DE3305532C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Niederspannungsschiebedurch­ führung durch die Wand einer Vakuumkammer. Bekannte Schiebedurch­ führungen weisen einen durch die Wand hindurch verschiebbaren elek­ trischen Leiter auf, um die Stromzuführung zu verschieden weit von der Innenwand der Vakuumkammer angeordneten Teilen der Anlage (z. B. zu einem verstellbaren Verdampfungsschiffchen in der Vakuumauf­ dampfanlage) zu ermöglichen. Wenn nun in der gleichen Anlage außer­ dem Teile auf Hochspannung liegen (z. B. eine Elektrode für die Durch­ führung einer Hochspannungsglimmentladung zur Reinigung von Sub­ straten vor dem Bedampfen), besteht die Gefahr, daß während des Be­ triebes (z. B. infolge der Lockerung irgendwelcher Haltevorrichtungen oder dgl.) eine Berührung zwischen hochspannungsführenden und nieder­ spannungsführenden Teilen zustandekommt, derart, daß die Hochspannung über die Niederspannungsdurchführung an Apparateteile außerhalb der Vakuumanlage gelangen und dort Bedienungspersonal gefährden kann.

Um diese Gefahr zu mindern, ist schon vorgeschlagen worden, die Nieder­ spannungsdurchführung über einen entsprechend bemessenen elektrischen Ableitwiderstand - einen sogenannten Schutzwiderstand - mit Masse zu verbinden. Dadurch wird der Betrieb der Niederspannungseinrichtung, z. B. die Beheizung eines mit wenigen Volt aber hohen Stromstärken zu betreibenden Verdampfungsschiffchens nicht beeinträchtigt; der "Ver­ luststrom", der über den Schutzwiderstand zur Masse abfließt, ist so gering, daß er nicht ins Gewicht fällt. Wenn jedoch eine zu­ fällige Berührung des Niederspannungs-Stromkreises mit einem hoch­ spannungsführenden Teil innerhalb der Vakuumkammer stattfindet, kann der richtig bemessene Schutzwiderstand einen solchen Strom nach Masse ableiten, daß infolge des Innenwiderstandes der Hochspannungsquelle die an ihren Klemmen auftretende Spannung sofort auf einen ungefährlichen niedrigen Wert von weniger als 50 Volt absinkt.

Der beschriebene Sachverhalt wird aus folgendem Beispiel deutlich:
Angenommen ein widerstandsbeheizter Verdampfer werde mit einer Spannung von 9 Volt und einer Stromstärke von 100 Ampere beheizt, und der die Niederspannungsdurchführung mit Masse verbindende Schutz­ widerstand betrage 15 Ohm, so fließt über den Schutzwiderstand ein Strom von bloß 0,6 Ampere; der "Verluststrom" beträgt also lediglich 6‰ des Heizstromes. Wenn nun in der gleichen Anlage z. B. eine Hochspannungsglimmelektrode angeordnet und mit einem Hochspannungs­ generator verbunden ist, der einen Kurzschlußstrom von 2 A zu lie­ fern vermag, und wenn dann die besagte Elektrode mit dem Verdampfer oder Teilen der Niederspannungsdurchführung in Berührung kommt, dann erzeugt der über den Schutzwiderstand von 15 Ohm fließende Kurz­ schlußstrom von 2 A einen Spannungsabfall von 30 V, d. h. eine höhere Spannung als 30 V kann in diesem Falle an der von der Hochspannungs­ elektrode berührten Niederspannungsschiebedurchführung nicht auftre­ ten.

