DE19507783C1 - EMV-Kabelschleuse für abgeschirmte Kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine EMV-Kabelschleuse für ein Gehäuse mit in einer Öffnung eingeführten abgeschirmten Kabeln. Der­ artige Kabeldurchführungen dienen zur Reduzierung des Stör­ pegels von elektrischen Geräten im Hochfrequenz-Bereich.

In heutigen mit Mikroprozessoren, Schaltnetzteilen und der­ gleichen bestückten Geräten entstehen Störsignale, die auf­ grund von gesetzlichen Bestimmungen unterhalb eines bestimm­ ten Pegels liegen müssen. Hierzu werden die elektronischen Bauteile EMV-dicht in ein Gehäuse oder einen Schrank aus Metall eingesetzt. Problemzonen sind jedoch die Durchführun­ gen für die nach außen geführten Kabel.

Die Störausstrahlung bzw. -einkopplung erfolgt entweder lei­ tungsgebunden über die Komponentenverkabelung, oder frei von jeder galvanischen Verbindung durch elektromagnetische Wel­ len.

Die Abstrahlung bzw. Einkopplung leitungsgebundener Störspan­ nungen werden durch elektrisch leitende Schirmgeflechte, Fliese, Spiralen, Rohre etc. reduziert, die konzentrisch mög­ lichst niederohmig mit dem EMV-Gehäuse-Potential verbunden werden. Hierzu sind Verschraubungen und Schellen bestens ge­ eignet, weil sie den Kabelschirm fast vollständig umschließen und dauerhaft gut kontaktieren.

Die elektromagnetischen Abdichtungen werden dadurch erreicht, daß die Schlitze der EMV-Gehäuse und die Kabeldurchführungen kleiner sind als die Wellenlängen der Störfrequenzen (λ/4).

Hierzu sind eine Vielzahl von EMV-Dichtprofilen aus leitenden oder umstrickten Elastomeren, Federstahllamellen etc. auf dem Markt.

Nachfolgend werden die gebräuchlichsten mechanischen Durch­ führungsbauelemente genannt.

Es lassen sich Schellen verwenden, die gleichzeitig als Zug­ entlastung eingesetzt werden und eine nahezu vollständig um­ laufende Kontaktierung ergeben. Diese billigen Normteile ha­ ben jedoch den Nachteil, daß bei vielen Kabeln ein hoher Mon­ tageaufwand entsteht und Nachrüstungen bereits vor der Ferti­ gung eingeplant sein müssen.

Bei einer Verschraubung mit Panzergewinde wird eine optimale Zugentlastung und eine vollständig umlaufende Kontaktierung erreicht. Bei einer derartigen Verschraubung jedoch können mit Steckern konfektionierte Leitungen nicht durchgeführt werden. Weiterhin wird pro Kabel eine Verschraubung benötigt, die zusätzlich noch auf einen bestimmten Kabeldurchmesser ab­ gestimmt sein muß. Sind viele Kabel durchzuführen, so erhöht sich wegen der Werkzeugzugänglichkeit der für die Montage be­ nötigte Platzbedarf erheblich.

EMV-Dichtprofile sind als Meterware erhältlich und auch für höchste Frequenzen universell einsetzbar. Die dauerelasti­ schen Ausführungen sind gut geeignet, um Schlitze abzudich­ ten. Hochwertige Profile sind jedoch teuer. Auch werden unterschiedliche Kabeldurchmesser nicht ausgeglichen und die Kabelabschirmung wird nicht vollständig umschlossen.

Durch Steckverbindungen erhält man zwar montagefreundliche Trennstellen am Gehäuse, jedoch sind EMV-Steckverbindungen nicht für alle Anwendungen erhältlich. Weiterhin braucht man pro Kabel zusätzlich teure Steckkupplungen, die außerdem die Übergangswiderstände und Dämpfungen erhöhen. Auch hier müssen in allen Fällen bereits Nachrüstungen eingeplant werden.

