Sturm- und regenfest dank mobilem Gehäusesystem
Damit Mensch und Tier nicht durch technisch erzeugte elektromagnetische Wellen gefährdet werden, sind objektive Messwerte vonnöten, die in Form von elektrischen Feldprofilen über alle technisch relevanten Frequenzbereiche hinweg erstellt werden. Der EMF-Monitor von Rohde & Schwarz ist als Messgerät dazu prädestiniert und wird von der Bundesnetzagentur eingesetzt. Es widersteht sogar Stürmen, und das ausgeklügelte Raum-Management zur Aufnahme der Elektronik und vielfältiger Antennen verdankt das Messsystem einem mobilen Gehäusesystem namens S2000.
Analysiert man den Markt für transportable Gehäuse, so stellt man fest, dass sich praktisch kein renommierter Anbieter auf dieses Sondergebiet des Packaging spezialisiert hat. Selbstverständlich findet man bei fast allen Zubehörteile: Aufstellfüße, Griffe, Tragebügel etc. Diese dienen jedoch der Erweiterung eines bereits bestehenden Gehäuse-Standardprogramms. Ein ausgeklügeltes Baukastensystem jedoch, das sich voll und ganz auf die besonderen Herausforderungen mobiler Anwendungen konzentriert und darauf aufbauend flexible Antworten gibt, ist eher nicht zu finden. Auch die Geräte- und Präsentationskoffer aus Kunststoff bilden dabei keine Ausnahme, was sich oft schon in den sehr einfachen Beschlagteilen widerspiegelt.
Spezialisiert auf mobile Anwendungen
Santox aus dem Hause Föhrenbach Analytics GmbH versteht sich als Experte, wenn es darum geht, Geräte und Systeme fit für den mobilen Einsatz zu machen. Das Unternehmen fokussiert sich seit jeher auf mobile Applikationen und bietet für dieses Einsatzfeld sowohl Aluminiumgehäuse der Serie S2000 als auch die in Vakuum-Tiefziehtechnik hergestellten Kunststoffgehäuse der Baureihe S6000 an.
Meister aller Klimazonen
„Wir brauchen Ihre Hilfe“, so in etwa lautete das erste Telefonat des Kunden Rohde & Schwarz. Beim vereinbarten Beratungsgespräch in München wurde schnell klar, dass für einen EMF-Monitor zur Messung von elektromagnetischen Wellen („Elektrosmog“) als mobile Gehäuselösung die Serie Santox S2000 geeignet ist, denn diese Baureihe zeichnet sich durch den durchgängig modularen, flexiblen und fein abstufbaren Aufbau aus stabilen doppelwandigen Aluminiumprofilen aus. Das gemeinsam skizzierte Pflichtenheft verlangte:
- Sehr robuste und stabile Gehäuse für den Einsatz im Freien – von der Nordseeküste bis hoch hinauf auf die Zugspitze.
- Klimatisierung für die eingebaute Elektronik (Heizung und Kühlung).
- Abschließbar gegen äußere Manipulation.
- Hohe Mobilität, da das Gerät auch an schwer zugängliche Einsatzorte transportiert werden muss.
- Leichte Zerlegbarkeit (Trennung von Radom und Elektronikgehäuse) bei dennoch sehr sicherer elektrischer Verbindung dieser beiden Module.
- Höchste Standfestigkeit bis zur Sturmstärke – bei dennoch hoher Bodenfreiheit, damit das Gerät nicht in Wasserlachen oder Schneewehen untergeht.
Damit waren für die Santox-Konstruktionsabteilung in Löffingen-Unadingen die Aufgaben umrissen. Wie aus den genannten Pflichtvorgaben ersichtlich ist, stehen sich einige der zu verwirklichenden Punkte nahezu diametral gegenüber. Aber die Aufgabenstellung ließ sich, wie die fertige Lösung zeigen wird, gut realisieren.
Für das Wärme-Management (Einsatzort: Zugspitze) wurde das gesamte Gehäuse mit einem nach Maß gefertigten, geschlossenzelligen PE-Schaum isoliert, der gleichzeitig auch alle Kanäle für die Heizung und Kühlung (Einsatzort: heiße Flachdächer in Innenstädten) enthält. Heizung und Gebläse wurden platziert, wobei das Gehäuse zwar offen für Zu- und Abluft sein muss – dabei aber geschützt gegen „waagrecht fallenden“ Regen. Sehr solide Kabeldurchführungen an der Unterseite des Gehäuses für Netz- und zusätzliche Messleitungen, doppelte Abdeckung und Verschraubung der Verkleidung sowie solide Edelstahlbeschläge sind weitere Attribute für die Wetterfestigkeit. Für das sichere Stehen der mit Radom immerhin mannshohen Applikation sorgen klappbare X-Füße (Bild 1).
