Modulare Elektronikgehäuse Design-IN von Elektronik leichtgemacht

Von David Baumbach *

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Modulare, kundenspezifisch angepasste Elektronikgehäuse bieten dem Anwender zahlreiche Vorteile. Der Beitrag beschreibt das Design-In einer Elektronik für den Überdrehzahlschutz in das Gehäuse.

Elektronikgehäuse: 
Funktion und Design bei kompakter Bauweise.
Elektronikgehäuse: 
Funktion und Design bei kompakter Bauweise.
(Bild: Weidmüller)

Durch die Miniaturisierung sowie immer weiter steigende Anforderungen an die Funktionalität von elektronischen Komponenten werden Steuerungen und andere intelligente Komponenten immer kompakter. Mit Elektronikgehäusen aus Detmold lassen sie sich schnell, platzsparend und komfortabel auf der Tragschiene installieren.

CAD-Modelle und kundenspezifische Artikelnummern minimieren den Aufwand für Design-In, Fertigung und Lagerhaltung. Maximale Freiheiten in der Gestaltung des Anschlusskonzeptes sowie individualisierbare Komponenten, die sowohl mit Ausschnitten als auch mit Bedruckungen kundenspezifisch angepasst werden können, runden das Angebot ab.

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Der Artikel beschreibt das einfache Design-In einer Elektronik für den Überdrehzahlschutz in das Gehäuse mithilfe von Engineering-Daten.

Design-In einer Überdrehzahlschutz-Schaltung

Istec International, ein niederländisches Unternehmen, ist spezialisiert auf die Zustandsüberwachung und den Überdrehzahlschutz rotierender Maschinen. Ein Beispiel sind die SpeedSys-Systeme, deren Einsatzgebiet der Überdrehzahlschutz nach SIL2 und SIL3 für Kompressoren, Pumpen, aeroderivative Gas- und Dampfturbinen sowie marine Anwendungen ist. Die angeschlossene Sensorik befindet sich dabei, je nach Einsatzgebiet, in den explosionsgefährdeten Zonen 0, 1 und 2.

Dementsprechend benötigen die Eingangsschaltungen der Geräte eine eigensichere ATEX/IECEx-Zulassung. Die bestehenden (veralteten) Produkte auf dem Markt waren bislang für die Montage in einem 19-Zoll-Rack ausgelegt; eine bewährte Lösung, die aber nicht mehr dem Stand der Technik (kleine und kompakte Systeme) entspricht und deshalb sukzessive abgelöst wird.

Gehäuse für moderne Messtechnik und Retrofitting

Als Folgeprodukt wollten die Niederländer eine universelle, kompakte Mess- und Überwachungseinheit auf dem Markt platzieren, die sich einerseits universell in neue Anwendungen integrieren lässt, sich aber auch gut für Retrofitting eignet.

Die bereits im System bestehenden Sensoren werden mittels konfigurierbarer Ein- und Ausgänge weiterhin verwendet. Die gesamte Elektronik sollte in einem kompakten Gehäuse Platz finden, das sich im Schaltschrank auf der Tragschiene montieren lässt bzw. für Retrofit-Anwendungen auf einem Baugruppenträger in ein bestehendes 19-Zoll-Rack integriert wird.

Form follows function: Gehäuse für Technik

Istec wollte nicht einfach ein beliebiges Gehäuse, sondern ein hochfunktionales Modulsystem, das sich durch sein Design von den Einheitslösungen im Schaltschrank abhebt – ein Eyecatcher, der die hochwertige Technik unterstreicht. Die Wahl fiel auf die modularen, IP20-geschützten Elektronikgehäuse CH20M45 und CH20M67 von Weidmüller, die kundenspezifisch angepasst wurden.

Ein Hauptvorteil dieser Gehäuse ist die freie Wahl der Anschlussebenen; selbst eine asymmetrische Konfiguration ist möglich. Mit bis zu 18 Buchsenleisten und damit 72 Anschlussstellen bietet das breite Gehäuse CH20M67 größtmögliche Freiheiten beim Design der Leiterplatte. Ein weiterer Vorteil der Buchsenleisten ist die Möglichkeit zur Kodierung. Damit lassen sich die Geräte ohne Neuverkabelung fehlerfrei austauschen.

Ein weiteres Kriterium war die ATEX/IECEx-Zulassung. Es darf auf keinen Fall passieren, dass durch einen Anschlussfehler unzulässige Spannungen in die Ex-geschützten Bereiche geleitet werden. Deshalb müssen die Anschlüsse eindeutig gekennzeichnet sein. Dafür gibt es kodierte Buchsenleisten mit blauen Lösehebeln. Diese kennzeichnen eindeutig alle Feldanschlüsse und minimieren dabei das Risiko einer Fehlverdrahtung.

Fertige Lösung statt Einzelkomponenten

Der Design-In von Elektronik in ein Gehäuse ist ein zeit- und arbeitsintensiver Prozess. Zunächst entstanden mit dem Weidmüller Configurator WMC erste Visualisierungen des Gehäuses. Leiterplattenkonturen sowie CAD-Daten des Gehäuses sind Grundvoraussetzung für das Arbeiten im eigenen Engineering-System. Diese Daten wurden von den Detmolder Ingenieuren den niederländischen Spezialisten zur Verfügung gestellt.

So hatte Istec alle entwicklungsrelevanten Informationen in der gewünschten Form und konnte im eigenen CAD-System die Ausschnitte für das Frontelement festlegen, sodass die Erstmusterserie der Gehäuse in Detmold gefertigt werden konnten. Diese Gehäuse dienten auch als Freigabemuster.

Spezifische Frontelemente aus dem Katalog

Nach Abschluss der Entwicklung erhält jede kundenspezifisch angepasste Komponente eine eigene Artikelnummer. Damit kann Istec beispielsweise ein Frontelement mit Ausschnitten für Status-LED und Service-Schnittstellen genauso einfach „aus dem Katalog“ bestellen wie eine Standard-Reihenklemme.

Somit kann sich der Gerätehersteller ganz auf sein Kerngeschäft konzentrieren. Mit den hochwertigen Komponenten und Serviceleistungen kann Istec nun erstklassige Geräte auf den Markt bringen, die durch ihr markantes Design und exzellente Technik ein echtes Statement im Schaltschrank setzen.

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Das niederländische Unternehmen setzt auch bei weiteren Entwicklungen, wie dem RecipSys 200, weiterhin auf das Gehäuseportfolio aus Detmold: Die Elektronikgehäuse CH20M45 und CH20M67 offerieren eine freie Wahl der Anschlussebenen auch mit asymmetrischer Konfiguration, kundenspezifische Versionen mit eigener Artikelnummer, – Visualisierung des komplett montierten Gehäuses als CAD-Modell durch 3D-Daten sowie eine ATEX/IECEx-konforme Verdrahtung durch Buchsenleisten mit blauen Lösehebeln.

* David Baumbach ist Produkt Support Manager bei Weidmüller Interface in Detmold.

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