DE69006620T3

DE69006620T3 - Dichtung zur Abschirmung von elektromagnetischen Interferenzen.

Info

Publication number: DE69006620T3
Application number: DE69006620T
Authority: DE
Inventors: Eivind Leslie Weare New Hamspshire 03281 Johansen; Paul Frederick W. Newbury Massachusetts 01985 Keyser
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1998-05-14
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: US5028739A; EP0392821A2; CA2012293A1; CA2012293C; EP0392821B1; DE69006620D1; DE69006620T2; EP0392821A3; JPH02296396A; EP0392821B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Der Betrieb von herkömmlichen elektronischen Geräten ist im Regelfall von der Erzeugung von Radiofreguenz- und/oder elektromagnetischer Strahlung in den elektronischen Schaltungen des elektronischen Systems begleitet. Ohne richtige Abschirmung kann solche Strahlung erhebliche Störungen in unbeteiligten Gergten verursachen. Demzufolge ist es erforderlich, alle Quellen von Radiofrequenz- und elektromagnetischer Strahlung innerhalb des elektronischen Systems in wirksamer Weise abzuschirmen und zu erden.
In Fällen, in denen strahlungserzeugende Geräte permanent in einem Behälter untergebracht sind, kann eine effektive Abschirmung leicht durch geeignete Gestaltung des Gehäuses erreicht werden. Wenn jedoch das Gerätegehäuse mit einer leicht zu öffnenden Platte oder Tür zum Zugriff versehen ist, stellt eine effektive Abschirmung gegen Radiofrequenzstörungen (radio frequency interference, RFI) oder elektromagnetische Störungen (electromagnetic interference, EMI) ein größeres Problem dar. Viele elektronische Installationen wie etwa Computerräume wurden in der Vergangenheit ohne vqlles Verständnis der Auswirkungen von teilweise unabgeschirmten Gehäusen, wie etwa im Fall von Zugangstüren, erstellt. Daher haben die Hersteller und Benutzer von älteren elektronischen Geräten versucht, das Niveau der RFI/EMI-Abschirmung durch Nachrüsten von Abschirmungseinrichtungen um diese Zugangstüren zu verbessern. Zu diesem Zweck war es bekannt, RFI/EMI-Abschirmungseinrichtungen, die aus gewirktem Drahtgeflecht, gewirktem Drahtgeflecht über einem Elastomer- Kern, einem leitfähigen Elastomer und ähnlichen Arten von Abschirmungseinrichtungen bestehen können, vorzusehen. Im allgemeinen werden diese Abschirmungseinrichtungen an dem Gehäuse durch Nieten, Schweißen, Schrauben, etc. befestigt. Vorzugsweise wird eine kontinuierliche, profilgewalzte Streifenmetallklammer verwendet, an der eine Abschirmungseinrichtung angebracht ist.
Die Klammer ist so gestaltet, daß sie über die Kante der Tür oder der Platte gelegt und durch den reibschlüssigen Eingriff der profilgewalzten Klammer festgehalten wird. Die Abschirmungseinrichtung ist so gestaltet, daß die an der Klammer befestigte Einrichtung in Kontakt mit einer festen Oberfläche des Gehäuses gebracht wird, wenn die Tür oder die Platte geschlossen wird, wodurch die schmale Lücke, die sonst typischerweise zwischen einer Tür oder Platte und den gegenüberliegenden Oberflächenbereichen des Gehäuses auftritt, in effektiver Weise abgedichtet wird.
Für Strahlungsfrequenzen zwischen 30 Megahertz und 3 Gigahertz ist es bekannt, leitfähige Maschenmaterialien, welche innen von einem Elastomer-Kern oder einem anderen ähnlichen Element gestützt werden, zu verwenden, um eine angemessene Abschirmung zu liefern. Bei der Herstellung von herkömmlichen, mit Maschen abgeschirmten Streifen wird eine röhrenförmige Hülse aus leitfähigem Draht in Form einer durchgehenden Röhre eng um die Außenfliche eines nachgiebigen Kerns gewirkt. Typischerweise wird dieser Vorgang zweimal durchgeführt, einmal, um ein eng anliegendes inneres Maschengeflecht zu erhalten, und ein zweites Mal, um ein äußeres röhrenförmiges Maschengeflecht zu erhalten. Beide Röhren umgeben den nachgiebigen Kern und werden von ihm im Inneren gestützt. Der so abgeschirmte Kern wird an einem kontinuierlichen Befestigungsstreifen, -klammer oder dergleichen zur Anbringung an dem abzuschirmenden Gehäuse befestigt (siehe zum Beispiel US-A-4 652 695). Typischerweise geschieht dies dadurch, daß man die äußere Maschenlage genügend locker, mit genügend Spiel bildet, um zu ermöglichen, daß aus dem überschüssigen Material ein "Flansch" gebildet werden kann, der in irgendeiner Weise an Anbringungsmitteln befestigt werden kann. Eine ähnliche Anwendung, in der das Maschengeflecht um den Kern gewickelt wird anstatt es über dem Kern zu wirken, ist ebenfalls bekannt.
Während die oben beschriebenen herkömmlichen Abdichtungskörper gut funktionieren, sind sie doch relativ kostenaufwendig an dem Gehäuse zu installieren. Ferner bedingt das eng gewirkte Drahtgeflecht, daß eine hohe Schließkraft angewendet werden muß, um die Tür zu schließen, und die Kombination von dem eng gewirkten Drahtgeflecht und der Metallklammer macht den Dichtungskörper schwer, was in der Luftfahrt und anderen Anwendungen, wo Gewicht ein kritischer Faktor ist, nachteilig ist.
Die vorliegende Erfindung schafft einen neuen und erheblich verbesserten Abschirmungs-Dichtungskörper mit einem von Maschengeflecht bedecktem nachgiebigen Kern, dessen Herstellungskosten und Gewicht niedrig sind und der eine niedrige Schließkraft ermöglicht.

