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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abschirmen von
elektrischen Leitern, wie Kabel, Leiterbahnen u.dgl. gegen elektrische und/oder
magnetische Störfelder unter Verwendung einer zu erdenden Abschirmung aus elektrisch
leitendem Material.
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In der Elektrotechnik und Elektronik werden Abschirmungen gegen elektromagnetische
Störeinflüsse von außen auf einen Leiter oder von Leitern nach außen verwendet.
Man kennt aus vollflächigen Metallplatten bestehende Abschirmungen aus elektrisch
leitendem Material insbesondere hoher Permeabilität, die in erster Linie wirksam
sind gegen niederfrequente Einstreuungen, wie z.B. Brummeinstreuungen, und zur Abschirmung
von Magnetfeldern. Gegen Hochfrequenzeinstreuungen schützt eine Abschirmung, wie
sie z.B. bei einem HF-Koaxialkabel in Form eines den Leiter umgebenden Drahtgeflechts
bekannt ist.
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Die bekannten Abschirmungen sind relativ kostspielig und eignen sich
insbesondere nicht oder nur sehr schlecht zur Abschirmung von Kabel- oder Leiterbündeln
bzw. -bäumen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abschirmung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, die auf sehr kostengünstige
Weise herstellbar ist und sich insbesondere auch zur Abschirmung von Kabelbäumen
u.dgl. eignet.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht zunächst und im wesentlichen darin,
daß die Vorrichtung auf einer streifenförmigen flexiblen Kunststoff-Folie aufbaut,
auf deren mindestens einer Seite eine vollflächige Abschirmung und/oder eine im
wesentlichen netz-, gitter- oder maschenartige, aus einem Siebdruckauftrag aus Leitsilber,
Graphit, einer Mischung dieser Stoffe od.dgl. bestehende Abschirmung angeordnet
ist, wobei die vollflächige Abschirmung als Kaschierung, z.B.
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Kupferkaschierung, der Kunststoff-Folie oder als Siebdruckauftrag
aus Leitsilber, Graphit, einer Mischung dieser Stoffe od.dgl. besteht und jede Abschirmung
von einer ebenfalls im Siebdruck aufgetragenen Isolierschicht bis auf eine schmale
Randzone oder bis auf in Rasterabständen vorgesehene, ausgesparte Anschlußbereiche
für den Erdungsanschluß abgedeckt ist.
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Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß als Substrat
für die Vorrichtung eine einfache oder kaschierte Folie ausreicht, die in praktisch
endloser Länge zu beziehen ist. Die erste Abschirmung wird mittels Siebdruck auf
das Substrat aufgetragen, falls dieses nur aus einer Kunststoff-Folie besteht. Bei
Verwendung einer kaschierten Folie als Substrat wird eine zweite Abschirmung oder
weitere darauf aufgedruckt. Mit einem einfachen Druckverfahren ist es also möglich,
Abschirmvorrichtungen mit großen Breiten und in beliebiger Länge - dort insbesondere
im Endlos-Rotationssiebdruck - herstellen zu können. Die fertigen Folien sind äußerst
dwm und sehr flexibel, so daß sie sich auf einfache Weise den baulichen Gegebenheiten
am Ort der Abschirmung anpassen lassen. Insbesondere läßt sich die folienhafte,
streifenförmige Abschirmvorrichtung auf einfache Weise zu einem, z.B.
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Kabelbäume umgebenden Umhüllung formen.
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Die Vorrichtung kann entweder eine vollflächige Abschirmung oder
eine gitter-, netz- oder maschenartige Abschirmung aufweisen oder eine Kombination
dieser beiden Abschirmungen.
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Die vollflächige Abschirmung kann ähnlich wie die nach Art eines Faraday'schen
Käfigs aufgebaute Drahtgeflecht-Abschirmung aus einem Siebdruckauftrag einer elektrisch
leitfähigen Substanz bestehen. Bei der vollflächigen Abschirmung besteht auch die
Möglichkeit, z.B. eine kupferbedampfte und -beschichtete Kunststoff-Folie zu verwenden,
die dann auf die Substratfolie z.B. aufgeklebt wird oder die Substratfolie für folgende
Siebdruckaufträge darstellt.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich auch z.B. zur Auskleidung
bzw. Ummantelung von elektrischen bzw.
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elektronischen Geräten, Aggregaten oder Schaltungen. In besonderer
Weise ist sie zur schlauchförmigen Umhüllung abzuschirmender Leitungen geeignet.
Die Schlauchbildung kann z.B.
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durch eine Längsschweißnaht erfolgen. Denkbar ist aber auch eine Verbindung
der Längsseitenkanten der streifenförmigen Abschirmfolie durch eine Art Reißverschluß,
wie man ihn beispielsweise von Bekleidungs-Verpackungsbeuteln her kennt.
