DE2930902A1

DE2930902A1 - Vorrichtung zur beseitigung statischer aufladungen

Info

Publication number: DE2930902A1
Application number: DE19792930902
Authority: DE
Inventors: Dolph Simons
Original assignee: Simco Co Inc
Current assignee: Simco Co Inc
Priority date: 1978-08-01
Filing date: 1979-07-30
Publication date: 1980-02-14
Also published as: GB2030008B; IT1116194B; FR2432819B1; US4216518A; SE7906535L; IT7949128A0; NL7903796A; JPS5521888A; BE877949A; FR2432819A1; GB2030008A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach

ij Dipl.-Ing. Günther Koch

2930902 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 - Telex 5 29 513 wakai d

Datum: ^G. all -^cß 9

UnMr Zeichen: 16 62j5 - Vk/KCU

Anmelder: The Slmco Company, Inn.

Landsdale, Pennsylvania
USA

Bezeichnung: Vorrichtung zur Beseitigung

statischer Aufladungen

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Vorrichtung zur Beseitigung statischer Aufladungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beseitigung statischer Aufladungen mit zumindestens einer Entladungselektrode, die benachbart zu einem leitenden Bauteil und mit Abstand von diesem angeordnet ist, mit einer V/echsel-Koehspan.-nungsquelle, deren erdseltlger Anschluß mit dem leitenden Bauteil verbunden ist, und mit ersten Kopplungselnrichtungen, die jede Entladungselektrode kapazitiv mit dem die Kochspannung führenden Anschluß der Wechsel-Hochspannungsquelle koppeln.

Derartige Vorrichtungen zur Beseitigung statischer Aufladungen dienen dazu, Ionen beider Polaritäten auf die Oberflächen von Gegenständen auftreffen zu lassen, um statische ..üfladangen zu neutralisieren, die sich auf diesen Oberflächen angesammelt hüben. Die Erfindung bezieht sieh hierbei insbesondere auf £ef.;en Stromschläge gesicherte Vorrichtungen zur Beseitigung von statischen Aufladungen, bei denen die Entladungselektrode.", oder Tonislerungsspitzen kapazitiv mit einer Weehselspannungs-HochspannungsIe Istungsquelle gekoppelt sind, so daß die Stromabgabt der Entladungselektroden für den Fall begrenzt Ist, daß die Entladungsspitzen selbst versehentlich von Betrlebspers· nai berührt werden oder durch irgenwelche Gegenstände zufällig kurzgeschlossen werden.

Durch das Anlegen einer Wechselspannung mit sehr hoher .-.roi ituae zwischen den Entladungsspitzen und dew geerdeten Gehäuse oder der Abschirmung derartiger Statiksäulen werden Ionen beider ?clartäten emltlert. Durch diese Ionenemission 1st es möglich, statische Aufladungen von Gegenständen zu neutralisieren, dl-, mit einer bestimmten Polarität aufgeladen wurden,und zwar üblicherweise als Ergebnis von elektrostatischen oder elektrischen Kräften oder aufgrund von Reibungskräften oder mechanischen Kräften.

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ORIGJNALJNSPECTED

Bei einer gegen Stromschläge gesicherten Statiksäule 1st die Wechsel-Hochspannungslelstungsquelle mit den Entladungsspltzen über eine Kapazität gekoppelt, so daß der maximale Kurzschlußstrom begrenzt wird, der auftreten kann, wenn ein Gegenstand wie z.B. die Finger von Betriebspersonal versehentlich einen Kurzschluß zwischen den Entladungsspltzen und Erde hervorrufen .Kapazitiv gekoppelte Stat !.ksäulen sind gut bekannt und stellen allgemein eine Konstruktion dar, bei der eine Vielzahl von nadelartigen Spitzen elektrisch mit .jeweiligen mit Abstand angeordneten leitenden Hülsen oder Platten verbunden sind, die In sehr enger Nachbarschaft zu einem langgestrecktem Kabel angeordnet sind, das einen Inneren leitenden Kern aufweist, der von einer dielektrischen Schicht umgeben 1st. Ein geerdetes Gehäuse oder ein leitendes Bauteil Ujt in der Nähe der Nadelspitzen angeordnet und halter!, allgemein die gesamte Entladungsbaugruppe und eine Wechse.¹ -Hochspannungsquelle mit einer Spannung Im Bereich von ungefähr 25OO bis I5 OOÜ Volt 1st zwischen dem Inneren leitenden Kern und Erde angeschaltet. Die an den inneren Kern angelegte Hochspannung erzeugt ein ionisierte Feld um die spltzenförmigen Enden der Entladur.gsnadeln herum, so daß, wenn die Statiksaule auf einen aufgeladenen Gegenstand, eine Bahn oder eine Platte gerichtet wird, die auf diesem Gegenstand angesammelten statischen Aufladungen neutralisiert werden. Beispiele für verschieden Arten von kapazitiv gekoppelten Vorrichtungen zur Beseitigung statischer Aufladungen sind in den US-Patentschriften 2,163,294, 2,333,213, 3,120,626, 3,443,155, 3,585,448, 3,652,897, 3,875,461, 4,092,543 beschrieben.

