Mobile 19-Zoll-Einsätze können durchstarten

Das besondere an der S4000 genannten Gehäusefamilie sind die 19-Zoll-Einbauebenen, die sich in allen drei Raumebenen verwirklichen lassen. Als Folge sind die neuen Gehäuse in X-, Y- und Z-Achse stufenlos größenvariabel bis hinauf in den Meterbereich.

Die Basis des 19-Zoll-Standards empfinden ans metrische Sys­tem und die an Dezimalzahlen gewohnte Gehirne gern als etwas skur­ril. Das zeigt sich bereits in seiner metrischen Übersetzung in 482,6-mm-Bauweise. Gravierender als die Nach­kommastellen bei der HE- und TE-Tei­lung sind jedoch die systemimmanen­ten Toleranzadditionen, die fertigungs­technisch problematisch sein können.

Ungeachtet dessen werden Bau­gruppenträger seit mehr als fünf Jahr­zehnten in ungezählten Varianten ge­baut. Durch die Standardisierung ent­stand schnell eine riesige Bibliothek mit austauschbaren Ein­zelbaugrup­pen. Von diesem un­schlagba­ren Vorteil profitieren mehr und mehr auch anspruchsvolle mobile Elektronikan­wendungen. Doch die dafür verwende­ten Gehäuse müssen besondere Quali­täten aufweisen.

Weil mobile Applikationen hochkant oder flach und liegend oder stehend zum Einsatz kommen können, sollten als erste Forderung frei wählbare 19-Zoll-Ebenen zur Verfügung stehen, die samt Gehäuse hochflexibel an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden können. Natürlich muss sich die mobile Elektronik leicht von A nach B transportieren lassen (ergonomische Griffsysteme etc.) und das Gehäuse muss auch unterwegs dem Innenleben rundum sicheren Schutz bieten. Schließlich ist ein ansprechendes Indus­trie-Design unabdingbar, damit sich bereits beim Betrachten der Schale eine Assoziation mit der hohen Qualität des elektronischen Kerns einstellt. Denn auch für Investitionsgüter gilt: Für den ersten Eindruck gibt es keine zweite Chance.

Höchstmögliche Zweckmäßigkeit im Sin­ne einer optimalen Lö­sung für die Kunden prägt seit jeher die Ge­schäftstätigkeit der Santox Gehäuse-Systeme GmbH. Dort hat man sich seit rund drei Jahrzehnten auf den Bereich mobiler, hoch funktioneller Pa­ckaginglösungen spezialisiert. Darüber hinaus versteht man sich jedoch als kompetenter Systemlieferant für durch­gängige mechatronische und IPC-Sys­temlösungen. Diese werden gemein­sam mit dem Kunden – bereits ab des­sen erster Produktidee – als lückenlose Dienstleistung entwickelt, fertigungs­technisch optimiert und in kleineren oder größeren Losen in reproduzierbar hoher Qualität gefertigt.

Um ganz speziell auch 19-Zoll-Syste­me mobil zu machen, wurde zum Jah­resende 2012 eine völlig neu entwickel­te Gehäusefamilie vorgestellt. Das be­sondere an der S4000 (Bild 1) genann­ten Serie: 19-Zoll-Einbauebenen – auch mehrere gleichzeitig pro Gehäuse – las­sen sich in allen drei Raumebenen ver­wirklichen. Durch die Besonderheiten der innovativen Rahmenkonstruktion sind die neuen Gehäuse in X-, Y- und Z-Achse stufenlos größenvariabel bis hinauf in den Meterbereich.

Erfahrung aus ungezählten Kunden-Applikationen
Bei der Entwicklung der S4000-Gehäu­sefamilie konnte der Gehäusehersteller Bewährtes übernehmen. Völlig neuar­tig ist jedoch die Gehäusebasis aus Aluminium-Hohlprofilen und innovati­ven Eckverbindungsknoten. Sie bilden ein äußerst stabiles, tragendes Gerüst, das in speziellen Nuten alle Verklei­dungsteile aufnimmt. Diese werden in der Rahmenkonstruktion fest fixiert. Auch im rauen Betrieb schließt dies Klappergeräusche vollständig aus. Für die Seitenwände können unterschied­liche Materialien verwendet werden, die sich von glasfaserverstärkten ABS-Kunststoffen und Aluminium- bis hin zu Stahl- und Edelstahlblechen erstrecken können. Obschon S4000 kein ausge­sprochenes Niedrigstpreisprodukt ist, lassen sich dank dieses Konstruktions­merkmals, insbesondere bei größeren Gehäusedimensionen, qualitativ hoch­wertige, kostengünstige Lösungen re­alisieren. Gerade im preissensitiven 19-Zoll-Bereich kann dies der letztlich entscheidende Wettbewerbsvorteil sein. Die für die Verkleidungsteile ver­wendeten Kunststoffplatten und Eck­verbinder sind durch eine mehrlagige Beschichtung kratz- und UV-beständig. Prinzipiell können die Seitenverkleidun­gen, Schlösser und Scharniere durchge­färbt in allen RAL-Farben realisiert wer­den.

Für mobile Elektronikapplikationen ist die niederohmige Verbindung aller Metallteile sowohl zur Erdung als auch zum Erreichen von elektromagneti­scher Verträglichkeit (EMV) wichtig. Bei der neuen Gehäuseserie wird dies durch integrierte Edelstahlverbinder gewährleistet. Bei hohen Anforderun­gen an die EMV erfolgt die Verbindung zu den Verkleidungsteilen über silber­partikelhaltige, leitende Kleber und Dichtungen.

