DE-102024137941-B3 - AKTIVE IONISATIONSVORRICHTUNG ZUR ABLEITUNG ELEKTROSTATISCHER AUFLADUNGEN MIT EINER EINRICHTUNG ZUM OPTISCHEN ANGEBEN EINES BETRIEBSZUSTANDS

Abstract

Die Erfindung betrifft eine aktive Ionisationsvorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen, welche an mindestens eine Hochspannungsquelle anschließbar und als mindestens eine insbesondere frei im Raum stehende Elektrode ausgebildet ist. Die Ionisationsvorrichtung weist eine Einrichtung zum optischen Angeben eines Betriebszustands der mindestens einen Elektrode auf, welche ausgebildet ist, an die mindestens eine Elektrode ggf. angelegte Hochspannung steuerungsfrei und ohne eine zugeordnete Steuerung den Betriebszustand der mindestens einen Elektrode optisch anzugeben. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass die Einrichtung zum optischen Angeben des Betriebszustands lediglich eine Umrichter-Einrichtung aufweist, welche ausgebildet ist, eine von der Hochspannungsquelle der mindestens einen Elektrode bereitgestellte Hochspannung in eine zum Betrieb der Einrichtung zum optischen Angeben des Betriebszustands notwendige Betriebsspannung umzuwandeln.

Inventors

• Matthias Hecht
• Jens Froehlich

Assignees

• ILLINOIS TOOL WORKS INC.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241216

Claims (4)

