DE3204274C2 - Türanordnung für einen elektromagnetisch abgeschirmten Raum - Google Patents

Abstract

Türanordnung für einen gegen elektromagnetische Impulse (EMP) abgeschirmten Raum mit einer elektromagnetischen Dämpfung im Bereich von 60 dB/1 KHz-120 dB/10 GHz. Die zum Türblatt (5) parallele Flachseite (4) der Türzarge (1) trägt einen aufgeschweißten Profilrahmen (7), der einen inneren und äußeren Rahmenschenkel (12 bzw. 13) und ein Rechteckhohlprofil (8) aufweist. An dessen Stirnfläche (11) sind Kontaktfedern (21) befestigt, deren freie Zungenenden sich unter einem Anstelldruck auf dem äußeren Rahmenschenkel (13) abstützen und bei Türoffenstellung die gestrichelte Position (q) einnehmen. Das Türblatt (5) besitzt ein Randprofil (16), das bei Türschluß das Rechteckhohlprofil (8) berührfrei und flächenparallel umgibt. Beim Auflaufen des Türblattrandes (6) auf die Kontaktfedern (21) resultieren unabhängig von den Federtoleranzen vergleichsweise große Federwege, eine große Kontaktfläche und ein großer Kontaktdruck. Bei Türschluß liegt ferner der dem Randprofil (16) angrenzende Türblattbereich am inneren Rahmenschenkel (12) an. Planare Anlageflächen und ein gleichmäßiger, genügend hoher Flächendruck vorausgesetzt, existiert beim inneren Rahmenschenkel (12) eine Türfuge kleinster Spaltbreite, die eine Übergangszone kleinsten magnetischen und elektrischen Widerstands bildet zwischen Türblatt (5) und Zarge (1).

Description

— durch eine dem Türblatt (5) zugekehrte ebene umlaufende Flachseite (4) der Türzarge (1) sowie einen der Flachseite aufliegenden und dieselbe abschirmenden umlaufenden Profilrahmen (7) aus rostfreiem ferromagnetischem Stahlblech, welcher Profilrahmen ausgebildet ist mit einem von der Flachseite (4) senkrecht abstehenden Rechteckhohlprofil (8) sowie zwei beidseits hiervon rechtwinklig abgebogene und der Flachseite (4) anliegende Schenkel (12, 13), deren jeweiliger Schenkelrand mittels einer abschirmöichten durchgehenden ferromagnetischen Schweißverbindung (14, Ϊ5) an die Türzarge im Bereich der zugehörigen Flachseitenkante angebracht ist,

— durch ein aus rostfreiem ferromagnetischem Stahlblech bestehendes einstückiges Türblatt (5, 5') mit einem entlang dam Türumfang verlaufenden Randprofil (16, 16'), welches das Rechteckhohlprofil (8) in geschlossener Türstellung flächenparallei und berührungsfrei umgibt, wobei die im Türblattrand (6) endende Außenflanke (W, des Randprofils (16) vertikal bezüglich des äußeren Schenke!¹= (13) des Profilrahmens (8) gerichtet ist und zwischen dem Türblattrand (6) und dem äußereT Schenkel (13) ein umlaufender Spalt (20) besteht, während auf dem inneren Schenke! (12) des Profilrahmens (7) das Türblatt mit größtmöglich flächenhaftem möglichst spaltfreiem Übergang aufliegt,

— sowie durch wenigstens eine über dem gesamten Türumfang auf der Stirnfläche (11) des Rechteckhohlprofils (8) fixierte Serie von aneinandergereihten Kontaktfedern (21; 28, 29), deren freie Zungenenden sich bei geöffnetem Türblatt auf wenigstens einem Schenkel (12,13) des Profilrahmens (7) abstützen und bei geschlossenem Türblatt unter dessem Anlagedruck elastisch verformt sind und hierbei andere Stellen auf dem Schenkel (12,13) berühren.

2. Türanordnung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Türinnere Profiirahmenschenkel (12) größere Ausdehnung besitzt als der äußere Profilrahmenschenkel (13) und beide Schenkel glatte Oberflächen aufweisen.

3. Türanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einstückige Kontaktfederlcisten (22, 27) mit einem ebenen Kragen (23) und einer Vielzahl von bogenförmig gekrümmten Kontaktfedern (21, 28, 29), die wenigstens an einer Kante des Kragens rechtwinklig abbiegen.

4. Türanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in eingebautem Zustand der Kragen (23) der Stirnfläche (11) aufliegt und fixiert ist, daß sich die Federn (21,29) nach der Abbiegung vom Kragen zunächst an wenigstens eine der Seitenwände (9, 10) des Rechteckprofils (8) anschmiegen, anschließend bei abgehobenem Türblatt bogenförmig

zum zugehörigen Rahmenschenkel (12, 13) verlaufen und diesen an einer Stelle kontaktieren, die bei geschlossenem Türblatt in Richtung des Rechteckhohlprofils (8) versetzt ist.

5. Türanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Türrand (6) während des Türverschlusses auf die den äußeren Rahmenschenkel (13) kontaktierenden Kontaktfedern (21) drückt, wobei die genannte Kontaktstelle um einen Betrag größer als 1 cm versetzt ist.

Die Erfindung betrifft eine Türanordnung für einen elektromagnetisch abgeschirmten Raum, mit einem Türblatt, einer lückenlos umlaufenden Türzarge sowie zwischen Türblatt und -zarge angeordneten selbstreinigenden Kontaktfedern.

Abgeschirmte Gehäuse und Räume werden benötigt für nachrichtentechnische Sende- und Empfangsanlagen, Fernmeldeanlagen, Anlagen für militärische Zwekke, Datenverarbeitungsanlagen und für viele Steuer- und Meßgeräte. Derartige Anlagen und Geräte sind störempfindlich gegenüber elektromagnetischen Impulsen (EMP) hoher Flankensteilheit, wozu auch EMP atmosphärischen und nuklearen Ursprung?(NEMP) zählen. Eine wirksame Saumabschirmung gegen solche EMP erfordert eine hohe Dämpfung im Hz bis GHz Wellenbereich, um die Umgebung der Anlagen und Geräte annähernd störfeldfrei zu halten.

In einer Raumabschirmhülle stellen die Türfuge und z. B. auch Schweißnähte Inhomogenitäten dar, die sich bekanntlich nachteilig auf die Dämpfung sowohl der tiefen als auch hohen elektromagnetischen Frequenzen auswirken. Ferner geben diese Inhomogenitäten Anlaß zu zusätzlichen Störfeldern im !nnenraum, wenn über die Raumabschirmhülle durch EMP aufgeprägte Ströme fließen. Es sind auch die negativen Auswirkungen bekannt infolge Mangel an den Kcsiaktfedern bzw. mangelhafter Kontaktierung im Türfugenbereich.

Dementsprechend sind jeweils eine Anzahl von Maßnahmen erforderlich, damit eine Türanordnung ein wirksames Dämpfungsverhalten gegen EMP aufweist und im Hz bis GHz Bereich abschirmt. Bekannte Türanordnungen der eingangs genannten Art berücksichtigen jedoch nicht alle diese notwendigen Forderungen, so daß sie EMP und NEMP ungenügend dämpfen. So befinden sich bei einer Anzahl von bekannten Türanordnurigen die Kontaktfedern zwischen parallelen Flächen der Türfuge eingelegt (z. B. CH-PS 5 21 699, 5 57 130), was einen Restspalt in der Türfuge bedeutet. Ein anderer Typ von Türanordnungen (z.B. US-PS 40 69 618) verwendet zur Zarge senkrecht stehende Doppelkontaktfec^rn, zwischen welche ein abgewinkelter Rand des Türblattes greift. Derartige Doppelkontakte mit kleinem Federweg sind ganz den Einwirkungen der bei massigen Türen unvermeidlichen Toleranzen ausgesetzt und gewährleisten mit der Zeit keinen einwandfreien Kontakt mehr. Eine solche Türanordnung ist auch in der DE-AS 24 51 192 beschrieben. Bei dieser bekannten Kontaktvorrichtung greift ebenfalls ein abgewinkelter Rand des Türblattes zwischen Doppelkontaktfedern, welche in einer Nut der Türzarge versenkt eingebaut sind. Der labyrinthartige Spalt zwischen Türblatt- und Zarge trägt zwar zur Dämpfung bei, nachteilig bleibt jedoch die erwähnte unsichere Kontaktierung; darüber hinaus besteht auch bei dieser Anordnung ein Restspalt

zwischen Tür und Zarge.