Eine besondere Herausforderung waren die Konstruktion und Fertigung des abnehmbaren Radoms, der auf dem Messgehäuse „reitet“ und ebenfalls keine Schwachstelle für die Schlechtwetterfestigkeit des Gesamtmonitors darstellen durfte. Für höchste Empfangsempfindlichkeit musste für diesen ein spezieller Kunststoff (PVC MZ) verwendet werden. Untergebracht sind darin alle Antennen und Sensoren für Temperatur- und Feuchtemessung, GPS-Empfang zur exakten Ortsbestimmung des Gerätes, Funkfernbedienung und Datentransfer sowie alle elektromagnetischen Emissionen im spezifizierten Bereich. Selbstredend, dass diese Konstruktion ebenfalls bei Santox erfolgte – wohingegen man für die Integration von Industrie-PC, Heizung, Lüftung und Messgerät mit einem Netzwerkpartner kooperierte.
Da Transport und raue Umgebung auf Geräten über Jahre hinweg Spuren und auch Beschädigungen hinterlassen, bietet der Gehäusehersteller für den EMF-Monitor auch einen lebenslangen Reparaturservice an.
Funktion des EMF-Monitors
Konventionelle „Elektro-Smog“-Messungen an einem vordefinierten Ort zeigen jeweils nur die augenblickliche Situation an. Eine Signalbewertung ist dabei auch deshalb schwierig, weil manche Funksignale nur jeweils für sehr kurze Zeiten gesendet werden. Ein realistisches Bild der Gegebenheiten erhält man dagegen, wenn automatisierte Messungen über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden. Sinnvoll kann es dazu sein, die Messungen nicht nur an einem Punkt, sondern über eine Rasterfläche zu verteilen, weil sich schon wenige hundert Meter entfernt signifikant andere Verhältnisse ergeben können. Bei den Messungen sind alle technisch relevanten Frequenzen kontinuierlich zu überwachen. Nur durch ein derart automatisiertes Verfahren erhält man beides: Kurz- und Langzeitverteilung der Funkstrahlung.
Der mobile EMF-Monitor von R&S ist als leicht transportables Gerät aufgebaut. Elektromagnetische Emissionen werden von 9 kHz bis hinauf zu 3 GHz gemessen. Der weite Dynamikbereich erfasst dabei sowohl schwache wie starke Signale, unabhängig von deren Polarisation und davon, ob es sich um analoge, getaktete digitale oder Radarsignale handelt. Die Messergebnisse werden automatisch an einen Server übermittelt.
Gehäuse und vieles andere mehr
Für die Realisierung des Projekts EMF-Monitor – in dem seitens Santox mehr als drei Mannmonate Konstruktionsleistungen stecken – gab es vom Kunden Rohde & Schwarz uneingeschränkte Anerkennung. Doch über die optimale Gehäuselösung hinaus fließen beim Mechanikhersteller viele zusätzliche Leistungen in die Projekte mit ein. Beispielsweise sind dies mechanische Bearbeitungen aller Art, Beschriftung, elektrischer Ausbau, Funktionsprüfung, Rechnerintegration, Beschaffung und Überwachung aller Bauteile eines Komplettsystems, 2D- und 3D-Konstruktion mit Exportfunktion, Herstellung von Kunststoff-Tiefziehteilen und von maßgeschneiderten PE-Schaumstoffteilen, das Wärme-Management der Elektronik u.v.a.m. Bei dem aktuellen Projekt haben die Gehäusekonstrukteure zudem technisches Neuland betreten, indem sie auch das Radom entwarfen, das die vielfältigen Antennen und Sensoren aufnimmt und zuverlässig schützt.
Bei aller Vielseitigkeit sind sich die Firmenverantwortlichen bewusst, dass auch in dieser Nische der Elektronik „Stillstand gleich Rückschritt“ wäre. Das Unternehmen wird deshalb auf der diesjährigen electronica in München (13. – 16.11.2012) „zwei evolutionär gewachsene“ mobile Gehäusefamilien präsentieren, über die aus patentrechtlichen Gründen zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch Geheimhaltung besteht.
Veröffentlicht in Elektronik components 2012
Der Autor:
Peter Hauser ist Gründer des Unternehmens Santox-Industriekoffer und ist im heutigen Unternehmen verantwortlich für Technik und Entwicklung.
SANTOX Gehäuse-Systeme GmbH
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