Gehäusetechnik

Perfekte Funktion braucht ein perfektes Gehäuse

| Autor / Redakteur: Roland Chochoiek * / Kristin Rinortner

Gehäuse: Perfekte Funktion braucht ein perfektes Gehäuse
Gehäuse: Perfekte Funktion braucht ein perfektes Gehäuse (Bild: Heitec)

Die richtige Systemarchitektur und Gehäusetechnik bildet bei Elektroniksystemen die Basis für ein effizientes Endprodukt. Wie sieht ein idealer Kompromiss zwischen Funktion, Qualität und Kosten aus?

Bei der Entwicklung industrieller Elektroniksysteme von der Produktidee bis hin zum Einsatz in der Applikation stellt bereits die Auswahl der richtigen Systemarchitektur und Gehäusetechnik die Weichen für ein effizientes Endprodukt.

Im Idealfall mag ein „Standard-Baukasten“ für Mechanik und Elektronik ausreichen. In vielen Fällen liegt der Schlüssel für eine technologisch und kommerziell optimale Lösung jedoch in der durchdachten Kombination von etablierten Standards und Komponenten mit anwendungsspezifischen Elementen, die sich aus dem Anwendungsbereich ergeben.

Denn: Die Wettbewerbsfähigkeit der Systeme hängt immer mehr von der Reduzierung der Entwicklungskosten bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung von Produkten und Prozessen ab. Einerseits geht es um ein sorgfältiges Abwägen zwischen Technologie und Kosteneffizienz, andererseits muss jedes Puzzleteilchen nahtlos zum anderen passen – und das bei einer stets steigenden Komplexität der Applikationen und Einsatzfelder.

Gerade bei der Auswahl der passenden Gehäusetechnik, ihrer Anpassung und der Integration des „Innenlebens“ kann sehr viel Zeit „liegen gelassen“ werden. Besondere Anforderungen der Elektronik an die Gehäusetechnik erfordern Flexibilität, profundes Knowhow und nicht zuletzt ein umfassendes Produktportfolio, aus dem schnell und zuverlässig die optimale Lösung bereitgestellt werden kann.

Durch die Übernahme der kompletten Elektronik-Aufbausysteme-Linie von Rittal Anfang des Jahres 2013 hat die HEITEC AG ihr Portfolio an industrieller Gehäusetechnik komplettiert und kann Kunden jetzt für die funktionelle „Verpackung“ von Elektronik und jegliche Art von Anwendungen ein ausgereiftes und komplettes Systemgehäuseprogramm anbieten.

Die übertragene Linie umfasst neben „klassischen“ Elektronik-Aufbausystemen auch Baugruppenträger (BGT), BGT-Einzelteile und -Zubehör sowie Tisch- und System-Chassis, darüber hinaus auch weiterhin Sonderartikel und kundenspezifische Gehäuse. Das Angebot wird kontinuierlich weiterentwickelt und aktuellen Technologiestandards angepasst.

Ein großer Teil des Angebots umfasst die ausgereifte 19-Zoll-Technik, die einen enorm großen „Baukasten“ von Komponenten bereitstellt, mit dem einfach, schnell und kostengünstig skalierbare, robuste, industrielle Gehäusetechniklösungen für unterschiedliche Applikationsbereiche realisiert werden können.

Allein ca. 2000 Standardartikel von Elektronik-Aufbausystemen von der Führungsleiste oder dem Auswurfhebel über sechs Baugruppenträgerfamilien bis hin zu Tisch- und Systemgehäusen sind verfügbar, auf deren Basis sich nahezu unendlich viele Systemgehäuselösungen realisieren lassen. Diese Lösungen können „klassische“, 19 Zoll breite Gehäuse genauso umfassen wie kleinere/schmälere oder auch größere/breitere – wie z.B. 21 Zoll.

