DE3809323C2 - - Google Patents
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0001—Rooms or chambers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Abschirmkabine für
hochfrequente Magnetfelder, insbesondere für
Kernspintomographen in der medizinischen Technik, mit
jeweils mindestens eine metallische Schirmfläche
tragenden Wandplatten, deren Stoßfugen von
Fugenabdeckungen überlappt werden, die mit den Wandplatten
derart verschraubt sind, daß die auf den Wandplatten
angebrachte Schirmfläche gegen die Fugenabdeckung gepreßt
wird.
Derartige Abschirmkabinen dienen dazu, einen gegen den
Austritt von hochfrequenten Magnetfeldern abgeschirmten
Raum zu schaffen, insbesondere zur Aufnahme von Geräten,
die solche hochfrequenten Magnetfelder erzeugen, um
störende Einflüsse auf die Umgebung zu vermeiden. Ein
wichtiges Anwendungsgebiet solcher Abschirmkabinen sind
Räume zur Aufnahme von Kernspintomographen in der
medizinischen Technik.
Bei der Kernspintomographie werden Wasserstoffatomkerne zu
einer Präzessionsbewegung angeregt, und zwar durch ein
äußeres hochfrequentes magnetisches Feld. Die hierfür
nötige Anregungsfrequenz liegt bei einigen bis etwa 100
MHz. Da einerseits mit Anregungsimpulsen hoher Amplitude
gearbeitet wird und andererseits sehr empfindliche
Meßeinrichtungen zum Empfang des schwachen induzierten
Signals notwendig sind, muß die Abschirmung hohen
Dämpfungsanforderungen genügen.
Außerdem werden derartige Abschirmkabinen benötigt, um
einen Raum gegen das Eindringen von magnetischen
Störfeldern abzuschirmen, beispielsweise zur Durchführung
von Messungen mit Meßgeräten, die gegenüber
elektromagnetischen Störeinflüssen sehr anfällig sind,
oder zur Abschirmung von magnetischen Datenspeichern gegen
äußere Einflüsse. Prinzipiell sind diese Abschirmkabinen
Faradaysche Käfige.
Da an solche Abschirmkabinen hohe Anforderungen
hinsichtlich der Dichtheit gegen den Durchtritt von
elektromagnetischen Störfeldern gestellt werden, wie dies
beispielsweise bei Kernspintomographen der Fall ist, muß
die Abschirmung weitestgehend lückenlos ausgeführt werden.
Hierfür ist es bekannt (R. Schaller, G. Siemers
"Kernspintomographen brauchen Abschirmung", Zeitschrift
"Siemens Components" 22 [1984], H. 4, S. 160-165), die Wände
von Abschirmkabinen aus Blechteilen herzustellen,
beispielsweise aus Edelstahl oder Kupfer, wobei die die
einzelnen Wandplatten bildenden Bleche an ihren Rändern
bei einer ortsfesten Montage verschweißt oder verlötet
werden. Die hierfür erforderlichen Montagezeiten sind
verhältnismäßig lang; die Fertigstellung der
Abschirmkabine ist arbeitsaufwendig und deshalb teuer.
Eine Demontage zum Zweck einer späteren Montage an einem
anderen Ort ist nur schwer möglich.
Für eine in der Praxis bekannte demontierbare Bauweise
werden Blechtafeln an ihren Rändern mit im wesentlichen L-
förmigen Sonderprofilen verschweißt oder verlötet, wobei
die mit ihren abgewinkelten Schenkeln aneinanderliegenden
Profile benachbarter Wandelemente zusammengeschraubt
werden. Auch diese Bauweise ist sehr aufwendig und teuer,
zumal für die verwendeten Profile keine Standardprofile
benutzt werden können. Da die Trennfuge benachbarter
Profile senkrecht zur Wandebene verläuft, sind bei hohen
Anforderungen an die Dichtheit gegen den Austritt von
elektromagnetischen Feldern zusätzliche Abdeckungen
erforderlich, die den Bauaufwand weiter erhöhen.
