DE602004006505T2

DE602004006505T2 - Elektromagnetischer abschirmmantel, der zum beispiel kabelbündel für die luftfahrt schützen soll

Info

Publication number: DE602004006505T2
Application number: DE602004006505T
Authority: DE
Inventors: Thierry Rodrigues; Andre Lernon; Fabrice Dumont; Rainer Koch
Original assignee: Federal Mogul Systems Protection Group SAS
Current assignee: Federal Mogul Systems Protection SAS
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2008-01-17
Also published as: CA2519583A1; FR2853148B1; EP1606865B1; WO2004086582A3; US7235737B2; US20080124976A1; WO2004086582A2; DE602004006505D1; JP4688107B2; BRPI0408355B1; CA2519583C; JP2006521669A; ES2286648T3; FR2853148A1; US20060185872A1; ATE362669T1; DE602004006505T8; BRPI0408355A; EP1606865A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Abschirmungsmantel, der insbesondere zum Schützen von Elektrokabelsträngen auf dem Gebiet der Luftfahrt verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung gilt in allgemeiner Weise für den Schutz von Drähten, Kabeln oder Drahtlitzen durch eine elektromagnetische Abschirmung, um diese letzteren vor elektromagnetischen Störungen und Hochfrequenzen zu schützen.
Diese Art von elektromagnetischem Schutz wird häufig auf den Gebieten des Kraftfahrzeugs, der Eisenbahnverkabelung oder auch in der Luftfahrt verwendet.
Normen für den Schutz gegen elektromagnetische Störungen sind für jedes Anwendungsgebiet definiert und können als Beispiel einen Schutz beispielsweise in der Größenordnung von 40-45 dB im Kraftfahrzeug oder auch in der Größenordnung von 80-90 dB auf dem Gebiet der Luftfahrt erfordern.
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge sind beispielsweise selbstschließbare Mäntel aus verkupfertem oder vernickeltem Polyestergewebe bekannt, die es ermöglichen, einen elektromagnetischen Schutz zu erhalten.
Die elektrische Kontinuität wird durch eine Überdeckungszone an der Außenseite des Textilmantels sichergestellt, auf deren Höhe ein umgebogener Längsrand ermöglicht, einen Kontakt von Kupfer mit Kupfer zu erhalten.
Ein derartiger Schutzmantel ist im Dokument EP 1 175 683 und im Dokument JP 11121969 beschrieben.
Ein derartiger Mantel kann jedoch nur einen geringen Schutz vor Störungen bieten, so dass er schwierig auf das Gebiet der Luftfahrt umsetzbar ist.
Auf diesem Gebiet wird nämlich ein Maximum an Wirksamkeit hinsichtlich der elektromagnetischen Abschirmung unter Verwendung von Kupferdrähten beispielsweise in Form einer Kupferlitze erhalten.
Traditionell wird eine Umflechtung aus Kupferdrähten um das zu schützende Kabelbündel gemäß einem Abdeckungsprozentsatz von ungefähr beispielsweise 75 % bewirkt. Die auf dem Luftfahrtgebiet erforderlichen Abdeckungsprozentsätze gehen häufig über 90 % hinaus.
Eventuell kann eine zusätzliche Schicht, die aus Textilfäden umflochten wird, verwirklicht werden, um einen mechanischen Schutz sowohl der Kabel als auch der Kupferabschirmung zu erhalten.
Diese Abschirmungen sind jedoch schwierig an einem Kabelbündel anzubringen.
Außerdem sind die Wartung und der Austausch der Elemente der Abschirmung und des mechanischen Schutzes besonders schwierig, sogar unmöglich, wenn die Kabel in der Betriebsposition montiert und verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die vorstehend genannten Nachteile zu lösen und einen elektromagnetischen Abschirmungsmantel vorzuschlagen, der es ermöglicht, eine wirksame Abschirmung mit geringeren Kosten, insbesondere auf dem Luftfahrtgebiet, sicherzustellen.
Dazu zielt die vorliegende Erfindung auf einen rohrförmigen und längsgeschlitzten elektromagnetische Abschirmungsmantel mit einen Substrat und einer Schicht aus einem elektrisch leitenden Material, die an einer Innenseite des Substrats befestigt ist, ab, wobei sich diese Schicht im Wesentlichen von einem Längsrand zum anderen Längsrand des Substrats erstreckt.
Gemäß der Erfindung sind an mindestens einem ersten Längsrand des Substrats dieses Substrat und die Schicht aus elektrisch leitendem Material auf einem Spaltungsabschnitt voneinander gelöst, der dazu ausgelegt ist, einen zweiten Längsrand des Substrats aufzunehmen.
