DE1941274A1 - Vorrichtung zum Neutralisieren statischer Ladungen - Google Patents

Description

!h© SlQCO Gompany Ine«. - ' 13. August 1969

Uxssere Akt® M-K 472 PS/ΙΑ

Vorrichtung aua Neutralisieren statischer Ladungen

Die l&flnduxig betrifft Vorrichtungen zum lfatfernen statischer Ladungen, insbesondere ohne elektrische Sohläge arbeitende Vorrichtungen sum Entfernen τοη statieohen Ladungen» wobei ^fttladusgsepitsen is&pasitiT an «in hoo&epannungs-» leitendes Element angekoppelt sind«

Bekennt sind Anordnungen₉ bei denen die Itotl&dungespit-» sen an mehxexen. in Längsrichtung Teraetsten L«siterringen herausstelieni die Ringe sind dabei koaxial um ein isoliertes Leiterkabel angeordnet» an dem eine hone Weoheelapaar· nungsleistung liegte GemäS der IFSA-Patentselirif t Hr. 3»12O₉626 besteht das Terf ehren sur Herstellung der sehlagfrei@n T©rrichtung aum Entfernen statischer Ladungen darin» daS mehrere di~elsktrisehe und mehrere leitf ahige Mntel abwechselnd auf sinen isolierten flexiblen Leiterdraht aufgesog@a weräen_e Danacsh wird ein st&ss*» dielektrisohes Bohr koaxial über die abwechselnden Mäntel geschoben« woraufhin

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leitfähige Badein durch das dielektrische Bohr derart hindurohgedrüekt werden» daS sie mir auf die leitfähigen Hantel ausgerichtet sind und an diesen anstoßen· Dieses Verfahren erfordert natürlich nicht nur das Aufsiehen der Terschiedenen Mantel auf das flexible Kabel in a%r richtigen abweehselnden Reihenfolge» es verlangt auch beträohtliohe Sorgfalt für die entsprechende Ausriohtung» damit das Auf treffen einer Leitemadel auf einen leitfBhigen Hantel gewahr» leistet ist» lach der USA-Batentachrift Kr. 3»Q37»K9 werden anstelle der Yerwendung von aufsiehbaren Hanteln leitfähige Streifen auf die äuBere Isolationsschicht des Kabels aufgeaalt« Bas Problem der AiuKichtung tritt jedoch auch in diese» Pail auf und wird sogar noch dadurch verschärft _t dafi infolge der fehlenden Steifigkeit bei auf geaalten oder aufgesohiehte ten Streif en die Xendens besteht» dafi die Isolation des Kabels durehstoßen wird» wenn die !adeln durch das di-elektrisciie Irägerrohr hindurchgedrüekt werden·

Sie Erfindung beruht auf der Verwendung eines einseinen teilweise leitenden oder halbleitenden fiohres oder eines halbleitenden Hantele» das bsw· der mehrere in Längsrichtung Tersetsite leitende Hadeln an OaXtuag des mit einer Weehselhoehepannungequelle Terbundenen isolierten Kabele trägt· Das Katerial» aus des der Ealbleitereantel hergestellt

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ist, mag ©inen epeslfleohesi Videsetaad Ύ&& 10' QSm »cm haben, während Tergleioh@w»lee eia Isolator einen epesi fischen Wideretand voa fiber to Olaa _β em aufweist» sehenswert w&r* es auch» den mesa

betaanttE. ¥orrl©htu2ägcrsj sus* etefifr^iea Äatfesmuog statischer Ladungen su verdoppels, wobei die Steoiastärk« etwa 7 Mikroampere beträgt, was den Strom wiedergibt» der »wischen benachbarten parallelgeschalteten Spiteen oder giriechen einer einseinen Spitse imä Erde entladen wird. Bs -let* feet» gestellt worden» dae ein geringer Strom in d@r ßrSSenord« nung von 7 Mikroampere nieht aüsreieht, einer die Sntladunge» spitaen zufällig bartlhrenden Pereon einen Schlag su Tereet» sen oder eie auch nur zu sturen. Andererseits kannte ein·' !Entladung von der Hoohepa&nungequell® in der Grufienordnung ▼on 2 "bis 22 Hilliampere eine Person₉ die die Sn'Uadunge» epitsen der bei einer herküs^Liohen Vorrichtung sum Entfernen der etatiBOüen Ladung direkt angeeohlossenen Hochspannunge-Spitsen zufäXIig berührt_Ä einen merklichen Schlag aufügen.

