101 Tipps und Tricks zur EMI-Abschirmung

Prinzip der Abschirmung

1 Das Prinzip der Abschirmung besteht darin , eine leitfähige Schicht zu erzeugen, die das abzuschirmende Objekt vollständig umgibt . Dieses System wurde von Michael Faraday erfunden und ist als Faradayscher Käfig bekannt.

2 Idealerweise besteht die Abschirmschicht aus leitfähigen Blechen oder Metallschichten , die durch Schweißen oder Löten ohne Unterbrechungen verbunden sind. Die Abschirmung ist perfekt, wenn es keinen Unterschied in der Leitfähigkeit der verwendeten Materialien gibt. Bei Frequenzen unter 30 MHz beeinflusst die Metalldicke die Abschirmwirkung. Wir bieten auch eine Reihe von Abschirmmethoden für Kunststoffgehäuse an. Eine völlige Abwesenheit von Unterbrechungen ist kein realistisches Ziel, da der Faradaysche Käfig von Zeit zu Zeit geöffnet werden muss, damit Elektronik, Geräte oder Personen hinein- oder herausgebracht werden können. Öffnungen werden auch für Displays, Belüftung, Kühlung, Stromversorgung, Signale usw. benötigt.

3 Die Abschirmung wirkt in beide Richtungen, Gegenstände im abgeschirmten Raum werden vor äußeren Einflüssen abgeschirmt. (Abb. 3.1)

Abbildung 3.1: Die Abschirmung funktioniert in beide Richtungen

4 Die Qualität des Käfigs wird als Verhältnis der Feldstärke in Volt/Meter (V/m) innerhalb und außerhalb des Käfigs ausgedrückt.

5 Es ist üblich , Werte für die Feldstärke im logarithmischen Maßstab (in dB) anzugeben .

6 Die Reduzierung hängt von der Frequenz in Hz ab. Jede Frequenz hat eine Wellenlänge in Metern. Beispiel: 100 MHz = 100.000 kHz = 3 Meter. Eine bessere Erklärung finden Sie in der Tabelle unten.

Wellen

7 Eine Welle ist eine Kombination aus elektrischem und magnetischem Feld.
Eine elektromagnetische Welle besteht aus einem magnetischen Anteil, der von der elektrischen Stromstärke (Ampere) abhängt, und einem elektrischen Anteil, der von der elektrischen Spannung (Volt) abhängt. In der Nähe der Quelle (Nahfeld) dominiert der magnetische Anteil. In größerer Entfernung sind der elektrische und der magnetische Anteil in einem festen Verhältnis vorhanden (Fernfeld). (Abb. 7.1)

Abbildung 7.1: Wellenlänge vs. Frequenz

8 Die Materialstärke bestimmt, welche Frequenzen nicht in den Käfig eindringen oder aus ihm herausdringen dürfen. Bei niedrigen Frequenzen wie 10 kHz (im Allgemeinen Nahfeld/Magnetfelder) ist eine 6 mm dicke Stahlschicht erforderlich, um eine Reduzierung von 80 dB zu erreichen, aber eine Frequenz von 30 MHz kann durch eine nur 0,03 mm dicke Kupferfolie abgeschirmt werden. Bei höheren Frequenzen im GHz-Bereich bestimmt im Allgemeinen die mechanische Festigkeit des verwendeten Abschirmmaterials die Dicke der Abschirmung.

9 Für sehr niedrige Frequenzen und Gleichstrom, wo das magnetische Feld dominiert, werden neben dicken Schichten auch spezielle Materialien wie Mu-Metall und Mu-Ferro-Legierungen benötigt. Darüber hinaus sind Kombinationen mehrerer Schichten erforderlich, um eine ausreichende Abschirmleistung zu erzielen. Bitte wenden Sie sich an unsere Ingenieure.

10 Wenn ein Draht eine Abschirmung durchdringt , der nicht vollständig mit der Abschirmung verbunden ist, wirkt er als Antenne und verringert die Abschirmleistung des Käfigs. Dies ist insbesondere bei höheren Frequenzen der Fall. (Abb. 10.1)

Abbildung 10.1: Drähte, die eine Abschirmung durchdringen

Warum das Faradaysche Käfigprinzip zur EMI-Abschirmung?

11 Umstände, unter denen eine EMI-Abschirmung erforderlich ist

• Wenn ein Produkt staatliche Standards wie CE oder FCC erfüllen muss, die die Immunität und Kompatibilität von Produkten regeln.
• Die Regelungen decken nicht die Anforderungen der täglichen Praxis ab
  (z. B. werden medizinische Instrumente aus 3 Metern Entfernung getestet, während sie in einem Umkreis von 15 cm verwendet werden).
• Für den militärischen Einsatz ist zusätzliche Sicherheit erwünscht, z. B. bei EMP (elektromagnetische Impulse)
• Für den militärischen Einsatz, z. B. bei EMP (elektromagnetische Impulse), ist eine zusätzliche Sicherheit erwünscht. – siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Tempest_(Codename)
• Empfindliche Instrumente oder Geräte sind vor störenden oder schädlichen Frequenzen zu schützen.
• Für empfindliche Mess- und Gewichtsgeräte wie Waagen und Benzinfördermittel müssen Vorschriften eingehalten werden.

