-
Einrichtung zum laufenden Führen einer elektrisch nicht leitenden
Materialbahn Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum laufenden Führen einer
elektrisch nicht leitenden Materialbahn von einer Vorratsstelle über eine Behandlungsstelle
zu einer Aufwickelstelle, mit einer der Behandlungsstelle vor- bzw. nachgeordneten
Brems-bzw. Zugeinrichtung, welche mittels statischer Kräfte unter Reibungsschluß
an derjenigen Bahnseite angreift, die der Behandlungsstelle abgewandt ist.
-
Bei Einrichtungen dieser Art kann bekanntlich durch Reibungskräfte
eine elektrostatische Aufladung der nicht leitenden Materialbahn entstehen. Diese
Erscheinung wird häufig als nachteilig empfunden, wenn beispielsweise die Bahn in
einer Papiermaschine infolge ihrer Aufladung an bestimmten Führungselementen anhaftet.
Andererseits ist es bekannt, die statische Aufladung auch zu dem Zweck nutzbar zu
machen, um durch Aufladung von Transporteinrichtungen die Förderung von einzelnen
Papierblättern dadurch zu verbessern, daß diese durch elektrostatische Anziehungskräfte
glatt auf ihrer Unterlage festgehalten werden.
-
Es ist auch bekannt, die genannten Kräfte zur Verminderung des Schlupfes
von Treibriemen auszunutzen und diese mit einem glatten Belag aus Relbungselektrizität
erzeugenden Stoffen zu versehen, der sich während des Betriebes laufend auflädt.
-
Ferner ist es bekannt, daß bei der elektronischen Auswertung von Lochstreifen
im Einschaltmoment jeweils zwischen dem eingeschalteten Stahlband und einer sich
gleitend an diesem vorbeidrehenden Achatwalze mit dem Gegenpotential kurzzeitig
ein Hafteffekt eintritt, der zur Durchführung einer entsprechenden Stellbewegung
ausnutzbar ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
bei der das Band über seine gesamte Breite gleichmäßig an der Brems- bzw. Zugeinrichtung
haftet. Dazu soll auch ohne zusätzliche Stellbewegungen bei einer solchen Einrichtung
zum laufenden Führen elektrisch nicht leitender Materialbahnen die Einhaltung gleichbleibender
Arbeitsbedingungen erzielt werden durch Zug- bzw. Bremskräfte, die an bestimmten
Stellen der Bahn angreifen und im betreffenden Zwischenbereich eine vorgegebene
Bahnspannung nur von einer Seite der Bahn her gewährleisten sollen, ohne die gegenüberliegende
Seite der Bahn zu berühren. Dies ist bekanntlich sehr wichtig, wenn die gegenüberliegende
Bahnseite über eine Behandlungsstelle geführt, mit einer Flüssigkeit benetzt wird
und diese als gleichmäßige Schicht verteilt und vor dem entgültigen Festtrocgnen
nicht durch Berührung beschädigt werden soll. Es ist zwar bekannt, nicht nur kleine
Papierzettel, sondern auch breitere Bahnen aus Papier oder ähnlichem Material an
einer Transportwalze mittels elektrostatischer Kräfte festzuhalten, es ist jedoch
sehr schwierig, auf größeren Flächen eine annähernd gleichmäßige elektrostatische
Kraft zu erzeugen. Um dies zu erreichen, benutzt man bei der bekannten Vorrichtung
Transportwalzen, die in zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete, gegeneinander
isolierte und unter Spannung stehende metallische Ringelektroden aufgeteilt sind.
-
Die bekannten Ringelelektroden haben trotz des erheblichen Herstellungsaufwandes
für eine abwechselnd aus Isolierstoff und Metall bestehende Transportwalze, deren
Achse außerdem gegenüber sämtlichen Ringen isoliert sein muß, auch den Nachteil,
daß sich das wirksame elektrostatische Potential jeweils nur über der ringförmigen
Trennzone aus Isolierstoff aufbaut. Die außerhalb dieser Trennzone liegenden Ringflächen
aus Metall weisen keine Potentialdifferenz auf und damit auch keine Haftwirkung.
Selbst wenn man eine sehr feine Unterteilung der bekannten Transportwalze in leitende
und nicht leitende Bereiche verwirklicht, ergibt sich noch keine gleichmäßige Feldstärkeverteilung,
sondern eine entsprechende Vielzahl von Bereichen mit wechselnder Polarität. Die
in diesem Zusammenhang bekannte' Möglichkeit, durch eine zusätzliche Hilfselektrode
auf der gegenüberliegenden Seite des zu fördernden Bandmaterials die elektrische
Feldstärke in Richtung senkrecht zum Band zu verteilen, erfordert die An-
ordnung
einer das Band auf seiner gegenüberliegenden Seite bedeckenden Metallschicht. Diese
Maßnahme ist natürlich teuer und in vielen Fällen auch nicht verwendbar, beispielsweise,
wenn die gegenüberliegende Seite der nicht leitenden Materialbahn mit anderen und
ebenfalls nicht leitenden Materialbahnen beschichtet werden soll.
