SE528689C2 - Ram med avskärmning vid kabel- och/eller rörgenomföringar i en vägg eller annan skiljedel - Google Patents

Description

20 25 30 35 528 689 av väggen, skiljedelen etc. som tar emot ramen. Både stör- ningar som gàr längs en kabels skärm eller ett rör 0Ch RFI (Radio Frequency Interference, radiostörningar) kan dämpas vid ramar av det ovan beskrivna slaget. Störningar som går i en kabels ledare är emellertid vanligen inte möjliga att dämpa i en ram av detta slag. Sådana störningar dämpas nor- malt med hjälp av filter eller andra medel förbundna med kablarna.

Elektriska och elektroniska anordningar är mer eller mindre känsliga för elektromagnetisk störning. Elektromag- netisk störning är elektromagnetisk strålning som ofta av- ges av elektriska kretsar som bär snabbt ändrande signaler, som en sidoeffekt av deras normala drift och som orsakar att oönskade signaler (störning eller brus) induceras i andra kretsar. Detta avbryter, blockerar eller försämrar eller begränsar den effektiva prestandan för dessa andra kretsar på annat sätt. Den kan induceras med avsikt, som i någon form av elektronisk krigföring, eller oavsiktligt som ett resultat av oönskade sändningar och svar, intermodula- tionsprodukter och liknande.

Kablar har normalt en skärm, i form av ett ledande skikt, som omger kabelns ledare, som ett skydd mot elektro- magnetisk störning. För att vara effektiv mäste en kabel- skärm kunna bära strömmar alstrade av elektromagnetisk störning bort frán kabeln, vilket uppnås genom jordning av kabelskärmen. Riktig jordning är kritiskt för att erhålla ett gott skydd mot elektromagnetisk störning och är en vik- tig del av all elektronisk och elektrisk design. Det finns ett matematiskt förhållande mellan jordningens effektivitet och den uppnådda dämpningen.

För att dämpa radiostörningar skall någon typ av väg- ledare (vàgfälla) och/eller en RFI-skärm bildas. Vàgledaren skall jordas.

Idag finns det olika typer av s.k. EMC-moduler. EMC står för ”electromagnetic compatibility", dvs. förmågan hos lO l5 20 25 30 35 528 689 elektriska eller elektroniska anordningar att fungera på ett riktigt sätt i deras avsedda elektromagnetiska miljö EMC-moduler är huvudsakligen standardmoduler försedda med någon typ av vågledare och/eller en RFI-skärm samt en elektrisk kontakt med kabelskärmarna för att leda bort elektromagnetisk störning/interferens som bärs av kabeln till jord. Vàgledaren är normalt någon typ av ledande mate- rial bildad som ett rör, en kanal eller liknande, vars syf- te är att verka som en fälla för RFI. RFI-skärmen går nor- malt vertikalt genom hela EMC-modulen. I en utföringsform är RFI-skärmen tillverkad av glaskulor belagda med silver och placerade i ett gummimaterial. Normalt görs en öppning i RFI-skärmen för att släppa igenom en kabel eller ett rör.

Det ledande materialet i kontakt med kabelskärmen kan vara koppar med en tennbeläggning. För att ha en bra förbindelse skall det ledande materialet ha en viss längd och företrä- desvis gá 360° runt kabelskàrmen. I många installationer idag måste dessutom ett speciellt skydd av ledande material placeras pà eller i komprimeringsenheten för att garantera skydd mot RFI och riktig jordning av eventuellt utskjutande bultar.

På grund av det faktum att kabelmaterialet utanför kabelskärmen normalt tas bort innan kabeln tas emot inuti en EMS-modul, måste denna modul ofta ha två olika inre dia- metrar, en anpassad till en hel kabel och den andra till kabelskärmen. Med tanke på ovanstående inser en fackman att en EMC-modul är mer komplicerad än en standardmodul och även att kostnaderna år högre för en EMC-modul.

Då det opåverkade tätningsomràdet för EMC-moduler förkortas jämfört med standardmoduler, på grund av RFI- skärmen och det ledande materialet, minskar tåtningskapaci- teten för en EMC-modul jämfört med standardmoduler. Detta kan vara av betydelse i tuffa miljöer.

Om slangar eller rör av ett ej ledande material eller fiberoptiska kablar tas emot i en ram av det ovan beskrivna 10 15 20 25 30 35 528 eaelö slaget måste en speciell vågledare bildas. En sådan vägle- dare kan ha formen av en ledande tejp lindad runt röret, slangen eller en slang av ledande material placerad runt röret, slangen eller den fiberoptiska kabeln. Vågledaren är normalt jordad vid ramen.

