DE3731576A1 - Wanddurchfuehrung fuer abgeschirmte raeume - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine abgeschirmte Wanddurch­ führung für Versorgungsleitungen, wie elektrische Versor­ gungs- und Informationsleitungen, aber auch Leitungen für Zuluft/Abluft und sanitären Leitungen aus und zu elektromag­ netisch abgeschirmten Räumen, gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Elektromagnetisch abgeschirmte Räume werden sowohl in der Forschung (Meßtechnik) als auch in der Medizin (Nuklear­ medizin) sowie in Verbindung mit Datenverarbeitungsanlagen, zum Datenschutz, insbesondere bei Anlagen für militärische Zwecke benötigt. Dabei müssen die Räume zum einen so abge­ schirmt sein, daß von außen keinerlei Störstrahlungen eindrin­ gen können, z.B. bei Meßräumen, aber auch bei Datenverarbei­ tungsanlagen, bei denen der Datenfluß durch Störstrahlungen verfälscht werden könnte. Zum anderen muß aber auch ein Aus­ treten von elektromagnetischen Wellen, die beispielsweise von Datenimpulsen ausgehen können, mit Sicherheit verhindert werden.

Es ist bekannt, abzuschirmende Räume dadurch gegen das Ein­ treten bzw. Austreten von elektromagnetischen Wellen voll­ ständig zu sichern, daß der gesamte Raum metallisch käfig­ artig ausgekleidet wird, wobei zwischen einzelnen Abschirm­ elementen, z.B. einzelnen Metallplatten, eine einwandfreie elektrische und elektromagnetische Verbindung durch einwand­ freie Kontaktierung vorgesehen ist. Dabei werden abhängig vom Sicherungsgrad, aber auch von dem Frequenzbereich, der beson­ ders gedämpft werden muß, unterschiedliche Maßnahmen getroffen. In jedem Fall wird aber, sei es über Folien, sei es über Metallplatten, ein allseits geschlossener metallischer Käfig geschaffen, in welchem das Gerät, das gegen Strahlungen von außen oder gegen ein Abstrahlen von selbsterzeugten elek­ tromagnetischen Wellen geschützt werden soll, untergebracht ist. Dabei wird als Abschirmmaterial Metalle bzw. Metallkom­ binationen verwendet, die eine hohe Reflexion und/oder Absorb­ tion für die abzuschirmende Strahlung aufweisen.

Ein besonderes Problem besteht in der Einführung von Versor­ gungsleitungen aller Art und insbesondere von elektrischen Versorgungs- und Informationsleitungen in einen derartigen Raum, da diese notwendigerweise durch eine Öffnung in der im übrigen allseits geschlossenen Abschirmung hindurch geführt werden müssen, wobei über Ummantelungen, z. B. Isolierungen von Kabeln, auch wenn diese selbst wiederum abgeschirmt wer­ den, eine Weiterleitung von insbesondere höherfrequenten elek­ tromagnetischen Wellen ermöglicht wird. Dagegen hilft auch nicht, wenn die Versorgungs- und Informationsleitungen am Ein- und/oder Ausgang einer Öffnung in der Wandung des abge­ schirmten Raumes mit Filtern versehen werden, die eine Über­ tragung der elektromagnetischen Wellen über die Leitungs­ führung selbst unterdrücken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine abgeschirmte Wanddurchfüh­ rung anzugeben, über die Versorgungs- und Informationslei­ tungen in einen abgeschirmten Raum geführt werden können, und die einen ausreichenden Schutz gegen das Eindringen bzw. Her­ austreten von elektromagnetischen Wellen in bzw. aus dem elektromagnetisch abgeschirmten Raum gibt.

Eine derartige abgeschirmte Wanddurchführung wird mit einem Aufbau mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 realisiert.

Bei der abgeschirmten Wanddurchführung nach der Erfindung ist also im Bereich der Durchführung mindestens ein flächen­ förmiges (metallisches) Abschirmelement vorgesehen, das Öff­ nungen aufweist, in die ein aus einem metallischen Werkstoff bestehendes beidseitig offenes Rohrstück eingesetzt ist, das über den Außenumfang mit der Öffnung in dem Abschirmelement an der Durchdringungsstelle allseitig elektromagnetisch dicht verbunden ist. Dabei empfiehlt es sich besonders Abschirmele­ ment und Rohrstück unter Schutzgas über den gesamten Umfang, und zwar möglichst auf der Vorder- und der Rückseite des Ab­ schirmelementes zu verschweißen.

Dabei soll das Rohrstück, dessen Länge dem besonders interes­ sierenden Wellenbereich angepaßt ist, in der Länge etwa das 10- bis 15fache des Durchmessers aufweisen.

