahme symmetrisch zwischen den Seitenstegen liegt.

Prinzipiell wäre es bei der erfindungsgemäßen Lösung denkbar, in Längsrichtung der Gegenelektrode eine Vielzahl von hinter­ einander angeordneten Aufnahmen vorzusehen.

Eine andere besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, daß die eine Aufnahme sich in der Längsrichtung erstreckt und somit die Möglichkeit schafft, in Längsrichtung variabel Befesti­ gungselemente in die Aufnahme einzusetzen.

Noch vorteilhafter ist es dabei, wenn sich die Aufnahme über die gesamte Längserstreckung der Gegenelektrode erstreckt, so daß an beliebiger Stelle der Gegenelektrode ein Befestigungs­ element in die Aufnahme eingesetzt werden kann.

Die Aufnahme kann prinzipiell unterschiedlichster Art sein. Eine besonders einfache und für übliche Befestigungselemente, wie Schrauben oder auch andere Haltemittel, sieht vor, daß die Aufnahme eine im Querschnitt T-förmige Nut ist. In diese T-förmige Nut kann nun in einfacher Weise ein Kopf einer Schraube oder eines anderen Befestigungselements an belie­ biger Stelle eingesetzt werden.

Noch vorteilhafter ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung, wenn das Befestigungselement in der Aufnahme in der Längs­ richtung verschiebbar ist, so daß das Befestigungselement bei der Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Stelle positioniert werden kann, an welcher die einfachst mögliche Fixierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Maschine erfolgen kann. Insbesondere läßt sich damit in ein­ facher Weise die Relativposition der erfindungsgemäßen Vor­ richtung zur Maschine in Richtung der Längsrichtung einer­ seits beliebig, andererseits mit der erforderlichen Präzision justieren.

Hinsichtlich der Fixierung des Isolierkörpers in der Gegen­ elektrode wurden im Zusammenhang mit den bisherigen Aus­ führungsbeispielen keine näheren Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denkbar, den Isolierkörper in die Gegenelek­ trode einzukleben.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, insbesondere im Hinblick auf eine möglichst einfache Montage, wenn der Isolierkörper von der Gegenelektrode formschlüssig gehalten ist.

Dabei ist es besonders günstig, wenn der Isolierkörper an der Gegenelektrode quer zu ihrer Längsrichtung durch Rastelemente fixierbar ist.

Im günstigsten Fall sind dabei die Rastelemente im Bereich der Seitenstege angeordnet und wirken mit an entsprechender Stelle des Isolierkörpers vorgesehenen Rastelementen zusammen.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Vorrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beseitigung von elektrostatischen Aufladungen von Gegen­ ständen, insbesondere dielektrischen Gegenständen aus Flach­ material, beispielsweise Folien, welche üblicherweise auch als Ionisierungsstab bezeichnet wird, umfaßt, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Korona­ elektrode und eine als Ganzes mit 12 bezeichnete Gegenelek­ trode, sowie einen Isolierkörper 14, welcher die Koronaelek­ trode 10 und die Gegenelektrode 12 gegeneinander isoliert.

Im einzelnen umfaßt die Koronaelektrode 10 einen als Ganzes mit 16 bezeichneten Innenleiter, welcher durch ein rohrför­ miges Dielektrikum 18 hindurchverläuft.

Sowohl der Innenleiter 16 als auch das diesen umgebende rohr­ förmige Dielektrikum 18 erstrecken sich in einer Längsrich­ tung 20 über die gesamte Länge der Koronaelektrode.

Dieses rohrförmige Dielektrikum 18 umschließend ist eine Vielzahl von Koronaelektrodensegmenten 22 vorgesehen, die in der Längsrichtung 20 aufeinanderfolgend angeordnet sind. Jedes der Koronaelektrodensegmente 22 umfaßt eine Koronaelek­ trodenspitze 24, welche in radialer Richtung zum Innenleiter 16 verläuft und mit einem Einkopplungssegment 26 verbunden ist, welches zylinderähnlich einen Abschnitt des rohrförmigen Dielektrikums 18 umschließt. In dieses Einkopplungssegment 26 erfolgt eine kapazitive Einkopplung vom Innenleiter 16 durch das rohrförmige Dielektrikum 18 hindurch zur Strom- und Spannungsversorgung der Koronaelektrodenspitze 24 jedes einzelnen Koronaelektrodensegments 22.

Die Koronaelektrodenspitzen 24 aller einzelnen Koronaelek­ trodensegmente 22 liegen in einer gemeinsamen Ebene 28, welche einerseits parallel zur Längsrichtung 20 verläuft und andererseits den Innenleiter 16 schneidet.

Die Einkopplungssegmente 26, das rohrförmige Dielektrikum 18 sowie der Innenleiter 16 liegen in einem Elektrodenkanal 30 des Isolierkörpers 14, wobei dieser nach Einlegen derselben mit einer ebenfalls dielektrischen Vergußmasse 32 ausgefüllt ist.

Ausgehend von den Einkopplungssegmenten 26 erstrecken sich die einzelnen Koronaelektrodenspitzen 24 durch in dem Isolierkörper vorgesehene einzelne Durchlässe 34 für die jeweiligen Koronaelektrodenspitzen 24, wobei die Durchlässe 34 ausgehend von dem Elektrodenkanal 30 durch eine obere Querwand 36 des Isolierkörpers 14 hindurchführen und in einer Rinne 38 münden, in welche die Koronaelektrodenspitzen 24 hineinragen, wobei vorzugsweise ein äußeres Ende 40 derselben über eine stirnseitige Öffnung 42 der Rinne 38 hinausragt.