Bei einer kapazitiv gekoppelten Statiksäule 1st die an die Spitzen von einer Wechsel-Hochspannungsquelle angelegte Spannung eine Funktion der Beziehung zwischen der Entladungselektroden-/ Hochspannungslelter-Kapazltät und der EntladungselektrodenVErdkapazität. Unter den Annahme, daß die Entladungselektroden-/Erdkapazltät äußerst hoch 1st, was in den meisten Fällen zutrifft, heißt dies, daß das Verhältnis der zwischen der tatsächlich an die Entladungselektrode!! oder Spitzen angelegten Spannung und

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ORlGlNAl

der Eingangsspannung der Wechsel-Hochapanr.ur.i'nqueJ Ie durch die folgende Gleichung bestimmt 1st (siehe auch Flg. 2):

^CP

worin Vp = die an jede der Entladungselektroden angelegte Spannung,

Cp = die Kapazität zwischen den Entladungselektroden und dem Hochspannungs-Kabellelter,

Cg = die Kapazität zwischen den Entladungseiektroden und dem benachbarten mit Erde verbundenen Teil, und

V₃ = die EIngangsspannung der Wechse!-Hochspannungsversorgung 1st.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beseitigung statischer Aufladungen der eingangs genannter. . rv, zu schaffen, die es ermöglicht, daß ein größerer Teil der Eingangsspannung der Wechsel-IIochspannungclel.stungsqueli^ den Kntladungs'elektrodcn zugeführt wird, so daß die an die VJechsej.-HochspannungsIeIstungsversorgung gestellten Anforderungen sowie deren Größe verringert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wie es aus dem vorstehenden zu erkennen 1st kann ein größerer Teil der Eingangsspannung V₃ der Wechsel-Hochspannungsl.-rlGtungsversorgung an die Entladungselektroden oder Spitzen entv:eder durch Vergrößern von C oder durch Verkleinern C angelegt werden. Im Hinblick darauf, daß eine Vergrößerung der Kapazität C

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notwendigerweise die Größe eines gegebenenfalls fließenden Kurzschlußstromes vergrößert und damit die Gefahr einer, Stromsehlages vergrößert, v:as dem ursprünglichen Zweck der kapazitiv gekoppelten Statlksauie widerspricht v;ird erflr.dur.esgemaß der Wert von C verkleinert. Es 1st zu erkennen, daß durc;-,

eln^rn möEllchst kleinen Wert v.n C erreicht wird, da^ sich die Spannung an den Entladungselektroden oder Spltzen(V_t)) der Spannung V₀ der V/echsel-Hochspannungsleistungsversorgung nähert, ao daß eine wesentlich kleinere Spannung 7_S das gleiche -usmaß an Ionisation an den Entiadungselektrocen oder Spitzen erzeugt. -lUfgrund der Verringerung der Ausgangsspannung V- der V.eohcel--HocnspannungsIeIstungsversorgung kann auch der Umfang der Tao- ih\. Ion sowohl in der Statiksäule als auch in der Le' .rfj^avrr- :.orgung vp;rr Inrrrt werden, .so daß eine Ktltrre Vcrr in,,■■-run;; d. r rricchanischen ,-,Lniessungen der Statiksäule und der Lc- k;t r^sversorgung sovjle ihrer Bauteile möglich ist was erhebliche Kosteneinsparungen ermöglicht. Sine Verringerung der .-'.ucgan^ccpannun^ der Wechsel-Hochspannungslelstungsversrvrgung verringert weiterhin die V/ahrscheinlichkelt von Koronaerschelnungen an anderen Stellen als an den Ionisierungsspitzen selbst, so daß eine unerwünschte Ozon-Verunreinigung der Umgebung durch derartige Vorrichtungen zur Beseitigung statischer Aufladungen weitgehend verringert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der V.'crt der Kapazität C dadurch erniedrlßt.daß eine Hochspannungsabschirmun;: zwischen den Kondensatorplatten .der Entiadungselektroden und den am nächsten liegenden auf Erdpoter.tlalen befindlichen Teilen liegt während die Spitzen der Entladungueiektroden vollständig mit geringem Abstand in der Nähe von SrdpotentlaL führenden Teilen liegen, so daß sich eine wirkungsvolle Ionisation ergibt„ohne daß sich ein wesentlicher Beitrag zur Erdkapazität Cg ergibt^ weil die Spitzen nur eine geringe Oberfläche aufweisen. Die Hochspannungsabschirmung wird erfmdungsgorr.iiß durch Einfügen eines leitenden Bauteils zwischen Eirde und den Kondensatorplatten erreicht, die kapazitiv mit der Hochspannungs-Sammelschiene gekoppelt sind wobei die Hochspannungslelstungsversorgung oder die Hochspannungs-Sammelschiene mit dem die Abschirmung bildenden leitenden Bauteil verbunden ist.

