DE3302161A1

DE3302161A1 - Vorrichtung zur elektrischen koronabehandlung von profilstraengen aus elektrisch nichtleitendem oder leitendem material und zur weiterbehandlung der oberflaeche

Info

Publication number: DE3302161A1
Application number: DE19833302161
Authority: DE
Inventors: Klaus 4803 Steinhagen Kalwar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-22
Filing date: 1983-01-22
Publication date: 1984-07-26
Also published as: DE3302161C2

Description

Vorrichtung zur elektrischen Koronabehandlung von Profilsträngen aus elektrisch nichtleitendem oder leitendem Material und zur Weiterbehandlung der Oberfläche Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektrischen Koronabehandlung von Profilsträngen aus elektrisch nicht leitendem oder leitendem Material und zur Weiterbehandlung der Oberfläche der Profilstränge.
Es ist bekannt, durch elektrische Koronaentladungen das Adhäsionsvermögen an Materialoberflächen zu verbessern, die dann anschließend bedruckt, beschichtet, mit anderen Teilen verklebt oder in sonstiger Weise weiterbehandelt werden können.
Die elektrischen Entladungen erzielt man durch Anlegen einer hochfrequenten Hochspannung an 7wei Elektroden, von denen eine mit einer dielektrischen Schicht versehen ist. Ein an der Oberfläche zu behandelndes bahnförmiges Material wird zwischen den durch die Elektroden begrenzten Spalt durch die Koronaentladung hindurchgeführt. Bedingt durch die physikalischen punktionen ist der Spalt zwischen den Elektroden, in dem sich bei anliegender Iiochspaririunrj die Koroinentl;ldunq entwickelt, relativ klein und weist Spaltbreiten von U,U bis 1,2 mm auf.
Aufgrund dieser gerincjen Spaltbreite können nur folienförmige Materialien einer Ober flächenbehandlung ausgesetzt werden.
Profilstränge, z.B. Rohre, Fäden, Seile, Kabel od.dgl. können mit den bisherigen mit einem Elektrodenspalt ausgerüsteten Geräten zur Erzeugung einer Koronaentladung nicht oberflächenbehandelt werden.
Sofern ein Profilstranj an seiner Mantelfläche mit einer Farb- oder Lackschicht versehen oder bedruckt wird, muß nicht nur das Adhäsionsvermögen der Mantelfläche in Hinsicht auf das Beschichtungsmaterial groß sein, sondern es ist auch nach der Beschichtung eine Trocknung erforderlich. Hierzu werden bisher Heißlufttrockeneinrichtungen vorgesehen, die relativ große Abmessungen aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, da(3 Profilstränge aus elektrisch leitendem oder nicht leitendem Material auch mit einer Dicke, die größer als 1,2 mm ist, mit Koronaentladungen elektrisch vorbehandelt werden können und die Einrichtung zur elektrischen Vorbehandlung mit den Nachbehandlungseinrichtun(len eine kompakte Konstruktionseinheit bildet.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Profilstrang über Umlenkrollen nacheinander durch Einrichtungen zur Koronabehandlung, zum Bedrucken oder Oberflächenbeschichten und zum Trocknen oder Härten der aufgebrachten Oberflächenschicht geführt wird.
Die Einrichtung zur Koronabehandlung kann einen Vollisolierkörper mit einer oder mehreren eingebetteten Massenelektroden und mit einer oder mehreren hintereinander angeordneten Spitzenelektroden sein, wobei die Spitzen der Spitzenelektroden aus dem Vollisolierkörper heruasragen.
Der Profilstrang wird durch die von den Elektrodenspitzen ausgehenden Freistrahl entladungen geführt. Um eine mehrflächige oder vollständige Oberflächenbehandlung des Profilstrnges zu erreichen, können mehrere mit Spitzenelektroden ausgerüstete Vollisolierkörper auf dem Umfang des zu behandelnden Profilstranges verteilt angeordnet werden.
