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Title:
ACTIVE DISCHARGE ELECTRODE FOR MINIMIZING POSITIVE AND/OR NEGATIVE CHARGES ON MOVING MATERIAL WEBS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/042166
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns an active discharge electrode (5) for minimizing positive and/or negative charges on moving material webs. The active discharge electrode (5) comprises a plurality of needle-shaped individual electrodes (8) which are disposed mutually parallel and can be connected to a high-voltage source, preferably a high-voltage transformer. The active discharge electrode (5) further comprises at least one earthing conductor (11) extending at right angles to and along the plurality of individual electrodes (8).

Inventors:
HAHNE ERNST AUGUST (CH)
KNOPF FRANZ (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/001382
Publication Date:
September 24, 1998
Filing Date:
March 10, 1998
Export Citation:
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Assignee:
ELTEX ELEKTROSTATIK GMBH (DE)
HAHNE ERNST AUGUST (CH)
KNOPF FRANZ (DE)
International Classes:
H01T19/04; H05F3/04; B41F23/00; (IPC1-7): H05F3/04; B41F3/00; H01T19/04; B41F23/00
Foreign References:
GB2114377A1983-08-17
US4042971A1977-08-16
DE19520260A11996-04-25
DE2713334A11978-09-28
US4835808A1989-06-06
CH574176A51976-03-31
Other References:
See also references of EP 0968628A1
Attorney, Agent or Firm:
S�ger, Manfred (St. Gallen, CH)
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Claims:
A N S P R Ü C H E
1. Aktive Entladeelektrode (5) zum Minimieren von positiven und/oder negativen Ladungen auf bewegten Materialbahnen mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten nadelförmigen Einzelelektroden (8), die an eine Hochspannungsquelle, vorzugsweise einen Hochspannungstransformator anschliessbar sind, und mit zumindest einem rechtwinklig zu und längs der Vielzahl der Einzelelektroden (8) verlaufenden Erdleiter (11), dadurch gekennzeichnet dass eine einzige Reihe der Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Einzelelektroden (8) vorgesehen ist und dass der Erdleiter (11) vollständig von einem elektrischen Isolator (12) umgeben ist.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdleiter in dem elektrischen Isolator (12) eingebettet ist.
3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Reihe der Vielzahl von Einzelelektroden (8) in einer Ebene (9) liegt.
4. Elektrode nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, dass 2 parallel zueinander und beiderseits der Reihe der Vielzahl von Einzelelektroden (8) angeordneten Erdleiter (11) vorgesehen sind.
5. Elekrode nach einem der Ansprüche 14 dadurch gekennzeichnet, dass jeder Erdleiter (11) im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist.
6. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdleiter (11) als Draht ausgebildet ist.
7. Elektrode nach einem der Ansprüche 16, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einzelelektrode (8) über einen ohmischen Widerstand (10) an die Hochspannungsquelle anschliessbar ist.
8. Elekrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ohmische Widerstand 250 Megaohm beträgt.
9. Elektrode nach einem der Ansprüche 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Spitzen der Einzelelektroden (8) zwischen 1 und 2, vorzugsweise bei 1,5 cm liegt.
10. Elektrode nach einem der Ansprüche 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden an eine bezüglich Erde symmetrische Hochspannungswechselstromquelle anlegbar sind.
Description:
Aktive Entladeelektrode zum Minimieren von positiven und/ oder negativen Laduncren auf bewecrten Materialbahnen Die Erfindung betrifft eine aktive Entladeelektrode gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Entladeelektroden sind als passive Entladeelektroden in Form von geerdeten Spitzen oder Zungen in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Darüber hinaus gibt es noch sogenannte aktive Entladeelektroden, die an eine Hochspannungs-Wechselstromquelle anschliessbar sind. Sie dienen zum Entladen oder Beseitigen der positiven und/ oder negativen Ladung auf der Oberfläche von vorzugsweise schnellbewegten Materialbahnen, wie sie beispielsweise beim Tiefdruck vorhanden sind.

Zumeist weisen diese bekannten aktiven Entladeelektroden zumindest mehrere parallel zueinander angeordnete Reihen von nadelförmigen Einzelelektroden auf, die innerhalb einer Reihe parallel zueinander mit einer Spitze an ihrem freien Ende versehen angeordnet und an eine Hochspannungsquelle anschliessbar sind. Längs einer Reihe von Elektroden, vorzugsweise parallel dazu ist zumindest ein Erdleiter angeordnet.

