DE2659076A1

DE2659076A1 - Verfahren und vorrichtung zum elektrischen perforieren einer bewegten bahn

Info

Publication number: DE2659076A1
Application number: DE19762659076
Authority: DE
Inventors: Richard Hugo Martin
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1976-12-27
Publication date: 1977-08-04
Also published as: DK143097B; PH16034A; BR7607615A; DK9177A; FR2339471B1; NO144875B; NL172627C; AU1876676A; PH19302A; FR2339471A1; NZ182330A; LU76503A1; ES455316A1; ATA832876A; DE2659076C3; BE850916A; US4029938A; US4100396A; NL172627B; DE2659076B2

Description

- DIPL.-CHEM. DR: ELISABETH JUNG '

DIPL-PHYS. DR. JÖRGEN SCHIRDEWAHN teS^ms^ DR-ING. GERHARDSCHMITT-NILSON " teugramm-amesse: invent/uohchen PATENTANWÄLTE ~ " - V TELEX «SCM

._/. ... ^ " ..' - 2659076

u.Z.: L 237 M ' _· 27. Dezember 1975 -

OLINCORPORATION :^: "' ' ·' .' \ , - .

Pisgah' Forest, North Carolina, V.St. A. . ...

Verfahren und Vorrichtung zuni elektrischen Perforieren einer bewegten Bahn . -

Priorität: 2. Februar 1976 / V.St.A. - "

Anmelde-Nr.: 654 201 . - '

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Perforieren bewegter Bahnen aus Papier, Folienmaterial, insbesondere aus Kunststoff, und ähnlichen Materialien durch-intennittierende oder pulsierende elektrische Entladung und bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zum Perforieren von.Zigarettenpapier, bei der die Papierbahn durch den Spalt zwischen

einer elektrisch geladenen Elektrodeneinrichtung und einer geerdeten Elektrodeneinrichtung hindurchgezogen wird, wobei die Bahn durch intermittierende Bogenbildung bzw. Oberschlag zwischen den Elektroden während ihres Hindurchlaufs gelocht wird.

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Zum Herstellen von Perforationen in Papier und ähnlichem Bahninaterial mit Hilfe pulsierender elektrischer Entladungsind bereits zahlreiche Vorrichtungen entwickelt worden. Das Typische an solchen Vorrichtungen ist die Verwendung verschiedener Arten von Stift- oder Nadelanordnungen als Entladeelektroden in Kombination mit einem ortsfesten oder drehbaren Element als geerdeter Elektrode, wie es beispielsweise aus den US-Patentschriften 3 098 143, 3 348 022, 3 385 951, 3 475 591, 3 760 153, 3 783 und 3 862 396 hervorgeht. Alle diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß die Entladungselektrodenstifte zu rascher Qualitätsminderung durch Wärmeerosion tendieren wegen der starken Wärme, diebei.der Bogenentladung zwisdienden Stiften TOd der geerdeten Elektrode erzeugt wird. Durch diese Qualitätsverschlechterung wird der Spalt zwischen den Elektroden verändert und die Spitze der Stiftelektroden korrodiert und isoliert, was Fehlzündungen der Stifte'-verursacht, die zu einem ungleichmäßigen Lochen des Bahnmaterials führen. - .

Es sind auch andere Arten von Elektroden, z.B. im Abstand angeordnete Paare einander gegenüberliegender drehbarer Räder oder Scheiben verwendet worden, zwischen denen das BahnmateTial hindurchgeführt wird, wie die US-Patentschriften 2 372 508 und 3 167 641 zeigen. Diese Vorrichtungen haben zwar den Vorteil, daß sie periodisch-eine andere Oberfläche für die Funkenentladung zur Verfügung stellen und dadurch die thermische Erosion verringern; aber sie haben den Nachteil, daß die im Bahnmaterial erzeugten Perforationen von ungleichmäßiger Größe sind,

