Auswahlhilfe für Gehäuse

Das Verfahren zur Auswahl von Gehäusen

 

 

Neben Style, Image, Preis, Service, Qualität und Ansehen der verschiedenen Unternehmen zeigt dieser Bericht auf, worauf bei der Auswahl eines Gehäuses zu achten ist. Dabei sollten Entwicklungsingenieure stets im ersten Schritt das Gehäuse auswählen und erst danach die elektronischen und mechanischen Komponenten zusammenstellen.

 

Das Material

 

Die zwei grundlegenden Auswahlmöglichkeiten lauten Kunststoffgehäuse (ABS, Polykarbonat, Polyester) und Metallgehäuse (Aluminium, Edelstahl). Kunststoffe sind für gewöhnlich leicht im Gewicht, verfügen über ein hohes Maß an Flexibilität, Funktionalität, Isolierung und können Radiofrequenzen oftmals besser durchlassen als ihre metallischen Pendants. Metalle sind dagegen mechanisch sehr robust und unempfindlicher gegenüber UV-Strahlung und verfügen neben einem breiten Temperaturbereich auch über gute EMV-Eigenschaften. Darüber hinaus ist auch die chemische Widerstandsfähigkeit zu beachten, die jedoch je nach Material und Beschichtung variieren kann.

Kunststoffe werden oftmals in Elektronikanwendungen eingesetzt, Metalle hingegen eher in industriellen Bereichen.

 

Umweltfragen

 

Von Schmutzpartikeln in der Luft über die Temperatur bis hin zu UV-Strahlen – Umweltbedingungen können einen bedeutenden Einfluss auf die Performance eines Gehäuses über viele Jahre hinweg haben. So wird zum Beispiel ein Fiberglas-Gehäuse, das über mehrere Jahre hinweg der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, sehr wahrscheinlich brüchig werden, während ein Stahl-Gehäuse in feuchten oder korrosiven Bereichen rosten wird. Auch Edelstahl kann rosten, wenn es mit Salz besprüht wird. Um diesen Problemen vorzubeugen, müssen Kunden berücksichtigen, ob das Gehäuse im Innen- oder im Außenbereich zum Einsatz kommt (für Anwendungen im Außenbereich ist womöglich ein Druckausgleichselement erforderlich). Ebenso sind das Wetter, die UV-Strahlung und weitere chemische Gesichtspunkte zu beachten. Darüber hinaus sollte auch berücksichtigt werden, ob das Gehäuse in einem besonders geschäftigen Umfeld zum Einsatz kommt, wie zum Beispiel mit schwerem industriellem Equipment oder mit einem elektronischen Gerät, bei dem das Gehäuse häufig genutzt wird. Verschiedene Materialien sind unterschiedlich schlagfest und sowohl Kunststoff- als auch Metallgehäuse sind mit Optionen für mühelosen Zugang zu den beherbergten Komponenten erhältlich.

 

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

 

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) beschreibt eine Eigenschaft, die in aller Regel nicht wegzudenken ist. Sie zielt darauf ab, dass Geräte oder Systeme nicht aufgrund von unerwünschten elektrischen oder elektromagnetischen Einflüssen miteinander wechselwirken. Kunststoff-Gehäuse verfügen oftmals über geringe EMV-Eigenschaften, wohingegen die EMV von Metall-Gehäusen in der Regel hoch ist.

 

 

Die Folge: Überall dort, wo elektromagnetische Verträglichkeit von Bedeutung sein kann, sollte ein Metall-Gehäuse zum Einsatz kommen. Aktuell bieten diverse Gehäuse-Hersteller Prozesse zur Optimierung der EMV-Eigenschaften von Kunststoff-Gehäusen an, damit diese ihren Pendants aus Metall in nichts nachstehen.

 

Schutz vor eindringenden Medien

Bei vielen Anwendungen kann es erforderlich sein, dass elektrisches und elektronisches Equipment über mehrere Jahre hinweg auch unter schwierigen Bedingungen zuverlässig und sicher funktioniert. Die Klassifizierung des Schutzes vor eindringenden Medien nach DIN EN 60529 bietet Schutz vor versehentlichem Kontakt sowie vor Fremdkörpern und Wasser. Die verschiedenen IP-Kategorien beschreiben, inwiefern die Oberfläche des Gehäuses verschlossen und vor Staub und Wasser geschützt ist. Dabei steht nach den Buchstaben IP (a. d. Engl.: Ingress Protection) eine Zahl mit zwei Ziffern.