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Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorbestimmten endlichen
Längen hergestellt wird, kann man den Erdungsanschluß der mindestens einen Abschirmung
an den Schmalseiten des begrenzt langen Streifens vornehmen. Für die von der Erfindung
in erster Linie angestrebte "Endlosausführung" ist ein seitlicher Abgriff vorteilhafter,
weil unabhängig von der jeweils benötigten, bei Bedarf erst abgetrennten Länge die
Anschlüsse bereits zur Verfügung stehen. In diesem Zusammenhang
ist
es vorteilhaft, wenn die Kunststoff-Folie eine im Vergleich zu ihrer Breite große
Länge aufweist und - insbesondere zur Aufnahme von Kabelbäumen oder -bündeln - durch
Verbindung der Längskantenbereiche miteinander zu einem Schlauch geformt ist.
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Den freien, sich über die Länge der Vorrichtung hinwegerstreckenden
Randstreifen wird man insbesondere dann vorsehen, wenn die Vorrichtung nur eine
Abschirmung aufweist oder aber bei einer von mehreren Abschirmungen. In diesem Falle
ist es zweckmäßig, wenn die äußerste Abschirmung die in Rasterabständen durch Aussparungen
in der äußersten Isolierlackschicht bereitgestellten Einzelanschlußmöglichkeiten
für den Erdanschluß besitzt.
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Über die bislang beschriebenen und ersichtlichen Vorteile hinaus
bietet die erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung noch den Vorzug, daß sie auf einfache
Weise auch zusätzlich mit Leiterbahnen versehen werden kann, was von bisherigen
Abschirmungen nicht bekannt ist. Diesbezüglich ist vorgesehen, daß die Vorrichtung
mit mindestens einer zusätzlichen Schicht von Leiterbahnen ausgerüstet ist, die
mittels Siebdruck aus Leitsilber od.dgl. auf die Kunststoff-Folie oder eine Isolierschicht
aufgetragen und von einer Isolierschicht abgedeckt sind. Dies gestattet es, die
Abschirmvorrichtung, z.B. den "Abschirmschlauch" zur Weiterleitung elektrischer
Größen zu nutzen. Hierbei ist quasi automatisch der Vorteil gegeben, daß die Leiterbahnen
wegen ihrer dichten Nachbarschaft zu der mindestens einen Abschirmung von den elektrischen
Leitern getrennt sind, zu deren Abschirmung die Vorrichtung eingesetzt wird.
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Um die Leiterbahnen unabhängig und unbeeinträchtigt durch die Abschirmschichten
abgreifen bzw. anschließen zu können, ist vorgesehen, daß ein streifenförmiger Randbereich
an den Schmalseiten der Vorrichtung abschirmungsfrei ausgebildet ist. Dies läßt
sich am einfachsten nach Beschneiden der benötigten Vorrichtungslänge dadurch erreichen,
daß man an den Schmalseiten des Streifens die die Abschirmung(en) bildende(n) Schicht(en)
von der den Leiterbahnen abgewandten Seite der Substratfolie wieder entfernt, z.B.
abfräst oder abschleift.
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Dies ist mit einer einfachen Vorrichtung auf leichte Weise möglich.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine schematische schaubildliche Darstellung des
Schichtenaufbaus einer von vielen möglichen Abschirmvorrichtungen und Fig. 2 - wiederum
schematisch - einen "Abschirmschlauch".
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Die Abschirmvorrichtung 10 nach Fig. 1 ist auf einer Kunststoff-Folie
11 als Substrat aufgebaut. Als vollflächige Abschirmung 12 kann eine auf die Oberfläche
lla der Kunststoff-Folie 11 im Siebdruckverfahren aufgedruckte Fläche aus elektrisch
leitfähigem Material wie z.B. Leitsilber dienen.
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Möglich ist auch die Verwendung einer z.B. kupferkaschierten Kunststoff-Folie,
die dann der dargestellten Folie 11 und deren Kupferkaschierung der dargestellten
Schicht 12 entspricht.
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Will man sich mit dieser vollflächigen Abschirmung begnügen, wird
man die Oberfläche 12a der vollflächigen Abschirmung 12 mit einer Isolierung versehen,
insbesondere mit einer im Siebdruck aufgetragenen Isolierschicht 13, die vorzugsweise
aus einem unter UV-Strahlung aushärtenden Lack besteht.
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Will man jedoch zusätzlich zu der vollflächigen Abschirmung 12 noch
eine netz-, gitter- bzw. maschenartige Abschirmung vorsehen, so wird auf die Außenfläche
13a der Tsolierschicht 13 die Abschirmschicht 14 mit entsprechendem Muster aufgedruckt.
