CH420401A - Einrichtung zum Entfernen von elektrostatischen Ladungen - Google Patents

Description

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    Einrichtung      zum   Entfernen von    elektrostatischen   Ladungen Die Erfindung betrifft    eine      Einrichtung      zum   Entfernen von    elektrostatischen   Ladungen, insbesondere    zum      Neutralisieren   von    Ladungen,   ;die an    Maschinen   und an Gegenständen, infolge von    Reibungskräften,   elektrischen,    mechanischen      oder   :anderen    Kräften   entstehen. 



  Bekannte Einrichtungen zum Entfernen von elektrostatischen Ladungen weisen eine Reihe von spitzen,    nadelförmigen   Leitern auf, die durch einen    Luftspalt   von    einer      leitenden   Abschirmung    oder   einem    leitenden   Gehäuse ;getrennt    sind,   so    idasseine      direkt   zwischen :den Nadeln und dem Gehäuse .angelegte    Hochspannungs-EMK      :

  in      dem   Luftspalt    und   in seiner    nächsten   Nähe    ein      ionisierendes   Feld    erzeugt.   Zur    Erzielung      eines      angemessenen      Wirkungsgrades   müssen die    Nadeln.      vollständig      freiliegen   und durch    einen      Luftspalt   von    demebschirmenden      Gehäuse   getrennt sein,

   damit    die      in      idem      Luftspalt      befindlichen      ionisierenden   Luftteilchen    idie      istatisch      ;geladene   Einrichtung oder    dem   statisch    geladenen      Gegenstand   berühren und    .sich   mit    entgegengesetzt   gepolten statischen Ladungen    vereinigen   und    diese      neutralisieren   können.

   Die    zur   Erzeugung    .eines      wirksamen      Luft-      ionenfeldes      erforderliche      Potentialdifferenz   an dem Luftspalt kann 2500    bis   15 000 Volt betragen.

      Der      zur   Erzeugung    dieses   Potentials    verwendete      elektro-      statIsahe   Generator hat zwar    gewöhnlich   eine    ,geringe   Stromstärke, doch    genügt      seine   Leistung    unter      be-      ,stimmten      Bedingungen      zur      Erzeugung   eines    starken      Schlages   bei    zufälliger   Berührung der    Spitzen.   



  Wenn der    Luftspalt      unbeabsiahtigterweise   durch    einen   Leiter    kurzgeschlossen      wird,      besteht   eine ,grosse Gefahr einer Lichtbogen- oder    Funkenbildung,   die    in      einer   explosiven oder    entzündlichen   Umgebung    äu-      sserst,gefährlich   ist. 



     Die   Erfindung bezweckt daher die    Schaffung      einer      Einrichtung   zum gefahrlosen    Entfernen   von :elektro-    istatisohen   Ladungen.    Diese      Einrichtung   ist    dadurch      gekennzeichnet,      dass      wenigstens   ein Entladungsorgan vorgesehen ist,    welches   von einem    ersten      Leiter   elektrisch isoliert, von diesem durch    einen      Luftspalt   ,getrennt und    mit   einem    zweiten   Leiter    kapazitv   gekoppelt ist,

   so dass beim    Kurzschliessen   des    Luftspaltes,      in   dem ein    ionisierendes   Feld erzeugt ist,    oder   Ausgleichstromderart    begrenzt   wird,    @dass   keine    Lichtbo-      ;genbildung      erfolgt.   



  Eine solche    Einrichtung   kann ohne    weiteres   im Betrieb manipuliert werden, ohne    dass   die    bedienende   Person einen    elektrischen   Schlag    erleidet.   



  Die    erfindungsgemässe   Einrichtung zum Entfernen von elektrostatischen    Ladungen   weist    weiter   einen hohen    Wirkungsgrad   auf    und      kann   .in    einer   explosiven oder    entzündlichen   Umgebung    gefahrlos   verwendet    werden.   



  Sie kann auf einfache Weise    isauber   gehalten werden und    fängt   bei normaler Verwendung nur    wenig   Staub auf und    kann   leicht und    wirtschaftlich   h    enge-      ,stellt   werden und eine robuste    Konstruktion   aufweisen. 



