DE202017102592U1 - Partikelsammelvorrichtung sowie System - Google Patents

Abstract

Partikelsammelvorrichtung (1) zum Sammeln von Partikeln von Oberflächen für eine Partikelanalyse im Rahmen einer Prüfung der technischen Sauberkeit von Prüfkörpern, insbesondere elektronischen Baugruppen und Maschinen, mit einer ersten Partikelsammeleinheit (12) zum Sammeln von Partikeln aus einem Saugluftvolumenstrom der über einen einen eine Ansaugöffnung (17) aufweisenden Endabschnitt (18) sowie einen flexiblen Verbindungsabschnitt (19) umfassenden Saugschlauch (20) ansaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (18) des Saugschlauchs (20) elektrisch leitend ausgebildet und über den ebenfalls elektrisch leitend ausgebildeten flexiblen Verbindungsabschnitt (19) elektrisch leitend kontaktierbar und/oder kontaktiert ist mit ESD-Kontaktierungsmitteln (25) zur elektrisch leitenden Kontaktierung mit einem Schutzleiter.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Partikelsammelvorrichtung gemäß Anspruch 1 zum Sammeln von Partikeln von Oberflächen für eine Partikelanalyse im Rahmen einer Prüfung der technischen Sauberkeit von Prüfkörpern, insbesondere elektronischen Baugruppen und Maschinen mit einer ersten Partikelsammeleinheit zum Sammeln von Partikeln aus einem Saugluftvolumenstrom der über einen einen eine Ansaugöffnung aufweisenden Endabschnitt sowie einen flexiblen Verbindungsabschnitt umfassenden Saugschlauch ansaugbar ist.
• Ferner betrifft die Erfindung ein Reinigungssystem gemäß Anspruch 13 umfassend eine Partikelsammelvorrichtung sowie insbesondere Partikelanalysemittel zur Analyse und Auswertung der mittels der Partikelsammelvorrichtung aufgesaugten und in der Partikelsammeleinheit gesammelten Partikel.
• Aus dem gattungsbildenden Stand der Technik sind in Form von gängigen und marktüblichen industriellen Reinigungsvorrichtungen Partikelsammelvorrichtungen zum Sammeln von Partikeln von Oberflächen für eine Partikelanalyse im Rahmen einer Prüfung der technischen Sauberkeit von Prüfkörpern allgemein bekannt.
• In der DE 20 2016 106 164 U1 hat die Anmelderin bereits eine innovative Partikelsammelvorrichtung zur Prüfung der technischen Sauberkeit von Prüfkörpern, insbesondere Werkstücken und Maschinen, bei einer industriellen Fertigung beschrieben. Die Partikelsammelvorrichtung umfasst zwei unabhängige bzw. sich ergänzende Partikelsammeleinheiten, die saugluftleitend hintereinander angeordnet sind und jeweils das Sammeln der im Saugluftvolumenstrom enthaltenen Partikel ermöglichen. Dazu wird die zu prüfende Oberfläche mit dem Saugschlauch abgefahren bzw. überstrichen, wobei lösbare Partikel auf der zu prüfenden Oberfläche durch den Saugluftvolumenstrom aufgesaugt werden, die dann in den Partikelsammeleinheiten gesammelt und somit für eine folgende Analyse ausgewertet werden können. Jedoch können bei diesem Vorgang zwischen Saugschlauch und dem zu prüfenden Bauteil Potentialdifferenzen entstehen, die Spannungsdurchschläge mit kurzen Entladeströmen zur Folge haben. Für elektronische Bauteile sind diese elektrostatischen Entladungen (ESD) äußerst schädlich und können zur teilweisen oder vollständigen Zerstörung des elektronischen Bauteils und/oder darin verbauten Komponenten, wie Halbleiterbauelementen, führen. Aus diesem Grund müssen elektronische Bauteile und Maschinen unbedingt vor elektrostatischen Entladungen geschützt werden.
• Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine gattungsbildende Partikelsammelvorrichtung zum Sammeln von Partikeln von Oberflächen für eine Partikelanalyse im Rahmen einer Prüfung der technischen Sauberkeit von Prüfkörpern, insbesondere elektronischen Baugruppen und Maschinen, anzugeben, bei der eine Beschädigung oder gar vollständige Zerstörung durch, insbesondere parasitäre, elektrostatische Entladung von den zu prüfenden elektrischen Bauelementen vollständig vermieden wird. Bevorzugt soll die Partikelsammelvorrichtung zudem mobil und einfach transportierbar sein und soll an unterschiedliche Kundenanforderungen anpassbar sein.
• Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Partikelsammelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, d.h. bei einer gattungsgemäßen Partikelsammelvorrichtung zum Sammeln von Partikeln von Oberflächen für eine Partikelanalyse im Rahmen der Prüfung der technischen Sauberkeit von Prüfkörpern, insbesondere elektronischen Baugruppen und Maschinen, dadurch, dass der Endabschnitt des Saugschlauchs elektrisch leitend ausgebildet und über den ebenfalls elektrisch leitend ausgebildeten flexiblen Verbindungsabschnitt elektrisch leitend kontaktierbar und/oder kontaktiert ist mit ESD-Kontaktierungsmitteln zur elektrisch leitenden Kontaktierung mit einem Schutzleiter.
