DE60008090T2

DE60008090T2 - Büchsenvorrichtung für wenigstens ein Kabel

Info

Publication number: DE60008090T2
Application number: DE60008090T
Authority: DE
Inventors: Alfred Johannes BEELE
Original assignee: Beele Engineering BV
Current assignee: Beele Engineering BV
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: JP2002541291A; AU3843800A; ES2209856T3; US6674012B2; DK1171522T3; DE60008090D1; KR100623215B1; ATE258956T1; NO20014693L; EP1171522A1; KR20020008135A; EP1171522B1; WO2000059998A1; NL1011718C2; NO20014693D0; US20020145133A1; PT1171522E

Description

Die Erfindung betrifft eine Büchsenvorrichtung für wenigstens ein Kabel.
Eine solche Büchsenvorrichtung in der Form eines nicht-deformierbaren Stopfens, der mit Löchern bereitgestellt ist, ist aus der Holländischen Patentveröffentlichung 1008522 der gleichen Anmelderin bekannt. Angesichts dieser bekannten Büchsenvorrichtung wird der Fachmann mit den folgenden Problemen konfrontiert:

a. diese Büchsenvorrichtung aus dem Stand der Technik enthält keinen Schutz gegen elektromagnetische Überspannung und/oder Interferenz;
b. die Büchsenvorrichtung aus dem Stand der Technik verwendet Stopfen, welche bei Verwendung sowohl durch die Anzahl von Bohrungen und durch den Durchmesser derselben begrenzt sind, welche Bohrungen im voraus gebildet werden, so daß die Stopfen überhaupt nicht mehr an eine Situation in tatsächlicher Praxis angepaßt werden können, sobald sie einmal hergestellt worden sind.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, diese Probleme zu umgehen, und um diese Aufgabe zu erreichen, wird eine Büchsenvorrichtung für wenigstens ein Kabel vorgeschlagen, um Schutz gegen elektromagnetische Überspannung und/oder Interferenz bereitzustellen, wobei die Büchsenvorrichtung ein Gehäuse aufweist, in welchem das Kabel durchgeführt ist, wobei das Kabel teilweise aus seiner Isolierungsumhüllung entlang eines Bereichs seiner Länge ausgezogen ist, wobei der Bereich in einer elektrisch leitenden, bildenden Paste eingebettet ist, um so das Kabel in elektrisch leitendem Kontakt über die bildende Paste mit dem Gehäuse anzuordnen, wobei die Zusammensetzung der bildenden Paste im wesentlichen aus einem Binder und einer elektrisch leitenden Komponente in einer solchen Menge besteht, daß eine Signalschwächung von wenigstens -30dB oder höher stattfindet in dem Bereich von 30 MHz – 1 Ghz in der elektromagnetischen Interferenzmessung gemäß dem EMC IEC 11.9.1-Standard. Die bildende Paste, bevorzugt in sprühbarer Form, beispielsweise als ein sprühbarer Kitt, erlaubt es der vorliegenden Büchsenvorrichtung, einfach für jede Art eines Kabeldurchmessers und eine nicht vorgegebene Anzahl von Kabeln verwendet zu werden. Die bildende Paste ist geeignet zum Füllen eines Raums zwischen einem Stahlgehäuse, welches Kabel enthält, für den Zweck eines elektrischen Verbindens der Kabel mit dem Gehäuse als Schutz gegen elektromagnetische Überspannung und/oder Interferenz. Insbesondere ist die bildende Paste feuerfest und chemisch resistent.
