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Bild 3: Überblick der Heitec-Kartenführungen. (Bild: Heitec)

603_Heitec_Bild_1_fuehrungsleiste1 class="caption-text">Bild 1: Typischer Aufbau eines Systems mit Frontsystem, Kartenführung, Leiterplatte und Busplatine. Heitec

Wozu werden Kartenführungen benötigt? Auf den ersten Blick lässt sich diese Frage schnell beantworten. Sie dienen dazu, ein unkompliziertes Einschieben von Leiterplatten in einen 19-Zoll-Baugruppenträger zu ermöglichen und ihnen Halt zu geben. Außerdem bieten sie die Möglichkeit zur Aufnahme von Kodierpins zur Kodierung von Steckbaugruppen, die den Einsatz von Baugruppen an nicht zulässigen Steckplätzen verhindern. Auch wenn eine Antwort rasch gefunden ist, lässt sich die Gestaltung von Kartenführungen auf vielfältige Art und Weise realisieren – was erheblichen Einfluss auf deren Eigenschaften hat.

Durch die Normen IEC 60297-3-101 und IEC 60297-3-103 sind die wichtigsten Parameter wie die Abmessungen der Schnittstellen zum Board und zum Frontsystem, die Nutbreite und die Anbringung von ESD-Kontakten vorgegeben. Trotzdem können bereits kleine Unterschiede im verwendeten Material zu einer erheblichen Verbesserung der Gleiteigenschaften einer Kartenführung beitragen. Weiterhin beeinflusst das verwendete Material Steifigkeit, Brennbarkeit sowie die Temperaturbeständigkeit. Dies zeigt auf, dass es selbst bei einem scheinbar einfachen Bauteil wie einer Kartenführung für Leiterplatten zahlreiche Unterschiede in der Ausgestaltung bei den verschiedenen Herstellern geben kann. Führungs- und Gleiteigenschaften sowie die Festigkeit lassen sich hierdurch entscheidend beeinflussen – und nicht zuletzt auch der Preis.

Andruckfedern aus Kunststoff

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Bild 2: Vergleich konstruktiver Details von Heitec-Kartenführungen mit denen auf dem Markt üblichen Ausführungen. Heitec

Unter anderem können die Nutbreiten von Kartenführungen bei verschiedenen Herstellern stark variieren, was erheblichen Einfluss auf deren Führungseigenschaften hat. Auch andere konstruktive Details wie beispielsweise die patentierten Andruckfedern der Heitec-Kartenführungen aus Kunststoff beeinflussen diese enorm. Durch diese Andruckfedern wird die Leiterplatte unabhängig von ihrer Materialstärke, die von 1,6 bis hin zu 2,7 mm variieren kann, jederzeit toleranzarm geführt. Denn die Federn pressen die Leiterplatte immer optimal gegen die durch die Norm IEC 60297-3-101 vorgegebene Referenzfläche auf der rechten Seite der Kartenführung und sorgen für eine passgenaue Kontaktierung von Leiterplattensteckverbinder und Busplatine (siehe Detail X in Bild 1). Da die Andruckfedern jeden Toleranzdruckspielraum ausgleichen, sind Kartenführungen mit verschiedenen Nutbreiten nicht erforderlich. Keine andere Kartenführung auf dem Markt verfügt über diese konstruktive Besonderheit.

Bei Kartenführungen ohne diese Andruckfedern werden die Leiterplatten und damit die zugehörigen Steckverbinder nicht toleranzarm geführt. Hier kann es leicht passieren, dass die Backplane nicht optimal kontaktiert wird, was unter Umständen zu Beschädigungen führt.

Wer bereits einmal einen Pin einer Backplane beim Einstecken der Leiterplatte verbogen hat, weiß wie ärgerlich dies ist. Um eine neue Backplane einzusetzen, muss das gesamte System demontiert werden. Das erhöht Montagezeit und Kosten.