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ORIGINAL INSPECTED

Die erflndungsgemäße Vorrichtung ermöglicht darcit ein^ Verringerung der Spannung der Weehael-Hochspann-mr/j^elstan^aversorgung ohne daß der lonlsatlonswlrkungsgraci vergeh ^r:^rtert wird. Durch die Verringerung der ,-.usgan^sapanrur^: kann die mechanische Größe sowohl der Statilrsäule als auch der LeistungsVersorgung/ verringert werden ir.ü <iie Kr-dkapazltät wird ohne gleichtzeltlge Vergrößerung der Kapaz I\ä-, zwlr, :nen den Entladungselelctroden und der Hcjnf:pannun;:s-3arr.:.;elochier.e verkleinert, so daß ein hoher Ionisatlonsv:ir.iun--:3graci ;r::ie Vergrößerung des Kurzsehlußstromes erzielt v.-ird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1st aufgr m-J Ihrer verkleinerten Größe robust und sie weist einen hohen ^Tnlrkun_[--:_Jf-''^:aQ auf und welterhLn kann sie in sehr wirtschaftlicher We:.u hergestellt werden.

Die Erfindung wird Im folgenden anhand von In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer bekannten gegen ütroinschläge geschützten Vorrichtung zur Beseitigung statischer Entladungen vom Koaxialkabeltyp

Flg. 2 ein Schaltbild der Äquivalenzschaltung der Vorrichtung nach Flg. 1

Fig. 5 ein Schaltbild der Äquivalenzschaltung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zur Beseitigung statischer Aufladungen

Fig. 4 eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform der Vorrichtung

Flg. 4A eine Querschnittsansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung nach Flg. 4

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_QBÜS1NAL INSPECTED

Flg. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 nach Flg.4

Flg. 5A eine Schnittansicht entlang der Linie 5A-5A nach

Flg. 6 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung

Flg. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 nach FIp₁.6

Fig. 8 eine perspektivische teilweise weggebrechen· dargestellte Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung

Flg. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 nach Flg. 8

Flg.10 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungform

Fig.11 eine Schnittansicht entlang der Linie 11-11 nach Fig.10

Fig.12 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Vorrichtung zur Beseitigung statischer Aufladungen gezeigt, bei denen gleiche Bezugsziffern für gleiche Teile verwendet werden. Bei diesen Verrichtungen sind Entladungselektroden P kapazitiv mit dem hochspannungsseltlcen Anschluß einer Wechsel-Hochspannungquelle S über ein isoliertes Kabel oder eine Sammelschlene gekoppelt, die allgemein mit A bezeichnet ist. Der andere Anschluß der Wechsel-Hochspannungsleistungsquelle S weist normalerweise Erdpegel auf und ist über die Erdverbindung mit einem leitenden Bauteil G verbunden, das benachbart zu und mit Abstand von den Spitzen der Entladungselektrode P angeordnet 1st, so daß ein elektrisches Feld in dem Luftspalt zwischen diesen Teilen hervorgerufen wird das die Emission von Ionen beider Polaritäten bewirkt, die auf die Oberfläche des zu neutralisierenden Gegenstandes auftreffen.

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In FIg. 1 ist eine bekannte Art einer kapazitiv gek koaxialen Vorrichtung zur Beseitigung statischer /-.uf ladungen gezeigt, während in Flg. 2 schematls-'h die Kquivalenzscnaltung einer derartigen gegen otronschläre gesicherten Verrichtung zur Beseitigung statischer Aufladungen ;:ez':igt 1st. Die Entladungselektroden P umfassen angeschärfte Nadeln oder Spitzen 10, die von Kondensatorplattenteilen Vd vorspringend ie in geringem Abstand von dem Mitteleiter 14 eines Kabeln /-. angeordnet sind, so daß sie mit diesem Kitte■! :.·?!'(-r gekoppelt, nlnd, wobei eine Isolierschicht oder Isoi i^.i hui -. <;· 1υ zv'.u^hcn dem Kitteleiter 14 und den Kondensatorpia tv: me ilen I'd -.'orresehen ist, so daß eine Kapazität C zwischen ■■; lesen 7e '.. en ausgebildet wird. Die Spitzen Io der Entlad ^r.rnnade-Ir -.dr-c-Elektroden P sind In der Nähe ν υπ angrcn^- ; ir·; geerdeten Teilen G und mit abstand von diesen angeordnet, wobei diese geerdeten Teile entweder ein Gehäuse für die Elektroden bilden können oder sie können die Maschineneinrichtungen seibat bilden, auf denen sich die Gegenstände befinden,- deren Aufladung entfernt werden soll. Die Wechsel-Hochspannun^siolstuncsversorgung S 1st in der Technik ebenfalls gut bekannt .mc" kann eine Ausgangs spannung von ungefähr 2 50G eis I·;, OuO Volt V/echselsparinung liefern.

