WO1994024737A1 - Aufladeelektrode - Google Patents

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Ernst August Hahne
Franz Knopf
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00—Devices providing for corona discharge
    • H01T19/04—Devices providing for corona discharge having pointed electrodes

Definitions

  • Electrodes for charging are known in a variety of embodiments (DE-35 22 881). These known electrodes are used to apply electrical surfaces, the tips of the individual electrodes for electrical decoupling being very often connected to the generator supply voltage via series resistors. If such tips are arranged along a straight line and cast in an electrode profile, electrical charging can thus also be operated on printing machines with a working width of several meters, which tendon tendon. As a result of the charging, electrical field forces are used to press substrates onto metal rollers or to block multi-layer substrates.
  • Substrates of different widths are very often used on such printing machines. If coronal currents are applied to a bare metallic surface on the electrode, the surface change or destruction of the rollers is hereby effected. In cases where charging occurs between two electrodes, impermissibly high currents flow where there is no substrate.
  • switchable individual electrodes have become known (DE-29 48 902), which can be adapted to the working width of the printing press by switching individual electrodes on or off.
  • the Switching takes place here via a hydraulic or pneumatic medium, which is fed separately to the single electrode via a pressure-tight line.
  • the switchable individual electrodes take up a large amount of space, so that a large-sized high-voltage electrode results overall. Furthermore, the problems of spark formation when switching th in application areas in explosion-proof rooms are unacceptable, quite apart from the fact that discharge paths, leakage currents etc. still result when the electrodes are switched off.
  • the disadvantage here is that a number of circuits corresponding to the switchable number of individual electrodes plus a line to the high-voltage source is required.
  • the automatic control of the groups of electrodes is complex.
  • the invention is therefore based on the object ter on a I adee e ect rode according to the preamble of the main claim so that any desired number of individual electrodes can be activated or deactivated in the simplest way.
  • the tips of the individual electrodes are poured into a metal housing that is open on one side and if such an electrode is electrically insulated from the housing, the surface of this metal housing will become charged during operation due to the electrical influence. If you coat this metallic housing with electrical insulation, the electrodes work as if they had an electrically insulating plastic housing.
  • the tips of the individual electrodes that protrude on the open side of the metallic housing can be made almost currentless by means of cover slides, which are metal-conductive, preferably made of metal, if the tips of the individual electrodes can be removed by means of the covering device together with the housing receives a high-resistance connection to earth, can be made almost currentless if you cover those tips of the individual electrodes with the covering device that are no longer supposed to emit.
  • the covering device which is electrically conductive, comes in front of an emitting tip of a single electrode, its surface at the point opposite the tip assumes approximately the same potential as that of the tip. This reduces the field strength at the tip to such small values that the emission current practically goes to zero. It has also surprisingly been found that the emission current increases linearly with the number of peaks not covered.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a cross section through a charging electrode
  • FIG. 2 shows a schematic side view of the
  • the electrode 6 has a metallic housing 11. Individual electrodes with tips 3 are arranged therein, which can be connected to an electrical high-voltage source via a series resistor 1.
  • the series resistor 1 is embedded in an electrically insulating resin 2 and the tips 3 of the individual electrode protrude from this resin 2.
  • the tip 3 of the individual electrode is arranged at a distance from a paper web 13 which runs over a cooling roller, designated overall by 14.
  • the individual electrode and tip 3 with their series resistor 1 and the electrically insulating resin 2 are arranged in a separate electrode housing 7 which is electrically conductive and preferably consists of metal and is cuboid with a - in the drawing downwardly open side 8 is formed for the tips 3 of the individual electrodes.
  • This electrode housing 7 is provided with an electrical insulation from its outside and inserted into a rectangular recess 9 of the housing 11.
  • grooves 10 are provided for a cover device 4 in the form of a metal slide, which in the illustrated embodiment can be displaced in the grooves 10 in the grooves 10 in a controlled manner by means of a driver 5 in the embodiment shown , so that the tips 3 of the individual electrodes can be covered in any way as shown in FIG. 2 schematically.
  • the housing and the slider 10 have an electrically good conductive connection. Both parts are connected to earth via a resistor of the order of 1 gigohm.
  • the high-voltage source is shown schematically with "U".

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufladeelektrode (6) mit einem metallischen Gehäuse (11) und mit darin angeordneten zwei oder mehr Einzelelektroden nebst Vorwiderständen (1), die an eine Hochspannungsquelle (U) anschließbar sind, wobei die Einzelelektroden mit einer Spitze (3) versehen sind und diese aus dem in soweit offenen Elektrodengehäuse (7) herausragen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Spitze (3) mittels einer elektrisch leitend ausgebildeten Abdeckvorrichtung (4) abdeckbar ist, daß diese elektrisch leitend und mit dem Gehäuse (11) verbunden ist und daß dieses und die Abdeckvorrichtung (4) über an den einen Anschluß eines Widerstandes angeschlossen ist, dessen anderer Anschluß an Erde anschließbar ist.