Die Ueberprüfung solcher bekannter aktiver Entladeelektroden hat ergeben, dass der Wirkungsgrad beim Entladen relativ schlecht ist und noch eine relativ hohe Restaufladung auf der Materialbahn, insbesondere bei schnelllaufenden Materialbahnen von grösser als 2-3 Meter /s belässt. Dasselbe gilt bei Kunststoffen mit geschlossenen Oberflächen z. B. Polymerfolien wie Polycarbonat oder Polyester mit einer Durchschlagsspannung von grösser als 4000 Volt und einem Oberflächenwiderstand von grösser als 10 hoch 14 Ohm und einem spezifischen Durchgangswiderstand von 10 hoch 14 Ohm x cm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine aktive Entladeelektrode gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so auszubilden, dass eine grösstmögliche Ladung bei schnelllaufenden Materialbahnen und bei den vorstehend genannten Kunststoffen, bei denen sich eine Ladungsdoppelschicht ausbilden kann, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Entladeelektrode gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäss durch dessen kennzeichnende Merkmale in überraschend einfacher Weise gelöst.

Es hat sich herausgestellt, dass merkwürdigerweise bei Einsatz einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Reihen mit nadelförmigen Einzelelektroden das Ergebnis der Entladung nicht etwa verbessert, sondern im Gegenteil sogar verschlechtert wird. Es hat sich nach Lehre der Erfindung gezeigt, dass eine einzige Reihe von Einzelelektroden die besten Ergebnisse zeitigt. Ferner hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass der Wirkungsgrad nochmals dadurch verbessert wird, wenn der Erdleiter vollständig von einem elektrischen Isolator umgeben ist.

Dann lässt sich selbst bei schnelllaufenden Materialbahnen mit einer Geschwindigkeit in der Grössenordnung von grösser 10m/s eine höchstmögliche Entladung erzielen. Bei der erfindungsgemässen Elektrode ergibt sich überdies der Vorteil bei einem Ausfall des Netzes, dass die Reihe von Einzelelektroden als passive Entladeelektroden wirken, sodass zumindest ein Minimum an Funktionsfähigkeit trotz Netzausfall erhalten bleibt. Dieser Effekt stellt sich wiederum überraschenderweise dann nicht ein, wenn die Anschlüsse zwischen Erdleiter und Einzelelektroden vertauscht werden, also der Erdleiter an die Hochspannungswechselstromquelle und die nadelförmigen Einzelelektroden an Erde festgelegt werden. Erfindungsgemäß werden die Einzelelektroden an eine bezüglich der Erde symmetrische Spannung der Hochspannungswechselstromquelle angelegt.

Zweckmässige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Insbesondere zeichnet sich bei Einsatz von 2 parallel zueinander und beiderseits der Reihe von Einzelelektroden vorgesehenen Erdleitern eine Erhöhung des Wirkungsgrades, also eine bessere Entladung ab.

Wenn darüber hinaus jede Einzelelektrode über einen ohmischen Widerstand an die Hochspannungsquelle angeschlossen wird, so ergibt sich zugleich ein wirksamer Berührungsschutz, der einen schematischen Querschnitt durch eine aktive Entladeelektrode gemäss der Erfindung zeigt.

Die insgesamt mit 5 bezeichnete Entladeelektrode weist ein Profil 6 auf, das an seiner Rückseite eine Einhängenut 7 zum Befestigen der Elektrode aufweist.

Sie ist mit einer einzigen Reihe von zueinander parallel angeordneten nadelförmigen Einzelelektroden 8 versehen, deren freie Enden mit Bezug auf die Befestigungsnut 7 entgegengesetzten Seite angeordnet sind. Die Reihe von Einzelelektroden liegen in einer Ebene 9, die schematisch in der Zeichnung angedeutet ist. Ferner ist jede Einzelelektrode 8 über einen ohmischen Widerstand 10 an die -nicht gezeichnete-Hochspannungsquelle anschliessbar, die eine Wechselspannungsquelle darstellt.

Ferner sind beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel 2 parallel zueinander und beiderseits der Reihe von Einzelelektroden 8 angeordnete Erdleiter 11 vorgesehen, die im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sind und beispielsweise als Draht ausgebildet sein können. Diese beiden Erdleiter verlaufen rechtwinklig zu der Erstreckung jeder Einzelelektrode 8 und parallel zu der Ebene 9, in denen die Einzelelektroden einer Reihe angeordnet sind.

Jeder Leiter ist hierbei von einem elektrischen Isolator 12 umgeben.