Die Vorkehrungen zur Verbesserung des Dämpfungsverhaltens gegenüber niederfrequenten Induktionsfeldern sind bei den bekannten Anordnungen ungenügend. Der typische untere Grenzwert der magnetischen Dämpfung übersteigt bei handelsüblichen Türanordnungen in der Praxis selten 40 dB/1 KHz. Überdies erreichen diese Räume ihre Spezifikationen erst mit einem beträchtlichen Aufwand an Türbetätigungs- und Verriegelungsvorrichtungen. Bekannt sind schwere, doppellagige Türen mit einer Vielzahl von Inhomogenitäten, elektromagnetische Verriegelungen, motorische Türantriebe, usw. Viele bekannte Produkte sind bereits nach kurzem Gebrauch defektanfällig, andere erweisen sich als unrationell infolge hoher Herstellungskosten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Türanordnung der eingangs genannten Art für einen gegen EMP abgeschirmten Raum mit verbesserter Dämpfung über den Hz-GHz Bereich zu schaffen. Angestrebt wird insbesondere eine elektromagnetische Dämpfung von besser als 60 dB/1 KHz bis 120 dB/10 GHz, so daß die Dämpfung im gesamten EMP Bereich mindestens 80 dB beträgt Ferner soll die Türanordnung eine vergleichsweise leichte Bauweise der Tür erlauben, über einen großen Zeitraum betriebssicher bleiben und wirtschaftlich herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Türanordnung der vorstehenden Art gelöst, die gekennzeichnet ist durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Die Erfindung wird im folgenden für einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung der Außenseite einer Tür,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A von F i g. 1 durch den Türfugenbereich,

Fig. 3 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer in F i g. 2 angewandten Kontaktfederleiste,

Fig.4 eine Fig.2 entsprechende Darstellung einer geänderten Ausführung des Türfugenbereichs.

Bezugnehmend auf Fig. 1, 2 ist eine im Schnitt L-förmige Türzarge 1 aus Normstahl vorgesehen mit zur Türblattebene vertikalen und parallelen Schenkeln 2,3, von denen der Vertikalschenkel 2 die türeinwärts orientierte Position einnimmt (F i g. 2). Das allgemein mit 5 bezeichnete Türblatt ist durch seine Randkante 6 begrenzt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besitzen Türzarge 1 und der randliche Türblattbereich entlang des gesamten Türumfangs gleiche Ausbildung. Dementsprechend trifft die Konstruktion von F i g. 2 für jede Steile des Umfangsbereichs zu, und alle Einzelteile von Fig. 2 steilen in sich geschlossene umlaufende Teile dar.

Gemäß F i g. 2 verfügt der horizontale Zargenschenkel 3 über eine dem Türblatt 5 zugekehrte Flachseite 4, die von einem Profilrahmen 7 bedeckt ist. Der Profilrahmen 7 besitzt vorteilhaft eine dreifache Funktion: als Abdeckelement für die Flachseite 4 der Türzarge 1. als Halterungselement für die Kontaktfedern, sowie als Bestandteil einer magnetischen und elektrischen Abschirmanordnung. Der Profilrahmen 7 besteht aus einem rostfreien ferromagnetischen Werkstoff zweckmäßig höherer Permeabilität, z. B. Stahlblech der Werkstoffnummer 14 016 oder 14 510 nach DIN 17 440. der bei geeigneter Wandstärke eine wirksame Abschirmung gegen EMP gewährleistet. Die beiden Ränder des Profilrahmens 7 sind mittels nichtrostender ferromagnetischer Schweißnähte 14,15 im Kantenbereich der Flachseite 4 abschirmdicht am Zargenschenkel 3 angeschlossen.

