DE2119780A1

DE2119780A1 - Verfahren zur Regelung der Ladung an einer laufenden Bahn

Info

Publication number: DE2119780A1
Application number: DE19712119780
Authority: DE
Inventors: Ir Wilfried Florent de Berchem Geest (Belgien)
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1970-05-04
Filing date: 1971-04-23
Publication date: 1971-11-25
Also published as: US3787706A; FR2089960A5; GB1349055A; BE766318A

Description

Verfahren zur Regelung der Ladung an einer laufenden Bahn

Priorität : Grossbritannien, den 4.Mai 1970, Anm.Nr. 21 365/70 Geyaert-Agfa K.V., Mortsel, Belgien (Firmaname ab I.April 1971 in Agfa-Gevaert N.V. geändert)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Ladung an einer laufenden Bahn, insbesondere an einer laufenden Bahn, die auf- oder abgewickelt wird.

Es ist bekannt, dass Isolatoren und Leiter leicht aufgeladen werden, wenn sie nicht geerdet sind. Biese Erscheinung ist auf das Scheuern an anderen Oberflächen zurückzuführen. Dabei kann Reibung oder manchmal nur ein Kontakt, dem eine Trennung folgt, vorliegen. Bei der Behandlung eines bahnartigen Materials bildet deren elektrostatische Ladung häufig ein ernstes Problem, weil seine elektrostatische Ladung bedeutsam werden kann, da eine Bahn im allgemeinen über mehrere Walzen gefördert wird.

Ein übliches Verfahren zum Entladen oder Neutralisieren einer Bahn besteht darin, dass die Bahn über eine Anzahl geerdeter Punkte geführt wird. Wenn das von der aufgeladenen Bahn in der Nähe der Spitzen erzeugte Feld einen kritischen Wert erreicht, wird die Luft in dem kleinen Bereich in der Nähe der Spitze ionisiert, so dass Ionen derart auf die Bahn geschleudert werden, dass zu jedem Zeitpunkt das überschüssige Feld neutralisiert wird. Dieses Verfahren zeigt den Nachteil, dass für breite Bahnen eine grosse Anzahl von Punkten erforderlich ist. Diese Punkte verformen sich leicht, wenn eine Entladungseinheit angewandt wird, und sie kb'nnen eine schwingende Bahn beschädigen. Zusätzlich beträgt der kritische Wert

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eines Feldes, das eine Ionisierung erzeugen kann, etwa 500 V/cm, so dass eine vollige Entladung einer Bahn mit Hilfe dieses Verfahrens nicht möglich ist.

Ein weiteres Verfahren, mit dem die Oberfläche einer laufenden Bahn elektrisch neutral gemacht wird, besteht darin, dass die Ladungen von der Bahn entfernt werden, indem ein geerdeter Leiter in engen Kontakt mit den beiden Oberflächen der Bahn gebracht wird«, Ausserdem kann mit diesem Verfahren eine Bahn niclit völlig entladen werden, weil hauptsächlich als Folge von Berührungspotentialeffekten keine Möglichkeit besteht, die Ladung einer Bahn auf weniger als 200 V/cm zu. senken.

Beim Behandeln von Bahnen und insbesondere beim Aufwickeln von Bahnen wurde festgestellt, dass die Stärke des elektrostatischen Feldes einer Bahnrolle_s die gewickelt wird, leicht 5 kV/cm betragen kann, wenn die Bahn nicht genügend entladen wird, d.h. weniger als 200 V/cm vor dem Aufwickeln«. Derselbe Effekt kann bei einer- Bahnrolle auftreten_s die abgewickelt wird, wobei die Besonderheit besteht₂ dass das Feld der Solle gleich Hull oder pralfctisch so gross sein kann, vr&san das Abwickeln begonnen'wird, und dass es "beim Abwickeln der Bahn allmählich zunehmen kann. Als Folge all dieser Kerlanale können ungesteuerte Entladungen stattfinden;, werni sich eine'Bedienungsperson oder ein geerdeter Gegenstand der Holle nihert» Diese Entladungen können schädliche Wirkungen9 insbesondere bei lichtempfindlichem photographiseiieiE Material ausüben.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Regelung ds3? Ladung an einer- laufenden Bahn zu schaffen,- durch das die genamiteidjnachteiligen Effekte ver-mieden werden können.

