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Aufladegenerator PowerCharger

Aufladegenerator PowerCharger

Der neue Hochspannungsgenerator PowerCharger, zur bewussten elektrostatischen Aufladung, ist derzeit der modernste und vielseitigeste Aufladegenerator am Markt. Die Bedienung erfolgt über eine Folientastatur oder das integrierte Touchpanel. Die Anbindung an die übergeordnete Steuerung kann über analoge oder digitale Schnittstellen erfolgen.

Mit dem Weitbereichsnetzteil (85V – 264 V AC) oder der 24V DC Versorgung ist er international einsetzbar. Die überragende Regelung ermöglicht noch homogenere Ergebnisse in elektrostatischen Aufladungsanwendungen und kürze Rampenzeiten (Zeit zwischen Freigabe und voller Ausgangsspannung). Dazu werden bis zu 50% höhere Ausgangsströme erzielt. Das neue Aluminium-Druckguss Gehäuse stellt jederzeit eine ausreichende Kühlung des Generators sicher und reduziert das Gewicht erheblich.

Für die externe Ansteuerung stehen neben der analogen Schnittstelle auch zum Marktstart schon Schnittstellen mit CAN Bus und ModBus-TCP zur Verfügung. Durch den modularen Aufbau ist auch die Integration anderer Feldbusse schon vorbereitet.

Damit ist der PowerCharger eine universelle und robuste Versorgungseinheit für Aufladeelektroden in Aufladungsanwendungen. Ob Papierindustrie, Druckerei, Folienherstellung oder Spritzguss (um nur einige Anwendungsbereiche zu nennen).
Sicherer Betrieb, einfache Bedienung und hohe Reproduzierbarkeit sind seine Qualitäten. Das gute Preis-Leistungs-Verhältnis seine besondere Eigenschaft.

Der Generator liefert je nach Ausführung 30 kV oder 60 kV und ist in positiver und negativer Polarität verfügbar:

  • Versorgungsspannungen 24 V DC oder 85V – 264 V AC
  • Ausgangsleistungen 75 oder 150 Watt
  • Ausgangsströme bis zu 7,5 mA,
  • Spannungs- oder Stromkonstantbetrieb wählbar,
  • Fernbedienung und -überwachung über analoge und digitale Schnittstellen, 
    (CAN Bus, ModBus-TCP, weitere folgen),
  • 2 Hochspannungsanschlüsse,
  • Passwortgesichert,
  • Programmierbare Strom-/Spannungsgrenzen,
  • Taktbetrieb mit sehr kurzen Rampenzeiten möglich,
  • robustes Alu-Druckgussgehäuse in Schutzart IP54,
Freigegeben in Generatoren
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Spritzguss: Entladung im Ionisationstunnel

Elektrostatische Aufladung macht sich im Spritzguss besonders beim Ausstoßen der Teile aus der Form bemerkbar. Durch Kontakt und Trennung entsteht Aufladung, die beim Ausform-Vorgang besonders intensiv ist. Nicht immer kann man normale Entlade-Elektroden in sinnvollem Abstand zum Produkt anordnen. Bei besonders großen oder empfindlichen Produkten, zum Beispiel Getränke-Kästen oder Gehäusen für die Unterhaltungs-Elektronik, werden die Artikel auf Abzugsbändern transportiert, die mit Ionengebläsen mit Staubfiltern versehen sind.

Bekannte Schwierigkeiten: 

  • Spritzgussteile ziehen nach dem Ausformen Staub an.

Abhilfe:

  • Tunnel mit Ionengebläsen mit Staubfiltern sorgen für Ionisation beim Abtransport der Teile.

Anlagen-Umfang:

  • der Stromversorgung ES51 mit steckbaren Elektroden-Anschlüssen,
  • Ionisationsgebläse CombiBlow mit Staubfilter mit den Elektroden R51,
  • Alternativ: 24V-Ionisator SDS.