• Ferner wird die Aufgabe durch ein Reinigungssystem gemäß Anspruch 13 gelöst, umfassend eine erfindungsgemäße Partikelsammelvorrichtung sowie insbesondere Partikelanalysemittel zur Analyse der mittels der Partikelsammelvorrichtung aufgesaugten Partikel und einem weiteren Funktionselement. Das Funktionselement kann ausgebildet sein als Transportkoffer, Staubsauger zum Erzeugen des Saugluftvolumenstroms oder als Modul eines Modulbaukastens bevorzugt ausgebildet als Mehrfachsteckdose.
• In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise umfasst die Partikelsammelvorrichtung eine erste Partikelsammeleinheit zum Sammeln von Partikeln aus einem Saugluftvolumenstrom. Der Saugluftvolumenstrom saugt lösbare Partikel von einer zu prüfenden Oberfläche, insbesondere einem elektronischen Bauteil oder einer elektrischen Maschine, auf indem ein eine Ansaugöffnung aufweisender Endabschnitt eines Saugschlauchs über die Oberfläche geführt wird. Neben dem bevorzugt starren oder alternativ flexiblen Endabschnitt umfasst der Saugschlauch einen flexiblen Verbindungsabschnitt über den der Endabschnitt mit der Partikelsammeleinheit saugluftleitend verbunden ist. Zur Vermeidung von Potentialdifferenzen zwischen dem Endabschnitt des Saugschlauchs und dem Prüfkörper ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Endabschnitt, insbesondere eine axiale Stirnseite des Endabschnitts, des Saugschlauchs elektrisch leitend ausgebildet ist und über den ebenfalls elektrisch leitend ausgebildeten flexiblen Verbindungsabschnitt elektrisch leitend mit ESD-Kontaktierungsmitteln der Partikelsammelvorrichtung verbunden ist durch die eine elektrisch leitende Kontaktierung mit einem Schutzleiter erfolgt, beispielsweise über ein Erdungskabel. Dies führt dazu, dass im Betrieb der Endabschnitt elektrisch leitend mit dem Schutzleiter, also PE bzw. einer Erdung, verbunden ist, wodurch das, insbesondere parasitäre, Aufladen des Endabschnitts mit Ladungsträgern und damit das Ausbilden einer Potentialdifferenz vermieden wird. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen können elektrostatische Entladungen zwischen dem Endabschnitt des Saugschlauchs und dem Prüfkörper vollständig vermieden werden, da sich zwischen den beiden Bauteilen keine Potenzialdifferenzen aufbauen können, die dann zu einer elektrostatischen Entladung führen könnten. Dies ermöglicht erfindungsgemäß die technische Prüfung von elektronischen Bauteilen ohne der potentiellen Gefahr einer teilweisen oder vollständigen Beschädigung des Bauteils durch eine elektrostatische Entladung zwischen dem Prüfkörper und dem Endabschnitt des Saugschlauchs.
• Weiterbildend ist es vorgesehen, dass die Ansaugöffnung des Endabschnitts des Saugschlauchs eine Stirnseite aufweist, die aus und/oder mit einem elektrisch leitenden Material, bevorzugt einem elektrisch leitende Partikel umfassenden Kunststoff, einem elektrisch leitenden Polymer oder einem Metall ausgebildet oder überzogen ist. Dabei ist die elektrisch leitende Stirnseite vorteilhaft über den flexiblen Saugschlauch elektrisch leitend mit den ESD-Kontaktierungsmitteln verbunden, wodurch vorteilhaft eine Potenzialdifferenz zwischen der Stirnseite des Endabschnitts und der Oberfläche des Prüfkörpers vermieden werden kann. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn dem Kunststoff zur Ausbildung der elektrischen Leitfähigkeit Grafit beigemischt ist.
• Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Endabschnitt entweder unmittelbar von dem freien Ende des flexiblen Verbindungsabschnitt gebildet wird oder durch ein, insbesondere lösbar mit dem flexiblen Verbindungsabschnitt des Saugschlauchs verbindbaren oder alternativ daran dauerhaft fixierten, bevorzugt als Ansaugdüse ausgebildeten, Ansaugelement ausgebildet wird. Bevorzugt kann das Ansaugelement zu dem einen verjüngten Innenumfang aufweisen, wodurch ein Düseneffekt erzeugt werden kann. Durch die bevorzugte lösbare Anordnung von unterschiedlich ausgebildeten Ansaugeelementen kann eine vorteilhafte Anpassung der Saugleistung bzw. der Größe der Absaugfläche erfolgen, wodurch neben einer großen Anwendungsbreite auch eine mehrfaches Sammeln von Partikeln von einer zu prüfenden Oberfläche mit unterschiedlich ausgebildeten Ansaugelementen ermöglicht wird. Zudem kann eine Anpassung an die zu prüfende Oberfläche des Prüfkörpers erfolgen, die nicht immer eben ist sondern teilweise Winkel oder Hohlräume aufweist.
• Zudem umfasst bei einer bevorzugten Ausführungsform das Ansaugelement elektrisch leitend ausgebildete und flexible Borsten, die derart an der Ansaugöffnung angeordnet sind, dass ein Abstreichen der Oberfläche des Prüfkörpers dazu führt, dass auf der Oberfläche anhaftende Partikel von der Oberfläche gelöst und vom Saugluftvolumenstrom in den Saugschlauch aufgesaugt werden können. Auch hier ist eine vorteilhafte Kontaktierung der elektrisch leitenden Borsten mit dem Schutzleiter über die ESD-Kontaktierungsmittel durch den flexiblen Saugschlauch vorgesehen, wodurch vorteilhaft elektrostatische Entladungen vermieden werden können. Bevorzugt sind die Borsten aus Kunststoff unter Beimischung von elektrischen Partikeln, insbesondere Grafit, ausgebildet. Jedoch ist auch eine Realisierung aus einem elektrisch leitenden Polymer oder einem Metall möglich und ausdrücklich im Schutzumfang eingeschlossen.
