Die richtige Wahl bei Tragschienengehäusen aus Aluminium treffen

Ein Gehäuse für Elektronik muss unterschiedlichen Anforderungen genügen. Der Anwendungsort spielt hier ebenso eine Rolle wie die Art der Anwendung selbst. Die Größe der Elektronik ist ein weiteres Kriterium, das bei der Gehäuseauswahl berücksichtigt werden muss. Ein Verteilerschrank mit modularer Bestückung ist ebenso eine Option für die Unterbringung

Bild 1: Eine Befestigungsklammer aus Aluminium. Fischer Elektronik

Bild 2: Unterschiedliche Hutschienengehäuse aus Aluminium. Fischer Elektronik

der Elektronik wie ein Tisch-, Wand- oder Pultgehäuse. Soll die Elektronik leicht montiert werden, bietet sich eine Tragschiene an. Neben der einfachen Montage entfällt hier zudem die direkte Befestigung an der Wand. Des Weiteren ist ein Austausch oder eine Wartung mit dieser Methode problemlos möglich.

Unterschiedliche Ausführungen von Tragschienen sind in der DIN EN 60715 zu finden. Eine häufig eingesetzte Tragschiene ist die sogenannte Hutschiene, welche ihren Namen durch die Ähnlichkeit des Profilquerschnitts mit einem Hut bekommen hat. Die größere Variante besitzt an die Wand geschraubt eine für die Tragschienengehäuse relevante Breite von 35 mm und ist in der Norm unter der Bezeichnung TH 35 zu finden. Die Höhe des „Hutes“ beträgt entweder 7,5 oder 15 mm, wobei sich die Höhere der beiden Tragschienen durch ihre höhere Steifigkeit für größere Traglasten eignet. Die Materialstärke der Tragschienen beträgt 1, 1,5 und 2,3 mm, was bei der Wahl eines Gehäuses für die Hutschiene unbedingt beachtet werden muss.

Üblicherweise werden als Tragschienengehäuse unterschiedliche Arten von Kunststoffgehäusen eingesetzt. Eine hochwertige Alternative dazu sind Gehäuse aus Aluminium, welche robust und im Vergleich zu Kunststoffgehäusen nicht brennbar sind. Durch eine elektrisch leitende transparente Passivierung der Oberfläche eignet sich das Aluminium auch bei Anwendungen, bei denen es auf elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ankommt. Neben der elektrischen Leitfähigkeit bietet die transparente Passivierung zudem einen Oxidationsschutz.

Eloxalschicht sorgt für kratzfeste und robuste Oberfläche

Eine andere Art der Oberflächenbehandlung ist das Eloxieren, durch welches die Oberfläche eine definierte und genau bestimmte Oxidschicht bekommt. Die so entstandene Eloxalschicht sorgt für eine kratzfeste und robuste Oberfläche. Eine Lackierung besitzt den gleichen technischen Nutzen, erzeugt jedoch ein anderes Aussehen und eine andere Haptik. Zusätzlich spiel der IP-Schutz eine wichtige Rolle, welcher den Schutz der im Gehäuse eingeschlossenen Elektronik gegen Fremdkörper, Berührung und Wasser beschreibt. Eine mögliche Entwärmung der Elektronik kann eine weitere Anforderung an das optimale Gehäuse sein.

Hier kommt ein weiterer Vorteil von Aluminium zum Tragen. Es besitzt im Gegensatz zu Kunststoff eine höhere Wärmeleitfähigkeit und kann somit effizient Wärme aus dem Gehäuseinneren an die Umgebung abführen. Wärmeableitgehäuse mit integriertem Kühlkörper eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen Gehäuse keine Lüftungsschlitze oder ähnliche Öffnungen besitzen dürfen. Sie können durch die vergrößerte Oberfläche mehr Wärme an die Umgebung abführen. Je nach Hersteller gibt es Daten zum Wärmewiderstand dieser Gehäuse, sodass sich die Entwärmung der Elektronik verlässlich planen lässt.

Aluminiumgehäuse für die Hutschiene gibt es in individuellen Größen, welche neben den genormten Tragschienengehäusen auch kundenspezifische Dimensionen zulassen.

Befestigungsmöglichkeiten an einer Hutschiene

Für Aluminiumgehäuse gibt es unterschiedliche Möglichkeiten für die Befestigung an einer Tragschiene. Eine Möglichkeit sind die unterschiedlichen Arten von Hutschienenklammern, welche am Gehäuse befestigt werden können. Durch ihre Funktion ermöglichen sie dem Gehäuse einen sicheren Halt an allen Hutschienen mit der Bezeichnung TH 35. Hutschienenklammern mit Verriegelungen werden bei dynamischen Belastungen eingesetzt. Die Verriegelungen können bei Bedarf unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs entriegelt und von der Hutschiene gelöst werden.