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weil der Überschlagspunkt zwischen den Elektroden nicht exakt festgelegt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es also, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrischen Perforieren von Bahnmaterial, wie Papier, Folie und dergleichen zu schaffen, bei denen die genannten Nachteile bekannter Vorrichtungen tunlichst vermieden sind und insbesondere eine Vorrichtung zum elektrischen Perforieren geschaffen wird, bei der der Überschlagspunkt zwischen der Entladungselektrode und der geerdeten Elektrode eng und exakt definiert und zugleich das Problem der Qualitätsminderung der Elektroden durch Wärmeeinflüsse auf ein Mindestmaß eingeschränkt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren zum Perforieren von Bahnmaterial durch elektrische Entladung vor, bei dem das. Bahnmaterial zwischen· im Abstand voneinander.angeordneten Entladungs- und geerdeten Elektroden hindurchgeführt wird, deren einander gegenüberliegende Flächen im rechten Winkel zu-" einander bewegt werden, und bei dem das Bahnmaterial durch inter—····■ mittierendes Entladen eines elektrischen Stroms zwischen den Elektroden und durch das Bahnmaterial hindurch perforiert wird.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und auch der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung zum elektrischen Perforieren von Bahnmaterial wie Papier, Folie und dergleichen in der Bahn kleinste Löcher in gleichmäßigen Abständen und von gleichmäßiger Größe gelocht werden.

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Zurlösung der d&r Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ferner eine Vorrichtung zum Perforieren einer bewegten Bate geschaffen, die eine Perförderanlage mit einer geladenen Elektrodeneinrlchtung, welche in Richtung parallel zur Bewegungsrichtung der Bahn drehbar und an eine intermittierende Hochspannungsquelle angeschlossen ist, eine geerdete Elektrode, die im Abstand von der geladenen Elektrodeneinrichtung angeordnet und rechtwinklig zur Umdrehungsrichtung der geladenen Elektrodeneinrichtung bewegbar Ist, sowie eine Einrichtung zum Ziehen einer Materialbahn zwischen der geladenen Elektrodeneinrichtung. und der geerdeten Elektrode . umfaßt,· wobei durch intermittierenden Oberschlag zwischen den Elektroden das B'annmateriäl perforiert, wird. Bei einem ·Ausführungsbeispiel ist die geerdete Elektrode ein dünnes endloses Band oder ein endloser Streifen- der mit einer Kante im Abstand zu der sich drehenden geladenen Elektrodeneinrichtung so angeordnet ist, daß •ein Spalt gebildet wird, durch den das Bahnmater.Ial gezogen wird. Gemäß einer Alternativlösung kann die geerdete Elektrode ein schmaler Draht sein, der In einer endlosen Schleife angeordnet ist oder von einer Vorratsquelle, kontinuierlich, abgezogen wird. Vorzugsweise weist die geladene Elektrodeneinrichtung eine Vielzahl drehbarer Scheiben von gleicher Abmessung auf, die im Abstand voneinander axial ausgerichtet sind. Die Bahn läuft über eine isolierte Oberfläche, die mit einer schmalen Aussparung versehen ist, in !welcher die geerdete Elektrode bewegt wird. Diese Elektrode wird über Bürsten oder andere herkömmliche Mittel geerdet, und die Oberfläche, auf der die Bahn bewegt wird, ist gegenüber Erde .isoliert, damit der Oberschlag allein zwischen den Umfangskanteη

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der geladenen Elektroden und der geerdeten Elektrode begrenzt ist, damit auf diese Weise ständig neue Entladiragsoberflächen sowohl an der geladenen als auch an der geerdeten Elektrode for den periodisch zwischen ihnen auftretenden Funken zur Verfügung stehen.

Jede der Entladungselektroden ist gesondert an eine intermittierende Höchspannungsquelle angesclilossen, z.B. an einen Hocfispanntingsimpulsgenerator, der in vorgewählten Intervallen ein Hochspannungspotential erzeugt. Bei dem bevorzugten Äusführtingsbeispiel entsteht also bei jedem Impuls des Generators ein Oberschlag zwischen der Kante jeder der sich drehenden scheibenförmigen Elektroden und der Kante der bewegten, geerdeten Bandelektrode, wodurch in der Bahn aus Flachmateriäl, die zwischen den Elektroden hindurchbewegt wird, die Lochung erzeugt wird. Ba im Moment jedes Hochspannungs impuls es -nur die Kanten der einander gegenüber lie- . .., genden Elektroden einander eng benachbart sind und sich rechtwink-.lig.zueinander bewegen, ist der auftretende Funke oder Oberschlag genau und eng begrenzt, so daß ein mehrfacher Überschlag durch die gleiche Perforation verhindert wird. Außerdem wird durch die Kombination der sich drehenden scheibenförmigen Elektroden mit einer bewegten, geerdeten Bandelektrode eine ständig erneuerungsfähige Oberfläche an beiden Elektroden an der Stelle zur Verfügung gestellt, an der der Überschlag erfolgt, wodurch die ifärmeerosion der einen oder anderen Elektrodenoberfläche auf ein Minimum eingeschränkt wird.

