<img height="1" width="1" style="display:none" src="https://www.facebook.com/tr?id=661518255730730&amp;ev=PageView&amp;noscript=1">
Skip to content
English
Contact us
  • There are no suggestions because the search field is empty.

ESD / ELF

ESD-fähige Betriebsmittel mit BeeWaTec Rohrstecksystemen planen, aufbauen und prüfen

Dieser Artikel richtet sich an Planer, Produktionsingenieure und Industrial Engineers, die ESD-fähige Betriebsmittel wie Arbeitsplätze, Wagen oder Regalsysteme planen oder aufbauen.

Er erklärt:

  • den Unterschied zwischen ESD und ELF

  • welche Bauteile ESD-Fähigkeit beeinflussen

  • typische Planungsfehler

  • wie ESD-Messungen durchgeführt werden

  • Besonderheiten bei Stahl- und Aluminium-Rohrsystemen

1. Was bedeutet ESD?

ESD (Electrostatic Discharge) bezeichnet die elektrostatische Entladung, die entstehen kann, wenn zwei unterschiedlich geladene Körper in Kontakt kommen.

ESD Icon-png

Bereits Spannungen von wenigen hundert Volt können empfindliche elektronische Bauteile zerstören.

Ziel eines ESD-Schutzsystems ist daher:

  • elektrostatische Aufladungen zu verhindern

  • vorhandene Ladung kontrolliert abzuleiten

  • plötzliche Entladungen zu vermeiden

Die maßgebliche Norm hierfür ist:

DIN EN 61340-5-1

Diese Norm definiert Anforderungen an:

  • Arbeitsplätze

  • Betriebsmittel

  • Ableitwiderstände

  • Prüfmethoden

2. Was bedeutet ELF bei BeeWaTec?

ELF ist eine BeeWaTec-interne Bezeichnung.

ELF beschreibt leitfähige bzw. ableitfähige Systemkomponenten.

Wichtig:

ELF ≠ ESD

Begriff Bedeutung
ELF Material oder Bauteil ist elektrisch leitfähig 
ESD komplette Konstruktion erfüllt Normanforderungen

ELF-Bauteile sind also Bausteine, aus denen ESD-fähige Systeme aufgebaut werden können.

Eine Konstruktion wird erst ESD-fähig, wenn:

  • eine Ableitkette von Bauteil zu Bauteil existiert

  • ein definierter Widerstand vorhanden ist

  • eine Ableitung (z.B. zum Boden oder über einen Erdungsstecker (Steckdose)) besteht

3. Grundprinzip einer ESD-Ableitkette

Eine ESD-fähige Konstruktion benötigt immer eine durchgängige Ableitkette:

Produkt → Auflagefläche → Konstruktion → Rolle / Fuß → Boden / Erdungsstecker (z.B. Steckdose)

Alle Komponenten müssen elektrisch verbunden sein.

Beispiel:

Produkt
↓
ESD-Arbeitsplatte
↓
Rohrsystem
↓
leitfähige Verbinder
↓
ESD-Rollen
↓
ESD-Boden

Wenn ein Element isolierend wirkt, wird die Ableitkette unterbrochen.

Warum Ableitketten bei ESD-Anwendungen oft sicherer sind als leitfähige Räder

Ableitketten gewährleisten im Vergleich zu leitfähigen Rädern eine sicherere elektrostatische Ableitung über den Boden.

Dies ist zum einen auf ihre größere Kontaktfläche zurückzuführen. Zum anderen werden die einzelnen Kettenglieder beim Verfahren des Wagens kontinuierlich über den Boden bewegt, wodurch Verschmutzungen tendenziell reduziert werden. Bei leitfähigen Rädern kann sich dagegen durch Schmutz eine isolierende Schicht auf der Lauffläche bilden, was die Ableitwirkung negativ beeinflusst. Zudem kann es vorkommen, dass einzelne Räder kurzzeitig keinen Bodenkontakt haben und die Ableitung dadurch unterbrochen wird.