Halteklammern aus stranggepressten Aluminiumprofilen (Bild 1) besitzen eine spezielle Geometrie, welche sich für die drei unterschiedlichen Materialstärken der Hutschiene TH 35 eignet. Damit die Halteklammer aus Aluminium sicher an der Hutschiene fixiert ist und sich nicht wieder löst, ist eine Haltefeder aus Stahldraht eingebracht. Durch die Haltefeder wird die Halteklammer inklusive Gehäuse einerseits an der Hutschiene festgeklemmt und ermöglicht andererseits, durch das Komprimieren der Feder, im Nachhinein ein leichtes Lösen des Gehäuses von der Hutschiene.

Halteklammern werden zumeist mittels Schraubverbindung am Gehäuse angebracht. Sie lassen sich an jeder Gehäusewand befestigen und ermöglichen es, die passende Ausrichtung des Gehäuses zu bestimmen. So lässt sich durch den Einsatz von Halteklammern in Kombination mit verschiedenen Gehäusen der verfügbare Raum optimal nutzen. Besonders eignen sich die Halteklammern für Gehäuse mit kundenspezifischen Dimensionen, die sonst nicht an einer Hutschiene montiert werden können. Eine ideale Lösung stellen zum Beispiel größenvariable Gehäuse aus Aluminiumblech dar, wo sich alle drei Dimensionen frei wählen lassen.

Bestmögliche Entwärmung

Darüber hinaus sind Halteklammern bei einer Entwärmung der Elektronik über ein Wärmeableitgehäuse von Nutzen, denn für die bestmögliche Entwärmung ist eine bestimmte Ausrichtung des Kühlkörpers erforderlich. Eine optimale Entwärmung über den Kühlkörper findet nur dann statt, wenn die Rippen an den Seiten des Gehäuses vertikal ausgerichtet sind. So wird ein ungehindertes Aufsteigen der Luft entlang der Rippen gewährleistet. Kann der Kühlkörper nicht in dieser Ausrichtung platziert werden, empfiehlt sich eine Positionierung an der Oberseite des Gehäuses.

Neben der am Gehäuse angeschraubten Halteklammer gibt es noch weitere Möglichkeiten, die Montage eines Gehäuses an einer Hutschiene zu realisieren. So kann die Geometrie der Aluminiumhalteklammer direkt in stranggepresste Gehäuseprofile integriert werden. Gehäuse aus stranggepressten Aluminiumprofilen besitzen eine flexible Länge: Sie lassen sich je nach Kundenwunsch auf ein definiertes Maß zuschneiden. Die Geometrie der Halteklammer lässt sich außerdem in stranggepresste Deckelplattenprofile integrieren, welche mithilfe der spanenden Fertigungsverfahren auf die genaue Form des Gehäuses angepasst werden. In Bild 2 sind unterschiedliche Hutschienengehäuse aus Aluminium zu sehen.

Individualisierte Lösungen

Die unterschiedlichen Anwendungsgebiete der Elektronik erfordern oftmals individuell gestaltete Gehäuse. Nicht nur die Deckelplatten können mechanisch bearbeitet werden, auch bei den Gehäuseprofilen besteht diese Möglichkeit. Neben den gefrästen Ausbrüchen in den Profilen oder gestanzten Ausbrüchen in den Deckelplatten lässt sich die Oberfläche der Gehäuse durch Schleifen oder Strahlen gestalten. So erhalten die Gehäuse, besonders in Kombination mit dem Eloxieren, ein hochwertiges und ansprechendes Äußeres.

Neben der mechanischen Bearbeitung haben viele Gehäuse einen technischen Nutzen, der sich dem Anwender erschließen muss. Beschriftungen und Kennzeichnungen werden zu diesem Zweck genutzt. Sie transportieren die gewünschten Informationen zur Anwendung der Elektronik. Eine Bedruckung oder Laserbeschriftung der Gehäuseprofile und Deckelplatten bietet sich hier an.

Übliche Druckverfahren sind der Siebdruck, der Tampondruck sowie unterschiedliche Arten des Digitaldrucks, welcher unter anderem als Untereloxaldruck aber auch als UV-Druckverfahren existiert. Sie alle haben unterschiedliche Vorteile, welche je nach Einsatzgebiet und Kosten vom Kunden berücksichtigt werden müssen. Die digitalen Druckmethoden bieten die Möglichkeit, selbst Bilder oder Logos mit Farbverläufen zu erstellen. Die Laserbeschriftung ist besonders robust und wirkt auf dunklem Grund hell und auf hellem Grund dunkel.

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