Mit der Erfindung wird also ein Verfahren und eine Vorrichtung zum -1 Berforieren einer bewegten Bahn, wie Papier» Folie

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und dergleichen geschaffen, bei denen die Bahn zwischen mindestens einer elektrisch geladenen Elektrode und einer geerdeten Elektrode in einer Perforieranlage'hindurchgeführt wird, wobei die geladene Elektrode ein Element aufweist, welches in Richtung parallel zur Bewegungsrichtung der Bahn drehbar und an eine intermittierende Hochspannungsquelle angeschlossen ist, und die geerdete Elektrode eine Einrichtung aufweist, die geeignet ist, in Richtung rechtwinklig zurOmdrehungsrichtung der geladenen Elektrode bewegt zu werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Aüsführungsbeispiel'noch näher erläutert« Es zei

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Gesamtvorrich-.tüng gemäß der'Erfindung, wobei aus Gründen der Klarheit einige Teile weggelassen und andere auseinandergezogen dargestellt sind;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Perforieranordnung mit' der Borstenanordnung, die im Abstand von den ' scheibenförmigen Elektroden dargestellt ist, um die Einzelheiten der Vorrichtung klar werden zu lassen;

Fig. 3 eine Draufsicht zur Darstellung des Verhältnisses der Doppelanordnung scheibenförmiger Elektroden zueinander und zu der geerdeten bandförmigen Elektrode;

Fig. 4 eine Stirnansicht der Perforieranordnung im Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3;

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Fig. 5 eine Draufsicht auf die geerdete bandförmige Elektrode und die isolierte Platte, über die die Bahn während des Perforierens bewegt wird;

Fig. 6 ein Schaltschema für einen Satz elektrisch geladener Scheiben, die an die Hochspannungsimpulsquelle angeschlossen sind.

In Fig. 1, die die Gesamtvorrichtung darstellt, wird eine Papierbahn von einer Vorratsrolle 12 über Leerlaufrollen 13, 14 und 15 durch die insgesamt mit 16 bezeichnete Perforieranordnung und dann über Leerlaufrollen 17, 18, 19 und 20 gezogen und .schließlich auf die Aufnahmerolle 21 aufgewickelt. Die Kraft, mit der die Bahn 11 von der Vofratsstelle zur ÄufwickeIsteile gezogen · wird, wird von einer hier nicht gezeigten herkömmlichen Antriebseinrichtung geliefert., die mit der Welle 22 der Aufnahmerolle 21 verbunden ist.

Bei der vergrößerten Ansicht der Perforieranordnung gemäß Fig. 2 wird die Bahn, die gelocht werden soll, durch den Spalt hindurch bewegt, der von zwei geladenen, sich drehenden Scheibenanordnungen, die insgesamt mit 23 und 24 bezeichnet sind, und von den beiden Abschnitten einer geerdeten Elektrode 25 in Form eines endlosen Bandes gebildet ist. Bei dem liier gezeigten Ausführungsbeispiel weist jede Scheibenanordnung 23 und 24 eine Reihe einzeln geladener Scheiben 26 auf, die in Sechsergruppen auf Wellen 27 und 28 angeordnet sind, welche an beiden Enden von Lagerblöcken 29 gehalten sind, die an Ständern bzw. Stützen 31 verschiebbar angebracht sind. Auf den Wellen 27 und 28 sind