12 Weitere Aspekte im Zusammenhang mit der Abschirmung

• Vorschriften bezüglich ESD (elektrostatische Entladung)
• Vorschriften zu ATEX (Explosionsschutz)
• Blitzschutz / EMP / HEMP / NEMP
• Kurzschlussschutz / Vermeidung von Funken

13 Identifikationssysteme wie RFID (Radio Frequency Identification). Verhindern Sie, dass RFID Kontakt mit den Stationen aufnimmt.
Mehrere Frequenzbereiche, niedrigere Frequenzen sind für längere Distanzen

• 125 kHz (Niedrige Frequenz)
• 13,56 MHz (Hochfrequenz)
• 860 bis 950 MHz (Ultrahochfrequenz)
• 2,45 GHz (Mikrowelle)

14 Medizinischer/persönlicher Schutz
Durch die Abschirmung bestimmter Frequenzen können Erkrankungen durch Strahlungsbelastungen vermieden werden. Schutzkleidung kann die Feldstärke reduzieren. Je nach Dichte. Hierzu gibt es persönlichen Schutz in Form von Kleidung, Mützen, Handschuhen, Strümpfen, Schlafsäcken, Zelten usw.

So erzielen Sie eine optimale EMI-Abschirmung

15 Generell ist ein Schild, der aus mehreren Schichten oder Zonen besteht, günstiger herzustellen als ein Schild aus einer Hochleistungsschicht. Es ist einfach, 3 Zonen zu schaffen:
STUFE I Das Bauteil auf der Leiterplatte wird durch eine Dose abgeschirmt. Abschirmung an der Quelle ( Abb. 15.1 )
STUFE II Die gesamte Leiterplatte ist durch Folie, Ummantelung oder eine Box abgeschirmt ( Abb. 15.2 ) oder die Leiterplatte und alle daran angeschlossenen Kabel befinden sich innerhalb der abgeschirmten Box
STUFE III Oder das Außengehäuse ist ebenfalls abgeschirmt ( Abb. 15.3 ).

Abbildung 15.1: Abschirmung an der Quelle

Abbildung 15.2: Abschirmung der gesamten Leiterplatte

Abbildung 15.3: Abschirmung in drei Ebenen, siehe Tipp 16 - 24

Abschirmung an der Quelle

STUFE I 16 Quelle
Die Abschirmung an der Quelle ist normalerweise die kostengünstigste Lösung. Generell kann die Quelle unerwünschter Strahlung durch Spannung und Strom durch eine oder mehrere Komponenten oder Verbindungen auf der Leiterplatte erzeugt werden.
Durch den Einsatz einer Abschirmung kann die Strahlung direkt an der Quelle reduziert werden.

LEVEL I 17 Clip-Montage
Abschirmdosen werden mit SMD-Clips, die in verschiedenen Größen erhältlich sind, auf der Leiterplatte befestigt. Nach dem Reflow wird die Dose (eine Abdeckung mit daran befestigten Wänden) in die Clips eingesetzt und kann anschließend für Anpassungen entfernt werden. ( Abb. 17.1 )

Abbildung 17.1: SMD-Clip zur Befestigung von PCB-Abschirmdosen

STUFE I 18- polige Montage
Es gibt auch Systeme mit Pins für Durchsteckmontage oder Abdeckungen mit integrierten Pins, die direkt auf die Leiterplatte gelötet werden können. (Abb. 18.1)

Abbildung 18.1: Stiftmontage zur Befestigung von PCB-Abschirmdosen

STUFE I 19 Schildlayout
Um Kurzschlüsse mit den Leiterbahnen auf der Leiterplatte zu vermeiden, können Kühllöcher in die Abdeckung oder in die Stufen eingebracht werden. (Abb. 19.1)
Abdeckungen können auch aus einem festen Teil auf der Leiterplatte (Zaun) und einer separaten Abdeckung bestehen, die auf diesen Zaun aufgeclipst wird. (Abb. 19.2 und Abb. 19.3)

Abbildung 19.1: Beispiel einer Schirmführung mit Löchern und Öffnungen für Kabel

Abbildung 19.2: Fester Teil auf der Leiterplatte (2. Zaun) und eine separate Abdeckung (1)

LEVEL II 20 Abdeckung der gesamten Leiterplatte
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die gesamte Leiterplatte mit Abschirmmaterial zu bedecken. Dies kann entweder durch kleine, individuell angefertigte Gehäuse in der richtigen Form oder durch einfaches Umwickeln oder Aufkleben des Materials um die Leiterplatte erreicht werden.
Folien, Textilien, Stretchmaterial und Wickelschirme lassen sich in passender Form leicht verarbeiten. Da es immer darauf ankommt, Kurzschlüsse zu vermeiden, können alle Materialien mit Isolationsschichten versehen werden.

Kabelschirmung

STUFE II 21 Leitungen im Gehäuse
Sobald die Leiterplatte abgedeckt ist, können auch die angeschlossenen Kabel abgeschirmt werden. Je länger ein Kabel ist, desto höher ist sein Potenzial, niedrigere Frequenzen abzugeben. Die Abschirmung eines Kabels im Gehäuse verhindert auch Übersprechen und bewirkt, dass das Hauptgehäuse wie ein Hohlraum wirkt und so die Strahlung verstärkt. Um dies zu verhindern, kann das Gehäuse (teilweise) mit EM-Absorptionsmaterial laminiert werden. (Abb. 21.1)

Abbildung 21.1: Flachkabel, Rundkabel, Kabelbündel und Abzweige können geschirmt werden

LEVEL II 22 Für Rund- und Flachkabel produzieren wir Abschirmungen in Form von Schläuchen, Ummantelungen, Rohren und Textilien, sodass alle Kabeltypen abgeschirmt werden können. Manche Kabelabschirmungen müssen an beiden Enden geerdet werden, aber normalerweise ist es besser, nur an einem Ende zu erden, um Gleichtaktströme zu vermeiden.

