-
FACHGEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft das Fachgebiet der Kabelverbinder
und insbesondere eine Vorrichtung zu einer vor Umwelteinflüssen geschützten Verbindung
von Kabeln.
-
STAND DER TECHNIK
-
Elektronisches
Gerät muß häufig vor
dem Umwelteinfluß der
Umgebung geschützt
werden, um effektiv zu funktionieren. Negative Auswirkungen auf die
Funktion des Geräts
sind unter anderem extreme Temperaturen, Feuchtigkeit, Schmutz,
durchschlagende elektromagnetische Störung (EMV bzw. elektromagnetische
Verträglichkeit)
und mechanische Störung.
Der Schutz des Geräts
besteht normalerweise aus einer vollständigen Kapselung des Geräts. Ein
Problem bei der Kapselung besteht darin, daß der Schutz häufig an
der Grenzfläche
zwischen dem elektronischen Gerät
und der Umgebung unzureichend ist: Stromversorgung, Signalkabel
usw.
-
Ein
anschauliches Beispiel für
dieses Problem sind Verbinder zum Verbinden von ankommenden und
abgehenden Kabeln mit Funkbasisstationen, die sich im Freien befinden.
Diese Funkbasisstationen sind klimatisiert, um ein geeignetes Betriebsklima
für das
Gerät zu
erhalten. Die Kontakte befinden sich an der Grenzfläche zwischen
zwei Klimazonen: der klimatisierten Zone in der Funkbasisstation
und dem Klima im Freien. Wenn die Umgebung wärmer ist als die klimatisierte
Zone, kühlt
sich die Luft bei Kontakt mit der Grenzfläche zwischen den Klimazonen
ab, und in der Luft befindliche Feuchtigkeit kondensiert, so daß die Kontakte
dem Wasser und der Feuchtigkeit ausgesetzt sind, und dies ist insbesondere
der Fall in Gebieten mit einem warmen, feuchten Klima. Feuchtigkeit
und Wasser auf elektrischen Kontaktflächen kann zu Kurzschlüssen und
größeren Störungen beim
Durchgang von Signalen führen,
die über
die Kontakte laufen.
-
WO
95/28 075 beschreibt einen EMV-Schirmkabelverbinder für Leiterplatten,
die in einem Magazin angeordnet sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist das Ende des Kabels, das von draußen kommt, mit einem kastenförmigen Behälter versehen,
der in einen Aufnahmebehälter
geschoben wird, der in einem Loch in der Wand des Magazins angeordnet
ist. Der Aufnahmebehälter
ist dann in elektrischem Kontakt sowohl mit der Kabelschutzeinrichtung
als auch mit der Wand des Magazins und schirmt somit die Leiterplatte
gegen elektromagnetische Störung
ab. Dieser bekannte Aufbau läßt jedoch den
Klimaschutzaspekt außer
acht.
-
Eine
bisher bekannte Lösung
des Problems von vor Umwelteinflüssen
schützenden
Verbindern ist die Verwendung von speziellen Verbindern, die für schwierige
Umweltbedingungen geeignet sind. Der Nachteil dieser Lösung besteht
darin, daß diese
Verbinder sehr teuer sind.
-
Weitere
bekannte Lösungen
des gleichen Problems sind die Befestigung von Hauben verschiedener
Ausführungen
und Materialien um den Verbinder herum. Diese Lösung weist eine Anzahl von
Problemen auf:
- – Die Schutzeinrichtung wird
während
der Installation und Wartung leicht vergessen.
- – Die
Sichtprüfung
ist problematisch, da die Haube vor Beginn der Prüfung entfernt
werden muß.
- – Es
ist schwierig, einen umfassenden Schutz zu ermöglichen, und der Verbinder
kann trotz der Schutzeinrichtung der Feuchtigkeit und dem Schmutz
ausgesetzt sein.
- – Montage
und Demontage der Haube können
relativ zeitaufwendig sein, was die Installations- und Wartungskosten
unnötig
steigen läßt.