Der Profilstrang kann aber auch durch den Tnnenraum einer zylindrischen Elektrode geführt werden, die sich aus zwei Elektrodenhälften zusammensetzt, die in gelenkig miteinander verbundenen Elektrodenträgern angeordnet sind und um eine parallel zur Längsachse der Elektrode verlaufende Achse schwenkbar sind, so daß zum Einlegen des zu behandelnden Profilstranges, die Elektrodenträger aufgeklappt werden können.
Der Station zur Koronabehandlung sind unmittelbar die Stationen zum Bedrucken bzw. Oberflächenbeschichten des Profilstranges und zum Trocknen und Härten der aufgebrachten ()berflächenschicht nachgeschaltet. Es ergibt sich eine raumsparende Gesamtkonstruktion, in der der zu behnndelnde [)rofilstrang über Umlenkrollen von einer Einrichtung zur benachbarten geführt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 die Gesamtvorrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Einrichtung zur Koronabehandlung eines Profilstranges in schaubildlicher Darstellung, Fig. 3 eine mit einer Spitzenelektrodenreihe versehene Einrichtung zur Koronabehandlung eines Profilstranges, Fig. 4 die Linrichtung nach der Fig. 3 im Vertikalschnitt, Fig. 5 und 6 Einrichtungen zur mehrseitigen oder allseitigen elektrischen Vorbehandlung von Profilsträngen, Fig. 7 eine mit Infrarot- oder UV-Strahlern ausgerüstete Trocknungs-und Härtungseinrichtung, Fig. 8 eine mit einer Jnduktionsspule ausgestattete Trocknungseinrichtung.
Der Profilstrang 1, der aus elektrisch leitendem oder nichtleitendem Material bestehen und z.B. als Draht, Kabel, Lichtleitfaserrohr, Faden oder dergleichen ausgebildet sein kann, wird zur elektrischen Vorbehandlung und zur weiteren Oberflächenbehandlung in ein Gehäuse 2 eincjeführt, in dem die erforderlichen Behandlungseinrichtungen angeordnet sind, denen dcr l'rofilstrany nacheinander zugeführt wird.
Hierbei wird der Profilstrang durch Urnlenkrollen 3 umgelenkt, die zwischen den einzelnen A(l(Jre(aten und Geräten vorgesehen sind.
Der Profilstrang wird zunächst eine Einrichtung 4 zugeführt, die eine elektrische Vorbenhandlung mittels Koronaentladungen ermöglicht. Diese Einrichtung 4 kann konstruktiv so gestaltet sein, wie dies in der Fig. 2 aufgezeigt ist. Die Einrichtung nach der Fig. 2 weist zwei aus einem geeigneten Isolierstoff gefertigte Elektrodenträger 5,6 auf, die miteinander über Scharniere 7 gelenkig verbunden sind, so daß eine Verschwenkung um eine Achse 8 möglich ist, die parallel zu der Elektrode 9 verläuft. Die Elektrode 9 besteht aus zwei im Querschnitt halbkreisförmigen, sich über die gesamte Länge der Elektrodenträger erstreckenden Elektrodenhälften 10. Diese Elektrodenhälften 10 begrenzen einen Raum, durch den der ProFilstrang 1 geführt wird. Der Profilstrang 1 ist bei demAusführungsbeispiel nach der Fig. 2 im Querschnitt kreisförmig, aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff gefertiyt und mit einer Metallseele 11 versehen. Diese Metallseele 11 liegt an Masse. Die hochfrequente Hochspannung wird in einem Generator 12 erzeugt, der über einen Anschluß 13 mit der Elektrode 9 und über einen Anschluß 14 mit der Metallseele 11 des Profilstranges 1 verbunden ist. Bei anliegender Hochspannung entsteht in dem zylindrischen von der Elektrode 9 begrenzten Innenraum eine elektrische Koronaentladung 15. Durch diese Koronaentladung wird eine Vert)esseruny des Adhäsionsvermögens der Oberfläche des Profilstranges erreicht Das elektrisch nicht leitende Material des Profilstranges dient während der Koronaentladung gleichzeitig als Dielektrikum, damit es nicht zu einem Kurzschluß zwischen der Metallseele 11 und der Elektrode 9 kommt.
