Gehäuse für Handgerät im TSG

Gehäuse für Handgerät im Thermoplastischen Schaumguss (TSG)

Formgestaltete Sicherheit. Gehäuse für handgehaltenen Sprengstoff- und Drogendetektor.

Spürhunde sind bei Polizei, Zoll und Bundeswehr im Einsatz, wenn der Mensch nicht weiterkommt. Sein ausgeprägter Geruchssinn nimmt selbst feinste Partikel wahr, indem er in Schnüffelatmung bis zu dreihundertmal in der Minute einatmet. Die aufgenommenen Duftstoffe werden auf der Riechschleimhaut gelöst und von den Riechzellen als elektrische Impulse an das Gehirn weitergeleitet.

Der Nachteil von Spürhunden sind die Fehlanzeigen und die kurze Einsatzzeit, denn schon nach 20 Minuten ist der Hund an seiner Leistungsgrenze und braucht eine Pause. Überdies schafft er nur 3 Suchvorgänge an einem Tag. Und schliesslich kann ein Diensthund nur für einen Einsatzzweck spezialisiert werden.

Duft ist eine chemische Substanz und Riechen eine chemo-elektrische Transduktion, und so liegt es nah, den Detektor Hund durch einen elektronischen Detektor zu ersetzen, der keine Pausen braucht und zuverlässigere Ergebnisse liefert. Diese auf der IMS-Technologie (Ionenmobiltätsspektrometrie) basierenden hochempfindlichen Spurendetektoren sind auch in der Lage gleichzeitig Drogen- und Sprengstoffspuren im Nanogramm-Bereich zu erkennen. Es gibt sie als stationäre und mobile Detektoren.

Die da gezeigten Gehäuseteile gehören zu einem handgehaltener Sprengstoff- und Drogendetektor zum Einsatz an Flughäfen, an Gebäudezugangskontrollen, bei Zolltätigkeiten und in Gefängnissen. Der Detektor arbeitet in zwei Modi, dem Sniff und dem Swap. Im Sniff-Modus schnüffelt der Detektor wie der Spürhund und analysiert die aufgenommene Luft innerhalb von wenigen Sekunden auf Spuren von Sprengstoff oder Betäubungs­mitteln. Im Swap-Modus erfolgt die Detektion über Pads, mit denen verdächtige Oberflächen abgewischt wurden. In beiden Modi gibt der mobile Detektor Alarm, sobald ein Stoff gefunden wird, der in der Gerätebibliothek hinterlegt ist.

Thermoplastischer Schaumguss (TSG). Bisher waren die Gehäuseteile für diesen Spurendetektor aus Aluminiumdruckguss, mit den üblichen Nachteilen Kosten und Gewicht. Beide Faktoren veranlassten den Kunden zusammen mit einem Designer nach alternativen Technologien zu suchen. In Abstimmung mit dem Kunststoffverarbeiter wurden die Gehäuseteile auf im TSG-Verfahren verarbeitete Thermoplaste umgestellt. Bei gleichzeitigem Mehrwert an Funktion reduzierten sich die Stückkosten und durch das deutlich geringere Gewicht wurde die Handhabung leichter.

Der Gehäusebausatz besteht aus insgesamt acht TSG-Teilen und einem Kompaktspritzgussteil, die eine hohe Passgenauigkeit aufweisen und dadurch problemlos montiert werden können. Beim Design wurde bewusst auf eine schlanke Linienführung verzichtet, damit ein robustes und respekteinflössendes Einsatzmittel geschaffen wird. Auch galt es in der Gestaltung der Bauteile einen Schwerpunkt zu finden, der in der Mitte des Griffes liegt und die Handhabung über längere Zeit ermöglicht.

Mehrstufige Fertigung. Die Herstellung der TSG-Gehäuseteile ist vielstufig. Nach der Fertigung der Rohteile aus ABS im TSG-Verfahren werden die Bauteile zum Schutz gegen elektrostatische Entladungen (ESE, ESD) und gegen elektro­magnetische Interferenzen (EMI) im Innenbereich metallisiert. Anschliessend erfolgt die Lackierung mit einem hochwertigen 3-Schicht-Lack und zum Schluss der Tampondruck mit Logo und Gerätebezeichnung.

Leistungselektronik

Kunststoff-Endkappen

Individuelle Standardgehäuse. Endkappen aus Kunststoff werten Strangpressprofile auf.

