DE4132985C2

DE4132985C2 - Leitfähige Matte zur Abschirmung elektromagneticher Wellen

Info

Publication number: DE4132985C2
Application number: DE4132985A
Authority: DE
Inventors: Asaharu Nakagawa
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1991-10-04
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2011-10-05
Also published as: DE4132985A1; JPH04184998A; DE9112362U1; JP2816400B2; US5209964A; GB9122896D0; GB2250855B; GB2250855A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine leitfähige Matte zur Abschir mung elektromagnetischer Wellen, zum Schutz elektrischer Lei tungen gegen Effekte elektromagnetischer Wellen von außerhalb der Leitung und zur Verhinderung des Durchlasses elektromag netischer Wellen, die innerhalb einer elektrischen Leitung erzeugt werden.

Aus der DE 36 31 696 A1 ist eine leitfähige Matte zur Ab schirmung einer elektrischen Leitung gegen elektromagnetische Wellen bekannt, wobei leitfähige Fäden zu einer kontinuierli chen Matte verwebt sind. Hierzu ist es aus der DE 37 12 192 A1 bekannt, ein derartiges Gewebe aus Kett- und Schußfäden zu weben, wobei keine besondere Ausrichtung offenbart ist.

Zur Abschirmung von Kabeln ist aus der DE 38 40 880 A1 auch ein Metalldrahtgeflecht bekannt, das um das abzuschirmende Kabel herumgeschlungen und mit Befestigungsmitteln fixiert wird.

Schließlich ist aus der DE 36 38 123 A1 eine leitfähige Hülle zur Abschirmung elektronischer Geräte bekannt, wobei Kontakt streifen aus leitfähigem Material ein elektrische Verbindung zum Gerät bzw. zu einem Erdungspunkt herstellen.

Bei der Abschirmung einer elektrischen Leitung muss diese von der leitfähigen Matte umschlungen sein, wobei die beiden Kan ten dieser Matte unter Bildung einer zylindrischen Gestalt in elektrischem Kontakt stehen müssen. Die bekannten leitfähigen Matten sind nicht in der Lage, beide Kanten ohne zusätzliche Mittel elektrisch miteinander zu verbinden. Die bei der Um schlingung der Leitung gekrümmten Fäden der Matte neigen da zu, in ihre lineare Gestalt zurückzukehren und sind nicht in der Lage, eine zylindrische Gestalt aufrecht zu erhalten. Ein anderes Erfordernis der Abschirmmatte für eine elektrische Leitung ist eine hohe Flexibilität, insbesondere in der Rich tung, in der sich die Flexibilität der Leitung auswirkt. Die se beiden einander zum Teil entgegengesetzten Forderungen kommen die bekannten Matten nicht nach.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine leitfähige Matte zu schaffen, deren beiden Kanten in elektrischen Kon takt gebracht werden können und die eine hohe Flexibilität in der Richtung der Leitung aufrechterhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine leitfähige Mat te mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die gewebte, die Kett- und Schußfäden enthaltende leitfähige Matte zur Abschirmung elektromagnetischer Wellen ist um eine Leitung aus Gründen der Abschirmung herumgeschlungen. Nach dem die leitfähige Matte um die Leitung unter Überlappung ihrer beiden Kanten um einen kleinen Betrag herumgeschlungen ist, werden beide Kanten durch geringfügiges Zusammen drücken der Kanten in elektrischen Kontakt gebracht und bleiben in Kontakt ohne weiteres Zusammendrücken. Die Kettfäden ent halten Fasern mit einer hohen Flexibilität, um leicht an der Leitung zu haften, und werden entlang der Leitung in derselben Richtung wie diese gelegt. Wenn weiterhin das Metall der Kett fäden in Kontakt mit dem Metall der Schußfäden der leitfähigen Matte gelangt, so entsteht keine Kontaktkorrosion wegen der ausgewählten Kombination dieser beiden Metalle.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Darstellung des gewebten Zustands des leitfähigen Fadens und des Metalldrahts, die in einer leitfähigen Matte enthalten sind,

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer leitfähigen Matte zur Abschirmung elektromagnetischer Wellen,

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht der leitfähigen Matte zur Abschirmung elektromagnetischer Wellen und

