DE2044828B2 - Verfahren und vorrichtung zur entladung von materialbahnen - Google Patents

Description

SSSEESSSs Fä£S

zu entiadenden■ »JggJ^Sbei hoher Relä- somit nur während 25.·/. der Taktdauer eine Hoch ffiSS^S?ia:ent- * frequenzgang, diezurjonisierung der Luft aus deshalb eine von dieser reicht. Somit treten auch hier^wie bei den Spifcen

«ε assascÄ

diegen Sglicher lonisationseffekt. angelegt werden, wodurch zwanglaufig ein sehr hoher

dagegen jeguOTer isolationstechnischer Aufwand betneben werden

LT^^nar^fL·- « muß. Bei Vorhandensein starker Ladungen auf den L*!^»,«««! zu be- zu entladenden Materialien tritt weiterhin wegen der

_{en Belast eine stärkere} Dämpfung des

Mod. das Problem Schwingkreisa ein, wodurch die gedämpfte Schwin-

i?SU« auf vor gung sehr schnell abklingt, wodurch sich die Ent-

bewerten Materialien hierdurch nicht *> ladungswirksamkeit stark verringert.

-Sw ««ten ^{Es stellte sich somit die} Aufgabe, ^ein Verfahren zu

tXrPaSn_techrift 892 343 ist weiter- schaffen, mit dem in technisch emfacher Weise eine

tur zur Ableitung elektrostatischer homogene und vollständige Entladung beladener Ma-

ifvonden^berflächendektrisch schlecht terialbahnen erzielt werden kann, wobei jedoch e.ne

Materialien mit Hilfe hochfrequenter Hoch- »5 Beeinflussung der chemischen und/oder physikah-

S™?beSn diTderart a^fgSt ist, daß zur sehen Eigenschaften des behandelten Objektes aus-

fr^g deT^^^^ ^ein ff?'⁰⁵⁵⁶¹¹ Tt^ f ^{NaChteÜe de}; S^esch2^derten aus mindestens einer Induktionsspule und mindestens Verfahren und Vomchtungen vermieden werden, einem Kondensator bestehender Schwingungskreis Gelost wird die vorstehend genannte Aufgabe vorhanden ist dessen Kondensator durch einen Um- 30 durch ein Verfahren zur Entladung einer Ladung traschalter in periodischer Folge zuerst an einer Span- genden, vor allem rasch bewegten Materialbahn, in>nunesQuelle aufgeladen und dann über die Induk- besondere einer Kunststoffbahn, wobei man die Bahn tionssDule entladen wird, wobei diese Kondensator- gleichmäßig über deren gesamte Breite mit Ladungsentladuns im Schwin<ningskreis gedämpfte Schwin· trägern beaufschlagt, die durch hochfrequente Wecnsuueen hervorruft die⁼ ihrerseits an den Enden einer 35 selspannung erzeugt werden, dessen kennzeichnendes miller Induktionsspule eng gekoppelten Sekundär- Merkmal darin besteht daß unter Vermeidung. jeg-SDule sroßer Windungszahl eine hohe Spannung glei- hcher Änderung der chemischen und/oder physikaiichen zeitlichen Verlaufes bewirken und diese hoch- sehen Eigenschaften des Bahnmatenals zur vollstanfreauente Hochspannung mit mindestens einem Ende digen und homogenen Entladung die Bahn nut Lader Sekundärspule verbundenen metallischen Elek- 40 dungsträgern beaufschlagt wird, die durch hochfretroden aufgedruckt wird, an denen sich in geringem quente ungedämpfte Wechselspannung zwischen 1 Abstand dfe zu entladenden Materialflächen vorbei- und 1000 kHz mit einer Stromstärke zwischen einigen bewegen und die zumindest aa jenen Teilen, dk den «A cm und einigen hundert μ A/cm Bahnbreite und Materialoberflächen unmittelbar gegenüberstehen, einer Spannung unterhalb von 50 kV erzeugt werden, eine Formsebuno aufweisen, die dort eine Feldstärke- 45 wobei unter Berücksichtigung der nicht die Matenalkonzentration bewirkt von einer Größe, die bei der bahn treffenden Ladungsträger die Stromstärke und' an ihnen liegenden hochfrequenten Hochspannung oder der Abstand zwischen Materialbahn und der eise selbsiJiiHfige Gümmeatladung m der oaigeben- Ausgangsstelle der Ladungsträger derart eingestellt «fen Left uad ZHffiiiKicSi üüssss TdI des, LsSssases ^C da« pro HäcfeesdBfecsi SHsdcsisss so viel zwischen ieder Hektrode Hnd dea zo eatiadenden S" Ladungsträger mit zur Ladung der Bahn entgegen-Materialobei^cfeea hertwroft, wobei darcb am tm- ^setzten PoteiMt erzeogt werden, als zur vollstän- ^^i dea Gfisanbereidiea der Hektrodeo «mi den digen Entladung der Bahn notwendig sind, elektrostatisch an%eladen£O MateriaJoberfadnen &ch hSt Hufe des ertmdungsgemäßen Verfahrens ist es äiiäjödeäöenloMaiairanclieseöberflä^eni^tangza möglich, bdadene Materialbahnesi, die eine Aufden nietanischen Hektroden and von dort aas aber 55 ladang bis zur Grenzfeldstärke (etwa im Bereich die Sekundärajole und <fcarai anderes geerdetes Eade ίΟΟΟ bis 2(WO kV/m) tr^en können, voDsSndig zn abgeleitet werden. entf adea, wobei, wie eingangs dargelegt, eiae Rest-BeiderAroäratarwerdeaaasscliBeKi<*rhytoaisch fddsörke von weniger ate 1·/« der Hrsprünglichen aHfeinanderMgende gedämpfte Schwingungen er- Feldstärke als vollständige Entladung gelten soll, zenet Zm- BraengBHg der Ibochfreqnen^ Hochspan- &> Solche Restfeldstärken wirken sen in vielen Fällen miös dient im RahnKn dieser Apparatur ein abge- ^doch nicht mehr kritisch ans uad können somit wandelter Hertzsdier Fraikensender. Häerdorch er- TernachlSssigt werden. Sollen äe dennoch beseitigt sot sich der erhebäche Naehteä, daß solche Appara- werden, so wird das Verfahren bevorzugt mehrmals taren wegen ihres bteiten Störspektrams der Nach- mntereinander dorchgeföhrt, wobei, wie später berichtsntedmik übt ia NotßBten benetzt werden dnr- 65 schrieben, auch verschiedenartige Ausfährungsforfen. Ab Umschalter werden hauptsächlich elektro- men der Vorrichtung angewendet werden können, mechanische Zerhacker verwendet die mir erne In bevorzugter Ausführung whd nut Frequenzen geringe Betriebssicherheit besitzen. Dabei werden im von 5 Hs 50 kHz gearbeitet, wobei je nach Art der