In DE 37 11 937 C1 ist eine Abschirmung von Kabeldurchführun­ gen beschrieben, bei der den Durchmessern der Kabel angepaßte Module vorgesehen sind, die die Kabel halten. Die abgeschirm­ ten, im Bereich der Kabeldurchführung abisolierten Kabel sind mit einem Kontaktband derart umwickelt, daß die abisolierten Bereiche auf den Außendurchmesser des Kabels gebracht sind. Als nachteilig zeigt sich hier, daß jedes Kabel umwickelt sein muß und für jede Kabelstärke unterschiedliche Module vorgesehen sein müssen, so daß eine beliebige Kombinierbar­ keit nicht gegeben ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine schlitzförmige Kabeldurchführung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der sich eine beliebige Anzahl von Kabeln mit unterschiedli­ chen Durchmessern in das Gehäuse einführen lassen und trotz­ dem eine EMV-Dichtigkeit bis in den GHz-Bereich gewährleistet ist. Weitere Aspekte sind die Vielseitigkeit, Wirtschaftlich­ keit, Montagefreundlichkeit und Nachrüstbarkeit von Kabeln.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kabelschleuse verschiebbare die Öffnung begrenzende Schieber aufweist, die einen Schlitz für die Kabel freigeben, daß eine flexible leitende Schnur zur Umwicklung der Kabel im Bereich der Kabelschleuse an einem der Schieber angebracht ist, daß alle Kabel einzeln oder im Bündel von der Schnur umschlungen werden und daß die Kabel mit der flexiblen leitenden Schnur durch die in Bezug auf das Gehäuse verstellbaren Schieber zu einem festen Verbund komprimierbar sind. Dadurch läßt sich auf einfache Weise erreichen, daß die Kabel vollständig von der abdichtenden Schnur umgeben sind. Durch den Preßdruck wird eine sichere elektrische Kontaktierung mit dem übrigen Gehäuse erzielt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Merkmalen ist die Kabelschleuse in weiten Bereichen variierbar, da belie­ bige Kabel unterschiedlichen Durchmessers in beliebiger Rei­ henfolge miteinander kombiniert werden können. Auch nachträg­ lich können noch beliebige Kabel eingeführt werden.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schieber win­ kelförmig ausgebildet sind, wobei die Auflageflächen für die Kabel parallel zueinander ausgerichtet sind. Der Aufbau läßt sich weiter vereinfachen, wenn einer der Schieber wenigstens einen Anschlagwinkel als seitliche Auflagefläche aufweist. Die Kabelschleuse kann an in Anzahl und Größe unterschiedli­ che Kabel angepaßt werden, wenn wenigstens einer der Schieber mit einem verschiebbaren Reiter versehen ist, so daß sich die Durchführungsöffnung variieren läßt. Dabei ist es vorteil­ haft, wenn die Preßfläche des Reiters parallel zur Auflage­ fläche des Anschlagwinkels angeordnet ist.

Die Schnur läßt sich leicht fixieren, wenn einer der Schieber Bohrungen zur Aufnahme der flexiblen leitenden Schnur auf­ weist. Eine sichere, leitende Verbindung des Gehäuses mit der Kabelabschirmung wird erreicht, wenn die Kabel in einem Be­ reich abisoliert sind, der im Bereich der Auflageflächen der Schieber liegt, und die flexible leitende Schnur um die Kabelabschirmung gewickelt oder gebunden ist. Der Preßdruck läßt sich noch erhöhen, wenn die sich gegenüberliegenden Schieber mit Schraubverbindungen zur Komprimierung der Kabel versehen sind.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die flexible, lei­ tende Schnur eine EMV-Schnur ist, die beispielsweise aus einem Metallgeflecht aus Kupferberyllium oder verzinktem Stahldraht besteht. Erfindungsgemäß kann die flexible leiten­ de Schnur einen Durchmesser von beispielsweise 3 mm aufwei­ sen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kabel­ schleuse,

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten er­ findungsgemäßen Kabelschleuse und

Fig. 3 den verschiebbaren Reiter für den Schieber der Kabel­ schleuse.

