Einrichtung zum Entladen von dielektrischen Materialien, welche infolge eines Arbeitsvorganges eine elektrostatische Ladung aufweisen. Nichtleitende Materialien, wie zum Beispiel Textilien, Papier und dergleichen, erhalten durch Reibung eine elektrostatische Ladung.
Diese Aufladung tritt besonders bei Stoff bahnen in Erscheinung, bei welchen die zufolge der Reibung entstehende Ladung so hohe \fierte annehmen kann, dass hierdurch Stör- erseheinungen auftreten, welche das Weiter arbeiten derart erschweren, da.ss oft. die Ge schwindigkeit der Stoffbahn herabgesetzt wer den muss. Aber auch bei der Bearbeitung von einzelnen Gegenständen, wie zum Beispiel 1)rucl,:bögen beim Buchdruck, oder kürzeren Stoffabschnitten treten vielfach Schwierig keiten auf.
Man hat daher vorgeschlagen, (lnrclr radioaktive Präparate, welche in un mittelbarer Nähe der Stoffbahn anzubringen sind, ein Abfliessen der Ladung durch die durch Ionisation leitend gemachte Luft zu be wirken. Allerdings sind mit solchen Einrich tungen, abgesehen von ihren relativ hohen Kosten, gewisse Gefahren verbunden, die zu einer gesundheitsschädlichen Beeinflussung des Bedienungspersonals führen können. Diese Schädigungen sind nicht so sehr auf die auf das Personal direkt einwirkende Strahlung zurückzuführen als auf die durch das Be strahlen der Stoffbahn entstehende Sekundär strahlung.
Die Stoffbahn wird daher zu einer dauernden Sekundä.rstrahlungsquelle, die so gar besonders aktive Strahlungszonen aufwei sen kann, wenn bei Maschinenstillstand der unter der radioaktiven Strahlungsquelle be findliche Stoffteil längere Zeit der Radium strahlung ausgesetzt wird.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entladen von dielektrischen Materialien, welche infolge eines Arbeitsvorganges eine elektrostatische Ladung aufweisen. Die Ent ladung wird dadurch bewirkt, dass die die dielektrischen Materialien umgebende Atmo sphäre durch Stossionisation leitend gemacht wird. Unter Stossionisation sind die elektri schen Vorgänge in. Gasen zu verstehen, bei welchen bereits vorhandene Ionen oder freie Elektronen durch ein elektrisches Feld derart beschleunigt werden, dass sie andere, neutrale Moleküle so energisch anstossen, dass deren Gefüge zerfällt und, Ionen gebildet werden.
Die Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Elektrodenanordnung mit minde stens zwei Elektroden aufweist, welche derart an eine elektrische Hochspannungsquelle an gelegt ist, dass zwischen den beiden Elektroden ein elektrisches Feld entsteht, wobei wenig stens eine mit Entladungsspitzen versehene Elektrode derart in einen geerdeten, metal lenen 'Schutzkörper gegenüber diesem isoliert und teilweise in ein Dielektrikum eingebettet eingebaut ist, dass die Entladungsspitzen aus dem Dielektrikum herausragen.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt. Fig. 1 zeigt. in perspektivischer Darstel.. lang den mechanischen Aufbau. der ersten Ausführungsform.
Fig.2 bis 4 zeigen schematisch im Quer schnitt durch die Elektrodenanordnung drei andere Ausführungsformen, wobei in Fig. 2 die elektrischen Anschlüsse nicht dargestellt sind.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, teilweise im Längsschnitt. durch die Elektro- denanordnung, und Fig.6 in grösserem Massstab eine Einzel heit der Ausführungsform nach Fig. 5.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist in einem trogförmigen, metallischen Schutz körper 1 eine Elektrode 2 angeordnet, die in einem Dielektrikum teilweise eingebettet ist. Die Elektrode 2 weist. in gleichmässigen Ab ständen Spitzen 3 auf. Der geerdete Schutz körper 1 hat an beiden Längsseiten über seine ganze Länge sich erstreckende seitliche Aus ladungen 4, 4-', die an ihrem äussern Rand nach unten gebogen sind. An den beiden En den des Schutzkörpers 1 sind Kammern 5, 6 gebildet.
