DE2314001A1

DE2314001A1 - Vorrichtung zur ableitung elektrostatischer ladungen

Info

Publication number: DE2314001A1
Application number: DE19732314001
Authority: DE
Inventors: Walter Spengler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-15
Filing date: 1973-03-21
Publication date: 1974-01-03
Also published as: JPS4952646A; US3831060A; JPS54173747U; DK144720C; SE391858B; IT980756B; FR2189981B1; DE2314001C3; DE2314001B2; CA984899A; CH552929A; GB1404895A; DK144720B; FR2189981A1

Description

23U001

G 48 847

Walter SPENGLER, Strehlgasse 23, CH-4105 BIEL-BENKEN (Schweiz)

Vorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Ladungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Ladungen von Oberflächen schlecht leitender Materialien mit Hilfe einer elektrischen Spühentladung. Vorrichtungen dieser Art sind an sich bekannt. Bei einer bewährten Ausführungsform sind unter sich parallele, als Elektroden dienende Leiter in einem Isoliermaterialkörper untergebracht, wobei benachbarte Leiter auf zwei verschiedenen Ebenen liegen und die tiefer liegenden und mit Sprühspitzen versehenen Leiter an Erdpotential gelegt sind, die höher liegenden dagegen mit einer Hochspannungsquelle verbindbar sind. Um einerseits die Gefahr der Leiterverschmutzung

-2-309881/0319

23Η00Ί

und dadurch die Neigung zu Kurzschlüssen zwischen den geerdeten und den an Hochspannung liegenden Elektroden zu vermeiden, und andererseits jegliche Berührungsgefahr mit den Hochspannungsleitern auszusehliessen, sind letztere bei einer bekannten Ausi'ührungsform fest in den Isoliermaterialkörper eingebettet.

Nachteilig an diesen bekannten Vorrichtungen ist indessen, dass die aus wirtschaftlichen Gründen relativ flach gehaltenen Isolierkörper die Tendenz besitzen können, sich in Längs- und Querrichtung infolge Temperaturspannungen zu verwinden. Dadurch ist ihre Baulänge beschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung der genannten Art vorzuschlagen, die ohne Verwindungsgefahr auf wirtschaftliche Weise praktisch beliebig lang gebaut werden kann, ohne dass dabei die Vorteile der eingangs erwähnten bekannten Vorrichtungen verloren gehen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Ladungen von Oberflächen schlecht leitender Materialien mit Hilfe einer elektrischen Sprühentladung zwischen unter sich parallelen länglichen Elektroden, die sich zwischen zwei seitlichen Haltegliedern erstrecken und von diesen gehalten sind, und wobei von zv/ei benachbarten Elektroden eine erste an Erdpotential und die zweite betriebsmässig an einem Hochspannungspotential liegt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die an Erdpotential liegenden Elektroden starre Leiterstäbe mit aus-309881/0319

23 U 001 - 3 -

geprägten Entladungsstellen sind und mit mindestens einem der beiden Halteglieder fest verbunden sind, dass die zweiten Elektroden Abschnitte eines zwischen den Haltegliedern mäanderförmig verlegten elektrischen Leiters sind, der mindestens in dem zu den ersten Elektroden parallelen Bereich eine den Leiter vollständig deckende Isolation besitzt, und dass der die zweiten Elektroden bildende Leiter mit Zentriermitteln zur Erzielung eines praktisch gleichbleibenden Abstandes gegenüber den ersten Elektroden und den genannten Oberflächen der zu behandelnden Materialien versehen ist.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung für die Behandlung flächiger Materialien wie Papier- oder Textilbahnen, in Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials gesehen,

Fig. 2 eine partielle Grundrissdarstellung der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung für die Behandlung stangen- oder röhrenförmiger Materialien von der Aussenseite her,

Fig. Jj und 5 konstruktive Details der Leiterelementbefestigung an seitlichen Halterungen der Vor-

309881/0319

ORIGINALINSPECTED

_ η _ 23 U

richtung nach Fig. 3 als Schnitte längs den Linien IV-IV und V-V, die aber sinngemäs auch für andere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung gelten, und

