Aluminium-Druckgussgehäuse mit integrierter EMV-Abschirmung im Vergleich
Aluminium-Druckgussgehäuse sind nicht immun gegen RFI/EMI-Störungen
Aluminium-Druckgussgehäuse bieten einen deutlich besseren Schutz vor hochfrequenten Störungen (RFI) und elektromagnetischen Störungen (EMI) als vergleichbare Kunststoffgehäuse. Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Metalls können Aluminiumgehäuse bereits eine gewisse RFI/EMI-Abschirmung bieten.
Dennoch können RFI/EMI-Störungen die Geräte weiterhin beeinträchtigen. Die Abschirmwirkung eines Metallgehäuses hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter:
- die Materialstärke des Metalls
- der Frequenzbereich
- die Gehäusekonstruktion
In einigen Fällen reicht die Abschirmwirkung möglicherweise nicht aus, um das Eindringen oder Austreten von RFI/EMI-Störungen zu verhindern. Gehäuse können Öffnungen aufweisen, durch die RFI/EMI-Störungen ein- oder austreten können. Dazu gehören beispielsweise Spalten im Bereich von Kabeleinführungen.
Selbst kleine Spalten können das Eindringen oder Austreten von RFI/EMI-Störungen ermöglichen. Schutzdichtungen können hierbei eine bekannte Schwachstelle darstellen. Darüber hinaus können metallische Befestigungselemente, Scharniere oder andere mechanische Verbindungen Schwachstellen hinsichtlich der Schirmdämpfung verursachen. Daher können zusätzliche Maßnahmen wie RFI/EMI-Abschirmbeschichtungen oder entsprechende Dichtungen erforderlich sein, um die notwendige Schirmdämpfung zu erreichen.
Funktionsweise der RFI/EMI-Abschirmung
Die RFI/EMI-Abschirmung basiert auf dem Prinzip des Faradayschen Käfigs: Wird ein Raumbereich von einem elektrisch leitfähigen Material umschlossen, können vorhandene elektrische Felder aufgehoben und magnetische Felder um das Material herumgeleitet werden.
Trifft ein äußeres elektromagnetisches Feld (EMF) auf einen Faradayschen Käfig, induziert es eine entgegengesetzte Ladung auf der Oberfläche des leitfähigen Materials. Dadurch entsteht ein elektrisches Feld, das das äußere Feld im Gehäuseinneren aufhebt und somit das Eindringen beziehungsweise Austreten elektromagnetischer Störungen wirksam verhindert. Der Käfig reflektiert außerdem elektromagnetische Wellen, die auf seine Oberfläche treffen, und verhindert so deren Durchdringen des Materials.
Elektronische Komponenten im Gehäuse können mit Filtern oder anderen Entstörkomponenten ausgestattet werden, um die erzeugten oder empfangenen RFI/EMI-Störungen zu reduzieren. Darüber hinaus muss das Gehäuse ordnungsgemäß geerdet werden, um die Ansammlung elektrischer Ladungen zu verhindern, die ebenfalls Probleme verursachen können.
Probleme mit EMV-Dichtungen
HF-Dichtungen bestehen aus einem feinen Drahtgeflecht. Sie stellen einen sicheren, jedoch empfindlichen elektrischen Kontakt zwischen zu öffnenden Gehäuseteilen her und gewährleisten dadurch die Funktion des Faradayschen Käfigs. Allerdings sind diese Dichtungen aufwendig in der Handhabung, bruchanfällig und nicht besonders wirtschaftlich – insbesondere, wenn sie regelmäßig ausgetauscht werden müssen.
Dies kann grundsätzlich problematisch sein, besonders jedoch, wenn ein Gehäuse regelmäßig für Inspektions- und Wartungsarbeiten geöffnet werden muss. Das wiederholte Öffnen und Schließen des Gehäusedeckels kann die Lebensdauer einer HF-Dichtung erheblich verkürzen und das Risiko erhöhen, dass RFI/EMI-Störungen in das Gehäuse eindringen oder aus diesem austreten.
Glücklicherweise haben wir eine wesentlich bessere Abschirmungsmethode entwickelt …
Gehäuse mit integrierter EMV-Abschirmung
Die industriellen Elektronikgehäuse conFORM und conTROL von ROLEC benötigen keine HF-Dichtungen, da sie serienmäßig über eine integrierte RFI/EMI-Abschirmung verfügen. Die Gehäuse sind mit einem Zahn- und Schienensystem ausgestattet, das einen durchgehenden elektrischen Kontakt zwischen Gehäuseunterteil und Deckel gewährleistet. Dadurch entsteht der Faradaysche Käfig, der zum Schutz der Elektronik vor RFI/EMI-Störungen erforderlich ist.