• Weiterbildend ist vorgesehen, dass das Ansaugelement als Kunststoffspritzguss-Teil ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine großserientaugliche Herstellung des Endabschnitts und ermöglicht zudem das Beimischen der elektrisch leitenden Partikeln zur Einstellung der elektrischen Leitfähigkeit des Endabschnitts.
• Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Saugschlauch elektrisch leitend mit einem Gehäuse der Partikelsammelvorrichtung verbunden ist zur elektrisch leitenden Kontaktierung eines an dem Gehäuse angeordneten ESD-Kontaktes der ESD-Kontaktierungsmittel. Dies ermöglicht vorteilhaft die Erdung des Saugschlauchs mittelbar durch das feststehende Gehäuse der Partikelsammelvorrichtung. Somit müssen die ESD-Kontaktierungsmittel beim Abfahren des Prüfkörpers mit dem die Ansaugöffnung umfassenden Endabschnitt beim Aufsaugen der Partikel nicht mit dem Saugschlauch mitgeführt werden, sondern können ortsfest zwischen dem am Gehäuse angeordneten ESD-Kontakt und dem Schutzleiter ausgebildet sein.
• Weiterbildend ist es dabei vorgesehen, dass der ESD-Kontakt als Druckknopfaufnahme ausgebildet ist zur lösbaren Fixierung eines Druckknopfes, der endseitig an einem elektrischen Verbindungskabel der ESD-Verbindungsmittel angeordnet ist, dass mit dem Schutzleiter verbindbar ist. Bevorzugt wird der Schutzleiter von einer Haushalts- und/oder Industriesteckdose, bevorzugt ausgebildet als Schuko-Steckdose, abgegriffen. Alternativ kann aber auch der Schutzleiter, beispielsweise im Rahmen einer Hausinstallation, direkt abgegriffen werden. Dennoch ist es besonders bevorzugt, wenn die ESD-Kontaktierungsmittel einen Stecker umfassen, der sich derart in eine Haushalts-und/oder Industriesteckdose einführen lässt, dass lediglich eine elektrische Kontaktierung des Schutzleiters erfolgt. Dazu sind die Verbindungsstifte zum Abgriff der Phase und des Nullleiters entweder aus einem Isolator, bevorzugt Kunststoff, ausgebildet oder erst gar nicht vom Stecker weggeführt. Dies ermöglicht vorteilhaft eine einfache elektrische Kontaktierung der ESD-Kontaktierungsmittel mit dem Schutzleiter, der bei den genormten Haushalts- und/oder Industriesteckdosen stets gleich ausgeführt ist. Zudem erfordert dies keine besonderen elektrotechnischen Kenntnisse und verhindert durch den fest vorgegebenen Kontaktierungsstecker eine falsche Kontaktierung der ESD-Kontaktierungsmittel mit etwaigen Schäden für die Partikelsammelvorrichtung, dem Prüfkörper sowie einer Bedienperson.
• Eine bevorzugte Optimierung der Partikelsammelvorrichtung sieht vor, dass der Saugschlauch über eine Steckverbindung oder eine Konusverbindung lösbar saugluftleitend mit einer der Partikelsammelvorrichtung vorgeordneten stationären Saugöffnung verbindbar ist. Bei einer Konusverbindung ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Kegelschafft der Konusverbindung einen Winkel zwischen 0,2° bis 3°, bevorzugt 0,3° bis 1,6° zur Axialerstreckung aufweist. Zudem ist eine Ausführungsform besonders bevorzugt, bei der ein ein Aussenkonus aufnehmender Innenkonus an der Partikelsammeleinheit ausgebildet ist und die stationäre Saugöffnung bildet. Alternativ ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der der den Aussenkonus aufnehmende Innenkonus am Saugschlauch ausgebildet ist. Die Konusverbindung ermöglicht vorteilhaft eine einfache und damit komfortable saugluftleitende Kopplung des Saugschlauchs mit der Partikelsammeleinheit. Dies ermöglicht den Saugschlauch beim Transport schnell und einfach von der Partikelsammelvorrichtung zu lösen. Bevorzugt sind zudem Entkappen vorgesehen, mittels denen die Öffnungen der Konusverbindung während einem Transport verschlossen werden können. Dies verhindert vorteilhaft eine Verunreinigung von des Saugschlauchs und der Partikelsammelvorrichtung, die dann das Prüfergebnis verfälschen würde.
• Eine weitere konstruktive Optimierung sieht vor, dass der lösbaren Konusverbindung Sicherungsmittel zugeordnet sind, die bevorzugt durch eine Schwenkbewegung ein Sichern des Saugschlauchs gegen eine axial ausgerichtete Transversalziehbewegung ermöglicht. Durch diese konstruktive Maßnahme kann vorteilhaft ein versehentliches Herausziehen, insbesondere Lösen der Konusverbindung, des Saugschlauchs beim Aufsaugen bzw. Abstreichen der Oberfläche des Prüfkörpers verhindert werden.