Ziel der Erfindung ist es daher« Hittel und Terfahren sum Aufbau einer verbesserten schlagfreifen Torriohtung sum Entfernen statischer Ladungen su echaffen« Sie erfindungs-

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Vorrichtung koant dabei came abwechselnd· isolisrea» d« und leitfähige BIntel aus· 3)1· ubllohen Problea· besag» Höh der Jtasrichtung der Etatlsdirngsspltgs» auf Lsittrapia-β· wird »«ssdfdea· Zur taifntlit siatllohs? stn in Abstand fmt und in

•ines Eo©i«Jpeimuiies3i»bel« dl«at ein des SieaOTtt, Di* kapeeitire Sopplmitf uad der aexloeJL« Eureechlußetrc» ßind dabei Im weeeatliohen g*2iauao groS wl· bei den be&as&tta echlagfreiea Stab«». Hi· exfindnagege-9SSa Vorriohtuag ist «lafaeb und billig h«r»uet#lleix_f stabil im Aufbau uztd scvohl liGOhvirksan als auch !«istuagefaMg·

Weitere £ixiselbeite& der Äcf iaduae ergeben eich, aus der naehsfcehe&den detaillierten Beecäirelbuag eiisee an EaBd der Zeiohmmeen; in de& Seleamuagea seigen

fig· 1 eine perepelEtiTisoiie Ansieht einer erfiadungege·

sohlagfreien Vorrichtung sur £ntfemung statischer Ladungen·

Pig· 2 einen Schnitt lange der Linie 2-2 der Pig· 1j und Pig· 5 einen Schnitt lange dar Linie 5-3 der fig· 2«

In den Zeichnungen* in denen gleiche Seile alt fleischen Sesugsseichen Tersehsn sind» ist «ine eohlagfreie Tor· richtung sub iatferaen statisches liadungem geselgt» die eis

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generell nit L· beseiohnetes erstes Lelterelement is form •inte isolierten flexiblen Kabels» dia generell sit B be-■elehnetes, koaxial su dem Kabel angeordnetes Itohr aus Halbleitermaterial, mehrere generell mit 0 beseieSinete, in Löb«»- riohtuag Tessetate leitfähig« Sadeln oder di· auf des Holir aoatiert siad imsl stadial von diesem Weg-Stehen, sowie ein die Spitsea alssehixaeades tehiSuse D aufweist.

Dae erste Iieiterelement A Isam irgendein konventionelles flexibles Säbel sein, das einen inneren Leite? 12» 7or^> augswelse einer Supferlits®_f aufweist und mit einen Polyäthylenmantel 14 umkleidet ist» Sin äußerer 9l>eraag 16 aus geeignetem Isolierstoff, etwa Tis^lkunststeff» bildet sowohl eine Schute- als auoh eine Isolierushullung £f£r den Hantel 14.

Der Mantel bsw. das Rohr B besteht, wie oben gesagt, aus einem Halbleitermaterial mit einem spesifisohen Widerstand in der QrSßenordnung von 10⁹ Qhm . ca. Ale für diesen Zweck geeignete Verbindung hat man ein Ears auf Sfcenölbasis, das mit HuE oder einem sonstigen leitermaterial gefüllt ist, gefunden, um einen Tolumwidesstand von etwa 2*000 bis ?· 000 Hegoha pro com su erseugen« Der umendurohmesser des Rohres B