In der Fig. 1 ist die Abdeckung eines Gehäuses 1 darge­ stellt, in dem sich eine Öffnung 2 für die Durchführung von Kabeln 3 bis 7 befindet. Die Öffnung 2 ist von einer Kabel­ schleuse 8 überdeckt, die zwei mit dem Gehäuse 1 EMV-dicht verschraubte Schieber 9 und 10 aufweist. Beide Schieber 9 und 10 liegen mit ihrer einen Fläche auf dem Gehäuse 1 auf und sind senkrecht dazu abgewinkelt, so daß sich zwei gegenüber­ liegende, zueinander parallele Auflageflächen 11 und 12 erge­ ben. Die Auflagefläche 11 des Schiebers 9 ist seitlich mit zwei Anschlagwinkeln 13 und 14 versehen, so daß die Kabel 3 bis 7 sowohl rechts- als auch linksbündig eingebunden werden können. Durch aus Fig. 2 ersichtliche Bohrungen 15 in der Ecke zwischen Auflagefläche 11 und Anschlagwinkel 13 ist eine EMV-Schnur 16 geführt, durch die die Kabel 3 bis 7 gehalten werden. Die Kabel 3 bis 7 weisen dabei einen Bereich 17 auf, in dem sie abisoliert sind, so daß die Abschirmung 18 frei liegt.

Auf einem der Schieber, beispielsweise auf dem Schieber 10 ist ein Reiter 19 aufgesteckt, der, wie Fig. 3 zu entnehmen ist; U-förmig aufgebaut ist. Seine Schenkel weisen mehrere Schlitze 20 auf, durch die er in Abhängigkeit von der Dicke der Kabel 3 bis 7 auf den Schieber 10 aufgesteckt werden kann. An der Basis des Reiters 19 ist eine Mutter 21 befe­ stigt, in die eine Schraube 22 eingreift, die gegen die Auf­ lagefläche 12 des Schiebers 10 drückt, so daß der Reiter 19 arretierbar ist.

Um die abisolierten Bereiche 17 der Kabel 3 bis 7 wird nun die EMV-Schnur 16 gewickelt, wobei größere Kabel 3 und 7 alleine umfaßt, die etwas kleineren Kabel 4 im Doppelverbund, die nächst kleineren Kabel 5 in einer dreifachen Zusammenfas­ sung sowie die ganz kleinen Kabel 6 zu einem Viererbündel ge­ bunden werden. Dabei kann die EMV-Schnur 16 lediglich nur um die Kabel 3 bis 7 geschlungen oder auch zusätzlich verknotet sein. Durch die Zusammenfassung von mehreren kleinen Kabeln 4 bis 6 erhalten sie zusammen mit der EMV-Schnur 16 eine ähnli­ che Dicke wie die großen Kabel 3 und 7 mit der EMV-Schnur 16, so daß sie beim Zusammenpressen durch die Schieber 9 und 10 in Verbindung mit dem Anschlagwinkel 13 und der anderen seit­ lichen Begrenzung durch den Reiter 19 zu einem rechteckförmi­ gen Verbund zusammengepreßt werden können.

An den Seiten der Auflageflächen 11 und 12 sind diese über Schraubverbindungen 23 und 24 miteinander verbunden, wobei diese Schraubverbindungen 23 und 24 den Preßdruck für die Be­ festigung der Kabel 3 bis 7 liefern.

Über Schrauben 25 ist der Schieber 9 mit dem Gehäuse 1 EMV-dicht verbunden. Der Schieber 10 weist Langlöcher 26 auf, in die Schrauben 27 greifen, die eine Arretierung und EMV-dichte Montage des Schiebers 10 mit dem Gehäuse 1 bewirken. Durch die Langlöcher 26 läßt sich der Schieber 10 nach erfolgter Montage, jedoch vor dem Festziehen der Schrauben 27, noch verschieben.