Eltex-Systeme zeichnen sich durch folgende Vorteile aus:

  • sehr große Ionenabgabe und damit gute Wirksamkeit,
  • stabile, freitragende Ionengebläse für einfachen Einbau,
  • geringer Platzbedarf, dadurch Einbau auch in engen Anlagen möglich,
  • Funktionsüberwachung der Stromversorgung.

Ionisationstunnel mit Ionengebläse am Förderband nach dem Spritzguss

Freigegeben in Kunststoffformteile

Elektrostatische Aufladung macht sich im Spritzguss besonders beim Ausstoßen der Teile aus der Form bemerkbar. Durch Kontakt und Trennung entsteht Aufladung, die beim Ausform-Vorgang besonders intensiv ist. Bei längerer Lagerung der ausgeformten Teile „diffundiert“ allerdings erneut „Ladung aus dem Inneren“ der Artikel. Die Folge: Nach einiger Zeit (30 – 60 Minuten) führen die Teile erneut eine, wenn auch geringere Ladung. Sie ziehen so trotz der Neutralisierung der Aufladung erneut Staub aus der umgebenden Luft an. 
Bei besonders empfindlichen Vorgängen, wie dem Bedampfen von Auto-Scheinwerfern, werden solche Teile deshalb in speziellen Hordenwagen gelagert, die mit Ionisations-Elektroden, Ventilatoren mit Luftfiltern versehen sind.

Bekannte Schwierigkeiten:

  • Spritzgussteile ziehen bei der Zwischenlagerung Staub an, obwohl sie beim Ausformen neutralisiert wurden.

Abhilfe:

  • Hordenwagen mit Eltex-Ionisatoren und Umluftgebläse mit Luftfiltern

Anlagen-Umfang:

  • Stromversorgung ES51 mit steckbaren Elektroden-Anschlüssen,
  • den Elektroden R51 oder
  • Entladeelektrode SDS,
  • einem Umluftgebläse und Vorgängen zur Absperrung gegen Umgebungsluft.

Eltex-Systeme zeichnen sich durch folgende Vorteile aus:

  • sehr große Ionenabgabe und damit gute Wirksamkeit,
  • stabile, freitragende Elektroden für einfachen Einbau,
  • geringer Platzbedarf, dadurch Einbau auch in engen Anlagen möglich,
  • Funktionsüberwachung der Stromversorgung,
  • Verschmutzungsüberwachung der Elektroden.
Hordenwagen mit Ionengebläse und Luftfilterung
Hordenwagen mit Ionengebläse und Luftfilterung
Freigegeben in Kunststoffformteile

Bei der Veredelung von Spritzguss-Artikeln, wie z. B. dem Bedrucken, der Lackierung, Bedampfung o.ä. sind Verschmutzungen wie z.B. kleine Partikel ein lästiger Störfaktor. Sie lagern sich im Verlaufe des Transportweges oder der Lagerung auf der Oberfläche an und verursachen durch Qualitätsmängel mehr oder weniger hohe Ausschussraten. Durch Elektrostatik entstehen Haftkräfte, die Partikel aus der umgebenden Luft anziehen. Das Beseitigen der Elektrostatik unmittelbar nach der Entnahme aus dem Werkzeug der Spritzgussmaschine ist hier kein allein seligmachendes Mittel. Nacharbeiten vor der Veredelung sind oftmals nötig.

Bei Hand-Arbeitsplätzen haben sich Eltex-Ionenblaspistolen bestens bewährt.

 Vorteile der Anlage:

  • einfache Handhabung,
  • flexibler Einsatz an unterschiedlichen Arbeitsplätzen,
  • gute Beseitigung der Elektrostatik,
  • Staubanziehung tritt nicht mehr auf,
  • deutlich geringerer Ausschuss,
  • bessere optische Qualitäten.

 Geräte sind bei diesem Anwendungsfall:

  • Stromversorgung ES51 mit Funktionsüberwachung,
  • Ionenblaspistolen R36 für den manuellen Einsatz,
  • große Reichweite für sichere Entladung und Abblasender störenden Partikel, auf Wunsch mit integrierter Absaugung der verschmutzen Luft.