Gemäss äeu Erfindung kennzeichnet sich das Verfahren zur !Regelung der Ladung an einer laufenden Bahn daäorüli, dass (a) die Bairn, mit wenigstens einer Seite in engem Kontakt mit einer Steuerelektrode Über diese geifäiirt; wird, wobei diese Steuerelektrode von der Erde isoliert vn.c: bti einer Quelle angeschlossen ist, die ein variie'ebares ('l-i.ioli tial erzeugen kann,

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(b) das von der Bahn erzeugte elektrostatische Feld an einer · in der Nähe der Steuerelektrode liegenden Stelle gemessen

. wird und

(c) die Quelle als Funktion des gemessenen Feldes so gesteuert wird, dass ein Gleichstrompotential mit einer Grosse und einer Polarität erzeugt wird, die das von der Bahn erzeugte Feld wesentlich verringern können.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Messen des elektrostatischen Feldes an einer Stelle vorgenommen, die zwischen der Steuerelektrode und der Wickelstation, oder zwischen der Elektrode und der Abwickelstation liegt, falls die auf die Bahn ausgeübte Ladung in Verbindung mit einem Aufoder Abwickelvorgang zu regeln ist.

Wenn die Messung des Feldes an einer Stelle vorgenommen wird, die in Bandlaufriehtiing hinter der Steuerelektrode liegt, so kann die Gleichstrompotentialquelle derart geregelt werden, dass eine Nullfeldmessung erzielt wird.

Die Erfindung wird in der Folge anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen :
Fig. 1 eine schematische Ansicht, die das erfindungsgemässe Verfahren zur Regelung der Ladung einer Bahn zeigt, welche aufgewickelt wird, und

Fig. 2 eine schematische Ansicht_ä die das erfindungsgemässe Verfahren zur Regelung der Ladung einer Bahn zeigt, die abgewickelt wird.

In Fig. 1 wird eine Bahn 10 über eine geerdete Metallwalze 11 geführt, bevor sie auf eine Rolle 12 gewickelt wird. Die Bahn 10 kann ein photographischer Träger wie ein Triacetat- oder Polyäthylenterephthalatfilm sein, der beim Beschichten und Trocknen über eine Anzahl von Walzen geführt worden ist und der auf Grund seiner Weiterbewegung über diese Walzen geladen worden ist. Die Walze 11 kann die letzte solcher Anzahl von Walzen sein.

Ein üblicher Wert der Feldstärke, der an der mit dem Pfeil 13 angegebenen Stelle gemessen werden kann, beläuft sich auf

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200 V/cm» Die an der Bolle 12 gemessene Feldstärke kann demgegenüber zwischen 1 und 5 kV/cm liegen. Diese letztere Feldstärke kann auch an einer Stelle gemessen werden, die zwischen der Rolle 12 und der geerdeten Walze 11 liegt, z.B. an der mit dem Pfeil 14· bezeichneten Stelle. Es ist zu beachten, dass die Ladung der aufgewickelten Bahn allmählich zunimmt und dass eine Feldstärke von 1 bis 5 kY/cm nur nahe der Beendigung des Aufwiekelns erreicht wird. Genau zu diesem Augenblick muss mit der Rolle der aufgewickelten Bahn hantiert werden, damit das Hinterende der Bahn abgeschnitten und die Bahnrolle vom Aufwickler abgenommen wird.