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M^qg des Yerfai)ir?ns gQg^benenf^lls 4ie Fre-- füb^g rechteckige oder halbkreisförmige Rillen

quenz 59 gew^nft werden n^ bevorzugt sind,

frequenz auf tritt Bei f*ichteckigen> Profilen hat es sich dabei ajs

In waterer Ausbildung des Verfahrens werden die zweckmäßig erwiesen, die Drähte so anzuordnen,

Ladungsträger mit bevorzugten Stromstärken zwi- 5 daß diese vpn den Seitenwänden einen Abstand γόη

sehen 10 und 100 μΑ/cm Bahnbreite erzeugt. 5 bis 10 mm, vorzugsweise von 6 bis 8 mm, und

Eine weitere Variante des Verfahrens besteht vom Boden der RiUeB.10bis25 mm, bevorzugt 15

darin, daP man die Ladungsträger nicht in Luft, bis 20 mm, besitzen. Bei halbkreisförmigen Profilen

sondern in inderen leicht ionisierbaren Gasen, welche beträgt der Abstand der Drähte zum Boden der Rillen

unter Umständen auch erhitzt sein können, erzeugt. io bevorzugt bis zu 25 Vo weniger wie zu den Seiten-

Die Entladung in heißen Gasen, wobei in bevor^ wänden der Rillen.

zugter Form Inertgase verwendet werden, bringt eine In weiterer Ausbildung ist zwischen den Drähten

weitere Verbesserung in der Beseitigung der Rest- und der Gegenelektrode ein Dielektrikum angebracht,

ladungen. durch das je nach Material und Stärke, beispielsweise

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur »5 in Form von dünnen Kunststoffolien, die Corona-Durchführung des Verfahrens. Die Vorrichtung be- emission in definierter Weise geändert werden kann, steht aus wenigstens einem über die Gesamtbreite der An Stelle der Schutzelemente oder zusätzlich zu Materialbahn reichenden Draht und einem mit die- diesen ist zwischen den Drähten und der Bahn ein sem verbundenen, bevorzugt veränderlichen einstell- leitendes oder nichtleitendes relativ weitmaschiges baren, Wechselstromgenerator, deren kennzeichnende ao Schutzgitter angebracht, mit dem, falls gewünscht, Merkmale darin bestehen, daß auf der gleichen Seite durch entsprechende Profilgebung und Verwendung der Bahn der Draht bzw. die Drähte und wenigstens bestimmter Materialien die Coronaemission ebeneine geerdete Gegenelektrode angeordnet sind, daß falls beeinflußt werden kann. Für manche Anwender Draht oder die Drähte sine Stärke von unter dungszwecke hat es sich dabei auch als zweckmäßig 100 μ, bevorzugt zwischen 5 und 50 μ, aufweisen, »5 erwiesen, das Gitter und/oder die Schutzelemente zur daß der Wechselstromgenerator eine ungedämpfte Steuerung der Entladungscharakteristik mit der Wechselspannung unterhalb von 50 kV mit einer Gegenelektrode zu verbinden oder die Schutzelemente Frequenz von 1 bis 1000 kHz, bevorzugt zwischen selbst als Gegenelektrode zu verwenden. Vor allem 5 und 50 kHz, erzeugt und daß zwischen Bahn und bei sehr langen und sehr dünnen Drahtabmessungen Draht ein Strom von einigen μΑ/cm Bahnbreite bis 30 werden Ausführungsfonnen bevorzugt, welche an den einigen hundert μΑ/cm Bahnbreite, bevorzugt zwi- Enden der Drähte Zugspannung erzeugende Mittel sehen 10 und 100 μΑ/cm, Sießt. aufweisen. Hierdurch bleiben bei Belastung die