Eine Anlage besteht aus:

  • 1 Stromversorgung zum Beispiel ES51.
  • 1 Ionisationsblaspistole (zum Beispiele R36) mit Flachstrahldüse und Luftanschluss von oben,
  • dazu bietet sich, zum griffgünstigen Abhängen, ein Federzug oder Balancer an.
Ionisationsblaspistolen am Handarbeitsplatz zum Abblasen mit ionisierter Luft
Ionisationsblaspistolen am Handarbeitsplatz zum Abblasen mit ionisierter Luft
Freigegeben in Kunststoffformteile

Beseitigung der Elektrostatik im Spritzguss und an Förderbändern

Beim Ausformen nach dem Spritzguss laden sich Kunststoffartikel sehr stark auf. Dies kann nachfolgende Prozesse beeinflussen oder sogar stören.
Bekannte Schwierigkeiten:

  • Artikel kleben an der Form
  • Spritzlinge kleben am Abzugsband
  • Produkte kleben am Transportband zum Behälter

Abhilfe: Eltex-Ionisatoren mit Tiefenwirkung

Eltex-Ionisationsgeräte bewirken:

  • geringere Staubanziehung
  • Ablösen kleiner und leichter Spritzteile, die sonst nur schlecht aus dem Werkzeug fallen
  • Gutes Lösen vom Transportband

 Anlagen-Umfang:

  • der Stromversorgung ES51 mit steckbaren Anschlüssen und Funktionsüberwachung
  • den Elektroden R51 oder
  • den Blasköpfen PR55 oder
  • Ionisationsblaskopf RX21 oder
  • Entladeelektrode SDS

 Eltex-Systeme zeichnen sich durch folgende Vorteile aus:

  • sehr große Ionenabgabe und damit gute Wirksamkeit
  • stabile, freitragende Elektroden für einfachen Einbau
  • geringer Platzbedarf, dadurch Einbau auch in engen Anlagen möglich
  • Funktionsüberwachung der Stromversorgung
  • Verschmutzungsüberwachung der Elektroden
Durchgangs-Elektrode R51-D am Auslaufband einer Spritzguss-Maschine
Durchgangs-Elektrode R51-D am Auslaufband einer Spritzguss-Maschine
Freigegeben in Kunststoffformteile
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Spritzguss: Vermeidung von Saugerabdrücken

Nach dem Spritzguss und der Entnahme durch ein Handlingsystem erfolgt in vielen Fällen eine sofortige Bearbeitung (bohren, fräsen, schneiden u. ä). Durch die hohe Elektrostatik unmittelbar nach dem Spritzvorgang entstehen Haftkräfte, die Staub und Bearbeitungsspäne anziehen, so dass bei hochglänzenden Oberflächen Qualitätsminderungen entstehen.

Hier haben sich Eltex-Ionisationsgeräte bestens bewährt.

Vorteile der Anlage:

  • gute Beseitigung der Elektrostatik
  • Staubanziehung tritt nicht mehr auf
  • Überwachung der Gerätefunktion
  • Alarm bei Defekten im Stromversorgungsgerät ES51oder defekten Elektroden
  • Alarm bei verschmutzten Elektroden

Geräte sind bei diesem Anwendungsfall im Spritzguss kleiner Artikel:

  • Stromversorgung mit Funktionsüberwachung und Verschmutzungsüberwachung,
  • Ionisationsblasköpfe.

Eine Anlage besteht aus:

  • 1 Stromversorgung zum Beispiel ES51.
  • 2 Ionisationsbalsköpfe (zum Beispiele R36) mit Flachstrahldüse, in die Form blasend.
  • Alternativ können hier für einen sicheren und sparsamen Betrieb auch die neuen all-in-one Blasköpfe RX21 eingesetzt werden.
Ionisation zum Freiblasen der Spritzgussform
Handlingsgerät mit integrierten Ionisationsblasköpfen zum Abblasen mit ionisierter Luft
Freigegeben in Kunststoffformteile

Beim Inmould-Labeling erfolgt die Dekoration mit dem Etiketts direkt beim Spritzgießen. Auch geblasene Flaschen und gespritzte oder tiefgezogene Deckel lassen sich so dekorieren. Es ist also kein getrennter Arbeitsgang mehr erforderlich. Dies ist hinsichtlich der Herstellungskosten ein nicht zu unterschätzender positiver Faktor für diese Technik.

