Auswahl von Gehäusen zum Schutz von Elektronik im Innen- und Außenbereich

Obwohl sich die Innenseite von Systemen verändern kann, müssen elektronische Platinen (PC-Boards) von außen vor Umwelteinflüssen wie Hitze, Kälte, Licht, Wasser, Staub, Feuchtigkeit und Chemikalien geschützt werden. Sie müssen auch mechanisch isoliert werden, um sie vor Manipulationen zu schützen und Stromschläge und Kurzschlüsse zu vermeiden. In einigen Fällen müssen sie außerdem gegen Stöße und Vibrationen isoliert werden. Darüber hinaus müssen Gehäuse auch gegen elektrische und magnetische Felder und elektronische Störungen schützen. Schließlich müssen elektronische Leiterplatten vor katastrophalen Ereignissen wie Bränden und Überschwemmungen geschützt werden.

Unternehmen können zwar ihre eigenen Gehäuse bauen, aber das ist zeitaufwändig und führt nicht zu optimalen Ergebnissen. Die Lösung ist der Kauf von Standardgehäusen von einem seriösen Anbieter mit einer breiten Palette von Optionen in Bezug auf Materialien, Größen, Montage und Abdichtung.

In diesem Artikel werden die Kriterien für die Auswahl von Kunststoffgehäusen für den Innen- und Außenbereich erörtert. Er verwendet Beispiele von Hammond Manufacturing und konzentriert sich auf die Auswahl von Konstruktionen mit geeigneten Dichtungs- und flammhemmenden Eigenschaften.

Auswahl eines Elektronikgehäuses

Vor der Auswahl eines Gehäuses müssen der Standort und die Umgebung des Geräts festgelegt werden. Soll es im Innen- oder Außenbereich montiert werden? Soll es an einer Wand, einem Mast oder einem Arbeitstisch befestigt werden? Muss es wasserdicht, korrosionsbeständig, staubdicht, sonnenbeständig oder flammfest sein? Handelt es sich bei der montierten Unterbaugruppe um eine Leiterplatte oder ein DIN-Schienenmodul? Die Auswahl kann erst beginnen, wenn diese Fragen beantwortet sind.

Kleine Elektronikgehäuse sind in einer Vielzahl von Materialien erhältlich. Hammond Manufacturing entwirft und fertigt kleine Elektronikgehäuse aus Stahl, Edelstahl, Aluminiumblech und -druckguss, ABS-Kunststoff und Polycarbonat. Sie sind in einer Vielzahl von Größen und geometrischen Konfigurationen erhältlich. In den letzten Jahren haben Kunststoffgehäuse vor allem wegen ihrer geringeren Kosten und ihres geringeren Gewichts bei gleichzeitiger Verbesserung des Umweltschutzes an Bedeutung gewonnen.

Kunststoffgehäuse

Die Serie 1555F von Hammond Manufacturing (Abbildung 1) ist ein Beispiel für eine Reihe von wasserdichten Kunststoffgehäusen, die für die Verwendung in rauen Umgebungen ausgelegt sind. Sie bestehen entweder aus ABS-Kunststoff oder aus Polycarbonat, sind für die Wandmontage vorgesehen und verfügen über einen integrierten Montageflansch, Montagevorsprünge und eine Dichtung.

Abbildung 1: Die Abbildung zeigt die wichtigsten strukturellen Merkmale eines Gehäuses der Serie 1555F von Hammond Manufacturing. (Bildquelle: Hammond Manufacturing)

Die Serie 1555F umfasst viele der üblichen Merkmale der Kunststoffgehäuse von Hammond Manufacturing, einschließlich einer glatten, geformten Oberfläche, die zur Aufnahme eines Etiketts oder einer Folientastatur vertieft ist. Alle verfügen über integrierte Nasen zur Befestigung von Leiterplatten, einige auch über Halterungen für DIN-Schienenmodule. Diese Module sind über ein Nut-Zunge-System versiegelt, das eine austauschbare, hochtemperaturbeständige, UL-gelistete Silikondichtung aufnimmt. Nut-Zunge-Systeme halten die Dichtung und bieten eine bessere Abdichtung als die einfache Überlappungsdichtung, die bei Druckgussgehäusen verwendet wird. Die gesamte Hardware besteht aus korrosionsbeständigem Material, wie Edelstahl oder Messing. Die Schrauben und die Dichtung des Deckels werden mitgeliefert und sind selbstsichernd, um ein Verlieren zu verhindern.

