Gehäuse & Schränke

Der Weg zum passenden Baugruppenträger

| Autor / Redakteur: Martin Traut * / Kristin Rinortner

Zusätzlich zu IEC-Normen gibt es Festlegungen für Applikationen, die in speziellen Marktsegmenten erforderlich sind. Beispiele sind VME von VITA (VME International Trade Association) oder CompactPCI, MicroTCA und AdvancedTCA von PICMG (PCI-International Computer Manufacturing Group). Des Weiteren gibt es auch spezielle Normen und Richtlinien für Anwendungen in der Bahn- oder Militärtechnik, wie zum Beispiel spezielle Schweißzulassungen (EN 15085) oder Umwelttests (EN 50155) für die Bahntechnik, Schock- und Vibrationstest (MIL 901D) für die Marine etc.

Auch spezielle Schutz- und Sicherheitsnormen müssen berücksichtigt werden. Alle leitenden Teile eines mechanischen Baugruppenträgers, die mit gefährlicher Spannung in Berührung kommen können, müssen geerdet und nach IEC 61010-1 getestet werden. Die mechanischen Teile eines Aufbausystems sollten frei von scharfen Kanten sein, um Verletzungen zu vermeiden. Wärmeerzeugende Baugruppen, die dem Anwender zugänglich sind, müssen eingebaut oder abgeschirmt werden. Auch die Konstruktion und die Werkstoffe des Baugruppenträgers müssen so gewählt werden, dass eine Feuerausbreitung vermieden wird.

Kunststoffe sollten der selbstverlöschenden Klasse nach UL 94 V 0 bis V 2 entsprechen, getestet nach IEC 60707. Auf Grund von giftigen Zusatzstoffen, die sich in Materialien der höheren selbstverlöschenden Klassen befinden, ist ISO 14000 zu beachten. Die Abdeckung eines Aufbausystems ist so zu konstruieren, dass brennbares Material nicht in andere Bereiche, zum Beispiel einen Schrank, tropfen kann. Die IEC 60950 spezifiziert unter anderem die Konstruktionsanforderungen für Belüftungslöcher an der Unterseite einer Abdeckung.

Die IEC 60529 legt die IP-Schutzgrade gegen das Eindringen von Staub und Wasser fest, ebenso wie den Schutz von Personen gegen Gefahren im Baugruppenträger. Die IP-Schutzgrade bestehen aus zwei Ziffern. Die Erste gibt den Schutz gegen Fremdkörper an (von der Fingerberührung bis hin zum Eindringen von Staub), die Zweite gibt den Schutz gegen das Eindringen von Wasser an.

Umgebungsbedingungen am Einsatzort

Da Baugruppenträger in der Regel in entsprechende Elektronik- oder Schaltschränke eingebaut werden, sind sie dadurch in der Regel vor Umgebungseinflüssen wie Schmutz, Staub und Wasser geschützt. Darüber hinaus sind vor allem die auf die Baugruppenträger wirkenden Kräfte und die EMV-Schirmung wesentliche Auswahlkriterien.

In der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik sind die Anforderungen bezüglich Schock- und Vibrationsfestigkeit meist nicht so hoch (bis 0 oder 3 g). Angefangen von der Ampelsteuerung über Maschinensteuerungen in der Industrie bis hin zur Messtechnik in Forschungsinstituten oder Ringbeschleunigern, überall dort können meist einfache Baugruppenträger eingesetzt werden, zum Teil ist auch kein EMV-Schutz notwendig, da dieser oft über den Schrank gewährleistet wird. Erwartet man sehr hohe Durchbiegungskräfte aufgrund der Baubreite und schwerer Einbauten, sind stabilere Bauformen notwendig.

Ergänzendes zum Thema
 
Der richtige Baugruppenträger

Baugruppenträger für Anwendungen im Bereich Infrastruktur, z.B. als Personeninformations- oder Entertainment-Systeme in der Bahntechnik, in Bussen und Flugzeugen oder Steuerungen für Laderampen etc. müssen zum Teil Schock- und Vibrationsfestigkeiten von >5 bis zu 25 g verkraften (Bild 3). Solche Belastungen treten meist auch im Bereich der Verteidigungstechnik z.B. für die Steuerungen von Zielerfassungsgeräten auf Schiffen auf.

Im Bereich Energietechnik kommen solche besonders stabilen Baugruppenträger für die Steuerungen von Windkraftanlagen zum Einsatz. Die Baugruppenträger befinden sich oben in den Gondeln der Windräder und sind ebenfalls höheren Schock- und Vibrationseinflüssen ausgesetzt. Bei diesen Anwendungen werden sehr oft die Leiterkarten, die in die Baugruppenträger eingebaut werden, zusätzlich mit Card-Loks oder Wedge-Loks gesichert.

Statische und dynamische Belastungen

Statische Belastungen ergeben sich vorwiegend durch das Gewicht der eingebauten Komponenten. Daraus ergibt sich einerseits das Material des Aufbausystems und andererseits hängt es davon ab, ob es geklebt, geschweißt, verschraubt oder aus einem Stück bestehen sollte. Je nach Anwendung müssen eventuell zusätzlich entsprechende Verstärkungen oder Versteifungen vorgesehen werden.

Wesentlich ist hier auch, ob der Baugruppenträger bewegt und verschoben wird oder grundsätzlich für den mobilen Einsatz vorgesehen ist. Dann ist er in der Regel auch wechselnden dynamischen Belastungen ausgesetzt. Solche Schock- und Vibrationseinflüsse (Bild 4) sind auch bei bestimmten Aufstellorten wie in der Nähe rotierender Maschinen, bei Bahnapplikationen oder der Verkehrstechnik sowie auf Schiffen oder in Flugzeugen zu berücksichtigen. Liegt der Einsatzort in einer Erdbebenzone, müssen vorher auf jeden Fall entsprechende seismische Tests durchgeführt werden.

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