Nicht nur die Führungseigenschaften werden durch die Andruckfedern positiv beeinflusst. Wie bereits erwähnt werden durch sie eine Vielzahl von Ausführungen mit verschiedenen Nutbreiten unnötig. Dies führt zu enormen Kostenvorteilen in der Herstellung. Kartenführungen von Heitec kosten teilweise nur halb so viel wie vergleichbare Produkte von Mitbewerbern.

Auftretende Vibrationen werden gedämpft

Eine weitere Besonderheit der Kartenführungen aus Kunststoff ist die Wölbung in der Mitte der Kartenführung. Sie sorgt für eine leichte Vorspannung in der Leiterplattenführung, wodurch die Leiterplatten auch unter enormen Belastungen, wie sie in Tests gemäß EN 50155 und IEC 61587-1 definiert sind, noch einen sehr guten Halt haben und bestens geführt werden können. Durch diese konstruktiven Details (Bild 2) werden die Leiterplatten jederzeit toleranzarm und normgerecht geführt und bei Stoß- oder Schwingbelastungen werden auftretende Vibrationen gedämpft.

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Bild 3: Überblick der Heitec-Kartenführungen. Heitec

In Zeiten immer komplexer werdender Technik spielt das Thema Kühlung beziehungsweise Ableitung von Wärme eine sehr große Rolle. Deshalb ist es wichtig, bei jedem einzelnen Bauteil eines 19-Zoll-Systems auf gute Kühlungseigenschaften zu achten – davon sind Kartenführungen natürlich nicht ausgeschlossen. Durch das gezielte Eindesignen von Belüftungsöffnungen und ein schlankes Design lässt sich der Luftdurchsatz wesentlich verbessern, wodurch auch Kartenführungen zu einer effektiveren Wärmeableitung des Gesamtsystems beitragen.

Je nach Anwendungsbereich, Größe und Gewicht der Leiterplatte sind verschiedene Kartenführungen erforderlich, die sich auch in ihren Befestigungsmöglichkeiten unterscheiden. Entsprechend der Anforderungen gibt es Kartenführungen, die verschraubt werden, und welche, die mit Haken in die Profilschiene einrasten – auch eine Kombination von beidem ist möglich. Typische Längen leiten sich von den Tiefen der Leiterplatten ab, wie sie in der Norm IEC 60297-3-101 festgelegt sind. Heitec deckt mit einem umfangreichen Portfolio an Kartenführungen (Bild 3) ein weites Anwendungsspektrum ab. Leichtere Boards können in der Regel mit Kartenführungen aus Kunststoff geführt werden. Das beginnt bei einfachen Standardanwendungen, bei denen kein ESD-Schutz und keine Kodierung erforderlich sind, in der 2-TE-Variante, ohne die Möglichkeit einen ESD-Clip anzubringen.

Kartenführungen für komplexere Anwendungen in der 4-TE-Variante sind ausgestattet mit Kammern, die unter anderem den Zentrier-Pin vom Griff des Frontsystems aufnehmen können, um statische Ladungen frühzeitig abzuleiten, mit der Option bis zu zwei ESD-Clips aufstecken zu können sowie einer zusätzlichen Möglichkeit zur Kodierung. ESD-Clips werden verwendet, um elektrostatische Ladungen von der Leiterplatte abzuleiten. Für doppelten ESD-Schutz werden sie zusätzlich zur Ableitung statischer Ladungen vom Frontsystem verwendet. Bei besonders schweren Leiterplatten empfehlen sich Kartenführungen aus Aluminium. Diese gibt es auch in einer dreiteiligen Ausführung mit Kunststoff-Mittelteil für eine isolierte Führung der Leiterplatte sowie bessere Andruck- und Führungseigenschaften durch die patentierte Heitec-Andruckfeder. Somit findet sich im Heitec-Portfolio für jede denkbare Anwendung die passende Kartenführung.

Nicole Jeroschewski

603_Heitec_Autorin_Jeroschewski Nicole
Produktmanager, Heitec EPS

(ah)

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