Je nach den. Erfordernissen im Hinblick auf die Drähte in einem zur Ebene der Materialbahn besonnoch geringfügig vorhandene Restladung kann JIc ders gleichmäßigen Abstand Ak Zugspannung erbeschriebene Vorrichtung mehrmals hintereinander 35 zeugende Elemente werden wegen ihrer einfachen angeordnet werden, wobei eine bevorzugte Ausfüh- Anbringung vor allem Fsdem eingesetzt, rung darin besteht, daß die Vorrichtung beidseitig In weiterer Ausbildung der Vorrichtung sind der Bahn angebracht ist. Mittel vorhanden, durch die heiße Gase in der Zouc

Bei Verwendung mehrerer Drähte werden diese zwischen Bahn und den Drähten erzeugt werden,

in weiterer Ausbildung nebeneinanderliegend, dabei 40 Dies kann beispielsweise durch Wärmestrahler oder

bevorzugt parallel, und/oder in verschiedenen Ebe- durch Heißgaserzeuger, über die die heißen Gase

nen liegend und gegeneinander versetzt angeordnet. in den Raum eingeblasen werden, erfolgen.

Eine solche Anordnung hat sich vor allem bei beson- Da bei der Durchführung de« Verfahrens in vielen

ders rasch bewegten Materialbahnen bewährt Fallen immer die gleichen Materialbahnen behandelt

Eine ähnliche Anordnung, wie vorstehend beschrie- 45 werden, deren Ladungszustand bekannt ist, so ist es

ben, besteht in einer mäanderförmigen Anordnung in vicien Fällen nicht notwendig, die Drähte zur

der Drähte. Ebene der Materialbahn verschiebbar anzuordnen,

Da die sehr dünnen Drähte, die erfinduagsgemäß jedoch ist wegen der besseren Variatignsmöglich-Verwendung finden, beim Stromdurchgang stark be- keiten eine höhenverschiebbare Ansführnngsform belastet werden, kann es bei verschiedenen Drahtmate- 50 vorzugt In der Praxis hat es sich als zweckmäßig rialien und bei großen Bahnbreiten günstig sein, um erwiesen, bei einer erzeugten Stromstärke zwischen einen Durchhang und somit einer Ungleichmäßigkeit 10 und 100 μΑ/cm Bahnbreite den Abstand dei der Drahtanordnung gegenüber der Bahnebene vor- Drähte von der Bahn zwischen 10 und 40 mm, bezubeugen, den Draht oder die Drähte in isolierenden vorzugt zwischen 15 und 25 mm, zu halten, Stützelementen zu lagern, 55 Als besonders vorteilhafte Ausführungsfonn hai

In weiterer Ausbildung liegen die Drahte in söge- sich eine Variante der Vorrichtung gezeigt, die ii nannten Schutzelementen, die einerseits, peispiels- Walzenform konstruiert ist, da in vielen Produktionsweise beim Abriß einer Bahn, verhindern sollen, daß ablaufen sowieso Walzen als Führungselemente äei die Drähte beschädigt werden, und die andererseits Bahnen eingesetzt werden, Hierbei sind der Drah infolge ihrer Anordnung gegenüber den Drähten 60 oder die Drahte innerhalb von wenigstens zwei mi und je nach verwendeten Material in leitender oder Offnungen versehenen drehbaren Walzen angebracht nichtleitender Form den Fluß der Ladungsträger, wobei diese Walzen hintereinander- oder fiberein· 5L fa. die Coronacijarakteristik, in bestimmtem Maße anderliegend, wie bei Walzenauordnungen allgemeii beeinflussen. In bevorzugter Ausführung bestehen bekannt, angeordnet sind. Die Anzahl und I%ch( die Schtttzielemente aus einer Grundplatte mit einer «5 der Öffnungen son möglichst groß sein, mn bein der Anzahl der Drähte entsprechenden Anzahl von Lauf über die Walze möglichst viele beladene Zoner Rillen. Je nach Bauart besitzen die Rillen bestimmte zu entladen. Die nicht entladenen Zonen werdei Profile, wob» wegen der technisch einfachen Aus- auf der zweiten folgenden Walze entladen, wobei

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selbstverständlich die Walzenöffaungen beim Lauf so handelte Materialballen, da in den Zwischenstehen müssen, daß bei den Folgewalzen die Zonen bereichen der Haftungseffekt, beispielsweise für mit Ladungsträgern beaufschlagt werden, die infolge Schmutzteilchen, nach wie vor voll oder zumindest der zwischen den Offnungen liegenden Bereiche beim in weit höherem Maße, wie dies der Reduzierung der ersten Durchgang nicht erfaßt wurden. S Gesamtentladung entsprechen würde, vorhanden ist.