Die elektrische Verbindung der Abschirmung 18 zum Potential der Kabelschleuse 8 wird über die dauerelastische EMV-Schnur 16 realisiert. Dazu ist die Isolation der Kabel 3 bis 7 so­ weit - beispielsweise 60 mm - zu entfernen, daß die Abschir­ mung 18 ungehindert angepreßt werden kann.

Jedes Kabel 3 bis 7 wird, wie in Fig. 1 dargestellt, einzeln oder im Bündel von max. 4 Kabeln mit der EMV-Schnur 16 um­ schlungen und mittels Reiter 19 und der Auflagefläche des Schiebers 10 gegen die Auflagefläche 11 des Schiebers 9 und des Anschlagwinkels 14 gepreßt. Diese Kontaktierung der Ab­ schirmung 18 der Kabel 3 bis 7 ist nur bedingt mechanisch be­ lastbar, so daß ggf. noch zusätzliche Zugentlastungen vorzu­ sehen sind.

Das Einbinden der Kabel ist so zu wählen, daß sie sich beim Komprimieren möglichst leicht zu einem rechteckigen Verbund zusammenpressen lassen.

Bei Kabeln ähnlicher Durchmesser können diese bis zur maxima­ len Einbaubreite einlagig nebeneinander eingebunden werden. Sind mehrere Lagen notwendig, sind diese gleich lang aus zu­ binden.

Bei Kabeln mit unterschiedlichen Durchmessern bestimmt der größte Kabeldurchmesser die Schleusenöffnung. Es ist für das spätere Komprimieren aller Kabel vorteilhaft, das augen­ scheinlich dickste als letztes einzubinden. Die übrigen Kabel sind so einzubinden, daß die resultierende Kabelhöhe im Be­ reich von 0,6 mal bis 1,2 mal den Durchmesser des dick­ sten Kabels entspricht.

Zum Einbinden der Kabel 3 bis 7 wird die EMV-Schnur 16 in die Bohrung 15 des Schiebers 9 der Kabelschleuse 8 eingefädelt und mit einer Schlinge verknotet, so daß sich nach innen zwei et­ wa gleich lange Enden ergeben. Die Kabel 3 bis 7 sind mit einer einfachen Schlinge aneinandergereiht. Bedarfsmäßig, aber mindestens beim letzten Kabel 7 wird die EMV-Schnur 16 verknotet, deren Enden ungekürzt bleiben können.

Zum Komprimieren der Kabel 3 bis 7 läßt sich der Schieber 10 mit den Schrauben 27 vormontieren, von Hand auf Anschlag drücken und mit den Schraubverbindungen 23 und 24 fixieren. Der Reiter 19 wird dabei so in einen der Schlitze 20 auf den Schieber 10 aufgesetzt, daß mindestens die Hälfte des Abstan­ des der beiden Schieber 9 und 10 überbrückt sind, der Reiter 19 jedoch noch genügend Platz zum Komprimieren läßt.

Mit dem Reiter 19 werden dann die Kabel 3 bis 7 seitlich von Hand komprimiert und der Reiter 19 durch fest ziehen der Schraube 22 arretiert. Anschließend werden die zwei Schraub­ verbindungen 23 und 24 soweit angezogen, bis die EMV-Schnur 16 zwischen Anschlagwinkel 13, den Schiebern 9 und 10 und dem Reiter 19 fest verpreßt wird. Zum Schluß werden dann alle Schrauben 27 festgezogen.

Die EMV-Schnur 16 gleicht dabei Kabelunterschiede aus und verhakt sich mit dem Geflecht der Abschirmung 18 der Kabel 3 bis 7, so daß damit eine dauerhaft gute Kontaktierung und im Normalfall ausreichende Zugentlastung gegeben ist.

Die EMV-Schnur 16 kann beispielsweise aus einem Metallge­ flecht bzw. Metallgestrick aus Kupferberyllium, verzinktem Stahldraht oder einer ähnlichen Metallegierung bestehen. Die EMV-Schnur 16 kann einen Durchmesser von einigen Millimetern, beispielsweise 3 mm aufweisen.