Die Ladung der aufgewickelten Bahn wird beträchtlich verringert, falls die Ladung von einer Anordnung geregelt wird, die aus der Messelektrode 15? dem Elektrometer 16, dem Regler 17? der Quelle 18₃ die eine Ausgangsgleichspannung erzeugen kann, die eine Funktion des Ausgangssignals des Reglers 17 ist, und einer Steuerelektrode 19 ia Form einer elektrisch leitfahigen Walze5 die von der Erde isoliert ist, besteht. In der Zeichnung wurde die Walze 19 la tangentialem Kontakt mit der Bahn 10 gezogen«, weil zuvor der lineare Weg der Bahn zwischen der Walze 11 und der Solle 12 "berücksichtigt wurde. Dabei ist jedoch zu verstehe^ dass die Haize 19 so angeordnet wird, dass die Bahn die Waise 19 über eis Winkelsegaent ihres Umfanges berührt j so dass ein eager Eontakt zwischen der Bahn und der Walze satsteirc ο Ziislfcglieii sollten Mittel zur Regelung des Baiaiwegss ~/os des? öalze i'9 ζητ Elektrode 15 vorgesehen sein, so dass der Abstasd g^isclien der Bahn und der Elektrode 15 konstaat 0IsHrG₅ ^s&hsmiß. der Durchmesser der Solle 12 wahrend des

Bis Hess-5lsIcGs?od6 15 ist ein länglicher Leiter, der sick in Que^x^l-iMa^ng der 'B&mi BZ-stTeokt und von dieser getreust ist wad üö2? BM des Elektrcaeter 16 angeschlossen ist» !Tatsächlich bildet die Bleircrode 15 Bit dem Elektrometer 16 einen Felds tiirlseMe s sea? ο

Bas Elektz-oaetex¹ 16 erzetigt ein Gleichstromausgangssignal, «aiasiehtlicli feSsse und Polarität der semesseaen Ladun

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an der Bann entspricht« Der Regler 17 verstärkt das Ausgangssignal des Elektrometers 16 und regelt die Quelle 18 derart, dass eine Gleichspannung an die Steuerelektrode 19 angelegt wird, welche das von der Bahn erzeugte Feld verringern kann.

Es sollte klar sein, dass die Ladung an der Bahn, die das Feld an der Elektrode 15 bildet, von der Ladung "bestimmt wird, die an der Bahn nach deren Lauf über die Walze 11 vorliegt, und ausserdem von der Ladung, die sich an der Rolle 12 ansammelt oder dort hergestellt wird.

Die Regelung der Ladung an der Bahn erfolgt durch das Einfuhren von Elektronen in die untere Bahnoberfläche mittels der Walze falls das von der Elektrode .15 gemessene Feld positiv ist, oder durch das entsprechende Abziehen von Elektronen, falls das gemessene Feld negativ ist. Das an der Elektrode 15 gemessene Feld kann durch' einen bestimmten TTberschuss oder Mangel an Ladungsträgern an nur einer Oberfläche der Bahn bestimmt werden, jedoch kann sich dieses Feld auch aus verschiedenen Ladungszuständen an den verschiedenen Oberflächen der Bahn ergeben. Die Messelektrode misst tatsächlich das sich ergebende Feld an der Stelle der Elektrode und steuert die Steuerelektrode 19? um die Ladung an der Bahn derart zu verändern, dass das Feld am Orte des Messelektrode beträchtlich verringert wird oder sogar gleich NuIl wird» Somit ist ersichtlich, dass beim Aufwickeln der Bahn die Ladung an jeder Seite der Bahn nicht unbedingt beseitigt oder neutralisiert wird, sondern dass die Gesamtladung derart geregelt wird, dass eine ungeregelte Ladung an der Bahn, welche übermässige Feldstärken an der Aufwickelstation erzeugen kann, vermieden wird.

