Aufladesysteme
Allgemeines
Sie dienen der Erzeugung elektrostatischer Ladungen auf dielektrischen Oberflächen.
Der Zweck besteht darin, eine elektrostatische „Bindung“ zu erzeugen, die in vielen Anwendungsbereichen sehr nützlich ist. Die Energie wird von einem Hochspannungs-Gleichstromgenerator geliefert, der bis zu 60.000 V fìx oder einstellbar ist.
Die wichtigsten industriellen Anwendungsbereiche sind folgende:
- Kunststoffspritzguss (In-Mould-Labelling; In-Mould-Labelling)
- Schutz von Metallblechen mit Kunststofffolie
- Holzindustrie
- Verpackung von Büchern, Zeitschriften und Gegenständen mit Kunststofffolie
Generatoren bestehen im Wesentlichen aus Stromwandlern und Gleichrichtern sowie aus Regelungs- und Überwachungssystemen.
Sie können 1, 2 oder mehr Ausgänge für ebenso viele Aufladeelektroden haben. Die Aufladeelektroden bestehen aus kunstharzgebundenen Leitern und den Aufladespitzen. Ein entsprechend abgeschirmtes Hochspannungskabel verbindet Stab und Generator. Die Stäbe wirken etwa 50 mm von der Oberfläche entfernt, unter der eine geerdete Gegenelektrode angeordnet sein muss. Die Aufladeelektroden sind nicht berührungssicher, und es sollte vermieden werden, sie an einer für das Personal leicht zugänglichen Stelle anzubringen. Die Energie kann nämlich einen Teil des menschlichen Körpers kurzschließen und einen Lichtbogen erzeugen.
Die daraus resultierende Entladung verursacht keine schweren Schäden, ist aber schmerzhaft. Der Gleichstrom, der zwischen 25000 und 60000 V liegt, speist den Leiter im Inneren des Stabes, mit dem die Ladespitzen elektrisch verbunden sind. Zwischen dem Stab und der Gegenelektrode wird ein stationäres elektrisches Feld mit parallelen Kraftlinien erzeugt, die von den Spitzen zur Gegenelektrode verlaufen. Bringt man eine dielektrische Oberfläche in dieses elektrische Feld, werden die Oberflächenmoleküle polarisiert. Wenn sich zwei Oberflächen berühren, führt die Polarisierung zu einer elektrostatischen Bindung. Es ist wichtig, dass die Spitzen nicht direkt auf die Gegenelektrode gerichtet sind, da es sonst zu einem Kurzschluss des Lichtbogens kommt und der Stab nicht funktioniert. Die Polarisierung der Moleküle ist nicht von unendlicher Dauer, so dass die Ladung im Laufe der Zeit abnimmt, insbesondere bei Vorhandensein von Feuchtigkeit in der Luft oder in dem zu behandelnden Material (z. B. Papier).
Im Allgemeinen verringert die Umgebungsfeuchtigkeit die elektrostatische Aufladung von Materialien stark.
Ein an einen Hochspannungsgenerator angeschlossener Ladestab wird verwendet, um zwei Filme elektrostatisch zu „verbinden“. Unter dem Stab muss eine geerdete Metallgegenelektrode angebracht werden. Die Aufladungseffizienz wird erhöht, wenn ein Ionisierungsstab vorgeschaltet wird, um die Oberfläche neutral zu machen.
Verfügbare Aufladesysteme
Die Grundkomponenten sind:
- ein Hochspannungsaufladegenerator;
- ein Aufladestab oder eine Elektrode;
- ein Hochspannungskabel;
Es wird dringend empfohlen, das Material vor dem Aufladen durch elektrostatische Entladung zu neutralisieren. Es gibt verschiedene Arten von Elektroden und Aufladestäben, aber es ist wichtig zu wissen, dass sie immer eine Gegenelektrode benötigen. Wenn keine geerdete Gegenelektrode aus Metall zur Verfügung steht, kann ein Entladungsstab für diese Funktion verwendet werden.
Aufladegeneratoren
Dies sind Generatoren, die eine positive oder negative Ausgangsspannung liefern, je nach Modell mit unterschiedlichen Leistungen und Geräten. Sie werden in Verbindung mit HAUG-Aufladeelektroden und deren Gegenelektroden eingesetzt, um eine elektrostatische Verbindung zwischen zwei Materialien herzustellen. Typische Anwendungen finden sich in der Verpackungsindustrie, bei Kunststoffbeschichtungen, Glas und in der Elektroindustrie.