-
BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung befaßt
sich mit dem Problem, wie Verbinder eines elektrischen Geräts sicher,
robust und wirtschaftlich vor Umwelteinflüssen, das heißt gegen
Staub, elektromagnetische Störung,
Feuchtigkeit, extreme Temperaturen usw., geschützt werden können.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, eine Vorrichtung
zur Kabelverbindung so auszuführen,
daß der
Verbinder gegen die Auswirkung sich ändernder Klimabedingungen sicher
geschützt
ist.
-
Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine klimageschützte Kabelverbindung
so auszuführen,
daß der
Klimaschutz während
der Installation und Wartung kaum vergessen werden kann.
-
Eine
zusätzliche
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine Kabelverbindung
so auszuführen,
daß es
relativ einfach ist, die Verbindung selbst herzustellen, wobei Installations- und
Wartungskosten reduziert werden.
-
Zusammengefaßt heißt das,
die Erfindung betrifft die Anordnung der Kontakte in einer abnehmbaren
Kassette, die mit Installationslöchern
versehen ist. Diese Kassette kann in einem entsprechend angepaßten Raum
in einem Schrank angeordnet sein, der elektronisches Gerät enthält. Das
Volumen in der Kassette ist eine spezielle Umgebungsschutzzone, die
sowohl vom Volumen außerhalb
des Schutzmantels des Schrankes als auch von Rest des Volumens innerhalb
des Schutzmantels getrennt ist. An der Grenzfläche zur äußeren Umgebungsschutzzone führen die
Kabel durch einen Umgebungsschutzverschluß, während die Kontakte zu den inneren
Verbindungen an der Grenzfläche
zur inneren Klimazone sind. Im Zusammenhang mit dem Klima innerhalb des
Mantels kann ein guter Ausgleich zwischen den Umgebungsschutzzonen
für das
Gerät und
der Kassette erreicht werden.
-
Da
der Klimaschutz mit der Kassette integriert ist, die sowohl geöffnet als
auch entnommen werden kann, ist die Installation und Wartung einfach, da
die Kassette an einer Stelle abgelegt werden kann, wo die Arbeit
relativ einfach durchzuführen
ist.
-
Da
die Kassette auch so ausgeführt
ist, daß sie
eine EMV-Abschirmung darstellt, befindet sich das elektronische
Gerät in
einem Volumen, das sowohl klimatisch als auch gegen elektromagnetische Störung geschützt ist,
zur gleichen Zeit, wie die Kontakte klimageschützt sind.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand der bevorzugten Ausführungsformen
und mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
-
LISTE DER FIGUREN
-
1 zeigt
eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in einem
Schrank angeordnet ist, der sich im Freien befindet.
-
2 zeigt
eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung und wie diese
ein Volumen in verschiedene EMV- und Klimazonen einteilt.
-
3 zeigt
eine Ausführungsform
gemäß der Erfindung,
perspektivisch gesehen.
-
4 zeigt
eine Schnittdarstellung wie 1, allerdings
mit einer anderen Ausführungsform der
Vorrichtung gemäß der Erfindung.
-
5 zeigt
die Ausführungsform
gemäß 4,
im wesentlichen die gleiche Ansicht wie in 2.
-
BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORM
-
1 zeigt
eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in einem
Schrank angeordnet ist, der sich im Freien befindet. 17 bezeichnet
den Schrank, der das elektronische Gerät 20 enthält. Der
Schrank 17 umfaßt
eine Tür 21,
eine Innenwand 25 und eine Klimasteuerungseinheit 22,
die an der Innenseite der Tür 21 befestigt
ist. Die Klimasteuerungseinheit 22 steuert auf bekannte
Weise das Klima in einem inneren Volumen "C".
