DE3302192C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gerätezwischenstecker mit inte­ griertem elektrischen Entstörfilter, dessen Induktivitäten und Kapazitäten in einem rohrförmigen Metallgehäuse angeordnet sind, dessen eine offene Stirnseite mit einer Steckdose geschlossen ist und dessen andere offene Stirnseite von Steckerstiften durchdrungen sind.

Gerätezwischenstecker der vorstehend genannten Art sind u. a. für den Einsatz in Tischrechnern, Büromaschinengeräten und medizi­ nischen Geräten bestimmt. Ihre wesentliche Aufgabe besteht dabei in der Verminderung leitungsgebundener Störpegel. Da der inte­ grierte Entstörfilter bedingt durch seine Verwendungsart und durch seine Einsatzumgebung hohen elektrischen und magnetischen Feldstärkepegeln ausgesetzt ist, ist darauf zu achten, daß seine Entstörwirkung durch elektrische und magnetische Ein­ kopplungen auf die Verdrahtung bzw. die Bauteile der Entstör­ filterschaltung nicht gemindert wird. Insbesondere bei seinem Einsatz in elektrischen Geräten mit Schaltnetzteilen und/oder Mikroprozessorsystemen mit ihren langen Busleitungen treten diese Probleme in hohem Maße auf. Soweit bereits Versuche unter­ nommen wurden, um diese Probleme zu lösen, bestehen diese z. B. in der Verwendung allseitig geschlossener Metallgehäuse für das Entstörfilter, die isolierte Durchführungen für die Anschlüsse aufweisen. Als Metallgehäuse dienen dabei tiefgezogene Gehäuse aus Neusilber oder zweiteilige, dicht verlötete Gehäuse aus Eisenblech.

Es muß als Voraussetzung für die Erfindung zunächst geklärt werden, welche Art der Einkopplung auf das Entstörfilter im wesentlichen auftritt; d. h. zu klären, ob die elektrische oder die magnetische Feldkomponente die verantwortliche Größe für die Übertragung ist. Als Ergebnis einschlägiger Untersuchungen wurde dabei ermittelt, daß bedingt durch den räumlich begrenzten Entstörfilteraufbau im Frequenzbereich von 10 kHz bis 30 MHz, in dem der Einsatz dieser Entstörfilter vorgesehen ist, bevor­ zugt mit magnetischer Einkopplung auf das Entstörfilter zu rechnen ist. Eine elektrische Einkopplung ist zumindest im unteren Be­ reich des genannten Frequenzspektrums auszuschließen, da das Entstörfilter aufgrund seiner schaltungstechnischen Konfigura­ tion keine wesentlichen Rezeptoren für das elektrische Feld be­ sitzt. Im Unterschied hierzu stellt die als Induktivität üblich verwendete stromkompensierte Drossel der Entstörfilterschaltung ein wirksames Empfangsorgan für magnetische Felder dar. Vor­ stehende grundsätzliche Überlegungen führen letztlich zu der Erkenntnis, daß eine wirksame Abschirmung des Entstörfilters gegen äußere magnetische Felder nur realisierbar ist, wenn sie sowohl die geometrische Lage der stromkompensierten Drossel im Entstörfilter als auch den Drosselaufbau an sich berücksichtigt.