Während früher Feldstarken von 5 kV/cm und sogar mehr an der Rolle 12 der aufgewickelten Bahn gemessen werden konnten, wurde gezeigt, dass das beschriebene Verfahren eine derartige Regelung der Ladung an einer Bahn gestattete, dass das Feld an der Rolle 12 innerhalb akzeptabler Grenzen, d.h. unter 500 V/cm, bleibt.

Bei der Anordnung gemass Fig. 2 wird eine Bahn 25 von einer ^GV-⁴?0 109848/1707

-Rolle 20 abgewickelt und über zwei elektrisch leitfähige Walzen 21 und 22 geführt, die von der Erde isoliert sind.

Die elektrische Isolierung der Walze 21 gegenüber der Erde be-

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-ragt 10 Ohm, und die Walze ist an dem Eingang eines Vakuumröhren-Elektrometers 23 angeschlossen. Der Ausgangsstrom des Elektrometers regelt eine Quelle 24·, die einen zwischen 0 und 1000 Volt variierenden Gleichstromausgang herstellen kann. Im vorliegenden Falle liegt die Polarität des Gleichstromausganges fest, weil zugelassen ist," dass die Anordnung zur Regelung der Ladung an Bahnen des gleichen Typs verwendet wird. In diesem Falle nimmt die Grb*sse des leides zu, wenn sich die Bahn bewegt, während sich ihre Polarität nicht verändert. Die beschriebene Anordnung gestattet die wirksame Regelung der Ladung an der Bahn, und es wurde festgestellt, dass beim Abwickeln der Bahn Jede Schwierigkeit hinsichtlich übermässiger Feldstärken vermieden wird, und dies insbesondere bei Bahnen, die zuvor ohne jede Regelung ihrer Ladung aufgewickelt wurden.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausfuhrungsformen.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch zur Regelung der Ladung an Bahnen an anderen Stellen als in der Nähe der Auf- oder Abwickelstatioa angewandt werden. So kann die Bahnladung in der Nähe von BesehiehtungsStationen, Trockenstationen usw. geregelt werden«

Die Ladung an einer Bahn kann dadurch geregelt werden, dass das elektrostatische Feld an beiden Banns ext en gemessen wird und dass unabhängige Eegelelektrodea, auf jeder Seite der Bahn geregelt werden. Beide Messungen können an Stellen auftreten, die nahe beieinander liegen, o^e&^ock i·³^ ^es auch möglich, das Feld an einer Seite der Bahn, z.B. an einer Abwickelstation für die Bahn zu messen und die Messung bei der Aufwickelstation an der anderen Bäbnseite vorzunehmen.

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Claims

Pat ent ansprüche

Verfahren zur Regelung der Ladung an einer laufenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) die Bahn mit wenigstens einer Seite in engem Kontakt mit einer Steuerelektrode über diese geführt wird, wobei diese Steuerelektrode von der Erde isoliert und an einer Quelle angeschlossen ist, die ein variierbares Gleichstrompotential erzeugen kann,

(b) das von der Bahn erzeugte elektrostatische Feld an einer in der NShe der Steuerelektrode liegenden Stelle gemessen wird und

(c) die Quelle als Funktion des gemessenen Feldes so ge- . steuert wird, dass ein Gleichstrompotential mit einer GrBsse und einer Polarität erzeugt wird, die das von der Bahn erzeugte Feld wesentlich verringern können.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrostatische Feld auf der Seite der Bahn gemessen wird, an der die Steuerelektrode angeordnet ist.
J. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektrode in der Nahe der Auf- oder Abwickelstation für die Bahn angeordnet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass das Feld an einer Stelle zwischen der Steuerelektrode und der Auf- oder Abwickelstation für die Bahn gemessen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Feld an einer Stelle gemessen wird, die gemSss der Richtung der Bewegung der Bahn hinter der Steuerelektrode liegt,

,und dass die Gleichstrompotentialquelle derart geregelt wird, dass ein Nullfeld gemessen wird.

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