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Riemenscheiben 32 bzw. 33 drehbar angebracht und durch einen Riemen 34 miteinander verbunden. Beide Scheibenanordnungen werden von einem gemeinsamen Antriebsmotor 35 über Riemenscheiben 36 und 37 mit Hilfe eines Antriebsriemens 38 angetrieben. Typische Antriebsgeschwindigkeiten können im Bereich von 25 bis 50 U/min liegen, und die Scheibenumdrehung kann entweder in Richtung der Bahnbewegung oder entgegengesetzt zur Bahnbewegungsrichtung erfolgen, obwohl die zuerst genannte Bewegungsrichtung bevorzugt wird. Die geerdete Elektrode 25 ist ein endloses Stahlband, \tfelches so angeordnet ist, daß es um Leitscheiben 39 und 41 läuft, die beide auf Platten 42 an den entgegengesetzten Enden der Basis bzw. Grundplatte 43 der Perforieranordnung drehbar angebracht und von ■ einem Motor 44. über eine· nicht gezeigte herkömmliche _y an· ein Ende einer Spindel oder Welle 45 angeschlossene Antriebsvorrichtung angetrieben werden. Das endlose Band wird mit einer Geschwindigkeit von o,5 bis 1 U/min (ader alternativ 1-5 U/min) in der einen oder anderen Richtung angetrieben. Die · . ' . Spannungseinstellung der geerdeten, bandförmigen Elektrode 25 erfolgt über eine gerändelte Schraube 46, die an ihrem anderen Ende am nicht, gezeigten Lagerblock angebracht ist, in vrelchem die Spindel 47 der Leitscheibe 39 sich dreht, wobei der Lagerblock und die Spindel in Führungsquerschlitzen in der Platte 42 beweglich angebracht sind. Die Perforieranordnung ist auf einem Stützrahmen angebracht. Unter der Basis 43 vorgesehene Führungsstangen 49a stehen mit entsprechenden Elementen am Stützrahmen 48 zur seitlichen Bewegung der Perforieranordnung in Eingriff, um die Lagebestimmung der Elektrodenanordnung im Verhältnis zur Bahn zu erleichtern. Die seitliche Einstellung erfolgt mit Hilfe einer Stellvorrichtung 50.

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Wie im einzelnen aus Fig. 4 hervorgeht, ist eine Vielzahl von Bürsten 49 vorgesehen, die jede scheibenförmige Elektrode einzeln mit Strom versorgen. Die Bürsten sind in Sätzen entsprechend den Scheibenelektrodengruppen angeordnet und auf einer Stütze angebracht, die aus einem zweckmäßigen elektrischen Isoliermaterial hergestellt ist, und beispielsweise als handelsübliche dielektrische Tafel an der Unterseite einer Platte 51 befestigt ist, die ihrerseits mit Hilfe von Schrauben 52 an den-Ständern 31 fest angebracht ist. Alle Bürsten sind im Verhältnis zueinander und zum Rahmen elektrisch isoliert. Jede Bürste ist einzeln mit Hilfe eines getrennten Zufuhrdrahtes 53 mit der intermittierend arbeitenden Hochspannungsquelle elektrisch verbunden. Aus Fig. 4 geht hervor, daß jede Bürste 49 einen Kontaktpunkt 54 · hat, der mit einer Scheibenelektrode in Eingriff steht. Vorzugsweise sind die Kontaktpunkte. 54 eine Silber-Graphit-Legierung, die auf eine Bürste aufgeschmolzen sind, die aus einer Kupfer-Beryll-Federmetallegierung hergestellt ist. Jede Bürste ist. an einem Bürstenblock 55 fest angebracht, der aus harzverleimtem Schichtstoff besteht, um elektrisch isolierend zu wirken. Die Blöcke 55 sind ihrerseits an einer Stütze angebracht,' die an der Platte 51 befestigt ist. Die Federspannung der Bürsten garantiert den Kontakt zwischen den Kontaktpunkten 54 und den Umfangsseiten der Scheiben 26. Die Zufuhrdrähte 53 sind mit den einzelnen Bürsten in Sätzen durch entsprechende Sätze von Stiftverbindungselementen 56 verbunden. So kann eine Einheit Bürsten, z.B. der in den Zeichnungen gezeigte Satz von sechs Bürsten zweckmäßig entfernt und ausgetauscht werden.

