DE4226463C2 - Abschirmeinrichtung für ein elektrisches Kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abschirmeinrichtung für ein elek­ trisches Kabel.

Derartige Abschirmeinrichtungen dienen z. B. dem Schutz von Datenübertragungsleitungen in Schienenfahrzeugen vor Stör­ strahlung und Betriebsströmen. Insbesondere ein Übergang niederfrequenter Betriebsströme (50 und 16 2/3 Hz bei Bahn­ fahrzeugen) auf die für die Datenübertragung benutzten elek­ trischen Kabel muß vermieden werden, da die im Vergleich zu den hochfrequenten Betriebsströmen relativ starken nieder­ frequenten Betriebsströme zum Verschmoren der Leitungsschir­ me führen.

Ein Übergang von Betriebsströmen auf die elek­ trischen Kabel wird bisher dadurch verhindert, daß der frei­ gelegte Leitungsschirm einseitig auf Fahrzeugmasse gelegt wird. Eine derartige Abschirmung ist im Hinblick auf die erforderliche elektromagnetische Verträglichkeit nicht ideal, da auftretende Störstrahlungen nicht zuverlässig genug ab­ geschirmt werden.

Durch die DE-OS 36 15 281 ist eine flexible Signalleitung zur Übertragung kleiner elektrischer Spannungen und Ströme sowie kleiner elektrischer Spannungsimpulse oder Strom­ impulse bekannt. Die flexible Signalleitung besteht aus einem flexiblen, gut leitenden Innenleiter, einer darauf aufbauenden hochwertigen elektrischen Isolierung, einem darüberliegenden, gut leitenden Metallgeflecht, einer sich daran anschließenden, hochwertigen elektrischen Isolierung und einem darüber liegenden, die darunter befindlichen Teile koaxial vollständig umschließenden, gut leitenden und quer zur Längsachse gewellten Metallmantel sowie einem eventuell darüber angeordneten Kunststoffmantel. Der quer zur Längs­ achse gewellte Metallmantel schützt das Innere der flexiblen Signalleitung weitgehend von hochfrequenten Störströmen und/oder hochfrequenten elektromagnetischen Störfeldern. Ein Schutz vor niederfrequenten Betriebsströmen ist durch das Metallgeflecht bzw. durch den gewellten Metallmantel nicht gegeben.

Durch die DE-AS 10 64 583 ist ein Metallgeflechtschlauch bekannt, der zum Abschirmen von elektrischen Leitungen dient und der eine Endfassung aufweist. Die Endfassung besteht aus einer inneren und einer äußeren Blechhülse, zwischen denen der Metallgeflechtschlauch festgeklemmt ist. Beide Blech­ hülsen sind derart ausgebildet, daß mit dem Aufschieben der äußeren Blechhülse gleichzeitig die über die innere Blech­ hülse hinausragenden Drahtenden des Metallgeflechtschlauchs abgeschert werden. Für das Abschneiden der Drahtenden ist damit kein besonderer Arbeitsgang erforderlich. Die End­ fassung selbst ist nicht zum Abschirmen von elektrischen Leitungen geeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abschirm­ einrichtung zu schaffen, die den Übergang von niederfrequen­ ten Betriebsströmen auf elektrische Kabel, insbesondere Da­ tenübertragungsleitungen, zuverlässig verhindert ohne dabei die elektromagnetische Verträglichkeit einzuschränken.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Abschirmeinrichtung wird der Über­ gang von niederfrequenten Betriebsströmen durch eine kapazi­ tive Trennung der Leitungsschirme elektrischer Kabel vom Massepotential zuverlässig verhindert. Der für die kapazi­ tive Trennung erforderliche Kondensator wird hierbei von einer inneren sowie von einer äußeren Kondensatorhülse ge­ bildet, zwischen denen ein Dielektrikum eingebracht ist. Die innere Kondensatorhülse ist über ihre Innenfläche elektrisch leitend mit dem freigelegten Leitungsschirm des elektrischen Kabels verbunden, wohingegen die äußere Kondensatorhülse auf Massepotential liegt.

Bei der Abschirmeinrichtung nach Anspruch 1 erhält man ei­ ne großflächige und deshalb niederohmige elektrische Verbin­ dung, zwischen der inneren Kondensatorhülse und dem Lei­ tungsschirm des elektrischen Kabels. Eine solche Verbindung zwischen innerer Kondensatorhülse und Leitungsschirm unter­ bricht die flächige Abschirmung durch den Leitungsschirm nicht.

Der von den beiden Kondensatorhülsen und dem dazwischenlie­ genden Dielektrikum gebildete Kondensator ist nur für die hochfrequenten, für den Leitungsschirm ungefährlichen Be­ triebsströme durchlässig, die niederfrequenten Betriebsströ­ me werden jedoch zuverlässig gesperrt. Damit ist es möglich, die für die Datenübertragung benutzten elektrischen Kabel beidseitig auf Fahrzeugmasse zu legen um auftretende Stör­ strahlung zuverlässig abzuschirmen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An­ sprüchen 2 bis 9 beschrieben.

Eine von den Abmessungen des elektrischen Kabels weitgehend unabhängige Dimensionierung der Kapazität erhält man bei einer Abschirmeinrichtung nach Anspruch 2, wobei man bei einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 wiederum eine groß­ flächige, niederohmige elektrische Verbindung zum Leitungs­ schirm erhält.

Eine Abschirmeinrichtung gemäß Anspruch 6 bzw. 7 ermöglicht eine besonders zuverlässige elektrisch leitende Verbindung mit dem freigelegten Leitungsschirm des elektrischen Kabels. Bei einer Abschirmeinrichtung nach Anspruch 7 ist es darüber hinaus möglich, die elektrische Kontaktierung mit dem Lei­ tungsschirm mittels einer beheizbaren Zange vorzunehmen.