  Nachfolgend    sind      Ausführungsbeispiele      anhand   .der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:    Fig.   1 in einer    Draufsicht   eine    erfindungsgemässe      Einrichtung      teilweise      geschnitten.   



     Fig.   2 und 3 zeigen je    einen      Schnitt   nach    ider      Linie      2-.2   bzw. 3-3 oder    Fig.   1, und    Fig.   4 und 5 zeigen je    einen      Schnitt   nach (der Linie    4-4   bzw.    5-5,der      Fig.   3. 



     Fig.   6 zeigt    im      Schaubild   eine abgeänderte Ausführungsform einer Einrichtung gemäss oder    Erfindung   zur Entfernung von elektrostatischen Ladungen. 



     In   der Zeichnung    bezeichnen   gleiche    Bezugszei-      chen   ähnliche    Teile.   Eine    Einrichtung      zur      Entfernung   von    elektrostatischen      Ladungen   weist    :

  einen      ersten   elektrischen Leiter A, einen von    diesem      isolierten   

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    zweiten      Leiter   B und    ein      vorspringendes      Entladeor-      gan   C auf, das mit dem zweiten .Leiter    kapazi-tiv   gekoppelt und    durch      einen   luftgefüllten    Zwischenraum   von dem    ersten   Leiter    getrennt   ist. 



  In der    in      Fig.   1 bis 5    .gezeigten,   bevorzugten    Aus-      führunbform      besteht   oder erste    Leiter   A    sui      einer      Abschirmung      in      Formeines      rohrförmigen   Blechgehäuses 12, das aus einem elektrisch    leitenden      Ma-      terial      wie   Messing    hergestellt   ist.

   Der obere Teil    ,des      Gehäuses   12 ist    mit      mehreren      kreisförmigen,      bei-      spielsweise      ausgeschnittenen   Öffnungen 14    ausgebil-      det,      die   in    Längsabständen      voneinander      angeordnet   sind.

   Jede dieser Öffnungen 14    begrenzt   einen    Luft-      spalt,   der    eine      Entladenadel      konzentrisch      umgibt      und      in   dem ein    ionisierendes   Feld erzeugt    wind,      wenn      ein      Hochspannungsgenerator   G elektrisch zwischen    idesn   ersten Leiter A und dem zweiten Leiter B    angeschlos-      sen      wird,   wie dies    in      Fig.   1    gezeigt   ist.

   Im    unteren      Toil   des    Gehäuses   12    sind      ebenfalls      mehrere      öffnun-      gen   16    vorgesehen,   die    zur   Lüftung denen und    eine   Entfernung von in dem Gehäuserohr angesammelten    Schmutz   und Staub ohne    Umdrehung   :des    Gehäuses      gestatten.   



  Der    zweite   Leiter B kann aus    jedem      üblichen   Draht 18 bestehen,    vorzugsweise      aufs      einer      Kupfer-      litze,   die    eine   Umhüllung 20 aus Polyäthylen und    einen      Aussenmantel   22 aus    Vinylkunststoffbesitzt.   Die Umhüllung aus Polyäthylen    gewährleistet   gute    dielektrische   Eigenschaften, ist aber weich und    kann   leicht    eingekerbt   werden.

   Die    Vinylummantelung   hat ,dagegen eine niedrigere    Dielektrizitätskonstante      und   dient zur Abstützung und    zum   Schutz des    Polyäthy-      lens.   



  Das    Entladeorgan   C    .besitzt   mehrere    rohrförimige   Ringe 24, die mit    Hilfe   von    Abstandshülsen   26 längs des Aussenumfangs ;des    Leiters   B    in      Axialabständen   voneinander angeordnet    sind.   Die    Ringe   24 .bestehen aus einem gutgleitenden    Material,      beispielsweise      Messing,   und    ,die   Hülsenaus einem    .geeigneten   Isoliermaterial,    beispielsweise   aus Bakelit    (Formaldehyd-      harz)