Elektrische Installationen und Maschinen, in denen im allgemeinen hochempfindliche Komponenten für Steuerungs- und Registrierzwecke verwendet werden, werden leicht einer Interferenz durch verschiedene äußere elektromagnetische Felder und Pulse unterliegen. Die äußeren elektromagnetischen Felder und Pulse bewirken eine große Menge an Funktionsstörungen, welche unerwünscht sind, und sie sind gewöhnlicherweise eingeschlossen über Stahlkonstruktionen, welche als ein Faraday-Käfig fungieren. Elektrische Kabel, welche hinein- und hinaus gelegt werden aus einem solchen abgeschirmten Raum, können jedoch noch unerwünschte elektromagnetische Felder und Pulse in die elektronische Ausrüstung leiten. Die Leitung wird im allgemeinen stattfinden über eine elektrisch leitende Abschirmung (Umflechtung) der jeweiligen Kabel, die durchgeführt werden. Aufgrund dessen ist das Kabel teilweise ausgezogen aus seiner Isolierungsumhüllung und ist über die bildende Paste gemäß der Erfindung und sein Gehäuse geerdet.
Ein leitendes Material für elektromagnetische Abschirmung, basierend auf einer elektrisch leitenden Komponente, die in einem Binder dispergiert ist, und welche in der Form eines Kitts sein kann, ist bekannt, siehe die Patentveröffentlichungen WO 93/22774 und US-A-4,734,541. Das erste Dokument erwähnt einen bereiten Bereich an Verwendungen, einschließlich biegsamer Abdichtungs- und flexibler Dichtungsmaterialien, jedoch ebenfalls Gehäuse, Beschichtungen und Anstriche. Das zweite Dokument offenbart die Verwendung des Kitts, um die äußeren Verbindungen von Signalverbindungsboxen abzudecken.
Die Verwendung der vorliegenden bildenden Paste in der Büchsenvorrichtung gemäß der Erfindung stellt eine anpaßbare Masse bereit, so daß weder die Dimension eines Büchsenkanals noch die Anzahl von Kabeln im voraus bekannt sein müssen.
Soweit die vorliegende bildende Paste betroffen ist, wird der Binder insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Elastomeren, insbesondere Silikonen, während das elektrisch leitende Material auf Kohlenstoffbasis ist, bevorzugt expandierbarer Graphit, da diese Form von Graphit ebenfalls Feuerfestigkeit zeigt. Der Binder und die Form von Kohlenstoff sind insbesondere vorteilhaft, um einen geringen Widerstandswert und eine gute Viskosität zu erzielen. Insbesondere werden Öl und/oder andere Agentien, wie antistatische Agentien und Viskositätsverminderungsagentien zugefügt, als deren Ergebnis insbesondere eine gute Verarbeitbarkeit erhalten wird.
Weitere Besonderheiten der vorliegenden Büchsenvorrichtung werden in den Ansprüchen 2 – 13 beansprucht.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Schützen wenigstens eines Kabels, das durch ein Gehäuse einer Büchsenvorrichtung hindurchgelegt ist, gegen elektromagnetische Überspannung und/oder Interferenz, umfassend die Schritte, wie sie in Anspruch 14 beansprucht werden.
Die bildende Paste gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Büchsenvorrichtung gemäß der Erfindung wird vertrieben werden unter dem Namen CONDUCTION^®, welches ein Warenzeichen der Beele Engineering B.V. ist. Die bildende Paste CONDUCTION^® weist zusätzliche Eigenschaften auf:

– spezifisches Gewicht 1,4 ± 0,03 g/cm³
– Zugfestigkeit 0,8 MPa
– Bruchdehnung 40%
– Härte 30 Shore A
– Elastizität etwa 25% und zusätzlich haftet sie gut an Metalloberflächen, wie Stahl, Zink und Kupfer. Der Widerstand der bildenden Paste CONDUCTION^® ist weniger als 100 Ohm, und sie ist zusätzlich wasserabweisend.

Bevorzugte Ausführungsformen der Zusammensetzung einer bildenden Paste, die gemäß der Erfindung verwendet wird, sind unten auf einer Gewichtsbasis gezeigt.