LEVEL III 23 Die Gehäuse selbst, also das Rack, die Box, das Gehäuse, die metallisierte Box und der Faradaysche Käfig, bilden die Haupthülle des gesamten Systems und stellen auch die Verbindung zur Außenwelt dar. Die Gehäuse sind mit Displays, Eingängen für Strom- und Signalleitungen sowie Kühlluftöffnungen ausgestattet. Weitere Informationen finden Sie im Gehäuse am Anfang dieses Artikels.

STUFE III 24 Elemente, die die Wirksamkeit eines Faradayschen Käfigs verringern können

• STUFE III A Nähte ( Abb. 24.1 ) 26 / 32
• STUFE III B Türen 45
• STUFE III C Einträge 10 , 63 / 69
• STUFE III D Transparente Displays 70 / 74
• STUFE III E Lüftungspaneele 79
• LEVEL III F Kabel für die Stromversorgung 64 / 69
• LEVEL III G Kabel für Signale 65
• STUFE III H Rohrleitungen für Flüssigkeiten, Luft, Wärme ( Abb. 24.2 ) 64 / 69
• LEVEL III I Kabel für optische Verbindungen 64 / 69

Abbildung 24.1: Beachten Sie, dass die Druckkraft auf die Gehäuseplatten nicht zu groß ist

Abbildung 24.2: Rohre aus leitfähigem Material müssen mit isolierenden Kupplungen versehen werden

Nähte

25 Es ist wichtig, dass die Leitfähigkeit der Naht mehr oder weniger identisch mit der des Grundmaterials ist, aus dem der Käfig besteht.
besteht. Schweißen oder Löten funktioniert meist am besten, aber für Stellen, die leicht geöffnet werden müssen, mehrere
Als mechanische Verbindungsarten stehen zur Verfügung: Klemmen, Schrauben, Kleben, Dichten, Kleben.

26 Merkmale einer optimalen Naht

• Es ist flach und glatt 27
• Es hat die richtigen Abmessungen ( Abb. 26.1 ) 32
• Die Konstruktion ist steif genug ( Abb. 26.1 ) 41 / 44
• Es ist und bleibt korrosionsfrei ( Abb. 26.2 ) 33
• Wenn möglich, liegt es in einer einzigen Ebene

Abbildung 26.1: Beispiele für die richtigen Abmessungen und eine steife Konstruktion zur Vermeidung von Öffnungen

Abbildung 26.2: Eine EMI-Dichtung in Kombination mit einer Umweltabdichtung kann Korrosion und das Eindringen von Wasser in das Gerät verhindern.

27 Eine besonders flache Oberfläche kann durch maschinelle Bearbeitung und abschließendes Schleifen der oberen Oberfläche erreicht werden. Dies ist ein kostspieliger Prozess und erfordert eine steife Konstruktion.

28 Um die Kosten zu senken, kann die Verbindung verbessert werden durch den Einsatz eines
leitfähige Dichtung , die alle Lücken füllt. Eine Dichtung kann auch zum Abdichten gegen Wasser oder zum Erfüllen anderer IP-Anforderungen verwendet werden. ( Abb. 26.1 ) ( Abb. 26.2 ).

29 Je weicher die Dichtung , desto mehr Toleranzen können ausgeglichen werden und desto leichter wird die endgültige Konstruktion. ( Abb. 29.1 ).

Abbildung 29.1: Beispiel einer sehr weichen EMI-Dichtung, die mehr Toleranz zulässt

30 Wenn mehr Toleranz zugelassen wird , kann ein weniger genaues Produktionsverfahren eingesetzt werden und die Produktion wird kostengünstiger. ( Abb. 29.1 ).

31 Eine leichtere Konstruktion kann auch durch kleinere Abstände zwischen den Befestigungen erreicht werden: Dies führt zu mehr Scharnieren, mehr Schlössern und mehr Bolzen. Alle diese zusätzlichen Elemente führen zu höheren Kosten und längeren Montage- und Demontagezeiten.

32 Richtige Dimensionierung Es besteht die Möglichkeit, eine IP-Dichtung in die EMI-Dichtung zu integrieren. Die IP-Dichtung auf der „Wasserseite“ schützt die EMI-Dichtung vor Korrosion.

Korrosionsschutz

33 In der Entwurfsphase ist es wichtig, die Umgebung festzulegen.
Dabei macht es einen Unterschied, ob die Konstruktion lediglich Feuchtigkeit standhalten muss oder auch der Einwirkung von Wasser (ggf. sogar Salzwasser), Nebel oder Kondenswasser, zB während des Transports, standhalten muss.

