Kostengünstige und unkomplizierte Elektronikgehäuse-Systeme

Die Anforderungen an ein Gehäuse zur Aufnahme von elektronischen Leiterplatten und Schaltungen werden von den Anwendern unterschiedlich definiert. Neben der Applikation, in die das Gehäuse mit der einzubauenden Elektronik als Gesamtgerät eingesetzt werden soll, ist der zur Verfügung stehende Einbauraum für die aufzunehmende Leiterplatte ein wichtiges Kriterium. Weitere Aspekte bei der Auswahl des Gehäuses sind die Funktionalität der Anschlusstechnik, die in das Gehäuse eingebaut werden kann, sowie die Handling- und Montagefreundlichkeit. Auch das Design und nicht zuletzt die Kosten sind Faktoren, die bei der Entscheidung für ein Gehäuse in Betracht gezogen werden.

Jede einzelne dieser Anforderungen an die Elektronik-Leergehäuse wird von unterschiedlichen Anbietern am Markt ganz unterschiedlich bedient. Die Herausforderung bei der Konzeption der neuen Gehäuse-Serie bestand darin, alle wichtigen Anforderungen mit einem möglichst universellen Gehäuse-System zu erfüllen. Die im Projektrahmen definierte Zusammenfassung führte zur Entwicklung der neuen Gehäuse-Baureihe Efficency Housing - kurz EH – von Phoenix Contact.

Da die Gehäuse-Baureihe EH auch für preissensitive Märkte interessant sein sollte, wurde bei der Entwicklung bewusst auf Funktionen verzichtet, die zum einen das Gehäuse verteuern, und die zum anderen von den ergänzenden Gehäuse-Baureihen erfüllt werden, die Phoenix Contact anbietet. Verzichtet wurde etwa auf die Anschluss­möglichkeit über einen Tragschienen-Busverbinder sowie auf weitere Gehäusefarben neben schwarz und grau. So startete das Projekt EH mit dem Ziel, ein unkompliziertes und bequem zu handhabendes Gehäuse mit einer universellen Anschlusstechnik zu entwickeln.

Gehäuse, die der Aufnahme bestückter Leiterplatten dienen, bestehen aus ganz unterschiedlichen Materialien. Dabei muss die Entscheidung für den geeigneten Werkstoff stets in Abhängigkeit von den Applikationsbedingungen erfolgen. Auch spielt es eine Rolle, ob das Gerät einer hohen mechanischen Beanspruchung und widrigen Umweltbedingungen ausgesetzt wird – etwa beim Einsatz im freien Feld. Oder ob es ausschließlich im umgebenden Schaltschrank eingesetzt wird, wo die Anforderungen an die Abführung der Verlustwärme berücksichtigt werden müssen.

So bestehen Gehäuse für den Einbau in Schaltschränken, Schaltkästen und Unterverteilungen vorzugsweise aus einem elektrisch isolationsfesten Kunststoffmaterial. Aber auch Kunststoffe weisen unterschiedliche Eigenschaften auf, die die Gehäuse für den Einsatz in bestimmten Anwendungsbereichen prädestinieren – oder ausschließen. Die Gehäuse der Baureihe EH bestehen aus ABS - Acrylnitril-Butadien-Styrol. Dieses Material besitzt eine hohe mechanische Festigkeit sowie gute Schlag- und Kerbschlageigenschaften. ABS besitzt zudem nicht nur eine hohe Oberflächengüte, das Material kann in einem Temperaturbereich von -40 bis +80 Grad problemlos eingesetzt werden. Außerdem ist ABS kostengünstig – und deshalb als Werkstoff für Gehäuse im preissensitiven Bereich interessant.

Elektronik-Leergehäuse, die für die Gerätemontage im Schaltschrank, im Schaltkasten oder in der Unterverteilung entwickelt werden, sind üblicherweise für die Schutzart IP20 ausgeführt – und bieten somit Schutz gegen die Berührung elektrisch leitender Komponenten mit den Fingern. Die Schutzart des Gesamtsystems wird allerdings auch immer durch die Schutzart der Leiterplatten-Anschlusstechnik mitbestimmt, die mindestens der Schutzart des Gehäusesystems entsprechen sollte. Mit der Schutzart IP20 erfüllt die EH-Serie hier alle Anforderungen.

Neben der Anforderung, die Elektronik im Umfeld der Applikation durch eine geeignete Verpackung zu schützen, muss ein Gehäusesystem den schnellen und unkomplizierten Einbau der Leiterplatte ermöglichen. Daher werden marktgängige Gehäusesysteme in einer kaum überschaubaren Varianz an Bauformen angeboten. Für eine schnelle und kostengünstige Leiterplatten-Montage sind Gehäuse in Becherbauform besonders geeignet – dabei ist die Leiterplatte auch im eingebauten Zustand im Gehäuse von der Frontseite aus im Schaltschrank zugänglich. So wurde auch für die Gehäuseserie EH diese Bauform gewählt: die bestückte Leiterplatte wird einfach in das Gehäuse eingeschoben und gegen ungewolltes Lösen verrastet.

Die im Gehäuse integrierten Leiterplatten-Führungsnuten erlauben eine komfortable Bestückung in alle drei Raumrichtungen. Durch die Kombination sogenannter Haupt- und Tochter-Leiterplatten können Funktionen gebündelt oder Anzeige- und Bedienelemente bequem im Gehäusedeckel positioniert werden. Die Verrastung der Gehäuseteile erfolgt werkzeuglos ohne zusätzlichen Montageaufwand.