Aus der DE-AS 20 42 342 ist bereits ein Zwischenstecker, bestehend aus einem Gehäuse aus Isoliermaterial mit Steckkon­ takten an einem Ende und Buchsenkontakten am anderen Ende, bekannt. In das Gehäuse dieses Zwischensteckers ist ein Entstörfilter integriert, das eine Induktivität und eine Beschaltung mit einem Kondensator aufweist. Als Induktivität ist eine stromkompensierte Drossel mit zwei Teilwicklungen vorgesehen, die auf getrennten Abschnitten eines magnetischen Ringkerns angeordnet sind. (An sich bekannte stromkompensierte Drosseln sind im Aufsatz "Strom­ kompensierte SIFERRIT-Drosseln zur Funk-Entstörung", Siemens Bauteile-Informationen 8 (1970) S. 6 bis 8, näher erläutert). In der Auslegeschrift wird jedoch eine Abschirmung des Entstör­ filters gegenüber seiner Einsatzumgebung ebensowenig diskutiert wie die geometrische Lage der stromkompensierten Drossel im Zwischenstecker. Insbesondere wird kein abschirmendes Metallge­ häuse, sondern nur ein Gehäuse aus Isoliermaterial verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Berücksichtigung vorgenannter Erkenntnisse ein Entstörfilter mit wirksamer mag­ netischer Schirmung zu schaffen und zusätzlich die Schirmungs­ konfiguration so zu wählen, daß auch für Gerätezwischenstecker mit integriertem Entstörfilter eine kostengünstige Fertigung möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung beim Geräte­ zwischenstecker gemäß Oberbegriff des Patentanspruches vor, daß als Induktivität eine stromkompensierte Drossel mit zwei Teil­ wicklungen vorgesehen ist, die auf getrennten Abschnitten eines magnetischen Ringkerns angeordnet sind, daß die offene von den Steckerstiften durchdrungene Stirnseite des Metallgehäuses durch einen Metallsteg teilweise geschlossen ist, der so zur Drossel ausgerichtet ist, daß der Metallsteg in Richtung der Längsachse des Metallgehäuses mit Teilen beider Teilwicklungen fluchtet.

Durch diesen Aufbau und durch die spezielle Ausrichtung des Metallsteges zu einer in ihrem Wickelaufbau gesondert ausgeführ­ ten Drossel wird ein Schirmungsring aus elektrisch leitfähigem Material um die Drossel gelegt und damit bei einem Minimum an Schirmungsmaterial ein Maximum an Schirmwirkung erzielt. Zu­ sätzlich verbleibt, da die von den Steckerstiften durchdrungene Stirnseite nur teilweise durch den Steg geschlossen ist, eine ausreichend große Öffnung für die Zufuhr von Vergußmaterial, insbesondere Gießharz, so daß dieser Aufbau auch erhebliche fertigungstechnische Vorteile in sich birgt. Der Gerätezwischen­ stecker ist vorzugsweise nach IEC 320/VI ausgebildet.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines lediglich schematisch und teils perspektivisch sowie gebrochen dargestellten Aus­ führungsbeispieles näher erläutert. Die durch diesen Gerätezwi­ schenstecker erzielbaren Vorteile werden anhand eines Vergleichs mit entsprechenden Ausführungen bekannter Gerätezwischenstecker aufgezeigt.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Gerätezwischensteckers nach der Erfindung in Draufsicht, wobei die elektrischen Bau­ elemente des Entstörfilters strichliniert angedeutet sind,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Gerätezwischensteckers nach Fig. 1 betrachtet in Pfeilrichtung A,

Fig. 3 die zur Stirnansicht nach Fig. 2 entgegengesetzte Stirnan­ sicht des Gerätezwischensteckers nach Fig. 1 und zwar in perspektivischer und teils gebrochener Darstellung, wobei die Drossel strichliniert angedeutet ist,

Fig. 4 ein bekannter Gerätezwischenstecker in der Darstellung nach Fig. 3,

Fig. 5 ein weiterer bekannter Gerätezwischenstecker in der Dar­ stellung nach Fig. 3,

Fig. 6 eine graphische Darstellung aus der - aufgetragen über die Frequenz - die unterschiedliche Schirmwirkung der in die Gerätezwischenstecker integrierten Entstörfilter nach Fig. 1 bis 3 bzw. Fig. 4 bis 5 entnehmbar ist.