Eine ebenfalls völlig neuartige kon­struktive Lösung sind die Schlösser (Bild 2), die über eine Drehbewegung und den dabei ablaufenden „Schiefe-Ebene-Effekt“ leichtgängig und sicher schließen. Für sie sind spezifische Schließvarianten erhältlich, beispiels­weise auch eine TSA-Schließung, wel­che durch einen Generalschlüssel einer Kontrollbehörde geöffnet werden kann. Ein barrierefreier und die Handgelenke schonender Zugang zur Bedienebene wird dadurch erreicht, dass weder Schlösser noch Scharniere überstehen – im Koffergehäuse-Markt eine absolu­te Neuheit.

Den 19-Zoll-Gedanken konsequent zu Ende gedacht
Montageebenen für den Einbau von Baugruppenträgern (BGT) können bei den S4000-Gehäusen in allen Raum­achsen verwirklicht werden: gehäusear­tig von vorne und rückseitig, kofferartig von oben oder versteckt von den Seiten her (Bild 3). In jeder Montageebene ist ein tiefenversetzter Einbau möglich. Konstruktiv zu Ende gedacht ist auch die Lösung zum Einbau der oft mehrere Kilogramm schweren Einschübe: Grundsätzlich werden die BGT nicht nur über die frontseitigen 19-Zoll-Monta­geschrauben befestigt, sondern über ihre gesamte Tiefe im Gehäuse geführt. Gerade bei mobilen Anwendungen, die oft mit Stößen, Rütteln und Vibrationen verbunden sind, ist dies ein wichtiger Beitrag für eine lange Lebensdauer des Innenlebens. Darüber hinaus lassen sich die BGT auch elastisch entkoppelt in den Gehäusen befestigen.

Displays, Touchpanels und selbst Tablet-PCs lassen sich im Deckel integrieren, der über 95°-Scharniere fest einrastend oder über Friktionsscharnie­re stufenlos aufgestellt werden kann. Je nach Applikation kann der Deckel, der beispielsweise das systemspezifi­sche Zubehör für einen messtechni­schen Einsatz in maßgeschneiderten Fächern beinhaltet, auch vollständig abgenommen werden. Der Gehäuse­ausbau umfasst auch die Ausschnitte und die Montage der Steckverbindun­gen für alle Schnittstellen zur Span­nungsversorgung sowie für unter­schiedlichste I/Os.

Ausgeklügeltes Wärmemanage­ment inklusive
Für 19-Zoll-Applikationen sind meist auch leistungsfähige Kühlkonzepte erforderlich. Maßgeschneiderte Klima­tisierungslösungen für die S4000-Ge­häuse sind deshalb ebenfalls Inhalt des Portfolios. Als häufigste und einfachs­te Lösung kommt dabei die Zwangs­konvektion über Ventilatoren zum Einsatz, die über besonders flache Lüf­ter und Filter realisiert wird. In speziel­leren Fällen werden gezielte Luftfüh­rungssysteme zur Vermeidung von Wärmenestern bis hin zu Peltierküh­lung und Heatpipes eingesetzt. Be­darfsgerecht wird bei diesen Lösungs­ansätzen auch ein hoher IP-Schutz gewährleistet.

Packaging form follows function
Die 19-Zoll-Technik hat sich als elektro­mechanisches und elektronisches Er­folgsmodell in praktisch allen techni­schen Märkten etabliert. Das bedeutet im Umkehrschluss: Auch die Gehäuse für mobile Applikationen auf Basis die­ses Standards müssen universell ein­setzbar sein. Den neuen S4000 wurden aus diesem Grund neue Merkmale mit auf den Weg gegeben. Beispielsweise sind dies: Die Reinraum- und Medizin­gerätetauglichkeit, da sie frei von orga­nischen Stoffen und bis in feinste Nuten frei von Bearbeitungsrückständen sind. Alle verwendeten Materialien verhalten sich chemisch und physikalisch neutral, alle Oberflächen sind (ab-)waschbar. Die Gehäuse gewährleisten Individua­lität bei der Gestaltung über einen fle­xiblen Baukasten, bei dem nur die Ap­plikation und der Kundenwunsch das Layout bestimmen. Eine fünfjährige Werksgarantie auf Materialien und Ver­arbeitung ist ebenso selbstverständlich wie ein lebenslanger Reparatur- und Ersatzteilservice.

Ein variables Dienstleistungskonzept
Bei Santox können nicht nur die Gehäu­se, sondern auch das Dienstleistungs­angebot bedarfsgerecht und individu­ell aus einem Baukasten bis hin zum Vollservice-Angebot ausgewählt wer­den. Beispiele hierfür sind mechanische Bearbeitungen aller Art auf modernen Bearbeitungszentren, Beschriftung, elektrischer Ausbau, Elektronikimple­mentierung, Funktionsprüfung, Rech­nerintegration und Software-Imple­mentierung sowie Beschaffung und Überwachung aller Bauteile eines Kom­plettsystems, 2D- und 3D-Konstruktion mit Exportfunktion, Herstellung von Kunststoff-Tiefziehteilen und von maß­geschneiderten PE-Schaumstoffteilen u.v.a.m. Mit fundiertem Know-how kön­nen die Gehäusespezialisten oft auch zu mess-, prozess- und verfahrenstech­nischen Aufgabenstellungen Hilfestel­lung geben.

Veröffentlicht in Elektronik components

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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