Sofern man eine Metallseele, ein/netalidraht oder einen sonstigen aus Metall gefertigten Profilstrang mit der Einrichtung nach der Fig. 2 mit einer elektrischen Koronaentladung vorbehandeln will, so ist es erforderlich, die Elektrodenhälften 10 an der dein zu behandelnden Profilstrang zugeordneten Innenseite mit einer dielektrischen Schicht zu versehen. Durch diese dielektrische Schicht wird ein Kurzschluß zwischen dem Profilstrang und der Elektrode 9 verhindert.
Die Elektrodenträger 5 und 6 sind bei dem Ausführungsbesipiel nach der Fig. 2 mit Kühlmittelleitungen 1f, und/oder mit Ozonabzugsleitungen versehen.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Einrichtung für eine Koronabehandlung der Oberfläche eines Profilstranges aufgezeigt, die einen Vullisolierkörper 17 aufweist, in dem Masseelektruden 18 eingebettet sind.
Im Cenerator 12 wird eine hochfrequente Hochspannung erzeugt, die über Leitungen 19 an eine Spitzenelektrode 20 und an eine Massenelektrode 18 herangeführt wird. Sowohl die Spitzenelektrode 20 als auch die Masselektrode 18 sind in dem Vollisolierkörper 17 in paralleler Anordnung vorgesehen.
Bei angelegter, hochfrequenter Hochspannung wird ein in Richtung der Längsachse der Spitzenelektrode 20 sich erstreckender Koronafreistrahl 21 erzielt, dessen Länge ohne eine seitliche Abweichung etwa 15 mm beträgt.
Dies ist nur dadurch zu erreichen, daß elektrophysikalisch die kapazitiven Verschiebestrombedingungen so günstig sind, daß möglichst zwischen den Elektroden 20 und 18 keine oder kleine Ströme fließen, und daß innerhalb des Vollisolierkdrpers 17, in dem die Elektroden eingebettet sind, ein möglichst großer Flocl1fre(luenzwi(lerstand geschaffen wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das Isoliermaterial eine Sellstruktur aufweist und z.I3. nus einem Kunststoffschaum gebildet wird. Durch die relativ große Versetzung der Spitze der Spitzenelektrode 21 gegenüber der Masseelektrode 18 wird der Abstrahlungseffekt in der Längsachse der Spitzcnelektrode erheblich begünstigt. Um einen flächendeckenden I3ehandluncjseffekt zu erreichen, genügt nicht eine Spitzenelektrode, sondern es ist eine Vielzahlanordnung von Spitzenelektroden erforderlich.
Der Profilstrang 1 wird oberhalb der von den Elektrodenspitzen ausgehenden Koronafreistrahlen geführt. Zwischen den Koronafreistrahlen und dem I'rofilstrang ist ein geringer Spalt. Der Abstand@zwischen dem Profilstrang und der oder den Spitzenelektroden ist einstellbar.
Eine Änderung des Abst;irides erfolgt synchron mit der Intensitätsstellung des Generators 12. Der Vollisolierkörper 17 oder die Umlenkrollen 3 des Profilstranges sind in der Höhe verstellbar gelagerbt Aus der Fig. 3 ergibt sich, daß der oberen Begrenzungsfläche 22 Rohre 23 zugeordnet sind, durch die Luft zur Elektrodenreinigung zugeführt werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 sind dem Profilstrang 1 zwei mit Spitzenelektroderi 20 ausgerüstete Vollisolierkörper 17 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Profilstranges zugeordnet.
Die Fig 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem drei mit Spitzenelektroden 20 ausgerüstete Vollisolierkörper 17 auf dem Umfang verteilt, und zwar in einem blinkelabstand von 1200 angeordnet, einem Profilstrang 1 zugeordnet sind.
Die Vorrichtung nach der Fig. 1 kann mit verschiedenen Einrichtungen zur Behandlung des Profilstranges mit Koronaentladungen ausgerüstet sein, so daß dann wahlweise die Einrichtung nur eingeschaltet wird, die für den jeweiligen Profilstrang und Für den angestrebten Behandlungseffekt optimal ist.
