DE2427933A1

DE2427933A1 - Statische messerelektrode zum behandeln von vorzugsweise elektrisch leitenden werkstoffen mit coronaentladungen

Info

Publication number: DE2427933A1
Application number: DE19742427933
Authority: DE
Inventors: Klaus Kalwar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-06-10
Filing date: 1974-06-10
Publication date: 1975-12-18
Also published as: DE2427933C2

Description

Statische Messerelektrode zum Behandeln von vorzugsweise elektrisch leitenden Werkstoffen mit Coronaentladungen Die Erfindung bezieht sich auf eine statische Messerelektrode zum Behandeln von vorzugsweise elektrisch leitenden Werkstoffen, z.B. von Metallfolien, mit Ooronaentladungen.
Es sind Behandlungsgeräte bekannt, bei denen der Messerelektrode eine Behandlungswalze zugeordnet ist, über die die zu behandelnde Folie geführt wird. Die Behandlungswalse besteht aus einem Netallkern und einem den Metallkern umschließenden Dielektrikum.
Zur Erzeugung einer Coronaentladungen zwischen der Messerelektroden und der Behandlungswalze wird an die Elektrode eine Hochspannung gelegt. Die Behandlungswalze weist einen Nasseanschluß auf.
Bei diesem Behandlungsgerät treten dann Schwierigkeiten auf, wenn eine elektrisch leitende Werkstoffolie, die z.B. aus Aluminium gefertigt ist, behandelt werden soll. Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, nimmt man einen Potentialtausch vor.
Man legt an den Kern der Behandlungswalze die Hochspannung und gibt der Messerelektrode den Nasseanschluß. In diesem Fall wird die über die Behandlungswalze geführte erkstoffolie von der Walzenseite her behandelt.
Diese Art der Behandlung mit elektrischen Coronaentladungen ist wegen ihres geringen Wirkungsgrades nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messerelektrode so zu gestalten, daß an sie für die Behandlung vorzugsweise elektrisch leitenden Werkstoffen mit Coronaentladungen die Hochspannung gelegt werden kann und die zugeordnete Walzenelektrode den Masseanschluß erhält.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Messerelektrode außen von der Elektrodenspitze bis zum Kopfbereich mit einer dielektrischen Schicht aus einem nicht leitenden Material versehen und als Metallhohlkörper ausgebildet ist.
Wahrend der Coronaentladungen entsteht eine nicht unerhebliche Wärme, die über den Metallhohlkörper von dem Dielektrikum abgeführt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Metallhohlkörper der Elektrode im Kopfbereich oberflächenvergrößernde Kühlrippen unterschiedlicher Größe auf. Werner kann der Innenraum mit einem Kühlmedium gefüllt werden. Von dem Kühlmedium im Innenraum des Hohlkörpers wird die Wärme zu den genannten Kühlrippen im Kopibereich des Hohlkörpers transportiert und von dort an die Umgebung abgegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Messerelektrode im Schnitt und eine zugeordnete Behandlungswalze, Fig. 2 eine Abwandlung des Kopftereiches der in der Big. 1 aufgezeigten Messerelektrode, Fig. 7 eine Hesserelektrode im Schnitt und in schaubildlicher Darstellung, bei der im Innenraum ein Kühlmittel und ein Druckausgleichselement vorgesehen sind, Fig. 4 eine Messerelektrode in schaubildlicher Darstellung in deren Innenraum über einen Ventilator Kühlluft eingeführt wird, Fig. 5 eine Messerelekfirode in schaubildlicher Darstellung durch deren Innenraum eine Rohrschlange geführt ist.
Die in der Fig. 1 dargestellte Messerelektrode 1 besteht aus einem Metallhohlkörper 2 und einer dielektrischen Schicht 3 aus einem nichtleitenden Werkstoff. Die dielektrische Schicht 3 erstreckt sich von der Elektrodenspitze 4 bis zum Kopfbereich 5 der Elektrode, deren Seitenwandungen aus im Querschnitt zickzackförmigen Kühlrippen 7 bestehen. 9er Messerelektrode 1 ist eine Behandlungswalze 8 zugeordnet, die einen Masseanschluß 9 aufweist. An die Messerelektrode wird eine Hochspannung gelegt, über die eine Coronaentladung 10 erzielt wird. Dieser Coronaentladung wird eine Folie aus einem elektrisch leitenden Werkstoff ausgesetzt, die über die Behandlungswalze geführt wird.
