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Abschirmanordnung mit lösbarer Stoßstelle Bet Abscbirmungsanordnungen
wird man im allgemeinen danach streben, Unterbrechungsstellen in dem Abschirmmantel,
über welchen die Störströme ihren Weg nehmen, zu vermeiden, in dem die Stoßstellen
durch geeignete Mittel miteinander verlötet bzw. verschweißt werden. Vielfach ist
aber an Einrichtungen die Möglichkeit der Auswechselung, des Einführens und HerauszIehens
bzw. der relativen Bewegung von Teilen oder des öffnens des Abschirmgehäus-cs eine
betriebsmäßig notwendige Bedingung, so daß die Herstellung einer dauernden starren
leitenden Verbindung zwischen den Teilen nicht möglich ist. Diese Anordnungen sollen
als solche mit lösbarer Stoßstelle im Ab-
schirmmantel bezeichnet werden.
Gegenstand der Erfindung ist es, die nachteiligen Erscheinungen zu beseitigen, die
sich an solchen Stoßstellen von Abschirmanordnungen ;ergeben können. Gelangt nämlich
ein Störstrom, der im wesentlichen je nach seiner Eindringungsrichtung entweder
nur auf der Außen- oder auf der Innenmantelfläche verläufti an die StoßstelIc, so
besteht infolge des an der Stoßstelle zwischen den Kontaktstellen vorhandenen übergangswiderstandes
sehr leicht die Möglichkeit, daß in nachteiliger Weise der an dem Übergangswiderstand
durch den Störstrom entstehende Spannungsabfall auf der anderen SeLte des Abschirmgehäuses
als Störspannungsquelle wirksam wird. ZD
Dde angestrebte Entstörungswirkung
wäre dann zu einem wesentlichen Teil ausgeschaltet, denn der Spannungsabfall, bedingt
durch den Störstrom, der auf :der Mantelfläche, ;die vom Störstrom freigehalten
werden soH" auftritt, gibt zu einer nachteiligen übertragung von Störspannungen
auf die zu schützenden Leitungsteile und Einrichtungen Anlaß.
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Gemäß der Erfindung ist zur Vermeidung dieser nachteiligen Erscheinung
die Stoßstelle gegen den übergang von Störspannungen in den zu scl-ärmenden Raum
dadurch ials Sperre ausgebildet, idaß wenigstens einer der aneinanderstoßenden.
Teile -der Abschirmung für zwei- oder mehrpolige Kontaktgiahe, mit dem anderen Teil
unter Bildung mindestens einer Stromschleife gestaltet ist, die einen hohen Sicheinwiderstand
im Verhältnis zu dem Übergangswiderstand der in der S-chleife liegenden Kontaktstellen
besitzt. Zweckmäßig ist es hierbei, daß die Verbindungsflächen zweier Kontaktstellen
derart ausgebildet sind, daß sie einen eine Induktivität darstellenden Hohlraum
bilden.
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Der Störstroni, -wird daher im wesentlichen an der jersten Kontaktstelle
übergehen und nur zu einem kleinen Teil je nach der Größe der übergangswiderstände:
der verschiedenen IZAontaktsteUen und der dazwisichenliegenden Scheimviderstända
über die zweite bzw. gegebenenfalls, dritte odervierte Kontaktstelle seinen Weg
nahmen. DJe induktive Gestaltung der Stromschleife kann dadurch unterstützt werden,
#daß, an ihr ein oder mehrere magnietisierbare Körper benutzt werden, wodurch der
Betrag der erwähnten Induktivität erhöht wird. Als, magnetisierbarer Körper in dieser
Hinsicht wird je nach,den. zu beherrschenden Störfrequenzen ein entsprechend unterteilter
magnetisierbaxer Körper benutzt. D.,iesier kann eignen lamellierten Aufbau aufweisen,
aus einem magnetisierbaren Material gewickelt sein oder schließlich einen Aufbau
nach Art der sogenannten Massekerne aus magnetislerharen Teilchen mit isolierendem
Bindemittel haben. Es, ist jedoch nicht erforderlich, daß der magneti-s#ierbiare
Körper tatsäälich ein massives Ganzes darstellt, sondern er kann ebensogut durcb
eine lose Füllm-ig ajus magnietisierharem Material gebildet werden. Um die erfindungsgemäßie
Anürdnung nach Wahl sowohl zum Schutz gegen Störströme ausnutzen zu können, die
von außen eindringen, als auch solche, ideren Austritt verhindert werden soll, empfiehlt
es sich, die erwähnte Sperre nach Möglichkeit in ihrem Aufbau symmetrisich auszubilden.
