DE202014101818U1

DE202014101818U1 - Metallgehäuse für den Einbau elektronischer Bauteile

Info

Publication number: DE202014101818U1
Application number: DE202014101818.2U
Authority: DE
Original assignee: Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Current assignee: Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2015-07-20
Anticipated expiration: 2024-04-17
Also published as: WO2015158801A1

Abstract

Metallgehäuse für den Einbau elektronischer Bauteile, mit einem durch einen lösbaren Deckel (2) verschlossenen Gehäuseunterteil (1), wobei im Anlagebereich des Deckels (2) am Gehäuseunterteil (1) eine separate Dichteinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung einen ersten Dichtstreifen (6) aufweist, der als reiner IP-Schutzstreifen gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub in einer vorgegebenen IP-Klasse, mindestens IP20, schützt und dass die Dichteinrichtung einen zweiten Dichtstreifen (7) aufweist, der eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Gehäuseoberteil zur Realisierung eines ergänzenden EMV-Schutzstreifens herstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Metallgehäuse für den Einbau elektronischer Bauteile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der DE 44 05 408 C1 ist ein gattungsgemäßes Metallgehäuse offenbart, bei dem in eine umlaufende Nut des Deckels zum IP-Schutz eine streifenförmige Dichtung eingelegt ist, um das Innere des Gehäuses und damit die darin angeordneten elektronischen Bauteile vor Fremdkörpern, wie Schmutz oder dergleichen und Feuchtigkeit zu schützen. An dieser Dichtung, die aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise einem Elastomer, oder Gummi bestehen kann, liegt ein am zugewandten Rand eines Gehäuseunterteiles angeformter Steg an, der in die Nut im Sinne einer Nut/Feder-Verbindung ragt.
Eine solche Nut kann allerdings nur unter bestimmten Voraussetzungen eingebracht werden. Hierzu zählt eine entsprechende spanende Bearbeitung, die nur bei einer ausreichenden Materialdicke möglich ist. Dies, ebenso wie die spanende Bearbeitung selbst, ist mit erheblichen Kosten verbunden, unabhängig davon, dass das Metallgehäuse durch die relativ dicke Wand schwer und unhandlich ist.
Die spanende Herstellung betrifft nicht nur die Ausbildung der Nut, sondern gleichermaßen die Ausbildung der Feder.
Eine Alternative hierzu bietet die Bereitstellung des Metallgehäuses aus Guss, wobei aus dem genannten Stand der Technik Aluminiumguss bekannt ist. Hier wird beim Gießen sowohl die Nut wie auch der Steg an- bzw. eingeformt. Auch ein solches Metallgehäuse lässt sich nur mit einem erheblichen Fertigungs- und damit Kostenaufwand verwirklichen, wobei aus Kostengründen die maßliche Variabilität stark eingeschränkt ist.
Alles in allem ist das bekannte Metallgehäuse nicht geeignet, den gestellten Forderungen hinsichtlich einer kostenoptimierten Herstellung gerecht zu werden.
Auch bezüglich funktionaler Anforderungen lässt das aus der DE 44 05 408 C1 bekannte Metallgehäuse zu wünschen übrig. So wird zur Abschirmung elektrischer und magnetischer Störfelder als EMV-Schutz (elektromagnetische Verträglichkeit), wie sie zum Schutz der im Gehäuse positionierten elektrischen Funktionsteile, insbesondere elektronischer Teile, gefordert ist, ein direkter metallischer Kontakt zwischen dem Deckel und dem Gehäuseunterteil vorgeschlagen. Hierzu liegt eine in Richtung des Gehäuseunterteiles verlängerte Begrenzungswand der Nut am zugeordneten Rand des Gehäuseunterteiles an, in der Annahme, dass eine ununterbrochene elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Deckel und dem Gehäuseunterteil erreicht wird.