Fig. 6 eine Partialdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Behandlung röhrenförmiger oder zu einem Ummantelung3-körper geformter Materialien,, oder zur Behandlung von Bahnmaterial im Bereich einer z.B. als Umlenkmittel gestalteten erfindungsgemässen Vorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 eine Rahmenkonstruktion, die im speziellen Fall als U-förmiger Kanal gestaltet ist, wobei die Basisplatte 1' als Auflage- und Montageplatte verwendbar ist. Mit 2, 2¹ sind Halterungen bezeichnet, an welchen eine erste, mit Spitzen 3 versehene stabförmige Elektrode 4 eingesetzt, und eine zweite Elektrode 5 abgestützt ist. Zur Vermeidung von Deformationen infolge Längenausdehnungen der Elektroden 4 bei Rahmenkonstruktionen mit Basisplatten I¹ sind die Elektroden 4 zweckmässig nur einseitig starr angeschlossen, wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht. Dagegen ist es vorteilhaft, bei Fehlen der Basisplatte 1' durch beidseitiges starres Anschliessen der Elektroden 4 an den Halterungen 2, 2¹ einen relativ steifen, selbsttragenden Körper zu schaffen.

Die erste Elektrode 4 ist betriebsmässig ge-

309881/0319

23 HOOI

erdet und, sofern die Halterungen 2, 2' aus Metall bestehen, mit diesen elektrisch leitend verbunden. Als zweite Elektrode dient ein isolierter elektrischer Leiter, der mit einer nicht gezeigten Hochspannungsquelle verbunden ist, deren einer Pol geerdet ist und somit mit der ersten Elektrode 4 in Verbindung steht, während der andere, isolierte Pol mit der zweiten Elektrode verbunden ist. Damit der die zweite Elektrode 5 bildende elektrische Leiter auch bei TemperatürSchwankungen stets straff gespannt ist, um einen gleichbleibenden Abstand gegenüber den Spitzen der ersten Elektrode einerseits und gegenüber der Oberfläche des zu behandelnden Materials andererseits sicherzustellen, ist zweckmässig mindestens die eine seiner Abstützstellen an den sich gegenüberliegenden Halterungen 2, 2¹ mit einem Dehnungskompensationsglied versehen. In den Fig. 1 und 2 sind zu diesem Zweck beidseitig Druckfedern 6 vorgesehen,' die sich einerseits gegen eine Scheibe 7 auf der Aussenseite der Halterungen 2, 2^f, und andererseits gegen ein Kragenelement 8 auf der Elektrode 5 abstützen. Das Kragenelement 8 und auch die Scheibe 7» zumindest wenn metallische Halterungen 2, 2¹ vorgesehen sinci, bestehen aus Isoliermaterial. Im Falle von metallischen Halterungen 2, 2¹ ist es zweckmässig, zum Schutz der Leiterisolation auf der Elektro-

309881/0319

- 6 - . 23u:οι

de 5 eine Isoliermaterialhülse 9 zur Auskleidung der Elektrodendurchführung zu verwenden. Das Kragenelement 8 wird vorteilhaft so mit der Leiterisolation verbunden, dass bei einem allfälligen Bruch oder einer Beschädigung einer der Elektroden 5 nur gerade der bezügliche Leiterabschnitt instandgestellt werden muss.

Die Elektroden 5 sind wie gezeigt Teilstrecken eines mäanderförmig eingezogenen Einzelleiters, der sich über alle oder einen erheblichen Teil der Elektroden 5 der Vorrichtung erstreckt. Sie können aber auch in Serie geschaltete, mindestens in dem zu den Elektroden 4 parallelen Bereich oberflächenisolierte Leiterabschnitte sein, wobei das eine oder beide Enden des Leiterzuges mit dem isolierten Pol der Hochspannungsquelle verbunden ist.