Die Label sind nach im Tiefdruck bedruckbar und bieten eine attraktive, hochwertige Optik. Schriftqualität und Farbtreue sind optimal. Die exakte Detailwiedergabe, auch von Halbtönen, ist möglich. Auch Bodenbedruckung von Bechern wird immer wichtiger, da immer mehr Informationen auf einer Verpackung aufgebracht werden müssen. Hier eignet sich das Inmould-Labeling ebenfalls.

Vorteile der Eltex-Technik sind:

  • Platz sparende Bauform der Elektrode
  • Elektrode mit Schutzbeschaltung verhindert Verblitzung, also Überschläge im Werkzeug
  • Generator fernbedienbar

Seit langem bewährt sind in diesen Anwendungen:

  • Aufladegenerator KNH35
  • Elektroden-"Balken" der Baureihe R130
Elektrostatische Aufladung für direktes IML im Kunststoff-Spritzguss
Elektrostatische Aufladung für direktes IML im Kunststoff-Spritzguss
Freigegeben in Kunststoffformteile
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Spritzguss: Freiblasen der Spritzgussform

Besonders kleine Spritzgussteile neigen beim Ausformen durch Elektrostatik dazu, an der Form zu kleben. Bei Duroplasten kann beim Ausformen Flitter entstehen, der beim nächsten Schuss zu Ausschuss führt.
Hier haben sich Eltex-Ionisationsgeräte bestens bewährt.

Vorteile der Anlage:

  • gute Beseitigung der Elektrostatik
  • Staubanziehung tritt nicht mehr auf
  • Überwachung der Gerätefunktion
  • Alarm bei Defekten im Stromversorgungsgerät ES51oder defekten Elektroden
  • Alarm bei verschmutzten Elektroden

Geräte sind bei diesem Anwendungsfall im Spritzguss kleiner Artikel:

  • Stromversorgung mit Funktionsüberwachung und Verschmutzungsüberwachung,
  • Ionisationsblasköpfe.

Eine Anlage besteht aus:

  • 1 Stromversorgung zum Beispiel ES51.
  • 2 Ionisationsblasköpfe (zum Beispiele R36) mit Flachstrahldüse, in die Form blasend.
  • Alternativ können hier für einen sicheren und sparsamen Betrieb auch die neuen all-in-one Blasköpfe RX21 eingesetzt werden.
Ionisation zum Freiblasen der Spritzgussform
Ionisation zum Freiblasen der Spritzgussform
Freigegeben in Kunststoffformteile

Spritzgussteile ziehen nach dem Ausformen Staub an. Das führt, z. B. im Verkaufsregal, zu Wertminderungen. Trotz des Einsatzes von Antistatikmitteln sind oftmals im kritischen Eckkantenbereich Staubablagerung zu beobachten.Hier haben sich Eltex-Ionisationsgeräte bestens bewährt. Eingesetzt werden sie meistens nach dem Ausstoßen aus der Form.

Vorteile der Anlage:

  • gute Beseitigung der Elektrostatik
  • Staubanziehung tritt nicht mehr auf
  • Überwachung der Gerätefunktion
  • Alarm bei Defekten im Stromversorgungsgerät ES51 oder defekten Elektroden
  • Alarm bei verschmutzten Elektroden

Geräte sind bei diesem Anwendungsfall im Spritzguss eines Verpackungseimers:

  • Stromversorgung mit Funktionsüberwachung und Verschmutzungsüberwachung,
  • Entlade-Elektroden mit Durchgang zu weiteren Elektroden,
  • Entlade-Elektroden mit für große Reichweite,