Die beschriebene Modifizierung des Deckels und des Gehäuseunterteiles zur Abdichtung gegenüber Schmutz und Feuchtigkeit, stellt sich in ihrer Problematik auch bei der Herstellung des EMV-Schutzes dar, zumal, um dessen Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, diese naturgemäß nur mit einem entsprechend hohen Fertigungsaufwand möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Metallgehäuse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass es konstruktiv einfach aufgebaut und kostengünstiger herstellbar ist und seine Funktionssicherheit verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Metallgehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugt besteht das Metallgehäuse aus Stahlblech, das durch Abkanten und Umformen so hergerichtet wird, dass die separate Dichteinrichtung, erfindungsgemäß als IP- und EMV-Schutzstreifen ausgebildet, problemlos so angeordnet werden kann, dass deren Funktionssicherheit dauerhaft gewährleistet ist.
Der IP-Schutzstreifen bzw. die IP-Schutzdichtung besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise einem Elastomer, oder Gummi und dient mindestens zur Realisierung der Schutzklasse IP20 oder mehr, vorzugsweise IP54 oder mehr.
Die EMV-Schutzstreifen besteht vorzugsweise aus einem mit einem Metall, beschichteten oder ummantelten Material, beispielsweise einem Elastomer. Sie kann auch aus leitendem Kunststoff bestehen. Sie kann auch einen gewissen IP-Schutz bieten. Der mit ihr erreichbare IP-Schutz ist aber in der Regel geringer als jener, der mit dem IP-Dichtstreifen zu erzielen ist. Sie verbessert aber die EMV-Abschirmung erheblich, da sie die leitende Verbindung zwischen den metallischen Gehäuseteilen – möglichst durchgängig umlaufend – herstellt.
Die Dichteinrichtung kann dabei nicht nur im Anlagebereich des Deckels am Gehäuseunterteil vorgesehen sein, sondern auch an einem Seitenteil des Gehäuses, wobei dann dieses Seitenteil an einem eine gebildete Gehäuseöffnung umfänglich begrenzenden Flansch anliegt.
Der IP-Schutzstreifen und der EMV-Schutzstreifen können jeweils als separates streifenförmiges Material vorliegen, das form-, reib- oder stoffschlüssig mit dem Deckel oder dem Gehäuseunterteil verbunden ist.
Denkbar ist auch, beide Streifen im Sinne einer Coextrusion auszubilden, soweit dies technisch sinnvoll und machbar ist.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der umfängliche EMV-Schutzstreifen in seiner lichten Weite kleiner als die lichte Weite des IP-Schutzstreifens, d.h., letzterer liegt nach außen hin vor dem EMV-Schutzstreifen, so dass Fremdkörper und Feuchtigkeit von außen her nicht an den EMV-Schutzstreifen gelangen können.
Der sowohl den Deckel wie auch das Gehäuseunterteil kontaktierende EMV-Schutzstreifen kann in einer nutähnlichen Aufnahme des Gehäuseunterteils gehalten sein, die durch eine Abwinklung am Gehäuseunterteil hergestellt ist.
Diese Abwinklung kann durch Stanzen und Umformen ausgebildet sein und lediglich partiell vorliegen.
Bei einer Vormontage kann der EMV-Schutzstreifen in diese nutähnliche Aufnahme eingepresst sein und wird dort, wie erwähnt, form-, stoff- oder kraftschlüssig gehalten, in jedem Fall verliersicher, da das Gehäuseunterteil und der Deckel vor einer Bestückung mit elektronischen Funktionsteilen als einzelne Teile zum Montageort gebracht werden.
Der IP-Schutzstreifen ist in diesem Fall bevorzugt am Deckel gehalten, wobei hierzu Klauen mit dem Deckel verbunden sind, die nach einer Montage des Deckels mit dem Gehäuseunterteil in einer Rinne des Gehäuseunterteils klemmend eingreifen. Der IP-Schutzstreifen wird dabei bevorzugt durch die Klauen einerseits gehalten und liegt andererseits in Funktion satt an der Außenwand der Rinne an.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Metallgehäuse in einer perspektivischen Ansicht
2 einen Teil des Metallgehäuses in einer Vorderansicht
3 einen Schnitt durch das Metallgehäuse gemäß der Linie III-III in 1
4 einen vergrößerten Teilausschnitt, entsprechend der Angabe IV in 3
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Metallgehäuses in einer Seitenansicht
6 einen Teil des Metallgehäuses nach 5, gleichfalls in einer Seitenansicht
7 einen Teilschnitt durch das Metallgehäuse entsprechend der Linie VII-VII in 5.
In der 1 ist ein Metallgehäuse aus vorzugsweise Stahlblech dargestellt. Alternativ kann das Metallgehäuse im Bedarfsfall auch aus einem Aluminiumblech hergestellt sein.