Description

AUFLADEELEKTRODE
Einzelelektroden für die Aufladung sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt (DE-35 22 881). Diese bekannten Elektroden dienen zum Aufbringen elektrischer Oberf I ächen I adungen, wobei die Spi tzen der Einzelelektroden zur elektrischen Entkoppelung sehr oft über Vorwiderstände an die Generatorspeisespannung angeschlossen sind. Wenn solche Spitzen längs einer Geraden angeordnet und in einem Elektrodenprofi l eingegossen sind, kann damit elektrische Aufladung auch an sehne I I aufenden Druckmaschinen mit mehreren Meter Arbeitsbreite betrieben werden. Infolge der Aufladung entstehenden elektrischen Feldkräfte werden hierbei benutzt, um Substrate auf Metal lwalzen zu pressen oder mehrlagige Substrate zu verblocken.
Sehr häufig werden auf solchen Druckmaschinen verschieden breite Substrate gefahren. Beaufschlagt nun eine Auf I adee I ektrode blanke metal l ische Oberflächen mit Koronaströmen, so wird hierdurch die oberflächige Veränderung bzw. Zerstörung von Walzen bewirkt. In Fäl len, bei denen die Aufladung zwischen zwei Elektroden erfolgt, fl ießen dort, wo sich kein Substrat befindet, unzulässig hohe Ströme.
Aus diesem Grunde sind schal tbare Einzelelektroden bekanntgeworden (DE-29 48 902) , mi t denen durch An- oder Abschalten einzelner Elektroden eine Anpassung auf die Arbei tsbreite der Druckmaschine vorgenommen werden kann. Das Schal ten erfolgt hierbei über ein hydraul isches oder pneumatisches Medium, welches der E inze I e I ektrode über eine druckdichte Leitung gesondert zugeführt wird.
Ganz abgesehen von den Problemen durch den Platzbedarf für die Scha I tungs I e i tung für das hydraul ische oder pneumatische Medium beanspruchen die schal tbaren Einzelelektroden einen großen Raumbedarf, so daß sich insgesamt eine Hochspannungselektrode mi t großer Baugröße ergibt. Ferner sind die Probleme der Funkenbi ldung beim Schal ten bei Anwendungsgebieten in explosionsgesicherten Räumen nicht hinnehmbar, ganz abgesehen davon, daß sich bei ausgeschal teten Elektroden gleichwohl Entladungsstrecken, Kriechströme etc. ergeben.
Weiter ist bekanntgeworden, Abdeckschieber aus Nichtleiter über n i chtscha I tbaren Einzelelektroden anzubringen, um die Arbeitsbreite einstel len zu können. Von Nachtei l hierbei ist aber, daß die Spitzen der Einzelelektroden nach wie vor Ladung emittieren, welche sich dann per elektrischem Durchgriff wieder einen Weg zum entsprechenden Gegenpotential sucht.
Schl ießl ich ist es auch noch bekannt, Gruppen von Einzelelektroden bei einer Auf I adee I e trode zu schalten (DE-37 25 142) .
Von Nachtei l ist hierbei , daß eine der schal tbaren Anzahl der Einzelelektroden entsprechende Anzahl von Scha I t I e i tungen zuzügl ich einer Lei tung an die Hochspannungsquel le erforderl ich ist. Außerdem ist die automatische Steuerung der Gruppen von Elektroden aufwendig.
Der Erfindung l iegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Auf I adee I ekt rode gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches so wei terzubi lden, daß in einfachster Weise jede bel iebige Zahl von Einzelelektroden aktiviert bzw. deaktiviert werden können.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Auf I adee I ektrode gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Gießt man beispielsweise die Einzelelektroden mit ihren Spitzen in ein einsei tig offenes metal l isches Gehäuse und instal l iert eine solche Elektrode elektrisch vom Gehäuse isol iert, so wird sich während des Betriebs die Oberfläche dieses Meta I I gehäuses über die elektrische Influenz aufladen. Beschichtet man dieses metal l ische Gehäuse mit einer elektrischen Isol ierung, so arbeiten die Elektroden genauso, als hätten sie ein elektrisch isolierendes Kunststoffgehäuse.
Die an der offenen Seite des metal l ischen Gehäuses herausragenden Spitzen der Einzelelektroden können dabei mittels Abdeckschieber, welche metal l isch leitend, vorzugsweise aus Metal l hergestel l t sind, nahezu stromlos gemacht werden, wenn man jene Spitzen der Einzelelektroden können mitteis der Abdeckvorrichtung, die zusammen mit dem Gehäuse einer hochohmige Verbindung zur Erde erhält, nahezu stromlos gemacht werden, wenn man jene Spitzen der Einzelelektroden mit der Abdeckvorrichtung räuml ich beabstandet abdeckt, die nicht mehr emittieren sol len.
Wenn die Abdeckvorrichtung, welche elektrisch leitend ausgebi ldet ist, vor eine emittierende Spitze einer E inze I e I ektrode gelangt, nimmt deren Oberfläche an der der Spitze gegenüberl iegenden Stel le in etwa dasselbe Potential wie das der Spitze an. Damit reduziert sich die Feldstärke an der Spitze selbst auf so kleine Werte, daß der Emissionsstrom praktisch gegen Nul l geht. Es hat sich ferner überraschenderweise herausgestel lt, daß der Emissionsstrom l inear mit der Zahl der nicht abgedeckten Spitzen zunimmt.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbi ldungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Schemat i sches Ausführungsbe i spie I der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:
Figur 1 einen Schemat i sehen Querschnitt durch eine Auf¬ ladeelektrode und
Figur 2 eine schematische Seitenansicht auf die Auf-
Iadee I ektrode.
Die Auf I adee I ektrode 6 weist ein metal l isches Gehäuse 11 auf. Darin sind Einzelelektroden mit Spitzen 3 angeordnet, welche über einen Vorwiderstand 1 an eine elektrische Hochspannungsquel le anschl ießbar sind. Der Vorwiderstand 1 ist in ein elektrisch isol ierendes Harz 2 eingebettet und die Spitzen 3 der Einze Ie I ektrode ragt aus diesem Harz 2 heraus.
Die Spitzen 3 der Einze I eI e trode ist mit Abstand von einer Papierbahn 13 angeordnet, die über eine insgesamt mit 14 bezeichnete Kühlwalze läuft.
Die E inze I e I ektrode nebst Spitze 3 mit ihrem Vorwiderstand 1 und dem elektrisch isol ierenden Harz 2 sind hierbei in einem gesonderten Elektrodengehäuse 7 angeordnet, welches elektrisch leitend ausgebi ldet ist und vorzugsweise aus Metal l besteht sowie quaderförmig mit einer - in der Zeichnung nach unten offenen Seite 8 für die Spitzen 3 der Einzelelektroden ausgebi ldet ist. Dieses Elektrodengehäuse 7 ist mit einer elektrischen Isol ierung aus seiner Außenseite versehen und in eine quaderf rmi ge Ausnehmung 9 des Gehäuses 11 eingesetzt.
Im unteren Bereich der quaderf rmi gen Ausnehmung 9 des Gehäuses 11 sind Nuten 10 für ein in Form eines metal l ischen Schiebers ausgebi ldete Abdeckvorrichtung 4 vorgesehen, welche mittels eines Mitnehmers 5 beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel von einem Pneumatikzyl inder gesteuert in den Nuten 10 l ngsverschiebbar ist, so daß die Spitzen 3 der Einzelelektroden in bel iebiger Art und Weise insgesamt abdeckbar sind, wie Fig. 2 schematisch zeigt. Das Gehäuse und der Schieber 10 weisen hierbei eine elektrisch gut leitende Verbindung auf. Beide Tei le sind über einen Widerstand in der Größenordnung von 1 Giga-Ohm mit Erde verbunden. Die Hochspannungsquel le ist schematisch mit "U" angegeben.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Aufladeelektrode (6) mit einem metal l ischen Gehäuse (11) und mit darin angeordneten zwei oder mehr Einzelelektroden nebst Vorwiderständen (1 ), die an eine Hochspannungsquel le (U) anschl ießbar sind, wobei die Einzelelektroden mit einer Spitzen (3) versehen sind und diese aus dem insoweit offenen Gehäuse (11 ) herausragen,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
daß jede Spitze (3) mittels einer elektrisch leitend ausgebi ldeten Abdeckvor ichtung (4) abdeckbar ist, daß diese elektrisch leitend und mit dem Gehäuse (11 ) verbunden ist und daß dieses und die Abdeckvorrichtung (4) über an den einen Anschluß eines Widerstandes angeschlossen ist, dessen anderer Anschluß an Erde anschl ießbar ist.
2. Auf I adee I ektrode nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abdeckvorrichtung (4) Metal l aufweist.
3. Auf Iadee I ektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abdeckvorrichtung (4) als Schieber ausgebi ldet ist.
4. Auf I adee I ektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (4) in zwei Nuten (10) des Gehäuses (11) verschiebbar ist.
5. Auf I adee I ektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die E i nze I e I ektrode in ein elektrisch isol ierendes Harz (2) eingebettet ist.
6. Auf Iadee I ektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß al le Einzelelektroden in einem Elektrodengehäuse (7) angeordnet sind.
7. Auf I adee I ek trode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichne , daß das Elektrodengehäuse (7) elektrisch leitend ausgebi ldet ist.
8. Auf I adee I ektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodengehäuse (7) aus Metal l besteht.
9. Auf I adee I ektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodengehäuse (7) quaderförmig mit einer offenen Seite (8) für die Spitzen (3) der Einzelelektroden ausgebi ldet ist.
10. Auf I adee I ektrode nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodengehäuse mit einer elektrischen Isol ierung auf seiner Außenseite versehen ist.
11. Auf I adee I ekt rode nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichne , daß das Elektrodengehäuse (7) in eine quaderförmi ge Ausnehmung (9) des Gehäuses (11 ) eingesetzt ist.
12. Auf I adee I ektrode nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die quade formige Ausnehmung (9) im Bereich ihrer offenen Seite (8) mit den beiden Nuten (10) für die Abdeckvorrichtung (4) versehen ist.
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