Elektronikgehäuse werden aus Kostengründen und der Einfachheit halber oft aus Aluminiumstrangpressprofilen gefertigt. Dabei bilden die Strangpressprofile den Grundkörper der Geräteeinhausung. Die Vorteile sind eine variable Länge und die Robustheit. Hinzu kommt der Nebeneffekt, dass Elektronikkomponenten einfach eingeschoben werden können. Nachteile sind die fehlende Flexibilität im Design und damit verbunden ein gewöhnliches Aussehen.

Um aus einem solchen Entwicklungs­kompromiss das Beste zu machen, kann das Standardgehäuse durch individuell gestaltete Abschlusskappen aus einem Thermoplastischen Schaumguss (TSG) aufgewertet werden.

Die Gestaltung der Rückseitenplatte erfolgt nüchtern und funktionsbasiert. Sie bedarf deswegen keiner besonderen Aufmerksamkeit.

Anders verhält es sich bei der Frontseitenplatte, denn da besteht die Möglichkeit über Form- und Farbgebung dem an sich standardisierten Gehäuse ein unverwechselbares Design zu geben.

Nahezu unerschöpflich sind die Möglichkeiten in der Konstruktion dieser Bauteile. Mit der Integration von Aufnahmepunkten für Displays und Bedienelementen steigt die Funktionalität der Frontseitenplatte. Den Schutz vor Nässe und Staub gewährleisten in den Front- und Rückseitenplatten gekammerte Dichtelemente. Die wartungs­freundliche Demontage und Wiedermontage im Service wird durch Gewindeeinsätze oder die moderne PT-Schraube ermöglicht. Vorzugsweise geschieht das über die Rückseite. Der Frontseite ist es vorbehalten, Design und technische Funktion miteinander in Einklang zu bringen.

Im TSG-Verfahren können die meisten thermoplastischen Werkstoffe verarbeitet werden und dadurch auch Anforderungen an die Schlagfestigkeit und Robustheit erfüllt werden.

Für beide Endkappen gilt, dass sich wegen der geringen Bauteiltiefe sehr günstige Formkosten einstellen. So tun sich wirtschaftlich gut zu vertretende Wege auf, um trotz des überwiegend standardisierten Konstruktionsverfahrens individuelle Designkomponenten bis hin zu einem Corporate Identity einfliessen zu lassen.

Fernsteuerungen in der Fördertechnik

Fernsteuerungen für Hebezeuge

Verdeckte Sollbruchstellen vermitteln Vollwertigkeit. Flexible Handgehäuse für modular aufgebaute Gerätefamilie. Realisiert mit wenigen Form­werkzeugen.

Funkbasierte Steuerungen werden im Industrieeinsatz immer beliebter. Zu verdanken ist dieser Erfolg der funktionalen Zuverlässigkeit von redundantem Funkweg und der modernen Generation von Akkus. Der Einsatz ist in der EN ISO 13849-1 geregelt. Sie steuern Anlagen, Geräte, Hebezeuge und Signale. Moderne Funksender sind frei programmierbar. Das macht sie universell einsetzbar. Abhängig von den zu steuernden Geräten und der zu erfüllenden Funktions­vielfalt werden unterschiedlich viele Befehlsgeräte im Bedienfeld benötigt.

Die da neu entwickelte Gerätefamilie steuert Kräne und Hebezeuge. Sie hat mindestens 6 Taster. Je nach Ausstattungswunsch können die Handsteuerungen mit der doppelten Anzahl von Tastern bestückt werden.

Bisher setzte der Kunde Standardgehäuse für 12 Taster ein. Die freien Plätze waren durch Blindstopfen verschlossen. Ein solcher Handsender gibt dem Benutzer das Gefühl, eine nicht vollwertige Ausrüstung und nur eine eingeschränkte Kontrolle und Steuerungs­möglichkeit zu haben.

Funkfernsteuerungen in drei Gehäusegrössen sind entstanden. Nicht verwendete Plätze sind verdeckte Sollbruchstellen. Das ergonomische Industriedesign ist preisgekrönt. Der Thermoplastische Schaumguss (TSG) gab die Gestaltungs­freiheit.

Zerspantes PEEK

PEEK - Aus dem Vollen zerspantes Sensorgehäuse.

Serienteile aus extrudiertem PEEK-Halbzeug. Sensorgehäuse rationell auf unseren 6-Seiten-Stangenautomaten zerspant.

Polyetheretherketon (PEEK) ist selbst bei hohen Temperaturen und aggressiven Medien ein zuverlässiger Hochleistungs­kunststoff.

