ICS

Bild 4: Zusätzliche Flexibilität: Die vielfältige Anschlusstechnik ist beliebig platzierbar. (Bild: Phoenix Contact)

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Bild 1: Das modulare und flexible Elektronikgehäuse ICS wurde für die IoT-Geräte von morgen konzipiert. Phoenix Contact

Erst durch den Einbau der bestückten Leiterplatte im Elektronik-Leergehäuse wird die elektronische Schaltung zum Gerät. Die eingebaute Leiterplatte wird durch das Gehäuse geschützt und kann auf die Tragschiene im Schaltschrank eingebaut werden, wo sie nach der elektrischen Verdrahtung und der Inbetriebnahme als Gerät ihre Aufgabe erfüllt. Neben dem Schutz der Elektronik und der einfachen Befestigung als Gerät auf der Tragschiene spielt die Anschlusstechnik eine wichtige Rolle. Konven­tionelle Gehäusekonzepte bieten dem Geräte­hersteller oft nur Anschlussmöglichkeiten, die sich auf Printklemmen und Grundleisten mit Steckeranschluss beschränken.

ECK-DATEN

So vielfältig wie die Anforderungen an zukunftsorientierte Automatisierungsgeräte sind die Lösungen durch das modulare Gehäuse­system ICS. Profitieren können Anwender von einem Gehäusesystem mit abgestuften Größen, variabler Anschlusstechnik und optionalen Tragschienen-Busverbindern. Die wichtigsten Funktionen auf einen Blick:

  • neue Produktfamilie für innovative IoT- und I4.0-Anwendungen
  • in der geplanten Ausbaustufe in den Gehäuse­größen mit den Breiten von 15 bis 150 mm, Höhen von 77,5 bis 167,5 mm und Tiefen von 42,5 bis 155 mm
  • Schraub- und Push-in-Anschlusstechnik
  • Codiersystem zur Verarbeitung in Wellen- und Reflow-Lötprozessen
  • erstmalig im Gehäusestandard integrierte Anschlusselemente zur Aufnahme von RJ45-, USB-, D-Sub- und Antennen-Standardanschlüssen
  • Schnellmontage durch Becherbauform und einfaches Einschieben der bestückten Leiterplatte
  • zwei Leiterplattenplätze in jedem Gehäusebecher
  • über den optionalen 8-poligen T-Bus-Tragschienenbusverbinder ist die Verbindung der einzelnen ICS-Gehäuse untereinander möglich.

Um der Leiterplatte weitere Anschlussmöglich­keiten zu erschließen, müssen zur Aufnahme der Signal- und Kommunikationsanschlüsse Ausbrüche und Ausfräsungen in das Gehäuse eingebracht werden. Aus Platz- und Geometriegründen bietet sich hier oftmals nur die Deckelfläche des Leergehäuses an. Kabel, die über einen Stecker an USB-, D-Sub- und RJ45-Buchsen angeschlossen sind, müssen dann im Bogen in die hinten liegenden Kabelkanäle geführt werden.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Die Anforderungen an ein Elektronik-Leergehäuse richten sich auch nach der jeweiligen Applikation – von der Prozess-, Fabrik- und Gebäudeautomati­sierung über die Steuerungs- und Regelungs­technik bis hin zu Power Supply- und Safety-Anwendungen. Design und Farbgebung fließen in eine Entschei­dung für ein Gehäuse genauso mit ein wie technische Anforderungen – etwa die einbaubare Leiterplattenfläche und die Funktionalität der Anschlusstechnik. Auch Handhabungs- und Montagefreundlichkeit spielen eine Rolle.

