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Vorrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Aufladungen von
Materialbahnen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Aufladungen von Materialbahnen mittels hoher Gleichspannung zwischen Spitzenelektroden und einer mit Durchbrechungen versehenen Gegenelektrode.
Bei der Herstellung und Verwendung von Materialbahnen aus elektrisch nicht oder schlecht leitenden Materialien, wie Kunststoffolien, Textilien, Papier od. dgl. treten häufig Schwierigkeiten dadurch auf, dass sich die Materialbahnen statisch aufladen. Durch solche Aufladungen werden einmal in der Luft schwebende Staubpartikel angezogen und an die laufende Bahn gebunden, anderseits tritt häufig ein"Kle- ben" der Bahn an Maschinenteile oder an eine parallellaufende Bahn auf.
Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekanntgeworden, solche elektrostatische Autladungen abzuleiten oder zu veitundein. Grundsatzlich beruhen alle diese Vertahren daraut, dass die Luft in der Nähe der Materialbahn mehr oder weniger stark ionisiert wird, um ein Abfliessen der unerwünschten Aufladung zu erreichen.
Eine Möglichkeit zur Ionisierung der Luft besteht in der Verwendung radioaktiver Präparate, was aber mit Rücksicht auf gesundheitliche Schädigungen des Bedienungspersonals der Maschinen unerwünscht ist.
Eine andere bekannte Möglichkeit zur Ionisierung der LuftinNähe der Matenalball11 bedient in der
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frequenzstörungen erzeugt werden, die umfangreiche Abschirmungsmassnahmen notwendig machen. Bei einer bekanntgewordenen Anlage dieser Art wird die zu entladende Materialbahn über eine Anordnung von Stab- und Spitzenelektroden geführt, zwischen denen sich gekrümmte elektrische Feldlinien ausbilden, welche die Materialbahn von einer Seite her durchsetzen.
Da hier der Stromfluss von einer Elektrode zum Teil durch die Luft und zum Teil durch das Material erfolgen muss, das in der Regel einen ziemlich hohen Widerstand hat, ist eine extrem hohe Gleichspannung erforderlich, die zu erzeugen einen sehr hohen Aufwand erfordert und weiterhin bedingt, dass die wegen der Sprühentladung nie ganz zu vermei-
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schirm massnahmen zwingend notwendig werden.
Den gleichen Nachteil hat eine andere Vorrichtung, bei welcher die Sprühentladung quer zur Materialbahn durch beidseits der zu entladenden Materialbahn angeordnete Elektroden erzeugt wird.
Schon in den Anfängen der Entwicklung von Entstatisierungsanlagen wurde vorgeschlagen, über der Materialbahn zwei Elektroden anzuordnen, zwischen denen sich ein Gleichfeld befindet, wobei eine stabförmige Elektrode axial innerhalb einer röhrenförmigen, mit öffnungen versehenen Gegenelektrode angeordnet ist. Zwischen der statisch aufgeladenen Materialbahn und den Elektroden entgegengesetzten Potential soll ein Ladungsausgleich stattfinden. Da jedoch das elektrische Feld zwischen den Elektroden weit stärker ist als zwischen den Elektroden und der Materialbahn, tritt die erwartete Kompensation der Ladung auf der Materialbahn mittels eines Verschiebestromes nur bei sehr hohen, unwirtschaftlich zu erzeugenden Feldstärken ein.
Mit der üblichen Ionisierung der Luft in grösserem Umfang ist aber auch ganz allgemein der Nach-
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teil verbunden, dass in der Luft vorhandene Staubpartikel elektrisch geladen werden und sich auf der Ma- terialbahn absetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden. Sie besteht darin, dass die Gegenelektrode als metallische Gleitplatte für die Materialbahn ausgebildet ist, in deren Durchbrechungen die Spitzenelektroden zur Erzeugung eines wenigstens annähernd parallel zur Oberfläche der Materialbahn fliessenden Gleichstromes in der Materialbahn hineinragen.
Durch die Verwendung der Metallplatte als Gegenelektrode wird erreicht, dass der durch die Gleich- spannung erzeugte Strom einen wohldefinierten Weg nimmt, so dass die Luft nur in sehr geringem Masse ionisiert wird und die damit verbundenen oben erwähnten Nachteile vermieden werden. Vor allem aber werden durch diesen gut beherrschbaren Strom die vorhandenen Aufladungen aktiv mitgerissen, im Ge- gensatz zu der rein passiven Herstellung einer gewissen Leitfähigkeit durch Ionisierung, so dass mit we- sentlich geringeren Spannungen und Stromstärken als bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen eine erheblich bessere und unter allenAussenbedingungen konstante Entladung der Materialbahn erreicht wird.