Durch die Kühlrippen im Kopfbereich der Elektrode soll eine gute Abführung der bei der Coronaentladung entstehenden Wärme erreicht werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 wird auch der Kopfsteg der Messerelektrode durch zickzackförmige Sühlrippen 11 gebildet. Die die Seitenwandungen des Kopfbereiches 5 bildenden Kühlrippen 7a verringern sich in ihren Abmessungen zu den oberen Kühlrippen 11 hin, so daß ein Wärmestau im Bereich dieser Kühlrippen vermieden wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 wird die Wirksamkeit der Wärmeabführung durch das Einbringen eines geeigneten, flüssigen Kühlmittels 12 in den Innenraum 13 des Hohlkörpers der Messerelektrode wesentlich gesteigert.
Durch die bei einer Coronaentladung anfallende Wärme wird das sich im Innenraum 13 der Messerelektrode befindende Kühlmittel erwärmt und transportiert die Wärme von der eigentlichen Wärmequelle, nämlich der Coronaentladungsstelle, weg. Durch die Molekülbewegung, insbesondere dann, wenn die Temperatur des Kühlmittels in den Siedebereich gekommen ist, entsteht an der Wärmequelle ein intensiver Kühleffekt. Es entsteht ein Kreislauf, da das erwärmte Kühlmittel nacioben in den Bereich der Kühlrippen steigt, dort kondensiert und dann durch das Eigengewicht im abgekühlten Zustand sich zu der Elektrodenspitze bewegt.
Durch die Wärmeentwicklung entstehen Ausdehnungen, die sich ausgleichen müssen. Da der Innenraum des Hohlkörpers der Nesserelektrode einen geschlossenen Raum darstellt, ist bei dem Busfuhrungab ei spi el nach der Fig. 3 als Druckausgleichselement im Innenraum ein elastisches Rohr 14 angeordnet, das mit Luft gefüllt ist und an beiden Enden verschlossen ist. Wird der Druck im Innenraum größer, so drückt sich dieses elastische Element zusammen. Die Flüssigkeit 12 wird sich äe nach der Intensität der Coronaentladung und der damit verbundenen Aufheizung mehr oder weniger ausdehnen und im gleichen Verhältnis wird das Druckausgleichselement 14 reagieren.
Es ist jedoch auch denkbar, daß ein Ende des elastischen Rohres 14 aus einer Stirnwandung der Messerelektrode 1 herausgeführt wird und unverschlossen bleibt.
Bei dem Ausführungsbeispl el nach der Fig. 4 wird in den Innenraum 13 der Messerelektrode 1 über einen Ventilator 15 und über eine Leitung 16 Kühlluft eingeführt, die über einen Stutzen 17 nach der Aufheizung die Elektrode wieder verlassen kann.
Bei der Konstruktion nach der Fig. 5 ist in dem Innenraum 13 der Messerelektrode 1 ein U-förmiges, mit zwei Enden in den freien Raum sich erstreckendes elastisches Rohr 18 angeordnet, durch das ein Kühlmedium zirkuliert, das ein sogenanntes Kühl-und Kondensatsystem 19 durchströmt. Das Kühlsystem wird durch einen Ventilator 20-und durch den Luftstorm 21 gekühlt. Die anfallende Verlustwärme kann für andere Naschinenprozesse wi ed erverwandt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Statische Messerelektrode zum Behandeln von vorzugsweise elektrisch leitenden Werkstoffen mit Coronaentladungen, d & d u r c h g e k e n II z e i c h n e t , daß sie außen von der Elektrodenspitze (4) bis zum Kopfbereich (5) mit einer dielektrischen Schicht (3) aus einem nichtleitenden Material versehen und als Metallhohlkörper (2) ausgebildet ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallhohlkörper (2) im Kopfbereich (5) oberflächenvergrößernde Kühlrippen (7,7a,11) besitzt.

3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmaße der Seitenrippen (7a) sich nach oben hin verringen.

4. Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (3) unmittelbar durch Vulkanisation, Einbrennung bzw.

Klebung auf den Metallhohlkörper (2) aufgebracht ist und sich bis zu. den Kühlrippen (7,7a) erstreckt.

5. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (13) ein Eiiblmedium, vorzugsweise eine zum Sieden geeignete Flüssigkeit, untergebracht ist.

6. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den mit dei Kühlmedium gefüllten Innenraum (13) ein luftgefüllter, rohrförmiger, elastischer, z.B. aus Gummi gefertigter Körper als Druckausgleichselement vorgesehen ist.

7. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des elastischen, rohrförmigen Körpers (14) sich durch eine Stirnwandung der Elektrode (1) in den fasen Raum erstreckt.

8. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß daß der elastische Körper als U-förmiges Rohr (18) ausgebildet und an den freien Austritten dieses Rohres ein Kühl- und Kondensatorsystem (19,20,21) angeschlossen ist.

9 Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmedium über einen Ventilator (15) und eine Leitung (16) Luft in den Innenraum (13) der Elektrode (1) einführbar ist, die über einen Auslaß (17) abströmt.