Nach der Koronavorbehandlung wird der Profilstrang in dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 einer @inrichtung 24 zum Bedrucken zugeführt.
Die Farbe befindet sich in einer Farbwanne 25 und wird mittels einer Tauchrolle 26 auf das Klischee im /uge einer Rotationsbewegung über- tragen. Der mit dem Klischee versehenen Rolle ist eine Druckrolle 28 zugeordnet.
Anstelle der Bedruckungseinrichtung kann auch eine Färbeeinrichtung oder eine Beschichtungseinrichtung vorgesehen werden.
Nach dieser Oberflächenbehandlung des Profilstranges wird der Profilstrang einer Trocknungs- oder Härtungseinrichtung 29 zugeführt. Die Trocknung und Härtung kann mittels einer Koronaentladungen erzeugenden Einrichtung vorgenommen werden.
Es ist jedoch auch möglich, wie dies in der Fig. 7 aufgezeigt ist, diese Einrichtung mit Infrarot- oder UV-Strahlern auszurüsten.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 7 besteht die Einrichtung aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilen 30 und 31. Die gelenkige Verbindung wird durch Scharniere 32ageschaffen, die eine Schwenkbewegung der Teile 30,31 um eine Längsachse ermöglichen. Das Teil 30 kann somit gegenüber dem Teil 31 hochgeklappt werden, so daß Die Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem drei mit Spitzenelektroden 20 ausgerüstete Vollisolierkörper 17 auf dem Umfang verteilt, und zwar in einem Winkelabstand von 120° angeordnet, einem Profilstrang 1 zugeordnet sind.
Die Vorrichtung nach der Fig. 1 kann mit verschiedenen Einrichtungen zur Behandlung des Profilstranges mit Koronaentladungen ausgerüstet sein, so daß dann wahlweise die Einrichtung nur eingeschaltet wird, die für den jeweiligen Profilstrang und für den angestrebten Behandlungseffekt optimal ist.
Nach der Koronavorbehandlung wird der Profilstrang in dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 einer Einrichtung 24 zum Bedrucken zugeführt.
Die farbe befindet sich in einer Farbwanne 25 und wird mittels einer Tauchrolle 26 auf das Klischee im Zuge einer Rotationsbewegung über- Sofern der Profilstrang aus Metall gefertigt ist, kann die Erwärmungs-und Trocknunclseinrichturl(l, @ wie dies in der Fig. 8 aufgezeigt ist, auch mit einer Induktionsspule 37 ausgerüstet sein. Der mittige Raum 38 zum Durchführen des Profilstranges 1 wird von der Induktionsspule 37 umschlossen, die sich aus zwei Spulenhälften zusammensetzt. Jede Spulenhälfte ist in einem separaten Bauteil 39,40 angeordnet, wobei diese Bauteile über Scharniere 41 miteinander gelenkig verbunden und zueinander um eine Längsachse schwenkbar sind. Durch hier besteht die Möglichkeit des einfachen Einlegens des Profilstranges in den mittigen Raum. Die notwendige elektrische Energie für die Induktionsspule 37 wird durch einen HF-Generator 42 erzeugt. Die Bauteile 39 und 40 sind mit Rohren 43 ausgerüstet, die vom mittigen Raum 38 ausgehen und durch die leicht flüchtige rocknungsstoffe abgesaugt werden können.
Die Spulenhälften werdcn iiber Kontaktstellen bei zusammengeklappten Bauteilen 39,40 miteinander (lalvanisch verbunden, wodurch der geschlossene ';tromkreis bergestellt wird.