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Zur näheren Erläuterung des Wesens der Erfindung sowie einiger Ausführungsbeispiele
für die praktische Anwendung Üer Ei-findrung wird auf die Figuren der Zeichnung
Bezug genommen.
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In Fig. i ist ein Ersatzschaltbild wiedergegeben, durch welches bei
Anwendung einer zweifachen Kontaktgahe an der Stoßstelle grundsätzlich der Stromverlauf
veranschaulicht wird, der nach -der Erfindung angestrebt wird.
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Es bezeicluiet i in Fig. i leinen Abschirmmantel, welcher den Störstrom
I führt. Dieser bildet nach der Herstellung Üer mechanischen Verbindung mit der
Wand ja des, Abschirmgehäuses zwei Kontaktstellen, deren Übergangswiderstände durch
RO, und Rü, veramschaulicht sind. Durch die besondere AusgesGltung der aneinanderstoßenden
Teile der Abschirmung zur Herstellung einer elektrischen Stroms,chleife miteinander
umschließenden Leitern wird eine Induktivität L gebildet. An der Kontaktstelle,
die durch den Widerstand RÜ2 veranschaulicht ist, entsteht dann nur ein Störspannungsabfall,
der gegeben ist durch die Gleichung
der also nur einen Bruchteil der sonst an der Kontaktstelle, entstehenden Störspannung
ausmacht. Gleichzeitig wird der Störstrom veranlaßt, im wesentlichen seinen Weg
über die Kontaktstelle,1 welche durch Rül verkörpert ist, zu nehmen, also, seinen
Weg von der Abschirmmantelfläche entlang der äußeren Mantelfläche Üer Wand des Abschirmgehäuses
!einzuschlagen.
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# Eine beispielsweise Anwendung der Erfindung für den SteckeTanschluß
einer abgeschirmten Leitung. veranschaulicht die Fig. 2. In dieser bezeichnet i
dile Abschirmwand des Gerätes. An dieser sind die Teille: 2 und
3 befestigt, welche & c Buchse für den Anschluß der SchÜrahülle
4 der abgeschirmten Leitung- 5 bilden. Der Innenleiter dies-er Leitung
5 endet in einem Stedkerstift 6, welcher in eine Buchsie
7 eingeführt ist. Dritse ist in einer Isiollerplatte 8 befestigt,
welche durch eine Ringmutter 9 an dem Teil 3 #cler Buchse für den
Schirm der Leitung befestigt ist. In dem Hohlraum, welcher durch die Teile 2 und
3 gebildet wird, ist ein magnetisierbarer Körper io isoliert untergebracht.
Die heiden Teile 2 und 3 sind, wie aus der Ausführung zu erkennen ist, an
der Abschirmwand i entlang einer gemeinGamen in sich geschlossenen leitenden Hülle
oder verschiedener in sich geschlossener und einander umschließenden Hüllen angeschlossen
und bilden mit der Kontakthülle 4 des Abschirmmantels je eine Kontaktstelle,
von denen die übere gemäß dem Ersatzschaltbild den übergangswiders-tand RÜl_ und
die unteTe den Üblergangswiderstand RÜ.2 vexkörpern möge. Die beiden Teile 2 und
3, insbesondere 3, geben durch ihre besondere Gestaltung Anlaß zur
Bildung der Induktivität L (eine Windung) gemäß dem Ersatzschalltbild,die, in ihrem
Wert durch den eingelegten magnetisierbaren Körper io vergrößert wird. Zwischen
der Schirmhülle 4 und der Ringmutter 9
besteht dann gemäß dem Ersiatzschaltbild,
bedingt durch den Widerstand Rü2, nur ein diesem cntsprechender Störspannungsabfa-11,
während der Störstrom 1, der auf -der äußeren Fläche des Al),-schirnunantels
der abgeschirmten Leitung verläuft, wie durch die eingetragenen Pfeile veranschaulicht,
im wesentüchen -seinen Weg unmittelbar über Teil 2 auf die äußtere Fläche der Abschirmwand
dies Gerätes über den Widerstand Rül nimmt. Von dem an dem Widerstand Rü., entstehenden
Stärspannungsabfall wird nur ein, sehr geringer Teil
an dem Widerstand
Rü. wirksam, da vor dem WiderstandRü. noch die InduktivitätL geschaltet ist und:diiese
zusammen mit Rü.,einen SpannungsteiIer bildet, wobti als Störspannung U,t nur die
Spannung an dem Widerstand RÜ. wirksam wird. In dem Ausführungsbeisplel Fig. 2 ist
-der Weg
dieses Störstromies über die InduktivitätL -und RO. dann wie folgt:
Von der oberen Kontaktstelle RÜ, verläuft der Strom über die untere Kontaktstelle,
tritt dann an der Trennstelle der beiden Kontakte auf die Innenseite des den mflagnetisierbarien
Körper io umschließenden Hohlraiumes ein und fließt dabei auf der Innenseite des
Hohlraumes um den Eisenkörper h,-rum, ist dabei mit diesem magnetisch verkettet,
dann fließt er wieder an die obiere Kontalztstelle als seinen Ursprun-gsort zurück.