Dieses Metallgehäuse weist ein Gehäuseunterteil 1 auf, in dem nicht dargestellte elektronische Funktionsteile anordenbar sind und das durch einen Deckel 2 verschlossen ist, wozu Schrauben 3 vorgesehen sind, die den Deckel 2 durchdringen.
In der 2 ist lediglich das Gehäuseunterteil 1 ohne montierten Deckel 2 dargestellt, wobei das Gehäuseunterteil 1 umlaufend eine Rinne 4 aufweist, die als Einzelheit in der 4 erkennbar ist. In dieser Rinne 4 sind Klauen 5 positioniert, mit denen der Deckel 2 am Gehäuseunterteil 1 befestigbar ist.
Im Anlagebereich des Deckels 2 am Gehäuseunterteil 1 ist eine separate Dichteinrichtung angeordnet, die gemäß der Erfindung einen IP-Schutzstreifen 6 und einen EMV-Schutzstreifen 7 aufweist, wie sie weiter oben definiert worden sind. Diese liegen jeweils als separate Dichtstreifen vor und sind form-, stoff- oder kraftschlüssig am Gehäuseunterteil 1 oder am Deckel 2 gehalten.
Insbesondere die 3 zeigt sehr deutlich, dass das lichte Abmaß des umlaufenden EMV-Schutzstreifens 7 kleiner ist als das lichte Abmaß des IP-Schutzstreifens 6, bezogen auf die Breite bzw. Länge des Deckels 2.
Die 4 gibt in einer vergrößerten Abbildung den Verbindungsbereich des Deckels 2 mit dem Gehäuseunterteil 1 wieder, wobei zu erkennen ist, dass der Deckel 2 haubenartig ausgebildet ist, mit einem umlaufenden, abgewinkelten Rand 9, der außenseitig die Dichteinrichtung überdeckt.
Am Gehäuseunterteil 1 ist die nach außen, also zum Rand 9 des Deckels 2 hin offene Rinne 4 ausgebildet, in der die Klauen 5 positioniert sind, mittels derer, in Verbindung mit jeweils einer durch den Deckel 2 geführten und in die Befestigungsklaue 5 eingedrehten Schraube 3 der Deckel 2 am Gehäuseunterteil 1 befestigt ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der IP-Schutzstreifen 6 zwischen dem Deckel 2 und einer die Rinne 4 außenseitig begrenzenden Wand 8 eingeklemmt, während der separate EMV-Schutzstreifen 7 in einer L-förmig abgewinkelten Aufnahme 10 gehalten ist, wobei der EMV-Schutzstreifen 7 sowohl den Deckel 2 und zwar an dessen dem Gehäuseunterteil 1 zugewandten Seite, wie auch an der Unterseite der Rinne 4 bzw. der damit verbundenen Aufnahme 10 in Kontakt steht.
Wie bereits erwähnt, kann die separate Dichteinrichtung, wie im Beispiel aus dem getrennt vorliegenden IP-Schutzstreifen 6 einerseits und dem ebenfalls getrennt vorliegenden EMV-Schutzstreifen 7 bestehen. Denkbar ist aber auch, beide Schutze einstückig auszubilden, wobei die Möglichkeit einer Coextrusion besteht, aber auch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Verkleben.
In den 5–7 ist eine weitere Ausführungsvariante des Metallgehäuses dargestellt, bei der neben einer separaten Dichteinrichtung zwischen dem Deckel 2 und dem Gehäuseunterteil 1 auch ein lösbar befestigtes Seitenteil 11 des Gehäuseunterteils 1 entsprechend der Erfindung mit einer solchen Dichteinrichtung versehen ist.
In der 5 ist ein derartiges Metallgehäuse in einer zweiten Ansicht gezeigt, mit montiertem Seitenteil 11, während die 6 das Gehäuseunterteil 1 ohne das montierte Seitenteil 11 wiedergibt.
Es ist deutlich zu erkennen, dass das Gehäuseunterteil 1 im Bereich des zu montierenden Seitenteiles 11 einen abgewinkelten umlaufenden, die Öffnung des Gehäuseunterteiles 1 begrenzenden Flansch 12 aufweist, an dem durch Schrauben 3 das Seitenteil 11 befestigt ist.
Dabei ist der IP-Schutzstreifen 6 im Verbindungsbereich mit den Schrauben 3 vorgesehen, die den IP-Schutzstreifen 6 durchdringen, während der EMV-Schutzstreifen 7 in einem dem IP-Schutzstreifen 6 benachbarten, inneren Anlagebereich des Seitenteiles 11 mit dem Flansch 12 angeordnet ist und dort festgeklemmt oder geklebt gehalten ist. Ebenso wie bei der deckelseitigen Anordnung der Dichteinrichtung, liegt der IP-Schutzstreifen 6, ausgehend vom Außenrand, vor dem EMV-Schutzstreifen 7.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4405408 C1 [0002, 0007]