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Leitungsbündels im abgeschirmten Zustand.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Eine leitfähige Matte 10 zum Abschirmen elektromagnetischer Wellen ist aus einem leitfähigen Faden 12 und einem Metall draht 14 gewebt. Der leitfähige Faden 12 ist ein Kettfaden, der in derselben axialen Richtung verläuft wie eine elektrische Leitung 1, und der Metalldraht 14 ist ein Schußfaden, der in einer senkrechten Richtung zur elektrischen Leitung 1 ver läuft, wenn diese durch die leitfähige Matte 10 abgeschirmt ist. Die leitfähigen Fäden 12 sind mit einem leitfähigen Metall, wie z. B. Kupfer, Zinn od. dgl., auf der Oberfläche einer flexi blen synthetischen Faser beschichtet. Eine typische Dichte der Metallbeschichtung beträgt 0,5-10 µ, jedoch vorzugs weise 1-5 µ, weil der leitfähige Faden 12 eine hohe Flexibi lität erfordert, da die leitfähige Matte nicht nur um die Leitung 1 herumgeschlungen wird, sondern auch dazu fähig sein muß, elektromagnetische Wellen auszuschließen. Der Metalldraht 14 besteht beispielsweise aus leitfähigem Kupfer od. dgl. in Drahtform, so daß der Metalldraht 14 seine ursprüngliche line are Gestalt nicht mehr zurückgewinnt, wenn die leitfähige Matte 10 um die Leitung 1 herumgeschlungen ist. Darüber hinaus ist es leichter, den Draht 14 plastisch zu verformen, um ihn in einer herumgeschlungenen Gestalt zu halten, als zu ver suchen, den leitfähigen Faden 12 zu verformen.

Da der Kettfaden, wie vorstehend erläutert, Flexibilität auf weisen und auch elektromagnetische Wellen ausschließen muß, ist es erforderlich, daß der Kettfaden im wesentlichen leit fähige Fäden 12 enthält. Da weiterhin der Schußfaden die her umgeschlungene Gestalt aufrechterhalten und ebenfalls elektro magnetische Wellen ausschließen muß, ist es erforderlich, daß ein wesentlicher Teil des Schußfadens aus dem Draht 14 geformt ist. Daher sollte der Schußfaden den Metalldraht 14 und der Kettfaden den leitfähigen Faden 12 enthalten, obwohl eine gewisse gegenseitige Vermischung akzeptabel ist.

In Anbetracht der vorstehend genannten Eigenschaften beträgt der Durchmesser des Metalldrahts 14, ob er nun als Kettfaden und/oder als Schußfaden verwendet wird, vorzugsweise 50- 500 µm, und die Zahl der Segmente des Metalldrahts 14 beträgt 10-50 pro cm in einer Richtung senkrecht zur Leitung 1 und 5 bis 30 pro cm in derselben Richtung wie die Leitung 1.

Der metallbeschichtete leitfähige Faden 12 als Kettfaden und der aus Metall bestehende Metalldraht 14 als Schußfaden sind beide stromleitend bzw. leitfähig. Wenn eine Spannung bis zu einem vorbestimmten Wert oder darüber an einer Kontakt stelle in typischer Weise erzeugt wird, kann sich Kontaktkorro sion einstellen. Um dies zu verhindern, ist es erforderlich, eine geeignete Kombination von Metallen zu verwenden. Als Ergebnis von Experimenten wurde festgestellt, daß keine Kontaktkorrosion auftritt, wenn die Potentialdifferenz der beiden verwendeten Metalle 0,2 Volt oder weniger an der Kontaktstelle beträgt. Um daher bei diesem Ausführungsbeispiel eine Potential differenz von 0,2 Volt oder weniger an der Kontaktstelle zu erhalten, sollten Metallkombinationen ausgewählt werden, wie sie in Tabelle 1 aufgelistet sind.

