DE1203969B

DE1203969B - Einrichtung zur Halterung eines blattfoermigen Materials durch elektrostatische Anziehungskraefte

Info

Publication number: DE1203969B
Application number: DEM62101A
Authority: DE
Inventors: Frank H Beardsley
Original assignee: F L MOSELEY CO
Current assignee: F L MOSELEY CO
Priority date: 1963-08-16
Filing date: 1964-08-13
Publication date: 1965-10-28

Description

Einrichtung zur Halterung eines blattförmigen Materials durch elektrostatische Anziehungskräfte Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Halterung eines blattförmigen Materials an einer Unterlagefläche durch elektrostatische Anziehungskräfte, mit zwei auf verschiedenem Potential liegenden Elektroden.
Die zwischen zwei auf verschiedenem elektrischem Potential herrschenden Anziehungskräfte sind schon auf die verschiedenste Weise technisch nutzbar gemacht worden. Es sind z. B. elektrostatisch arbeitende Kupplungen zwischen zwei in Bezug aufeinander beweglichen Teilen bekannt, von denen mindestens eines aus einem elektrisch schlecht leitenden Material besteht. Die in bezug aufeinander beweglichen Teile werden an die Pole einer Gleich- oder Wechselspannungsquelle geschaltet. Die Größe der zwischen den beiden Teilen wirksamen Kräfte hängt dabei unter anderem von der Höhe der angelegten Spannung ab.
Anordnungen dieser Art, bei welchem das eine Teil aus einem drehbaren Zylinder und das andere Teil aus einem den Zylinder teilweise umschlingenden Band bestehen, sind insbesondere auch zur Schallwiedergabe verwendet worden.
Es ist ferner bei Drehspulmeßgeräten bekannt, am Zeiger eine elektrisch anschließbare, leitende Platte anzubringen, die einer segmentförmigen Gegenelektrode gegenübersteht. Um die Anzeige zu einem bestimmten Zeitpunkt zu fixieren, wird zwischen die am Zeiger befestigte Platte und die segmentförmige Gegenelektrode eine Spannung gelegt, so daß die Platte vom Segment angezogen und der Zeiger arretiert wird. In den die Platte und die segmentförmige Gegenelektrode enthaltenden Stromkreis ist ein Strombegrenzungswiderstand geschaltet. Die das elektrostatische Feld erzeugende Gleichspannung wird durch Gleichrichten einer Wechselspannung erzeugt.
Es ist ferner eine Transporteinrichtung zum Auswerten von Wettscheinen u. dgl. bekannt, bei welcher die auszuwertenden Wettscheine durch Aufladen einer scheiben-, walzen- oder bandförmigen Unterlage mit statischer Elektrizität glatt festgehalten werden sollen. Über die Art und Weise, wie diese Aufladung bewerkstelligt werden soll, ist nichts näheres gesagt. Es ist jedoch seit langem bekannt, daß isolierende Körper, z. B. aus Glas oder Hartgummi, durch Reiben mit einem Fell u. a. m. elektrostatisch aufgeladen werden können.
Die obenerwähnten bekannten Einrichtungen eignen sich nicht zur Halterung eines blattförmigen Materials an einer Unterlagefläche, wenn besondere Anforderungen an die Bedienungssicherheit, Bequemlichkeit und Güte der Halterung gestellt werden.
Es ist nämlich nicht möglich, wie bei den zuerst er- wähnten bekannten Einrichtungen, das blattförmige Material direkt an eine Elektrode anzuschließen, ohne daß die Gefahr von Unfällen durch Berührung von auf hoher elektrischer Spannung liegenden Teilen heraufbeschworen wird. Bei größeren Abmessungen des blattförmigen Materials, das unter Umständen elektrisch sehr schlecht leitet, wäre auch eine einwandfreie Halterung in einem von den Anschlüssen entfernten Bereich nicht mehr gewährleistet.
Eine elektrostatische Aufladung der Unterlagefläche durch Reiben oder eine Koronaentladung, wie sie beispielsweise bei elektrostatischen Druckverfahren bekannt ist, ist umständlich und nicht für beliebig lange Zeiten wirksam.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Einrichtung zur Halterung eines blattförmigen Materials an einer Unterlagefläche durch elektrostatische Anziehungskräfte mit zwei auf verschiedenem Potential liegenden Elektroden angegeben, die diese Nachteile vermeidet.
Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß eine einwandfreie Halterung des blattförmigen Materials an der Unterlagefläche auch dann möglich ist, wenn das die Unterlagefläche bildende Bauteil mindestens eine völlig in die Unterlagefläche eingebettete Elektrode enthält. Erfindungsgemäß bestehen die Elektroden aus zwei Gruppen von völlig in die Unterlagefläche eingebetteten Leitern.
Die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellt dar Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines typischen Registriergerätes, bei dem die Erfindung zur Anwendung kommen kann, F i g. 2 eine schematische Darstellung einer speziellen Ausführungsform der Erfindung, die teilweise als Blockschaltbild und teilweise als Draufsicht, bei der Teile einer isolierenden Unterlagefläche weggebrochen sind, gehalten ist, Fig.3 eine Schnittansicht eines Teiles der in F i g. 2 dargestellten Anordnung in einer Ebene 3-3, Fig.4 eine typische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Unterlagefläche und Gitteranordnung, die bei der Erfindung Verwendung finden können und Fig. 5 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein Registriergerät 10 in Form eines Koordinatenschreibers, das eine Schreibfeder 12 enthält, die auf einer Brücke 13 montiert und von dieser getragen ist. Die Feder 12 ist mit ihrer Halterung 11 in Richtung der einen Koordinate längs der Brücke 11 beweglich, während die Brücke selbst in Richtung der anderen Koordinate über die Aufzeichnungsfläche des Registriergerätes wandern kann. Die Feder 11 kann also unter Steuerung durch dem Gerät zugeführte elektrische Eingangssignale an jede beliebige Stelle der Aufzeichnungsfläche gebracht werden und schreibt dabei entsprechende Kurven u. dgl. auf einen Aufzeichnungsträger 14, z. B. ein Papierblatt, der sich auf der Aufzeichnungsfläche befindet. Damit die Aufzeichnung eine exakte Wiedergabe der Eingangssignale darstellt, ist es unbedingt erforderlich, daß das Papier 14 während der Aufzeichnung ganz glatt und fest gehalten wird.
Bei der in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung besteht der den Aufzeichnungsträger 14 tragende Tisch 20 des Registriergerätes 10 aus einer praktisch ebenen Fläche, die eine Anzahl von Leitern 22, 24 enthält. Die Leiter 22 der einen Gruppe liegen jeweils zwischen den Leitern 24 der anderen Gruppe, und die Leiter der beiden Gruppen, sind an gegenüberliegenden Enden jeweils an einen gemeinsamen Leiter 26 bzw. 28 angeschlossen. Die gemeinsamen Leiter 26, 28 führen über einen Schalter 31 und einen Widerstand32 zu Klemmen einer Spannungsquelle 30. Die Spannungsquelle kann entweder eine Wechselspannung oder eine Gleichspannung liefern; bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung war die Spannungsquelle 30 für eine Gleichspannung von 2000 Volt ausgelegt, und der Widerstand 32, der den Innenwiderstand der Spannungsquelle 30 darstellt, lag in der Größenordnung von 10 Megohm.
Bei Inbetriebnahme des Registriergerätes 10 wird ein Blatt Registrierpapier in die gewünschte Lage auf den Tisch 20 gebracht. Der Schalter 31 wird dann geschlossen, und das Papier 14 lädt sich dann automatisch durch die Potentialdifferenz auf, die durch die Spannungsquelle 30 erzeugt wird und zwischen den beiden Leitergruppen 22, 24 herrscht. Das Papier 14 wird dann fest in seiner Lage gehalten, solange der Schalter 31 geschlossen ist, und wegen der Fähigkeit des Papiers, eine Ladung aufrechtzuerhalten, und wegen der isolierenden Folie oder Fläche des Tisches 20 wird das Papier 14 sogar noch eine gewisse Zeit nach dem Abschalten der Spannungsquelle 30 durch Öffnen des Schalters 31 auf dem Tisch fest- gehalten. Das Papier 14 läßt sich jedoch bequem vom Tisch 20 abnehmen, auch wenn der Stromkreis noch geschlossen ist, indem man eine Ecke des Papiers anhebt und es dann vom Tisch 20 abschält.