Dieser Spaltungsabschnitt bildet somit einen Aufnahmesitz, der dazu ausgelegt ist, den zweiten Längsrand des Substrats aufzunehmen, so dass eine elektrische Kontinuität auf der Höhe der Schicht des elektrisch leitenden Materials, die von einem Rand zum anderen des Substrats befestigt ist, sichergestellt werden kann.
Durch diesen Spaltungsabschnitt kann die Zone der elektrischen Kontinuität selbst im Inneren der Abschirmung erhalten werden, so dass diese Zone des elektri schen Kontakts an der Außenseite der Abschirmung durch den ersten Längsrand des Substrats geschützt ist.
Außerdem können durch das längsgeschlitzte Substrat das Anbringen und insbesondere der Austausch einer verbrauchten Abschirmung leicht ausgeführt werden, selbst wenn die Kabel in ihrer Endanwendung angeordnet sind. Die Vorgänge der Wartung und "Nachrüstung" werden somit erleichtert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist diese Schicht aus einer Struktur von verflochtenen Kupferdrähten geformt, die es ermöglichen, eine große Dichte von Kupfer zu erhalten, die eine wirksame Abschirmung der Kabel sicherstellen kann.
Eine aus Kupferdrähten geflochtene Struktur kann ermöglichen, einen hohen Abdeckungsprozentsatz durch das elektrisch leitende Material um die zu schützenden Kabel zu erhalten.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung ist das Substrat in Form einer wärmegeformten Folie in einem selbstaufrollenden Band mit Überdeckung hergestellt.
Somit wird das Anbringen und Erhalten einer Überdeckungszone, die es ermöglicht, die elektrische Kontinuität auf der Höhe des Spaltungsabschnitts des Mantels sicherzustellen, durch die Form des Substrats selbst erheblich erleichtert.
Der zweite Längsrand des Mantels ist somit dazu ausgelegt, zwischen das Substrat und die Schicht eines elektrisch leitenden Materials im Spaltungsabschnitt eingefügt zu werden.
Dieser Mantel ist besonders gut dazu ausgelegt, Elektrokabelbündel in der Luftfahrt zu schützen, kann jedoch auch in den Kraftfahrzeugsektoren oder Eisenbahngebietsektoren verwendet werden.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung zeigen sich noch in der nachstehenden Beschreibung.
In den beigefügten Zeichnungen, die als nicht begrenzende Beispiele gegeben sind, sind:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Abschirmungsmantels;
2 eine Endansicht eines elektromagnetischen Abschirmungsmantels gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Abschirmungsmantels gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, der um ein Kabelbündel angebracht ist;
4 eine Endansicht eines elektromagnetischen Abschirmungsmantels gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
5 eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Abschirmungsmantels gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, der um ein Kabelbündel angebracht ist.
Zunächst wird mit Bezug auf 1 das allgemeine Prinzip eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Abschirmungsmantels beschrieben.
Dieser Mantel 10 hat eine allgemeine Form eines geschlitzten Rohrs.
Insbesondere umfasst er hier ein Substrat 11, das dazu ausgelegt ist, sich auf sich aufzurollen, um ein längsgeschlitztes Rohr zu bilden.
Vorzugsweise wird dieses Substrat in Form einer wärmegeformten Folie ausgehend von einem ebenen Band hergestellt. Der Vorgang der Wärmeformung hat den Effekt, das ebene Band in ein selbstaufrollendes Band mit Überdeckung umzuwandeln, wobei die Längsränder 10a, 10b des Mantels dazu ausgelegt sind, in einem überdeckungsabschnitt miteinander in Kontakt zu kommen.
Vorzugsweise ist dieses Substrat ein gewebtes Textilband. Die verwendeten Textilfäden können beispielsweise Einzelfäden und/oder Mehrfachfäden aus Polyester sein.
Als Beispiel können Fäden aus Polyphenylensulfid (PPS) verwendet werden.
Alternativ kann ein Substrat aus NOMEX^® hergestellt werden, das von der Gesellschaft duPont de Nemours vermarktet wird.
Dieses Substrat aus PPS oder NOMEX^® ermöglicht es, einen wirksamen mechanischen Schutz für die zu schützenden Kabel zu schaffen.
Ein Substrat aus NOMEX^® weist außerdem den Vorteil auf, dass es ein gutes Brandverhalten hat.
Gemäß der Erfindung ist diesem Textilsubstrat 11 eine Schicht 12 zugeordnet, die aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist.
Diese Schicht 12 wird vorzugsweise aus einer Litze von Kupferdrähten gebildet.