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Einzelheiten hinsichtlich der drehbaren Scheibenelektrodenanordnung 23 und 24 sowie der Bandelektrode 25 gehen aus den Figuren 3, 4 und S hervor. In jeder Scheibenanordnung sind die Scheiben 26 durch isolierende Abstandselemente 57 im Abstand voneinander gehalten. Auf jeder, der Wellen 27 und 28 ist eine mit der Welle einstückig ausgebildete, feste Endplatte 58 vorgesehen. Ein Ende einer hier nicht gezeigten keramischen Hülse, deren Länge den Scheiben und Abstandselementen entspricht, gleitet auf jede Welle 27 und 28 bis zur Anlage an der Stirnplatte 58, wo sie verklebt oder auf andere V/eise in ihrer Lage befestigt ist, um für eine elektrische Isolierung zwischen den Scheiben und den Wellen Z.U s.orgen. Die Abstandselemente 57 und. die Scheiben 26 sind abwechselnd in beliebiger Stellung auf de'r"keramischen Hülse -ange- " .· ordnet, wobei zwischen einzelnen Sätzen von Scheiben sowie am Ende der Anordnung zusätzliche Abstandselemente vorgesehen sind.. Um. die Anordnung aus Scheiben und Abstandselementen sicher auf den Wellen' zu halten," ist in bekannter Weise ein Kragen bzw. Ring und eine Sicherungsmutter .61 verwendet...Die Scheibenelektroden sind vorzugsweise aus Wolframblech oder schwedischem Messerstahl hergestellt und dann, verchromt; es. eignen sich aber auch andere stark elektrisch leitfähige Metalle, wie rostfreier Stahl. Alle Scheiben haben die gleiche Größe und weisen vorzugsweise messerartige Ränder auf. Die isolierenden Abstandselemente 57 können aus einem polymeren Kunstharz oder aus dem Harz-Glasfasermattenmaterial hergestellt sein, welches üblicherweise in der Elektronik zum Aufbau von Schaltungsplättchen verwendet wird. Die Scheiben sind also gegenüber einander durch die Abstandselemente und gegenüber · der Welle durch die keramische Hülle isoliert.

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Die räumliche Gestaltung der Elektroden in Form von Scheibenanordnungen und der geerdeten Bandelektrode geht gleichfalls aus Fig. 3, 4 und 5 hervor. Jede Scheibenanordnung ist über der Oberseite einer Erdungsplatte 62 hängend angebracht, wobei die Achse der Wellen 27 und 28 parallel zur Achse der bewegten Bandelektrode verläuft. Die scheibenförmigen Elektroden sind so ausgerichtet, daß die Wellenachse (bzw. die gedachte Linie zwischen den Scheibenmittelpunkten) unmittelbar oberhalb und mit Führungsschlitzen 63 für die Bandelektrode in der Erdungsplatte 62 ausgerichtet liegt. Darüber hinaus ist die Scheibenanordnung 23 im Verhältnis zur Scheibenanordnung 24 so angeordnet, daß die Ränder einzelner Scheiben der einen Anordnung-am Mittelpunkt zwischen den Rändern der Scheiben der anderen Anordnung liegen. Auf diese Weise liegen verschiedene Bereiche der Bahn zum Lochen zwischen der Bandelektrode .und der Scheibenanordnung ;23 frei als zwischen· der Bandelektrode und der Scheibenanordnung 24. Die Vorrichtung ist jedoch in jedem Fäll funktionsfähig, gleichgültig ob die Scheiben der" Anordnungen versetzt oder miteinander ausgerichtet angeordnet sind. Im zuletzt genannten Fall besteht jedoch die Tendenz, daß die L'ochüngen in der Bahn überlappen oder einen unregelmäßigen Abstand voneinander haben.

Der Spalt 64 zwischen den Rändern der scheibenförmigen Elektroden und der Kante der bewegten bandförmigen Elektrode ist mit Mikrometerschrauben bzw. Feinstellschrauben 65 verstellbar, die über Stangen 66 mit den Lagerblöcken 29 verbunden sind, wodurch die eine oder andere Scheibenanordnung nach Wunsch angehoben oder abgesenkt werden kann. Vorzugsweise ist der Spalt 64 auf einen

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Bereich von 0,254 bis 0,762 mm (0,010 bis 0,030") eingestellt, und zwar je nachdem der Scheibe von der Hochspannungsquelle zugeführten Strom sowie der gewünschten Lochgröße in der zu perforierenden Bahn. Am meisten bevorzugt wird die Einstellung des Spaltes auf ca. 0,508 mm (0,020").