Bei den bekannten kapazitiv gekoppelten Vorriebtuniren :-::r Beseitigung statischer Aufladungen wurde In i\j ;>^:n ^T;äJlc-n ?'a:r·- elne Hälfte der Ausgangnspannunc V₃ der Wf;οh^·>::-Hochsp-jnrv.riesle istungsque He dazu verwendet, der Wirkung der Kapazität C.. entgegenzuwirrrc^, die durch die Kopplung ?;κ:^ο:κ>·- üe^r- /Ia'/.:^ 12, mit denen die Spitzen verbunden sind und Εΐύ<·. oar/;·; ;*,'~'..l':. 1st. Das heißt, daß die Kondensatorplatten V₁-. nicht nur Kapazitäten gegenüber dem Hochspannungskabel A bildeten, sondern auch Kapazitäten gegenüber dem geerdeten Teil G aufwiesen,das den Platten 12 benachbart ist. Wie dies aus ^T<1ig. 2 zu erkennen 1st war die den Spitzen zugeführte Spannung V eine Funktion der Beziehung zwischen der EntladungsGpitzen-/H"chspar.-nungsleiter-Kapazltät C_p und der Entladungsspitzen-ZErdkapazltät Cg wie dies weiter oben angegeben wurde, und zwar gemäß der folgenden Gleichung:

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—-*

ORIGINAL INSPECTED

ρ c_{p +} c_g

Bel den AusfUhrungsformen der erf lndungsgerr.üßen verrichtung 1st eine Hochspannungsabschirmung V (d.h. e!r. leitendes Bauteil, das direkt mit der Wechsel-Hochspann-.Jiv^ielstuncsquelle S verbunden 1st) so zwischen den Kondensator platten 12 und 2roc G eingefügt, daß die wirksame Kapazität C. verringert wird, wo-

ti

durch sich eine entsprechende Vergrößerung des Spannungsabfalls längs dieser Kapazität C_r ergibt (siehe Flg. 'J)

Durch Verringern der Kapazität C. zwischen cltr Konä cn sa r ·*χ pxaiten 12 und EnIc auf einen wesentlich kleinerer /,'crt ■;„, €it::."c:t

or

e'n<~ großer" Spannung Vt bezüglich der V^r :; an ucn Entladen,^elektroden I^J. Entsprechend v.a:\r\ Λ \ c V< :;:■:.·; tu, ^;.: spannung V₀ entsprechend verringert werden ^hne daß das fonlsatlonspotentlal an den EntiadungGspitzen verrinnen wLrd, se daß eine kleinere Wechsel-Hochspannungslelstung^versorgunj: 3 für die gleiche Tonenemission von den Entladungselektroden P verwen det werden kann.

In den Flg. 4 und 5 1st eine Äusführungsforr, der verbesserten Vorrichtung zur Beseitigung statischer Aufladungen gezeigt, bei der eine Vielzahl von Entladungselektrode^ Pl kapa/.ltiv m!.t einem Flachkabel Λ1 gekoppelt sind, r.lt eiern der hochspan-" injinseltige nr.schluß der Leistangsversorgung 3 verburnjer int. Der erdseitlge Anschluß der Lelstungsversogung S 1st mit einem Langestrecktem U-fb'rmlgen leitenden Gehäuse Gi verbünde--,, das durch zwei slcn In Längsrichtung erstreckende Ceitenvnir.de 20 und 21 gebildet ist, die von einem Mitteitel· 22 vorspr lr.rrn. Das Kabel Al schließt beispielsweise eine ebene leitende sammelschiene 24 mit einer isolierenden Umhüllung 2ö aus geeignetem Material wie z.B. Polyvinylchlorid auf. das um dir sammelschiene 24 herum stranggepreßt 1st. Die Entladungseiektroden Pl weisen jeweils die Form einer angeschärften Nadel a'6 auf, die sich senkrecht zu einer ebenen rechtwinkligen Platte 30 erstreckt. Die Platten 30 können in irgendeiner geeigneten Welse