Vid många militära tillämpningar, vid oljeriggar, på sjukhus, ombord på flygplan, ombord på fartyg, i olika ty- per av fordon, i en del industrier osv. kan det finnas vis- sa områden som är mera känsliga för störningar, dvs. det är mycket allvarligt om dessa områden slås ut. Sådana områden behöver en effektivare dämpning än andra områden. I många fall är det även önskvärt att dämpa utrustning innanför ra- men för att hindra spionage eller annan oönskad övervak- ning.

Dämpningseffekten mäts i dB, exempelvis enligt stan- darden EN 50 147-1: l996§5.2.2. Dämpningseffekten reduceras avsevärt när kablar tas emot, jämfört med ramar som inte har nägra kablar. Enkelt uttryckt verkar elektriskt ledande material, såsom kablar, som antenner, dvs. de både plockar upp och sänder ut elektriska fält i en mindre eller större omfattning.

Det finns ett antal utrustningar som ger viss dämp- ning av elektromagnetiska störningar. Dämpningseffekten ökas i många fall genom en relativt komplex uppsättning av modifierade komponenter och hanteringssteg. Med de kända utrustningarna är det emellertid svårt att uppnå en dämp- ning som överstiger c:a 40 till 60 dB, när kablar tas emot.

För känsliga områden skall dock dämpningen vara åtminstone 60 dB eller företrädesvis mer.

Samanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att hindra att oönskade elektromagnetiska fält, såsom radiovågor, pas- serar ramen i någon riktning och att plocka upp oönskad elektromagnetisk energi som bärs av strömmar i kabelskär- marna och avleda dem till jord. 10 15 20 25 30 35 528 689 Ett ytterligare ändamál är att standardkomponenter skall användas i så stor omfattning som möjligt, vilket är fördelaktigt med avseende pá installation, tillverkning, lagerhàllning etc.

Ytterligare ett ändamål är att förenkla installatio- nen genom att undvika behovet av komplexa komponenter.

Enligt föreliggande uppfinning placeras en ram för kabelgenomföringar eller rörgenomföringar i en vägg eller annan skiljedel och bildar en öppning genom väggen eller annan skiljedel. Ramen tar emot komprimerbara moduler som omger varje kabel eller rör som tas emot i ramen. En modul- barriär placeras tillsammans med en komprimeringsenhet vid en ände av ramen för att bilda en tätning. Dessutom place- ras ett skikt ledande material inuti ramen invid modulbar- riären och kompressionsenheten.

Skiktet av ledande material kan placeras i ett tomrum inuti ramen bildad mellan tvà modulbarriärer etc. vid varje ände av ramen eller en modulbarriär etc. vid en ände och ett lock vid ramens andra ände. Skiktet av ledande material kan bildas av metalltràdar placerade för att bilda olika strukturer. Sådana strukturer är exempelvis en amorf sam- ling, sammanvävda trådar, nät och bikakestrukturer. Ramen, modulerna, komprimeringsenheterna etc. är standardkomponen- ter som är välkända för en fackman. Skiktet av ledande ma- terial jordas och placeras i elektrisk kontakt med kabel- skärmen hos varje kabel som tas emot i ramen. Vid test har ett sådant arrangemang visat en dämpning i storleksordning- en cza 100 dB eller mera, med kablar mottagna i ramen. För- màgan att dämpa de elektromagnetiska störningarna beror även pà kabelskärmens form. Om kablar som har skärmar av låg kvalitet används minskas möjligheten att dämpa elektro- magnetiska störningar.

Tjockleken pà skiktet av ledande material väljs före- trädesvis beroende pä kabeln eller kablarnas tjocklek och den önskade dämpningsstorleken. Tràdarna kan tillverkas av lO 15 20 25 30 528 689 vilket lämpligt ledande material som helst som kan klara en eventuell tuff miljö. I en utföringsform användes koppar~ trådar belagda med tenn. Den amorfa samlingen trådar är i en utföringsform stålull, tillverkad av trådar av rostfritt stål. Det är även möjligt att blanda trådar av olika ledan~ de material.

Oberoende av vilket material som används och i vilken form det placeras måste skiktet med ledande material place- ras i säker förbindelse med kabelskärmarna och jordas på ett säkert sätt.

En fackman inser att den exakta formen för modulerna, komprimeringsenheterna och ramen saknar betydelse för upp- finningen som sådan. Föreliggande uppfinning kan användas både med olika typer av standardmoduler och med EMC- moduler. Genom att använda standardmoduler kan skyddet mot tuffa miljöer ökas. Normalt krävs inget skydd av ledande material över komprimeringsenheten vid en ram enligt före- liggande uppfinning.