  .   Der Leiter B    wird.   mit    den      konzentrisch   und    in      Axialabständen   voneinander    angeordneten,      leitenden   Ringen 24 und den    Isolierhülsen   26    in:

        der   Längsrichtung    in   ein    Isolierrohr   28    eingeführt   und mit Stellschrauben 30 darin    befestigt.   Damit das Rohr 28 .gute    dielektrische      Eigenschaften      und      eine      genügende   Festigkeit und    Steifigkeit   besitzt, besteht    ies   vorzugsweise aus    einer      leinenbewehrten      Phenol-Formaldt-      hydmasse.   Die    Polyäthylenumhüllung      ides   Leiters B ist    um   dessen freies Ende 32    herumgeschmolzen,

     um    raine      Isolierung   .des    Drahtes   18    gegenüber      dem      Ge-      häuse   12 oder einem    benachbarten      Ring   zu    gewähr-      leisten.   An dem    näheren   Ende    ,des      Leiters   B    ist      eine   Hülse 34 .aus    isolierendem      Formaldehydkunststoff   vorgesehen,

   welche die    richtige      Lage   der    leitenden      Ringe   24 gegenüber    Iden      in      Längsabständen   voneinander angeordneten Löchern des Rohrs 28    aufrechter-      hält.   Die    nadelförnnigen   Leiter 36 werden    ,durch      die   entsprechenden Löcher ,des Rohrs 28    gedrückt,      ,bis   :sie so fest an den    entsprechenden   Ringen 24    :anliegen,   ,dass zwischen jeder Nadel und dem    ihr   .zugeordneten Ring    :

  ein      elektrischer   Kontakt    gewährleistet      ist.   Jede Nadel 36 ist daher    durch   ,die Umhüllung 20 aus Poly- äthylen und die    Ummantelung   22 aus    Vinyl   von dem Leiter 18    isoliert,   aber über    die      Ringe   24    kapazitiv   mit ihm gekoppelt. 



  Das    Entladeorgan   C ist indem Gehäuse 12 axial    ,angeordnet   und wird von ihm in    isolierendem   Ab- standgehalten. Zu    diesem.   Zweck    sind   ein Endstöpsel 38 und ein    Abstandsring   40    vorgesehen,      die   von    Stellschrauben   42 festgehalten werden, welche    die   Endbereiche des Gehäuses durchsetzen.

   Die    Nadeln   36 ragen durch das Rohr 28    .radial   in je    eine   der Öffnungen 14 des Gehäuses vor    und      sind   am    Umfang   ,des Gehäuses    im      wesentlichen      mit      ,diesen      Öffnungen   koaxial. 



  Die vorstehend    beschriebene   Einrichtung zur Entfernung von    elektrostatischen   Ladungen    wird      in   üblicher    Weise   betrieben, indem ein Hochspannungsgenerator mit einem Ausgang von etwa 7000    bis   8000 Volt    zwischen   dem    Gehäuse   12    und   dem    Anschluss-      ende   des Drahtes 18 eingeschaltet    wird.   Jede der    Nadeln   36 ist über    einen      Ring   24    mit   dem Draht 18    kapazitiv   gekoppelt.

      Die      .Kapazität      zwischen   jedem Ring 24 und dem    zentralen      Leiter   18    beträgt   etwa 7    Picofarad   und ist so gewählt, dass einerseits ,die Gefahr    einer   Stossentspannung oder    Lichtbo"o"en-       bildung   an den    Spitzen      auf   ein    Minimum   herabgesetzt und    anderseits   sein hoher    Ionisationsgrad   der Luft    in   dem die    Nadelsp:itzenenden   umgebenden,    kreis-      förmigen      Luftspalt   erhalten wird.

   Das    durchbrochene      rohrförmige   Gehäuse 12    umgibt      ;die      Nadeln      vollstän-      dmg      mit   einem    Messepotential,   so    dass      eine   ungewöhnlich starke Ionisation    erzielt      wird.      Die      Tatsache,   dass    -die      Nadelspitzen      nicht      über   :den    Umfang   des    Gehäu-      ises   12    vorstehen,      erhöht   :den    Wirkungsgrad   und bewirkt :

  einen Schutz    für      idie   Bedienung, indem    sie      ein   Kratzen oder Stechen der Finger durch die Nadeln erschwert. In dieser    Ausführungsform      sind      ,die      Ringe   24    und   die    Entladenadeln   36    einzeln      mit   dem    Leiter   18    kapazitiv   gekoppelt, so dass    die   Kapazität der Kopplung der Nadeln    kleiner      ist      ials      bei      einer      direkten   Kopplung    der      Nadeln      miteinander   ,

  durch ein    einziges      leitendes   Rohr, da die    .Kapazität      eines      Kondensators   der Fläche    seiner   Platten    proportional      .ist.   