• Weiterbildend ist zudem vorgesehen, dass der Saugschlauch mehrschichtig ausgebildet ist, wobei eine innere, insbesondere innerste, Schicht, bevorzugt Polyvinylchlorid (PVC) umfasst, die eine Innenoberfläche bereitstellt, die sich durch eine besonders niedrige Oberflächenrauheit auszeichnet. Eine möglichst glatte Oberfläche führt vorteilhaft dazu, dass sich wenig aufgesaugte Partikel am Innenumfang des Saugschlauchs festsetzen, die dann nicht in der Partikelsammeleinheit gesammelt und anschließend analysiert werden können, wodurch das Prüfergebnis verfälscht würde. Neben der inneren Schicht ist auch eine äußere, insbesondere äußerste, Schicht vorgesehen die, insbesondere aus einem elektrisch leitende Partikel, insbesondere Grafit, umfassenden Kunststoff, aus einem elektrisch leitenden Polymer oder aus einem metallischem Schlauchelement ausgebildet ist, wodurch die elektrische Leitfähigkeit des Saugschlauchs gewährleistet bzw. auch beeinflusst werden kann. Bevorzugt ist zudem, wenn ein Biegeschlauch oder ein Gewebeschlauch aus Metall oder einem anderen elektrisch leitfähigen Gewebematerial, z. B. leitende Kunststofffilamente eingesetzt wird und/oder der Saugschlauch als Wellrohr ausgebildet ist, wobei der Saugschlauch durch die Wellrohrstruktur trotz der Verwendung von starren Schichtmaterialien dennoch flexibel wird. Weiterbildend kann auch zur Ausbildung des Saugrohrs die Verwendung von flexiblen Materialien vorgesehen sein, die dann durch eine spezielle Gewebestruktur in der Steifheit verstärkt werden. Durch diese vorteilhafte Maßnahme kann dann ein Umknicken und damit Unterbrechen des Saugluftvolumenstroms beim Aufsaugen der Partikel verhindert werden.
• Besonders vorteilhaft ist zudem, wenn die elektrische Kontaktierung zwischen dem flexiblen Verbindungsabschnitt des Saugschlauchs und dem Ansaugelement und/oder dem flexiblen Verbindungsabschnitt des Saugschlauchs und dem Gehäuse über einen axialen Überstand des flexiblen und elektrisch leitenden Verbindungsabschnitt realisiert wird, wodurch ein am Außenumfang des flexiblen Verbindungsabschnitts angeordnetes Hülsenelement, insbesondere aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beim lösbaren Anordnen in der Konusverbindung als Innenkonus durch den elektrisch leitenden Saugschlauch überbrückbar ist, wobei eine elektrisch leitende Kontaktierung trotz der Verwendung des Hülsenelements aus einem elektrisch nichtleitenden (Isolator) oder nur schlecht leitenden Material ermöglicht wird. Alternativ kann das Hülsenelement auch aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt sein, wobei hier das axiale Überlappen des flexiblen Verbindungsabschnitts nicht nötig ist jedoch dennoch möglich sein kann.
• Weiterbildend ist zudem vorgesehen, dass die erste Partikelsammeleinheit als Filtereinheit oder als Fliehkraftabscheider (Zyklon) ausgebildet ist und bevorzugt die Partikelsammelvorrichtung auch noch eine zweite Partikelsammeleinheit umfasst. Die zweite Partikelsammeleinheit ist bevorzugt als Filtereinheit ausgebildet. Besonders bevorzugt ist zudem, wenn der Fliehkraftabscheider (Zyklon) dem Saugschlauch saugluftleitend nachgeordnet ist, wobei der die aufgesaugten Partikel enthaltende Saugluftvolumenstrom im Fliehkraftabscheider rotiert, wobei die Partikel gegen eine Wandung des Fliehkraftabscheiders schleuderbar sind und dadurch aus dem Saugluftvolumenstrom abscheidbar sind. Weiter umfasst der Fliehkraftabscheider ein, insbesondere lösbar am Fliehkraftabscheider angeordnetes Auffanggefäß zum Sammeln der abgeschiedenen Partikel. Dem Fliehkraftabscheider saugluftleitend nachgeordnet, insbesondere über einen mittels Konusverbindungen lösbar anordnenbaren Verbindungsschlauch, ist dann die einen Filterhalter umfassende Filtereinheit vorgesehen. Bei der Filtereinheit wird der Saugluftvolumenstrom durch den, bevorzugt aus einem Gewebematerial ausgebildeten, Filter durchströmt, wobei die im Saugluftvolumenstrom enthaltenden Restpartikel im Filter gesammelt werden. Die vorteilhafte saugluftleitende Reihenschaltung der beiden Partikelsammeleinheiten ermöglicht eine zweistufige Sammlung der im Saugluftvolumenstrom enthaltenen Partikel, wobei bei dem Fliehkraftabscheider die Mehrzahl der Partikel aus dem Saugluftvolumenstrom abgeschieden werden und dann in der nachgeschalteten zweiten Filtereinheit das Sammeln der Restpartikel erfolgt. Durch diese vorteilhafte Maßnahme kann ein Verstopfen des Filters aufgrund von stark verschmutzten Prüfkörpern und damit zu vielen Partikeln verhindert und/oder verzögert werden. Dies ermöglicht vorteilhaft eine anwendungsabhängige Kombination beider Partikelsammeleinheiten. Eine genauere Beschreibung des Funktionsumfangs der Partikelsammeleinheiten findet sich in dem zuvor genannten Gebrauchsmuster des Anmelders ( DE 20 2016 106 164 U1 ). So wird bei der Prüfung des Prüfkörpers nicht nur eine vorteilhafte Anpassung des Endabschnitts an die ermöglicht, sondern synergistisch auch eine vom Verschmutzungsgrad abhängige Kombination der beiden Partikelsammeleinheiten. Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, wenn der Verbindungsschlauch sowie der Saugschlauch austauschbar sind und jeweils über die gleiche Konusverbindung mit der Partikelsammelvorrichtung saugluftleitend verbindbar sind, wodurch die Partikelsammelvorrichtung auch nur mit der zweiten Partikelsammeleinheit betreibbar wird, indem der Saugschlauch direkt saugluftleitend mit der Filtereinheit gekoppelt wird.
• Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ferner Schutz für ein System (Reinigungssystem) beansprucht bei welchem eine erfindungsgemäße Partikelsammelvorrichtung insbesondere mit Partikelanalysemitteln zur Analyse der mittels der Partikelsammelvorrichtung aufgesaugten und gesammelten Partikel kombiniert ist, wobei der Partikelsammelvorrichtung ein weiteres Funktionselement zugeordnet ist.
• Weiterbildend ist vorgesehen, dass das Funktionselement von einem Modul gebildet wird, wobei das Modul mit mehreren weiteren Modulen kombinierbar und erweiterbar ist. Ein besonders bevorzugtes Modul wird durch einen Mehrfachstecker gebildet. Das Modul als Mehrfachstecker bietet an der Außenseite mindestens eine Steckdose, bevorzugt ausgebildet als Schuko-Steckdose, an, die sich mittels ein im Inneren des Moduls transportierbares Verlängerungskabel mit einer fest installierten Haushalts- und/oder Industriesteckdose verbinden lässt, die auch bevorzugt als Schuko-Steckdose ausgebildet ist. Dies ermöglicht vorteilhaft die Kontaktierung der ESD-Kontaktierungsmittel über das Modul, das mittels des Verlängerungskabels mit einer fest installierten Haushalts-und/oder Industriesteckdose elektrisch kontaktiert wird. Bevorzugt ist zudem ein gut sichtbares Signalmittel an der Außenseite des Moduls angeordnet, dass eine anliegende Spannung signalisiert. Dies ermöglicht eine schnelle Sichtkontrolle, ob das Verlängerungskabel in einer funktionstüchtigen Haushalts- und/oder Industriesteckdose eingesteckt wurde und damit ob eine Kontaktierung der ESD-Kontaktierungsmittel mit dem Schutzleiter vorliegt, wenn diese in einer der Steckdosen des Mehrfachsteckermoduls eingeführt sind.
• Weiterbildend kann das weitere Funktionselement vorteilhaft als Koffer ausgebildet sein, in dem die Partikelsammelvorrichtung für einen sicheren Transport verstaubar ist. Zudem ist es bevorzugt vorgesehen, wenn die Partikelsammelvorrichtung im Betrieb auf dem geschlossenen Koffer anordnenbar ist und dort mit dem Koffer über Fixiermittel lösbar fixierbar ist. Dies ermöglicht einen vorteilhaften Betrieb der Partikelsammelvorrichtung an unterschiedlichen Anwendungsorten, da Abstellmittel durch den Transportkoffer stets mitgeführt werden. Außerdem ermöglicht die erhöhte Anordnung der Partikelsammelvorrichtung eine vereinfachte Bedienung und schützt zudem die Partikelsammelvorrichtung im Betrieb vor Beschädigung und Verschmutzung.
• Eine weitere Optimierung sieht vor, dass ein Modul durch einen Staubsauger gebildet wird, der derart mit der Partikelsammelvorrichtung in Wirkverbindung gebracht werden kann, dass der Saugluftvolumenstrom mittels des Staubsaugers erzeugbar ist. Vorteilhaft lässt sich der Staubsauger unmittelbar unter dem Transportkoffer der Partikelsammelvorrichtung anordnen und über Fixiermittel arretieren, wobei sich ein besonders komfortabler Transport ermöglicht. Dazu sind zudem an der Unterseite des Moduls Transportrollen vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ zur Saugluftvolumenstromerzeugung mittels des Staubsaugers können auch Druckluftmittel in einem Modul vorhanden sein, die derart ausgebildet sind, dass ein zur Verfügung stehendes Druckluftverteilsystem zur Saugluftvolumenstromerzeugung genutzt werden kann, wobei bevorzugt die Partikelsammelvorrichtung ein Venturi-Ventil umfasst, über das der Saugluftvolumenstrom erzeugbar ist.
• Bevorzugt ist im Rahmen des Reinigungssystems auch ein Modul vorgesehen, das ein, bevorzugt in Ethanol getränktes Tuch, bevorzugt aus Papier oder Stoff und ein Halteelement umfassende Schiebemittel umfasst. Das Tuch ist über das Halteelement fixierbar, wobei das Halteelement derart an den Schiebemitteln angeordnet ist, dass das Tuch axial durch den Saugschlauch und/oder den Verbindungsschlauch durchschiebbar ist. Dies ermöglicht vorteilhaft die Innenseite des Saugschlauchs und/oder des Verbindungsschlauchs durch das Tuch zu reinigen. Dabei ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Tuch weiß ist, wodurch an dem Tuch anhaftende Partikel direkt durch eine Sichtprüfung erkennbar sind.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
• Diese zeigen in
• 1 eine perspektivische Darstellung einer nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Partikelsammelvorrichtung, welche auf dem Transportkoffer angeordnet ist, wobei der Transportkoffer auf einem als Modul ausgebildeten Mehrfachstecker steht, der dann wiederum auf einem einen Saugluftvolumenstrom erzeugenden Staubsauger angeordnet ist,