Mit der Gehäusegeneration ME hatte Phoenix Contact Mitte der neunziger Jahre ein kompaktes modulares Elektronikgehäuse in Becherform in Baubreiten von 12,5 bis 90 mm auf den Markt gebracht. Auf dieser Basis wurde 15 Jahre später das Gehäuse ME-Max vorgestellt. Dabei wurde das Gehäuse nicht als Becher, sondern als modulares, seitlich anreihbares Gehäuse konzipiert, bei dem die Leiterplatte mit der Anschlusstechnik seit­lich in die linke Gehäusehälfte eingelegt und mit dem rechten Seitenteil zum Gesamtgehäuse verschlossen wird. Um auch neu entwickelten Schaltungen und Geräten eine zeitgemäße „Verpackung“ mit neuem Anschlusskonzept zu bieten, präsentiert Phoenix Contact jetzt das Industrial Case System – kurz ICS.

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Bild 2: Gehäusesystem ICS: Abgestufte Größen, variable Anschlusstechnik und optionale achtpolige Busverbinder bieten viel Flexibilität. Phoenix Contact

Neben mehrpoligen codierbaren Steckeranschlüssen kann die Leiterplatte des ICS-Gehäuses auch mit standardisierten Gehäuseelementen für integrierte Kommunikationsanschlüsse bestückt werden – wie etwa RJ45 und USB für Industrie 4.0-Anwendungen oder D-Sub- und Antennenanschlüsse. Über eine neuartige Einschubtechnik wird die bestückte Leiterplatte einfach und schnell in das Gehäuse eingeschoben und verrastet.

Ausgehend von gängigen Gehäusebreiten mit 22,5 mm bietet das ICS-Gehäuse mit der neuen Breiten­abstufung in der Basisbreite mit 25 mm jetzt genügend Platz, um auch Relais, Elektrolyt-Kondensatoren oder andere hochbauende Komponenten auf der Leiterplatte anordnen zu können. Die Ausführung mit 20 mm ermöglicht eine größere Gehäusedichte auf der Tragschiene. In weiteren Varianten werden im Laufe des Jahres Gehäuse in den Breiten mit 15, 40 und 50 mm hinzukommen. Die Höhen und Tiefen des Gehäuses orientieren sich im Bereich von 77 bis 132 mm am Bauraum im Schalt­schrank. Auch die Höhen und Tiefen werden ausgebaut. Das ICS-Gehäuse mit der eingeschobenen Leiterplatte wird mit einem geschlossenen Gehäusedeckel oder mit transparentem Klappdeckel über eine wieder lösbare Verrastung verschlossen (Bild 2).

 

Auf der nächsten Seite sind frei positionierbare Kommunikationsanschlüsse und ein 8-poliger Tragschienenbus Thema.

Frei positionierbare Kommunikationsanschlüsse

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Bild 3: Vielfältige Anschlusstechnik: Neben RJ45-, D-Sub-, USB- und Antennenanschluss erhöhen auch berührungssichere Steckergrundleisten und ein 8-poliger Busverbinder die Einsatzmöglichkeiten. Phoenix Contact

Mit der Möglichkeit, auch zwei Leiterplatten in ein Gehäuse mit einer Basisbreite von 20 oder 25 mm einsetzen zu können, eröffnet das ICS-Gehäuse neue Perspektiven. Denn damit kann die bestück­bare Leiterplattenfläche von circa 10.000 auf 20.000 mm² in einem ICS-Gehäuse mit Standard­abmessungen – 100 mm Höhe und 110 mm Tiefe – verdoppelt werden. Zur Tragschiene hin kann die Leiterplatte mit einem Funktionserdkontakt (FE) sowie mit Kontakten zum 8-poligen Tragschienen­busverbinder T-Bus 8 ausgeführt werden (Bild 3).

Das ICS-Anschlusskonzept basiert auf einer neuen Gehäusephilosophie: Neben mehrpoligen Grund­leisten, die über die zugehörigen Stecker miteinander kodiert werden, können Kommunika­tionsanschlüsse wie RJ45-, USB-, D-Sub- oder Antennenanschlüsse mittels Blenden – sogenannter Filler – mit Funktionsausschnitten frei auf der Leiterplattenseite positioniert und in jeder beliebigen Position und Gehäuseetage bestückt in das Gehäuse eingeschoben werden. Aufwendige Fräsarbeiten oder nachträgliche Bearbeitungen für die Ausschnitte solcher Anschlusstechniken entfallen dann.