Die Anzahl und Durchmesser der Kabel 3 bis 7 sind beliebig und können bis zum maximalen Öffnungsquerschnitt der Kabel­ schleuse 8 erweitert werden. Durch den symmetrischen Aufbau der Grundelemente kann die Kabelschleuse sowohl von rechts als auch von links beginnend mit den Kabeln 3 bis 7 bestückt werden. Noch ungenutzter Öffnungsquerschnitt kann bedarfs­ mäßig mit EMV-Dichtprofile 28 HF-mäßig abgedichtet werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Abschirmung der Kabelschleuse können die gesetzlichen Bestimmungen auf ein­ fache Weise eingehalten werden, da die im Inneren des Gehäu­ ses angeordneten Bauelemente vor Stör-Einstrahlungen sicher abgeschirmt sind und störende von den Bauelementen emittierte HF-Stör-Aussendungen nicht nach Außen gelangen.

Claims (14)

1. EMV-Kabelschleuse für ein Gehäuse (1) mit in einer Öff­ nung (2) eingeführten abgeschirmten Kabeln (3 bis 7), dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelschleuse verschiebbare die Öffnung (2) begrenzende Schieber (9, 10) aufweist, die einen Schlitz für die Kabel (3 bis 7) freigeben, daß eine flexible leitende Schnur (16) zur Umwicklung der Kabel (3 bis 7) im Bereich der Kabelschleuse an einem der Schieber (9, 10) angebracht ist, daß alle Kabel (3 bis 7) einzeln oder im Bündel von der Schnur (16) um­ schlungen werden und daß die Kabel (3 bis 7) mit der flexi­ blen leitenden Schnur (16) durch die in Bezug auf das Gehäuse (1) verstellbaren Schieber (9, 10) zu einem festen Verbund komprimierbar sind.

2. EMV-Kabelschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (9, 10) winkelförmig ausgebildet sind, wobei die Auflageflächen (11, 12) für die Kabel (3 bis 7) parallel zueinander ausgerichtet sind.

3. EMV-Kabelschleuse nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß einer der Schieber (9, 10) wenigstens einen Anschlagwinkel (13, 14) als seitliche Auflagefläche aufweist.

4. EMV-Kabelschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­ stens einer der Schieber (9, 10) mit einem verschiebbaren Reiter (19) versehen ist.

5. EMV-Kabelschleuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter (19) U-förmig ausgebildet ist, daß in den Schenkeln mehrere Schlitze (20) mit einer Breite von etwas größer als der Dicke der Schieber (9, 10) vorgesehen sind und das an der Basis eine Mutter (21) für eine Klemmschraube (22) angebracht ist.

6. EMV-Kabelschleuse nach Anspruch 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Preß­ fläche des Reiters (19) parallel zur Auflagefläche des An­ schlagwinkels (13, 14) angeordnet ist.

7. EMV-Kabelschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schieber (9, 10) Bohrungen (15) zur Aufnahme der flexi­ blen leitenden Schnur (16) aufweist.

8. EMV-Kabelschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ka­ bel (3 bis 7) in einem Bereich (17) abisoliert sind, der im Bereich der Auflageflächen (11, 12) der Schieber (9, 10) liegt, und die flexible leitende Schnur (16) um die Kabel (3 bis 7) gewickelt ist.

9. EMV-Kabelschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Schieber (9, 10) mit Schraubverbin­ dungen (23, 24) zur Komprimierung der Kabel (3 bis 7) ver­ sehen sind.

10. EMV-Kabelschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible leitende Schnur eine EMV-Schnur (16) ist.

11. EMV-Kabelschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible leitende Schnur (16) aus einem Metallgeflecht be­ steht .

12. EMV-Kabelschleuse nach Anspruch 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die flexible leitende Schnur (16) aus Kupferberyllium besteht.

13. EMV-Kabelschleuse nach Anspruch 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die flexi­ ble leitende Schnur (16) ein verzinkter Stahldraht ist.

14. EMV-Kabelschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible leitende Schnur (16) einen Durchmesser von 3 mm auf­ weist.