34 Ist das Metall des Gehäuses korrosionsempfindlich , kann eine Veredelung mit z. B. Nickel und Chrom dazu beitragen, dass die Kontaktfläche die erforderliche Leitfähigkeit behält. Materialien wie Aluminium und verzinkter Stahl bilden eine Oxidationsschicht, die den Korrosionsprozess zwar verringert, aber weniger leitfähig ist.

35 Galvanische Korrosion
Auch wenn die Werkstoffe des Gehäuses gut korrosionsbeständig sind, ist ihr Zusammenspiel untereinander und mit der Dichtung wichtig ( Abb. 35.1 ).

Abbildung 35.1: Tabelle zur galvanischen Korrosion

36 Meer/Wasser-Umwelt
Wenn die galvanischen Werte von Dichtung und Gehäusematerial in salzhaltiger Umgebung mehr als 0,3 Volt bzw. in einer Umgebung mit reinem Wasser 0,5 Volt voneinander abweichen, tritt galvanische Korrosion auf. Selbst 10 km vom Meer entfernt kann die Atmosphäre genauso salzhaltig sein wie direkt an der Küste. Daher muss das entsprechende Dichtungsmaterial ausgewählt werden, siehe Dichtungsauswahldiagramm.

37 Um die Bolzenlöcher herum sollte ausreichend Platz für eine Wasserdichtung vorhanden sein . Wasser sollte niemals über die Bolzenlöcher an die EMI-Dichtung oder die Konstruktion gelangen. Alternativ kann eine zusätzliche Wasserdichtung in Form von Ringen um die Bolzen herum angebracht werden. ( Abb. 37.1 ).

Abbildung 37.1: Beispiel einer EMV-/IP-Dichtung

38 Für kleine Teile , bei denen weniger Platz vorhanden ist, kann eine Dichtung aus z. B. elektrisch leitfähigem Gummi verwendet werden. Diese sind in Profilen und Platten erhältlich, die genau auf die erforderlichen Abmessungen zugeschnitten werden können.

39 Bei größeren Teilen kann es effizienter sein, eine kombinierte Dichtung zu verwenden. Eine EMI-Dichtung mit einer Wasserdichtung aus Neopren, Silikon oder EPDM-Kautschuk. ( Abb. 39.1 )

Abbildung 39.1: Kombinierte Dichtung (Wasserdichtung kombiniert mit EMV-Dichtung)

40 Neopren hat recht gute flammhemmende Eigenschaften und ist temperaturbeständig von -40 bis +100 °C . EPDM-Kautschuk ist temperaturbeständig bis 120 Grad und eignet sich daher für den Motorraum von Autos.
Silikonkautschuk wird für Temperaturen bis 220 °C verwendet, ist für medizinische Anwendungen sterilisierbar und weich. Die Kautschuke können entweder in Form eines Schaums oder einer Mousse oder als festes Produkt hergestellt werden.

Faustregeln für die Dichtungsauswahl, ABHÄNGIG VON DER GEHÄUSEART

41 Sehr kleine Bauweise (kleiner als 150 x 150) mit gegossenen, geformten oder bearbeiteten Nuten: Geeignet sind leitfähige Profile, O-Ringe oder geschnittene Dichtungen aus hochleitfähigem Gummi ( Abb. 41.1 ).

Abbildung 41.1: Nutkonstruktion mit leitfähiger O-Ring-Dichtung

42 Geeignet für kleine Konstruktionen (ca. 200 x 200 mm) ist eine Mehrfach-Dichtung, bestehend aus Metalldraht, der von oben nach unten durch einen weichen Silikonkautschuk mit einer Dicke von 2 – 3 mm durchzogen ist ( Abb. 42.1 ).

Abbildung 42.1: Beispiele für Dichtungslösungen für Kleinkonstruktionen

43 Mittlere Ausführung , verzinkter Stahl/Metall: Standardschild, Neoprenschaum mit Wasserdichtung, Mindestbreite ca. 4 mm und Dicke 2 – 3 mm. ( Abb. 43.1 ).

Abbildung 43.1: Beispiele für Dichtungslösungen für mittelgroße Konstruktionen

44 Vollformat-Rack mit Tür . Ultraweiches Doppelschild mit separater Wasserdichtung oder gestricktes Netz über Silikonschlauch mit Wasserdichtung, V-Form mit zusätzlicher Wasserdichtung, Dicke 6-10 mm ist geeignet. Andere Produkte wie Fingerstreifen, textilbezogene Teile, aufsteckbare Dichtungen oder individuell angefertigte Hybriddichtungen sind geeignet. ( Abb. 44.1 ).

Abbildung 44.1: Beispiele für Dichtungslösungen für größere Konstruktionen wie Server-Racks

Geschirmte Türen

45 Die Schließkraft einer abgeschirmten Tür/Faradayschen Käfigtür sollte so weit wie möglich reduziert werden, damit sie mit den Händen geöffnet werden kann. Weitere Informationen finden Sie unter 55

Abbildung 45.1: Aufbau einer abgeschirmten Tür

46 Dichtungsdicke
Ultraweiche Dichtungen tragen dazu bei, die Schließkraft sowie das Verbiegen der Tür zu begrenzen ( Abb. 29.1 ).

