Wenn es ein bisschen mehr sein darf ...

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Auf die richtige Entwärmung kommt es an

Kritisch wird es, wenn die Elektronik nach kurzer Betriebsdauer thermisch bedingt ausfällt. Es ist bekannt, dass durch erhöhte Temperaturen die Alterung von Elektronikbauteilen stark zunimmt. Damit dieser Fall nicht eintritt, muss die Wärme erzeugende Verlustleistung aus dem Gehäuseinneren sicher abgeführt werden. Hierfür gibt es mehrere Optionen.

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Bei Gehäusen mit Lüftungsschlitzen wird die Wärme durch natürliche Konvention nach außen geführt. Wenn die natürliche Konvektion nicht ausreicht oder realisiert werden kann, muss die warme Luft z.B. durch Gehäuselüfter ausgetauscht werden. Bei dieser erzwungenen Konvektion wird von einer aktiven Kühlung gesprochen.

Des Weiteren besteht die Option, die Wärme am Entstehungspunkt durch thermische Hilfsmittel an das Gehäuse abzuleiten. Über die Gehäuseoberfläche wird diese aufgenommene Wärme großflächig an die Umgebung abgeführt.

An Gehäusen mit integrierten Kühlrippen wird durch Flächenvergrößerung die Kühlleistung erheblich gesteigert. Für diese Art von passiver Kühlung können Wärmeleitrohre, auch „heatpipes“ genannt, oder Metallblöcke aus z.B. Kupfer, auch bekannt als „heatspreader“, eingesetzt werden. Da Luft ein sehr schlechter thermischer Leiter ist, empfiehlt es sich für die Kontaktierung zweier Komponenten Wärmeleitmaterialien wie Pasten, Kleber oder Folien zu verwenden.

Durch die permanenten Neuentwicklungen werden immer mehr Wärmeableitgehäuse auf den Markt gebracht. Verschiedenartige Kleingehäuse oder 19-Zoll Einschübe mit großen Kühlkörpern sind für die Entwärmung von Bauteilen mit geringer Verlustleistung oder von leistungsstarken Prozessoren erhältlich.

Zu dem umfangreichen Serviceangebot von wenigen Gehäuseherstellern zählt die thermische Simulation. Anhand von 3-D-Modellen können Baugruppen realitätsnah zusammengestellt und evaluiert werden. So werden Fehlerquellen schneller erkannt und kostenintensive Reklamationen von vornherein unterbunden (Bild 2).

Oberfläche

Letztendlich ist es der erste Eindruck, der den Konsumenten anlockt. Deshalb spielt das Design durchaus eine wichtige Rolle. Der Markt bietet Unmengen an Lösungen für die Gestaltung von Gehäuseoberflächen an. Wem der Standard nicht ausreicht sind keine Grenzen gesetzt. Angefangen vom Schleifen, Strahlen über das Lackieren, Anodisieren bis hin zum Lasern ist alles möglich. Soll das Gehäuse am Ende in einem Schaltschrank verbaut werden, reicht die vom Hersteller angebotene Standardoberfläche meist aus.

Anfragen beim Hersteller kostet nichts

Die meisten Gehäusehersteller bieten ihren Kunden die Option, Anfragen per Onlineformular zu starten. Die Kunden können über das Internet Produkte auswählen und diese mit kundenspezifischen Änderungswünschen direkt anfragen. Die Anfrage ist unverbindlich und gibt dem Kunden die Möglichkeit frühzeitig über Informationen über die Machbarkeit und den möglichen Endpreis zu erhalten.

Jeder Gehäusehersteller hat unterschiedliche fertigungstechnische Strukturen, um ein kostengünstiges und dennoch qualitativ hochwertiges Ergebnis zu erzielen. Die fertigungstechnischen Stärken sollten erfragt und Modifikationen an den Gehäusen dementsprechend ausgelegt werden. So kann z.B. das Stanzen von Gehäuseteilen gegenüber der CNC-Bearbeitung deutlich günstiger sein.

Außerdem stellen Gehäusehersteller CAD-Daten zur Verfügung, um eine Computer gestützte Produktentwicklung beim Kunden zu ermöglichen. Anhand von 3-D-Modellen lassen sich Elektronik und Mechanik bereits in der Entwicklungsphase vereinen und erproben. Die bearbeiteten 3-D-Modelle können als Referenz mit der Anfrage zum Hersteller zurückgeführt werden (Bild 3).

Eine frühzeitige Zusammenarbeit des Elektronikentwicklers mit den Gehäuselieferanten ist sicherlich vom großen Vorteil. Bereits bei der Entwicklung der Elektronik ist es ratsam zu kooperieren, um gemeinsam ein möglichst perfektes Endprodukt zu erschaffen. Eine möglichst genaue und frühzeitige Anforderungsliste wird allen Beteiligen von Beginn an weiterhelfen.

* Fatih Sahin ist Entwicklungsingenieur bei Fischer Elektronik in Lüdenscheid.

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