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ist so groi» te· ·· £2.·1Ί«&ά «of 41· AtaBenseite 4·· Säbel·» ■ant·!· 16 psJt· Die Sielet der Rohrwand snft gss&gend etude sein, na die Badela O mi uaterstGtsen, Venn sie in radial dureh die Wand führende LbOher eiagedrttokt verdea· Sie Löcher sind in Llngsriehtung versetst, wobei ihre Kittel» poiskte 1& Atostladefi v©n 19 hi «ageordaet ei&d· IMh d«t Bohren der Löcher in die Rohrwand verden die Bfedels 0, die gleichseitig sum Brsleles guter ?*et.iglceit tuid Leitfähigkeit aus Stahl bestehen» derart durch die Löcher gedrückt, daß die Gxundfllohe der Spitsen alt der Innenfläche dee Rohres B fluchtet« Bei einer Alteroativlueung können die Löcher in dem Rohr B auch Sacklöoher sein und eich in radialer Richtung von des AueenäurehMeeer bis su einer Stelle knapp außerhalb des Innendurchpessers eretreokeii« Mese (nicht geseigte) Tariante wurde einen Abstand strieehen den ßrondfiaohen der ladein 0 und der Innenwand des Rohres er» geben und damit eine susfttsliohe Isolierung mischen den Hadeln und dem Leiterdraht 12 vermitteln.

Bas außer·te Ende des Kabels A wird nach dem rem Ifi das Halbleiterrohr B vom entgegengesetsten And· iher in eine Tinvlkappe 18 eingeschlossen· Die isolierende Zappe top*, der isolierende Stöpsel 18 ist la einer Isssenkung am augerstem Snde des Rohres B derart befestigt, daß er mit

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dessen Sud« fluchtet. Sine aus c-i&ea geeignetes läi-elektrikum, etwa sue einem Akrylhaxm» hergestellt« SaSere Isoliermansehette 20 1st auf das Ende des Rohres B aufgekittet und wird mittels einer Stellschraube 22 in dem Qehfiust D gehalten. Die Sappe 18 und die Manschette 20 gewährleisten die Isolation des an die Hochspaniuang@$u©ll@ B angekoppelten Leiterdrahtes 12« In dem Gehäuse H ist @& dessen anderem Ende eine aweite Ieoliexmansohette 24 mittels einer Stellschraube 26 gehalten. Dl® beiden Manschetten 20 usd 24 halten in Yerbindung mit einer mittleren Zsoli®r@tfitse 28 das Rohr B in konzentrischer Lage innerhalb des Absohirsgeh&uses D. Pemer Terlaufen die Sadeln C koaxial isnernalb der in Längsrichtung vereetsten Offnungen 30, die durch die hKusevand führen·

dem Geh^s® I) festigkeit» starren Aufbau und Leiti; aa gebes.., ^^sl-iht »β aus Messing oder Aluminium

Sie Er&ingsseite der Hoohepannungequelle S ist derart mit dem Gehäuse S Terbunden, daß swischen dem inneren Leitungsdraht 12 und dem Abseh lrmgehause ein Hochepannungsfeld besteht· Als HochspannungscLuelle S dient irgend ein geeigneter Wechselhoehspanmiagsgenerator» der in der Lage ist, Ausgangespannungen von -vielleicht 5«000 bis 15.000 ToIt absugeben· Sie Strombelastbarkeit eines solchen Generators liegt im

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Bereich iron 2 bis 22 Milliampere.