Folglich kann verzinntes oder vernickeltes Kupfer verwendet werden, wobei Kupferdrähte mit einem Durchmesser zwischen 0,10 und 0,25 mm und vorzugsweise zwischen 0,12 und 0,15 mm verflochten werden können, um ein längliches Band aus leitendem Material zu bilden.
Das Flechtverfahren ermöglicht es, ein Band zu erhalten, in dem der Abdeckungsprozentsatz des Kupfers in der Größenordnung von 92 % der gesamten Oberfläche des Bandes liegt.
Diese Schicht 12 aus Kupfer wird an einer Innenseite 11c des Substrats so befestigt, dass sie sich von einem Längsrand 11a bis zum anderen Längsrand 11b des Substrats 11 erstreckt.
Wie in 1 gut dargestellt, kann sich diese Schicht aus leitendem Material nur auf einem begrenzten Längsabschnitt des Mantels 10 erstrecken.
Diese Schicht 12 könnte sich natürlich auch auf der ganzen Länge des Mantels 10 erstrecken.
Wie in 2 gut dargestellt, sind in einer ersten Ausführungsform auf der Höhe eines ersten Längsrandes 11a des Substrats 11 das Substrat 11 und die Schicht 12 an einem Spaltungsabschnitt 13 voneinander gelöst.
In diesem Spaltungsabschnitt 13 kann folglich der zweite Längsrand 10b des Mantels zwischen das Substrat 11 und die Schicht 12 eingefügt werden.
Dieser Spaltungsabschnitt 13 erstreckt sich auf einem Winkelsektor α, der ausreicht, um ein ausreichendes Einfügen des zweiten Längsrandes 10b in diesen Spaltungsabschnitt 13 zu ermöglichen.
Als Beispiel kann dieser Winkelsektor α im Wesentlichen gleich 90° sein.
Wie in 3 gut dargestellt, wird, wenn dieser Mantel 10 um ein Kabelbündel 14 montiert wird, der zweite Längsrand 10b des Mantels 10 zwischen das Substrat und insbesondere zwischen den ersten Längsrand 11a dieses Substrats und die Schicht 12 aus leitendem Material eingefügt, so dass eine elektrische Kontinuität auf der Höhe dieser Schicht 12 durch den Kontakt der Längsränder 12a, 12b der Kupferschicht 12 erhalten werden kann.
Somit existiert ein überdeckungsabschnitt 15 eines Längsrandes 10a mit dem anderen Längsrand 10b des Mantels 10. Dieser Überdeckungsabschnitt 15 erstreckt sich auf einem Winkelsektor β, dessen Wert zwischen 60 und 90° liegen kann, um die Längsachse des rohrförmigen Substrats 11.
Dieser Überdeckungsabschnitt 15 ist gemäß dem Durchmesser der zu schützenden Kabel 14 mehr oder weniger groß, wobei das Wichtige darin besteht, einen guten Kontakt zwischen den zwei Längsrändern zu haben.
Mit Bezug auf 4 und 5 wird eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Abschirmungsmantels beschrieben.
In diesem Beispiel sind das Substrat 11 und die Schicht 12 aus elektrisch leitendem Material an zwei Spaltungsabschnitten 13 und 13' voneinander gelöst, wobei einer dieser Spaltungsabschnitte 13 zum ersten Längsrand 10a des Mantels 10 benachbart ist und der andere Spaltungsabschnitt 13' zum zweiten Längsrand 10b des Mantels benachbart ist.
Wie in 5 gut dargestellt, sind diese Spaltungsabschnitte 13, 13' folglich dazu ausgelegt, sich in einem Überdeckungsabschnitt 15' zu kreuzen, so dass die Ränder 12a, 12b der leitenden Schicht im Inneren des Mantels miteinander in Kontakt kommen und die Längsränder 11a, 11b des Substrats an der Außenseite des Mantels miteinander in Kontakt kommen.
In den zwei vorher beschriebenen Ausführungsformen wird folglich die elektrische Kontinuität auf der Höhe der Schicht 12 aus leitendem Material im Inneren des Mantels 10 verwirklicht, wobei das Substrat 11 diesen Kontaktabschnitt überdeckt, um diese elektrische Verbindung mechanisch zu schützen.
Somit wird eine sichere und wirksame Abschirmung erhalten, die Kabelbündel in der Luftfahrt ausstatten kann.
Dieser elektromagnetische Abschirmungsmantel kann beispielsweise durch Heften der Schicht 12 aus elektrisch leitendem Material an das Substrat 11 durch eine oder mehrere Formnähte 16, 16', 16'', die sich in der Längsrichtung des Mantels 10 erstrecken, hergestellt werden.
Mindestens eine der Formnähte 16' ist von einem Längsrand 10a des Mantels ausreichend entfernt, um das Lösen des Substrats und der Schicht 12 in der Nähe dieses Längsrandes zu ermöglichen.