Sensoren leisten ihren Dienst oft in einem unwirklichen Umfeld, dort wo hohe Temperaturen gemessen, aggressive Chemikalien detektiert, extreme Drücke gemessen oder andere nicht elektrische Messgrössen in elektrische Signale umgewandelt werden müssen. Sensorhalter aus PEEK finden sich in vielen Bereichen der technischen Sensorik, Messtechnik und Kontrolltechnik.

Das massbeständige Bauteil produzieren wir voll­automatisch auf speziellen CNC-Fräszentren in Serienfertigung. Aus Stangenzuschnitten von extrudierten PEEK-Platten zerspanen wir auf unseren präzisen Sechs-Seiten-Fräszentren die prismatischen Zerspanungs­teile, – fertig fallend. Das ist rationell und materialsparend.

Versiegelte Drucke

Abriebfester Siebdruck im Bedienfeld für Aufzüge

Bedienpanels in Aufzuganlagen. Abriebfester Siebdruck eingebettet in mehrschichtigem Lackaufbau.

Aufzüge oder Fahrten in einzelne Etagen werden in öffentlich zugänglichen Bereichen oftmals nur für einen legitimierten Personenkreis freigeschaltet. Fand man früher noch Schliesszylinder in den Bedienfelder der Aufzüge, geschieht die Authentifizierung in modernen Aufzugsanlagen berührungslos mit passiven Transpondern.

Über den Ort des Feldes der Transponder-Leseeinheit informiert ein RFID-Symbol auf der Bedienfront. Es ist ein Siebdruck. Der Druck wird auf den noch nicht völlig ausgehärteten Pigmentlack aufgebracht. Das Drucken im richtigen Moment ist wichtig, so gehen die Pigmentharze von Lack und Druck eine starke Verbindung ein. Dieser zeitlich gesteuerte Prozessablauf bringt höchste Festigkeit gegen Abrieb. Ein weiterer Qualitätsschritt ist eine transparente Versiegelung der beiden Pigmentschichten. Ergebnis ist eine dauerhafte Kennzeichnung.

Wir stellen eine plane und eine konvex gewölbte Variante her. Die Panelen sind aus schlagzähem Styrol/Butadien im Thermoplastischen Schaumguss (SB-TSG) gefertigt. Die Industrie­lackierung glänzt mit Metallic-Effekt. Die Kunststoffpanelen schliessen Lücken in strang­gepressten Aluminiumprofilen und fügen sich elegant in die Konstruktion der Bediensäule und dem Gesamterscheinungs­bild der Aufzugskabine ein.

Die Stabilität der kleinen, einfachen Bedienpanelen bietet dem Vandalismus einen gewissen Widerstand. In der Zertifizierung des Brandschutzes erreicht der Werkstoff die Brandschutzklasse UL 94-V0.

Montageclip mit vielen Funktionen

Rationelle und werkzeuglose Montage. Spezielle Kunststoffclips halten Elektronikplatinen in Sensorgehäusen.

Der neu entwickelte Clip vereint viele Funktionen in einem Kunststoffteil. Die rundum gelungene Lösung ist das Ergebnis einer guten Zusammenarbeit mit unserem Kunden.

Ingo Weinand
Anwendungs­technik, Großmaischeid

Die Platinenhalterung kombiniert mehrere Federhalterungen und Positionierhilfen in einem Bauteil. Wir spritzgiessen das Befestigungselement aus Polyamid 6 (PA 6), einem Kunststoff mit herausragendem Rückstell­vermögen. Eingesetzt werden die Polyamidteile in elektronischen Sensoren für die Fördertechnik.

Rationelle Clip-Lösung. Einfach eingeclipst, verbindet die Schnellbefestigung die Elektronikplatine und den stranggepressten Gehäusekanal ohne Montageaufwand lagegerecht und sicher miteinander. Die bisherige Montage mit Abstandhaltern und Schrauben war sehr zeitintensiv und teuer. Der neu entwickelte Clip vereint nun viele Funktionen in einem Kunststoffteil und ist das Ergebnis einer guten Zusammenarbeit mit unserem Kunden. Es entstand ein einfach zu entformendes Spritzgussteil das die werkzeuglose Montage der Platine ermöglicht.

Wetterfester Signalschalter

<span class="initialism">Wetterfest:</span> Handgehäuse aus schlagzähem Kunststoff

Signaltechnik im Outdoorbereich. Ruggedized Warnsignal-Gehäuse für Bauarbeiter im Gleis.

Das Gleis ist für Arbeiter ein besonders gefährliches Umfeld. Bei Arbeiten im Gleis wird robuste Signaltechnik benötigt. Denn Zuverlässigkeit selbst bei extremen Wetterbedingungen zählt, wenn alle Beschäftigten im Bereich der Arbeitsstelle vor einer sich annähernden Fahrt zu warnen sind.