ALS Aufladeelektroden
Mit Hilfe von Aufladeelektroden wird elektrostatische Ladung aufgebracht. Diese Ladung kann positiv oder negativ sein, je nach dem Generator, an den der Stab angeschlossen ist. Das mit dem Generator verbundene Hochspannungskabel kann axial oder radial angeschlossen sein. Es gibt Modelle für hohe Temperaturen (bis zu +130C).
Tristat TR25 Trioden-Aufladesysteme
Dieser Aufladegenerator kann an Elektroden oder Ladestäbe mit Trioden-Technologie angeschlossen werden. Er hat 1 Ausgang von max. 22Kvolt (positiv oder negativ), die Spannung ist am Ausgang einstellbar, er hat eine Analoganzeige. Die Aufladung kann durch Impulse gesteuert werden. Die Haupteigenschaft besteht darin, mit einer sehr stabilen Ausgangsspannung zu arbeiten und einen sehr hohen Strom zu haben, der es erlaubt, die Elektrode sehr nahe an der zu behandelnden Oberfläche anzubringen, ohne dass schädliche Funken entstehen. Die Triodenelektrode hat zwei metallische Seitenplatten, die über den Generatoranschluss mit der Erde verbunden sind, was eine besonders konzentrierte und effektive Entladung ermöglicht.
Trioden-Aufladesysteme Tristat TR15
Dieser Aufladegenerator kann an Elektroden oder Aufladestäbe mit Triodentechnik angeschlossen werden. Er hat 1 Ausgang von max. 22Kvolt positiv oder negativ. Das Hauptmerkmal dieser Technologie besteht darin, mit einer sehr stabilen Ausgangsspannung zu arbeiten und einen sehr hohen Strom zu liefern, wodurch die Elektrode sehr nahe an der zu behandelnden Oberfläche angebracht werden kann, ohne dass schädliche Funken entstehen. Die Triodenelektrode hat zwei metallische Seitenplatten, die über den Generatoranschluss mit der Erde verbunden sind, was eine besonders konzentrierte und effektive Entladung ermöglicht.
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Häufig gestellte Fragen
Was ist Elektrostatik?
Die Elektrostatik befasst sich mit stationären elektrischen Feldern, d. h. mit statischen Ladungen, die auf dielektrischen Oberflächen angeordnet sind.
Was kann man mit Elektrostatik machen?
Man kann unerwünschte Ladung beseitigen oder Ladung erzeugen.
Was versteht man unter Ionisierung?
Sie ist gleichbedeutend mit der Beseitigung von elektrostatischer Ladung. Ein Stab erzeugt Ionen, die Ladungen auf der Oberfläche beseitigen.
In welchen Fällen ist es notwendig, eine Oberfläche aufzuladen?
Der typischste Fall ist, dass eine Oberfläche an einer anderen haftet und eine Art elektrostatische „Bindung“ entsteht.
Sind Entladung und Aufladung technisch gesehen unterschiedliche Prozesse?
Ja, ein Entladungsstab (Ionisierungsstab) erzeugt Ionen, während ein Ladungsstab ein stationäres elektrisches Feld erzeugt.
Wenn ich einen Film entladen möchte, kann ich dann nur einen Ionisierungsstab verwenden?
Nein, da die Ladungen auf einem Dielektrikum ortsfest sind, muss man beide Seiten des Films mit zwei gegenüberliegenden Stäben entladen.
Warum nicht einfach eine antistatische Bürste verwenden?
Das ist eine gute Lösung, um die Ladung zu REDUZIEREN, aber wenn man die Ladung beseitigen will, muss man einen Ionisierstab verwenden.
Bis zu welcher Entfernung wirkt ein Entladungsstab?
20-30 mm. Mit Hilfe geeigneter Druckluft- oder Belüftungssysteme ist es jedoch möglich, bis zu 500 mm und mehr zu erreichen.
Besteht bei der Verwendung elektrostatischer Systeme eine Verletzungsgefahr?
Entladungsstäbe (Ionisationsstäbe) sind berührungssicher und verursachen keine Probleme (außer in speziellen Fällen, über die berichtet wurde). Aufladestäbe hingegen dürfen während des Betriebs nicht berührt werden; sie müssen abgeschirmt werden.
Wie kann ich die Wirksamkeit der elektrostatischen Behandlung überprüfen?
Im Katalog sind zahlreiche Systeme zur Messung der elektrostatischen Aufladung erhältlich, aber im Allgemeinen ist das Ergebnis unmittelbar nach der Behandlung sichtbar.