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ORIGINAL INSPECTED

Al

beispielsweise durch Abscheiden eines leitender. Materials auf die Oberfläche eines Isolierstreifens gebildet werden, um eine Vielzahl von in Längsrichtung mit Abstand angeordneten Inseln zu bilden, an denen die angeschärften Nadeln 2B in geeigneter Weise beispielsweise durch Heften befestigt sind. Daher sind die leitenden Entladungseiektroden M kapazitiv über die Platten 30 mit dem Witteleiter oder der oammeisuhlene 24 des Kabels Al Gekoppelt. Ein dielektrischer Kern. aus einem geeigneten Isoliermaterial wie z. T:. !-'.ethyl ·■:.·:^l,hacryla te-Harzschließt ein langgestrecktes Bas !"teil j52 und ein umgekehrtes roch y\ ein, durch das die Entladungselektroöen Pl In dem Gehäuse Gl in fester Position bezUrllefr des Kabels Al gehalten vierden. Wenn die Platten j50 aus Ketallblechab-Gchnltten hergestellt sind hält der Kern weiterhin d \.r. V^\n i · platten in Längsrichtung In Abst-.nd vonein-.rider. Geeignete b'.ndkappen 35 haltern den dielektrischen Kern 32-j>4 entlang des Kabels Al sowie die Entladungselektroden Pl in fester Bezlehun;·* zun: Gehäuse Gl. Es 1st zu erkennen, daß die Platten J,C ,jeweils kapazitiv mit dem Mittelleiter 24 des Kabeis .·»! durch dessen Isolation 26 gekoppelt sind. Gleichzeitig Ist Jedoch der Leiter 24, der mit dem hochspannungsseltlgen Anschluß der Leistungsquelle S verbunden ist, zwischen der Unterseite der Platten $0 und demBoden 22 des U-förmlgen Gehäuses Gl sn^e ordnet. Dar.lt wirkt die Hochspannungs-Sammelschlene 24 als Hochspannungsabschirmung für den größten Teil der Fläche der Elektroden :"^Ji , die kapazitiv mit Erde gekoppelt sein könnt' . Lediglich die Außenränder der Platten j50 sind auf die 3r :.'■.-.-nv;ande 2u and <..i des Gehäuses Gl gerichtet (zusammen mit dr/, ..-*.i!tzen r:n -ier Elektroden Pl, was erforderlich ist, damit ε Loh eine L.ir.enemlsslon ergibt). Well die oberen Flächen der Platten 3υ schräg auf die Seitenwände 20 und 21 gerichtet sind tragen sie zusammen mit den Außenrandkapazitäten der Platten und den Spitzen an sich nur mlnlmai zu einer kapazitiven Kopplung bezüglich des geerdeten Gehäuses Gl bei.

Die Konstruktion nach den Flg. 4 und 5 verringert die Ent.ladungr;-elektroden-/Erdkapazität C₀. beträchtlich durch die Verwendung der Hochspannungs-Sammelschlene 24 selbst-sowohl als Ab als auch als Einrichtung zur kapazitiven Kopplung der Entladung

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elektroden Pl, so daß sich eine wenig aufwendige Möglichkeit zur Verringerung der Entladungse j.ektroden -/Erd kapazität ergibt. In den Flg. 4A und 5A 1st eine Möglichkeit zur weiteren Verringerung der Kapazität C_ gezeigt. Bei dieser abgeän-Werten Ausführungsform der Vorrichtung erstrecken sich zwei leitende Bänder, Stäbe oder Stangen j56 und j58 in Längsrichtung durch das Joch }4 oberhalb der Platten 20 auf jeder Seite der Nadeln 28. Wenn die HochspannungsIelstungsVersorgung 3 mit den Bauteilen 3>6 und 38 sowie mit der Sammelschiene ?A des Kabels Al verbunden ist bilden diese Bauteile ^o und 'j6 elne Hochspannungsabschifmung B zwischen der oberen Oberfläche der Platten j>0 und der benachbarten geerdeten Fläche der Selten 20 und 21 des Gehäuses Gl, die unter einem Schrägwlnkel hierzu ausgerichtet sind. Die leitende Abschirme B verringert damit weiterhin die Kapazität zwischen den i iattcn j>() und E.·- de well die Fläche dieser Platten, die von den geerdeten Teilen "gesehen" wird,weiter verringert wird. Das heißt, da3 durch die Abschirmung eines größeren Teils der Platten 30 mit Hilfe der Hochspannungsabschirmung B und.der HochspannunKs-oarr^elschlene 24 die Kapazität der Platten 30 gegenüber Erde welter verringert wird, so daß sich eine entsprechende Vergrößerung des AnteI la der Versorgungsspannung V ergibt, der den Spitzen Pl selbst zugeführt wird. Well lediglich die seitlichen Kanten der Platten J50 Erde "sehen" bilden diese Randkanten lediglich eine unwesentlich Kopplung Im Vergleich zur gesamten Oberfläche der Platten.

Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform sind die Entladungselektroden Pl, die wiederum durch nadeiförmige Spitzen 28 gebildet sind, die senkrecht an rechtwirk'! i,;en leitenden Platten 50 befestigt sind, kapazitiv mit einem Huehspannungskabel A2 gekoppelt. Das Kabel Λ2 weist In diesem Kali einen Kanal- oder U-förmlgen Querschnitt auf und schließt zwei Seitenwände 40 und 42 ein, die einstückig von einer Im wesentlichen ebenen mittleren Sammelschiene 44 aus vorspringen. Der hochcpannungsseitlge Anschluß der Leistungsversorgung 3 ist direkt mit der Sammelschiene 40 und damit mit den Seitenwänden 40 und 42 verbunden. Der U-förmlge Leiter ist vollständig in einer isolierenden Hülle 48 In üblicher Welse eingekapselt. Das Gehäuse Gl ist mit dem erdseltlgen Anschluß der Lelstungsversorgung S über eine Erdverbindung verbunden, wie dies allge-

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mein üblich 1st. Ein isolierender langgestreckter Einsatz 50 mit in Längsrichtung mit Abstand verteilt·- '.'in^ngcn, die über die Spitzen 28 passen, hält die En*; ad : .vi-c j-'vtroder in dem Kanal des U-förmigen Kabeis A2 fest, l..r-τ.·: r.l^ gesamte Anordnung in dem Gehäuse Gl mit Hilfe von End kappen o<-befestlgt ist.

Wie dies zu erkennen 1st, sind die Platten ^C kapazitiv rr.lt der In der Mitte angeordneten Sammelschiene 44 gekoppelt, so daß die Wechsel-Hochspannung ein« Icneneir.i^cicn :.·,:t d-iaisr Polarität an den Spitzen ^3 hervorruft. G jclcnzc ^t *..* ;,' vl diese ?latten j,0 zusätzlich gegenüber üen '.."iind-r- 2 -;γ.<· -1 des Gehäuses Gl über die dazv:i.;c;jc:n iie-:er.'^;«T| s·: ir--".-. -.■-mc ι. chif.-nen 40 und 42 abrecr.-hlrmt, die ei-r-r t"-) i ii> ^ *f W^'.'tt ■·. -

bei dieser Auaführungsform nach den ?"!;;. u \\^rvl ?, ^^l ·-·.<:< ei.¹.· U-i'örmlge Abschirmung verviendet wird, alle überfLachen ■■''.or „Latten 30, sowohl die Kanten als auch die ebenen T-" ^:: cn daran die Hochspannungs-Seitenwände gegenüber Erde verri-CL clnd, ;;■? daß die kapazitive Kopplung C gegenüber Erde :;ov;eit v;le raö/rllch

verringert wird. Lediglich die Enden der Spitzen 28 liegen gegenüber Erde frei, so daß eine maximale Ionenproduktion zwischen Erde und den Enden der Spitzen gefördert wird.

In den Fig. 8 und9 ist eine weitere Ausführungsform mit einer geschichteten Konstruktion gezeigt, bei der c-ine Vielzahl von in Längsrichtung mit Abstand angeordneten Eitladungselektroden P2 zwischen zwei Flachkabeln /-.;> eingekapselt sind, ede Entladungselektrode P2 weist eine Spitze 60 auf, die allgencln koplanar zu den ebenen Plattenteil 62 ist. Lie Jpltze 6o und der Plattenteil 62 können einstückig ausgebildet sein, wie dies in den US Patentschriften 3,652,897 und 3,769,695 gezeigt 1st. Die Mittelleiter 64 jedes Kabels Aj5 sind direkt mit dem hochspannungsseitlgen Anschluß der Leistungsversorgung S verbunden. Die geschichtete Konstruktion kann entweder ein aus einzelnen überelnandergelegten Teilen bestehendes oder ein in der gezeigten Weise ausgeformtes System verwenden, wie dies in den vorstehend genannten US Patentschriften beschrieben ist, oder es