ZUSAMMENFASSUNG UND AUFGABEN DER ERFINDUNG

Der Dichtungskörper der vorliegenden Erfindung wie in Anspruch 1 definiert, weist einen nachgiebigen Elastomer-Kern auf, der von einem feinen, offen gewirkten oder geflochtenen Drahtgeflecht umschlossen ist. An diesem feinen Drahtgeflecht ist in Längsrichtung ein Streifen eines druckempfindlichen Klebstoffs angebracht. Dieser Streifen von druckempfindlichem Klebstoff ermöglicht es, daß der Dichtungskörper abnehmbar direkt an dem Gehäuse angebracht wird, wodurch die Notwendigkeit einer Metallklammer umgangen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Verfahren nach Patentanspruch 11 geschaffen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abschirmungs-Dichtungskörper zu schaffen, der ohne eine Klammer direkt an einem Gehäuse befestigt werden kann und anschließend zur Ersetzung leicht wieder entfernt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Abschirmungs- Dichtungskörper zu schaffen, der einen Elastomer-Kern, ein den Kern umgebendes Drahtgeflecht und einen Streifen von druckempfindlichem Klebstoff aufweist, welcher auf einer Oberfläche des Dichtungskörpers parallel zu seiner Länge angeordnet ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Abschirmungs- Dichtungskörper zu schaffen, der von niedrigem Gewicht und leicht herzustellen ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Abschirmungs- Dichtungskörper zu schaffen, der es erlaubt, eine abzudichtende Gehäusetür mit niedriger Schließkraft zu schließen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Abschirmungs- Dichtungskörper zu schaffen, der einen Schaumkern, ein Drahtgeflecht, welches den Kern umgibt und weniger als 30 Öffnungen pro Quadrat-Zoll hat, und einen Streifen von druckempfindlichem Klebstoff aufweist, der an einer Oberfläche des Dichtungskörpers parallel zu seiner Länge angeordnet ist.
Weitere Aufgaben und Vorteile werden Fachleuten in der weiteren Beschreibung in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen deutlich werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines typischen Schranks zur Unterbringung von Computerschaltungen oder dergleichen, wobei der Schrank eine Tür zum Zugriff aufweist.
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht im Querschnitt des Abschirmungsstreifens der Erfindung.
Figur 3 ist eine stark vergrößerte Ansicht eines ausgewählten Bereichs von Figur 2, die Details des Drahtgeflechts in einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf Figur 1 ist dort ein typisches Metallgehäuse 1 gezeigt wie es für Computerschaltungen und dergleichen verwendet wird. Das Gehäuse weist typischerweise eine Tür 3 zum Zugriff auf das Innere auf, die einen Verschlußgriff 2 auf einer Seite und einen geeigneten Scharniermechanismus (nicht gezeigt) auf der gegenüberliegenden Seite hat. Zur effektiven RFI/EMI- Abschirmung ist die gesamte Grenzfläche zwischen dem Gehäuse 1 und der Tür 3 am gesamten Umfang mit einem nachgiebigen Streifen von Abschirmungsmaterial versehen. Die Anordnung ist derart, daß, wenn die Tür 3 geschlossen wird, der nachgiebige Abschirmungsstreifen am gesamten Umfang der Tür Kontakt hat und zusammengedrückt wird, um um die ganze Tür herum guten elektrischen Kontakt herzustellen.