Eine Anlage besteht aus:

  • 1 Stromversorgung zum Beispiel ES51.
  • 4 Entlade-Elektroden (zum Beispiele R51) mit Luftunterstützung für große Reichweite, von oben, unten, links und rechts auf den Eimer blasend.
  • Alternativ ohne Luftunterstützung können hier für einen sicheren und sparsamen Betrieb auch die neuen SDS-Elektroden eingesetzt werden.
Elektroden-Tunnel am Abzugsband einer Spritzgussmaschine neutralisiert Eimer
Elektroden-Tunnel am Abzugsband einer Spritzgussmaschine neutralisiert Eimer

 

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Freigegeben in Kunststoffformteile
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Elektrostatik - Basics und Hintergründe

Wie kommt es zu elektrostatischer Aufladung und wie wirkt Elektrostatik?

 

(Vorab: besonders Eilige finden eine Kurzfassung am Ende des Textes
Oder schreiben uns eine Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! für einen kurzfristigen Termin)

 

Um die oben gestellte  Frage zu beantworten muss man sich erst einmal den Hintergründen der Elektrostatik und deren Wirkung zu wenden.

Prinzipiell entsteht elektrostatische Aufladung durch Kontakt und Trennung zweier Körper. In den direkten Kontaktflächen kommt es durch Interaktion der Valenzelektronen, somit zu einem Ladungsübertritt vom einen auf den anderen Kontaktpartner. Dies geschieht in Abhängigkeit von der Valenzelektronen-Konfiguration der beteiligenden Stoffe. Dies hat zur Folge, dass sich durch den Elektronenübertritt der eine Stoff negativ auflädt (Elektronenaufnahme) und der andere positiv auflädt (Elektronenabgabe).

Ist nun mindestens einer dieser beiden Stoff ein Isolator, also ein Nichtleiter, hält dieser die Ladung und nimmt unter o.g. Bedingungen noch weitere Ladung auf. Der Kontaktpartner kann, wenn er ein Leiter ist, die ausgetauschten Elektronen über die Erdverbindung wieder ausgleichen.

Je intensiver der Kontakt und je schneller der Trennvorgang, desto höher ist die Menge der übertragenen Elektronen, also desto höher die Aufladung.

Was wir gerade beschrieben haben, tritt zum Beispiel bei einer Folie die durch eine Extrusionslinie oder eine Druckmaschine läuft, oder aber auch einem Formteil beim Ausformen nach dem Spritzguss auf. 

Wir fassen zusammen:

Elektrostatische Aufladung entsteht durch Kontakt- und Trennungsvorgänge. Die Ladung ist auf dem Isolator nicht beweglich, und kann nicht einfach durch Erdung abgeleitet werden. Bei schnellen Prozessen mit intensivem Oberflächenkontakt wird mehr elektrostatische Aufladung generiert.

Die hierbei entstehende Spannung ist nun abhängig von der angesammelten Ladung/Energie (Menge der Elektronen) und dem Abstand zum Erdpotenzial. Durch eine hohe Aufladung entsteht also eine hohe Spannung. 

Diese hohe Spannung, also das elektrostatische Feld dass durch sie entsteht, kann man sogar spüren. Es stellen sich die Haare an den Armen auf, mit steigender elektrostatischer Feldstärke mehr.

Praxistipp: Ab etwa 5kV auf der Oberfläche einer Folie spüren sie die Elektrostatik mit den Haaren auf Ihrem Handrücken.
Wenn Sie es genauer wissen möchten, dann messen Sie mit dem Messgerät EM03 spielend leicht elektrostatische Aufladung.

Dieses „Ziehen“ an den Haaren oder anderen leichten Objekten, auch Staub, Insekten oder Fuseln, resultiert aus dem Bestreben der Aufladung sich zu neutralisieren. Es wird alles angezogen, was neutraler ist. Deswegen legt eine aufgeladene Folie auch an der Maschinenwand an und „klebt“ dort. Dabei ist diese Anziehung höher je größere das Potenzialgefälle ist.