Als Störspannungsabfall U,1 tritt dabei der Sparmungsabfall der unteren Kontaktstelle
in Erscheinung. Dieser ist je nach der Größe der Induktivität L erheblich kleiner
als der Spannungsabfall an der oberen Kontaktstelle Rül. jeder Störstrom, der von
dem Abschirmmantel direkt in das Gehäuse fließen wollte, müßte auf dem gleichen
Wege wieder austreten, z. B. könntie man daran denken, daß, ein Störstrom auf der
linken Seite der Steckerhülsie Tig. 2) in das Gehäuse eindringt und auf der rechten
Seite der Steckerhülsie wieder austritt. Diese Vorstellung ist jedoch irrig, da
jede Kontaktstelle auf ihrem Umfangeine Äquipotentialflächeist.
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Bei einem praktischen Versuch an einer Anordnung gemäß Fig. 2 ergab
sich bei i MHz ieine Verminderung der Störspantiung um den Eaktor 2oo gegenübler
einer normalen Steckbuchse mit tetwa gleich großer Kontaktfläche.
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Ein anderes Ausführungsheispiel für die Anwendung der Erfindung, und
zwar für den Anschluß an einer Zündkerze, zeigt die Fig. 3. In dieser bezeichnet
i i die Kappe für den Zündkerzenanschluß, welche mit einem Abschirmbelagg 12 versehen
ist. 13 biezeichnet den Zündkerzenkörper, 14 die Zündkerzenansichlußleitung. Der
Schirmbelag 12 bildet durch seine Auflage auf dem Zündkerzenkörpicr die eine Kontaktstelle.
Für die Bildung der ;,weiten Kontak-tstelle und der erfindungs, gemäßen Stromschleife
ist über die Zündkerzenkappe iein Rohr 15 gesteckt, welches an der Stelle
16 mit dem Schirm der Kappe am ganzen Umfang elektrisch gut verbunden, z. B. verlötet,
ist. Am unteren Ende bildet dieses Rohr an der Stelle 17
jedoch eine besondere
Kontaktstelle mit dem Zündkerzenkörper, so daß auf diese Weise die erfindungsgemäße
Stromschleife gebildet ist. Das Rohr 15 ist rweckmäßig gewellt ausgebildet, um es
federnd zu machen und auf diese Weise sowohl für den Schirm 12 als, auch für den
Schirm 15
einen guten Kontaktdruck an dem Körper 13 sicherzustellen. Im Sinne
der allgemeinen Schilderung der Lösung des ferfindungsge-mäßen Problems wird der
Störstrom, -der hierbei gegen einen Austritt abgeschirmt werden soll, infolge der
Stromverdrän-un- -und der dadurch bedingten Neigung, möglichst nahe dem Mittelleiter
zu bleiben, seinen Weg in erster Linie über 13 und 12 nehmen. An der Kontaktstelle
17 wird nur ein ganz geringer Bruchteil dies Störstromes übertreten und daher auch,
wenn der übergangswiderstand zwischen 13 und 15 nicht sehr klein ist, der störende
Spannungsabfall an der übergangsstelle 17 nur sehr gering. Maßgebiend ist wieder,
wie bereits aus der Betrachtung des, ehen wiedergegebenen Ersatzschaltbildes hervorgeht,
für die Verteilung des Störstrom,es auf 12 und 15 außer den Übergangswiderständen
zwischen 12 und 13 und 13 und 15 die Induktivität, die durch den ringförmigen Hohlra:um
zwischen 12 und 15 bedingt ist. Legt man für die Beurteilung des, erreichbaren Effektes
die Annahme zugrunde, daß die entstehende Induktivität etwa 2nH beträgt, so ergibt
sich für die Induktanz bei 30 MHz ein Widerstand voin etwa 0, 4 P.