47 Nur als Anhaltspunkt: Bei einem Serverschrank von 600 x 2500 mm kann eine Dichtung von 6 mm Dicke verwendet werden und bei einem Elektronikgehäuse von 200 x 600 mm ist eine Dichtung von 6 x 4 mm optimal. Alle unsere Dichtungen können auch mit einer Wasserdichtung versehen werden. Damit eine Dichtung ausreichend Stabilität hat, sollte ihre Breite größer als ihre Höhe sein.

48 Bei einer Schraubverbindung an einem Gehäuse, Türverkleidungen, Fenstern oder Lüftungsklappen ist die Schließkraft weniger wichtig. Je nach Plattendicke und Bolzenabstand sind 1-2 mm üblich und Amucor Shield ist für die am häufigsten verwendeten Materialien eine sehr gute Wahl.

49 Wenn das Gehäuse nur einen Randflansch hat, aber eine Wasser- und EMI-Abdichtung erforderlich ist, kann dies durch den Einsatz von Clip-on-Dichtungen erreicht werden. Von diesen Dichtungen wurden über 200 verschiedene Formen hergestellt, die mit Mesh oder hochleitfähigen Textilien eingefasst sind. Sie werden durch Klemmen montiert. Wenn wir sie nach Kundenwunsch in Form schneiden, können sie sogar Winkel von 90 Grad bilden.

50 Für Instrumente und die Einführung hoher Ströme in eine Konstruktion fertigen wir über 2400 verschiedene Be-Cu-Fingerstreifen. Diese sind nicht in allen Ländern zugelassen und können beschädigt werden, wenn sie in einer Konstruktion verwendet werden, die nicht richtig geschützt ist (Messerschneide).

51 Dichtungen können in Rahmenform hergestellt werden , komplett mit Montagelöchern und selbstklebendem Streifen zur Befestigung, falls gewünscht. ( Abb. 51.1 ).

52 Um zu verhindern, dass eine Dichtung zu stark komprimiert wird , können Kompressionsanschläge neben den Schraubenlöchern angebracht werden. Wenn genügend Platz vorhanden ist, können Kunststoff- oder Metallringe (Kompressionsanschläge) in der endgültigen Dicke in die Dichtung integriert werden.

53 Zur einfacheren Montage stehen Dichtungen in P-Form oder U-Form zur Verfügung. Diese Dichtungen lassen sich aufgrund ihrer Form leicht auf eine Felge montieren. ( Abb. 53.1 ).

54 Die L-förmige Dichtung kann in Konstruktionen verwendet werden, bei denen eine elektromagnetische Verträglichkeit mit Wasserabdichtung erforderlich ist und nur ein Flansch vorhanden ist. Die maximale Kompression beträgt 30 %. ( Abb. 54.1 ).

55 Um zu hohe Schließkräfte zu vermeiden, können V-förmige Dichtungen eingesetzt werden, die die Tür nicht in Öffnungsrichtung, sondern in Türrichtung klemmen, so dass lediglich die Reibungskraft als Schließkraft wirkt ( Abb. 55.1 ).

Abbildung 55.1: V-förmige Dichtung zur Vermeidung hoher Schließkräfte

56 Bei Sonderkonstruktionen können unsere Sonderprofile für eine optimale Abdichtung sorgen.

57 Wasserdichte EMI-Dichtungen in beliebiger Form können aus Platten aus leitfähigem Gummi oder Mehrfachabschirmungen mit kleinen leitfähigen Drähten im Material geschnitten werden. Sie weisen eine Kompression von 10-15 % auf. ( Abb. 57.1 ).

Abbildung 57.1: Leitfähige Gummidichtungen können nach Kundenzeichnung in jede beliebige Form geschnitten werden

58 Leitfähiger Schaum hat eine offene Struktur und ist daher nicht wasserdicht, er kann jedoch mit einer wasserdichten Neoprendichtung kombiniert werden.

59 Gestricktes Netz für militärische und niederfrequente Verwendung ist aus Neoprenschaum aus Vollmetall (10-15 % Kompression) erhältlich, der mit gestrickten Metalldrähten überzogen ist, die eine Kompression von 30-40 % aufweisen. Mit Strick überzogene Silikonschläuche weisen eine Kompression von bis zu 50 % und eine geringe Kompressionskraft auf.

60 Die Gestrickdichtung kann in eine Nut eingepasst oder mit einer Lasche versehen werden, so dass sie verschraubt oder geklemmt werden kann.

61 Wenn Ihre Konstruktion keine Nut aufweist, kann die Dichtung aus Drahtgestrick auf selbstklebendes Gummi geklebt werden, um sie an ihrem Platz zu halten.

62 Für Hochleistungsdichtungen zum Abdichten von Spalten beispielsweise in Faradayschen Käfigen für empfindliche Messungen können die Dichtungen in doppelter Ausführung hergestellt und in der Mitte verschraubt werden.