In weiterer Ausbildung der Walzenvariante sind Beisniel 3

die Coronadrähte über den gesamten Umfang der "

^alze verteilt, wobei je nach UmscMngungswinkei Es wurde eine Entladungsvorrichtung verwendet,

die Einwirkung der Corona über einen entsprechen- die aus zwei parallel angeordneten, über die Gesamtden Längenbereich erfolgt Bei der Anbringung der io breite der Bahn (100 m/Min.) reichenden Drähten Drähte ergibt sich die Möglichkeit, diese feststehend von 30 μ Stärke bestand. Diese wurden mit einer oder mitrotierend anzubringen. Bei der letzteren Aus- Wechselspannung von 10 kHz beaufschlagt. Die führungsform wird die Einspeisung des Stromes über Spannung betrug 4 kV, die Stromstärke 20 μΑ/cm. Schleifkontakte vorgenommen. Bei einer Ausgangsfeldstärke von etwa 900 kV/m be-

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht in einer 15 trug die Feldstärke der Restladung 8 kV/m. Zwischensogenannten Drahtwalze aus widerstandsfähigen bereiche mit höherer Ladung konnten mit einer feindünnen Drähten. Diese Vorrichtung besitzt den Vor- auflösenden Sonde nicht ermittelt werden, teil, daß die öffnungen verhältnismäßig groß sind, so „ . .

daß im Regelfall die Verwendung von zwei Walzen e 1 s ρ 1 e 1 4

zur Entladung ausreicht. Um auch die Rückseite der ao Das Beispiel 3 wurde wiederholt, mit dem UnterFolie zu entladen, ist es zweckmäßig, der Walze schied, daß nunmehr 5 Drähte in paralleler Anordgegenüberliegend eine weitere Entladungsvorrichtung nung verwendet wurden. Die Feldstärke der Restanzubringen. Um entsprechend der Bahnführung be- ladung betrug 2 kV/m. sonders gleichmäßig einzuwirken, besitzt diese zweite _R . .

Entladungsvorrichtung bevorzugt eine gekrümmte «5 eispiei Form, wobei vor allem solche Verwendung finden, Das Beispiel 4 wurde wiederholt, mit dem Unter-

die eine dem Radius der Walze entsprechende Kriim- schied, daß die Folienbahn mit 140 m/Min, gefahren mung aufweisen. wurde. Die Feldstärke der Restladung betrug 4 kV/m.

Das Verfahren soll an Hand der folgenden Bei- _R . .

spiele nochmals näher erläutert werden, ohne jedoch 30 ö e 1 s ρ 1 e 1 ο

auf die hierbei angegebenen Merkmale beschränkt Beispiel 5 wurde wiederholt, mit dem Unterschied,

zu sein. daß beidseitig der Folienbahn eine Vorrichtung ge-

maß Beispiel 3 angeordnet war. Die Feldstärke der Beispiel 1 Restladung betrug weniger als 1 kV/m.

Eine handelsübliche Spitzencoronaeinrichtung mit 35 _R . .

einem Spitzenabstand von 20mm und einer Draht- Beispiel

stärke von 1,5 mm (die Enden wiesen Spitzen auf) Eine Polyesterfolie von 6 μ Stärke wurde mit einer

wurde 20 mm über einer mit einer Geschwindigkeit Geschwindigkeit von 140 m/Min, durch eine Walzenvon löö m Min. laufenden Foiycbicrbahfi (HOSTA- anordnung geführt. Die Folie besaß eine Feldstärke PHAN®) von 10 μ Stärke über die gesamte Breite 40 der Aufladung von 1100 kV/m. Die Folie wurde über der Bahn angeordnet. Die ankommende Folienbahn 4 Drahtwalzen von 500 mm Durchmesser geführt, besaß infolge ihres Durchlaufes über eine Walzen- wobei die Walzen 1 und 3 mit der Unterseite, die anordnung eine Aufladung einer Feldstärke von etwa Walzen 2 und 4 mit der Oberseite der Folie in Berüh-900 kV/m. Die Einrichtung wurde mit einer Hoch- rung standen. Die Drähte der Walze bestanden aus spannung von 6 kV und einer Frequenz von 50Hz 45 * """ starken V4A-Dtähieo, db beidseitig in Abbetrieben. Die Stromstärke betrug 2 μΑ/cm Bahn- ständen von 2 mm in Ringen gelagert waren. 5 Corobreite. Nach Durchlauf durch die Coronastrecke nadrähte von 30 μ Stärke waren bei der Walze 1 wurde eine Restladung mit einer Feldstärke von und 3 über die obere Hälfte der Walzen, bei den 22 kV m mittels einer Flächensonde ermittelt. Walzen 2 und 4 über die untere Hälfte der Walzen

... 50 gleichmäßig verteilt. Sie waren fest montiert und an

Beispiel 2 ^_6n Enden beidseitig durch Federn gespannt. Die

Beispiel 1 wurde unter den gleichen Bedingungen sonstigen Betriebsdaten entsprachen denen von Beiwiederholt, nur mit dem Unterschied, daß die Folie spiel 3. Die angetriebenen Walzen wares so gesteuert, mit 14OmZMm. unter der Corona hindurchgeführt daß beim Durchlauf der Bahn bei den zweiten Walzen wurde. Die Restladung betrug in diesem Fall 34 kV/m. 55 jedesmal dort eine öffnung (Zwischenraum zwischen

