ITCR20090030A1 - Dispositivo di supporto per elettrodi di macchine per trattamento corona - Google Patents

Dispositivo di supporto per elettrodi di macchine per trattamento corona Download PDF

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Description

DISPOSITIVO DI SUPPORTO PER ELETTRODI DI MACCHINE PER TRATTAMENTO CORONA
DESCRIZIONE
La presente invenzione si rivolge al settore della costruzione di macchine per effettuare trattamenti superficiali di materiali vari: in particolare il trovato riguarda un dispositivo di supporto per elettrodi utilizzabile con macchine per l’esecuzione del trattamento corona. Il trattamento corona, come noto, consiste in generale nell’applicare una scarica elettrica di notevole intensità alla superficie di un determinato substrato, che può essere costituito da una pellicola o da un estruso, oppure da fogli, lastre, cavi, tubi, lamiere, ecc..., con lo scopo di aumentarne la tensione attiva e quindi migliorare la capacità di ancoraggio degli inchiostri di stampa, degli adesivi o dei rivestimenti.
Il trattamento corona si applica sovente ai film di polietilene, polipropilene, PVC o poliestere, ma più in generale può trattare quasi tutti i materiali plastici e anche alcuni materiali non plastici come carta e alluminio.
Una macchina per effettuare trattamenti corona (con elettrodi rivestiti in materiale isolante), secondo tecnica nota, à ̈ costituita essenzialmente da un generatore ad alta frequenza, da un trasformatore elevatore di tensione collegato ad una pluralità di elettrodi rivestiti in materiale isolante, e da un contro-elettrodo, di materiale conduttivo e collegato elettricamente a terra.
Il substrato da trattare viene fatto passare nello spazio che si crea tra gli elettrodi e il contro-elettrodo, con mezzi di trasporto noti: in questo modo la superficie del substrato viene attivata dalla scarica elettrica che si innesca tra gli elettrodi in tensione e il contro-elettrodo collegato a terra.
Gli elettrodi sono generalmente disposti affiancati tra loro, ancorati ad un determinato dispositivo di supporto, contrapposto alla superficie di scorrimento del substrato.
Gli elettrodi tradizionali sono costituiti da un tubo o da una bacchetta di ceramica, o altro materiale ugualmente isolante, generalmente con sezione quadrata o rotonda cava, con all’interno del materiale conduttore.
Gli elettrodi in materiale isolante ottenuti per estrusione hanno tolleranze dimensionali e geometriche difficili da contenere in intervalli minimi o trascurabili: per supportare fino a 4-5 elettrodi, à ̈ possibile pinzare gli elettrodi utilizzando un dispositivo di supporto isolante elastico (tipo pettine) esercitando tramite un tirante e due piastrine isolanti rigide una forza stringente sul pettine, in modo da impacchettare gli elettrodi. Questo sistema permette di avere una distanza tra elettrodi e contro-elettrodo (air-gap) controllata. Per un numero maggiore di elettrodi, permane facilmente il problema di un non corretto posizionamento degli elettrodi stessi, rendendo l’air-gap irregolare.
In particolare, se la dimensione della sezione trasversale degli elettrodi à ̈ al massimo della tolleranza, i denti del pettine si mantengono larghi e gli elettrodi laterali tendono svantaggiosamente ad allontanarsi dal contro-elettrodo. Se invece la dimensione della sezione trasversale degli elettrodi à ̈ al minimo della tolleranza, i denti del pettine si stringono e gli elettrodi laterali tendono svantaggiosamente ad avvicinarsi al contro-elettrodo. In entrambi i casi l’air-gap non à ̈ mai costante e preciso, favorendo l’insorgere di scariche anomale verso il centro o la periferia deN’arco di trattamento. Ulteriormente, il pettine necessita di denti di piccole dimensioni per essere facilmente deformabili, e di conseguenza gli elettrodi risultano disposti affiancati gli uni agli altri in modo molto ravvicinato: le scariche elettriche così concentrate tendono a surriscaldare la macchina.
L’invenzione ha come scopo il superamento di questi inconvenienti. Scopo principale dell’invenzione à ̈ di ottenere, tra gii elettrodi rivestiti in materiale isolante e il contro-elettrodo, un preciso e costante air-gap, anche con numero elevato degli elettrodi stessi, necessario per la buona riuscita del trattamento corona ed il corretto innesco della scarica elettrica.
Ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ di permettere l’uso di un maggior numero di elettrodi per ogni cappa (contenitore degli elettrodi con aspirazione mediante depressione dell’ozono prodotto dal processo) distanziandoli per permettere un buon raffreddamento degli stessi e di conseguenza una maggiore concentrazione di scarica, con conseguente aumento di velocità su ogni singola cappa e riduzione dei costi.
Gli scopi sono raggiunti con un dispositivo di supporto per elettrodi di macchine per il trattamento corona comprendente un ponte in materiale isolante atto a sostenere, per interferenza con mezzi separatori, elettrodi rivestiti in materiale isolante interagenti con un contro-elettrodo su cui scorre un substrato da trattare, caratterizzato dal fatto che detti mezzi separatori comprendono denti e grani interposti tra coppie di elettrodi, in cui detti grani comprendono una porzione cilindrica filettata e una porzione conica liscia, in modo da generare una forza divaricatrice tra dette coppie di elettrodi diretta verso detti denti.
Secondo un aspetto preferito dell’invenzione, detti mezzi separatori comprendono anche alette su cui agiscono detti grani.
Secondo ulteriori aspetti preferiti dell’invenzione, detta porzione cilindrica coopera con fori provvisti sul ponte e detta porzione conica agisce direttamente o indirettamente sulle facce laterali degli elettrodi. Altri aspetti dell’invenzione prevedono che detti grani siano avvitabili in fori prowisti sul ponte mediante inserimento dalla parte del contro-elettrodo, o dalla parte opposta dello stesso.
Preferibilmente, detta porzione cilindrica filettata dei grani coopera con una boccola associata a detto ponte.
L’invenzione presenta numerosi vantaggi:
- l’azione dei mezzi separatori su coppie di elettrodi, invece che sulla loro totalità, garantisce un serraggio uniforme lungo tutta la sezione trasversale del supporto, riducendo possibili errori di calibrazione dell’air-gap;
- l’azione dei mezzi separatori su coppie di elettrodi, invece che sulla loro totalità, scompone la sommatoria di inevitabili errori generata dall’elevato intervallo di tolleranza degli elettrodi rivestiti in materiale isolante, riducendo di fatto la tolleranza totale del blocco di elettrodi;
- l’air-gap à ̈ mantenuto costante e preciso lungo tutta la sezione trasversale del supporto, con una distanza tra gli elettrodi ed il substrato ben calibrata, annullando completamente il rischio di avvicinamento tra le parti;
- nel caso di trattamento su contro-elettrodo a rullo, la perfetta concentricità tra la curvatura deN’arco di scarica degli elettrodi e la curvatura del rullo contro-elettrodo à ̈ garantita lungo tutta la sezione trasversale del supporto, sia per gli elettrodi centrali che per quelli periferici;
- à ̈ possibile distanziare maggiormente gli elettrodi tra di loro, con l’inserimento, in aggiunta ai mezzi separatori, di alette flessibili, favorendo anche il passaggio dei gas e dell’aria forzata di raffreddamento aspirata dalle cappe;
- con una buona ventilazione degli elettrodi à ̈ possibile aumentarne la concentrazione di scarica e quindi la potenza, con conseguente aumento di velocità su ogni singola cappa e riduzione dei costi.
Caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di modi d’esecuzione preferiti, illustrati a titolo esemplificativo e non limitativo, e con l’aiuto delle figure in cui:
la Figura 1 illustra, in sezione trasversale, un dispositivo di supporto per elettrodi associato ad un contro-elettrodo cilindrico, secondo una forma preferita dell’invenzione;
la Figura 2 illustra, in sezione trasversale, un dispositivo di supporto per elettrodi associato ad un rullo contro-elettrodo, secondo un’ulteriore forma preferita dell’invenzione;
la Figura 3 illustra un particolare della sezione di Figura 2;
la Figura 4 illustra, in sezione trasversale, un dispositivo di supporto per elettrodi associato ad un contro-elettrodo piano, secondo un’ulteriore forma preferita dell’invenzione;
la Figura 5 illustra, in sezione trasversale, un componente accessorio del dispositivo di supporto laterale per elettrodi.