Kabelschirmung

63 Kabel, die in einen Faradayschen Käfig eintreten, können unerwünschte Signale in das Gehäuse hinein und aus dem Gehäuse heraus transportieren . Wenn diese Kabel geschirmt sind, sollte der Kabelschirm 360 Grad um das Kabel herum verlaufen und mit einer Verschraubung oder einer Kabeleinführungsplatte mit dem Gehäuse verbunden sein. Einführungsschirme sind auch in wasserdichten und flammhemmenden Ausführungen erhältlich. Stromleitungen und Signalleitungen sollten gefiltert werden, wenn nicht sicher ist, welche Frequenzen auf der Leitung vorhanden sind. (Abb. 63.1)

Abbildung 63.1: Kabel, die in einen Faradayschen Käfig führen, können unerwünschte Signale übertragen

64 Filter für Strom, Signale und Daten . Eine Stromleitung, die aus dem Netz kommt, wirkt wie eine Antenne von enormer Länge und bringt viele unerwünschte Frequenzen mit sich. Sie muss durch einen Filter „gereinigt“ werden, bevor sie in den abgeschirmten Raum gelangt. Dasselbe gilt für Signalleitungen und Rohre, die in das Gehäuse führen. Sie wirken als Antenne und stören die Abschirmung. (Abb. 64.1)

Abbildung 64.1: Beispiel eines Netzfilters, der an einer Faradayschen Käfigwand montiert ist

65Die Abschirmung von Datenleitungen erfolgt, indem das Signal in Licht umgewandelt und über ein Glasfaserkabel durch einen Wellenleiter in den abgeschirmten Raum geleitet wird. Das Glasfaserkabel ist nicht leitend und leitet keine unerwünschten Signale ein ( Abb. 65.1 ).

Abbildung 65.1: Beispiel eines Glasfaserkonverters kombiniert mit einem Wellenleiter

66 Ein Netz- oder Signalleitungsfilter sollte am Faradayschen Käfig geerdet werden, damit eine Verbindung mit niedriger Impedanz zum Schirmkörper besteht. Dies ist für die Ableitung unerwünschter Signale erforderlich.

67 Am besten ist es, alle Filter nahe beieinander zu positionieren, die Signalleitungsfilter jedoch von den Stromleitungsfiltern zu trennen, um zu verhindern, dass Ströme durch die Käfigwand von den Stromleitungsfiltern die Signalleitungsfilter stören.

68 Das abgeschirmte Gehäuse bildet eine neue „Erde“ und sollte nur aus Sicherheitsgründen mit der gemeinsamen Erdung des Gebäudes verbunden werden. Dies soll verhindern, dass am Käfig Spannung gegenüber der Erde anliegt.

69 Wenn Sie in das Innere des Käfigs eine saubere Erdungsleitung einführen möchten , benötigen Sie zusätzlich zur Erdungsleitung des Gehäuses auch einen Erdungsleitungsfilter für diese zusätzliche saubere Erdungsleitung.

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70 Produkte zur transparenten Abschirmung

• Gewebtes Netz 73
• Gewebtes Netz zwischen Platten aus Acryl, Polycarbonat oder Glas, an den Kanten verbunden (Kantenverklebung) ( Abb. 73.1 ) 73
• Gewebtes Netz, vollflächig laminiert zwischen Platten aus Acryl, Polycarbonat oder Glas ( Abb. 73.1 ) 73
• Gewebenetz zwischen Folie mit oder ohne Selbstklebung (Netzfolie) 73
• Indiumzinnoxid (ITO) auf Folie oder Glas, 4 oder 6 mm (transparente Folie) ( Abb. 74.1 ) 74
• Kupfergitter auf Folie, hohe Lichtdurchlässigkeit versus Abschirmleistung
• Hochleistungskombinationen der oben genannten Materialien, in Metall eingefasst mit Dichtungen zur einfachen Montage ( Abb. 75.1 ) 75
• Transparente Folie mit antistatischer Schicht (ESD-Folie)

71 Montage eines transparenten Fensters
Um eine gute Abschirmleistung zu gewährleisten, kann eine transparente leitfähige Abschirmung mit einer Silberkontaktschiene versehen werden. Einige Abschirmungen können mit fliegendem Netz hergestellt werden, sodass das fliegende Netz mit dem abgeschirmten Gehäuse verbunden werden kann. Das abgeschirmte Fenster sollte auf allen Seiten mithilfe von leitfähigen Klebstoffen, leitfähigen Dichtungen, Klebeband mit leitfähigem Klebstoff oder, falls gewünscht, durch Klemmen mit einer Dichtung vollen Kontakt mit dem Gehäuse haben ( Abb. 71.1 ).

Abbildung 71.1: Beispielzeichnung einer Klemmkonstruktion zur Montage einer transparenten Abschirmlösung

72 Leitfähige Folien können mit sauber entfernbarem Selbstkleber auf einen Standardbildschirm oder ein Fenster geklebt werden. Starre transparente Abschirmungen können mit einem Rahmen hergestellt oder mit einer Blende montiert werden.

Warnung
Eine 100% optisch korrekte Herstellung transparenter Schilder ist aufgrund des sog. Moiré-Effektes derzeit nicht möglich, so dass kleinere Störungen in Kauf genommen werden müssen.

Auswahl an transparentem Material

73 Maschenfolie
Zur Abschirmung bei niedrigen Frequenzen zeigen Maschenabschirmungstypen die beste Leistung. Sie haben eine geringere Lichtdurchlässigkeit als beispielsweise ITO-beschichtete Fenster und Folien, aber das wird für ein Display eher als normal angesehen als als ein Problem. (Abb. 73.1)

Wenn die Folie auf einen Monitor aufgebracht wird und die Linien des Maschengewebes in der Folie nicht mit den Punkten des Monitors übereinstimmen, entsteht ein Newton-Ring-Effekt oder ein Moiré-Muster. Durch die Ausrichtung des Maschengewebes in einem bestimmten Winkel zwischen 17 und 45 Grad wird dieser Effekt minimiert. Bitte beachten Sie: Es gibt eine physikalische Regel: Je feiner das Maschengewebe, je dunkler das Material, desto besser die Abschirmleistung.