Man erkennt in F i g. 2 ferner, daß der Profilrahmen 7 ausgebildet ist mit einem von der Flachseite 4 senkrecht abstehenden Rechteckhohlprofil 8 mit Seitenwände 3, 10 und Stirnwand 11, sowie mit zwei beidseits vom Profil 8 rechtwinklig abgebogene Rahmenschenkel 12, 13, die der Flachseite 4 aufliegen und in den Schweißnähten 14, 15 enden. Von den beiden Rahmenschenkeln 12, 13 sollte der türinnere Schenkel 12 vorzugsweise eine möglichst große Ausdehnung besitzen. Ferner weisen die Rahmenschenkel 12, 13 eine weitgehendst planare Oberflächenbeschaffenheii: auf. Dieselbe ist erforderlich am türäußeren Rahmenscihenkel 13 zur einwandfreien elektrischen Kontaktgabe und am türinneren Rahmenschenkel 12 zur Bildung eines die magnetische Inhomogenität möglichst verringernden Übergangsbereichs zwischen Rahmenschenkel 12 und Türblatt 5. Um deshalb etwaige Schweißverzüge am türinneren Rahmenschenkel 12 vorzubeugen, wurde dessen Rand 12' über die Zargenflachseiie 4 abgewinkelt und am vertikalen Zargenschonkel 2 angeschweißt.

Eine nicht näher erläuterte Verscrjyßvorrichtung erlaubt es, die Tür leicht und lediglich aus einem Türblatt 5 bestehend aufzubauen. Das Türblatt 5 besteht aus ferromagnetischem Stahlblech zweckmäßig gleicher '-'erstehender Art wie der Profilrahmen 7 und besitzt eine Wandstärke von z. B. 3 mm. Sein Randprofil 16, bestehend aus der Innenflanke 17, Außenflanke 18 und Stirnfläche 19, umgibt bei Türsehluß berührfrei und flächenparallel das Rechteckhohlprofil 8. Die Außenflanke 18 steht hierbei vertikal über dem äußeren Rahmenschenkel 13 und endet im Türrand 6, der vom Rahmenschenkel 13 um den Spalt 20 beabstandet ist.
Der Spalt 20 wird bei Türsehluß durch die Kontaktfedem 21 stromleitend überbrückt. Das Profil ρ der unbelasteten Kontaktfedern 21 ergibt sich aus F i g. 4. Eingebaut und bei abgehobenem Türblatt besitzen die Kontaktfedern 21 das gestrichelte Profil q (F i g. 3). Der Vergleich p, q zeigt, daß die eingebauten Federn 21 unter einem Anstelldruck stehen, der den Abstützort d;-r freien Zungenenden auf dem Rahmenschenkel 13 türauswärts verlegt. Durch diese Maßnahme wird der effektive Federweg verlängert, wenn der Türrand 6 beim Schließer, auf die Kontaktfsdern 21 aufläufi. Die verlängerten Federwege gewährleisten, daß sämtliche Kontaktzungen unabhängig von ihren Toleranzen zur Kontaktierung gelangen und noch nach langzeitlicher Beanspruchung betriebssicher sind. Man erkennt ferner, daß sich zum Anstelldruck bei Türsehluß der vom Türrand 6 ausgeübte Druck addiert, so daß der Federki.ntaktdruck zunimmt bei gleich2:eitig vergrößerter Kontaktfläche. Die größere Kontaktfläche ergibt sich aus der Auflage des flachen Federbogens und ist erwünscht, da damit die am Stromfluß beteiligten Kontaktstellen zu-π ihn sr. Die Federwege längs des auflaufenden Türrandes 6 sowie längs des Raihmenschenkels 13 sind mit Beträgen von typisch 1 crn vergleichsweise groß und werden unter hohem Druck zurückgelegt, woraus eine einwandfreie Selbstreinigung von Fremdstoffen resul-

bo tiert.

Das Federmaterial besitzt zweckmäßig eine zur Übertragung größerer Dirueke geeignete Federkonstante und geringen elektrischen Widerstand. Ais geeignet hat sich z. B. eine Cu-iBe-Legierung erwiesen. Ge-

b5 maß F i g. 4 sind jeweils eine Serie Federn 21 aus Federleisten 22 bildenden cinstückigen Blechen gefertigt. Jede Federleiste 22 besitzt einen abgewinkelten Montagekragcn 23. welcher der Stirnwand 11 des Rechteckpro-

fils 8 aufliegt. Zur Montage ist je Federleiste 22 eine Schiene 24 vorgesehen, welche den Kragen 23 gegen die Stirnwand 11 andrückt und mittels durchgehenden Nietverbindungen 25 leicht auswechselbar fixiert. Dabei stützt sich der flächige Bereich der Federleiste 22 an der Profilseitenwand 10 ab, was eine Erhöhung des Federdrucks bewirkt. Zum Schutz der Federenden dient das Winkelprofil 26. welches auf den Rahmenschenkel 13 längs dessen Schweißnaht 15 aufgeschraubt ist.