Riferendosi alla Fig. 1, l’invenzione concerne un dispositivo di supporto 1 per elettrodi da impiegarsi in macchine per il trattamento a effetto corona di una superficie o porzione superficiale di un substrato s.
Detto dispositivo di supporto 1 comprendente un ponte 2 in materiale isolante, ad esempio materiale plastico come il teflon, atto a sostenere una pluralità elettrodi E interagenti con un contro-elettrodo 3 cilindrico, per innescare scariche elettriche necessarie al trattamento corona.
Detti elettrodi E sono collegati ad un generatore ed a un trasformatore elevatore di tensione secondo tecnica nota, mentre il contro-elettrodo à ̈ collegato a terra.
Gli elettrodi E sono costituiti ciascuno da una bacchetta di materiale isolante, con sezione trasversale a forma trapezoidale, con interno cavo e con la base minore rivolta verso il substrato S da trattare, con all’interno del materiale conduttore collegato all’alta tensione.
Il contro-elettrodo 3, in materiale conduttivo, può avere forma cilindrica come illustrato nelle Figg. 1 , 2 e 5 o forma sostanzialmente piana, come illustrato in Fig. 4, e sulla sua superficie esterna avanza il substrato S, disposto appositamente per scorrere nell’air-gap esistente tra gli elettrodi E ed il contro-elettrodo 3.
Gli elettrodi E, affiancati tra loro sopra il substrato S, sono disposti in modo che l’air-gap sia ben calibrato, cioà ̈ in modo che la loro superficie rivolta verso il contro-elettrodo 3 riproduca la curvatura del cilindro costituente il contro-elettrodo stesso, cioà ̈ sia ad essa concentrica, oppure realizzi una superficie piana parallela a quella del contro-elettrodo, nel caso quest’ultimo sia di tipo piano. Detti elettrodi E sono sostenuti da un ponte 2, per interferenza con mezzi separatori idonei, costituiti in particolare da denti 4 e da grani 5 interposti tra coppie di elettrodi E.
Sempre con riferimento alla Fig. 1 , detti grani 5 comprendono una porzione cilindrica 5’ filettata, atta a cooperare con fori 7 provvisti sul ponte 2, e una porzione conica 5†liscia, che agisce direttamente su prime facce laterali 8’ degli elettrodi trapezoidali E, per mantenerli in posizione, generando una forza di divaricazione di dette coppie di elettrodi, che spinge seconde facce laterali 8†degli stessi elettrodi ad appoggiarsi contro spallamenti piani corrispondenti costituiti dalle superfici laterali dei denti 4.
In particolare, detti grani 5 sono avvitabili nei fori 7 filettati, provvisti sul ponte 2, con inserimento dalla parte opposta rispetto al controelettrodo 3.
Le Figg. 2-4 illustrano una possibile variante realizzativa del dispositivo di supporto 1 di Fig. 1 , in cui i mezzi separatori, provvisti sul ponte 2, comprendono ulteriormente alette 6 su cui agiscono i grani 5, in modo che la porzione conica 5†del grano 5 operi una pressione più estesa sull’elettrodo E, utilizzando tutta l’area superficiale dell’aletta 6 stessa, e non solo il segmento di tangenza tra l’elettrodo E e la porzione conica 5†, come avviene invece nella prima variante.
In questo caso particolare i grani 5 sono avvitabili nei fori 7 provvisti sul ponte 2 con inserimento dalla parte del contro-elettrodo 3.
La porzione cilindrica 5’ dei grani 5 coopera con una boccola 9 associabile stabilmente al ponte 2, secondo tecnica nota, realizzata in un materiale più duro e resistente rispetto al teflon con cui à ̈ realizzato il solo ponte 2. Detta boccola 9 à ̈ provvista di un’apposita filettatura atta a cooperare con la corrispondente filettatura della porzione cilindrica 5’ del grano 5, in modo da assicurare un accoppiamento con maggiore resistenza meccanica.
La Fig. 5 mostra la conformazione di un componente accessorio 100 del dispositivo di supporto per elettrodi, utilizzabile come primo e ultimo supporto laterale a ponte da posizionare oltre il filo esterno della superficie da trattare S e del contro-elettrodo 3. Il caso raffigurato vale per contro-elettrodo 3 a rullo, ma analogo componente à ̈ previsto per contro-elettrodo piano.