Wie die mittels einer Flächensonde durchgerührten den Stäben) lag, wo bei den ersten Walzen infolge Messungen zeigen, wurde zwar ein erheblicher TeO der Auflage aaf den Stäben rane Beaufschlagung nichi der Gesamüadung eliminiert, jedoch zeigten Mes- stattgefunden hatte. Die Feldstärke der Restladung sangen mittels einer femauflösenden Sonde oder betrog 1 kV/m. durch Aufbringen spezieller Pulver, daß die Folie So R ' " 1 s

entsprechend der Spitzenanordmmg und der verwen- Beispiel 8

deten !Frequenz Bereiche aufwies, bei denen keine Das Beispiel 7 wurde wiederholt, mit dem Unter

oder nur eine geringfügige Entladung stattgefunden schied, daß gegenüber den Walzen jeweils noch ein« hatte. Bei der schnelleren Fahrweise gemäß Bei- Gegenelektrode angeordnet war, die ebenfall spiel 2 ergeben sich infolge der niedrigen Frequenz 63 5 Coronadrähte vom 30 μ besaß, die m einem recht erheblich größere unenüadene Zwischenbereiche. eckigen Schutzelement untergebracht waren. Di< Durch die Entladung nur bestimmter Bereiche be- Feldstärke der Restladung war in diesem Fall nu sitzen diese Folien den gleichen Nachteil wie unbe- noch 0,2 kV fm.

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Wie die Beispiele zeigen, ist durch das erfindungs- In F i g. 3 ist ein Draht mäanderförmig über Umgemäße Verfahren im Gegensatz zu den bekannten lenkpunkte 11, die sich an dem Rahmen befinden, Methoden eine homogene und vollständige Entladung angebracht. Die Zugspannung wird mit der Feder 10 möglich. Zwischenbereiche mit nur ungenügender erzeugt.

Entladung konnten trotz der Verwendung einer fein- 5 Fig. 4 zeigt ebenfalls vier Coronadrähte5, die

auflösenden Sonde (beispielsweise einer hohen nach jedoch gegenüber F i g. 2 in einem engeren Abstand

der deutschen Patentschrift 1281573) nicht festge- angeordnet sind und die mittels drei isolierender

stellt werden. Auch bei höheren Fahrgeschwindig- Stützelemente 12 zusätzlich gehalten werden,

keiten bis zu etwa 500 m/Min, wurde eine vollstän- In Fig. 5 sind fünf Einzelcoronadrähte5 gezeigt,

dige und homogene Entladung erzielt. io die jeweils an beiden Enden durch die Federn 10

Wenn auch die erfindungsgemäße Entladung am gespannt werden und die versetzt gegeneinander an-Beispiel von Polyesterfolien dargestellt wurde, so ist geordnet sind. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß, selbstverständlich die Anwendung des Verfahrens obwohl die gesamte Bahnbreite erfaßt wird, kürzere nicht hierauf beschränkt, vielmehr ist es grundsätz- Drahtlängen Verwendung finden können,
lieh für alle geladenen Materialbahnen, beispielsweise 15 Fig. 6 zeigt die Drahtanordnung gemäß Fig. 1, neben solchen aus Kunststoffen, für solche aus Papier jedoch ist hier zusätzlich ein Schutzgitter 13 angeanwendbar. Vorzugsweise wird es jedoch bei beson- bracht.

ders empfindlichen Bahnen Anwendung finden, wie In F i g. 7 ist ein Schutzelement 14 in rechteckiger

dies unter anderem den Beispielen bei dünnen Poly- Form, in F i g. 8 ein solches in halbkreisförmiger

esterfolien entsprechen würde. Es ist leicht einzu- ao Form dargestellt. Die Coronadrähte 5 liegen dabei

sehen, daß die Stromstärke, der Abstand und die geschützt in den Rillen 15, die durch die Wände 16

Frequenz im erfindungsgemäßen Umfang weitgehend und den Boden 17 abgeschlossen werden. In geeig-

den jeweils erforderlichen Bedürfnissen angepaßt neter Anordnung können die Schutzelemente direkt

werden können. als Gegenelektrode Verwendung finden. Zwischen den

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens as Coronadrähten und dem Inneren der Schutzelemente wird an Hand der folgenden Figuren nochmals näher kann auch ein Dielektrikum, z. B. in Form einer Auserläutert, ohne daß jedoch eine Beschränkung auf die kleidung mit Kunststoffolien, angebracht sein,
gezeigten Ausführungsformen besteht. F i g. 9 zeigt eine Entladungseinrichtung in Form

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Bau- einer Walze (als Einzeldarstellung) und einer zweiten

steine einer möglichen Entladungseinrichtung; 30 gegenüberliegenden Entladungseinrichtung. Über die

F i g. 2 bis 6 zeigen schematisch in Draufsicht Walze, bestehend aus einer Anordnung von Stegen

Ausführungsbeispiele der Coronadrahtanordnung; 18, wird die Materialbahn 7 geführt. Im Innern der