In Figur 2 ist eine perspektivische Schnittansicht des Abschirmungs-Dichtungskörpers der Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform umgibt ein Drahtgeflecht 5 einen Elastomer-Kern 4. Der Kern und der Dichtungskörper haben eine Länge, die größer als ihre Breite ist. Die ausgewählte Länge ist durch die Strecke der Platte bestimmt, die durch den Dichtungskörper abzudecken ist. Die Breite kann irgendeine herkömmlich verwendete Breite sein, obwohl sie im allgemeinen von etwa 6,35 mm bis etwa 25,4 mm (0,25 bis 1 Zoll) betragen wird. Die Höhe des Dichtungskörpers kann ebenfalls irgendeine herkömmlich verwendete Höhe sein, aber wird typischerweise etwa gleich der Breite sein. Ein Streifen von druckempf indlichem Klebstoff 6 ist an einer Oberfläche des so gebildeten Dichtungskörpers angebracht. In einer alternativen Ausführungsform ist eine Bahn von schützenden, lösbaren Abdeckmitteln (nicht gezeigt) an dem Klebstoffstreifen 6 angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Drahtgeflecht aus einem Nickel-Kupfer-Legierungsdraht wie etwa Monel oder verzinntem kupferbeschichteten Edelstahldraht wie etwa Ferrex gebildet. Andere Arten von Drähten, die ebenfalls verwendbar sind, sind Kupferdraht, welcher mit Zinn oder anderen Metallen beschichtet ist, silberbeschichtete Nylon-Fäden oder andere synthetische Fäden und andere geeignete elektrisch leitfähige Materialien. Um den Streifen von druckempf indlichem Kleb stoff erfolgreich auf der Oberfläche des Geflechts anbringen zu können, ist es notwendig, sowohl die Dicke des Drahtes als auch die Dicke des Geflechts geeignet zu bemessen. Für optimale Ergebnisse hat der Draht typischerweise eine Dicke von weniger als etwa 0,27 mm (0,0050 Zoll), und vorzugsweise von weniger als etwa 0,0045 Zoll. Die Dichte des Geflechts wird im allgemeinen so bemessen, daß der Draht in offenem Format mit weniger als etwa 35 Öffnungen pro Quadrat-Zoll und vorzugsweise mit weniger als etwa 30 Öffnungen pro Quadrat-Zoll geflochten ist.
Der Elastomer-Kern 4 kann aus einer Vielzahl von Materialien gebildet werden, die in der Dichtungskörpertechnik bekannt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Kern aus einem Elastomerschaum, wie etwa einem geschäumten elastomeren Thermoplast, geschäumtem Neopren, geschäumtem Urethan oder geschäumtem Silikon. Dieser Schaum kann geschlossen oder offenzellig sein und kann auf Wunsch eine geglättete Oberfläche haben. Herkömmliche nicht-geschäumte Neoprene, Urethane, Silikone, thermoplastische Elastomere und andere geeignete Materialien als Vollkörper oder Hohlkörper können ebenfalls verwendet werden. Der Kern kann elektrisch leitend oder nicht-leitend sein, wie es durch die Kosten und Abschirmungs-Anforderungen vorgeschrieben ist.
Der druckempfindliche Klebstoff ist im allgemeinen in Form eines 30 Bandes angebracht. Vorzugsweise wird doppelseitiges Band oder ein Übertragungsklebeband verwendet. Abhängig von der Verträglichkeit des Klebstoffs mit dem Elastomer-Kern kann das Band von Hand angelegt werden oder mit Hilfe einer Druckwalze mit etwa 20 psi Druck angebracht werden&sub1; um eine Verklebung des Klebstoff 5 mit dem Kern zu erreichen. Vorzugsweise ist der Klebstoff elektrisch leitend, um eine optimale Abschirmung sicherzustellen. Wenn dies ausreichend ist, können jedoch auch herkömmliche druckempfindliche Klebstoffe verwendet werden.
In einer Ausführungsform ist der Klebstoffstreifen mit schüt zenden, lösbaren Abdeckmitteln versehen. Diese können aus Sihkonpapier oder lösbarem Film oder anderen herkömmlichen lösbaren Abdeckmaterialien bestehen und dienen dazu, den Klebstoff vor Verunreinigungen zu schützen und die Lagerfähigkeit und Anwendbarkeit des Dichtungskörpers zu verbessern.