Das auf hohe Belastungen ausgelegte Gehäuse des Signalsteuergerätes in der Hand des Aussenpostens erfüllt alle Erwartungen. Ergonomische Handhabung, funktionale Aufnahme der Befehlsgeräte und solide Ausführung zeichnen das Handsteuergerät aus. Hergestellt werden die beiden Gehäusehälften im Thermoplastischen Schaumguss (TSG) mit preisgünstigen Formenwerkzeugen aus Aluminium.

IK-Stossfestigkeit. Gehäuse für elektrische Betriebsmittel. Die CEI EN 50102 führt 10 Schutzarten zur Stossfestigkeit auf. Sie legen fest, welcher Schlagenergie [J] das Gehäuse mindestens standhalten kann.
Schutzart Schlagenergie Eckradius Hammer Hammer­werkstoff Hammer­masse
  [J] [mm] [–] [kg]
IK00 keine Stossfestigkeit
IK01 > 0,15 10 Polyamid 0,2
IK02 > 0,20 10 Polyamid 0,2
IK03 > 0,35 10 Polyamid 0,2
IK04 > 0,50 10 Polyamid 0,2
IK05 > 0,70 10 Polyamid 0,2
IK06 > 1 10 Polyamid 0,5
IK07 > 2 25 Stahl 0,5
IK08 > 5 25 Stahl 1,7
IK09 > 10 50 Stahl 5
IK10 > 20 50 Stahl 5

EMV

Leitlack innen auf ein Kunststoffgehäuse aufgebracht

Elektromagnetische Verträg­lich­keit (EMV). Hochleitfähige Schirmungen für elektronische Baugruppen in Kunststoffgehäusen.


Moderne Gehäuseabschirmungen sind hochleitfähig, sie erfüllen die Forderung nach elektro­magnetischer Verträg­lich­keit (EMV) von elektronischen Geräten mit Gehäusen aus Kunststoff. Richtig ausgelegt und innen auf das Kunststoffgehäuse aufgebracht, schirmen sie die Umgebung von elektro­magnetischen Interferenzen (EMI). Sie sind ein wichtiger Teil zur Festigkeit des elektronischen Gerätes gegen elektrostatische Entladung (ESE, ESD) und gegen elektro­magnetische Störfelder.

Zur Schirmung wird eine Beschichtung gewählt, die aus hochleitenden Partikeln und einer speziellen Kunstharzmatrix besteht. Das verwendete Harz ist thermoplastisch und bindet die Leitpartikel, es entsteht eine die Störstrahlen dämpfende Abschirmschicht. Das Kunstharz sorgt für eine gute Haftung zwischen Abschirmschicht und Kunststoffoberfläche.

Mit Hilfe des thermoplastischen Harzes konnte das Abblättern, wie es bei reinen Metall­beschichtungen zu beobachten war, beseitigt werden. Das Harz vollzieht Massänderungen mit, die z. B. bei Wärmeausdehnung oder Torsion entstehen, ohne erkennbar an Haftfähigkeit zu verlieren. Die Abschirmung kann selbst bei schwierigen Klimabedingungen, wie Hitze oder Feuchtigkeit, verwendet werden.

Die Schirmung ist sehr korrosionsbeständig, denn die Leitpartikel sind im Harz gekapselt und gut geschützt.

EMV-Abschirmschichten enthalten in der Regel Leitpartikel aus Graphit, Nickel, Kupfer oder Silber.

Vergleich der EMV-Effektivität.
Metallische und nicht metallische Leitpartikel.
  EMV
Abschirm­leistung / Schirmdämpfung
(bei 50 μm)
 
ESE
Erdungs­eigenschaften
Oberflächen­widerstand
(bei 50 μm)
Maximale Betriebs­temperatur
Einheit [dB] [Ω/Quadrat] [°C]

 
 
*
 = Die angegebenen Werte wurden nach ASTM ES7-86 ermittelt.
**
 = bei einer Schichtdicke von 25 μm

nichtmetallische Partikel

Graphitbeschichtung 15 – 45 ausgezeichnet < 10 150

Halbedelmetall-Partikel

Nickelbeschichtung 60 * ausgezeichnet < 0,25 95
Kupferbeschichtung 65 ausgezeichnet < 0,25 95

Edelmetall-Partikel

Kupfer-/Silber­beschichtung 75 ausgezeichnet < 0,05 ** 95
Silber­beschichtung 60 ** gut < 0,02 ** 105