Betragen die übertragungswiderstände zwischen 13 und 12 und 13 und
15 je IOM-Q, 8,0 bedeutet das, daß nur etwa 1/40 des Störstrom#qs üher den
Schirm15 fließt und die Störung somit durch den zusätzlichen Schirm 15 auf
1/40 des sonst erzielbaren Betrages vermindert ist. Um auch in diesem Fall bei schlechteren
übergangswiderständen die Störung noch wesentlich senken zu können, kann man in
-der angegebenen Weise vorteilhaft den von i-- und 15 umschlossenen Raum oder einen
Teil desselben z. B. mit fein unterteiltem Eisen füllen, wodurch der Wert der entstehenden
Induktivität begünstigt und die Stromverdrängung vergrößert wird.
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In der Fig. 4 ist noch eine andere beispielsweise Ausführungsform
für den,einen Zündkerzenanschluß veranschaulicht. Nach dieser ist an dem Abschirmhelag
12 eine Hülse 18 gut leitend befestigt. Unter dem Sitz der Zündkerze ist an der
Motormasse ig eine Kontaktkappie 2o befestigt. Sie ist gegenüber der Hülst 18
derart bemessen, daß sich beim Aufschieben der Kappe 12 ein guter Kontakt zwischen
18 und 2o ergibt. Zur Unterstützung der entstehenden Induktivität ist in diesem
Fall ein magnetisierbarer Körper 21 um den Zündkerzenkörper 13 angeordnet.
Bei dieser Anordnung ergeben sich allerdings zwischen den Teilen 18 und 20
sowie 2o und ig zwei in Reihe liegende Übergangswiderstände, die jedoch durch die
Wirkung des magnetisierbaren Kernes 21 vom Störstrom entlastet sind. Bei dieser
Anordnung 'kann es empfehlenswert sein, die Kontaktkappe 20 gegenüber dem Dichtungsring
22 und dem Zündkerzenkörper 13 zu isolieren, so daß von dem Abschirmbelag
12 über die Teile 18 und 20 eine unmittelbare leitende Verbindung mit der Motormassie
ig besteht.
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Wie bierieits aus der oben gegebenen allgemeinen Schilderung der Erfin#dung
hervorgeht, ist diese durchaus nicht beschränkt auf solche Anordnungen, bei denen
Anschlüsse von elektrischen Leitungen hergestellt werden, sondern sie ist in gleicher
Weise mit Vorteil dann anwendbar, wenn tes sich nur um die Herstellung von lösbaren
Stoßstellen an einem Abschirmmantel handelt. So istdie Erfindung auch. mit Vorteil
benutzbar, wenn es sich um einen von einem Abschirmkasten lösbaren Dieckel handelt.
Eine entsprechende beispielsweise Anordnungzeigt
die Fig.
5. 23 bezeichnet die Abschirmwand des AbschirmbehälterS, 24 seinen Deckel.
Das Ende der Abschirmwand läuft in zwei Teile25 und 26
aus, die mit zwei entsprechenden
Gegenstücken 27 -und 28 am Dieckel zusammenwirken. Auf diese Weise
ist wieder die Stromschleife mit den beiden X#ontaktstellexi gebildet, welche einen
Hohlraumunischließt. In diesem kann wieder, wie angegeben, iein magnetisierbarer
Körper 2,9 aus geeignetem Werkstuff eingelegt sein. Es ergeben sich dann in diesem
Fall #die gleichen Verhältnisse, wie sie üben allgemein an Hand des Ersatzschaltbildes
erläutert und an den anderen Ausführungsbeispidlen in ihrer Wirkung veranschaulicht
-wurden.
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Bei. -einer solchen Ausführung ist es nicht notwendige Bedingung,
daß der Gegenkörper über den größten Teil seiner Ausdehnung, wie es z. B. nach Fig.
4 der Fäll ist, einen einzigen Leiter bildet, sondern er kann ebensogut auch an
sich kaus mehreren Leitern bestehen, wenn -auf diese Weise trotzdem -die Wirkung
erreicht wird, daß zwischen den beiden aneinandergefügten Teilen eine -zwei-oder
mehrpolige: Kontaktgabe stattfindet und dabei eine Stromschleife entsteht. Gerade
wenn der eine Gegmkörper, mit dem die zwei- oder mehrpoligge Kontaktgabe stattfindet,
hus in einem gewissen Ab-
stand voneinander geführten Leiterteilen besteht,
kann die gemäß der Erfindung angestrebte und erreichte Wirkung sich noch wesentlich
vorteilhafter gestalten. Die entstehende Stromschleife fällt nämlich dann wesentlich
größer iaus und demzufolge auch die in dem zwischen den beiden Leitern entstehenden
Hühlraum gebildete Induktivität. Zur Distanzierung der beiden Teile bzw. Leiter
des Gegenkörpers ist es dabei gleichgültig, ob sie durch #Luft als Zwischenmittel
getrennt sind oder gegebenenfalls durch Isolierkörper gegeneinander abgestützt werden.