Bei anderen in der Praxis bekannten, demontierbaren, aber
nicht selbsttragenden Konstruktionen von Abschirmkabinen
werden die Stoßfugen benachbarter Wandplatten auf beiden
Seiten durch Profilstreifen überdeckt, die miteinander
verschraubt werden und zwischen sich die Ränder der
Wandplatten einklemmen. Die dadurch hergestellte leitende
Verbindung benachbarter Wandplatten ist nicht immer
ausreichend, weil im wesentlichen nur eine Linienberührung
gegeben ist. Bei der Anwendung hoher Klemmkräfte besteht
die Gefahr einer Beschädigung der Wandplatten. Bei diesen
bekannten Aufbausystemen sind die Schirmmodule zugleich
statischer Träger des gesamten Aufbaus.
Bei einer bekannten Abschirmkabine der eingangs genannten
Gattung (US-PS 37 90 696) ist kein tragendes Gerippe
vorhanden, das mit den Wandplatten beplankt ist.
Statt dessen sind dort nur Leisten und Winkelstücke sowie
Kreuzungsstücke vorhanden, die als Fugenabdeckungen die
Stoßfugen zwischen den Wandplatten überlappen und mit
diesen verschraubt sind. Durch diesen Aufbau entstehen
wiederum Stoßfugen zwischen den einzelnen Teilen der
Fugenabdeckungen. Diese Stoßfugen sind insbesondere im
Bereich der Kreuzungsstücke nicht mit Überlappungen
ausgeführt und stellen deshalb Unterbrechungen der
Abschirmung dar. Außerdem ragen die Schrauben durch die
Fugenabdeckungen und durch Bohrungen der inneren
Metallverkleidung der Wandplatten hindurch und sind in
Gewindestücke im Inneren der Wandplatten eingeschraubt.
Durch diese Verschraubungen werden die Fugenabdeckungen
zwar gegen die Ränder der Wandplatten gepreßt; dies
geschieht aber nur an den Verschraubungsstellen, die in
verhältnismäßig großen Abständen liegen. Die
Flächenpressung ist daher nicht gleichmäßig; in den
zwischen den Schrauben liegenden Bereichen können sich
verhältnismäßig große Abschnitte ergeben, in denen keine
ausreichende Flächenpressung erfolgt. Die Schrauben selbst
tragen zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen den
Fugenabdeckungen und den Wandplatten nicht bei, weil sie
keine enge metallische Verbindung mit der Abschirmung der
Wandplatten haben.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abschirmkabine
der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß sie
eine wirksame und mit geringem Montageaufwand zu
erzielende Abschirmung bietet, die auch sehr hohen
Anforderungen hinsichtlich der erzielbaren Dämpfung
genügt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Fugenabdeckungen ein tragendes Gerippe der
Abschirmkabine bilden, das aus Hohlprofilträgern aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und mit
den Wandplatten mittels selbstschneidender Treibschrauben
beplankt ist, die in eine Profilwand des Hohlprofilträgers
eingeschraubt sind.
Durch die Ausführung mit einem tragenden Gerippe aus
Profilträgern wird erreicht, daß die statischen Kräfte
ausschließlich von diesem Gerippe aufgenommen werden und
nicht von den Wandplatten getragen werden müssen. Die
Wandplatten können daher leicht und in einem für die
Abschirmwirkung optimalen Aufbau ausgeführt werden. Die
metallische Schirmfläche der Wandplatten ist dabei
keinerlei Belastung ausgesetzt.
Gegenüber herkömmlichen Klemmverbindungen benachbarter
Wandplatten mit einer Linienberührung zwischen den
Klemmprofilen und den Wandplatten wird bei der
erfindungsgemäßen Abschirmkabine eine flächige und feste
Berührung zwischen den beiden Wandplatten einerseits und
dem die Stoßfuge überdeckenden Profilträger andererseits
erreicht. Durch die durch das Verschrauben entstehende
punktuelle Verbindung entstehen in den dazwischenliegenden
Bereichen Hohlleiter in Form von Schlitzen. Diese
Hohlleiter sind so dimensioniert, daß sie keine Lücken in
der Abschirmung darstellen. Durch Veränderung des
Schraubenabstandes und der Berührungsbreite zwischen dem
Gerippe und der Schirmfläche kann der Frequenzgang der
Dämpfung bestimmt werden.