Abbildung 73.1: Beispiel eines Folienfensters mit einfachem Maschendraht (Maschendraht auf der Oberseite eines Fensters aufgeklebt) und eines Folienfensters mit gestuftem Maschendraht (Maschendraht zwischen zwei Glas- oder Kunststoffschichten)

74 ITO-Beschichtung
Die Beschichtung aus Indiumzinnoxid erzeugt keinen Moiré-Effekt und bietet eine gute Abschirmung bei höheren Frequenzen. Das Produkt ist jedoch empfindlich gegenüber säurehaltigen Substanzen, wie sie beispielsweise in Fingerabdrücken vorkommen. Optional kann zum Schutz der ITO-Schicht eine Kunststofffolie aufgebracht werden. ( Abb. 74.1 ).

Abbildung 74.1: Möglicher Aufbau eines ITO-Fensters

75 Rahmenfenster
Wir produzieren schlüsselfertige Abschirmfenster mit einer Dämpfung von bis zu 100 dB und sogar mehr, die direkt in einen MRT-Raum eingebaut werden können. Diese Fenster sind gerahmt und verfügen über mehrere Abschirmschichten, die alle miteinander verbunden sind. ( Abb. 75.1 ).

Abbildung 75.1: Beispiel eines gerahmten, einbaufertigen Hochleistungs-Abschirmfensters

Abschirmmethoden für Kunststoffgehäuse

76 Es ist möglich, im Gehäuse eine Abschirmfolie anzubringen, die entweder vollständig oder teilweise auf das Gehäuse geklebt wird. Durch die Verwendung steiferer Folien kann im Inneren des Kunststoffgehäuses eine abgeschirmte Box geschaffen werden, wenn das Gehäuse nicht an eine bestimmte Form angepasst werden muss. Die Lippen auf der vorgeschnittenen Folie können zur Erdung und/oder Befestigung verwendet werden.

77 Bei Gehäusen mit komplexen Formen kann eine Abschirmfarbe oder ein Abschirmspray (in Dosen) verwendet werden. Die Farbe ist mit leitfähigen Metallpartikeln wie Nickel, Kupfer, Silber oder Kombinationen davon gefüllt.

78 Eine weitere Möglichkeit ist die Metallisierung unter Vakuum (Sputtern); diese kann auch partiell erfolgen. Da für diesen Vorgang eine Vorrichtung benötigt wird, ist dieser Vorgang für kleine Produktionsmengen nicht zu empfehlen. ( Abb. 78.1 ).

Abbildung 78.1: Beispiel für Kunststoffgehäuse mit Abschirmlack

79 Bei größeren Stückzahlen können die Teile einer galvanischen Behandlung unterzogen werden.

Lüftungspaneele

80 Innerhalb weniger Tage können wir Wabenlüftungspaneele nach Kundenzeichnung herstellen. Die Wabenstruktur wirkt wie Wellenleiter und lässt Luft durch, blockiert aber das Eindringen elektromagnetischer Wellen.

Die Zellgröße der Waben beträgt 3,2 mm und Kombinationen mehrerer Schichten sind möglich, auch unter Kreuzkonstruktionen für höhere Leistungen. Eine Kreuzzellwabe besteht aus mindestens zwei Schichten Wabenmaterial, die versetzt und um 90 Grad zueinander gedreht sind. Dadurch wird eine gute Abschirmleistung unabhängig von der Polarisation der Wellen erreicht. ( Abb. 80.1 ).

Abbildung 80.1: Beispiel eines kreuzzelligen Wabenlüftungspaneels

81 Zum Schutz vor Staub kann in die Lüftungsblende ein Staubfilter integriert werden. Der Staubfilter kann auch an der Gehäuseaußenseite montiert werden. ( Abb. 81.1 ).

Abbildung 81.1: Von links nach rechts, Wabe mit Staubfilter, Kreuzzelle, Einzelzelle gerade, Einzelzelle 45 Grad geneigt, doppelte Neigung zum Schutz vor Abhören

82 Die kostengünstige Standardwabe besteht aus Aluminium, für Spezialanwendungen wie EMP kann sie jedoch auch aus teurerem Weichstahl hergestellt werden ( Abb. 82.1 ).

Abbildung 82.2: Bild eines EMP-sicheren Wabenlüftungspanels

83 Ein Lüftungswabenpaneel kann auf Wunsch zur einfachen Montage gerahmt und vorgebohrt oder rahmenlos mit optionalem Pressflansch für kleinere Konstruktionen oder bei Montage des Lüftungswabenpaneels in einer Klemmkonstruktion hergestellt werden.

84 Für den Einsatz im Außenbereich kann die Wabe mit einer Nickel- oder anderen Beschichtung versehen werden. Dies dient dem Schutz der Wabenlüftungsplatte vor Umwelteinflüssen wie z. B. Korrosion. ( Abb. 80.1 ).

85 Um zu verhindern, dass Regentropfen in das Gehäuse fallen, können wir die Waben auch schräg anbringen (Standard sind 45 Grad) ( Abb. 81.1 ).