Es versteht sich, dass erfindungsgemasse Vorrichtungen der Ausführungsform nach Fig. 1 in praktisch beliebiger Breite individuell an einer damit auszurüstenden Maschine oder Anlage aufgebaut werden können. Dabei ist es nicht unbedingt notwendig, dass sich die Halterungen 2, 2' in ungebrochener Linie vom einen zum anderen Ende der Vorrichtung erstrecken, indem die Längen benachbarter Elektroden leicht auch ungleich lang gewählt werden können. Auf die Basisplatte I¹ der gezeigten Rahmenkonstruktion 1 kann dort verzichtet v/erden,

309881/0319

ORIGINAL INSPECTED

23 U^r·01

v/o an der die Vorrichtung tragenden Maschine oder Anlage Elemente vorhanden sind, welche die Aufgabe der Basisplatte, d.h. die Aufnahme der Halterungen 2, 2' zu erfüllen geeignet sind.

Sofern die an sich beliebig breit gestaltbare Vorrichtung so breit gebaut werden muss, dass eine zuverlässige Parallelführung der Elektroden 4, 5 nicht mehr sichergestellt ist, können Zwischenabstützungen vorgesehen werden, welche mit der Basisplatte l^f oder einem hierfür geeigneten Maschinen- oder Anlageteil fest verbunden sind und zumindest im Bereich der Elektroden 4, 5 aus Isoliermaterial bestehen.

In Fig. 3 i^st eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer Qucrschnittsdarstellung gezeigt, welche sich zur Behandlung von stangen- oder rohrförmigen Materialien eignet. Die Fig. 3 zeigt einen ringförmigen Tragflansch ,21, dessen Durchgangsöffnung 22 den freien Durchtritt eines Werkstückes gestaltet. Auf dem Flansch 21, dem am gegenüberliegenden Ende der Vorrichtung ein im Prinzip gleichgestalteter Flansch gegenübersteht, sind in gleichmässiger Verteilung erste Elektroden 24 mit Entladungsspitzen 25 befestigt. Die beiden Flanschen 21 können zusammen mit den vorzugsweise stabförmigen Elektroden 24 einen stabilen käfigartigen Körper bilden, der durch geeignete

309881/0319

.8- 23U-I

(nicht gezeigte) Anschlussmittel an den Flanschen an einer mit der Vorrichtung auszurüstenden Maschine oder Anlage montierbar ist. Die stabförrnigen ersten Elektro den wirken dabei als Distanzierungsstä'be.

Zwischen den ersten Elektroden 24 und radial höchstens gleich weit von der Vorrichtunglängsachse entfernt sind zweite Elektroden 26 angeordnet. Sowohl die ersten als auch die zweiten Elektroden können, wie auch aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, gleich wie die bezüglichen Elektroden 4 und 5 gemäss den Fig. 1 und gestaltet sein. Die Elektroden 24 sind betriebsmassig geerdet und für den Fall, dass einer oder beide der Flanschen 21 aus Metall bestehen, durch diesen (diese) elektrisch parallel geschaltet. Die Elektroden 26 sind wiederum als isolierte elektrische Leiter gezeigt und werden beim Betrieb der Anlage mit dem isolierten Pol einer (nicht gezeigten) Hochspannungsquelle verbunden.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Schraubverbindung der Elektroden 24 mit einem der Flansche 21, und in Fig. 5 ist eine Durchführungsstelle eines als zweite Elektrode 26 dienenden elektrischen Leiters durch den Flansch 21 dargestellt. Unter der Voraussetzung, dass der Flansch 21 aus Metall besteht, ist eine aus Isoliermaterial gefertigte Futterhülse 27 in die Durchführungsbohrung des Flanschen gesteckt, die auf

309881 /031 9

• . ₉ _ 23 HCO

der Planschaussenseite in eine zweckmä'ssig ebenfalls aus Isoliermaterial bestehende Auflagescheibe 28 greift, auf welcher eine Druckfeder 29 abgestützt ist. Diese Druckfeder drängt ein bereits anhand der Fig. 1 und erwähntes Kragenelement 30 nach aussen, um den die zweite Elektrode 26 bildenden Leiter stets straff zu spannen und dadurch einen stets gleichbleibenden Abstand sowohl gegenüber den Nachbarelektroden 24 als auch gegenüber dem Werkstück 23 zu sichern.