Die selbstschneidenden Treibschrauben, die in eine
Profilwand des Hohlprofilträgers aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung eingeschraubt sind, werden als
elektrische Verbindung zwischen den Wandplatten und dem
tragenden Gerippe benutzt. Die selbstschneidenden
Treibschrauben werden beim Eindrehen in das Aluminium bzw.
die Aluminiumlegierung kaltverschweißt. Da die
selbstschneidende Treibschraube in gleicher Weise eine
elektrisch leitende Verbindung mit der metallischen
Schirmfläche der Wandplatte herstellt, wird eine
elektrische Verbindung zwischen dem Hohlprofilträger und
der Wandplatte erreicht, und zwar unabhängig von der Größe
der in diesem Bereich erzielten Flächenpressung. Die
dazwischenliegenden, verhältnismäßig kurzen Abschnitte
können als Hohlleiter betrachtet werden, so daß durch
geeignete Wahl des Schraubenabstandes eine gezielte
berechenbare Dämpfung ermöglicht wird.
Da die selbstschneidenden Treibschrauben durch eine
Profilwand des Hohlprofilträgers geschraubt sind und somit
im Inneren des Hohlprofilträgers enden, der in seiner
Längsrichtung eine Hohlleiterwirkung hat, wird erreicht,
daß von der Schraube keine Abstrahlung aus dem Hohlleiter
heraus eintreten kann, und zwar auch dann nicht, wenn
ausnahmsweise der Kontakt der eingedrehten Schraube mit
dem Metall nicht ausreichend sein sollte. Eine
Weiterleitung in die Abschirmung ist ausgeschlossen, so
daß Leckstellen vermieden werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Erfindungsgedankens
ist vorgesehen, daß die Wandplatten aus einem
nichtmetallischen Grundmaterial bestehen, auf dem die
Schirmfläche aufgebracht ist. Dadurch ist die Schirmfläche
frei von allen mechanischen Beanspruchungen und kann
deshalb dünn ausgeführt werden, ohne daß die mechanische
Festigkeit der Wandplatten leidet.
Als Grundmaterial für die Wandplatten können marktübliche
Materialien verwendet werden, vorzugsweise aus Holz oder
aus einem Holzprodukt, beispielsweise Spanplatten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des
Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß jeweils zwischen
den Profilträgern und den daran angeschraubten Wandplatten
eine metallische verformbare Zwischenlage angeordnet ist,
beispielsweise aus Kupferdrahtgeflecht oder Bleche mit
Well- oder Riffelstruktur. Solche Zwischenlagen gleichen
Unebenheiten im Abstand zwischen den Flächen aus und
ergeben definierte Hohlleiter.
Neben einer einlagigen Beplankung des tragenden Gerippes
mit Wandplatten ist es in weiterer Ausgestaltung des
Erfindungsgedankens auch möglich, das tragende Gerippe aus
Profilträgern beiderseits mit Wandplatten zu beplanken,
die jeweils eine gegen die Profilträger gepreßte
Schirmfläche aufweisen. Dadurch sind mit geringem
Mehraufwand auch doppelwandige Abschirmungen leicht
herstellbar. Solche doppelwandigen Abschirmungen ergeben
höhere Dämpfungswerte. Bei doppelseitiger Abschirmung ist
auch die Verwendung unterschiedlicher Materialien (z. B.
Kupfer und Eisen) möglich, wobei sich ganz spezielle
Abschirmungsforderungen erfüllen lassen. Weiterhin läßt
sich durch die Wahl der Profile des Gerippes ein variabler
Abstand zwischen zwei Schirmflächen bei doppelwandigen
Abschirmungen erreichen, wodurch ebenfalls bestimmte
Dämpfungsverläufe erreicht werden können.
Da die Profilträger des Gerippes immer die Stoßfugen der
Wandplatten überlappen, ist es ausgeschlossen, daß
Stoßstellen von Bauteilen des Gerippes an den Stoßstellen
der Schirmflächen zu liegen kommen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des
Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer
Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen
näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es
zeigt
Fig. 1 einen horizontalen Teilschnitt durch die
senkrechte Stoßfuge zweier Wandplatten einer
Abschirmkabine, die an einem Hohlprofilträger angeschraubt
sind,
Fig. 2 eine gegenüber der Fig. 1 abgewandelte
Ausführungsform mit einer Zwischenlage zwischen den
Wandplatten und dem Hohlprofilträger,
Fig. 3 in einer Darstellung entsprechend den Fig. 1 und 2
eine doppelwandige Abschirmung und
Fig. 4 eine Eckverbindung mit einem Winkelhohlprofil.