4. Welche Komponenten bestimmen die ESD-Fähigkeit?

Eine ESD-Konstruktion entsteht immer aus dem Zusammenspiel mehrerer Bauteile.

4.1 Rohre

Stahlrohre Ø28 mm (SUS)

Eigenschaften:

  • metallische Oberfläche

  • elektrisch leitfähig

  • hart ableitend

Diese Rohre sind ELF-fähig und können Bestandteil von ESD-Konstruktionen sein.

Beschichtete Rohre

Beispiele:

  • D-COAT

  • ECCO

Diese Rohre besitzen eine Kunststoff- oder Pulverbeschichtung.

Standardausführungen sind meist isolierend.

Es existieren jedoch ELF-Varianten, die ESD-fähig sind.

Aluminium-Rundrohrsystem

Aluminiumrohre besitzen häufig eine Eloxal-Beschichtung.

Diese wirkt zunächst isolierend.

Die elektrische Verbindung entsteht erst, wenn Verbinder die Eloxalschicht durchdringen.

Hinweis aus der Praxis:

Die Klemmen oder Schrauben der Verbinder durchdringen die dünne Eloxalschicht und stellen so eine elektrische Verbindung her.

Sollte der Widerstand dennoch zu hoch sein, kann eine ELF-Platte eingesetzt werden, um die Leitfähigkeit sicherzustellen.

4.2 Verbinder (kritischer Faktor)

Verbinder spielen eine zentrale Rolle in der Ableitkette.

Sie verbinden:

  • Rohre

  • Ebenen

  • Konstruktionsteile

Leitfähige Verbinder

  • weiß verzinkt

  • vernickelt

Diese sind ELF-fähig und geeignet für ESD-Konstruktionen.

Nicht geeignete Verbinder

  • schwarz pulverbeschichtet

Diese wirken isolierend und unterbrechen die Ableitkette.

Sie sind nicht für ESD-Konstruktionen geeignet.

4.3 Rollen und Räder

Bei mobilen Betriebsmitteln sind Rollen entscheidend.

Normale Rollen sind häufig isolierend.

Für ESD-Betriebsmittel müssen ESD-Rollen verwendet werden.

Nur so kann die Ladung vom System zum Boden (der ebenfalls ableitfähig sein muss) abgeleitet werden.

4.4 Arbeitsflächen und Böden

Auch die Auflageflächen beeinflussen die Ableitfähigkeit.

Typische ESD-Materialien:

  • ESD-Arbeitsplatten

  • leitfähige Stahlbleche

  • Edelstahlbleche

  • ESD-Kunststoffe

Nicht geeignet sind:

  • Standardkunststoffe

  • lackierte Holzplatten

  • isolierende Beschichtungen

4.5 Stellfüße und Gleiter

Stellfüße müssen ebenfalls:

  • leitfähig sein
    oder

  • eine Erdungsverbindung besitzen

5. Typische Fehler in der Praxis

In vielen Projekten treten immer wieder ähnliche Probleme auf.

Typische Planungsfehler sind:

  • Verwendung isolierender Verbinder

  • Einsatz von ESD-Rollen nur an einzelnen Positionen

  • fehlender Erdungspfad

  • Annahme: „Stahl ist automatisch ESD“

  • isolierende Pulverbeschichtungen

  • fehlender ESD-Boden

  • keine Messung der Ableitfähigkeit

Wichtig:

Eine Konstruktion ist erst nach Messung nachweislich ESD-fähig.

6. Messung der ESD-Ableitfähigkeit

Nach der Montage wird jedes leitfähige System auf seine Ableitfähigkeit geprüft.

Dies erfolgt durch eine Widerstandsmessung zu einem Erdpunkt (Potentialausgleichspunkt).