Die Vorrichtung selbst gemäß der Erfindung
besteht aus einer Kassette 1, in der eine Anzahl von Kabeln 2,
die von draußen
kommen, und eine Anzahl von inneren Kabeln 4, die zum elektrischen
Gerät 20 führen, verbunden
sind. Die Kabel 2 treten in die Kassette 1 über eine
Klimaschutzvorderseite 5 ein, die, wenn die Kassette 1 mit
einer Anzahl von Lüftungslöchern (nicht dargestellt)
versehen ist, bewirkt, daß die
Kassette 1 im wesentlichen das gleiche Klima hat wie das
Volumen "C". Da die Kassette
herausnehmbar ist und da die Kabel 2, 4 mit einem
bestimmten Grad an Durchhang angeordnet sind, kann die Kassette 1 um
eine bestimmte Strecke bewegt werden, ohne die Kabel 2, 4 zu
lösen.
-
2 ist
eine Schnittansicht, die die Vorrichtung gemäß der Erfindung ausführlicher
im montierten Zustand zeigt und wie sie ihr Volumen in verschiedene
EMV- und Klimazonen einteilt. In der Figur bezeichnet 17,
wie in 1, einen Schrank, der das elektronische Gerät (nicht
dargestellt) enthält.
Die Kassette 1, die zur besseren Übersicht weggeschnitten ist,
ist von der Seite zu sehen, wie sie in den Schrank 17 durch
eine entsprechend angepaßte Öffnung 18 in
der Innenwand 25 eingefügt
ist. "A" bezeichnet ein Volumen,
entweder im Freien oder im Innern, das nicht unbedingt klimageschützt oder
elektromagnetisch abgeschirmt sein muß. "C" bezeichnet ein
klimatisiertes Volumen im Schrank 17, in dem das elektronische
Gerät untergebracht
ist. Das Volumen "C" kann mit Hilfe der
Klimasteuerungseinheit 22, die in 1 gezeigt
ist, bei Bedarf klimatisiert werden. 15 bezeichnet ein
EMV-Band und 16 ist ein Umgebungsschutzband, das entweder
am Schrank 17 oder an der Vorderseite 5 angeordnet
ist, so daß sie
die Öffnung 18 vollständig umgeben
und dennoch Platz für die
Befestigungsvorrichtungen, z. B. Schrauben 14a, 14b lassen,
die die Kassette 1 am Schrank 17 befestigen. Das
Umgebungsschutzband 16 ist radial außen angeordnet und schützt somit
auch das EMV-Band 15. Das EMV-Band 15 ist entlang
seiner Länge
im wesentlichen sowohl mit dem Schrank 17 als auch mit
der Kassette 1 in Kontakt, die beide im wesentlichen aus
EMV-Abschirmungsmaterial bestehen, wodurch auch eine EMV-Abschirmung
des Volumens "C" erreicht wird. Da
das Umgebungsschutzband 16 entlang seiner gesamten Länge im wesentlichen
sowohl mit der Kassette 1 als auch mit dem Schrank 17 in
Kontakt ist und da die Kassette 1 durch eine Anzahl von
Lüftungslöchern 10 ermöglicht,
daß die
Luft in die Zone "C" hinein und aus dieser
heraus zirkuliert, wird ein Volumen "B" in
der Kassette 1 erreicht, das klimageschützt ist.
-
3 zeigt
eine Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
perspektivisch gesehen und mit den gleichen Bezugszeichen wie in 2.
1 bezeichnet eine Kassette, die im wesentlichen aus Metall oder
einem anderen EMV-Abschirmungsmaterial besteht. An einem Ende der
Kassette 1 ist eine abnehmbare Vorderseite 5 angeordnet,
die eine Frontplatte 7 und einen Umgebungsschutzverschluß 6 eines
bekannten Typs umfaßt.
Der Umgebungsschutzverschluß 6 ist
an der Frontplatte 7 auf bekannte Weise befestigt. Der
Umgebungsschutzverschluß 6 ist
mit einer Anzahl von Löchern
versehen und/oder hat die Möglichkeit,
mit diesen versehen zu werden, ein Loch für jedes Durchgangskabel 22,
das durch die Vorderseite 5 führt. Die gesamte Vorderseite 5 ist
an der Innenwand 25 mit Hilfe von Schraubbefestigungselementen 14a, 14b in
entsprechend angepaßten
Schraubenlöchern 14 verbunden.