Durch die Verwendung reinen Gleichstroms in Form eines Ionenstromes genau definierter Ausdehnung und
Richtung werden überdies alle mit der Verwendung und Entstehung von Hochfrequenz verbundenen Stö- rungen vermieden, so dass kostspielige Abschirmmassnahmen überflüssig werden. Das wird noch dadurch erleichtert, dass infolge der verhältnismässig klein wählbaren Entfernungen der Elektroden mit vergleichs- weise kleiner Gleichspannung gearbeitet werden kann.
Durch die Verwendung eines durch die Materialbahn fliessenden Gleichstroms ist es überdies möglich, der Materialbahn eine gewünschte Aufladung zu erteilen, was mit den bisher bekannten Verfahren und
Vorrichtungen nicht möglich war.
Die Wirksamkeit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann dadurch noch erheblich gesteigert werden, dass die in die Öffnungen in der Metallplatte hineinragenden Spitzenelektroden neben-und hintereinander liegen und zweckmässig zueinander versetzt angeordnet sind.
Die elektrischen Entladungsverhältnisse lassen sich am zuverlässigsten dadurch beherrschen, dass die Öffnungen in der plattenförmigen Gegenelektrode kreisrund sind und jeweils eine Spitzenelektrode im
Mittelpunkt der Öffnung in diese hineinragt. Die Herstellung der Gegenelektrode ist dann besonders ein- fach, wenn diese mit schräg zur Vorschubrichtung verlaufenden, schmalen Schlitzen versehen ist, in die jeweils eine Reihe von in einer Linie angeordneten Spitzenelektroden hineinragen.
In den Fig. l - 4 der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispie- le dargestellt, welche nachstehend näher erläutert sind. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch einen
Teil der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. Z sine Aufsicht auf den Vorrichtungsteil nach Fig. l, Fig. 3 eine der Fig.. 2 entsprechende Aufsicht auf einen Teil einer Vorrichtung in einer zweiten Ausführung- form, Fig. 4 einen Detail der Vorrichtung nach Fig. 1 in vergrössertem Massstab.
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grossflächig aufliegend in Richtung des Pfeiles bewegt wird. Die Metallplatte E weist eine Vielzahl von gegeneinander versetzt und hintereinander angeordneten kreisrunden Öffnungen auf, in die die Spitzen- elektroden S hineinragen.
Die Spitzenelektroden S sind mittels einer zweiten Elektrodenplatte leitend miteinander verbunden.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist grundsätzlich gleich der in Fig. 1 und 2 dargestellten aufgebaut ; lediglich sind statt der kreisrunden Öffnungen in der Metallplatte EI unter 450 zu den Seitenkanten der Metallplatte verlaufende Schlitze vorgesehen, in die die Spitzenelektroden S hineinragen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : wie aus Fig. 4 ersichtlich, fliesst von den Spitzenelektroden S ein Ionenstrom zur Metallplatte E parallel zur Materialbahn F, u. zw. teilweise in der Materialbahn und teilweise ausserhalb derselben in der Luft, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 4 dargestellt ist. Die Abmessungen der Öffnungen in der Metallplatte E1 und die Abstände der Spitzenelektroden S werden so gewählt, dass zuverlässig jeder Teil der Materialbahn wenigstens einmal, möglichst jedoch mehrmals über eine Öffnung gleiten muss und damit durch den Ionenstrom beeinflusst, d. h. in der Regel entladen wird.
In der Regel wird es genügen, die Spitzenelektroden S auf einem bestimmten positiven oder negati-
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tionsraum infolge anderer Einflüsse elektrisch geladen ist die Materialbahn wird dann auf das gleiche Potential gebracht, so dass der Staub abgestossen wird.
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Die beiden dargestellten Formen der Gegenelektrode E sind selbstverständlich nur Beispiele, es können beliebige andere Formen verwendet werden, beispielsweise Drahtgewebe od. dgl.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Aufladungen von Materialbahnen mittels hoher Gleichspannung zwischen Spitzenelektroden und einer mit Durchbrechungen versehenen Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode als metallische Gleitplatte für die Materialbahn ausgebildet ist, in deren Durchbrechungen die Spitzenelektroden zur Erzeugung eines wenigstens annähernd parallel zur Oberfläche der Materialbahn fliessenden Gleichstroms in der Materialbahn hineinragen.