Wie die Erfahrung gezeigt hat, liegt aber eine Unzulänglichkeit der bekannten Anordnungen immer noch darin, daß es erforderlich ist, die Verbindung des Schutzwiderstandes mit dem Leiter der Nieder­ spannungsdurchführung erst zu lösen, bevor dieser verschoben werden kann, um z. B. einem geänderten Aufbau in der Vakuumanlage angepaßt zu werden. Es kommt nämlich vor, daß vergessen wird, den Leiter vor Aufnahme des Betriebes der Anlage wieder mit dem Schutzwiderstand zu verbinden, so daß die Schutzfunktion dann nicht mehr gegeben ist. Man könnte zwar eine genügend lange flexible Kabelverbindung zwischen dem verschiebbaren Leiter und dem Schutzwiderstand vorsehen, die nicht jedes Mal gelöst werden müßte, doch auch in diesem Fall ist nicht aus­ zuschließen, daß die Verbindung doch aus irgendeinem Grunde z. B. bei Reinigungsarbeiten gelöst und dann vergessen wird, sie vor Inbe­ triebnahme der Anlage wieder herzustellen.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Niederspannungs­ schiebedurchführung anzugeben, die Sicherheit dafür bietet, daß der verschiebbare Leiter einer Niederspannungsschiebedurchführung beim Be­ trieb stets über einen Schutzwiderstand mit Masse verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Niederspannungsschiebedurchführung durch die Wand einer Vakuumkammer, mit einem verschiebbaren elektrischen Leiter, der über einen Ableitwiderstand als Schutzwiderstand mit Masse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare elektrische Leiter in einer mit Masse verbundenen Hülse aus einem elektrisch leitenden Werkstoff geführt ist, deren Dimensionierung so gewählt ist, daß die Hülse selbst den für den jeweiligen Anwendungsfall entsprechend be­ messenen, den elektrischen Leiter mit Masse verbindenden Schutzwider­ stand darstellt.

Die Führungshülse bleibt beim Verschieben oder Auswechseln fest mit der Masse elektrisch leitend verbunden. Wenn der Leiter in der Füh­ rungshülse verschoben oder neu in diese eingesetzt wird, wird er not­ wendigerweise stets von dieser berührt und somit ist es nicht mehr möglich, die Anlage in Betrieb zu nehmen, ohne daß der durch die Führungshülse selbst gegebene Ableitwiderstand als Schutzwiderstand in Funktion tritt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

In der Zeichnung bedeutet 1 die Wand einer Vakuumanlage und zwar im vorliegenden Falle den Boden einer Vakuumaufdampfanlage, durch den der Heizstrom für einen Verdampfer 2 hindurchgeführt werden soll. Da­ zu sind die beiden Durchführungen 3 und 4 vorgesehen, von denen ent­ weder eine oder (wie untenstehend noch beschrieben wird) vorteilhafter­ weise beide als isolierte Stromdurchführungen ausgebildet sein können. Die beiden Hochstromleiter 5 und 6 aus massivem Kupfer sind außer­ halb der Vakuumanlage mit der Sekundärseite eines Transformators 7 verbunden, der die nötige Betriebsspannung und Stromstärke liefert. Sie sind außerdem in ihrer Halterung vertikal verschiebbar, damit die Höhenlage des Verdampfers den jeweiligen Anforderungen entsprechend eingestellt werden kann.

Wenigstens eine (4) der beiden Durchführungen ist im Beispielsfalle folgendermaßen aufgebaut:

Sie weist einen mit einer axialen Bohrung 11 und Befestigungsflansch 9 versehenen metallenen Trägerkörper 10 auf, der an seinem unteren Ende ein Außengewinde besitzt, so daß er mittels der Mutter 12 und Dich­ tung 13 vakuumdicht in einer entsprechenden Durchbrechung 14 der ebenfalls metallenen Bodenplatte 1 der Anlage befestigt und damit fest mit Masse verbunden werden kann. Der Leiter 5 ist durch die axiale Bohrung hindurchgeführt, wobei deren Weite so bemessen ist, daß keine Wandberührung mit dem Trägerkörper 10 zustande kommt. Der Leiter wird seinerseits von einer aus einem elektrisch leitenden Kunststoff bestehenden Hülse 15 gehalten und beim Verschieben ge­ führt, welche mittels einer Überwurfmutter 16, Gewinde 17 am oberen Ende des Trägerkörpers 10 und Dichtung 18 fest an den Leiter 5 ange­ preßt wird; dazu sind die Hülse 15 und die Überwurfmutter 16, wie die Zeichnung zeigt, konisch geformt und der Durchmesser der axialen Bohrung der Führungshülse ist so bemessen, daß der Leiter 5 gerade noch verschoben werden kann, wenn die Überwurfmutter 16 gelockert ist. Wird letztere dann wieder angezogen, so wird die Führungshülse gleichzeitig nach unten gegen die Dichtung 18 gepreßt, wobei diese den von der Innenseite der axialen Bohrung 11 des Trägerkörpers und dem Leiter 5 gebildeten Ringkanal vakuumdicht abschließt.