Die endlose Bandelektrode 25 läuft um die zwei Leitscheiben 39 und 41, die an den beiden Enden der mit Schlitz versehenen Erdungsplatte 62 angeordnet sind. Einander gegenüberliegende Abschnitte der bandförmigen Elektrode 25 laufen in den beiden Schlitzen 63 in der Erdungsplatte 62. In regelmäßigen Abständen sind in der Vorder- und Hinterkante der Erdungsplatte 62 mehrere Bürsten'67 aus einer Silber-Graphit-Legierung vorgesehen, die /von· ' einer Seite in den Schlitz 63 hineinragen und mit dem bewegten ,Band in Berührung treten, um.eine positive Erdung des Bandes mit der Erdungsplatte 62 und angemessene Stromlademöglichkeiten zu gewährleisten: Beide Abschnitte der Bandelektrode sind· soweit in den Schlitzen 63 aufgenommen, daß die zu perforierende Bahn nicht mit den Abschnitten in Berührung kommt, wenn sie über die Schlitze hinwegbettegt wird*--Die Oberseite der Erdungsplatte 62 ist mit einem dünnen keramischen Überzug 68 versehen, der die elektrische Isolierung für die Plattenoberfläche liefert und gewährleistet, daß die elektrische Entladung der scheibenförmigen Elektroden nur an der freiliegenden Kante der bewegten Bandelektrode erfolgt. Der keramische Überzug schafft außerdem eine glatte, ebene Oberfläche zur Berührung mit der Bahn, wenn diese beim Lochen zwischen den scheibenförmigen und der bandförmigen Elektrode hindurchbewegt wird,

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Fig. 6 ist eine sehematische Darstellung der Schaltung zum Anschluß eines Satzes von sechs Scheibenelektroden an die Hochspannungsimpulsquelle und zum Erden der endlosen Bandelektrode. Die Schaltung umfaßt parallele Widerstände 69 in Reihe mit den einzelnen Scheibenelektroden zum Koppeln der Spannungsquelle an jede Scheibe, wodurch die notwendige Strombegrenzung und Widerstandsanpassung bewirkt wird, die gewährleistet, daß alle Elektroden gleichzeitig über den Spalt 64 hinweg zünden. Anstelle der Widerstände können auch andere Stromimpedanzmittel, beispielsweise Kondensatoren oder Spulen verwendet werden. Irgendeine Art elektrischer Impedanz ist wünschenswert, denn sonst erreicht die Elektrode, die den dichtesten Spalt oder den geringsten Widerstand·gegenüber der geerdeten Elektrode hat, Entladungspotential und leitet mit maximalem Strom, wenn der Hqchspannungsimpuls über die parallelen Elektroden-hinweg ansteigt, so daß ein geringerer als der angemessene Spannungsabfall über die anderen Elektrödenspalte hinweg"verursacht und deren Entladung verhindert wird. Bei in Reihe angeordneter Widerstands- oder induktiver Impedanz im Schaltkreis erhält jede der scheibenförmigen Elektroden die gleiche Spannung und den gleichen Zündstrom, wodurch es möglich ist, daß alle Elektroden im wesentlichen gleichzeitig entladen und leiten bzw. einen Oberschlag bilden. Eine typische Hochspannungsquelle, wie ein starker Leistungsimpulsgenerator liefert eine Amplitude von 2,5 bis 25 kV, eine Impulsbreite von 5 bis 300 Mikrosekunden bei einer Frequenz von 0 bis 10 kHz, einen Strom von 50 bis 150 mA pro Scheibenelektrode und ein daraus resultierendes Tastverhältnis von bis zu 301. Wenn ein Leistungsimpulsgenerator als Hochspannungsquelle eingesetzt ist,