In einer anderen Ausführungsform ist eine breite Metallfolie mit druckempfindlichem Klebstoff, vorzugsweise leitfähigem, an dem Dichtungskörper angebracht. Die Folie hat eine Länge, die größer ist als ihre Breite, bevorzugt ist jedoch, daß die Breite der Folie größer ist als die Breite des Dichtungskörpers. Vorzugsweise ist die Breite der Folie von zwei- bis viermal so groß wie die Breite des Dichtungskörpers. Die Metallfolie schafft eine größere Berührungsfläche zwischen dem Dichtungskörper und der Oberfläche, an dem er angeklebt ist. Die Metallfohe erleichtert auch die Handhabung und Plazierung des Dichtungskörpers. Geeignete Metallfolien bestehen aus, ohne darauf beschränkt zu sein, verzinntem Kupfer, Kupfer, Aluminium, Edelstahl, Nickel, nickelbes chichteten Metallen, edelmetallbeschichteten Nicht-Edelmetallen, wie etwa silberbeschichtetem Kupfer, Edelmetallen wie etwa Silber, und anderen derartigen elektrisch leitfähigen Metallfolien. Die Foliendicke sollte ausreichend sein, daß die Folie den Dichtungskörper tragen kann. Generell wird eine Metallfolie mit einer Dicke von etwa 25,4 µm bis etwa 254 µm (1 bis etwa 10 mils), und insbesondere eine Folie mit einer Dicke von etwa 25,4 µm bis etwa 76,2 µm (1 bis etwa 3 mils) bevorzugt.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Dichtungskörper so gestaltet, daß er eine niedrige Schließkraft erfordert, um eine EMI/RFI-Abschirmung zu bilden. Mit "niedriger Schließkraft" ist gemeint, daß die Kraft, die erforderlich ist, um die Tür oder Klappe bei ausreichender Kompression des Dichtungskörpers zu schließen, um ausreichenden elektrischen Kontakt der Tür mit dem Rahmen durch den Dichtungskörper sicherzustellen, erforderlich ist, weniger als 5 Pounds pro Zoll beträgt. Vorzugsweise ist der Kern des Dichtungskörpers aus einem leichten, in hohem Maße nachgiebigem und formbaren Polyurethanschaum gebildet, der eine Schließkraft von 1 Pound pro Linearzoll oder weniger erfordert hat.
In Figur 3 ist die Struktur eines Geflechts 5 in einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist der Draht in einem offenen Format geflochten. In einer alternativen Ausführungsform kann der Draht gewoben sein. Sowohl das Weben als auch das Flechten von Drahtgeflecht wird typischerweise mit für diese Zwecke konstruierten Geräten ausgeführt, die Fachleuten bekannt sind.
Während das Geflecht als über den Kern gewirkt oder gewoben dargestellt ist, kann es auch getrennt hergestellt und um den Kern gewickelt werden, wie es in der Technik wohlbekannt ist. In diesem Fall muß sichergestellt werden, daß die Enden des Geflechts richtig aneinander oder an der Dichtungskörperoberfläche befestigt werden.
Nach Herstellung des oben beschriebenen Dichtungskörpers würde der Dichtungskörper um den Umfang einer Tür oder einer anderen Öffnung eines Gehäuses angebracht. Der Dichtungskörper könnte auch in anderen Abschirmungsanwendungen verwendet werden, in denen er nützlich sein könnte. Der Dichtungskörper würde typischerweise angebracht, indem der lösbare Film (wenn vorhanden) von dem Klebstoff entfernt wird, und dann der Klebstoffstreifen gegen den Träger gedrückt wird, auf dem der Dichtungskörper angebracht wird. Wenn der Dichtungskörper ersetzt werden muß, kann er leicht entfernt werden, indem er von der Gehäuseoberfläche abgezogen wird.