• 2a u. 2b jeweils einen Saugschlauch mit unterschiedlichen Endabschnitten und in
• 3 einen Querschnitt des Saugschlauchs und einer Konusverbindung.
• In den Figuren sind funktionsgleiche oder zueinander äquivalente Elemente und Baugruppen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
• In 1 ist eine betriebsbereite Partikelsammelvorrichtung 1 dargestellt. Die Partikelsammelvorrichtung 1 ist mittels Fixiermittel 3 lösbar auf einem Transportkoffer 2 angeordnet, wodurch ein versehentliches Herunterfallen der Partikelsammelvorrichtung 1 verhindert wird. Der Transportkoffer 2 steht auf einem weiteren Modul, das von einem Mehrfachsteckdosenmodul 4 gebildet wird und vier Schuko-Steckdosen 5 aufweist. Die Schuko-Steckdosen 5 können zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern verwendet werden, sobald ein im Inneren des Moduls verstau- und transportierbares Verlängerungskabel 6 in eine am Anwendungsort fest installierte Haushalts- und/oder Industriesteckdose 7 gesteckt wird. An der Außenseite des Mehrfachsteckdosenmoduls 4, eingerahmt von jeweils zwei Steckdosen 5, befindet sich ein Leuchtmittel 8, das leuchtet, wenn die Steckdosen 5 über das Verlängerungskabel 6 mit einer Haushalts- und/oder Industriesteckdose 7 elektrisch kontaktiert ist und auch Spannung an den Steckdosen 5 des Mehrfachsteckdosenmoduls 4 anliegt. In der dargestellten Ausführungsform ist das Mehrfachsteckdosenmodul 4 unmittelbar auf einem zum Transportsystem passenden Staubsauger 9 angeordnet. Auch hier erfolgt eine Fixierung der beiden Module mittels lösbaren Fixiermitteln 3. Für einen einfachen Transport weist der Staubsauger 9 an seiner Unterseite zudem Rollen 10 auf durch die ein Verschieben bzw. einfaches Transportieren der aufeinander gestapelten und über die Fixiermittel 3 miteinander fixierten Module ermöglicht wird. Der Staubsaugersaugschlauch 11 des Staubsaugers 9 steht in lösbarer Wirkverbindung mit der zuoberst angeordneten Partikelsammelvorrichtung 1 und wird zur Erzeugung des Saugluftvolumenstroms eingesetzt. Die Partikelsammelvorrichtung 1 weist in der dargestellten Ausführungsform eine erste Partikelsammeleinheit 12 und eine zweite Partikelsammeleinheit 13 auf, die über einen Verbindungsschlauch 14 miteinander saugluftleitend verbunden sind. Die erste Partikelsammeleinheit 12 weist einen Fliehkraftabscheider 15 auf. Die zweite Partikelsammeleinheit 13 umfasst einen in einem Filterhalter 16 angeordneten Gewebefilter. Der ersten Partikelsammeleinheit 12 saugluftleitend vorgeschaltet ist ein ein eine Ansaugöffnung 17 aufweisender Endabschnitt 18 sowie einen flexiblen Verbindungsabschnitt 19 umfassender Saugschlauch 20, wobei der Saugschlauch 20 näher in 2a, 2b und 3 beschrieben wird. Der Endabschnitt 18 ist vorteilhaft über den flexiblen Verbindungsabschnitt 19 mit einem Gehäuse 21 der Partikelsammelvorrichtung 1 elektrisch leitend verbunden. Das Gehäuse 21 weist einen ESD-Kontakt 22 auf, der als Druckknopfaufnahme ausgebildet ist und über den mittels eines endseitig einen Druckknopf umfassenden elektrisch leitenden Verbindungskabels 23 ein elektrisch leitender Kontakt mit dem Schutzleiter einer Schuko-Steckdose 5 des Mehrfachsteckdosenmoduls 4 hergestellt werden kann. Dazu ist dem Verbindungskabel 23 ein Dummy-Stecker 24 nachgeordnet, der sich in eine der Schuko-Steckdosen 5 des Mehrfachsteckdosenmoduls 4 einführen lässt, wobei neben einer mechanischen Halterung lediglich eine elektrische Kontaktierung des Schutzleiters erfolgt, also der Phasenstrom und der Nullleiter nicht elektrisch abgegriffen werden.
• Im Betrieb wird über den Staubsauger 9 der Saugluftvolumenstrom erzeugt. Alternativ ist auch ein Betrieb durch Druckluftmittel 29 möglich, die bevorzugt in einem weiteren Moduls tranportierbar sind. Im Betrieb mittels der Druckluftmittel 29 kann ein im Rahmen der industriellen Fertigung vorhandenes und nicht in der Zeichnung dargestelltes Druckluftverteilsystem zur Erzeugung des Saugluftvolumenstroms eingesetzt werden, indem die Druckluftmittel 29 mit diesem derart gekoppelt werden, dass der Saugluftvolumenstrom durch das Druckluftverteilsystem mittels einer Venturi-Düse erzeugbar ist. Bevorzugt ist für einen solchen Betrieb auch ein Schalldämpfer vorgesehen, der im Betrieb eine Reduzierung des Geräuschpegels ermöglicht.
• Der erzeugte Saugluftvolumenstrom saugt Partikel von der Oberfläche des Prüfkörpers auf indem der die Ansaugöffnung 17 aufweisende Saugschlauch 20 über die Oberfläche des Prüfkörpers geführt wird, wobei lösbar auf der Oberfläche angeordnete Partikel vom Saugschlauch 20 aufgesaugt werden, die dann in einer der beiden Partikelsammeleinheiten 12, 13 vom Saugluftvolumenstrom getrennt werden. Durch die erfindungsgemäße Erdung des Saugschlauchs 20 kann das parasitäre Aufladen des Endabschnitts 18 des Saugschlauchs 20 verhindert werden, wodurch sich zwischen dem Endabschnitt 18 und dem Prüfkörper keine Potentialdifferenzen aufbauen können, die eine elektrostatische Entladung zur Folge haben könnte.