Sofern die Versorgungsleitungen nicht voll den Durchmesser der Rohre ausfüllen, wird gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, den vorhandenen lichten Restraum des Rohrstückes mit einer Wabengliederstruktur aus zumindest im Oberflächenbereich metallischen Stegen mit der Längsachse parallel zur Achse des Rohrstückes einzusetzen. Dabei ist die Wabengliederstruktur, also Öffnungsweite und -tiefe, der geforderten Dämpfung und der zu schirmenden Fre­ quenz angepaßt. Durch diese Maßnahme können dann Versorgungs- und Informationsleitungen unterschiedlichen Durchmessers durch ein vorweg eingesetztes und genormtes Durchführungsrohr eingeführt werden, wobei lediglich die diesem Rohr angepaßte Wabengliederstruktur, die vorzugsweise in einem metallischen ringsumlaufenden geschlossenen Rahmen, dessen Außendurch­ messer dem Innendurchmesser des Rohrstückes genau entspricht, eingesetzt ist, entsprechend ausgebrochen werden.

Die Rohrstücke selbst sind dabei in das Wandelement so einge­ setzt, daß sie geringfügig über das Wandelement hinaus in den abzuschirmenden Raum hineinragen, um nicht mehr gebrauchte Durchführungen bzw. noch nicht belegte Durchführungen mit Hilfe eines Abschlußdeckels, der satt aufgeschraubt oder aber auch aufgeschweißt wird, elektromagnetisch dicht verschließen zu können.

Diese Maßnahmen werden im folgenden etwas detaillierter in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf ein Wand­ teil mit Durchführung,

Fig. 2 einen Seitenschnitt durch einen Wandab­ schnitt mit Abschirmelement,

Fig. 3 schematisch in einem vergrößerten Maßstab im Schnitt ein Rohrstück, wie es im Rahmen der Erfindung verwendet werden soll, und

Fig. 4 in einem nochmals vergrößerten Maßstab die Draufsicht auf ein im Bereich des Wandele­ mentes geschnittenes Rohrstück mit Versor­ gungsleitung.

In Fig. 1 ist nur schematisch eine Draufsicht auf ein Ab­ schirmelement 1 gezeigt, wie es beispielsweise in Form einer Metallplatte auf der Innenwandung eines abgeschirmten Raumes aufgesetzt wird. Dabei kann ein derartiges Abschirmelement unmittelbar auf die Wand oder aber auch im Abstand von der Wand auf eine eigene Konstruktion aufgesetzt werden. Ein Raum wird mit vielen derartigen Abschirmelementen ausgestattet, wobei alle Abschirmelemente untereinander schutzgasver­ schweißt oder anderweitig elektromagnetisch gut leitend ver­ bunden werden. Dabei sind zur Abschirmung selbst auch gut leitende metallische Folien usw. einsetzbar, die unter einer Wandverkleidung oder auf die Wandverkleidung selbst aufge­ bracht werden.

Durch das Abschirmelement 1 sollen Versorgungsleitungen bzw. Informationsleitungen geführt werden. Hierzu sind im unteren Bereich nur angedeutete Rohrstücke 2 eingesetzt. Das Abschirm­ element ist mit mindestens einer Erdungsfahne 10 versehen.

Die Fig. 2 zeigt, wie ein derartiges Abschirmelement 1 auf eine Wand 3 eingesetzt ist, wobei das Rohrstück 2 sowohl das Abschirmelement 1 als auch die gesamte Wand 3 durchdringt. Durch das Rohrstück 2 können dann die Leitungen selbst ge­ führt werden. Zur Verbindung mit einem E-Filter sind an der Wand 3 zwei Ausschlußklemmen 11 vorgesehen.

Die Fig. 3 zeigt, daß ein derartiges Rohrstück 2 im Bereich der Durchführung durch das Abschirmelement 1 auf einem Mauer­ werk 12 (oder Sandwichrohbaukörper) dessen Bohrungen dem Durchmesser des Rohres 2 entspricht, mit deren Abschirmele­ mentwand sowohl auf der Innenseite zum Raum hin als auch auf der Rückseite, und zwar über den ganzen Umfang zu ver­ schweißen ist. Die Schweißstellen sind durch die umlaufende Schweißnaht 4 bzw. die Schweißnaht 5 angedeutet. Auf der Außenseite sind Gegenflausche 13 vorgesehen, die ebenfalls mit den Rohrstücken 2 bis 14 verschweißt sind.

In der Fig. 4 ist nun eine Draufsicht auf eine derartige Durchführung gezeigt. Dabei ist davon ausgegangen, daß das Rohrstück 2 in seinem Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser einer Versorgungsleitung 6, beispielsweise eines Stromversorgungskabels 6. In einem solche Fall wird in den lichten Raum eine Wabengitterstruktur 8 aus metallischen Ste­ gen, die nur über einen kleinen Winkel in der Figur ange­ deutet ist, eingesetzt. Diese Wabengitterstruktur 8 ist in einem umlaufenden geschlossenen Rahmen 9 gehalten und mit diesem fest verschweißt. Der Rahmen 9 liegt satt an der Innen­ seite des Rohrstückes 2 an und die Stege der Wabengitterstruk­ tur sind aus einem zumindest im Oberflächenbereich leitenden Material. Die Wabengitterstruktur erstreckt sich über die gesamte Länge des Rohrstückes 2. Das Rohrstück selbst hat eine Länge, die etwa 10 bis 15 mal so groß ist, wie der lichte Durchmesser.