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Eine beispielsweise Ausführung für eine solche Anordnung ist in Fig.
6 wiedergegeben. Bei dieser besteht der mitdem Behälter 3o zusammenwirkende
Deckel aus zwei Teilen 3 1 und 3 2, :die üb#er Isiolierkörper 3o bzw.
ieinem in diesen eingestetzten Tragring35 je einen Kontakt im Sinn der Erfindung
eingehen.
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Hierbei istalso der in Fig. 5 zwischen 27 und
28
bzw. 25 und 26 gebildete Hohlraum über den gesamten Dieckel gezogen,
wodurch die Stromschleife wiesientlich größter ausfällt und dadurch auch der Sicheinwiderstand.
zwischen der ersten u#nd zweiten Kontaktstelle vergrößert ist, so daß ein durch
ein äußeres Störfeld auf der Außenwand des Abschirmkastens 30 erzeugter Störstrom
im wesentlichen auf der Außenfläche des Deckels 32 fLießt und keine Gefahr
besteht, daß an der Kontaktstelle des Deckels ein übertritt auf die Innenwandung
des Behälters 3o erfolgt.
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Außer den geschilderten Beispielen kaim die erfindungsgiemäße Lehre
auch bei anderen Anordmingen Anwendung finden. _ Solche sind z. B. die Durcliführungsstellen
von Wellen durch abschi.rinend wirkende Gehäuse. In diesem Fall wird gemäß
der Erfindung die Lagestelle für die Welle derart ausgebildet, daß sie eine zwei-
oder mehrpolige, Kontaktgabe mit der Welle eingeht, wodurch dann wieder im erfindungsgemäßen
Sinn die Stromschleife zur Bildung der Induktivität -entsteht und der- eine -der
- Teile, welcher den Kontakt vermittelt, wieder den anderen in dem Sinn umgibt,
daß er ihn nach außen hin abdeckt. Bei dieser Ausbildung des Lagers für mehrteihge
Kontaktgabe, ist es natürlich keine Bedingung, daß alle an der Kontaktgabe beteiligten
Stücke an der Bildung des Traglagers beteiligt sind, sondern einige der kontaktvermittelnden
Stellen können auch lediglich mit Rücksicht auf diese Kontaktgabie vorgesehen und
bemessen sein. Die Anwendung dieser Maßnahme kommt insbesondere z. B. bei Drehkondensatoren
und elektrischen Maschinen in Frage, bei welchen dann im Sinn der Erfindung das
Abschiringehäuse, der Einrichtung durch das Maschinengehäuse selbst gebildet wird.
Zwischen die kontaktvermittelnden Teilean den Lagerstellen kann -dann zur Erhöhung
der Induktivität in der bereits bei denanderen Ausführungsbeispielen erläuterten
Weise iein magnetisierbarer Körper eingelegt sein, dessen Rerineabilität und Aufbau
entsprechend dem zu erfüllenden Zweck gewählt ist.
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Ein Beispiel für eine solche Ausfüh=- zeigt die Fig>. 7. In
dieser bezeichnen 36 den #ortsfesten Lagerkörper, 37 die Welle,
38 und 39 die beiden mit der Welle 37 in Berührung stehenden
Teile des ortsfesten Lagerkörpers, welche gleichzeitig die beiden kontaktvermittelnde,'n
Stellen bilden. In dem zwischen den beiden Teilen 3 8 und 39 entstehenden
Hohlraum 40 ist als magnetisierbarer Körper ein Wickel 41 aas magnetisierbarem Band
eingebracht, der in seiner Lage durch einen Sprengring 42 ge-
halten
wird.
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Bei allen den genannten Ausführungen empfiehlt es sich, den magnetisierbaren
Körper im Sinn der üblich,en Ausführung, wie es an sich bei Induktionsspulen bekannt
ist, gegenüber der Wicklung zu isolieren, d.h. also den eingelegten, ma etisterbaren
b gn, Körper isoliert anzuordnen bzw. bei Einbringung eines entsprechenden
Pulvers einen Becher aus Isoliermaterial für dieses vorzusehen. Die hLerbei
benötigte Isolation ist natürlich, sehr gering, da es sich nicht um die Beherrschung
hoher Spannungen handelt, sondern die Anordnungen niederohriligen Charakters sind.
Es kann beispielsweise ausreichend sein, wenn für die Bildung der Isolation eingelegtes
oder eingeklebtes Papier oder nur Lack b,cnutzt wird.