Dadurch» daß das Kabel Λ spielfrei In daw Halbleiterrohr B eingepaßt wird, erreicht na& maximale kapazitive Kopplung swlschen der loneren Rohroberfläehe und des Leiterdraht 12. Wegen der teilleitenden Eigenschaft des die einzelnen Nadeln oder Entladungsspitsen 0 umgebenden Hat·*- rialrings 1st um den Leiterdraht ein kleiner Kondensator gebildet. Auf diese Weise ist jede der Nadeln kapasltiv an den Leiterdraht 12 angekoppelt. In Wirklichkeit besteht diese Kopplung aus einer Yielsahl τοη Kapasit&t*sohelbeh*n, die eine unendliche Zahl τοη parallelgssohalteten Kondensatoren bilden· Sa jedoch auch eine unendlich· Zahl von Widerstandseohelbehen des fialhleitermaterlals swisohen den benachbarten Spitzen in Serie geschaltet let, wirkt sich dieser Widerstand additiv aus» so dad er die attglleh· Stromauf nahne der EntladungskapasitSten Degrenst. Der ungefähr· Maxiaalstroat der auftreten kSnnte, wenn eine Person ewei benachbarte Spltsen oder eine Spitse alt de« Gehäuse D über ihren Körper kursschliefit, kann daher 7 Mlkroaoper· nicht . überschreiten. Bei der angegebenen Spannung liegt dieser Strca unterhalb der aenschliehen Reissechwelle für elektrisch· Schläge. Somit vermittelt die halbl«ltende Kapaslt&te-Vlderstands^Kopplung ein wirksames leutralieationeeTStee, dft« Im wesentlichen frei von Schlägen ist.

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OBiGlNAL

Claims (1)

1. Ansprüche

   Vorrichtung sum Veutralisiercn elektrostatische? Ijadungen, g e k e η η a e i ο h net durch eia «rate· Leiterelsaent (A), eine das !»eitereleaient uageben&o Iecl*- tion (14» 16), eia die Isolation uagelieadee teUleitende» Bleaent (B) _f aehrere la Abetaad Toaeiaander angeordnete leitfähige Spit«e& (0), die foa dea HalttLeitereleaent aaoh außen ragen, sovie ein in Abetand von den Spitsen angeordaetee sweitee I^eitereleaent (B)₉ wobei wischen dem ersten und dem «reiten Lelterelement eine Hochspannung liegt, die Spitsen mit dem ersten Leiter kapazitiv gekoppelt sind und der KurssohluSstroB swisohea benachbarten Spitsen oder swischen den Spitsea und Erde durch dea Serienwiderstand des halbleitenden Abschnittes swisehen benachbarten Sntia* dungsspitsen begrenit sind.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k ο η η -eeichaet, daB da» erste Leitereleaent (A) ein Draht und das Halbleitereleaent (B) arohrfBroig ist·

   3· Torrichtung nach Anspruch 1 oder Z₉ dadurch gekennzeichnet, daß da« Halbleitea^lemeat (B)

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   «inen Widerstand in der Größenordnung von 1Cr Ohm · om hat.

   4· Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 Me 3» dadurch gekenneeichnet, daß der erste Leiter (A) und die Isolation (14? 16) ein flexibles Lsitungskabel bilden.

   5. Vorrichtung naoh Anspruch 4» dadurch g β k e η η -seid h net, daß das Halbleiterelement (B) rohrförmigen Aufbau hat und koaxial von dem flexiblen IJeitungskabei (A) getragen ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η -sielchnet, daß die fintladungsspiteen (C) in Läi^s« richtung des rohrf örmigen fialbleiterdlements (B) vereetst sind.

   7· Yorrichtung naoh einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenne ei ohne t, daß die Entladungen spitzen (C) in dem Halbleiterelement (B) eingebettet sind.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η: -s e 1 ohne t _r daß die Sntladungsspitsen (C) von ITadein gebildet Bind, deren Grundflächen mit der Innenfläche dee rohrförmigen Halbleiterelements (B) flush ten»

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   9. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 feie 8, dadurch g @ k ® η & s e i c h η ® t _y das die Spitsen (C) in radialer Richtung in einer Ebene herroretehen.

   10. Torrichtimg mca. Anspruch 9₉ dädtircli g β k β a n— Eelciiiiiitj daß das ssweite L^itcraleiaent (D) ein

   EXsme^t mL% in lÄngsrioiitung Teraetsten Öffnungen die koaxial um di© to© traf fanden Spitsan (0) herum angeordnet sind·

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