Claims

1. Abschirmungs-Dichtungskörper mit:

(a) einem Elastomer-Kern (4);

(b) einem elektrisch leitfähigen, den Kern umgebenden Drahtgeflecht (5) im offenen Format; und

(c) einem Streifen (6) eines druckempfindlichen Klebstoffs, der auf das Geflecht auf der Oberfläche des Dichtungskörpers parallel zu seiner Länge angeordnet ist und der an den Elastomer-Kern (4) gebunden ist.

2. Abschirmungs-Dichtungskörper nach Anspruch 1, der weiterhin lösbare Schutzabdeckungsmittel an dem Klebstoff-Streifen aufweist.

3. Abschirmungs-Dichtungskörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Geflecht (5) aus Draht mit einem Durchmesser von weniger als etwa 0,127 mm (0,005 Zoll) gebildet ist.

4. Abschirmungs-Dichtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kern (4) aus einem Elastomer-Thermoplast, Neopren-Gummi, Silikon, Urethan, einem geschäumten Elastomer- Thermoplast, geschäumten Silikon und geschäumten Urethan besteht.

5. Abschirmungs-Dichtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kern (4) aus festem Silikon-Elastomer gebildet ist.

6. Abschirmungs-Dichtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Klebstoff-Streifen elektrisch leitfähig ist.

7. Abschirmungs-Dichtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Geflecht (5) ein Maschengewebe mit weniger als etwa 5 Öffnungen/cm² (35 Öffnungen pro Quadrat-Zoll) ist.

8. Abschirmungs-Dichtungskörper gegen elektromagnetische Störungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elastomer-Kern (4) elastisch ist; der Draht des Geflechts (5) aus einem leitfähigen Metall besteht; und wobei der druckempfindliche Klebstoff sich auf einer Oberfläche eines Metallfolienstreifens befindet, dessen Länge größer als seine Breite ist, wobei eine Oberfläche der Metallfolie mit dem Kern in Kontakt und verbunden ist durch den druckempfindlichen Klebstoff.

9. Abschirmungs-Dichtungskörper gegen elektromagnetische Störungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Draht des Geflechts ein Nickel-Kupfer-Legierungsdraht, ein verzinnter kupferbeschichteter Stahldraht, ein Kupferdraht, der mit Zinn oder anderen Metallen beschichtet ist, oder aus versilberten Nylonfäden oder anderen versilberten synthetischen Fäden besteht.

10. Abschirmungs-Dichtungskörper gegen elektromagnetische Störungen nach Anspruch 8 oder 9, wenn abhängig von einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Geflecht aus Gewebe- oder Flechtmaterial mit weniger als 5 Öffnungen/cm² (35 Öffnungen pro Quadrat-Zoll) besteht; und wobei der Metallstreifen aus verzinnter Kupfer-, Kupfer-, Edelstahl-, edelmetallbeschichteter Nicht-Edelmetall-, Edelmetall-, oder einer anderen elektrisch leitfähigen Metallfolie besteht.

11. Verfahren zum Abschirmen eines Gehäuses mit den Schritten:

(a) Bilden eines EMI/RFI Abschirmungs-Dichtungskörpers mit:

(i) einem Elastomer-Kern (4); und

(ii) einem elektrisch leitfähigen Drahtgeflecht (5) im offenen Format, das den Elatomer-Kern umgibt;

(b) Aufbringen eines druckempfindlichen Klebstoff-Streifens (6) angeordnet auf dem Drahtgeflecht auf der Oberfläche des Dichtungskörpers und parallel zu seiner Länge und Verbinden mit dem Elastomer-Kern; und

(c) Befestigen des Dichtungskörpers an der Oberfläche des Gehäuses mit dem druckempfindlichen Klebstoff.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Klebstoff elektrisch leitfähig ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Draht Nickel- Kupfer-Legierungsdraht, verzinnter kupferbeschichteter Edelstahldraht, Kupferdraht, der mit Zinn oder anderen Metallen beschichtet ist, oder aus versilbertem Synthetik-Fäden, vorzugsweise Nylon-Fäden besteht.