-
Die
obere Fläche
der Kassette 1 in 3 ist teilweise
entfernt, um die Weiterführung
der Kabel 2 in der Kassette zu den einzelnen Kontakten 3 zu
zeigen. Die Kabel 2 laufen durch die Kassette 1,
und jedes ist an seinem äußersten
Ende mit einem Kontakt 3 versehen, dessen Form vom Zweck
abhängt.
Es können
beispielsweise sogenannte D-Hilfskontakte zur Signalübertragung
oder Kontakte zur Stromübertragung
sein. Die Kontakte 3 sind auf eine bestimmte Weise, beispielsweise
mittels Schrauben 11, an einer der Wände der Kassette 1 befestigt,
in dieser Figur an der Rückplatte 9,
die mit einer Anzahl von Kontaktlöchern (nicht dargestellt) versehen
ist, damit eine Anzahl von Chassiskontakten 13 an der Außenseite
der Rückplatte 9 angeordnet
werden kann, um einen elektrischen Kontakt mit den Kontakten 3 in
der Kassette 1 herzustellen. In der Rückplatte 9 gibt es auch
solche Anordnungen, z. B. Schraubenlöcher (nicht dargestellt), die
benötigt
werden, um die äußeren Kontakte 3 und
die Chassiskontakte 13 mit der Rückplatte 9 zu befestigen.
An den Chassiskontakten 13 ist eine Anzahl von Kabeln 4 befestigt,
die an ihren anderen Enden mit dem elektronischen Gerät (nicht
dargestellt) verbunden sind, so daß die ankommenden Kabel 2 mit
dem Gerät
gekoppelt werden. Die Kabel 2 und 4 sind mit einem
bestimmten Durchhang montiert, damit die Kassette über eine
kurze Strecke bewegt werden kann, ohne die Kabel von der Kassette
trennen zu müssen.
-
Damit
unter anderem die Chassiskontakte 13 und die äußeren Kontakte 3 im
wesentlichen im gleichen Klima sind, sind eine Anzahl von Wänden der
Kassette 1, in diesem Fall die Abdeckung 12 (teilweise
in der Figur der Übersichtlichkeit
halber weggeschnitten) und ein Boden (nicht dargestellt) mit einer
Anzahl von Löchern 10 versehen,
die so angeordnet sind, daß die
EMV-Abschirmung intakt bleibt. Durch diese Löcher 10 kann die Luft
auf bekannte Weise frei strömen
und dadurch bewirken, daß das Klima
im wesentlichen das gleiche ist, sowohl für die Chassiskontakte 13 als
auch für
die äußeren Kontakte 3.
Um die Installation und Wartung zu erleichtern, sind Teile der Kassette 1,
in diesem Fall die Abdeckung 12 und der Boden, abnehmbar,
da sie beispielsweise mit Hilfe von Schrauben so befestigt sind,
daß die
EMV-Abschirmung ganz bleibt. Damit die Kassette 1 sicher
an ihrer bestimmten Stelle befestigt werden kann, kann sie beispielsweise
mit einer Anzahl von Schraubenlöchern 14 versehen
sein, wobei jedes ein Gegenstück
an der Stelle hat, wo die Befestigung erfolgt.
-
4 zeigt
die gleiche Ansicht wie 1, allerdings mit einem wesentlichen
Unterschied, nämlich
daß die
Vorrichtung im Schrank anders montiert ist. In dieser Figur ist
die Kassette 1 am Boden des Schrankes 17 angeordnet
und befestigt. Im übrigen ist 4 im
wesentlichen analog zu 1.
-
5 zeigt
ausführlicher
die Ausführungsform
der Erfindung, die in 4 gezeigt ist. Der Unterschied
zu der Vorrichtung in 2 besteht darin, daß das EMV-Band 15 und
das Umgebungsschutzband 16 in dieser Figur auf der anderen
Seite sowohl des Schranks 17 als auch der Vorderseite 5 sind.