Mögliche Handelsnamen der Produkte, die verwendet werden, sind:

Silikonkitt	Rhone Poulenc CAF22
Silikonöl	Rhodosil 47/V100
Expandierbarer Graphit	Callotek 500CB 140E
	Kynol0185
	Anjay metachem S-15 L120
Antistatisches Agens	Kenstat KS MZ100
	Kenstat KS N 100
Viskositätsverminderungsagens	Ken-react KR TTS
	Ken-react KR 46B

Ein Beispiel einer Rezeptur ist (Gew.-%):
Rhone Poulenc CAF 22	100 (75-100)
Rhodorsil 47/V100	75 (50-100)
Kenstat KS N 100	4 (2-4)
Callotec 500 GB 140E	175 (150-200)

Experiment
Die elektrische Leitfähigkeit einer bildenden Paste gemäß der Erfindung wurde durch ein Experiment gemessen. Der elektrische Widerstand war weniger als 1.000 Ohm bei allen Zeiten, und bevorzugt weniger als 100 Ohm. Die Widerstandswerte werden über ISO 2878 Standardverfahren in allen Fällen ermittelt.
Eine Probenplatte, die mit 100 × 100 × 10 mm dimensioniert ist; wurde verwendet zum Bestimmen des Widerstandswerts. Quadratische Elektroden mit einer Abmessung von 25 × 25 mm, welche 50 mm von einander beabstandet wurden, wurden auf die Oberfläche der Teststücke mittels Aquadag (eine kolloidale Suspension von Kohlenstoff in Wasser) aufgetragen. Widerstandswerte von 80 – 90 Ohm und sogar niedriger wurden aufgezeichnet.
Die Erfindung bezieht sich in einer speziellen Ausführungsform derselben auf die Verwendung der elektrisch leitenden bildenden Paste in einer Mehrkabelbüchse, welche Verwendung klarer verstanden werden wird, wenn sie in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung betrachtet wird.
In der Zeichnung enthält ein Büchsenkanal 1 in einem Gehäuse 2 eine Anzahl von (möglicherweise Mehrstromleiter-)Kabeln 3. Die Kabel 3 sind an ihrer Umhüllung entlang eines geeigneten Bereichs ihrer Länge ausgezogen, um sie so in elektrisch leitendem Kontakt mit ihrer Umgebung anzuordnen. Der Bereich 4 der Länge des Kabels 3 wird dann in der leitenden bildenden Paste 5 eingebettet werden, um so eine Leitung zwischen Kabeln 3 un^d Gehäuse 1 bereitzustellen. Anschließend wird ein geeigneter abdichtender Kitt 6 bereitgestellt. Zusätzlich können die Kabel 3 mit sogenannten RISE^® (Markenname von Beele Engineering B.V.) Schlauchbereichen 7 bereitgestellt werden, welche der Länge nach unterteilt sind, so daß sie angepaßt werden können, nachdem die Kabel 3 durch die Büchse 1 gezogen worden sind. Füllschläuche werden verwendet, um den verbleibenden Raum in der Büchse 1 auszufüllen. Möglicherweise kann ein sogenannter Blindabschnitt 8 in der Büchse 1 angepaßt werden, um zur Positionierung leerer Schlauchbereiche in der Büchse 1 verwendet zu werden. Die Blindabschnitte 8 können einfach entfernt werden, wenn Kabel 3 an ihrer Stelle eingepaßt werden. Die Blindabschnitte 8 sind elektrisch leitend, und sie können mit einer Markierungsfarbe bereitgestellt werden.
Die Büchse 1, welche in der Zeichnung gezeigt ist, stellt eine hochqualitative, feuerfeste, gasund wasserdichte Büchsenvorrichtung bereit, welche ebenfalls gegen elektromagnetische Überspannung und/oder Interferenz geschützt ist.
Es steht ohne Frage, daß die Variationen der Verwendung, die hierin beschrieben wird, möglich sind, jedoch ist die endgültige Positionierung der bildenden Paste 5 vorteilhaft bezüglich Verwendung und Zugänglichkeit.