• Alternativ lässt sich die Partikelsammelvorrichtung 1 auch nur mit einer Partikelsammeleinheit betreiben. Dazu wird der Verbindungsschlauch 14 entfernt und der Saugschlauch 20 unmittelbar saugluftleitend mit der zweiten Partikelsammeleinheit 13 verbunden. Da der Saugschlauch 20 sowie der der Verbindungsschlauch 14 über die gleiche Konusverbindung 34 saugluftleitend mit der Partikelsammelvorrichtung 1 gekoppelt werden, ist in dieser alternativen Betriebsmodus kein Adapter für die saugluftleitend Kopplung des Saugschlauchs 20 nötig.
• 2a zeigt einen einen eine Ansaugöffnung 17 aufweisenden Endabschnitt 18 sowie einen flexiblen Verbindungsabschnitt 19 umfassenden Saugschlauch 20, mit dem die Partikelsammelvorrichtung 1 betreibbar ist. Die Ansaugöffnung 17 weist eine Stirnseite 24 auf, die über den Saugschlauch 20 mit den ESD-Kontaktierungsmitteln 25 elektrisch leitend verbunden ist. Der Endabschnitt 18 wird von einem Ansaugelement 26 gebildet, das eine Verjüngung des Innenumfangs an der Ansaugöffnung 17 aufweist, wodurch ein Düseneffekt erzeugt wird. Am zweiten Ende des Saugschlauchs 20 weist der flexible Verbindungsabschnitt 19 ein am Außenumfang des Verbindungsabschnitts 19 angeordnetes Hülsenelement 27 auf, das als Innenkonus 35 ausgebildet ist und durch eine Konusverbindung 34 mit einem am Gehäuse 21 der Partikelsammelvorrichtung 1 angeordneten Außenkonus 36 durch eine Transversalsteckbewegung saugluftleitend gekoppelt werden kann. Für eine elektrische Kontaktierung des Saugschlauchs 20 steht der Saugschlauch 20 derart axial zum Hülsenelement 27 über, dass trotz einer Fertigung des Hülsenelements 27 aus einem nicht elektrisch leitenden Material (Isolator) eine elektrische Kontaktierung des Saugschlauchs 20 mit der Partikelsammelvorrichtung 1 ermöglicht wird. Der genaue Aufbau der Konusverbindung 34 wird in 3 beschrieben.
• In 2b ist der Saugschlauch 20 nach 2a gezeigt, nun allerdings mit einem Borsten 28 aufweisenden Ansaugelement 26. Die flexiblen Borsten 28 bestehen aus einem elektrisch leitenden Material und sind derart um die Ansaugöffnung 17 angeordnet, dass beim Abstreichen der Oberfläche des Prüfkörpers mit den Borsten 28 an der Oberfläche des Prüfkörpers anhaftende Partikel gelöst werden, die dann durch den Saugluftvolumenstrom vom Saugschlauch 20 aufgesaugt werden können und in einer der Partikelsammeleinheiten 12, 13 vom Saugluftvolumenstrom getrennt werden können.
• 3 zeigt einen Querschnitt des Saugschlauchs 20 und der Konusverbindung 34 durch die der Saugschlauch 20 mit der Partikelsammelvorrichtung 1 saugluftleitend verbindbar ist. Der Querschnitt des Saugschlauchs 20 verdeutlicht den mehrschichtigen Aufbau des Saugschlauchs 20, wobei der Saugschlauch eine innere Schicht 30 und eine äußere Schicht 31 umfasst. Die innere Schicht 30 besteht aus Polyvinylchlorid (PVC) und ist im Hinblick auf eine möglichst glatte Oberfläche optimiert, damit sich im Betrieb möglichst wenig Partikel beim Aufsaugen am Innenumfang des Saugschlauchs 20 festsetzen. Die äußere Schicht 31 besteht aus einem Kunststoff, dem zur Ausbildung der elektrischen Leitfähigkeit Grafit beigemischt ist. Zur Verstärkung der Struktur des Saugschlauchs 20 ist diesem ein Gewebematerial 32 zugeordnet. Endseitig des Saugschlauchs 20, unmittelbar auf der Außenseite ist das Hülsenelement 27 angeordnet, das den Innenkonus 35 der Konusverbindung 34 bildet. Das Hülsenelement 27 ist derart am Außenumfang des Saugschlauchs 20 angeordnet, dass der Saugschlauch 20 axial vom Hülsenelement 27 übersteht. Für die saugluftleitende Kontaktierung des Saugschlauches wird das den Innenkonus 35 bildende Hülsenelement 27 in den Außenkonus 36 gesteckt, was durch eine einfache Transversalsteckbewegung möglich ist. Da der Saugschlauch 20 axial vom Hülsenelement 27 übersteht erfolgt dabei eine elektrische Kontaktierung des Saugschlauchs 20 mit dem Außenkonus 36. Dies ermöglicht vorteilhaft, dass das Hülsenelement 27 aus einem elektrisch nichtleitenden Material (Isolator) ausgebildet sein kann. Um das versehentliche Lösen der Konusverbindung 34 beim Aufsaugen zu verhindem sind der Konusverbindung 34 bevorzugt am Außenkonus 36 angeordnete, schwenkbare Sicherungsmittel 33 zugeordnet, die sich sobald der Saugschlauch 20 mit der Partikelsammelvorrichtung 1 saugluftleitend verbunden ist, bevorzugt formschlüssig, um das Hülsenelement 27 anlegen lassen und damit das Lösen der Konusverbindung 34 durch eine am Saugschlauch 20 ausgeführte Transversalziehbewegung verhindern.
• Bezugszeichenliste