86 Zwei gegenüberliegende, schräg gestellte Lagen Waben machen zudem das Eindringen von Metallstäben in den Käfig unmöglich und schützen so vor Stromschlägen.

87 Die Befestigung von gerahmten Waben kann über Durchgangslöcher oder Gewindelöcher erfolgen, die in den Rahmen fließgebohrt werden, um eine gute Schraubenlänge zu erreichen. Fließbohren ist besser als die Verwendung von Nieten, die sich lösen können.

88 Waben können auch als Strömungsgleichrichter verwendet werden, da die Struktur des Wabenmaterials dafür sorgt, dass die Luft in eine feste Richtung geblasen wird.

89 Die Waben können optional mit einem Flansch versehen werden, so dass die Waben nach der Montage mit dem abgeschirmten Gehäuse eine einheitliche Form bilden. ( Abb. 89.1 und Abb. 89.2 ).

Abbildung 89.1: Bild einer rahmenlosen Wabe

Abbildung 89.2: Zeichnung einer rahmenlosen Wabenkonstruktion

Kabel

90 Kabel von und zu einem geschirmten Gehäuse sollten auch dann geschirmt werden, wenn kein ausreichender Eingang, wie z. B. Netzfilter, verwendet wird.

91 Eine optimale Kabelabschirmung kann durch verschiedene Materialien erreicht werden, wie leitfähige flexible Abschirmschläuche, Ummantelungen aus gestricktem Metall, hochleitfähige Textilien oder Folien. Alle diese Materialien können mit oder ohne selbstklebende

92 Der Kabelschirm sollte am Eingang niederohmig an die Abschirmung, Wand oder den Korpus des geschirmten Gehäuses angeschlossen werden . Dadurch entsteht nicht nur eine galvanische Verbindung, sondern auch eine hochfrequente Kopplung.
Am besten funktioniert eine vollständige 360-Grad-Verbindung um das Kabel. Zu diesem Zweck fertigen wir Kabeleinführungen ( Abb. 92.1 ).

Abbildung 92.1: Beispiel einer vollständigen 360-Grad-Verbindung um das Kabel

93 Innerhalb des Gehäuses können Kabel Strahlung abgeben, die dann durch den Hohlraum des Gehäuses verstärkt werden kann . Daher kann es wichtig sein, die Kabel auch innerhalb des Gehäuses abzuschirmen. Kabelbinder und komprimierbare Kabelklemmstreifen können hilfreich sein, um gute Verbindungen mit dem leitfähigen Metallanschluss des Kabels herzustellen.

Fingerstreifen

94 Um höhere Ströme für Eingangsplatten usw. zu übertragen , sind Berylliumkupfer-Fingerstreifen ein sehr gutes Produkt. Bitte beachten Sie, dass diese aufgrund des giftigen Berylliumanteils nicht in allen Ländern akzeptiert werden. Daher haben wir viele andere Arten leitfähiger Dichtungen entwickelt. Diese sind umweltfreundlicher und auch weniger empfindlich gegenüber Beschädigungen. Eine weitere gute Lösung besteht darin, zwischen der Eingangsplatte und der Käfigwand ein Maschengewebe anzubringen.

95 Für Schraubverbindungen sind die gedrehten Fingerstreifen der Serie 2400 sehr beliebt. Sie können auf die Materialstärke der Fingerstreifen von ca. 0,25 mm komprimiert werden. Die meisten Ausführungen können mit einem selbstklebenden Streifen befestigt werden, um den Streifen an Ort und Stelle zu halten.

96 Für geschirmte Türen und Faradaysche Käfigtüren benötigen Sie einen größeren Kompressionsbereich. Diese finden Sie in der Serie 2800. Die Finger können geklemmt, gelötet oder geschraubt werden.

97 Die Fingerstrips der Serie 2100 mit Clip-On-Befestigung lassen sich auf gängige Metallplattenstärken wie 0,5, 0,8, 1 und 1,5 mm klemmen . Einige verfügen sogar über Lanzen, damit sich der Strip nicht so schnell löst.

98 Wenn ein großer Kompressionsbereich erforderlich ist , eignen sich möglicherweise unsere Snap-on-Fingerstreifen der Serie 2200 oder unsere Stick-on-Fingerstreifen der Serie 2300. Diese selbstklebenden Fingerstreifen können in die Konstruktion integriert werden.
Snap-on Fingerstrips lassen sich fest in Schlitzen Ihrer Konstruktion montieren, so dass auch eine Kompression von nahezu 0,25 realisiert werden kann ( Abb. 98.1 ).

Abbildung 98.1: Aufsteckbare Fingerstreifen für Schlitzmontage und große Kompression

99 Für Sonderkonstruktionen sind bei der Serie 2500 die Finger im 90-Grad-Winkel angebracht. (Abb. 99.1)

Abbildung 99.1: Beispiel einer technischen Zeichnung eines Fingers unter 90 Grad

100 Für die kreisförmige Montage verfügen die Finger der Serie 2600 über kugelförmige Spitzen auf der Oberseite des Fingers, sodass in jedem Winkel ein guter Punktkontakt besteht.

101 Für Gleit-, Dreh- und Bewegungsanwendungen wenden Sie sich bitte an unsere Spezialisten. Um Verschleiß vorzubeugen, steht ein leitfähiges Schmiermittel zur Verfügung.