Bei Türverschluß liegt der dem Randprofil 16 angrenzenden Türblattbereich der ebenen Oberfläche des inneren Rahmenschenkels 12 auf. Mit einer geeigneten Verschlußeinrichtung läßt sich auf mechanischem Wege ein nahezu gleichmäßiger und genügend hoher Flächendruck des Türblattes 5 auf dem Rahmenschenkel 12 ij längs des gesamten Türumfangs erreichen. Parallele und plane Anlageflächen vorausgesetzt resultiert somit eine Türfuge kleinster Spaltbreite mit einer Vielzahl annähernd gleichmäßig über die Türfuge verteilter Kontaktstellen. Diese infolge ucS höhen AniägcdrüCkä nicucröiimigen Kontaktstellen sowie die kleine Spaltbreite bei großer Anlagefläche bewirken, daß die Türfuge im Bereich des anliegenden Türblattes eine Zone sehr kleinen elektrischen und magnetischen Widerstands darstellt. Demnach trägt die Türfuge der vorstehenden Beschaffenheit zur Dämpfung der Induktionsfelder bei. Durch diese Übergangszone sowie die oben beschriebene Kontaktfederanordnung werden ferner die Inhomogenitäten, welche die Türe in der Raumabschirmung darstellt, soweit reduziert, so daß die durch EMP in der Raumabschirmhülle aufgeprägten Ströme lediglich minimale Restfelder im Innenraum erzeugen.

Wie in F i g. 4 dargestellt, ist für erhöhte Dämpfungsanforderungen die erfindungsgemäße Türanordnung ebenfalls geeignet zur Ausbildung mit Federleisten 27, die eine Doppelreihe von Kontaktfedern 28, 29 aufweisen. Mittels den Federleisten 27 wird in dieser Ausführung jeder der beiden Rahmenschenkel 12. 13 kontaktiert und hierdurch der Türfugeneingang zweifach überbrückt. Ersichtlicherweise besitzen beide Kontaktierungen dieselben vorstehend anhand von Fig. 2 beschriebenen Kontakteigenschaften. Mit Ausnahme der unterschiedlichen Federleisten 27 treffen im übrigen alle vorgängig beschriebenen Merkmale und Eigenschaften der Türanordnung nach Fig. 2 sinngemäß auch auf Fig. 4 zu. weshalb auf eine wiederholende Erläuterung verzichtet werden kann.

Eine für die vorstehende Türanordnung geeignete Verschlußvorrichtung enthält vorteilhaft einen gemeinsamen Zentralantrieb, der den Verriegelungsdruck gleichzeitig und gleichmäßig verteilt an sechs Stellen in den Türblattrand einleitet, wobei die Gegenkräfte im Türblatt 5 ebenso verteilt auftreten und der örtliche Verriegelungsdruck individuell variierbar ist. Diese Maßnahmen gewährleisten, daß sich die Türe während des Verschließens und Öffnens verwindungsfrei verhält und keine Verbiegungen nach längerem Betrieb auftreten, die geschilderten Anlageverhältnisse in der magnetischen Übergangszone also bewahrt bleiben. Zum Verschließen wird das Türblatt 5 zunächst in Anlagestellung eo mit dem Profilrahmen 7 gebracht und anschließend mit einer annähernd 360°-Drehung des Hebels 33 in die Verriegelungsstellung gezogen.

Die vorstehende Türanordnung wurde lediglich beispielsweise in Verbindung mit einem Großraum erläuten und ist nicht auf derartige Räume beschränkt Nach sinngemäßer Abwandlung kann die Türanordnung auch für Räume mit Abmessungen kleiner als 1 m³, z. B. Elektronikschränke, Instrumentengehäuse, oder auch für gasdichte Räume eingesetzt werden. Selbstverständlich kommt die erfindiingsgemäße Türanordnung auch für solche Räume in Frage, für die verlangt wird, daß im Innenraum erzeugte elektromagnetische Felder nicht nach außen dringen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Türanordnung für einen elektromagnetisch abgeschirmten Raum, mit einem Türblatt (5), einer lükkenlos umlaufenden Türzarge (1) sowie zwischen Türblatt und -zarge angeordneten selbstreinigenden Kontaktfedern(21;28,29), gekennzeichnet