Bezugszeichen 1 Profilstrang 2 Gehäuse 3 Umlenkrolle 4 Einrichtung 5 Elektrodenträger 6 Elektrodenträger 7 Scharnier 8 Achse 9 Elektrode 10 Elektrodenhälfte 11 Metallseele 12 Generator 13 Anschlup 14 Anschluß 15 Koronaentladung 16 Kühlmittelleitung 17 Vollisolierkörper 18 Massenelektrode 19 Leitung 20 Spitzenelektrode 21 Koronafreistrahl 22 Begrenzungsfläche 23 Rohr 24 Einrichtung 25 Farbwanne 26 Tauchrolle 27 28 Druckrolle 29 Härtungseinrichtun 30 Teil 31 Teil 32 Trocknungsraum 33 Strahler 34 Regler 35 IRe(ler 36 Rohr 37 Induktionsspule 38 Raum 39 Bauteil 40 Bauteil 41 Scharnier 42 IiF-Cenerator 43 Rohr

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Vorrichtung zur elektrischen Koronabehandlung von Profilsträngen aus elektrisch nicht leitendem oder leitendem Material und zur Weiterbehandlung der Uberfläche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Profilstrang (1) über Umlenkrollen (3) nacheinander durch Einrichtungen zur Koronabehandlung, zum Bedrucken oder Oberflächenbeschichten und zum Trocknen oder härten der aufgebrachten Oberflächenschicht geführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (4) zur Koronabehandlung zwei durch Scharniere (7) miteinander verbundene Elektrodenträger (5,6) aufweist, die um eine zu der Elektrode (9) parallel verlaufende Achse (8) schwenkbar sind, jeder Elektrodenträger eine im Querschnitt halbkreisförmiye, sich über die gesamte Länge des Elektrodenträgers erstreckende Elektrodenhälfte (10) aufweist und der durch den von den Elektrodenhälften begrenzten Raum geführte Profilstrang (1) aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff mit einer an Masse gelegten, mittigen Metallseele (11) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenträger (6,5) mit Kühlmittelleitungen und/oder Ozonabsaugleitungen (16) versehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur 13ehandlun(J eines Irufilstranges (1) aus elektrisch leitendem material die Elektrodenhälften an der dem Profilstrang zugewandten Innenseite mit einer dielektrischen Schicht versehen sind.
)<. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Koronabehndlung einen Vollisolierkörper (17) mit eingebetteter Massenelektrode bzw. mit eingebetteten Massenelektroden (18) und mit einer oder mehreren, hintereinander angeordneten Spitzenelektroden (20) aufweist, wobei die Spitzen der Spitzen elektroden aus dem Vollisolierkörper (17) herausragen und der Profilstranq (1) oberhalb der von den Elektrodenspitzen ausgehenden Koronafreistrahlen geführt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch tlekennzeictmet, daß der Abstand zwischen dem Profilstrang (1) und der oder den Spitzenelektroden einstellbar ist und eine Änderung des Abstandes synchron mit der Intensitäts-Stellung des (;enerators (12) erfolgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da(3 die Spitzenelektroden zusammen mit dem Vollisolicrkörper (17) oder die Umlenkrollen (3) des Profilstranges (1) in der Höhe verstellbar gelagert sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ) bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere mit Spitzenelektroden (20) ausgerüstete Vollisolierkörper (17) an zwei gegenüberliegenden Seiten oder auf dem Umfang des zu behandelnden Profilstranges (1) verteilt angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, das der oberen Begrenzungsfläche des Vollisolierkörpers (17), aus der sich die Spitzenelektroden erstrecken, Rohre (23) zum Zuführen von Reinigungsluft zugeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Koronabehandlung nachgeschaltete Einrichtung als Bedruckungseinrichtung als mit einem Tauchbad ausgestattete Färbeeinrichtung oder als Beschichtungseinrichtung ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB als Trocknungs- oder Härtungseinrichtung eine Koronaentladungen erzeugende Einrichtung vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungs- und Härteeinrichtung aus zwei gelenkig miteinander verbundenen um eine Achse verscIenkb;'ren Teilen besteht, die mittig eine halbkreisförmige, sich über die gesamte Länge der Teile erstreckende Ausnehmung aufweisen, die den Trocknungsraum zum Durchführen des Profilstranges begrenzen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß um den mittigen Trocknungsraum Infrarot- und/oder UV-Strahler (33) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der mittige Raum für einen l'rofilstrang (1) aus Metall von einer Induktionsspule (37) umsclulossen ist und jedes Bauteil (39,40) der Einrichtung mit einer Spulenhälfte ausgerüstet ist, die durch Kontakte miteinander galvanisch zum Schließen des Stromkreises verbindbar sind.