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schaltet der Generator rasch einen Hochspannungsstrom in einer Impulsleitfolge, wodurch ein rascher aufeinander folgender Oberschlag zwischen der Entladungs- und der geerdeten Elektrode zum Perforieren der Bahn erzeugt wird. Gemäß einer Alternativlösung . kann die Oberschlagssteuerung und ^quelle auch von Wechselstromgeneratoren, Gleichstrommodulatoren oder mechanischen Schaltern entnommen werden.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Entladungspunkt zwischen den sich drehenden scheibenförmigen Elektroden und der bewegten endlosen Bandelektrode tatsächlich die messerartige Kante der einander gegenüberliegenden Elektroden. Da ■ die beiden-einander gegenüberliegenden Elektroden rechtwinklig, zu'-.· einander bewegt werden und nur ihre Kanten sich kreuzen, ist der • durch jeden Impuls der Hochspannungsquelle erzeugte Oberschlag exakt und eng eingegrenzt. Dies ermöglicht die Herstellung sehr gleichmäßiger, kleiner, in gleichen Abständen liegender Lochungen in einer Bahn, beispielsweise Papier, welches zwischen den Elektroden hindurchgezogen wird. Da sowohl die Entladungs- als auch die geerdete Elektrode bewegt wird, werden ständig neue Entladungsoberflächen geboten, wodurch die thermische Erosion der einen oder anderen Elektrodenoberfläche auf ein Minimum eingeschränkt wird. Es sind hier zwei rotierende Scheibenanordnungen dargestellt, aber es braucht nur eine verwendet zu werden. Der Vorteil der Verwendung von zwei Scheibenanordnungen besteht darin, daß beide Abschnitte der bewegten bandförmigen geerdeten Elektrode ausgenutzt werden können und gleichzeitig eine größere Anzahl von Löchern im Papier hergestellt werden kann, wenn die Scheiben der

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einen Anordnung gegenüber denen der anderen versetzt sind. Es kann, eine beliebige Anzahl von Scheiben verwendet werden, gleichgültig ob eine oder zwei Anordnungen vorgesehen sind, und die Scheiben können über die gesamte Länge der Anordnung gleichmäßig im Abstand voneinander oder in Sätzen angeordnet sein, wie es in den Zeichnungen dargestellt ist. Das hängt von dem Lochungsgrad und von dem gewünschten Muster ab. Außerdem sind die Scheibenanordnungen und die dazugehörigen Vorrichtungen zur Bearbeitung unterschiedlicher Breiten und Dicken an zu lochendem Bahnmaterial ohne weiteres verstellbar. Anstelle der Elektrode in Form eines endlosen Bandes kann auch ein feiner Draht verwendet werden, der rechtwinklig zur Umdrehungsrichtung der Scheiben straff gespannt ist und als· geerdete' Elektrode -dient". Er kann entweder als geschlos-; sene Schleife verwendet werden oder von einer Seite der Scheibenelektrodenanordnung zur anderen von einer Spule, abgezogen werden.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die Er- · · findung ein einmaliges Verfahren und eine Vorrichtung zum Perforieren von Bahnen aus Papier, Folie und dergleichen schafft, wie sie bisher nicht zur Verfügung standen.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

Verfahren zum Perforieren von Bahnmaterial durch elektrische

Entladung, indem das Bahnmaterial zwischen im Abstand voneinander liegenden Entladungs- und geerdeten Elektroden hindurchbewegt wird und das Bahnmaterial durch intermittierende Entladung eines elektrischen Stroms zwischen den Elektroden und durch das Bahnmaterial hindurch gelocht wird,

dadurch gekennzeichnet , daß die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Entladungs- und geerdeten Elektroden rechtwinklig zueinander bewegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß als Entladungselektrode eine um ihre Achse drehbare'Scheibe'verwendet wird.'

.3. Verfahren nach Anspruch -1 oder 2., . . .

dadurch gekennzeichnet , daß als geerdete Elektrode ein schmales Band verwendet wird. ' · .- ·· · -

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet , daß als geerdete Elektrode·· ein Draht verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet , daß Oberflächen mit messerartigen Kanten an den Elektroden verwendet werden.