1. Aktive Ionisationsvorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Aufladungen, welche an mindestens eine Hochspannungsquelle anschließbar und als mindestens eine insbesondere frei im Raum stehende Elektrode, insbesondere in Gestalt einer Einzelelektrode, ausgebildet ist, wobei die aktive Ionisationsvorrichtung eine Einrichtung zum optischen Angeben eines Betriebszustands der mindestens einen Elektrode der aktiven Ionisationsvorrichtung aufweist, wobei die Einrichtung zum optischen Angeben des Betriebszustands der mindestens einen Elektrode der aktiven Ionisationsvorrichtung ausgebildet ist, an die mindestens eine Elektrode ggf. angelegte Hochspannung steuerungsfrei und ohne eine der Einrichtung zum optischen Angeben des Betriebszustands der mindestens einen Elektrode der aktiven Ionisationsvorrichtung zugeordnete Steuerung den Betriebszustand der mindestens einen Elektrode der aktiven Ionisationsvorrichtung optisch anzugeben, wobei die Einrichtung zum optischen Angeben des Betriebszustands lediglich eine Umrichter-Einrichtung aufweist, welche ausgebildet ist, eine von der Hochspannungsquelle der mindestens einen insbesondere frei im Raum stehenden Elektrode bereitgestellte Hochspannung in eine zum Betrieb der Einrichtung zum optischen Angeben des Betriebszustands notwendige Betriebsspannung umzuwandeln.
2. Aktive Ionisationsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die aktive Ionisationsvorrichtung keine der Einrichtung zum optischen Angeben des Betriebszustands zugeordnete Steuereinrichtung zum Ansteuern der Einrichtung zum optischen Angeben des Betriebszustands aufweist.
3. Aktive Ionisationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die Umrichter-Einrichtung eine Reihenschaltung aus mindestens einem ohmschen Widerstand und mindestens einem Leuchtmittel, vorzugsweise in Gestalt einer LED, aufweist.
4. Aktive Ionisationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , wobei die Einrichtung zum optischen Angeben des Betriebszustands ausgebildet ist, abhängig von einem Betrag einer mittels der Hochspannungsquelle an der mindestens einen Elektrode angeschlossenen Hochspannung ein unterschiedliches optisches Signal und insbesondere ein im Hinblick auf eine Blinkfrequenz, im Hinblick auf eine Wellenlänge bzw. Farbe und/oder im Hinblick auf eine Intensität unterschiedliches optisches Signal, auszugeben.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt allgemein auf dem Gebiet der Hochspannungselektrodenanordnungen, die als Entladeelektroden in verschiedensten Anwendungen Verwendung finden. Im Einzelnen betrifft die Erfindung insbesondere eine Vorrichtung zum Überwachen der Funktionssicherheit von mindestens einer aktiven Ionisationsvorrichtung zum Neutralisieren von Oberflächenladungen, insbesondere von Ladungen auf Bahnmaterialien. Hochspannungselektroden zum Neutralisieren von Oberflächenladungen sind in einer Vielzahl von verschiedenen Ausführungen und Anordnungen bekannt. Insbesondere kommen solche Hochspannungselektroden als aktive Ionisationsvorrichtungen zum Ableiten elektrostatischer Aufladungen zum Einsatz. Eine Hochspannungselektrodenanordnung der hierin berücksichtigten Art ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 37 25 142 A1 bekannt und wird dort als Hochspannungselektrode bezeichnet, die mindestens zwei Einzelelektroden aufweist. Die aus diesem Stand der Technik bekannte Hochspannungselektrodenanordnung ist von einer Spannungsversorgungs- und Strommesseinrichtung räumlich getrennt angeordnet und über elektrische Leitungen verbunden. Die Druckschrift DE 10 2006 005 670 A1 betrifft ein Luftionisationsgerät mit Spitzenelektroden, die über elektrische Kopplungselemente mit einer Hoch-spannungsversorgungsleitung verbunden sind, wobei letztere an eine Hoch-spannungsquelle anschließbar ist, und mit einer Signaleinrichtung, die mit der Hochspannungsversorgungsleitung gekoppelt ist. Um das Luftionisationsgerät derart weiterzubilden, dass die Signaleinrichtung nur einen geringen Energie-verbrauch aufweist und dennoch ein intensives Signal bereitstellt, wird vorgeschlagen, dass die Signaleinrichtung eine Pulsschaltung sowie mindestens einen bei Anliegen einer ordnungsgemäßen Hochspannung an der Hochspannungsversorgungsleitung ein gepulstes Signal ausgebenden Signalgeber aufweist. Die Druckschrift EP 0 212 931 A1 betrifft ein weiteres Luftionisationsgerät. Die Verarbeitung verschiedenster Materialien, beispielsweise (aber nicht einschränkend) Materialien in Bahnform wie beispielsweise Papier, oder Kunststoffbahnen, erfordert das Vorliegen von Bahnbereichen, welche weitestgehend frei von statischer Elektrizität, insbesondere statischen, auf der Oberfläche der Bahnmaterialien ruhenden Ladungen ist. In vielen Fällen ist eine derartige Ladungsfreiheit generell wünschenswert, um beispielsweise ein unerwünschtes Aneinanderhaften aufeinander geschichteter oder aufeinander zu schichtender Bahnen dieses Materials zu verhindern. In anderen Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, zunächst eine von Ladungen freie Bahnoberfläche zu schaffen, um anschließend gezielt eine ganz bestimmte Ladungsmenge aufzubringen. Ein derartiges Vorgehen ist insbesondere sinnvoll, wenn eine durch die Menge der Oberflächenladungen gezielte Atesionskraft der verschiedenen Bahnlagen hergestellt werden soll oder auch, wenn zur Vorbereitung eines elektrostatisch unterstützten Druckvorganges die Bahnoberflächen beispielsweise einer Papierbahn entsprechend vorbereitet werden sollen. Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist aber nicht auf die elektrostatische Entladung von Materialien in Bahnform beschränkt, sondern betrifft auch sogenannte „One-Piece-Flow“-Anwendungen, bei welchen insbesondere einzelne Teile oder Baugruppen, wie etwa Leiterplatten, Kunststoffteile, Gläser, etc., elektrostatisch zu entladen sind. Es ist bekannt, für derartige Entladungsvorgänge aktive Entladeelektroden einzusetzen, welche auf dem Wirkprinzip einer gezielten, zur Ableitung der gesamten Oberflächenladungen in gegebener Zeit ausreichende Ionisierung der zwischen der in geringem Abstand zur Oberfläche angeordneten aktiven Entladeelektrode und der Oberfläche befindlichen Luftmolekülen basiert. Insbesondere, wenn derartige aktive Entladesysteme bzw. aktive Entladeelektroden in explosionsgefährdeten Bereichen zum Einsatz kommen sollen, ist die zur ausreichenden Ionisierung erforderliche hohe Spannung, welche an diese Elektroden anzulegen ist, von Nachteil, da es hierbei unter bestimmten Voraussetzungen leicht zu einem unerwünschten zündfähigen Funkendurchschlag kommen kann. Weiterhin sind die erforderlichen hohen Spannungen dieser aktiven Entladeelektroden nachteilig, wenn der Personenberührungsschutz in einem Einsatzbereich nicht wirksam gewährleistet werden kann. Dennoch kommen in der heutigen Technik vorwiegend derartige aktive Entladeelektroden zum Einsatz, da eine Überwachung des über sie abgeleiteten Ionisationsstromes relativ einfach möglich ist. Ein derartiger über die gezielt herbeigeführte Ionisierungsstrecke fließender Strom dient hierbei als Indikator dafür, dass die Funktionsfähigkeit der aktiven Entladeelektrode gewährleistet ist. In dem Fall, dass kein Stromfluss detektiert wird, ist die zur Ableitung der Oberflächenladungen zwingend nötige Ionisierungsstrecke nicht ausgebildet, woraus sich dann schließen lässt, dass die Funktionsfähigkeit der aktiven Entla