 

Die erste Ziffer dieser Zahl gibt dabei den Schutz vor versehentlichem Kontakt und vor Fremdkörpern an.

 

Ziffer	Schutz vor versehentlichem Kontakt	Schutz vor Fremdkörpern
0	Kein Schutz	Kein Schutz
1	Schutz vor großen Gegenständen Ø 50 mm	Große Fremdkörper (Ø 50 mm und mehr)
2	Fingerschutz (Ø 12 mm)	Mittelgroße Fremdkörper (Ø 12,5 mm und mehr, bis zu 80 mm in der Länge)
3	Werkzeuge und Drähte (Ø 2,5 mm und mehr)	Kleine Fremdkörper (Ø 2,5 mm und mehr)
4	Werkzeuge und Drähte (Ø 1 mm und mehr)	Körnige Fremdkörper (Ø 1 mm und mehr)
5 (K)	Kabelschutz (genauso wie IP 4) staubgeschützt	Staubablagerungen
6 (K)	Kabelschutz (genauso wie IP 4) staubdicht	Keinerlei Staub im Inneren

 

 Die zweite Ziffer beschreibt den Schutz vor Wasser:

 

Ziffer	Schutz vor Wasser
0	Kein Schutz
1	Schutz vor vertikal tropfendem Wasser
2	Schutz vor vertikal tropfendem Wasser bei einer Neigung des Gehäuses von bis zu 15°
3	Schutz vor Wasser, das auf beiden Seiten der Vertikalen unter einem Winkel von bis zu 60° auf das Gehäuse spritzt
4	Schutz vor Spritzwasser an allen Seiten
4k	Schutz vor Spritzwasser an allen Seiten mit erhöhtem Druck, nur zutreffend für Straßenfahrzeuge
5	Schutz vor Wasserstrahlen (Düse) aus beliebiger Richtung
6	Schutz vor leistungsstarken Wasserstrahlen (Fluten)
6K	Schutz vor leistungsstarken Wasserstrahlen (Fluten) mit erhöhtem Druck, nur zutreffend für Straßenfahrzeuge
7	Schutz bei vorübergehendem Eintauchen – Eintauchtiefe: 1 Meter, Prüfzeit 30 Minuten
8	Schutz bei dauerhaftem Eintauchen – Einigung zwischen Hersteller und Kunde
9K	Schutz vor Wasser bei Reinigung mit Hochdruck/Dampfstrahl, nur zutreffend für Straßenfahrzeuge

 

 

Abmessungen

 

Die inneren und äußeren Abmessungen eines Gehäuses sind extrem wichtig für die Entwicklung eines neuen Geräts. In vielen Fällen wird zunächst die Leiterplatte ausgewählt, woraufhin es im Anschluss oftmals schwierig ist, das ideale Gehäuse zu finden.

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Modifikation von Standard-Gehäusen

 

Gehäuse können mit vielen verschiedenen Varianten an individuelle Anforderungen des Kunden angepasst werden. Viele Hersteller unterstützen diese Individualisierung mit Mehrwertleistungen wie Fräsen, Bohren, Schneiden und Sägen. Dazu bieten sie auch oftmals die Möglichkeit, Membran-Tastenfelder, Front-Membranen oder Displays zu dem Gehäuse hinzuzufügen und stellen zudem auch Komplettlösungen bereit. Darüber hinaus sind auch zahlreiche Gehäuse-Zubehörlösungen erhältlich, mitunter in Form von Dekor-Dichtungen und Zierstreifen, die einem Standard-Gehäuse eine besondere Note verpassen können.

 

Wünscht der Kunde ein Gehäuse in den Farben seines Firmenlogos, können diese mit einem Wassertransferprozess aufgetragen oder auch herkömmlich auflackiert werden.

 

Mühelose Montage

 

Ein wichtiger Punkt, den es bei der Auswahl eines Gehäuses zu berücksichtigen gilt, sieht vor, wieviel Aufwand für dessen Montage benötigt wird. Bei einem komplizierten Design und Aufbau kann es schwierig werden, die verschiedenen elektronischen und mechanischen Komponenten in dem Gehäuse unterzubringen.

Dieses Problem kann zum Beispiel durch die Verwendung von Gehäusen mit Schnapp- oder Schnellverschlüssen ausgeräumt werden. Manche Hersteller bieten zudem einen Anpassungs- und Montage-Service und stehen dem Kunden mit Systemlösungen inklusive Prüfungen zur Seite. Dabei bestimmt der Kunde die Leiterplatte und die verschiedenen Komponenten und der Hersteller stellt das Endprodukt zusammen.