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6. Verfahren zum Perforieren von Zigarettenpapier durch elektrische Entladung,

dadurch gekennzeichnet, daß das Zigarettenpapier zwischen im Abstand voneinander angeordneten Entladungs- und geerdeten Elektroden hindurchgeführt wird, daß Oberflächen der Elektroden rechtwinklig zueinander bewegt werden, daß dabei als die Entladungselektroden eine Vielzahl drehbarer Scheiben mit gleichem Durchmesser und messerartigen Kanten verwendet wird, die im Abstand voneinander axial ausgerichtet sind, und daß als die geerdete Elektrode ein schmales, endloses, axial bewegtes Element verwendet wird, welches in ümfangsrichtung im Abstand von den Scheiben und axial mit ihnen ausgerichtet angeordnet wird, derart, .daß das Zigarettenpapier durch !intermittierendes . Entladen eines elektrischen Stroms zwischen den Kanten jeder der Scheiben und dem axial bewegten Element durch das Papier hindurch gelocht wird." ' '' -.-... -

7. Vorrichtung zum Perforieren einer bewegten Materi"altahn · ■

durch elektrische Entladung,

gekennzeichnet durch eine geladene Elektrodeneinrichtung (23, 24), die drehbar angebracht ist, eine geerdete Elektrodeneinrichtung (25), die rechtwinklig zur Umdrehungsrichtung der geladenen Elektrodeneinrichtung bewegbar, konzentrisch im Abstand und in unmittelbarer Nähe zu ihr so angeordnet ist, daß ein schmaler Spalt zwischen den Elektroden geschaffen ist, eine Einrichtung zum Vorwärtsbewegen der zu lochenden Materialbahn (11) durch den Spalt (64) zwischen den Elektroden, und eine Hochspannungsquelle, die mit der geladenen Elektrodeneinrichtung und der geerdeten Elektrodeneinrichtung verbunden ist und inter-

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mittierende Lichtbogenentladungen über don Spalt zwischen den Elektrodeneinrichtungen zum Perforieren des Bahnmaterials auf seinem Weg durch den Spalt zwischen den Elektroden liefert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennz e i chne t, daß die geladene Elektrodeneinrichtung eine Vielzahl dünner Scheiben (26) von gleichem Durchmesser aufweist, die axial ausgerichtet im Abstand voneinander angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch g e k e η η ζ e ich η e.t ',daß die. geerdete Elektrodeneinriehtung (25) ein schmales Band ist, dessen eine Kante dem Umfang der geladenen Elektrodeneinrichtung (23, 24) näher angeordnet ist als die andexe. . .·.··■-.■

10. Vorrichtung.nach Anspruch 7 oder 8, .

dadurch gekennzeichnet , daß die geerdete Elektrodeneinrichtung ein Draht ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet , daß das schmale Band eine geschlossene Schleife ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet , daß der Draht eine geschlossene Schleife ist.

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13. Vorrichtung zum Perforieren einer bewegten Papierbahn durch elektrische Entladung,

gekennzeichnet durch eine Vielzahl dünner Scheiben (26) von gleichem Durchmesser, die drehbar und axial ausgerichtet im Abstand voneinander angeordnet sind, eine Einrichtung (35) zum Drehen der Scheiben, ein kontinuierliches schmales Element (25), welches rechtwinklig zur Umdrehungsrichtung der Scheiben axial bewegbar und konzentrisch im Abstand in unmittelbarer Nähe der Scheiben angeordnet ist und einen Spalt (64) mit den Scheiben bildet, eine Einrichtung zum Vorwärtsbewegen der Papierbahn durch den Spalt, eine pulsierende Hochspannungsquelle, die mit jeder der Scheiben verbunden ist und den Scheiben intermittierende Entladungen und. damit einhergehende Überschläge .über den Spalt zwischen den Scheiben und dem Element (25) liefert, wobei die bewegte Papierbahn auf ihrem Weg durch den Spalt gelocht wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet , daß'das kontinuierliche schmale Element ein dünnes Band ist, dessen eine Kante dem Umfang der Scheiben näher angeordnet ist als die andere.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet , daß das kontinuierliche schmale Element ein Draht ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15,

dadurch gekennzeichnet , daß die Scheiben in mindestens zwei im Abstand voneinander liegenden Anordnungen (23, 24) oder Gruppen

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vorgesehen sind, die parallel zueinander längs der Scheibenmitten ausgerichtet sind. .

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheiben jeder Anordnung gegenüber den Scheiben der anderen Anordnung axial, versetzt sind.

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