Claims

Metallgehäuse für den Einbau elektronischer Bauteile, mit einem durch einen lösbaren Deckel (2) verschlossenen Gehäuseunterteil (1), wobei im Anlagebereich des Deckels (2) am Gehäuseunterteil (1) eine separate Dichteinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung einen ersten Dichtstreifen (6) aufweist, der als reiner IP-Schutzstreifen gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub in einer vorgegebenen IP-Klasse, mindestens IP20, schützt und dass die Dichteinrichtung einen zweiten Dichtstreifen (7) aufweist, der eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Gehäuseoberteil zur Realisierung eines ergänzenden EMV-Schutzstreifens herstellt.
Metallgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der IP-Schutzstreifen (6) und der EMV-Schutzstreifen (7) separat bzw. nicht miteinander verbunden ausgebildet sind.
Metallgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der IP-Schutzstreifen (6) und der EMV-Schutzstreifen (7) einstückig ausgebildet sind.
Metallgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur einstückigen Ausbildung der IP-Schutzstreifen (6) und der EMV-Schutzstreifen (7) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Metallgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IP-Schutzstreifen (6) und der EMV-Schutzstreifen (7) durch Coextrusion gebildet sind.
Metallgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IP-Schutzstreifen (6) und der EMV-Schutzstreifen (7) zusätzlich zwischen mindestens einem Seitenteil (11) und dem Gehäuseunterteil (1) angeordnet sind.
Metallgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IP-Schutzstreifen (6), ausgehend vom Außenrand des Deckels(2) oder des Seitenteiles (11) vor dem EMV-Schutzstreifen (7) angeordnet ist.
Metallgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IP-Schutzstreifen (6) und der EMV-Schutzstreifen (7) form-, stoff- oder kraftschlüssig am Deckel (2) und/oder Gehäuseunterteil (1) befestigt sind.
Metallgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) einen abgewinkelten umlaufenden Rand (9) aufweist, der den IP-Schutzstreifen (6) und den EMV-Schutzstreifen (7) überdeckt.
Metallgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der EMV-Schutzstreifen (7) in einer abgewinkelten Aufnahme (10) des Gehäuseunterteils (1) einliegt und an der zugewandten Seite des Deckels (2) anliegt.
Metallgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IP-Schutzstreifen (6) einerseits an einer eine Rinne (4) des Gehäuseunterteils (1) begrenzenden Wand (8) und andererseits an der zugewandten Seite des Deckels (2) anliegt.