Beide Modelle verfügen über unlackierte, bereits beim Gießen in das Gehäuseunterteil integrierte Kontaktzähne sowie eine unbeschichtete Kontaktschiene auf der Innenseite des Deckels. Beim Verschrauben des Gehäuses greifen die Zähne in die Kontaktschiene des Deckels ein. Dieses bewährte System stellt einen direkten Metall-zu-Metall-Kontakt her und gewährleistet so die zuverlässige elektrische Leitfähigkeit, die für eine hohe Abschirmwirkung erforderlich ist. Dank der getrennten Kontakt- und Dichtungsebenen wird dabei die durch die Deckeldichtung gewährleistete IP-Schutzart nicht beeinträchtigt. Das System stellt somit eine einfachere und wirksamere Alternative zum Einsatz von EMV-Dichtungen dar.
Betrachten wir diese beiden Gehäusemodelle nun im Detail …
conFORM (IP66/IP67) – Gehäuse mit EMV-Abschirmung
Das robuste, ergonomische conFORM ist ein vielseitig einsetzbares Aluminium-Druckgussgehäuse für industrielle Anwendungen, bei denen der EMV-Schutz von entscheidender Bedeutung ist. Seine hohe Abschirmwirkung gegenüber elektromagnetischer Störstrahlung wurde von der Universität Hannover geprüft.
Diese Gehäuse eignen sich hervorragend für eine Vielzahl industrieller Elektronikanwendungen und können an Wänden, Maschinen und Trennwänden montiert werden. Besonders wichtig ist, dass sie in Abmessungen erhältlich sind, die mit anderen marktüblichen Standardgehäusen kompatibel sind. Dadurch lassen sich bestehende Gehäuse einfach austauschen und aufrüsten.
Die Schraubkanäle befinden sich außerhalb des Gehäuseinnenraums, wodurch der verfügbare Einbauraum für elektronische Komponenten maximiert wird. Im Inneren befinden sich Gewindeschraubdome zur Befestigung von Leiterplatten, Montageplatten und Klemmenschienen.
Die Gehäuse sind serienmäßig in Kieselgrau (RAL 7032) pulverbeschichtet. Andere Farben sind auf Anfrage erhältlich. Zum Zubehör für conFORM gehören externe Montagehalterungen, Deckelhalter, Deckelscharniere, ein Montageset, eine korrosionsbeständige Beschichtung, Montageplatten und eine Tragschiene für Reihenklemmen. Kabelverschraubungen sind ebenfalls erhältlich.
conTROL (IP66/IP67) – Gehäuse mit EMV-Abschirmung
Die robusten conTROL-Gehäuse verfügen über das gleiche Zahn- und Schienensystem wie conFORM und gewährleisten damit ebenfalls eine EMV-Abschirmung ohne die Kosten und den Aufwand, die mit empfindlichen Dichtungen verbunden sind. Auch hier sind die Dichtungs- und Kontaktebenen voneinander getrennt.
Das wesentliche Unterscheidungsmerkmal von conTROL gegenüber conFORM ist der vertiefte Deckel, der Taster und andere Bedienelemente unter anspruchsvollen industriellen Umgebungsbedingungen hervorragend schützt. Im Gehäuseinneren befinden sich Gewindeschraubdome zur Befestigung von Leiterplatten, Montageplatten und Klemmschienen.
Die Gehäuse sind in vier Größen erhältlich und ebenfalls serienmäßig in Kieselgrau (RAL 7032) pulverbeschichtet. Auch hier sind individuelle Farben auf Anfrage erhältlich. Zum Zubehör gehören externe Montagehalterungen, Deckelhalter, Scharniere, ein Montageset, eine korrosionsbeständige Beschichtung, Montageplatten, Tragschienen und Kabelverschraubungen.
Vergleich auf einen Blick
- Welche EMV-geschützte Gehäuseserie von ROLEC bietet die größte Auswahl an Abmessungen? conFORM (14 Größen gegenüber vier Größen bei conTROL).
- Welche Gehäuseserie bietet die größten Abmessungen? conFORM (268 × 168 × 60 mm).
- Welche Gehäuseserie bietet die kleinsten Abmessungen? conFORM (79 × 84 × 67 mm).
- Welche Gehäuseserie bietet durch eine tiefere Deckelvertiefung einen höheren Schutz für Taster und Bedienelemente? conTROL.
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