Tabelle 1

Metall-Kombination

Die Tabelle 1 zeigt das für den Metalldraht 14 verwendete Metall in der linken Spalte und das für den leitfähigen Faden 12 verwendete Metall in der rechten Spalte. Ein Oberflächen- Befestigungselement 20 ist gemäß Fig. 4 an beiden Seiten der leitfähigen Matte 10 vorgesehen, um eine herumgeschlungene Gestalt zu halten, wenn die leitfähige Matte 10 zylindrisch um das Leitungsbündel 11 herumgeschlungen ist. Oberflächen- Befestigungselemente 20, die an beiden Seiten der leitfähigen Matte 10 vorgesehen sind, verbinden sich miteinder, wenn die leitfähige Matte 10 herumgewickelt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Oberflächen-Befesti gungselement 20 verwendet. Die Verwendung irgend welcher ande rer Befestigungsmittel anstelle des Oberflächen-Befestigungs elements 20 ist jedoch möglich, wenn diese wenigstens die herumgeschlungene zylindrische Gestalt der leitfähigen Matte 10 aufrechterhalten können. Beispielsweise könnte ein Haken od. dgl. an beiden Seiten der leitfähigen Matte 10 vorgesehen sein, oder alternativ hierzu könnte ein Klemmhalter od. dgl. separat von der leitfähigen Matte 10 vorgesehen sein. Ein wasserdichter Stoff 25 ist an einer Seite der leitfähigen Matte 10 angeordnet, und die Kanten derselben sind mittels eines (nicht dargestellten) Fadens miteinander verwebt. Der wasserdichte Stoff 25 ist isoliert und kann auch Wasser und Öl abhalten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist gemäß Fig. 2 ein wasser dichter Stoff 25 an einer Seite der leitfähigen Matte 10 ange ordnet. Die Einbeziehung eines wasserdichten Stoffs 25 ist jedoch optional, und dieser kann auch nicht an der leitfähigen Matte 10 vorgesehen sein. Ein Erdungsanschluß 30 ist ebenfalls an der Kante der leitfähigen Matte 10 vorgesehen, um elektro magnetische Wellen abzuleiten, die von der leitfähigen Matte aufgefangen worden sind. Eine Erdungsleitung 32 ist an den Erdungsanschluß 30 angelötet. Anstelle dieser Anordnung könnte die Erdungsleitung 32 jedoch alternativ direkt an der leit fähigen Matte 10 angelötet werden.

Nachfolgend wird nun die Wirkungsweise der vorstehend beschrie benen leitfähigen Matte 10 erläutert.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird die leitfähige Matte 10 zylinderartig um das Leitungsbündel 11 herumgeschlungen, wobei der wasserdichte Stoff 25 eine Außenfläche bildet. Infolge davon wird die leitfähige Matte geringfügig zusammengedrückt. Der Schußfaden verläuft in einer Richtung senkrecht zur Leitung 1 und hält die herumgeschlungene Gestalt aufrecht, was bedeu tet, daß kein Versuch stattfindet, die ursprüngliche Gestalt wieder zu gewinnen. Der Kettfaden verbleibt längs der Leitung 1. Daher verbleibt die leitfähige Matte um die Leitung 1 herum, so daß keine Einrichtung oder andere Mittel erforderlich sind, um die herumgewickelte Gestalt aufrechtzuerhalten. Schließlich sind an beiden Seiten der geformten leitfähigen Matte 10 angeordnete Oberflächen-Befestigungselemente 20 verbunden und halten dabei die leitfähige Matte 10 im herumgeschlungenen Zustand. In diesem Zustand nimmt die leitfähige Matte 10 elektro magnetische Wellen auf und leitet sie an die Erdungsleitung 32 ab.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jeder Kett- und Schußfaden der leitfähigen Matte 10 wie vorstehend beschrieben konstru iert, und Oberflächen-Befestigungselemente 20 sind an beiden Seiten der leitfähigen Matte 10 angeordnet, so daß diese leicht in elektrischen Kontakt treten kann. Da zusätzlich der Kett faden Fasern enthält, liegt eine hohe Flexibilität in der axialen Richtung der Leitung vor. Wenn weiterhin die Potential differenz an der Kontaktstelle des Metalls, das die Oberfläche der den Kettfaden bildenden Faser bedeckt, und des den Schuß faden bildenden Metalls bei einer vorbestimmten Spannung oder unterhalb derselben liegt, und die leitfähige Matte 10 im wesentlichen zu einer zylindrischen Gestalt gebogen ist, tritt keine Erosion an der leitfähigen Matte 10 auf, da der wasser dichte Stoff 25 an der Außenfläche der leitfähigen Matte 10 angeordnet ist. Da zusätzlich die Erdungsleitung 32 mit der leitfähigen Matte 10 verbunden ist, werden elektromagnetische Wellen abgeleitet.