Der Entstörfilter des in Fig. 1 bis 3 dargestellten Gerätezwischen­ steckers besitzt strichliniert angedeutete elektrische Bauelemente nämlich Kondensatoren 4, 5 der Klasse Y, einen Kondensator 7 der Klasse X und eine stromkompensierte Drossel 6 mit Teilwick­ lungen 14, 15, die auf getrennten Abschnitten eines magnetischen Ringkerns 16 angeordnet sind. Die genannten Bauelemente sind in einem rohrförmigen Metallgehäuse 1 mit rechteckförmigem Querschnitt angeordnet, dessen eine Stirnseite mit einer Steckerdose 2 geschlossen und dessen andere Stirnseite 11 von Flachsteckerstiften 3 durchdrungen ist. Die Steckerdose 2 ist mit Befestigungslaschen 8 mit Bohrungen 9 und mit federnden Steckkontaktbuchsen 10 für den Einschub von Flachsteckern aus­ gerüstet (siehe Fig. 2). Gemäß Fig. 3 ist die von den Stecker­ stiften durchdrungene Stirnseite 11 des Metallgehäuses 1 durch einen Metallsteg 13 nur teilweise geschlossen, wobei der Metall­ steg 13 und die Drossel 6 in Richtung der Längsachse des Metall­ gehäuses 1 so zueinander ausgerichtet sind, daß der Metallsteg 13 mit beiden, auf einen magnetischen Ringkern 16 aufgebrachten Teilwicklungen 14, 15, fluchtet; d. h. daß betrachtet in Rich­ tung der von den Steckerstiften durchdrungenen Stirnseite die Projektion des Metallsteges 13 die beiden Teilwicklungen 14, 15 teilweise überlappt.

Die in Fig. 6 über der Frequenz aufgetragenen Kurven 3, 4 und 5 zeigen die Schirmwirkungen U_z|dB|, die mit einem in einem er­ findungsgemäßen Gerätezwischenstecker integrierten Entstörfilter nach Fig. 1 bis 3 (siehe Kurve 3) bzw. mit in bekannte Geräte­ zwischenstecker eingebauten und nach bisheriger Weise geschirmten Entstörfiltern nach Fig. 4 und 5 (siehe Kurve 4 und 5) erzielbar sind.

Das Entstörfilter nach Fig. 4, dessen Flachsteckerstift-Stirnseite 11 offen, d. h. lediglich ausgegossen, jedoch nicht durch eine Metallwand geschlossen ist, weist die schlechteste Schirmwirkung (s. Kurve 4) auf.

Ergänzt man die Schirmungshülle, als welche das aus elektrisch leitfähigem Material gefertigte hohlzylindrische Metallgehäuse 1 dient, durch eine auf der von den Steckerstiften durchdrungenen Stirnseite 11 angeordnete Metallwand 12, welche diese Stirnseite unter Beachtung von aus Sicherheitsgründen einzuhaltenden Luft- und Kriechstrecken zwischen Metallgehäuse 1 und Anschlußelementen 3 soweit wie möglich schließt, so erhält man wider Erwarten nur eine Verbesserung der Schirmwirkung gemäß Kurve 5.

Erst durch Ersetzen der Metallwand 12 durch einen Metallsteg 13 und durch die entsprechende Ausrichtung dieses Metallstegs zur stromkompensierten Drossel 6 wird die optimale Schirmwirkung gemäß Kurve 3 erreicht. Zusätzlich wird durch die große Rest­ öffnung im Stirnwandbereich der Verguß des Entstörfilters mit Kunstharz erleichtert und folglich eine wenig aufwendige Ferti­ gung ermöglicht.

Claims (1)

1. Gerätezwischenstecker mit integriertem elektrischen Entstör­ filter, dessen Induktivitäten und Kapazitäten in einem rohr­ förmigen Metallgehäuse angeordnet sind, dessen eine offene Stirnseite mit einer Steckdose geschlossen ist und dessen an­ dere offene Stirnseite von Steckerstiften durchdrungen sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Induk­ tivität eine stromkompensierte Drossel (6) mit zwei Teilwick­ lungen (14, 15) vorgesehen ist, die auf getrennten Abschnitten eines magnetischen Ringkerns (16) angeordnet sind, daß die offene von den Steckerstiften durchdrungene Stirnseite (11) des Metallgehäuses (1) durch einen Metallsteg (13) teilweise geschlos­ sen ist, der so zur Drossel (6) ausgerichtet ist, daß der Metall­ steg (13) in Richtung der Längsachse des Metallgehäuses (1) mit Teilen beider Teilwicklungen (14, 15) fluchtet.