Die Kabelabgänge dieser Anschlüsse befinden sich nicht mehr auf der Gehäusedeckelseite, sondern sind beim ICS-Konzept an der Gehäuseseite angeordnet. Somit befinden sie sich in unmittel­barer Nähe zum Kabelkanal und zur Tragschiene, wo auch die übrigen Stecker der Einzeladern zum Gehäuse geführt werden. Die Kabel gelangen dann ohne aufwendige Kabelschleifen oder -knicke direkt in den darüber- oder darunterliegenden Kabelkanal. Der Gehäusedeckel kann auch weiterhin für eine kopfseitige Parametrier- oder Konfigu­rationsschnittstelle mit einem USB-Ausschnitt oder ähnlichem ausgeführt werden (Bild 4).

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Bild 4: Zusätzliche Flexibilität: Die vielfältige Anschlusstechnik ist beliebig platzierbar. Phoenix Contact

8-poliger Tragschienenbus

Auch das Tragschienenbuskonzept wurde erweitert. Durch das Rastermaß der Kontaktabstände von 2,54 mm kann das neue Tragschienenbus-Element T-Bus 8 jetzt acht Leiterplattenkontakte aufnehmen: entweder acht parallele Kontakte oder eine Kombination aus parallelen und maximal zwei seriellen. Da es sich bei diesem T-Bus techno­logisch um das gleiche Prinzip- und Steckgesicht wie beim Frontanschlussgehäuse ME-IO handelt, können beide Systeme kombiniert werden. Zudem haben Tests ergeben, dass der Achterbus für Kommunikationsfrequenzen von bis zu 100 MHz eingesetzt werden kann.

Individualisiert wird das Gehäuse schon durch die Farbgebung – zahlreiche Standardfarben stehen zur Auswahl. Gehäuse, Deckel, Anschlusstechnik und Blenden können – in geschlossener Ausführung oder mit Funktionsausschnitten – auch mit verschie­denen Farben zusammengestellt werden. Individu­elle Bedruckungen an unterschiedlichen Positionen sind ebenso möglich wie die Bearbeitung für Bohrungen, Ausschnitte und Durchbrüche.

Industrie 4.0 und Online-Konfiguration für ICS

Über einen Online-Selektor und -Konfigurator kann das Elektronikgehäuse ICS in wenigen Schritten im Internet nach individuellen Kundenanforderungen zusammengestellt werden. Die nutzerfreundliche Auswahl und Konfiguration aller Einzelkomponenten mit Drag-and-Drop ist auch auf mobilen Endgeräten kein Problem. Über ein Auswahlmenü wird zunächst die Gehäusegröße mit Farbvarianten und zugehörigen Gehäusedeckel in geschlossener Ausführung oder mit transparentem Klappdeckel ausgewählt. Dann wird die Anschlusstechnik gewählt: Steckergrundleiste mit kodierbaren Steckern mit Push-in- oder Schraubanschluss, T-Bus-8-System mit parallelen und seriellen Kontakten sowie FE-Kontakt. Zu guter Letzt kommen die Kommunikationsanschlüsse, die auf einer oder zwei Leiterplatten je Gehäusebasisbreite positioniert werden.

Bei jeder Auswahl wird das Gehäuse detailliert auf dem Bildschirm dargestellt. Zum Schluss steht das Leiterplatten-Layout als 3D-Datei in einem wählbaren Dateiformat zum Download zur Verfügung. Die Konfiguration kann auch in Zwischenschritten gespeichert und später aufgerufen und fortgesetzt werden. Abschließend können die Einzelkomponenten in eine Stückliste exportiert und zur Bestellung in den Warenkorb übertragen werden.

Joachim Gräfer

(Bild: Phoenix Contact)
Produkt-Marketing Electronics Enclosures, Device Connector Solutions, Phoenix Contact

(jj)

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