Fig.3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teiles der in F i g. 2 dargestellten Unterlagefläche 20 in einer Ebene3-3. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können die Leiter durch Ätzen einer aus Kupfer oder einem anderen leitenden Material bestehenden Folie, die an einer Basisschicht33 befestigt worden war, hergestellt werden. Nach dem Ätzen, bei dem die unerwünschten Teile der leitenden Folie entfernt und die dargestellte Leiteranordnung gebildet werden, wird eine dünne Folie 32 aus einem geeigneten Isoliermaterial, wie Fiberglas, deren Dicke wenige 25 um betragen kann, über die Basisschicht33 und die geätzten Leiter 22, 24 gebracht und dient als Schutzschicht für die ganze Anordnung.
Fig. 4 zeigt eine andere Anordnung, die ein Leitergitter bildet und im Tisch 20, der in F i g. 2 dargestellten Anordnung verwendet werden kann. Bei dieser Figur ist ein Teil 20' dargestellt, das eine Lage 21 aus Glas oder einem ähnlichen Material enthält, in die die Leiter 22, 24, die die Form von Drähten haben, eingebettet sind. Diese Anordnung kann leicht dadurch hergestellt werden, daß man die Leiter 22', 24' beim Bilden der Lage 21 in diese einbettet.
Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Tisch eine Schichtstruktur aus sich abwechselnden isolierenden und leitenden Folien oder Lagen 42 bzw. 44 besteht. An den leitenden Lagen 44 sind Klemmen 45 angebracht, die einen Anschluß an die Spannungsquelle 30 (F i g. 2) ermöglichen. Im Betrieb erzeugt eine den Klemmen 45 zugeführte Spannung ein elektrisches Feld, das ein Papierblatt oder einen anderen Aufzeichnungsträger an der oberen isolierenden Folie oder Lage 42 festhält, wie bereits beschrieben wurde.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Halterung eines blattförmigen Materials, insbesondere eines Aufzeichnungsträgers, an einer Unterlagefläche durch elektrostatische Anziehungskräfte, mit zwei an verschiedenes Potential anschließbaren Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus zwei Gruppen von völlig in die Unterlagefläche eingebetteten Leitern bestehen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leiter der beiden Gruppen längs der Unterlagefläche in Form versetzter Gitter abwechseln.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagefläche aus einer Schichtstruktur mit einer Anzahl von isolierenden Schichten besteht, zwischen denen die Leiter angeordnet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter aus einer selektiv abgeätzten leitenden Folie bestehen, welche auf einer isolierenden Trägerschicht angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagefläche aus einer Glasplatte (21) besteht, in die drahtförmige Leiter (22', 24') eingebettet sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagefläche aus einer Anordnung von abwechselnd aufeinander geschichteten leitenden bzw. isolierenden Folien oder Platten (42, 44) besteht und daß an den leitenden Folien Anschlußklemmen (45) zum Zuführen der Spannung angebracht sind.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden über einen Schalter (31) an eine Spannungsquelle (30, 32) hohen Innenwiderstandes angeschlossen sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle eine Gleichspannungsquelle ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle eine Wechselspannungsquelle ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle eine Gleichspannung von etwa 2000 Volt liefert.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle eine Spannung von etwa 2000 Veff bei einer Frequenz zwischen 60 und 400 Hz liefert.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung quelle mit einer Strombegrenzungsanordnung versehen ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle einen Innen- und/oder Vorschaltwiderstand von insgesamt etwa 10 Megohm enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 454 198, 587 309, 817 824; USA.-Patentschrift Nr. 2 663 005.