Ersatzhardware und Dichtungen sind ebenfalls erhältlich. Die Gehäuse der Serie sind standardmäßig in Hellgrau (RAL-7035) mit einer leicht zu reinigenden, satinierten Oberfläche ausgeführt, mit Ausnahme der Tastaturaussparung, die glatt ist. Der eingegossene Montageflansch ist ein Merkmal der Serie 1555F. Zum Zubehör aller Produkte gehören verzinkte Montageplatten aus Stahl zur Befestigung schwerer Leiterplatten. Die Metallplatte dient auch als Basis für interne Abschirmungen zur Unterdrückung elektromagnetischer Störungen (EMI). Zu den Optionen für die Zugangskontrolle gehören Entlüftungsöffnungen, Druckausgleichsstopfen, flüssigkeitsdichte Zugentlastungen und regendichte Lüfter. Diese ermöglichen den Zugang zu Kabeln und den Druckausgleich, ohne die Wasserdichtigkeit des Gehäuses zu beeinträchtigen.

Die ABS-Modelle werden nur für die Verwendung in Innenräumen empfohlen. Sie bieten die Schutzart IP66, d. h. sie sind vollständig gegen Staub und vorübergehende Wassereinbrüche geschützt. Polycarbonat-Gehäuse sind UV-stabilisiert und können sowohl im Innen- als auch im Außenbereich verwendet werden. Sie bieten die Schutzklasse IP68, d. h. sie sind gegen Staub und vollständiges Untertauchen in Wasser geschützt. Sie sind UL-zertifiziert (sowohl cUL- als auch UL508A-gelistet) und bieten eine Einstufung der Entflammbarkeit von UL94 5VA. Sie sind für die NEMA-Typen 4, 4X, 6, 6P, 12 und 13 ausgelegt.

Die Serie umfasst 23 verschiedene Größen für jedes Material von 65 Millimeter [mm] (2,56 Zoll [in.]) in der Länge, 65 mm (2,56 in.) in der Breite und 42,4 mm (1,67 in.) in der Höhe bis zu 240 mm (9,45 in.) in der Länge, 161 mm (6,34 in.) in der Breite und 61 mm (2,40 in.) in der Höhe.

Das Gehäuse 1555H2F42GY von Hammond Manufacturing (Abbildung 2) ist ein Beispiel für ein Gehäuse der Serie 1555F. Es handelt sich um eine geflanschte Polycarbonatbox mit den Maßen 180 mm (7,086 in.) Länge, 120 mm (4,723 in.) Breite und 62 mm (2,441 in.) Höhe.

Abbildung 2: Das 1555H2F42GY von Hammond Manufacturing ist ein wasserdichtes Polycarbonat-Gehäuse mit Schutzklasse IP68. (Bildquelle: Hammond Manufacturing)

Dies ist ein mittelgroßes Gehäuse für die Wandmontage. Es hat vier runde Befestigungslöcher auf dem Flansch für eine dauerhafte Montage und zwei Schlüssellochöffnungen für eine schnelle Montage und Demontage. Vier M4-Schrauben aus rostfreiem Stahl werden mit Edelstahleinsätzen verbunden, um die Box am Sockel zu befestigen. Die Schrauben und Einsätze des Deckels befinden sich außerhalb des Dichtungsumfangs, um eine einwandfreie Abdichtung zu gewährleisten.

Die Serie 1557 (Abbildung 3) ist wasserdicht und bietet verschiedene Montagemöglichkeiten. Sie ist in ABS-Kunststoff und Polycarbonat erhältlich, beide in schwarzer oder grauer Ausführung. Die Materialien entsprechen den gleichen Standards wie die der Serie 1555F. Mit seinen abgerundeten Ecken bietet die Serie ein modernes Aussehen und ist gleichzeitig staub- und wasserdicht.

Abbildung 3: Die Serie 1557 ist in schwarzer oder grauer Ausführung sowohl aus ABS als auch aus Polycarbonat erhältlich und bietet zahlreiche Montageoptionen. (Bildquelle: Hammond Manufacturing)

Diese Gehäuse sind in acht verschiedenen Größen mit quadratischem Querschnitt von 80 mm x 80 mm bis 200 mm x 200 mm mit einer Höhe von 45 mm, 60 mm oder 70 mm erhältlich.