F i g. 7 und 8 zeigen schematisch in Seitenansicht Walze sind über den gesamten Umfang der Walze

die Lage der Coronadrähte in Schutzelementen; verteilt die Coronadrähte 5 angeordnet. Die gegen-

Fig. 9 und 10 zeigen schematisch in Seitenansicht 35 überliegende Elektrode, die aus einem Schutzele-

die Entladungsvorrichtung in Form von Walzen; ment 4 mit der entsprechenden Anzahl Coronadräh-

F i g. 11 zeigt schematisch in Seitenansicht eine ten 5 besteht, weist eine gekrümmte Form auf. Bei

mögliche Anordnung zum beidseitigen Entladen mit- der hier gezeigten Walze werden bevorzugt die

tels einer Walzenanordnung. Coronadrähte ebenfalls rotierbar angeordnet.

Fig. 1 zeigt den Impulsgenerator 1, der unge- 40 Fig. 10 zeigt praktisch die gleiche Walze wie dämpfte Schwingungen im erfindungsgemäßen Be- F i g. 9, jedoch sind die Coronadrähte 5 nur entsprereich erzeugt, die im Verstärker 2 verstärkt werden. chend dem Umschlingungswinkel der Materialbahn 7 Im Leistungsverstärker 3 wird das Signal verstärkt angeordnet. In einer solchen Ausführungsform sind und der Primärwicklung des Hochspannutigstransfor- die Coronadrähte bevorzugt feststehend gegenüber mators 4 zugeführt. Der Hochspannungsanschluß der 45 der drehbaren Walze angebracht.
Sekundärwicklung ist mit dem CoronadrahtS ver- In Fig. 11 ist eine mögliche Walzenanordnung zur bunden. Die Gegenelektrode 6 ist geerdet Unter dem beidseitigen Entladung der Materialbahn dargestellt, Coronadraht wird die Materialbahn 7 in bestimmtem mittels der besonders niedrige Restladungen erzielt Abstand vorbeibewegt. Am Hochspannungsmeß- werden können. Die Walzen, die aus dünnen Stäben gerät 8 wird der Effektivwert der Coronaspannung in 50 19 bestehen, besitzen im Innern Coronadrähte 5, wokV gemessen. Die Hochspannungsamplitude kann am bei diese so feststehend angeordnet sind, daß die Impulsgenerator variiert werden. Die Stromstärke Materialbahn entsprechend dem UmschEngnngswird in einer unabhängigen Messung mittels geeigne- winke! von der Corona beeinflußt wird. Die dec ter Meßinstrumente bestimmt und entsprechende Ein- Walzen gegenüberliegenden Elektroden entsprecher] Stellungen vorgenommen. 55 denen der Fig. 9. Die Walzen 20 und 21 sind bein Fig. 2 sind die Coronadrähte 5 in einen Rah' kannte Umlenkwalzen.

men 9 eingespannt. An beiden Enden der Drähte Es ist leicht ersichtlich, daß eine weite Variationsbefinden sich Federn 10, die auf die Drähte eine breite in der Konstruktion der Entladungsvorrichtuni

Zugspannung ausüben. gegeben ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   L VerJahren zur Entladung einer T arjnng tragenden, vor allem rasch bewegten Materialbahn, insbesondere räder TCiinjastnffhahn^ wobei man die Bahn gleichmäßig ober deren gesamte Breite mit Ladungsträgern beaufschlagt, die durch hochfrequente Wechselspannung erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß unter Ver- meldung jeglicher Änderung der chemischen und/ oder physikalischen Eigenschaften des Bahnmaterials zur vollständigen und homogenen Entladung die Bahn mit Ladungsträgern beaufschlagt «ird, die dnrch hochfrequente ungedämpfte Wechselspannung zwischen 1 und 1000 kHz mit einer Stromstärke zwischen einigen μΑ/cm und einigen hundert μΑ/cm Bahnbreite und einer Spannung unterhalb von 50 kV erzeugt werden, wobei unter Bei iickbicLliguug <Jci nicht die Maienalbahii Ireffenden Ladungsträger die Stromstärke und oder der Abstand zwischen Materialbahn und der Ausgangsstelle den Ladungsträger derart eingestellt wird, daß pro Flächeneinheit mindestens so viel Ladungsträger mit zur Ladung der Bahn entgegengesetzten Polarität erzeugt werden, als zur vollständigen Entladung der Bahn notwendig sind.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit hochfrequentem Wechsel- strom zwischen S und 50 kHz entladen wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Ladungsträgern mit einer Stromstärke zwischen 10 und 100 μΑ/cm Bahnbreite beaufschlagt wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Ladungsträgern beaufschlagt wird, die in leicht ionisierbaren, gegebenenfalls erhitzten, Gasen erzeugt werden.

