Die Gegenelektroden

Symbolbild Die Gegenelektroden Darstellung roter, positiver und blauer negativer Boxhandschuh

Die Gegenelektroden

Die vollflächige Gegenelektrode

Die mitlaufende Gegenelektrode



Wie bereits in der Darstellung des Grundprinzips erläutert wird zur erfolgreichen elektrostatischen Fixierung ein Potential und ein Gegenpotential benötigt damit sich beide Polaritäten, Plus und Minus auf der Oberseite und der Unterseite des "Sandwichs" anlagern und gegenseitig anziehen können. In der praktischen Anwendungstechnik können unterschiedlichste Gegenelektroden zum Einsatz kommen.




Um die vollflächige Gegenelektrode erklären zu können schauen wir nochmals die Darstellung des Grundprinzips an. Entlang der blauen gestrichelten Linie berührt die Gegenelektrode das unten liegende Trägermaterial (grün) an seiner Unterseite. Hierhin fließen die negativen Ladungsträger die anschließend beim Verlassen der Gegenelektrode mitgenommen werden. Diese Art der Gegenelektrode wird als "vollflächige Gegenelektrode" bezeichnet. Hierbei gibt es aber auch einen Nachteil: Die Kräfte die zwischen den Potentialen wirken sorgen dafür, dass das unten liegende Material auf der Gegenelektrode kleben bleiben möchte. Ein Materialbahn wird abgebremst oder bleibt unter der Aufladeelektrode stehen. Daher ist es sinnvoll eine Gegenelektrode entsprechend zu modifizieren, wie es in den nachfolgenden, vereinfachten Darstellungen zu sehen ist




Verwenden Sie hierzu statt einer starren, stehenden Fläche eine sich drehende Walze die unter der Trägerbahn mitläuft. Diese Walze muss eine elektrisch leitfähige Oberfläche haben und bestenfalls über die Walzenlager geerdet sein. Ist die Erdung über die Lager nicht möglich, kann beispielsweise auch eine Carbonfaser- oder Metallbürste auf der Walzen-oberfläche, die selbst auch elektrisch leitfähig sein muss, den Kontakt zum Erdpotential bilden. Die Trägerbahn berührt nur auf einer schmalen, quer zur Laufrichtung stehenden Linie, hier dargestellt durch einen kleinen orangefarbenen Punkt, die Walzenoberfläche. Dies ist vollkommen ausreichend um dem Potential genügend Gegenpotential zu zuführen und eine ausreichende Fixierung zu erhalten.




Um ein Ankleben der Trägerbahn zu vermeiden kann auch versucht werden die Oberfläche der Gegenelektrode zu reduzieren. Geriffelte oder gewellte Bleche, aber auch längs geführte Metallstangen können dazu dienen. Die Unterseite des Trägermaterials würde nur einzelne, erhabene Punkte oder wie im Beispiel im Bild zu sehen ist, nur dünne Linien (blau) berühren. Diese dünnen erhabenen Linien sollten natürlich in Laufrichtung verlaufen um zu vermeiden, dass Kanten oder Ecken des Materials in den Vertiefungen hängen bleiben oder sich Materialkanten in den Erhöhungen einschneiden. Das für eine erfolgreiche Fixierung erforderliche Gegenpotential wird dann nur noch über die  berührenden Punkte oder Linien (blau) zugeführt.




Es kann auch vorkommen, dass für eine wie auch immer gestaltete, berührende Gegenelektrode kein Platz an der vorgesehenen Einbauposition vorhanden ist. Häufig kann auch die Berührung des Trägermaterials mit der Gegenelektrode zu Störungen des Materialverlaufs führen. Das Material bleibt an der Gegenelektrode kleben oder der Verlauf wird abgebremst. Auch Beschädigungen oder Längskratzer auf sehr empfindlichen Oberflächen könnten auftreten. Eine noch nicht ausreichend abgebundene Druckfarbe oder Beschichtung könnte sich auf der Gegenelektrode niederschlagen. Oftmals verhindert auch die Einbausituation oder sich bewegende Maschinenteile eine berührende Gegenelektrode. In diesen Fällen bietet es sich an, einen Ionisationsstab mit seinem Streufeld das mit positiven und negativen Gasionen angereichert ist als Quelle für eine berührungslose Gegen-elektrode zu benützen. Wird beispielsweise mit positiver Polarität ein Ladungsfeld von oben auf das "Sandwich" aufgetragen, würden sich aus dem Streufeld eines darunter platzierten Ionisationsstabs der mit Wechselspannung arbeitet ausschließlich die negativen Gasionen zur Unterseite des "Sandwichs" begeben um dort das für eine Fixierung notwendige Gegenpotential zu bilden. Die vom Ionisationsstab positiven generierten Gasionen werden von dem positiven Feld der Aufladeelektrode abgestoßen. Diese neutralisieren sich zum naheliegenden Gegenpotential, wie zum Beispiel dem geerdeten Metallmantel des Ionisationsstabs hin.




Eine sehr effiziente Aufladung kann durch den Einsatz zweier Aufladeelektroden die bipolar, also mit Spannungen beider Polaritäten arbeiten, erreicht werden. Hierbei wird zwischen den Elektroden das höchstmögliche Spannungsgefälle genützt um auf dem "Sandwich" jeweils das maximal mögliche an Ladung aufzutragen. Die beiden Ladungspotentiale der sich gegenüberliegenden Elektroden sehen sich jeweils als Gegenpotential. Die Aufladeelektroden sehen sich so quasi gegenseitig als Gegenelektroden. Voraussetzung für diese bipolare Aufladung ist natürlich, dass sich die beiden Elektroden genau gegenüber liegen und dass in deren Umfeld auch ausreichend Einbauraum vorhanden ist. Zur Spannungsversorgung der beiden Elektroden werden zwei Aufladegeneratoren benötigt. Einer davon mit positiver Ausgangsspannung, der andere mit negativer. Verschiedene Hersteller bieten auch Aufladegeneratoren an, die beide Polaritäten der Gleichspannung ausgeben.

Die oberflächenreduzierte Gegenelektrode

Berührungslose Gegenelektrode Ionisationsstab

Berührungslose Gegenelektrode bipolar

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