Die Serie 1557 lässt sich an der Wand, auf dem Tisch oder optional an einem Mast befestigen (Abbildung 4).

Abbildung 4: Zu den Montageoptionen für die Serie 1557 gehören zwei Wandhalterungen, eine Tischhalterung und eine Masthalterung. (Bildquelle: Hammond Manufacturing)

Das 1557DBK aus der Serie 1557 misst 120 mm (4,724 in.) mal 120 mm (4,724 in.) mal 45 mm (1,772 in.) und besteht aus schwarzem ABS-Kunststoff. Das 1557DBK ist für die Verwendung in Innenräumen vorgesehen und bietet die Schutzart IP66. Zu den verfügbaren Optionen für diese Serie gehören eine Mastbefestigung, eine innere Montageplatte aus Aluminium, flüssigkeitsdichte Kabelklemmen, ein Entlüftungssatz und Druckausgleichsstopfen. Ersatzdichtungen, Deckelschrauben, Befestigungsschrauben und Gummifüße sind ebenfalls erhältlich.

Die Serien 1554 und 1555 sind Allzweckgehäuse aus ABS-Kunststoff oder Polycarbonat. Für jedes Material gelten die gleichen Normen wie bei den zuvor besprochenen Gehäusen. Jede Serie bietet 32 verschiedene Größen. Die Größe der Boxen variiert von 66 mm (2,6 in.) mal 66 mm (2,6 in.) mal 40 mm (1,6 in.) bis 300 mm (11,81 in.) mal 240 mm (9,45 in.) mal 120 mm (4,72 in.). Die Querschnitte sind entweder quadratisch oder rechteckig.

Der Hauptunterschied zwischen den Baureihen besteht darin, dass die Serie 1555 (Abbildung 5, links) eine vertiefte Abdeckung für die Montage von Etiketten oder Tastaturen verwendet, während die Serie 1554 (Abbildung 5, rechts) eine flache Abdeckung hat.

Abbildung 5: Die Serie 1555 (links) verfügt über eine vertiefte Abdeckung zur Aufnahme von Etiketten oder Folientastaturen, während die Serie 1554 (rechts) eine flache Abdeckung hat. (Bildquelle: Hammond Manufacturing)

Die Polycarbonat-Versionen der Serie 1554 sind mit undurchsichtigen grauen Abdeckungen, transparenten oder durchscheinenden Rauchglasabdeckungen erhältlich. Die ABS-Gehäusedeckel sind nur in undurchsichtigem Grau erhältlich. Die transparenten und durchscheinenden Abdeckungen sind hilfreich, um die internen Indikatoren und Anzeigen zu sehen.

Zu den Optionen für die Serien 1554 und 1555 gehören Innenwände aus verzinktem Stahl der Stärke 16. Zu den weiteren Optionen gehören ein Entlüftungssatz, ein Druckausgleichsstopfen, Lochstopfen, ein kleiner regensicherer Lüfter, flüssigkeitsdichte Kabelverschraubungen und ein Mastbefestigungssatz. Zu den austauschbaren Teilen gehören Ersatzdichtungen sowie Befestigungs- und Deckelschrauben.

Ein Beispiel für die Serie 1554 ist das Modell 1554CGY. Es handelt sich um ein ABS-Gehäuse mit den Abmessungen von 120 mm (4,724 in.) mal 65 mm (2,559 in.) mal 40 mm (1,575 in.).

Das 1555HGY ist ein Beispiel aus der Serie 1555. Es handelt sich um ein ABS-Gehäuse mit den Abmessungen von 180 mm (7,087 in.) mal 120 mm (4,724 in.) mal 60 mm (2,362 in.).

Fazit

Hammond Manufacturing bietet eine große Auswahl an Standardgehäusen in einer Reihe von Materialien und eine noch umfangreichere Auswahl an Größen. Diese Gehäuse verfügen über Montagevorsprünge für Leiterplatten oder DIN-Module, interne Metallplatten, Zugangsöffnungen und flexible Montageoptionen. Diese Vielfalt ermöglicht es, verschiedenen Dichtungs- und Montageoptionen zu wählen, um alle Anforderungen zu erfüllen.