Die stirnseitige Öffnung 42 der Rinne 38 liegt auf einer Stirnseite 44, vor welcher sich im Betrieb der Vorrichtung eine in Fig. 1 gestrichelt angedeutete Ionenwolke 46 aufgrund einer sich von den Koronaelektrodenspitzen 24 aus bogen­ förmig, insbesondere in einer Ebene senkrecht zur Längsrich­ tung ausbildenden Koronaentladung 48 befindet, welche zu der Gegen­ elektrode 12 hin verläuft.

Der im Querschnitt ungefähr H-förmige Isolierkörper 14 begrenzt dabei mit seinen Längsseitenwänden 50 und 52 einer­ seits die Rinne 38 und andererseits den Elektrodenkanal 30 und sitzt insgesamt in der Gegenelektrode 12.

Die Gegenelektrode 12 umfaßt ihrerseits zwei U-förmig sich von einem Mittelsteg 60 weg erstreckende Seitenstege 62 und 64, welche sich wie die Längsseitenwände 50 und 52 des Isolier­ körpers 14 auf ihren Außenseiten 66, 68 übergreifend in Rich­ tung der Stirnseite 44 erstrecken, allerdings mit ihren stirnseitigen Enden 72 und 74 im Abstand von der Stirnseite 44 enden. Im Bereich dieser Enden sind die Seitenstege 62 und 64 mit einander zugewandten Rastnasen 76 und 78 versehen, welche in diesen zugewandte Rastvertiefungen 80 und 82 des Isolierkörpers 14 eingreifen, um den Isolierkörper 14 in seiner zwischen den Seitenstegen 62 und 64 liegenden Stellung zu fixieren. Zum Einführen des Isolierkörpers 14 verlaufen die Außenseiten 66 und 68 der Längsseitenwände 50 und 52 des­ selben nicht parallel, sondern konisch in Richtung ihrer fuß­ seitigen Enden 84, 86. In dem in die Gegenelektrode 12 einge­ setzten Zustand des Isolierkörpers stützen sich die fuß­ seitigen Enden 84 und 86 der Längsseitenwände 50 und 52 des Isolierkörpers 14 auf einer Bodenfläche 88 des Mittelstegs 60, gegebenenfalls einer auf diesem aufliegenden Zwischen­ lage, ab.

Zur Fixierung der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Mittelsteg 60 eine im Querschnitt T-förmige Nut 90 auf, deren Nutöffnung 92 auf einer der Bodenfläche 88 abge­ wandten Unterseite 94 des Mittelstegs 60 liegt.

Die T-Nut 90 dient nun dazu, einen Kopf 96 eines Befesti­ gungselements 98, vorzugsweise einer Schraube, aufzunehmen, wobei ein Gewindeansatz 100 der Schraube 98 aus der Öffnung 92 der T-förmigen Nut 90 herausragt und über die Unterseite 94 übersteht.

Die erfindungsgemäße T-Nut 90 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Erstreckung der Gegenelektrode 12 in der Längsrichtung 20, so daß an beliebigen Stellen derselben ein Befestigungselement 98 positionierbar ist, wobei die T-Nut 90 den Vorteil schafft, daß der Kopf 96 des Befestigungselements 98 stets vollständig elektrisch abgeschirmt ist und somit unabhängig von seiner Position in der Längsrichtung 20 keinerlei willkürliche Störung des sich ausbildenden Feldes zwischen der Koronaelektrode 10 und der Gegenelektrode 12 bewirken kann, da sowohl die von der Koronaelektrode 10 zur Gegenelektrode 12 verlaufende äußere Koronaentladung 48 als auch die sich im Innern durch den Isolierkörper 14 hindurch ausbildenden Felder, insbesondere zwischen der Koronaelek­ trode 10 und der Bodenfläche 88, keinerlei Beeinflussung durch den Schraubenkopf 96 erfahren können.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Beseitigung von elektrostatischen Auf­ ladungen von Gegenständen mittels einer vor einer Stirn­ seite der Vorrichtung liegenden und durch eine Korona­ entladung erzeugten Ionenwolke, umfassend eine sich in einer Längsrichtung erstreckende und der Stirnseite zu­ gewandte Koronaelektrode, von welcher ausgehend die Koronaentladung von der Stirnseite weg bogenförmig zu einer sich in der Längsrichtung erstreckenden Gegenelek­ trode verläuft, und einen die Koronaelektrode haltenden Isolierkörper, welcher sich zwischen der Koronaelektrode und der Gegenelektrode erstreckt und von der Gegenelek­ trode gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (12) eine einen Kopf (96) eines Befesti­ gungselements (98) vollständig elektrisch abschirmende Aufnahme (90) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (80) in die Aufnahme (90) mit dem Kopf (96) so einsetzbar ist, daß dieser vollständig umschlossen abgeschirmt ist und aus der Aufnahme (90) lediglich ein Verankerungsabschnitt (100) des Befesti­ gungselements (98) herausragt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gegenelektrode (12) zwei U-förmig von einem Mittelsteg (60) abstehende Seitenstege (62, 64) aufweist und daß die Aufnahme (90) in den Mittelsteg (60) einge­ formt ist.

4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (90) sich in der Längsrichtung (20) erstreckt.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (90) eine im Querschnitt T-förmige oder schwalbenschwanzförmige Nut ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Befestigungselement (98) in der Aufnahme (90) in der Längsrichtung (20) verschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (14) von der Gegenelektrode (12) formschlüssig gehalten ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (14) an der Gegenelektrode (12) quer zu ihrer Längsrichtung durch Rastelemente (76, 78, 80, 82) fixierbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (76, 78) im Bereich der Seitenstege (62, 64) angeordnet sind.