Ytterligare ändamål och fördelar kommer att framgå för en fackman vid genomläsning av den detaljerade beskriv ningen nedan. l Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer att beskrivas ytterligare nedan, som ett exempel och med hänvisning till bifogade ritningar.

I ritningarna är, fig. l en perspektivvy över ett exempel på en ram enligt föreliggande uppfinning, fig. 2 en vy framifrån över ramen enligt fig. 1, fig. 3 en snittvy längs linjen A-A i fig. 2, men där en kabel har tagits emot, fig. 4 en kabel förberedd för att tagas emot i av- skärmad form i ramen, fig. 5 en perspektivvy över ett ytterligare exempel pà en ram enligt föreliggande uppfinning, 10 15 20 25 30 35 528 689 fig. 6 en snittvy motsvarande fig. 3 över ramen en- ligt fig. 5, fig. 7 en schematisk vy över ett exempel pà en del av ramen enligt föreliggande uppfinning, och fig. 8 en schematisk vy över ytterligare ett exempel pà en del av ramen enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer I figurerna 1 till 3 i ritningarna visas ett exempel på en ram 1, vilken ram skall tas emot i en vägg eller an- nan skiljedel, (ej visad). Inuti ramen 1 tas ett antal mo- duler 2 emot vid varje ände av ramen l, vilka moduler 2 är tillverkade av ett elastiskt material. Åtminstone en kom- primeringsenhet 3, här i formen av en kil, är anordnad i samband med modulerna 2 vid varje ände av ramen 1 för att komprimera modulerna 2. Genom komprimeringen utövad av ki- len med hjälp av skruvar 4 och en stagningsplatta 7 kommer modulerna 2 att komprimeras och ge en tät tätning, såsom är välkänt för en fackman.

En fackman inser att ramens, modulernas, stagnings- plattornas och komprimeringsenhetens exakta utformning inte är kritisk och att antalet moduler, komprimeringsenheter och stagningsplattor som tas emot i ramen kan variera. Sà- ledes kan många olika typer av ramar, moduler, stagnings- plattor och komprimeringsenheter användas.

I den visade utföringsformen bildas varje modul 2 av tvà halvor som förs samman och uppvisar en central blinddel 5 och ett antal avskalningsbara skikt 6. Även om standard- moduler visas i ritningarna, inser en fackman att olika ty- per av EMC-moduler också kan användas.

Mellan modulerna 2 och komprimeringsenheterna 3 vid varje ände av ramen bildas ett hálrum. Detta hálrum fylls med ett skikt 8 av sammanvävda metalltrádar, som antytt i fig. 3, eller metalltràdar placerade i en amorf samling.

Metalltràdarna kan vara tillverkade av vilket ledande mate- rial som helst. I en utföringsform används stàlull. I andra 10 15 20 25 30 528 es9 utföringsformer har skiktet 8 av ledande material formen av en bikakestruktur 12, flera sammangripna nät 13 etc. Exem- pel pà en bikakestruktur 12 och sammangripna nät indikeras Om nät 13 eller bikakestrukturer 12 an- vänds bildas en öppning för varje kabel eller rör i näten 13 eller bikakestrukturen 12, innan en kabel 9 eller ett rör tas emot. i fig. 7 resp. 8.

Innan en kabel 9 placeras i ramen tas kabelns 9 yttre hölje bort för att exponera en kabelskärm 10. Den exponera- de kabelskärmens 10 längd anpassas till tomrummets längd, dvs. avståndet mellan barriärerna av moduler 2 och kilar 3 vid varje ände av ramen 1. Mera precis anpassas den expone- rade kabelskärmens 10 längd till tjockleken för skiktet 8 med ledande material. Härigenom kommer kabelskärmen 10 i kontakt med skiktet 8 med metalltràdar inuti ramen 1. Skik~ tet 8 med metalltràdar och således de exponerade kabelskär- marna 10 jordas vid ramen. Storleken pä kontaktomrädena mellan kabelskärmen 10 och skiktet 8 med ledande material påverkar dämpningseffekten.

Jordning av ramen 1 kan àstadkommas pà många olika sätt. Ombord pà fartyg och vid många andra installationer görs jordningen direkt i väggen eller annan skiljedel som tar emot ramen 1. Om så krävs kan ramen vara försedd med en kontakt för koppling till jord. Normalt krävs inget speci- ellt skydd över komprimeringsenheten 3 för RFI-skydd.