Messgeräte

Beispiel Messgerät:

Safe-STAT RM 1000 (BJZ)

Benötigte Messmittel:

  • Messleitungen

  • Rundelektrode

  • Bodenmessplatte (ca. 200 × 300 mm)

Messaufbau

  1. Messplatte auf den Boden legen

  2. Konstruktion mit Rolle oder Fuß auf die Messplatte stellen

  3. Eine Messleitung an die Messplatte anschließen

  4. Zweite Messleitung an die Rundelektrode anschließen

  5. Elektrode auf den Messpunkt setzen

  6. Messgerät einschalten und Messspannung einstellen 

  7. Widerstand messen (Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit beachten!)

Gemessen wird:

Oberfläche → Bodenplatte

7. Grenzwerte für ESD-Konstruktionen

Bei BeeWaTec gelten folgende Zielbereiche:

 
Widerstands-Bereich Bewertung
< 10⁴ Ω zu stark ableitend
10⁴ – 10⁶ Ω idealer ESD-Bereich

  10⁷ Ω – 10⁹ Ω

   Klärung mit Fachabteilung erforderlich
10⁹ Ω - 10¹² Ω zu schwach ableitend
> 10¹² Ω isolierend


Viele Messgeräte erlauben eine direkte Einstellung dieses Grenzbereichs, sodass das Ergebnis sofort farblich bewertet wird.

Beispiele mit Bau (z.B. 10hoch5 und Boden mit 10hoch5 -->Bewertung)

8. Messpunkte an verschiedenen Betriebsmitteln

Arbeitstische

Mindestens zwei Messpunkte. (Hinweis: Die Anzahl der Messpunkte muss für jeden Bau gesondert ermittelt werden.)

MP01
Oberfläche der Tischplatte

MP02
Ablagefläche oder zweite Ebene

Weitere Ebenen können zusätzlich gemessen werden.

Durchlaufregale

Messpunkte befinden sich auf den Rollschienen der Vorlaufebenen.

Beispiel:

MP01
Vorlaufebene 1

MP02
Vorlaufebene 2

MP03
Vorlaufebene 3

Optional können Rücklaufebenen ebenfalls gemessen werden.

Wagen

Messpunkte werden auf den Ebenen des Wagens gesetzt.

MP01
unterste Ebene

MP02
zweite Ebene

MP03
dritte Ebene

9. Bewertung der Messergebnisse

Messergebnis innerhalb Grenzbereich

Die Konstruktion wird mit einer ESD-Prüfvignette gekennzeichnet.

Messergebnis außerhalb Grenzbereich

Die Konstruktion wird:

  • auf einer Sperrfläche abgestellt

  • an qualifizierte Mitarbeiter gemeldet

  • zur Klärung oder Sonderfreigabe übergeben

10. Planungsempfehlungen für ESD-Betriebsmittel

Bei der Planung sollten folgende Punkte berücksichtigt werden:

Konstruktion

  • leitfähige Rohre verwenden

  • leitfähige Verbinder einsetzen

  • isolierende Beschichtungen vermeiden

Komponenten

  • ESD-Rollen verwenden

  • ESD-Arbeitsplatten einsetzen

  • leitfähige Stellfüße nutzen

  • Ableitketten

Umgebung

  • ESD-Boden vorhanden
    oder

  • Erdung über Potentialausgleichsleitung

Prüfung

  • ESD-Messung durchführen

  • Messprotokoll dokumentieren

11. Zusammenfassung

Eine ESD-fähige Konstruktion entsteht nicht durch ein einzelnes Bauteil, sondern durch eine durchgängige Ableitkette.

Wichtige Punkte:

  • ELF beschreibt leitfähige Bauteile

  • ESD beschreibt normgerechte Systeme

  • alle Komponenten müssen elektrisch verbunden sein

  • isolierende Beschichtungen können die Ableitkette unterbrechen

  • eine Messung nach Aufbau ist zwingend erforderlich

Nur durch eine korrekte Planung, geeignete Komponenten und eine abschließende Messung kann sichergestellt werden, dass Betriebsmittel den Anforderungen der DIN EN 61340 entsprechen.