Wenn das Substrat ein aus wärmegeformtem Textil gewebtes Band ist, wird die Kupferlitze durch Formnähte am gewebten Textilband vor dem Wärmeformschritt befestigt.
Alternativ könnte dieser Mantel durch ein Rohrwebverfahren erhalten werden, wobei eine Schicht aus Kupferdrähten und eine Schicht aus Textilfäden hergestellt wird. Ein Doppelwebverfahren würde es ermöglichen, einen Vorgang zur Befestigung der Kupferschicht an der Schicht aus Textilfäden bei der Herstellung des Mantels wegzulassen.
Der erfindungsgemäße elektromagnetische Abschirmungsmantel ermöglicht es somit, eine wirksam und einfach um zu schützende Kabel einzusetzende Abschir mung zu schaffen, selbst wenn diese letzteren beispielsweise in einem Motor montiert und verbunden sind.
Zahlreiche Modifikationen können natürlich am vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgenommen werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.
Insbesondere kann in der zweiten Ausführungsform, in der ein Spaltungsabschnitt an den zwei Längsrändern des Mantels vorgesehen ist, einer der Längsränder, der sowohl das Substrat als auch die Schicht aus elektrisch leitendem Material umfasst, integral zwischen das Substrat und die Schicht aus leitendem Material des anderen Längsrandes eingefügt werden.
Außerdem können sich die Ränder 12a, 12b der Schicht 12 aus elektrisch leitendem Material mehr oder weniger bis zu den Längsrändern 11a, 11b des Substrats 11 erstrecken, da es genügt, eine geringe Überdeckungszone der zwei Ränder 12a, 12b der Schicht aus elektrisch leitendem Material zu erhalten, um eine elektrische Kontinuität sicherzustellen.
Außerdem könnte der rohrförmige Mantel nicht aus einem selbstaufrollenden Band, sondern aus einem ebenen Band, das um ein Kabelbündel gerollt und in dieser Position durch Befestigungsmittel wie Reifen oder Ringe, die in der Länge des Mantels verteilt sind, gehalten werden kann, gebildet werden.
Außerdem kann das Substrat aus einem gestrickten oder geflochtenen Textilband gebildet werden.
Ebenso könnte die Schicht aus leitendem Material aus gewebten Kupferdrähten hergestellt werden.

Claims

Rohrförmiger und längsgeschlitzter elektromagnetischer Abschirmungsmantel, mit einem Substrat (11) und einer Schicht (12) aus elektrisch leitendem Material, die an einer Innenseite (11c) des Substrats (11) befestigt ist, wobei die Schicht (12) sich im Wesentlichen von einem Längsrand (11a) zum anderen Längsrand (11b) des Substrats (11) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem ersten Längsrand (11a) des Substrats (11) das Substrat (11) und die Schicht (12) in einem Spaltungsabschnitt (13) voneinander gelöst sind, der ausgelegt ist, um einen zweiten Längsrand (11b) des Substrats (11) aufzunehmen.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (12) von einer Struktur aus verflochtenen Kupferdrähten geformt wird.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (12) von einer Litze aus Kupferdrähten geformt wird.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (11) in Form einer wärmegeformten Folie in einem selbstaufrollenden Band mit Überdeckung hergestellt wird.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (11) ein Textilband ist.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (11) ein gewebtes Textilmaterial ist.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus elektrisch leitendem Material (12) am Substrat (11) durch eine oder mehrere Formnähte (16, 16', 16'') befestigt ist, die sich in Längsrichtung des Mantels (10) erstrecken.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltungsabschnitt (13) sich über einen Winkelsektor (α) im Wesentlichen gleich 90° erstreckt.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überlappungsabschnitt (15) eines Längsrands (10a) über den anderen Längsrand (10b) des Mantels (10) sich über einen Winkelsektor (β) zwischen 60 und 90° erstreckt.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Längsrand (10b) des Mantels (10) ausgelegt ist, um zwischen das Substrat (11) und die Schicht (12) in den Spaltungsabschnitt (13) eingefügt zu werden.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (11) und die Schicht (12) in dem ersten (10a) bzw. dem zweiten Längsrand (10b) des Mantels (10) benachbarten Spaltungsabschnitten (13, 13') voneinander gelöst sind.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilfäden Einzelfäden und/oder Mehrfachfäden sind.
Elektromagnetischer Abschirmungsmantel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilfäden aus Polyester sind.
Verwendung eines Abschirmungsmantels nach einem der Ansprüche 1 bis 13, insbesondere zum Schutz der Elektrokabelbündel (14) in der Luftfahrt.