Bei einer Abschirmeinrichtung nach Anspruch 8 sind auf be­ sonders einfache Weise kleinere Toleranzen in den Kabelstär­ ken ausgleichbar.

Ein schematisch dargestelltes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 eine besonders vorteilhafte Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Abschirmeinrichtung für ein elektrisches Kabel 2 bezeichnet. Im dargestellten Aus­ führungsbeispiel umfaßt die Abschirmeinrichtung 1 eine innere Kondensatorhülse 11 sowie eine äußere Kondensator­ hülse 12. Die innere Kondensatorhülse 11 besteht aus einem kleineren Zylinderteil 111 und einem größeren Zylinderteil 112, die beide durch ein kegelstumpfförmiges Übergangsstück 113 mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Im vorliegenden Fall ist die innere Kondensatorhülse 11 einstückig ausgebildet; es ist jedoch auch möglich, das kleinere Zylinderteil 111, das größere Zylinderteil 112 so­ wie das Übergangsstück 113 einzeln zu fertigen und dann nach dem Baukastenprinzip zu einer inneren Kondensatorhülse 11 zu­ sammenzufügen.

Auf dem größeren Zylinderteil 112 ist ferner ein Dielektri­ kum 13 aufgebracht, so daß man nach dem Aufschieben der äuße­ ren Kondensatorhülse 12 auf das größere Zylinderteil 112 der inneren Kondensatorhülse 11 einen Kondensator erhält.

Um das elektrische Kabel 2 vor niederfrequenten Betriebs­ strömen abzuschirmen, muß dessen Mantel 21 stellenweise bis zum Leitungsschirm 22 abisoliert werden. Auf den freigeleg­ ten Leitungsschirm 22 wird dann die innere Kondensatorhülse 11 mit ihrem kleineren Zylinderteil 111 aufgeschoben. Nach dem Aufschmelzen einer auf der Innenfläche des kleineren Zylinderteils 111 aufgebrachten Zinnschicht (z. B. mit einer beheizbaren Zange) erhält man eine elektrisch leitende Ver­ bindung zwischen der inneren Kondensatorhülse 11 und dem freigelegten Leitungsschirm 22 des elektrischen Kabels 2.

Die äußere Kondensatorhülse 12 wird mittels einer Kabel­ schelle 14 elektrisch leitend mit dem Massepotential ver­ bunden. Die Kabelschelle 14 dient gleichzeitig der mechani­ schen Befestigung der Abschirmeinrichtung 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Abschirmeinrichtung 1 ist besonders gut für den Schutz von Datenübertragungslei­ tungen in Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, ge­ eignet. Bei Verwendung der Abschirmeinrichtung 1 können die für die Datenübertragung benötigten elektrischen Kabel 2 beidseitig auf Fahrzeugmasse gelegt werden, so daß auftre­ tende Störstrahlungen zuverlässig abgeschirmt werden. Durch die beidseitige Verbindung der elektrischen Kabel 2 mit Massepotential können ohne die Abschirmeinrichtung 1 Be­ triebsströme auf die Leitungsschirme 22 der elektrischen Kabel 2 gelangen. Von diesen Betriebsströmen sind lediglich die niederfrequenten für den Leitungsschirm 22 gefährlich. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Abschirmeinrichtung 1 erfolgt eine kapazitive Trennung des Leitungsschirms 22 des abgeschirmten elektrischen Kabels 2, so daß niederfre­ quente Betriebsströme (50 und 16 2/3 Hz) nicht mehr auf den Leitungsschirm gelangen können. Durch die erfindungsgemäße Abschirmeinrichtung ist es also möglich, die aus EMV-Sicht ideale Abschirmung mittels beidseitiger Leitungsschirmauf­ lage auch gegen niederfrequente Betriebsströme zu schützen.

Claims (9)

1. Abschirmeinrichtung (1) für ein elektrisches Kabel (2), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Eine innere Kondensatorhülse (11), die über ihre Innen­ fläche elektrisch leitend mit dem freigelegten Leitungs­ schirm (22) des elektrischen Kabels (2) verbunden ist;
• b) eine äußere Kondensatorhülse (12), die auf Massepotential liegt;
• c) zwischen beiden Kondensatorhülsen (11, 12) ist ein Dielek­ trikum (13) eingebracht.

2. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kondensator­ hülse (11) aus einem kleinen Zylinderteil (111) und einem größeren Zylinderteil (112) besteht, die beide durch ein Übergangsstück (113) mechanisch und elektrisch leitend mit­ einander verbunden sind, wobei das kleinere Zylinderteil (111) elektrisch leitend mit dem freigelegten Leitungsschirm (22) verbunden ist und das größere Zylinderteil (112) von der äußeren Kondensatorhülse (12) umschlossen ist.

3. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (113) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

4. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kleinere Zylinder­ teil (111) der inneren Kondensatorhülse (11) mit seiner Innenfläche elektrisch leitend mit dem freigelegten Leitungs­ schirm (22) des elektrischen Kabels (2) verbunden ist.

5. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (13) auf der Außenfläche des größeren Zylinderteils (112) aufge­ bracht ist.

6. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kondensator­ hülse (11) an ihrer Innenfläche verzinnt ist.

7. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kleinere Zylinder­ teil (111) an seiner Innenfläche verzinnt ist.

8. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kleinere Zylinder­ teil (111) einen Toleranzschlitz aufweist.

9. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kondensator­ hülse (12) mittels einer Kabelschelle (14) mit Massepoten­ tial verbindbar ist.