   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 4« rens nach den Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus Wenigstens einem über die Gesamtbreite der Materialbahn reichenden Draht und einem mit diesem verbundenen, bevorzugt veränderlich einstellbaren. Wechselstromgenerator, dadurch ge- kennzeichnet, daß auf der gleichen Seite der Bahn der Draht bzw. die Drähte und wenigstens eine geerdete Gegenelektrode angeordnet sind, daß der Draht oder die Drähte (5) eine Stärke von unter 100 μ, bevorzugt zwischen 5 und 50 μ, aufweisen, daß der Wechselstromgenerator (1) eine ungedämpfte Wechselspannung unterhalb von 50 kV mit einer Frequenz von 1 bis 1000 kHz, bevorzugt zwischen 5 und 50 kHz, erzeugt und daß Zwischen Bahn und Draht ein Strom von einigen uA/'cm Bannbreite bis einigen hundert μΑ/cm Bahnbreite, bevorzugt zwischen 10 und 100 μΑ/cm, fließt.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drähte (5) nebenein- anderliegend, bevorzugt parallel, und/oder in verschiedenen Ebenen liegend und gegeneinander versetzt angeordnet sind.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht oder die Drähte mäanderformig angeordnet sind.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (5) in isolierenden, quer zur Drjhträchtang verlaufenden Sttesäcmenten{lÄ> gelagert sind.

   9. Vorrichtung nach emem der Anspruches bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (5) innerhalb von Schutzelementen (14) Hegen.

   10- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die den Draht oder die Drähte (5) umgreifenden Schutzelemente (14) eine Platte mit der den Drähten entsprechenden Anzahl von Rillen (15) ist

   11 Vorrichtung nach Ansprach 10, dadurch kennzeichnet, daß die Rillen (15) rechteckig

   sind.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (15) halbkreisförmig sind. _

   13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Drähte von den Seitenwänden 5 bis 10 mm, vorzugsweise 6 bü> 8 mm, von dem Boden 10 bis 25 mm, bevorzugt 15 bis 20 mm, beträgt

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Drehte zum Boden der Rille bis zu 25 ⁰Z₀ weniger als zu den Seitenwänden der Rille beträgt.

   15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß zwischen dem Draht oder den Drähten und der Gegenelektrode ein Dielektrikum angebracht ist.

   16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß zwischen der Materialbahn und dem Draht oder den Drähten (5) ein leitendes oder nichtleitendes relativ weitmaschiges Schutzgitter (13) angebracht ist.

   17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgitter (13) und/oder die Schutzelemente (14) zur Steuenaig der Entladungscharakteristik mit der Gegenelektrode verbunden sind.

   18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (S) an ihren Enden Zugspannung erzeugende Mittel (10) aufweisen.

   19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet daß die Zugspannung erzeugenden Mittel (10) Federn sind.

   20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Mittel zur Erwärmung der Gaszone zwischen Materialbahn und Draht vorhanden sind.

   21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer erzeugten Stromstärke zwischen 10 und 100 μΑ/cm Bahnbreite der Abstand des Drahtes oder der Drähte (5) von der zu entladenden Bahn (7) zwischen 10 und 40 mm, bevorzugt zwischen 15 und 25 mm, beträgt

   22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Draht oder die Drähte (5) innerhalb von wenigstens zwei mit öffnungen versehenen drehbaren hinter- und/oder übereinander angeordneten Walzen befindet über die die zu entladende Bahn (7) nacheinander geführt wird.

   23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (5) über den genannten Umfang der Walzen verteilt sind.

   24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23

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   und 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht ten Strahlungen besteht darin, daß sie infolge ihrer

   oder die Drähte (5) so gehaltert >ind, daß sie hrjhen Strahlungsintensität niißht für idle Materialien

   nicht mit der Walze nütrotieria. einsetzbar sind, da sie gegebenenfalls Veränderungen

   25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 des Materials hervorrufen können.

   bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen 5 Auch sind bereits zahlreiche sogenannte Spilzen-

   aus dünnen Drähten oder Stegen (i8) bestehen. ionisatoren zur Beseitigung elektrostatischer Auf-

   26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 ladung bekannt Diese entwickeln, wenn sie einer bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber geladenen Fläche gegenübergestellt werden, an den den Walzen eine weitere Enüadungsvorrichtung geerdeten Spitzeneinesogroße elektrische Feldstärke, nach den Ansprüchen 5 bis 21 angebracht ist m daß eine Entladung eintritt Charakteristisch für die

   27. Vorrrchtufig nach Anspruch 26, dadurch Spiteenionisatoren ist, daß sie, bevor sie wirksam gekennzeichnet, daß die weitere EnÜadungsvor- werden, eine gewisse Mmdestaufladung benötigen., richtung eine gekrümmte Form aufweist ReJativ kleine statische Aufladungen werden deshalb

   28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch durch diese Geräte nicht beseitigt
   gekennzeichnet, daß die weitere Entladungsvor- 15 Neben den passiven Spitzenionisatoren werden richtung eine dem Radius der Wahsen entspre- häufig mit Hochspannung betriebene, sogenannte chende Krümmung aufweist. aktive Ionisatoren benutzt Bei diesen wird zwischen

   den Spitzen des Hochspannungsionisators und die Erde eine Wechselspannung gelegt Dadurch bildet

   ao sich an den Spitzen eine Coioiiaeuiladuiig aus, durch

   die wiederum die Luft ionisiert und die geladenen Oberflächen entladen werden.