Die Zeichnung zeigt konstruktive Einzelheiten des Aufbaus
einer Abschirmkabine, die beispielsweise dazu dient, einen
Kernspintomographen so abzuschirmen, daß der Austritt von
hochfrequenten Magnetfeldern weitestgehend verhindert
wird. Die Abschirmkabine weist ein tragendes Gerippe aus
metallischen Profilträgern, beispielsweise
Hohlprofilträgern 1 aus Aluminium auf, an denen
Wandplatten 2 angebracht sind, die die Wandfläche der
Abschirmkabine bilden.
Die in einer Stoßfuge 3 stumpf aneinanderstoßenden
Wandplatten 2 bestehen jeweils aus einem Grundmaterial 4,
beispielsweise einer Spanplatte und einer daran einseitig
angebrachten metallischen Schirmfläche 5, beispielsweise
Kupferfolie. Statt dessen können auch andere
Ausführungsformen der Wandplatten 2 gewählt werden,
beispielsweise selbsttragende Metallplatten. Mittels
Schrauben 6, beispielsweise selbstschneidenden
Schnellbauschrauben oder Treibschrauben sind die Ränder
der Wandplatten 2 mit einer Wand des Hohlprofilträgers 1
so verschraubt, daß der Profilträger 1 die Stoßfuge 3
überlappt. Das aus den Profilträgern 1 bestehende tragende
Gerippe der Abschirmkabine ist so gestaltet, daß sämtliche
Stoßfugen 3 aller Wandplatten 2 von Profilträgern 1
überlappt werden.
Durch die Schrauben 6, die in ausreichendem gegenseitigen
Abstand entlang der Ränder der Wandplatten 2 eingeschraubt
sind, wird die Schirmfläche 5 gegen den Profilträger 1
gepreßt, der dadurch im Hochfrequenzbereich eine
Verbindung zwischen den Schirmflächen 5 benachbarter
Wandplatten 2 herstellt. Die Kontaktflächen der
Schirmfläche 5 mit dem Profilträger 1 können dabei glatt
oder strukturiert, beispielsweise aufgerauht sein. Die
Auflagefläche jedes Randes einer Wandplatte 2 wird
vorzugsweise breiter als etwa 30 mm gewählt. Falls aus
konstruktiven Gründen eine schmalere Überlappung notwendig
ist, kann der Abstand der Schrauben 6 geringer gewählt
werden, so daß durch Erhöhung des Anpreßdrucks eine
Verminderung der Dämpfung in diesem Bereich vermieden
wird. Die in der Kontaktfläche aufeinanderliegenden
Materialien werden vorzugsweise gut verformbar gewählt, um
einen sehr geringen elektrischen Hochfrequenz-
Übergangswiderstand zu erreichen. Als Materialien kommen
neben Kupfer und Messing auch Edelstahl oder Stahl in
Frage.
Das aus den Profilträgern 1 bestehende Gerippe ist wie
dargestellt vorzugsweise aus Hohlprofilen hergestellt,
wobei sich Aluminium und Aluminiumlegierungen wegen ihrer
mechanischen und elektrischen Eigenschaften besonders
bewährt haben. Durch die Verformung der Materialien im
Bereich der Schrauben 6, insbesondere durch die
Quellwirkung des Aluminiums, wird ein gut leitender Kontakt zu
der Schraube hergestellt, so daß der Austritt des
hochfrequenten Magnetfeldes im Bereich der Schrauben 6
verhindert wird, zumal diese durch die Verwendung eines
Hohlprofils für den Profilträger 1 noch zusätzlich
abgeschirmt werden. Durch die Verwendung von
selbstschneidenden Treibschrauben 6 wird ein isolierender
Oxidüberzug des Aluminiums der Profilträger 1 überwunden.