-
Die Verwendung der bekannten elektrostatischen Haftkräfte zum Fördern
bzw. zum Abbremsen einer solchen nicht leitenden Materialbahn ist also mit allen
bisher bekannten Mitteln nicht durchzuführen, obwohl diese sehr aufwendig sind,
wenn man einigermaßen ausreichende Kräfte erzielen und diese Kräfte auch unabhängig
von den Zufälligkeiten der sich im Einzelfall einstellenden Reibung durch eine elektrostatische
Fremdspannung erzeugen will. Um diese Nachteile und Schwierigkeiten zu beseitigen,
geht die Erfindung von dem Gedanken aus, eine gleichmäßige Elektrisierung des nicht
leitenden Bandes unter Verwendung von Raumejitladungen zu schaffen. Dies läßt sich
mit überraschend geringem Aufwand und in sehr vorteilhaft regelbarer Weise unter
Berührung nur einer Seite des Bandes gemäß der Erfindung dadurch erreichen, daß
die an der einen Seite der Bahn angreifenden Reibungsglieder der Zug- bzw. Bremseinrichtung
geerdet und ihnen gegenüber auf der anderen, also der Behandlungsstelle zugekehrten
Seite der Bahn an sich bekannte Entladungselektroden einer elektrostatischen Spannungsquelle
im Abstand eines Luftspaltes angeordnet sind, die über die gesamte Breite der Bahn
reichen.
-
Die vorgeschlagene Einrichtung hat den besonderen Vorteil, daß die
außerhalb des Elektrodenbereiches auf den geerdeten Reibungsgliedern rasch abklingende
Haftkraft an verschiedenen Stellen des Bahnverlaufes beliebig geregelt und somit
die gewünschte Bahnspannung im Zwischenbereich elektronisch gesteuert werden - kann,
wobei sich in Abhängigkeit von der Feldstärke ein mehr oder weniger großer Schlupf
der Bahn wahlweise einstellen läßt.
-
Insbesondere ist es vörteilhaft, zu diesem Zweck als Bremseinrichtung
in an sich bekannter Weise eineangetriebene Walze vorzusehen, deren Umfangsgeschwindigkeit
kleiner als die der angetriebenen Zugwalze ist.
-
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der
Zeichnung schematisch dargestellt.
-
Es zeigt F i g. 1 das erste Beispiel in perspektivischer Ansicht
und hierzu Fig. 2 die Bremseinrichtung nach Fig. 1 bzw.
-
F i g. 3 die dazugehörige Zugeinrichtung sowie F i g. 4 das zweite
Beispiel in perspektivischer Sicht.
-
Bei der Führungseinrichtung 1 nach F i g. 1 wird eine elektrisch
nicht leitende Materialbahn10 von einer Vorratsrolle 11 abgenommen, die auf einer
Achse 12 drehbar gelagert ist. Die Bahn 10 läuft über eine Auftragwalze 13, eine
Ausgleichwalze 14 und eine Zugwalze 15 mit der Drehachse 16 weiter über eine Führungswalze
17 bis zu einer Aufwickelrolle 18.
-
Dazu zeigt Fig. 1,-daß die eine Seite 20 der Bahn 10 durch Reibungsschluß
mit der Oberfläche 23 der Zugwalze 15 eine regelbare Zugspannung gegenüber einer
mit der gleichen Seite 20 ebenfalls in Reibungsschluß stehenden Bremsschiene 26
ermöglicht. Zu diesem Zweck sind sowohl die Zugwalze 15 über deren Drehachse 16
als auch die Bremsschiene 26 mit dem Massepotential elektrisch leitend verbunden,
während
eine mit dem gleichen Potential in-Verbindung stehende elektrostatische Spannungsquelle
22 eine Gegenelektrode21 der Zugwalze 15 und eine ähnliche Gegenelektrode 27 der
Bremsschiene 26 mit Hochspannung versorgt. Beide elektrostatischen Spannungen werden
durch getrennte Leitungen übertragen, wie F i g. 1 zeigt, und sind dadurch unabhängig
voneinander einregelbar.