   Alle Ausführungsformen dieses Ionisatortvps sind

   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren trotz der äußeren Mannigfaltigkeit nach ähnlichen und eine Vorrichtung zum homogenen und vollstän- 35 Konstruktionsmerkmalen aufgebaut. Sie enthalten digen Entladen von statische Ladung tragenden stets metallische Spitzen, die mit Wechselspannung Oberflächen von bewegten Materialbahnen, vomgs- einer Frequenz vorzugsweise von 50Hz betrieben weise Kunststoffbahnen, unter Verwendung von werden. Hinsichtlich der geometrischen Form und Ladungsträgern. Unter Ladungsträgern sollen im fol- Anordnung der Spitzen, der Metallart sowie der genden Gasionen und Elektronen, unter vollständiger 30 Spitzendicke bestehen hierbei große Variationimög-Entladung soll eine Entladung, bei der die Restladung lichkeiten. Auch gibt es gewisse Spezialausführungen, unter 1 °/u der ursprünglichen Ladung beträgt ver- bei denen die Coronaentladung im Innern von Luftstanden werden. düsen brennt und die erzeugten Ionen von einem Es ist bekannt, daß sich bewegte Materialbahnen, Luftstrom gegen die zu entladene Fläche geblasen welche einen entsprechend hohen elektrischen Wider- 35 werden.

   stand besitzen, die beispielsweise über Walzen ge- Der Aufbau der beschriebenen aktiven unu passi-

   führt werden, statisch aufladen. Diese Aufladung ven Ionisatoren aus einzelnen Spitzen hat zwangsführt in der Praxis zu erheblichen Schwierigkeiten, weise eine inhomogene, ungleichmäßige Ladungsz. B. bei der Abrollung von aufgewickelten Bahnen; beseitigung auf den zu entladenden Materialien zur außerdem ziehen geladene Bahnen in erheblichem 40 Folge. Beispielsweise läßt sich auf Kunststoff-Folien Maße Schmutzteilchen an, wodurch sie unansehnlich sowohl durch Aufbringen geeignet geladener farbiger bis unbrauchbar für die Weiterverarbeitung werden. Pulver als auch mittels feinauflösender Sondenmeß-Bei sehr dünnen Kunststoff-Folien, beispielsweise im geräte der Nachweis erbringen, daß der Entladungs-Bereich von 5 μ und darunter, wie sie unter anderem effekt in unmittelbarer Umgebung der Spitzen am als Elektroisolierfolien Verwendung finden, können 45 stärksten ist, in den Bereichen zwischen den Spitzen geladene Bahnen überhaupt nicht verarbeitet werden, dagegen wesentlich geringer, unter Umständen sogar da sie überall haftenbleiben oder sich der anhaftende vernachlässigbar klein ist. Dieses inhomogene EntSchmutz beim Aufwickeln durch die einzelnen Lagen ladungsbild kann zwar durch bestimmte geometrihindurchdrückt was zur Unbrauchbarkeit des Mate- sehe Anordnungen der Spitzen, wie z. B. durch die rials führt. 50 relativ aufwendige Kombination mehrerer versetzt

   Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, die gegeneinander angebrachter Spitzenreihen oder durch Ladung tragenden Bahnen vor der Weiterverarbei- statische Verteilung der Entladungsspitzen innerhalb tung zu entladen. So werden radioaktive Ladungs- des Eliminators, etwas verbessert werden. Eine völlig eliminatoren verwendet bei denen die Ionisation der homogene Entladung einer Materialoberfläche ist Luft durch ein radioaktives Isotop, vorzugsweise 55 jedoch mit Hilfe von Spitzenionisatoren prinzipiell durch einen »-Strahler (z. B. Polonium 210), erfolgt. nicht zu erreichen.

   Außer radioaktiven Strahlen lassen sich zur Luft- Ein weiterer schwerwiegender Nachteil der bisheri-

   ionisation auch Röntgenstrahlen geeigneter Wellen- gen mit Wechselspannung geringer Frequenz betrielänge oder andere ionisierende Strahlen verwenden. benen Spitzenionisatoren beruht auf folgender Tat-Eine ausreichende Wirksamkeit dieser Ladungselimi- 60 sache: Werden die entladenen Materialien, beispielsnatoren setzt relativ hohe Strahlungsintensitäten vor- weise Kunststoff-Folien, mit hohen Geschwindigaus. Für den praktischen Einsatz dieser Geräte ist keiten, wie sie bei modernen Fertigungsprozessen deshalb die Beachtung und Einhaltung von aufwen- häufig auftreten, an den Ladungseliminatoren vorbeidigen Strahlungsschutzmaßnahmen unerläßlich. In geführt, so treten in Richtung der bewegten Foliender betrieblichen Praxis erschweren bzw. behindern 65 bahn periodisch wiederkehrende Anordnungen solche Maßnahmen jedoch häufig den Produktions- entladener und nicht entladener bzw. ungenügend ablauf und den Arbeitsprozeß. entladener Bereiche auf.

   Ein weiterer Nachteil bei Verwendung der genann- Bei jeder Wechselspannungscorona werden die