Die Ausführungsform nach Fig.2 weist einen untern und einen obern Teil auf, wobei jeder dieser Teile für sich der Ausführungs form nach Fig. 1 entspricht.. Die Elektroden 2 sind teilweise im Dielektrikum 10 eingebettet. Die elektrischen Anschlüsse können den in Fig. 5 dargestellten entsprechen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind in einem Schutzkörper 7, welcher dem Schutz körper 1 der Fig. 1 ähnlich ist, zwei in einem Dielektrikum 10 teilweise eingebettete Elek troden 8 und 9 angeordnet. Diese Elektroden weisen in gleichen Abständen voneinander an geordnete Spitzen 11 bzw. 12 auf, welche sich ausserhalb des Dielektrikums befinden. Die beiden Elektroden 8 und 9 erhalten von der Sekundärspule 13 eines nicht. weiter darge stellten Transformators eine Spannung, wel che so gross ist, dass an den Spitzen 11, 12 der Elektroden 8, 9 eine dunkle Entladung auftritt. Der 'Schutzkörper 7 ist durch eine Leitung 14 geerdet.
Die Ausführung nach Fig. 4 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig.3, jedoch mit dem Unterschied, dass die beiden mit Ent ladungsspitzen versehenen Elektrodenstäbe 8, 9 an den gleichen Hochspannungspunkt der Sekundärwieklung 13 angeschlossen sind, während das andere Ende der Sekundärwic''k- lung 13 an den Schutzkörper 7 und gleich zeitig an Erde angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise der bisher beschrie benen Einrichtungen ist folgende: Zufolge der dunklen Entladung an den Elektrodenspitzen fliesst Elektrizität von den Elektrodenspitzen in die umgebende Atmo sphäre, was zur Folge hat., dass die umgebende Atmosphäre ionisiert wird. Wird über eine solche Anordnung (Fig.1, 3 und 4) dielek- trisches Material, zum Beispiel eine Stoff bahn, hinwegbewegt, so wird, falls die Stoff bahn eine Ladung aufweist, diese abfliessen.
Dies trifft allerdings nur für diejenige Seite der Stoffbahn zu, welche den Entladungsspit zen zugekehrt ist, wogegen die auf der den Spitzen abgewandten Seite vorhandene La dung nicht. abgeführt wird. Man ist. daher ge zwungen, noch eine zweite solche Ionisations- a.nordnung vorzusehen, durch welche auch die Ladung der andern Seite der Stoffbahn abge führt wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung, bei welcher die Entladung beider Seiten der Stoffbahn erfolgt, ist ausser in Fig.2 in Fig. 5 und 6 dargestellt.. Hier sind zwei Schutzkörper 1 und 1' (teilweise im Schnitt dargestellt) mit ihren teilweise in einem Dielektrikum 10 bzw. 10' eingebetteten Elektro den 2 und \?' übereinander angeordnet. Der Querschnitt der beiden Schutzkörper ent spricht demjenigen der Fig. 2, wobei die Stoff bahn zwischen den beiden Elektroden 2, 2' senkrecht zur Zeiehnungsebene hindurchge führt wird.
Je nach der Art der Stoffbahn können die beiden Schutzkörper 1, 1' in einem bestimmten Höhenabstand voneinander fest auf der Maschinenanlage montiert werden, wobei die Stoffbahn durch den Zwischenraum zwischen den Entladungsspitzen hindurchge- zogen wird. Bei vielen Stoffbahnen, insbeson dere zum Beispiel bei Rotationsdruckmaschi nen, ist es vorteilhafter, den einen Schutzkör per fest auf der Maschine zu montieren, den andern Schutzkörper dagegen abnehmbar an zuordnen. In diesem Fall muss Vorsorge ge troffen werden, dass bei freiliegender Elek trode \? keine Spannung an die Anlage gelegt werden kann, um Unfälle durch Berühren von spannungsführenden Teilen zu verunmög lichen.
Zu diesem Zweck sind in den beiden Kammern 5 und 6 (Fig.1) Verbindungen und Sehaltelemente eingebaut, welche in Fig. 6 dar gestellt sind. Der Schutzkörper 1' hat in sei nem Bodenteil eine Bohrung, durch welche der obere verjüngte Teil einer Spindel 15 ragt. An dieser Spindel ist ein Handrad 16 befestigt. Der Rand der Bohrung des Schutz körpers 1' befindet sieh zwischen der Schulter der Spindel 15 und der untern Stirnfläche des Handrades 16, wodurch die Spindel 15 am Schutzkörper 1' gehalten wird.
Zwischen dem Sehutzkörper 1 und dem Schutzkörper 1' be findet sieh eine Abstandsplatte 17, an wel cher die in dem Schutzkörper 1 angeordnete Sehaltanordnung 18 befestigt ist. Die Schalt anordnung 18 ist an einem Isolierblock 19 montiert, in dessen zentrischer Bohrung ein Bolzen 20 axial beweglich ist. Dieser Bolzen weist an seinem obern Ende einen Gewinde teil 21 auf, welcher in ein Gewindeloeh am untern Ende der Spindel 15 eingesehraubt ist. Am untern Ende des Bolzens 20 sitzt eine Metallscheibe 22. Damit der Bolzen sich nicht drehen kann, ist in dem Isolierkörper 19 ein Führungskeil 23 eingepresst, welcher in eine Keilbahn des Bolzens 20 eingreift.