Der Erfindung entsprechend besteht die Hülse aus einem Material von einem solchen spezifischen Widerstand, daß sie bei der gegebenen Form und der Größe der Berührungsflächen mit dem Leiter 5 einerseits und der Innenseite der Mutter 16 andererseits gerade einen passenden elektrischen Widerstand ergibt. Dieser muß, wie erwähnt, so bemessen sein, daß bei Berührung mit einem hochspannungsführenden Teil im Innern der Anlage der maximal über den Schutzwiderstand fließende Strom an diesem keine gefährliche Spannungsdifferenz zu erzeugen ver­ mag. Für Stromstärken von 1-5 A beträgt der passende Widerstand etwa 10-50 Ohm, und Hülsenwerkstoffe, die einen elektrischen Widerstand dieser Größe zu verwirklichen gestatten, gibt es in jedem Falle; z. B. kann ein an sich isolierender Kunststoff zur Erzielung einer passenden elektrischen Leitfähigkeit leicht mit elektrisch leiten­ dem Material legiert werden. Im Beispielsfall war der unter dem Han­ delsnamen "Teflon" erhältliche Kunststoff mit Graphit legiert, so daß ein entsprechender spezifischer Widerstand resultierte und die Hülse (in der Zeichnung etwa in halber natürlicher Größe dargestellt) einen Ableitwiderstand von ca. 15 Ohm besaß.

Kommt nun im Beispielsfalle der Verdampfer 2 mit einem hochspannungs­ führenden Teil, etwa mit der in der Zeichnung dargestellten Glimm­ elektrode 20, (welche über eine eigene Hochspannungsdurchführung 21, die nicht Gegenstand vorliegender Anmeldung ist, mit Hochspannung aus dem Transformator 22 versorgt wird) in Kontakt, so wird diese über den Leiter 5, die niederohmige Führungshülse 15, Überwurfmutter 16 und den Trägerkörper 10 mit Masse (Bodenplatte 1) verbunden, wodurch die hohe Spannung sofort zusammenbricht, so daß keine Gefahr für das Bedienungs­ personal entstehen kann.

Es ist zu empfehlen, auch die Durchführung 3 in gleicher Weise wie die Durchführung 4 auszubilden und keinen Punkt des Niederspannungs-Strom­ kreises zu erden (mit Masse zu verbinden) . Dies bringt dann den Vor­ teil, daß ein unbeabsichtigter etwaiger Kontakt zwischen dem Nieder­ spannungskreis und Masse (Bodenplatte), z. B. durch Werkzeuge beim Aus­ wechseln des Verdampfers 2 keine Kurzschlußgefahr für den Hochstrom­ transformator bedeutet; auch Kurzschlüsse letzterer Art könnten näm­ lich wegen der damit verbundenen sehr hohen Stromstärken (z. B. 1000 A) für das Bedienungspersonal gefährlich werden, so daß die Erfindung auch diesbezüglich einen wesentlichen Vorteil bietet.

Claims (3)

1. Niederspannungsschiebedurchführung durch die Wand einer Vakuum­ kammer mit einem verschiebbaren elektrischen Leiter, der über einen Ableitwiderstand als Schutzwiderstand mit Masse ver­ bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare elektrische Leiter (5) in einer mit Masse ver­ bundenen Hülse (15) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff ge­ führt ist, deren Dimensionierung so gewählt ist, daß die Hül­ se (15) selbst den für den jeweiligen Anwendungsfall entsprechend bemessenen, den elektrischen Leiter (5) mit Masse (1) verbindenden Schutzwiderstand darstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ableitwiderstand der Führungshülse (15) 10-50 Ohm be­ trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungshülse (15) aus einem mit einem elektrisch leitenden Material legierten Kunststoff besteht.