Vid en utföringsform är endast en barriär med moduler 2, en komprimeringsenhet 3 och stagningsplàtar 7 placerade vid en ände av ramen 1. I ramens 1 andra ände är endast ett lock 11 placerat för att hälla skiktet 8 med ledande mate- rial på plats. Ramar 1 med endast en barriär moduler 2 etc. är huvudsakligen avsedda för installationer där det endast finns en tuff miljö på ramens 1 ena sida. Locket 11 kan ha många olika former; det kan vara en platta, ett nät, en gummiduk eller folie, stift och/eller trådar fästade vid 10 15 20 528 689 ramen. I figurerna 5 och 6 antyds ett exempel med en platta ll som lock I ett installationsexempel placerades först stàlull vid ramens 1 botten, upp till en nivå motsvarande en halv modul 2. Sedan placerades en kabel 9 i motsvarande nedre modulhalvor vid varje ände av ramen 1, med kabelskärmen 10 exponerad i omrâdet mellan modulhalvorna. Sedan placerades modulernas 2 övre halvor ovanpå de nedre halvorna. Därefter placerades ytterligare stàlull ovanpå stàlullen vid ramens 1 botten och runt och i kontakt med den exponerade kabel- skärmen 10. Normalt installeras samtliga kablar 10 i en rad på en nivå samtidigt och stàlullen placeras i kontakt med och runt samtliga kablar 9. Slutligen placerades en stag- ningsplatta 7 ovanpå modulerna 2. Dessa steg upprepades se- dan tills raderna av moduler 2 vid vardera änden var kom- pletta och en komprimeringsenhet 3 hade placerats i varje barriär och tomrummet mellan barriärerna av moduler 2 etc. hade fyllts med stålull. Stàlullen som bildade skiktet 8 av ledande material placerades med vidsträckt och säker kon- takt med den yttre ramen 1 och med den exponerade kabel- skärmen 10 hos varje kabel 9.

Claims (12)

10 15 20 25 30 528 689 PATENTKRAV

1. Ram (1) för kabelgenomföringar eller rörgenomfö- ringar som tar emot kompressibla moduler (24) som omger varje kabel (9) eller rör som har tagits emot i ramen (1), vilken ram (1) är placerad i en vägg eller annan skiljedel och formar en öppning genom väggen eller annan skiljedel, varvid en barriär av moduler (2) är placerad tillsammans med åtminstone en komprimeringsenhet (3) vid en ände av fa' men (1) för att bilda en tätning, kännetecknad av att ett skikt (8) av ledande material är placerat invid barriären av moduler (2) etc. inuti ramen (1) och att det ledande ma- terialet bildas av sammanvävda metalltràdar, nät (13) eller en bikakestruktur (12).

2. Ram (1) enligt krav 1, kånnetecknad av att en barriär av moduler (2) innefattande åtminstone en komprime- ringsenhet (3) är placerad vid varje ände av ramen (1) och att skiktet (8) med ledande material är placerat i ett hàl~ rum bildat mellan barriärerna av moduler (2) etc. vid var- (1).

3. Ram (1) enligt krav 1, kännetecknad av att ett dera änden av ramen lock (11) är placerat vid ramens (1) andra ände och att skiktet (8) av ledande material är placerat inuti ramen (1) mellan barriären med moduler (2), som innefattar åtminstone en komprimeringsenhet (3), och locket (11).

4. Ram (1) enligt krav 1, kännetecknad av att det ledande materialet är stàlull eller annan amorf samling av metalltrådar.

5. Ram (1) enligt krav 1, kännetecknad av att det ledande materialet har formen av flera sammangripna nät (13).

6. Ram (1) enligt krav 1, kännetecknad av att det ledande materialet är jordat.

7. Ram (1) enligt krav 1, kånnetecknad av att modu- lerna är i EMC-moduler. 10 15 528 689 I!

8. Ram (l) enligt krav 1, kännetecknad av att modu- lerna är standardmoduler.

9. Ram (1) enligt krav 1, kännetecknad av att kab- larna (9) tas emot inuti modulerna (2) och att en kabel- skärm (10) hos varje kabel (9) är exponerad i området för skiktet (8) med ledande material och är förd till kontakt med det ledande materialet.

10. Ram (1) enligt krav 1, kännetecknad av att skik- tet (1). (8) av ledande material är fört till kontakt med ramen

11. ll. Ramen (1) enligt krav 1, kånnetecknad av att rör tas emot inuti ramens (1) moduler (2).

12. Ram (1) enligt krav l, kännetecknad av att om rör eller kablar som inte innefattar delar av ledande material används, är delar av rören eller kablarna försedda med le- dande material i omràdet för skiktet (8) med ledande mate- rial inuti ramen (l) eller någon annan typ av vàgledare.