An der un tern Fläche des Isolierkörpers 19 ist. ein Me tallring 24 befestigt, welcher durch eine Lei tung 25 mit der Schaltanordnung der Ein riehtung verbunden ist. Eine um den Bolzen 20 angeordnete Feder 26, welche gegen die Metallseheibe 22 drückt, ist bestrebt, diese Seheibe von dem Kontaktring 24 getrennt zu halten.
Beim Anziehen des Handrades 16 wird daher sowohl der Metallkörper 1' auf dem Metallkörper 1 befestigt als auch gleichzeitig durch das Einschrauben des Gewindeteils 21 in das Gewindeloch der Spindel 15 der Bolzen 20 entgegen der Wirkung der Feder 26 auf-; wärts bewegt, wodurch die Metallplatte 22 mit dem Kontaktring 24 in Berührung kommt.
Die Leitungen 25,<B>2:5'</B> sind an die Nieder spannungssekundärwicklung des Transforma tors 27 so angeschlossen, dass im Zuge einer der Leitungen 25, 25' die Wicklung eines elek tromagnetischen Relais 28 sich befindet. Bei angeschraubtem Oberteil 1' wird daher über das Blechgehäuse desselben die Strombahn 25, 25' geschlossen und dadurch das Relais 28, erregt. Bei erregtem Relais wird dessen Ar beitskontakt 29 geschlossen, wodurch die Pri märwicklung des Hochspannungstransforma tors 30 an das Netz angeschaltet wird. Im Zuge des einen Netzleiters des Transformators 30 befindet sich eine Drossel 31.
Diese Drossel bewirkt, dass im Falle eines direkten Funken überschlages zwischen beiden Polen des Se kundärkreises des Transformators 30 ein so grosser induktiver Spannungsabfall in der Drossel 31 auftritt, dass hierdurch der Sekun därlichtbogen erlischt. An Stelle der beschrie benen Drosselanordnung kann auch ein soge nannter kurzschlusssicherer Transformator ver wendet werden. An den Elektroden 2 bzw. 2' sind Kontakte 32, 33, 34 angeordnet, durch welche diese Elektroden Spannung vom Trans formator 30 erhalten. Während die mit dem Transformator 30 direkt verbundene Elektrode 2 nur den einen Kontakt 32 aufweist, ist die andere Elektrode 2' mit zwei Kontakten 33 und 34 versehen.
Hierdurch wird ermöglicht, beim Zusammenbau die linke und die rechte Seite des obern Schutzkörpers 1' zu ver tauschen.
Die in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausfüh rungsformen können durch einen zweiten, in gleicher Weise wie der untere Schutzkörper ausgebildeten Schutzkörper mit teilweise in Dielektrikum eingebetteten Elektroden ergänzt werden, derart, dass dann wie bei den Aus führungsformen Fig.2 und 5 zwei Schutz körper übereinander angeordnet sind. Über haupt lassen sich alle dargestellten Ausfüh rungsbeispiele der Schutzkörper mit den ver- sehiederlen Elektrodenanordnungen sowohl. für Vorrichtungen mit einseitig wirkender Ioni sation als auch für solche mit beidseitig wir kender Ionisation verwenden.
Bei Vorrichtun gen mit nur einseitig wirkender Ionisation ist es vorteilhaft, in einem gewissen Abstand vom Schutzkörper einen aus Metall oder Dielektri- kum bestehenden Berührungsschutz anzuord nen. Soll dieser Berülrrungssehutz abnehm bar angebracht sein, wird zweekm'ässig eine Schaltungsanordnung vorgesehen, welche der in Fig. 35 dargestellten entspricht.
Als Hochspannungsquelle kann sowohl hochgespannter Gleichstrom als auch Wechsel strom verwendet werden. Die Frequenz des Wechselstromes kann hierbei den normalen Netzfrequenzen entsprechen oder hoelifrequen- ter Natur sein, wie zum Beispiel bei Tesla- strömen.
Bei vielen Stoffbahnen ist es vorteilhaft, eine selbsttätige, mit. der Stoffbahn verbun dene Schaltanordnung zu verwenden, welche bei Erreichen einer bestimmten Geschwindig keit der Stoffbahn die elektrische Speisung der Ionisationseinriehtung selbsttätig einschal tet und bei Unterschreiten dieser Geschwin digkeit wieder abschaltet.