Die Elektroden 26 sind _; gleich wie bezüglich der Fig. 1 und 2 erwähnt, Teilstrecken eines mäanderförmig eingezogenen kontinuierlichen Einzelleiters. Sie können aber auch in Serie geschaltete, mindestens in dem zu den Elektroden 24 parallelen Bereich oberflächenisolierte Leiterabschnitte sein, wobei das eine oder beide Enden des Leiterzuges mit dem isolier- * ten Pol der Hochspannungsquelle verbunden ist.

Die Vorrichtung nach den Fig. 3, 4 und 5 kann selbstverständlich axial beliebig lang gebaut werden, sofern das Problem der Stabilität gelöst v/erden kann. Zur

Sicherstellung der Parallelität zwischen den einzelnen Elektroden und gleicher Abstände gegenüber dem Werkstück können auch hier (nicht gezeigte) Zwischenabstützungen eingefügt werden.

Um die Gestaltungsmöglichkeiten der erfin-,

309881/0319

OBiOINAL INSPECTED

dungsgemässen Vorrichtung weiter, aber keineswegs abschliessend darzustellen, wird in Fig. 6 in einer Partialdarstellung eine Ausführungsform zur Behandlung röhrenförmiger oder zu einem wenigstens teilweise zylindrischen Urnmantelungskörper geformter Materialien gezeigt, die in entsprechender Ausgestaltung auch als stationäres oder langsam bewegtes Umlenkmlttel für eine Materialbahn verwendbar sein könnte. Es handelt sich gleich wie bei Fig. 3 um eine Querschnittsdarstellung, wobei mit 4l ein Abschnitt des zu behandelnden Materials, mit 42 eines der Tragglieder, das hier als Flanschring gezeigt ist, und mit 43 und 44 die ersten und die zweiten Elektroden bezeichnet sind, deren Aufbau und Befestigung gleich wie bezüglich den Ausführungsformen nach den Fig. 1, 2 und 3 £^e~ wählt sein kann.

30988 1/03 19

Claims

Patentansprüche:

Vorrichtung zur Ableitung elektrostatischer Ladungen von Oberflächen schlecht leitender Materialien mit Hilfe einer elektrischen Sprühentladung zwischen unter sich parallelen länglichen Elektroden, die sich zwischen zwei seitlichen Haltegliedern erstrecken und von diesen gehalten sind, wobei von zwei benachbarten Elektroden eine erste an Erd-r potential und die zweite betriebsmäßig an einem Hochspannungspotential liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die an Erdpotential liegenden Elektroden (4; 24;43) starre Leiterstäbe mit ausgeprägten Entladungsstellen sind und mit mindestens einem der beiden Halteglieder (2;21;42) fest verbunden sind, daß die zweiten Elektroden (5;26;44) Abschnitte eines zwischen den Haltegliedern mäanderförmig verlegten elektrischen Leiters sind, der mindestens in dem zu den ersten Elektroden parallelen Bereich eine den Leiter vollständig deckende Isolation besitzt, und daß der die zweiten Elektroden bildende Leiter mit Zentriermitteln zum Erzielen eines praktisch gleichbleibenden Abstandes gegenüber den ersten Elektroden umden genannten Oberflächen der zu behandelnden Materialien versehen =£=—

ORiGiNAL INSPECTED

ist.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder als Endplatten (21;42) gestaltet sind, zwischen welchen die ersten Elektroden (24;43)als Distanzstäbe starr angeordnet sind, um einen selbsttragenden Körper zu bilden.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriermittel für die zweiten Elektroden (5;26;44) mindestens an einem der Halteglieder (2,2';21;42) zwecks Kompensation von Längenänderungen vorgesehene Druckfedern (6;29) sind.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriermittel für die zweiten Elektroden (5;26;44) zusätzlich zwischen den Enden der Elektroden vorgesehene, aus Isoliermaterial bestehende Stützelemente (10) aufweisen.

3Q9881/0319

Leerseite