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ORIGINAL INSPECTED

können einzelne Kabel nach Art des ?:abels Al verwendet werden, bei denen eine IsollerhUlle 66 jeden Leiter 64 tedeckt. Ein abgeflachter Kanal G2 kann zur Umhüllung der geschichteten inneren Konstruktion verwendet werden, wobei in diesem Fall die Bereiche unterhalb der Unterkanten der Platten 62 mit Hilfe eines Wulstes 68 aus einem geeigneter. Harz wie z. B. Epoxy-Harz befestigt und abgedichtet sind. Wie dies zu erkennen 1st wirken die Leiter 64 der Flachkabel Aj5 nicht nur als eine Platte eines Kondensators gegenüber den Plattentellen 62 der Entladungselektroden P2, wobei die Isolierhüllen 66 das Dielektrikum dieser Kapazität bilden sondern zusätzlich wirkt jeder Leiter 64 als Hochspannungs-Abschirmung P zwischen den Plattenteilen 62 und Erde Gk . Bei der äunführungsform nach FIg. 8 sind nur die Unterkanten der Platten über den Epoxy-Wulst 68 auf geerdete Teile gerichtet. Andere (nicht gezeigte) Modifikationen können Streifen aus leitenden Materlallen auf den Außenseiten der ,Kabel A3 verwenden, ohne daß ein Mittelteil des kanalförmlgen Gehäuses G2 vorgesehen ist oder ein derartiger Kanal kann vollständig fortgelassen werden und durch geerdete Maschinenteile ersetzt sein.

In den'Flg. 10 und 11 1st eine Modifikation der koaxialen ringförmigen kapazitiven Kopplung gezeigt, wie sie auch bei dem bekannten System nach Fig. 1 verwendet wird. Hierbei Ist eine Vielzahl von leitenden Ringen 12 in Längsrichtung durch Isolierrohre 13 auf Abstand gehalten und die leitenden Ringe 12 und die Isolierrohre I^ sind konzentrisch um ein übliches Hochspannungskabel A herum angeordnet, deren Kitteil':lter 14 durch eine Isollerhülle 16 isoliert 1st, wobei dlesösKafcel durch die Ringe und Rohre hindurchgefädelt Ist und der Mittelleiter mit der Wechsel-Hochspannungslelstungsversorgung S verbunden Ist. Eine flexible Hochspannungs-Sammelschlene Bj5 mit einem leitenden Inneren Kern 7o und einer Isolierhülle 72 füllt den Spalt zwischen dem rohrförmigen leitenden Gehäuse G und dem Umfang der Ringe 12. Wenn der hochspannungsseltlge Anschluß der Leistungsquelle S mit der Sammelschiene 70 sowie mit dem Mitteleiter 14 verbunden 1st bildet die Sammelschiene 70 eine Hochspannungs-Abschirmung oder -Grenzfläche zwischen den leitenden Ringen 12 und dem geerdetem Gehäuse G, so daß die Ka-

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pazität C„ zwischen den Elektroden P und Erd^ verringert wird und der Anteil der Spannung, der den JpIt^n lü zugeführt wird, vergrößert wird. Es sei darauf hin(;ev;lesen, daß die normale Kapazität zwischen dem Hochspannung-Mitte!.Leiter 14 und den Ringteilen 12 Immer noch vorhanden tat, d. h. die Kapazität C bleibt erhalten. Die gekrümmte isolierte Sammelschiene 70 schirmt jedoch nicht nur die leitenden Rlngtelle 12 gegenüber dem geerdeten Gehäuse G ab, so daß die Spannung an'den Spitzen auf einen hohen V/ert gebracht 'wird, sondern die Sammelschiene Bj5 vergrößert weiterhin die kapazitive Kopplung zwischen der Hochspannung und den Einstellen 12 , so daß sich eine zusätzliche Kapazität, zu der PCapazität zwischen dem Kittelleiter 14 und den Ringen ergibt.

Eine weitere AusfUhrungsform der Vorrichtung ist in Fig. 12 gezeigt, und bei dieser Ausführungsform 1st das in der Kitte angeordnete Kabel A aus den Ringen 12 χΆ den Isolierrohren 13 entfernt und lediglich die gekrümmte llochspannungssammelschiene Bj5 1st mit Ihrem Inneren Kern mit der Hochspannun; lelstungsversorgung S verbunden. Bei dieser /-urii'ührun-rsi'orni wirkt die gekrümmte Sammelschiene BJ sowohl als kapazitives Kupplungselement zu den Ringteilen 12 von Außen nach 7nnen rr.lt Hilfe des Kerns 70 als auch als Abschirmung, so c:aß die Entladungselektroden-/Erdkapazität c verringert ist. Bei dleaer letzteren Ausführungsform ist weiterhin zu erkennen, daß anstelle der Ringe 12 auch kurze Längen von Stäben verwendet werden können, wobei der Außenumfang der Stabe (ebenso wie der Ringe) den Kondensatorbelag bildet.