Claims

Büchsenvorrichtung (1) für wenigstens ein Kabel (3), um Schutz gegen elektromagnetische Überspannung und/oder Interferenz bereitzustellen, wobei die Büchsenvorrichtung (1) ein Gehäuse (2) aufweist, in welchem das Kabel (3) durchgeführt ist, wobei das Kabel (3) teilweise aus seiner Isolierungsumhüllung entlang eines Bereichs (4) seiner Länge ausgezogen ist, wobei der Bereich (4) in einer elektrisch leitenden, bildenden Paste (5) eingebettet ist, um so das Kabel (3) in elektrisch leitendem Kontakt über die bildende Paste (5) mit dem Gehäuse (2) anzuordnen, wobei die Zusammensetzung der bildenden Paste (5) im wesentlichen aus einem Binder und einer elektrische leitenden Komponente in einer solchen Menge besteht, daß eine Signalschwächung von wenigstens -30 dB oder höher stattfindet in dem Bereich von 30 MHz – 1 GHz in der elektromagnetischen Interferenzmessung gemäß dem EMC IEC 11.9.1-Standard.
Büchsenvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Schwächung des Signals -60 dB übersteigt.
Büchsenvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die bildende Paste (5) einen Widerstand von weniger als 1000 Ohm aufweist.
Büchsenvorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die bildende Paste (5) einen Widerstand von weniger als 100 Ohm aufweist.
Büchsenvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei der Binder ausgewählt worden ist aus der Gruppe von Elastomeren, und wobei das elektrisch leitende Material auf Kohlenstoffbasis ist.
Büchsenvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei der Binder ein Silikonkautschuk ist, und wobei das elektrisch leitende Material Graphit, bevorzugt expandierbares Graphit ist.
Büchsenvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei das elektrisch leitende Material 40 – 60 Gewichtsprozent der gesamten Zusammensetzung bildet.
Büchsenvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei ferner ein Weichmacher, wie ein Silikonöl, zu der Zusammensetzung der bildenden Paste (5) zugefügt worden ist.
Büchsenvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei ein antistatisches Agens zu der bildenden Paste (5) zugefügt worden ist.
Büchsenvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Viskositätsverminderungsagens zu der bildenden Paste (5) zugefügt worden ist.
Büchsenvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10, wobei der Silikonkautschuk und das leitende Material in gleichen Gewichtsmengen in der bildenden Paste (5) vorhanden sind.
Büchsenvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11, wobei die Zusammensetzung der bildenden Paste (5) wie folgt ist (in Gewichtsprozent): – Silikone + Silikonöl 40 – 60 Gewichtsprozent – Graphit 60 – 40 Gewichtsprozent – antistatische Agentien 0 – 3 Gewichtsprozent – Viskositätsvermindernde Agentien 0 – 3 Gewichtsprozent.
Büchsenvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 12, wobei die bildende Paste (5) eine Viskosität aufweist, welche es ermöglicht, die bildende Paste (5) zu injizieren.
Verfahren zum Schützen wenigstens eines Kabels (3), das durch ein Gehäuse (2) einer Büchsenvorrichtung (1) durchgelegt ist, gegen elektromagnetische Überspannung und/oder Interferenz, umfassend die folgenden Schritte: – teilweises Ausziehen des Kabels (3) aus seiner Isolierungsumhüllung entlang eines Bereichs (4) seiner Länge; – Einbetten des Bereichs (4) in eine elektrisch leitende, bildende Paste (5), um so das Kabel (3) in elektrisch leitendem Kontakt über die bildende Paste (5) mit dem Gehäuse (2) anzuordnen, wobei die bildende Paste (5) im wesentlichen aus einem Binder und einer elektrisch leitenden Komponente in einer solchen Menge besteht, daß eine Signalschwächung von wenigstens -30 dB oder höher stattfindet in dem Bereich von 30 MHz – 1 GHz in der elektromagnetischen Interferenzmessung gemäß dem EMC IEC 11.9.1-Standard.