Individuelle Systeme auf Basis von Standardplattformen

Somit ergeben sich laufend neue Anwendungsbereiche für diese bewährte Technik. In realen Zielapplikationen werden fast ausschließlich individuell konfigurierte Systemplattformen eingesetzt, die zwar wiederum auf einer Reihe von Standardkomponenten (Mechanik und/oder Backplane und/oder Stromversorgung etc.) aufbauen, in der jeweiligen Ausprägung jedoch speziell auf die Applikation zugeschnitten sind oder gar mit projektspezifischen Komponenten – zum Teil auch individuell fürs jeweilige Projekt entwickelt und gefertigt – kombiniert werden.

Und falls es etwas mehr sein soll als „nur“ die Gehäusetechnik, ergeben sich für Kunden durch die im Hause unter einem Dach vorhandene Entwicklungs-, Fertigungs- und Logistikexpertise, die große Bandbreite an belieferten Industriebereichen und das nun noch breitere Produktangebot umfangreiche Synergien bei der Realisation ihrer angestrebten Lösungen.

Gerade Entwicklungsprojekte in der schnelllebigen, extrem dynamischen Elektronik-Industrie erfordern sowohl hohes technisches Knowhow auf aktuellem Stand als auch Kompetenz in der Abwicklung großer, komplexer Projekte. Beim Unternehmen aus Eckental profitiert der Kunde von der Bereitstellung von System-Entwicklungskompetenz für Hardware, Layout, Software, Mechanik sowie Inbetriebnahme und Tests aus einer Hand.

Bei der Konzeption des Gesamtsystems müssen vorab viele Parameter genauestens analysiert werden: Spezifikationsvorgaben seitens der Kunden und der Anwendungsfelder, Temperaturbereiche, Spritzwasserschutz, striktes Einhalten der EMV-Richtlinien, Ausfallsicherheit etc. Dabei gilt: Was kurzfristig einfach und kostengünstig umsetzbar erscheint, muss mittel- oder langfristig noch lange nicht sinnvoll, effizient und kostengünstig sein.

Flexible Handhabung der Gehäusetechnik

Hoher Durchsatz, einfache Implementierung, hohe Präzision sowie die einfache Adaptionsfähigkeit an die jeweilige Zielapplikation stellen nicht nur hohe Anforderungen an die Elektronik, sondern auch an jeden Teilbereich des Systems. Produkttiefe für eine flexible große Auswahl und tiefgehende Technologiekenntnisse, lokale Präsenz, schnelle Lieferzeiten sind wichtige Punkte, die für den Gehäusehersteller sprechen. Die enge Zusammenarbeit von Projektmanagement und Kunde hat ebenfalls positive Auswirkungen: Änderungswünsche an der Serie können schnell umgesetzt sowie Feedback sofort in die laufende Serie integriert werden.

Einige Beispiele: Bei der zunehmenden Packungsdichte und Miniaturisierung, der wachsenden Performance und damit wachsenden Verlustleistung und somit entsprechend hoher Wärmeentwicklung drohen in vielen Fällen Ausfallzeiten, unnötiger Energieverlust sowie die Schädigungen oder die eklatante Lebenszeitverkürzung von Bauteilen. Entsprechend hohe Anforderungen werden an die Kühlleistung und Wärmeausleitung eines Systems gestellt. Hier können geringe Umpositionierungen oder Veränderungen von Gehäuseteilen sowie der Elektronik den entscheidenden Unterschied ausmachen. Dafür ist Engineering-Knowhow nötig, das über mechanische Gesichtspunkte hinaus geht und auch den Gesichtspunkt der leichteren Wartbarkeit nicht außer Acht lässt.

In einem konkreten Anwendungsfall war das hochleistungsfähige Motherboard mittig im Gehäuse angebracht und generierte aufgrund der hohen Prozessorleistung dort die größte Hitzeentwicklung. Man stellte das Lüfterkonzept des Industrie-PC-Gehäuses um: Die Lüfter wurden von außen in die Mitte verlagert. Was auf den ersten Blick simpel erscheint, erwies sich als durchaus zukunftsträchtige Maßnahme, denn immer schnellere Prozessoren benötigen mehr Energie – ein intelligentes Wärmemanagement und die Gruppierung der Kühlung um die „Hot Spots“ ist also extrem wichtig. Dabei wurde darauf geachtet, dass die davor angebrachten Filtermatten leicht zu erreichen und einfach zu reinigen waren (Bild 1).

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