1

Partikelsammelvorrichtung

2

Koffer

3

Fixiermittel

4

Mehrfachsteckdosenmodul

5

Schuko-Steckdose

6

Verlängerungskabel

7

Haushalts- und/oder Industriesteckdose

8

Leuchtmittel

9

Staubsauger

10

Rolle

11

Saugschlauch des Staubsaugers

12

erste Partikelsammeleinheit

13

zweite Partikelsammeleinheit

14

Verbindungsschlauch

15

Fliehkraftabscheider

16

Filterhalter

17

Ansaugöffnung

18

Endabschnitt

19

flexibler Verbindungsabschnitt

20

Saugschlauch

21

Gehäuse

22

ESD-Kontakt

23

Verbindungskabel

24

Stirnseite

25

ESD-Kontaktierungsmittel

26

Ansaugelement

27

Hülsenelement

28

Borsten

29

Druckluftmittel

30

innere Schicht

31

äußere Schicht

32

Gewebematerial

33

Sicherungsmittel

34

Konusverbindung

35

Innenkonus

36

Außenkonus

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 202016106164 U1 [0004, 0019]

Claims (17)

1. Partikelsammelvorrichtung (1) zum Sammeln von Partikeln von Oberflächen für eine Partikelanalyse im Rahmen einer Prüfung der technischen Sauberkeit von Prüfkörpern, insbesondere elektronischen Baugruppen und Maschinen, mit einer ersten Partikelsammeleinheit (12) zum Sammeln von Partikeln aus einem Saugluftvolumenstrom der über einen einen eine Ansaugöffnung (17) aufweisenden Endabschnitt (18) sowie einen flexiblen Verbindungsabschnitt (19) umfassenden Saugschlauch (20) ansaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (18) des Saugschlauchs (20) elektrisch leitend ausgebildet und über den ebenfalls elektrisch leitend ausgebildeten flexiblen Verbindungsabschnitt (19) elektrisch leitend kontaktierbar und/oder kontaktiert ist mit ESD-Kontaktierungsmitteln (25) zur elektrisch leitenden Kontaktierung mit einem Schutzleiter.
2. Partikelsammelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Ansaugöffnung (17) aufweisende Stirnseite (24) des Endabschnitts (18) mit und/oder aus einem elektrisch leitenden Material, bevorzugt einem elektrisch leitende Partikel umfassenden Kunststoff, einem elektrisch leitenden Polymere oder einem Metall, überzogen oder ausgebildet ist.
3. Partikelsammelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (18) von einem freien Ende des flexiblen Verbindungsabschnitts (19) oder einem, insbesondere lösbar mit dem flexiblen Verbindungsabschnitt (19) verbindbaren, bevorzugt als Ansaugdüse ausgebildeten, Ansaugelement (26) gebildet ist.
4. Partikelsammelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugelement (26) elektrisch leitende und flexible Borsten (28) zum Abstreichen des Prüfkörpers aufweist.
5. Partikelsammelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugelement (26) als Kunststoffspritzguss-Teil ausgebildet ist.
6. Partikelsammelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugschlauch (20) elektrisch leitend mit einem Gehäuse (21) der Partikelsammelvorrichtung (1) zur Kontaktierung eines an dem Gehäuse (21) angeordneten ESD-Kontaktes (22) der ESD-Kontaktierungsmittel (25), insbesondere lösbar, verbunden und/oder verbindbar ist.
7. Partikelsammelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ESD-Kontakt (22) als Druckknopf, der über ein elektrisch leitendes Verbindungskabel (23) der ESD-Verbindungsmittel (25) mit dem Schutzleiter, insbesondere über eine Haushalts- und/oder Industriesteckdose (7), kontaktiert ist.
8. Partikelsammelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugschlauch (20) über eine Konusverbindung (34) lösbar saugluftleitend mit einer der Partikelsammelvorrichtung (1) vorgeordneten stationären Saugöffnung verbindbar ist.
9. Partikelsammelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der lösbaren Konusverbindung (34), insbesondere schwenkbare, Sicherungsmittel (33) zum Sichern des Saugschlauchs (20) gegen eine axial ausgerichtete Transversalziehbewegung zugeordnet sind.
10. Partikelsammelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugschlauch (20) mehrschichtig ausgebildet ist mit einer eine Innenoberfläche bereitstellenden inneren Schicht (30), insbesondere aus Polyvinylchlorid (PVC), und einer äußeren Schicht (31), insbesondere aus Kunststoff unter Beimischung von elektrisch leitenden Partikeln, aus elektrisch leitenden Polymeren oder aus einem metallischem Schlauchelement zur Gewährleistung der elektrischen Leitfähigkeit.
11. Partikelsammelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung zwischen dem flexiblen Verbindungsabschnitt (19) und dem Ansaugelement (26) und/oder dem flexiblen Verbindungsabschnitt (19) und dem Gehäuse (21) realisiert ist über einen axialen Überstand des flexiblen Verbindungsabschnitts (19) über ein am Außenumfang des flexiblen Verbindungsabschnitts (19) angeordneten Hülsenelement (27), insbesondere aus einem elektrisch nicht leitenden Material, zur Herstellung einer, insbesondere lösbaren Verbindung mit dem Ansaugelement (26) bzw. Gehäuse (21).
12. Partikelsammelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelsammelvorrichtung (1) zum Sammeln von Partikeln eine zweite Partikelsammeleinheit (13) zugeordnet ist, wobei die erste Partikelsammeleinheit (12) als Filtereinheit oder als Fliehkraftabscheider ausgebildet ist und die zweite Partikelsammeleinheit (13) als Filtereinheit ausgebildet ist.
13. Reinigungssystem umfassend eine Partikelsammelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 sowie insbesondere Partikelanalysemittel zur Analyse der mittels der Partikelsammelvorrichtung (1) aufgesaugten Partikel, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelsammelvorrichtung (1) ein weiteres Funktionselement umfasst.
14. Reinigungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Funktionselement als Modul ausgebildet ist, wobei, insbesondere mehrere, Module ein Transportsystem ausbilden, das durch weitere Module ergänzbar und erweiterbar ist, wobei bevorzugt ein Modul einen Mehrfachstecker (4) umfasst.
15. Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Funktionselement als ein Koffer (2) ausgebildet ist in dem die Partikelsammelvorrichtung (1) transportierbar ist, wobei die Partikelsammelvorrichtung (1) auf dem Koffer (2) für eine bessere Zugänglichkeit anordnenbar und darauf über Fixiermittel (3) lösbar fixierbar ist.
16. Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul durch einen Staubsauger (9) ausgebildet ist, der derart mit der Partikelsammelvorrichtung (1) in Wirkverbindung steht, dass der Saugluftvolumenstrom erzeugbar ist.
17. Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul ein, insbesondere in Ethanol getränktes, Tuch, bevorzugt aus Papier oder Stoff, ein Halteelement sowie Schiebemittel umfasst, wobei das Tuch mittels des Halteelements fixierbar ist, und am Halteelement die Schiebemittel derart angeordnet sind, dass das Tuch axial durch den Saugschlauch durchziehbar ist, wodurch die Innenseite des Saugschlauchs (20) von Partikeln reinigbar ist.

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