Bei allen Ausführungsformen verringert die Hochspannung«-Abschirmung B für die kapazitiv gekoppelten Entladun^seiektroden P die Kapazität C₀. zwischen den Kondensatorbel'ä;en der Entladungselektroden und Erde ohne daß die wesentliche Kapazität Cp zwischen diesen Entladungselektrode;-! und <-cr Hochspannung geändert wird. Daher kann eine erheblich kleinere Hochspannungsie istungsVersorgung S zur Zuführung der Spannung Vp an die Spitzenelektroden verwendet werden, so daß die Isolations- und Bauteil-Anforderungen sowohl-für die Lelstungs-

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Versorgung S als auch für die Statiksäule selbst unter Einschluß aller Verbindungen zwischen diesen Teilen verringert werden können.

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Datum: j'L . ~üll i-979

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Pat e η t a η s ρ r U c h e :

Vorrichtung zur Beseitigung statischer Aufladungen r.lt zumlndestens einer Entladungselektrode, die benachbart zu einem leitenden Bauteil und mit Abstand von diesem angeordnet 1st, mit einer Wechsel-Hochspanmnf-üquelle, deren erdseitlger Anschluß mit den; leitenden Bauteil verbunden 1st, und mit ersten KopplungseinrIchtangen, die jede Entladungselektrode kapazitiv mit dem die Hochspannung führenden Anschluß der Wechsel-Hochspannungsquelle koppeln,

dadurch gekennzeichnet, daß eine leitende Abschirmung (24;E;Bl:B2;Bj5) zwischen dem geerdeten leitenden Bauteil (G,Gl,02) und den ersten Kopplungseinrichtungen (30;62;12) angeordnet sind und daß Einrichtung zur Verbindung der leitenden Abschirmung rait den hochsapnnungsseltlgen Anschluß der V/echsel-flochspannungsquelle (S) vorgesehen sind, um die kapazitive Kopplung zwischen den ersten Kopplungseinrichtungen (30; 62;12) und dem leitenden Bauteil (G;G1;G2) zu verringern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennze Ichnet, daß die ersten Einrichtungen eine Vielzahl von In Längsrichtung mit Abstand angeordneten leitenden Plattenteilen (30) einschließen, von denen jeweils eine leitende Nadel (28) senkrecht zu einer ersten Oberfläche vorspringt,

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ORIGINAL INSPECTED

J5. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennze Ichnet, daß die leitenden Plattenteile (30) eine flache Form aufweisen und daß eine flache Hochspannungs-Sammelschlene (24) benachbart zur anderen Seite der flachen leitenden Plattenteile (50) sowie in Abstand von diesen isoliert angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich in Längsrichtung erstreckende Bänder (j56, j58) benachbart zur ersten Oberfläche der leitenden Plattentelle (50) und mit Abstand isoliert von diesen angeordnet sind, und daß die Bänder (356, j58) nlt dem hochspannungsseltigen Anschluß der Wechsel-Hochspannungsquelle (S) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch. 4,
dadurch gekennze lehne t, daß das geerdete leitende Bauteil (Gl) durch ein U-förmlges Gehäuse (20 bis 22) um die Entladungselektroden (28) herangebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der hochspannungseitlge Anschluß der Wechsel-Hochspannungsquelle (S) mit einer U-förmlgen Hochspannungs-Sammelschiene (40, 42, 44) mit Seitenwänden (40, 42) verbunden 1st, die mit Abstand um die Seltenkanten der leitenden Plattenteile (jJO) herum angeordnet sind.

7· Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Plattenteile (12) eine rohrförmige Form aufweisen.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennze Ichnet, daß das mit dem erdseltlgen Anschluß dertWechsel-Hcch- spannungsquelle (S) verbundene leitende Bauteil (Π) rohrförmig 1st, und daß die leitende Abschirmung (B j5) bogenförmig 1st und Im wesentlichen die rohrförmigen Plattentelle (12) umgibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

gekennzeichnet durch eine Isolierte Hoch- spannungs-Sammelschiene (14) die durch das Innere der rohrförmigen Plattenteile (12) hindurehg führt 1st.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennze lehnet, daß die ersten Einrichtungen durch ein? Vielzahl von in Längsrichtung mit Abstand angeordneten ebenen Platten (62) gebildet sind, von denen aus sich jeweils eine leitende Nadel (60) koplanar erstreckt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine flache Hochspannungs-Sammelschiene (64) benachbart zu und mit Abstand von jeder der gegenüberliegenden 'Oberflächen der ebenen Platten (62) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Bauteil einen sich in Längsrichtung erstreckenden leitenden Streifen aufweist, der mir Abstand und außerhalb der Hochspannungs-Sammelschienen (64) angeordnet 1st.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennz e lehne t, daß zwei leitende Streifen vorgesehen sind, die einen-Mittelteil einschließen um ein U-förmiges Gehäuse (G2) zu bilden.

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