Diese Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, in dem Sinne, daß selbstverständlich ver schiedenartige Änderungen, Anpassungen oder Modifikationen mitumfaßt sind, ohne vom Wesen der Erfindung und dem Schutz umfang der beigefügten Ansprüche wegzukommen,

Claims

1. Leitfähige Matte zur Abschirmung einer elektrischen Lei tung gegen elektromagnetische Wellen, mit
Kettfäden (12), die in der axialen Richtung der elektri schen Leitung (1) verlaufen und wenigstens aus einer Vielzahl von leitfähigen metallbeschichteten Fadenfasern bestehen,
Schußfäden (14), die in einer senkrechten Richtung zur Leitung (1) verlaufen und aus wenigstens einer Vielzahl von Metalldrähten bestehen, die aus einem Material bestehen, das bei Kontakt dieser Drähte mit dem Metall der Kettfäden (12) nicht zur Korrosion führt, wobei die Kettfäden (12) und die Schußfäden (14) unter Bildung einer Matte (10) verwebt sind, die eine ausreichende Flexibilität bei der Biegung um die Achse der Leitung (1) aufweist, wobei ein im wesentlichen zy lindrischer Querschnitt gebildet wird.

2. Matte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenfasern der Kettfäden (12) eine faser- oder fiberartige Substanz erhalten und flexibel in der axialen Fadenrichtung ausgebildet sind.

3. Matte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Kettfäden (12) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Nickel, Monelmetall, Kupfer-Nickel-Legierung und Titan besteht und daß das leitfähige Metall der Schußfäden (14) Silber ist.

4. Matte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Kettfäden (12) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Silber, Kupfer, 18-Edelstahl, Bronze, Messing und Nickel-Chrom besteht und daß das Metall der Schußfäden (14) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Nickel und Mo nelmetall besteht.

5. Matte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Kettfäden (12) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Silber, Nickel Monelmetall, 18-Edelstahl, 12- Edelstahl, Zinn und Chrom besteht und daß das Metall der Schußfäden (14) Kupfer ist.

6. Matte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Kettfäden (12) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Bronze, Messing, 18-Edelstahl und plattiertem Chrom besteht und daß das Metall der Schußfäden (14) aus ei ner Gruppe ausgewählt ist, die aus Zinn und Chrom besteht.

7. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie um eine Vielzahl von sich axial erstreckenden elektrischen Leitungen (1), die ein Leitungs bündel (11) bilden, herumgeschlungen ist, wobei sich zwei in der Leitungsrichtung erstreckende Kanten dieser Matte (10) unter Bildung eines im wesentlichen zylindrischen Quer schnitts überlappen.

8. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei Kanten dieser Matte (10) in a xialer Richtung der Leitung (1) erstrecken, und daß die Matte um die Leitung (1) unter Bildung einer im wesentlichen zy lindrischen Abschirmung herumgewickelt ist.

9. Matte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Be festigungsmittel (20) an jeder Seite dieser Matte (10) befes tigt und so positioniert sind, daß sie im befestigten Zustand die zylindrische Gestalt der leitfähigen Matte (10) bei einer Biegung um die axiale Richtung der Kettfäden (12) aufrechter halten.

10. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus wasserdichtem Material (25) an wenigstens einer Seite dieser Matte (10) angeordnet ist.

11. Matte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus wasserdichtem Material (25) aus einem isolieren den Material besteht.

12. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (30, 32) zur Ableitung der von der Matte (10) erfaßten elektromagnetischen Wellen vorgesehen sind.

13. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der die Schußfäden (14) bildenden Metalldrähte vorzugsweise ungefähr 50-500 µm be trägt.

14. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsanordnung der die Schußfäden (14) bildenden Metalldrähte vorzugsweise ungefähr 10-50 Drähte pro cm beträgt.

15. Matte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialdifferenz jedes Metalls der Kettfäden (12) und der Schußfäden (14) weniger als 0,2 Volt beträgt.

16. Matte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ableitung eine Erdungsleitung (32) aufweisen, die über weitere Mittel (30) an der leitfähigen Matte (10) befes tigt sind.