-
Die Führungseinrichtung 1 der Bahn 10 kann durch Wahl der elektrostatischen
Spannungen im Bereich zwischen der Zugwalze 15 und der Bremsschiene 26 auf verschiedene
Zugspannungen und außerdem, da die genannten Potentiale über die gesamte Bandbreite
zur Verfügung stehen, auch sehr gleichmäßig gestreckt werden. Während alle zur Förderung
und zur Regelung der Spannung der Bahn 10 erforderlichen Einzelteile der Führungseinrichtung
1 auf der gleichen Bahnseite 20 eingreifen, wird dfe gegenüberliegende Seite 19
der Bahn 10 ausschließlich im vorgesehenen Behandlungsbereich zwischen den genannten
Regelelementen 15 und 26 von der Auftragwalze 13 bzw. der Ausgleichwalze 14 berührt.
-
Infolgedessen ist die aufgetragene Schicht der in F i g. 1 nicht näher
bezeichneten Flüssigkeit bis zum Eintreffen auf der Aufwickelrolle 18 unberührt
und nur dem Luftraum ausgesetzt.
-
Fig.2 zeigt die dem Massepotential gegenüberliegende Entladungselektrode
27, die mit einer Vielzahl von Entladungsspitzen 25 Koronaentladungen durch die
vorbeigeführte Bahn 10 hindurch zur Bremsschiene 26 bewirkt, wobei der Abstand einen
ausreichend berührungsfreien Luftspalt gewährleistet. Desgleichen ist in Fig. 3
die der Oberfläche 23 der Zugwalze 15 gegenüberstehende Entladungselektrode 21 dargestellt,
die in Form einer länglichen Schiene 24 die gesamte Breite der Bahn 10 überstreicht,
wie aus Fig. 1 zu sehen ist. Die genannten Entladungselektroden sollen etwa im Bereich
der Berührungszone zwischen der Bahn 10 und den betreffenden Brems- bzw. Zugeinrichtungen
angeord net sein, jedoch ist diese Anordnung wegen der Feldausbreitung nicht kritisch;
die Haftwirkung ist außerordentlich groß, beliebig regelbar und kann bei der Bremsschiene
26 durch Abschaltung des Potentials sogar ganz ausgeschaltet werden. Die Bahn 10
läuft dann ungehindert von der Vorratsrolle 11 bis zur Auftragwalze 13.
-
Die als zweites Ausführungsbeispiel in F i g. 4 dargestellte Führungseinrichtung
2 unterscheidet sich vom ersten Beispiel im wesentlichen dadurch, daß statt einer
Bremsschiene 26 als Bremseinrichtung eine angetriebene Walze 28 angeordnet und deren
Umfangsgeschwindigkeit kleiner ist als die der angetriebenen Zugwalze 15. Zu diesem
Zweck ist die Dreh-und Abwickelrichtung der Vorratswalze 11 auch umgekehrt gegenüber
F i g. 1, um eine ausreichend große Berührungsfläche der angetriebenen Walze 28
mit der Bahn 10 zu gewährleisten.
-
Wie man sieht, wird nur der Abschnitt 10 a der Bahn 10 auf deren
Seite 19 von der Auftragswalze 13 unter einer vorgegebenen Zugspannung berührt,
alle übrigen Teile der Führungsvorrichtung 2 sind mit gleichen Ziffern bezeichnet
wie die in Fig. 1 und berühren die entgegengesetzte Seite der Bahn 10 bzw. diese
überhaupt nicht. Die angetriebene Walze 28 wirkt als Bremswalze und ist mit einer
Freilaufsperre versehen. Diese besteht aus einem nicht umkehrbaren Schneckenantrieb
eines Motors 29 mit dem dazugehörigen
Zahnrad 33. Dieser Antrieb
verhütet, daß unter gleichen elektrostatischen Potentialen die Zugwalze 15 auch
die Bahn 10 nicht schneller fördert als mit der von der Bremswalze 28 erlaubten
Geschwindigkeit.
-
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Führungseinrichtungen hat
den besonderen Vorteil, daß der Abschnitt 10 a des Bandes eine konstante und von
der sich ändernden Größe der Aufwickelrolle 18 bzw. auch der Vorratsrollell oder
noch anderer, gegebenenfalls an der Bahn 10 angreifender Einrichtungen völlig unabhängig
regelbar ist. Dabei wird gleichzeitig die gestellte Aufgabe, die eine Seite der
Bahn 10 berührungsfrei zu führen, in idealer Weise gelöst und dadurch beispielsweise
die für einen Trockenvorgang erforderliche Zeit in vollem Umfang ausgenutzt und
infolgedessen auch die größtmögliche Arbeitsgeschwindigkeit erreicht.