In ogni caso i supporti a ponte 100 sono provvisti di luci sagomate aventi la stessa forma della sezione trasversale degli elettrodi e, se la sezione à ̈ trapezoidale come nel caso illustrato, le basi minori dei trapezi sono disposte secondo una superficie che riproduce quella del contro-elettrodo 3 maggiorata dello spessore del substrato da trattare e dell’air-gap.
Il fissaggio degli elettrodi E in dette luci avviene per mezzo di grani 5, cilindrici filettati, inseribili in fori 7 da parte opposta rispetto al contro-elettrodo 3 e prementi gli elettrodi E contro le basi minori di dette luci.
La disposizione con cui sono fissabili gli elettrodi E sul ponte 100 non à ̈ modificabile con registri, ma riproduce esattamente l’andamento della superficie del contro-elettrodo 3, in modo da poter costituire un riferimento fisso per i supporti a ponte 2 intermedi.
La forma preferita di realizzazione di elettrodi E, mostrata nelle Figg. 1-5, Ã ̈ sostanzialmente trapezoidale con la base minore rivolta verso il substrato S; il materiale isolante di realizzazione di detti elettrodi E Ã ̈ prevalentemente ceramica.
In realizzazioni equivalenti, come à ̈ chiaro al tecnico del ramo, gli elettrodi possono avere una sezione trasversale differente dalla sezione sostanzialmente trapezoidale: a titolo di esempio, gli elettrodi possono avere sezione quadrata, oppure poligonale, purché detta sezione cooperi in modo corretto e proficuo con la porzione conica dei grani.
E’ altresì chiaro che il materiale isolante degli elettrodi potrà essere qualsiasi e non à ̈ limitato alla ceramica menzionata come preferita. L’invenzione à ̈ suscettibile di applicazione a substrati da trattare sia plastici che non plastici, come carta e alluminio, e alle varie tipologie note di macchine per il trattamento corona.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1 ) Dispositivo di supporto (1 ) per elettrodi di macchine per trattamento corona comprendente un ponte (2) in materiale isolante atto a sostenere, per interferenza con mezzi separatori, elettrodi (E) ceramici interagenti con un contro-elettrodo (3) su cui scorre un supporto (S) da trattare, caratterizzato dal fatto che detti mezzi separatori comprendono denti (4) e grani (5) interposti tra coppie di elettrodi (E), in cui detti grani (5) comprendono una porzione cilindrica (5’) filettata e una porzione conica (5†) liscia, in modo da generare una forza divaricatrice tra dette coppie di elettrodi diretta verso detti denti (4).
  2. 2) Dispositivo di supporto secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi separatori comprendono alette (6) su cui agiscono detti grani (5).
  3. 3) Dispositivo di supporto secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta porzione cilindrica (5’) coopera con fori (7) provvisti sul ponte (2) e detta porzione conica (5†) agisce direttamente o indirettamente su prime facce laterali (8’) degli elettrodi (E).
  4. 4) Dispositivo di supporto secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti elettrodi (E) comprendono seconde facce laterali (8†) atte a cooperare per interferenza con detti denti (4).
  5. 5) Dispositivo di supporto secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti grani (5) sono avvitabili nei fori (7) provvisti sul ponte (2) con inserimento dalla parte opposta rispetto al controelettrodo (3).
  6. 6) Dispositivo di supporto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti grani (5) sono awitabili nei fori (7) provvisti sul ponte (2) con inserimento dalla parte del contro-elettrodo (3).
  7. 7) Dispositivo di supporto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta porzione cilindrica (5’) filettata dei grani (5) coopera con una boccola (9) stabilmente associata a detto ponte (2).
  8. 8) Dispositivo di supporto secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che comprende un componente accessorio (100) utilizzabile come primo e ultimo supporto laterale a ponte da posizionare oltre il filo esterno del supporto (S) da trattare e del contro-elettrodo (3).
  9. 9) Dispositivo di supporto secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto componente accessorio (100) comprende luci sagomate aventi la stessa forma della sezione trasversale degli elettrodi (E) e disposte in modo da riprodurre esattamente l’andamento della superficie del contro-elettrodo (3).
  10. 10) Macchina per il trattamento corona caratterizzata dal fatto che comprende un dispositivo di supporto (1) per elettrodi secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti.
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