Diese wird dann nach außen hin von einer weiteren Isolierlackschicht 15 elektrisch
sowie gegen mechanische Einflüsse isoliert.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist beim Ausführungsbeispiel die
Breite der Isolierschicht 13 und der darauf aufgetragenen weiteren Schichten 14
und 15 geringer als die Breite der Substratfolie 11 und der ersten Abschirmung 12.
Es bleiben so isolationsfreie Randstreifen 12b der Abschirmung 12 freiliegend, so
daß man an beliebigen Stellen längs der Vorrichtung 10 diese Abschirmung 12 abgreifen
kann, um z.B. mit Hilfe eines auf den Randstreifen 12b aufgeklebten Leiters die
Abschirmung 12 mit der Erde zu verbinden.
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Der Abgriff der äußersten Abschirmung 14 könnte prinzipiell analog
geschehen, indem die Breite der äußersten Isolierschicht 15 wiederum schmaler ist
als die Breite der Abschirmung 14, der Kantenbereich 15b träte also zurück. Vorteilhafter
ist es jedoch, in der Isolierlackschicht 15 Aussparungen 16 in vorbestimmten regelmäßigen
Abständen anzuordnen,
in deren Bereich dann jeweils ein Abgriff
möglich ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß ein Kurzschluß zwischen den
Abschirmungen 12 und 14 leichter vermieden werden kann.
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Abweichend von Fig. 1 sind viele weitere Ausführungen möglich, insbesondere
auch eine solche, bei der nur eine netz-, gitter- oder maschenartige Abschirmung
14 auf der Substratfolie 11 vorgesehen ist. Auch kann die Anordnung der Abschirmungen
12 und 14 in ihrer Zuordnung zur Substratfolie 11 vertauscht angeordnet sein.
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Wie Fig. 1 weiter zeigt, kann die Vorrichtung 10 mit zusätzlichen
Leiterbahnen 17 ausgerüstet sein. Zu diesem Zweck wird z.B. die Unterfläche llb
der Substratfolie 11 in der Konfiguration der Leiterbahnen mit elektrisch leitendem
Material, insbesondere Leitsilber, im Siebdruck bedruckt. Die Leiterbahnen 17 und
die Zwischenräume zwischen diesen werden sodann mit einer darüber aufgetragenen
Isolierschicht 18, wiederum insbesondere aus unter UV-Licht aushärtendem Lack, überdeckt.
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Damit man an den Schnittkanten der Vorrichtung 10 die Leiterbahnen
17 auf einfache Weise abgreifen, z.B. mit einem Klemmverbinder durch die Folie 11
hindurchkontaktieren kann, ist vorgesehen, daß in einem schmalen Endbereich 19 ab
der eingezeichneten Linie L die Folie 11 von den Schichten 12, 13, 14 und 15 wieder
befreit wird, was auf einfache Weise z.B. mit einer Fräs- oder Schleifvorrichtung
geschehen kann.
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Fig. 2 zeigt eine Abschirmvorrichtung 10 in Form eines Schlauches
20. Sie ist dadurch erhalten, daß man den zunächst ebenen Streifen nach Fig. 1 in
Querrichtung rollt und die beiden Längsseitenränder 21 und 22 wie dargestellt voreinander
stoßen läßt. Die Fixierung dieser Längsseitenränder 21 und 22 kann z.B. mit Hilfe
einer Schweißnaht S durchgeführt werden.
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Auch eine Klebeverbindung, ein Reißverschluß od.dgl. ist hier denkbar.
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Ob nun die bezüglich Fig. 1 äußerste Schicht 15 der Schlauchinnenseite
20a oder der Schlauchaußenseite 20b zugeordnet ist, hängt im wesentlichen von den
elektrischen bzw.
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elektromagnetischen Gegebenheiten und Anforderungen ab. Liegt die
Isolierschicht 15 auf der Schlauchinnenseite 20a, sind die Erdanschlußleitungen
der Abschirmungen 12 und/oder 14 vor dem Verschweißen der Randkanten 21 und 22 anzubringen,
es sei denn, man führt die die Abgriffsmöglichkeiten aufweisende Längskante, z.B.
22, über die andere Längskante 21 hinaus. Wenn es möglich ist, die Leiterbahnen
17 schlauchinnenseitig anzuordnen oder eine Abschirmvorrichtung zu verwenden, die
nicht über solche Leiterbahnen 17 verfügt, wenn also Anschlußstellen 12b und/oder
16 an die Schlauchaußenseite 20b zu liegen kommen, ist auch jederzeit nach Fertigstellung
des Schlauches noch die Herstellung eines Erdanschlusses für die Abschirmung 12
und/oder 14 möglich.