Die die Abschirmung bildende metallische Schirmfläche 5 und
die damit im Hochfrequenzbereich leitend verbundenen
Profilträger 1 können an der Innenseite oder der
Außenseite der Wand der Abschirmkabine angeordnet sein.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet
sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 nur dadurch, daß
an den Kontaktflächen zwischen der Schirmfläche 5 und dem
Profilträger 1 eine Zwischenlage 7 eingelegt ist, die aus
einem leicht verformbaren, elektrisch gut leitenden
Material besteht, vorzugsweise Kupfergeflecht oder
Messinggeflecht.
Fig. 3 zeigt, daß zum Aufbau einer doppelwandigen
Abschirmkabine in der schon in Fig. 1 erläuterten Weise
Wandplatten 2 von beiden Seiten an den Profilträgern 1
angeschraubt werden können, wobei die Schirmflächen 5
jeweils dem Profilträger 1 zugekehrt und mit diesem
elektrisch leitend verbunden sind.
Die beschriebenen Abschirmkabinen können ohne wesentliche
Veränderung des Bauprinzips als selbsttragende Kabinen
oder als ortsfeste Einbauten in vorhandene Räume
ausgeführt werden. Der Einbau von Apparaturen, die die
Abschirmung durchdringen, ist bei der Montage leicht
möglich.
An den Ecken der Abschirmkabine können Winkelprofile
(1′) verwendet werden, an denen die Wandplatten 2
angeschraubt werden. Fig. 4 zeigt im Schnitt in einer
Darstellung entsprechend den Fig. 1 bis 3 einen Eckstoß
zweier Wandplatten. Der die Stoßfuge der Wandplatten 2
überlappende Profilträger 1′ ist hierbei als Winkelprofil,
und zwar ebenfalls vorzugsweise als Hohlprofil ausgeführt.
Claims (7)
1. Abschirmkabine für hochfrequente Magnetfelder,
insbesondere für Kernspintomographen in der medizinischen
Technik, mit jeweils mindestens eine metallische
Schirmfläche tragenden Wandplatten, deren Stoßfugen von
Fugenabdeckungen überlappt werden, die mit den
Wandplatten derart verschraubt sind, daß die auf den
Wandplatten angebrachte Schirmfläche gegen die
Fugenabdeckung gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fugenabdeckungen ein tragendes Gerippe der
Abschirmkabine bilden, das aus Hohlprofilträgern (1, 1′)
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und
mit den Wandplatten (2) mittels selbstschneidender
Treibschrauben (6) beplankt ist, die in eine Profilwand
des Hohlprofilträgers (1, 1′) eingeschraubt sind.
2. Abschirmkabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandplatten (2) aus einem nichtmetallischen
Grundmaterial (4) bestehen, auf dem die Schirmfläche (5)
aufgebracht ist.
3. Abschirmkabine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Grundmaterial (4) der Wandplatten (2) aus Holz
oder einem Holzprodukt besteht.
4. Abschirmkabine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schirmfläche (5) aus Kupfer besteht.
5. Abschirmkabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwischen den Profilträgern (1, 1′) und den
daran angeschraubten Wandplatten (2) eine metallische
verformbare Zwischenlage (7) angeordnet ist.
6. Abschirmkabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das tragende Gerippe aus Profilträgern (1)
beiderseits mit Wandplatten (2) beplankt ist, die jeweils
eine gegen die Profilträger (1, 1′) gepreßte Schirmfläche
(5) aufweisen.
7. Abschirmkabine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß Schirmflächen (5), die an den den
Profilträgern (1) abgewandten Seiten der Wandplatten (2)
liegen, miteinander verlötet oder verschweißt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883809323 DE3809323A1 (de) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Abschirmkabine |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19883809323 DE3809323A1 (de) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Abschirmkabine |
Publications (2)
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DE3809323A1 DE3809323A1 (de) | 1989-09-28 |
DE3809323C2 true DE3809323C2 (de) | 1992-07-16 |
Family
ID=6350206
Family Applications (1)
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DE19883809323 Granted DE3809323A1 (de) | 1988-03-19 | 1988-03-19 | Abschirmkabine |
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Country | Link |
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