In die Wabengitterstruktur eintretende elektromagnetische Wellen werden über die Länge so gedämpft, daß im Rahmen der gefederten Schirmeigenschaft an der Außenseite keine meß- oder gar auswertbare Feldstärke mehr vorhanden ist. Dabei kann durch die Wabengitterstruktur auch ein Luftaustausch zwischen Innen- und Außenraum oder bei physikalisch schutz­ bedürftigen Schirmräumen eine gasdichte Kapselung wahlweise erfolgen.

In der Praxis wird man den Rahmen 9 vollständig mit einer ent­ sprechenden Wabenstruktur ausrüsten, die dann je nach dem Querschnitt des einzuführenden Kabels so ausgebohrt wird, daß das gegebenenfalls mit einer Abschirmung versehene Kabel unter straffem Sitz durchgeführt werden kann.

Das Rohrstück soll aus einem gutleitenden Material, ins­ besondere Kupfer, und/oder einem Material mit gutem Absorp­ tionsvermögen wie Stahl bestehen und kann auf der Innenseite, vergleiche Fig. 3, dann luft-, aber auch elektromagnetisch dicht mit Hilfe eines aufzuschraubenden oder aufzuschweißen­ den Deckels verschlossen werden, wenn es nicht benötigt wird. Dies ist deshalb von besonderem Vorteil, weil für einen neu zu installierenden Raum zunächst in vielen Fällen der endgül­ tige Bedarf an Durchführungen nicht feststeht, wobei ein nach­ trägliches Einbringen von Durchführungen äußerst aufwendig ist, da hierzu vielfach Doppelwände, Doppelbodenkonstruk­ tionen oder auch abgehängte Decken erst aufgemacht und dann wieder elektromagnetisch geschlossen werden müssen. Es emp­ fiehlt sich vielmehr, bei Neuinstallationen entsprechend aus­ reichend viele Durchführungen gemäß dem Vorschlag der vorlie­ genden Erfindung vorzusehen und diese zunächst, wie erläu­ tert, zu verschließen.

Claims (10)

1. Abgeschirmte Wanddurchführung für elektrische Versor­ gungs- und Informationsleitungen aus und zu elektro­ magnetisch abgeschirmten Räumen mit mindestens einem flächenförmigen metallischen Abschirmelement im Bereich der Durchführungen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem flächenförmigen Abschirmelement (1) Öffnungen vorge­ sehen sind, in die ein aus einem metallischen Werkstoff bestehendes beidseitig offenes Rohrstück (2) eingesetzt ist, das im Außenumfang der Öffnung in dem Abschirm­ element angepaßt und das mit dem Abschirmelement an der Durchdringungsstelle allseitig elektromagnetisch dicht verbunden ist.

2. Wanddurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohrstück (2) auf der Vorder- und Rück­ seite des Abschirmelementes mit diesem unter Schutzgas über den ganzen Umfang verschweißt ist.

3. Wanddurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Länge des Rohrstückes der Wellen­ länge der abzuschirmenden elektromagnetischen Welle an­ gepaßt und der lichte Innendurchmesser des Rohrstückes (2) 1/10-1/15 der Länge beträgt.

4. Wanddurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrstück (2) zwischen Innenrohrwandung und elektrischem Kabel eine zumindest im Oberflächenbereich metallische Wabenglie­ derstruktur mit ihrer Längsachse parallel zur Achse des Rohrstückes vorgesehen ist.

5. Wanddurchführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wabenstege der Wabengitterstruktur unter­ einander vollflächig verlötet sind.

6. Wanddurchführung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, durch die Verwendung einer Wabengitterstruk­ tur aus Weißblech.

7. Wanddurchführung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wabengitterstruktur zu­ sätzlich metallisch bedampft ist.

8. Wanddurchführung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wabengitterstruktur in einem metallischen ringsumlaufenden geschlossenen Rahmen gehalten ist.

9. Wanddurchführung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (2) in den abzuschirmenden Raum hinein über das metallische Flächenelement (1) hinausgehend ausgebildet ist zur Aufnahme einer mit dem Rohrstutzen zu verschraubenden oder zu verschweißenden Abdeckkappe.

10. Wanddurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke und/ oder die mit dem Rohrstück verbundenen Abschirmelemente mit Kontaktfahnen, vorzugsweise Klemmkontaktfahnen ver­ sehen sind zum Ausschluß einer Erdungsverbindung und/ oder eines Elektrofilters.