Gestanzte EMV-Kontaktfeder-Dichtungen (Finger Stock): Federkraft und Konstruktion für durchgängigen Kontakt
Kontaktfederstreifen (Finger Stock) — ein Streifen dünnen, federhart eingestellten Metalls, der zu einer Reihe einzelner Kontaktfinger gestanzt und geformt wird — dienen dazu, die elektromagnetische Schirmung über eine Fuge, Tür oder abnehmbare Platte eines Gehäuses aufrechtzuerhalten, wo eine durchgehende Schweißnaht nicht praktikabel ist, die elektrische Durchgängigkeit aber dennoch erhalten bleiben muss.
Jeder Finger wirkt als unabhängiger Federkontakt, und Gleichmäßigkeit über die Reihe ist entscheidend
Da die Schirmdämpfung von durchgängigem, niederimpedantem elektrischen Kontakt entlang der gesamten Fuge abhängt, erzeugt jeder einzelne Finger, der keine ausreichende Kontaktkraft hält, eine kleine Lücke in der Schirmung — was bei hochfrequenten EMV-Störungen im Verhältnis zu seiner physischen Größe überproportional ins Gewicht fallen kann. Damit ist die Gleichmäßigkeit der Federkraft über jeden Finger eines gestanzten Streifens kritischer als etwa bei einem mechanischen Federclip, bei dem eine schwache Einheit unter vielen kaum eine Rolle spielt.
Die Werkstoffauswahl wägt Federhärte gegen Leitfähigkeit ab
Kontaktfederstreifen werden je nach geforderter Federkraft, Leitfähigkeit und Kostenabwägung typischerweise aus Berylliumkupfer, Phosphorbronze oder Edelstahl gestanzt — unsere Leitfäden zu Berylliumkupfer und Phosphorbronze behandeln die allgemeinen Abwägungen bei Federwerkstoffen, die auch hier gelten. Die Forderung nach durchgängigem Kontakt fügt bei Kontaktfederstreifen jedoch die Schirmdämpfung als zusätzliches Auswahlkriterium neben der Federkraft hinzu.
Fingergeometrie und Teilung werden auf den abzuschirmenden Frequenzbereich abgestimmt
Der Abstand (die Teilung) zwischen den Fingern und ihre einzelne Geometrie beeinflussen die Schirmdämpfung der Dichtung bei verschiedenen Frequenzen, denn eine Lücke zwischen Fingern verhält sich bei ausreichend hoher Frequenz wie eine kleine Schlitzantenne. Die Auslegung von Kontaktfederstreifen ist damit nicht rein mechanisch — sie muss unter Berücksichtigung des tatsächlich relevanten EMV-Frequenzbereichs festgelegt werden und nicht nur mit einer allgemeinen Anforderung „EMV-Dichtung“.
Verschleiß und Druckverformungsrest über wiederholte Türzyklen sind eine echte Haltbarkeitsfrage
Bei Kontaktfederstreifen an einer häufig geöffneten Tür oder Zugangsklappe müssen die Finger über viele Öffnungs- und Schließzyklen ausreichende Federkraft behalten, ohne übermäßigen Druckverformungsrest (bleibende Verformung, die die Kontaktkraft mit der Zeit verringert). Diese Haltbarkeitseigenschaft sollte für die konkrete geforderte Zyklenzahl validiert werden, statt anzunehmen, dass jeder federhart eingestellte Werkstoff dauerhaft ausreichend funktioniert.
Häufig gestellte Fragen
Beeinträchtigt ein einzelner schwacher oder beschädigter Finger einer Kontaktfeder-Dichtung die Schirmleistung spürbar?
Das kann er, überproportional zu seiner physischen Größe, denn die EMV-Schirmdämpfung hängt von durchgängigem, niederimpedantem Kontakt entlang der gesamten Fuge ab — eine einzelne Lücke kann für bestimmte Frequenzen eine Leckstelle darstellen, auch wenn der Rest der Dichtung einwandfrei arbeitet.
Wie wird der Werkstoff für Kontaktfederstreifen typischerweise für eine bestimmte Anwendung gewählt?
Die Wahl wägt geforderte Federkraft und Haltbarkeit bei wiederholter Zyklierung, Anforderungen an die elektrische Leitfähigkeit und Kosten ab — Berylliumkupfer ist üblich, wo maximale Federleistung und Ermüdungslebensdauer am wichtigsten sind, während Phosphorbronze oder Edelstahl dort eingesetzt werden, wo diese Anforderungen weniger extrem sind.