Wirkt dieses elektrostatische Feld gegen einen Leiter ergibt sich auf der Oberfläche eine Feldstärke, die neben dem einwirkenden Feld, auch abhängig von der Oberflächengeometrie ist. Je spitzer die Spitze ist desto höher ist, bei gegebenem Feld, die Feldstärke an der Spitze. 

Diesen Effekt kennen wir vom Blitzableiter. Er stellt der aufgeladenen Wolke eine Spitze zur Verfügung, die dann den Blitz „anzieht“.

Bei ausreichender Feldstärke kommt es an der Spitze zu Ionisation, also zur Emission der dem einwirkenden Feld entgegengesetzter Ionen (aufgeladene Luftmoleküle).  Wir stellen uns vor, dass wir dem Luftmolekül ein Elektron „klauen“ oder ihm eines mehr mit auf den Weg geben. Diese freibeweglichen Ionen werden nun entlang des wirkenden Feldes zur geladenen Oberfläche gezogen. Auf der Oberfläche angekommen erfolgt über dieses Ion der Ladungsaustausch, das Elektron wird wieder zurückgetauscht und die Oberfläche verliert somit an Potenzialdifferenz zur Erde, sie wird entladen.

Die Geometrie der Spitze zusammen mit der notwendigen Feldstärke für die Ionisation bestimmen jedoch auch die Energie die hierbei frei wird. Eine nadelfeine Spitze bewirkt hierbei eine sanfte Ionisation mittels Coronaentladung, eine Kugel mit größerem Durchmesser kann bei sehr hoher Aufladung auch eine mitunter sehr energiereiche Büschelentladung bewirken. Eine solche kann z.B. auch durch die Hand eines Bedieners an einer Maschine erfolgen und sehr gefährlich sein oder in einem Folienwickel stattfinden und dort großen Schaden am Material zur Folge haben.

Im Ex-Bereich haben energiereiche elektrostatische Entladungen gar fatale Folgen. Für diese besonderen Anwendung bietet Eltex Ionisatoren mit Atex-Zertifikat an.

Den Effekt der Ionisation nutzt man aber auch in Form von aktiven Ionisatoren. Bei aktiven Ionisatoren werden Spitzen durch eine angelegte Hochspannung kontinuierlich zur Ionisation angeregt. Sie stellen somit eine Ionenwolke zur Verfügung, aus der sich die aufgeladenen Objekte, über Feldwirkung, die benötigte Gegenladung zur Neutralisation ziehen kann.

(sehen Sie hierzu auch „Wie funktioniert Elektrostatische Entladung (Ionisation)?“)


Kurzzusammenfassung zur Elektrostatik für Eilige:

- Kontakt und Trennung erzeugen Aufladung

- Bedingung: einer der beiden Kontaktpartner ist ein Isolator (z.B. Kunststoff)

- Kontaktintensität und Trenngeschwindigkeit bestimmen die Höhe der elektrostatischen Aufladung

- Von der Aufladung geht ein elektrostatisches Feld aus, dass sich messen und fühlen lässt (ab ca. 5kV)

- elektrostatische Aufladung bewirkt Anziehung

- Elektrostatik lässt sich nur durch Ionisation ableiten

 

Negative Effekte:

- Personalbelästigung durch Überschläge

- Materialbeschönigung durch Überschläge

- Anziehung von Staub, Fuseln und Insekten

Positive Effekte:

- Bewusst herbeiführbare Haftung

- Effekt spurlos umkehrbar

- berührungslose Abschiebung von Isolatoren

Unwirksame Maßnahmen:

- Erdung der Maschine oder des aufgeladenen Materials


Wirksame Gegenmaßnahmen:

Systeme zur Ionisation, oder elektrostatischen Entladung finden sie hier: Produktkatalog Entladung

 

Gern helfen wir Ihnen auch persönlich mit Ihrer Aufgabe, bitte kontaktieren Sie uns hierzu über unser Kontaktformular oder senden uns eine Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!.

 

 

 

 

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