     Fig.   6 zeigt eine    ,andere      Ausführungsform      ider   Erfindung.    Hier      ist   wieder ein Leiter B in    dem      Ent-      ladungselement   C in der    Längsrichtung      angeordnet      und      kapazitiv   mit    ihm   gekoppelt.

   In    ider   Ausführungsform    ,nach      Fig.   6 ist das    Entladeorgan   C    jedoch      awi-      ;sahen   isolierten Endklötzen 50 und 52 montiert,    zwischen   denen    sich   auf    ibeiden      Seiten      ider   Längsreihe oder    Nadeln   36    die   Aden ersten    Leiter   A 1 bildenden    Metallstäbe   54 und 56 im Abstand    voneinander      parallel      erstrecken.      Zwischen   den Stäben 54, 56    ,

  einerseits   und dem    Leiter   18    anderseits      wind      wieder      leine      Hochspannungsquelle   eingeschaltet, so dass    in      dem      Luftspalt   zwischen- Aden Metallstäben 54 und 56    rum      die      Nadeln   36 herum ein    ionisiertes      Luftfeld   erzeugt    wird.      Die      Nadeln   36    sind      über      Ringe   24    wieder   

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    kapazitiv      mit      dem   Draht 18 gekoppelt.

   Obwohl    es      in      ider      Zeichnung   nicht    dargestellt      ist,   erkennt man ohne    weiteres,   dass man auch einen    massiven      zweiten   Leiter, beispielsweise :einen starren Metallstab, verwenden kann, der von deiner    Isolierhülle      umgeben   ist, wenn man    entsprechende   leitende    Ringe   und    Isolier-      hülsen      daraufschiebt.   Dies gilt für beide vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und fürandere, ,die    hier   nicht angegeben sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zum Entfernen von elektrostatischen Ladungen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Entladungsorgan vorgesehen ist, welches von einem ersten Leiter ,elektrisch isoliert, von diesem.

   idurch einen Luftspalt getrennt und mit einem zweiten Leiter kapazitiv gekoppelt ist, iso dassbeim Kurzschliessen des Luftspaltes, in Odem ein ionisierendes Feld erzeugt ist, der Ausgleichstrom Aderart begrenzt wird, -dass kenne Lichtbogenbildung erfolgt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Einrichtung .nach Patentanspruch, idadurch ge- kennzeichnet, d@ass das Entladungsorgan mindestens eine den Lufspalt bestimmende leitende Nadel aufweist. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter aus einem,Ge- häuse mit mehreren Öffnungen besteht, in denen je eine ;

   der leitenden Nadeln angeordnet ist. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Leiter in der Längsrichtung im wesentlichen parallel zueinander erstrecken und die leitende Nadel von dem zweiten Leiter isoliert getragen wird und eine den Luftspalt bestimmende Spitze besitzt. 4.

   Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Nadel von einem leitenden Ring getragen wird, der von dem zu ihm konzentrischen zweiten Leiter isoliert getragen wird und mit ihm kapa:zitivgekoppelt ist. 5.

   Einrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder leitenden Ringe in ,Axialabständen voneinander angeordnet sind und ein sie konzentrisch umgebendes isolierendes Rohr tragen und dass an jedem Ring ,eine der leitenden Nadeln mit einem Ende befestigt ist .und die Nadeln in bezug auf Idas Rohr radial angeordnet ,sind und dieses durch- ,setzen,

   so dass jede Nadel einzeln mit dem zweiten Leiter kapazitiv gekoppelt ist. 6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass oder Berste Leiter aus .einem rohr- förmigen Gehäuse besteht, Idas mehrere in Längsab- iständen voneinander angeordnete kreisförmige öff- nunpen ,aufweist und den zweiten Leiter so trägt,

   dass er im Abstand von dem Gehäuse und von ihm isoliert axial angeordnet ist und dass zwischen benachbarten leitenden Ringen je eine isolierende Hülse .angeordnet ist und die Nadeln in je eine Gehäuseöffnung hinein- ragen und praktisch am Umfang (des Gehäuses enden.