In diesem Fall ist die Kassette 1 nicht in den Schrank 17 eingefügt, sondern
ist an seiner Innenseite befestigt. Dadurch kann die Kassette 1
am Boden des Schrankes 17 befestigt werden.
-
Die
Form der Kassette 1 kann variieren, um sie an den Raum
anzupassen, für
den sie bestimmt ist. Der Hauptaufbau ist jedoch der gleiche unabhängig davon,
ob die Kassette 1 in der Form eines rechteckigen Prismas,
wie oben, als Zylinder oder in einer bestimmten anderen geometrischen
Form ausgeführt
ist.
-
Wenn
Kabel verbunden werden, führt
der Monteur beispielsweise die folgenden Schritte durch (der Ablauf
bei der Wartung unterscheidet sich nicht wesentlich davon):
- 1. Er entriegelt und öffnet die Tür des Schranks.
- 2. Er löst
die Schrauben, die die Kassette am Schrank befestigen.
- 3. Er bewegt die Kassette über
eine kurze Strecke, so daß man
leicht mit ihr arbeiten kann.
- 4. Er nimmt die Vorderseite, die Abdeckung und den Boden ab.
- 5. Er nimmt den Umgebungsschutzverschluß von der Frontplatte ab.
- 6. Wenn die Kabel vom elektronischen Gerät nicht schon am Behälter befestigt
sind, befestigt er diese an den für sie bestimmten Stellen.
- 7. Er führt
die Kabel, die von draußen
kommen, durch die Frontplatte.
- 8. Er koppelt jedes der Kabel, das von draußen kommt, mit dem richtigen
Kontakt und befestigt die Kontakte an der Kassette.
- 9. Wenn es nicht bereits erfolgt ist, bereitet er den Umgebungsschutzverschluß so vor,
daß er
eine Anzahl von Löchern
entsprechend den Kabeln hat, die von draußen kommen.
- 10. Er montiert den Umgebungsschutzverschluß an die Frontplatte und achtet
darauf, daß die
Kabel tatsächlich
durch die Löcher
führen,
die im Frontband für
sie vorgesehen sind.
- 11. Er montiert die Vorderseite, die Abdeckung und den Boden.
- 12. Er setzt die Kassette zurück an ihre vorgesehene Stelle
und befestigt sie dort.
- 13. Er schließt
und verriegelt die Tür.
-
Da
die Löcher
in der Kassette 1 die Luft durch das Innere (Volumen "B") der Kassette 1 zu dem geschützten inneren
Volumen "C" zirkulieren lassen,
wird es möglich,
einen optimalen Klimaausgleich zwischen diesen Volumen zu haben,
der es erlaubt, daß das
Klima im wesentlichen in diesen beiden Volumen das gleiche ist.
Dies gilt unabhängig
davon, wie das innere Volumen "C" klimatisiert wird:
mit einem Wärmeaustauscher,
einer Belüftung
oder dgl., und auch wenn es gar nicht klimatisiert ist. Da die Vorrichtung
gemäß der Erfindung
geeignet ist, als EMV-Abschirmung zu dienen, ist die EMV-Abschirmung des inneren
Volumens nicht sonderlich beeinträchtigt. Es sollte also erkennbar
sein, daß Kabelverbindungen
mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung klimageschützt sind,
wobei gleichzeitig die EMV-Abschirmung des inneren Volumens "C" erhalten bleibt.
-
Da
der Klimaschutz mit der Kassette 1 dort integriert ist,
wo die Kontakte 3 angeordnet sind, kann ein Monteur kaum
den Klimaschutz während der
Installation vergessen. Dies gilt besonders dann, wenn der Schrank 17 so
ausgeführt
ist, daß er
nur dann geschlossen werden kann, wenn die Kassette 1 in
ihrer richtigen Position ist. Ferner sind Installation und Wartung
relativ einfache und schnelle Vorgänge, da alles leicht zugänglich ist
und keine Extraschutzeinrichtungen montiert oder entfernt werden
müssen.