(PM) Ostbevern, 13.06.2016 - Stromversorgungen sind häufig rauen oder feuchten Umgebungen ausgesetzt, etwa beim Betrieb in Feuchträumen wie einem Badezimmer oder beim Einsatz von tatsächlichen Outdoor-Anwendungen. In Pflichtenheften von Stromversorgungen finden sich daher oftmals die Anforderungen IPx4 oder IPx7 wieder. Dieser IP-Code (engl.: IP = Ingress Protection) beschreibt gemäß der Norm DIN EN 60529 den Schutz gegen das Eindringen von Fremdköpern wie etwa Schmutz und Staub sowie von Feuchtigkeit. Das Kürzel IPx4 steht dabei für den Schutz gegen allseitiges Spritzwasser, die Schutzart IPx7 ermöglicht sogar ein zeitweiliges Untertauchen der Stromversorgung.

In der Regel findet man zwei herkömmliche Arten Stromversorgungen der Schutzart IPx7 am Markt: Entweder sind alle Bauteile und Kontakte des Netzteils in einem Gehäuse entsprechend angeordnet und mit einem elektrisch isolierenden Gießharz komplett vergossen, oder das Gehäuse ist mit einer Ultraschallschweißnaht oder mit einem O-Ring / einem Dichtelement (beispielsweise aus NBR) versiegelt.

Beide gängigen Varianten bergen in der Praxis allerdings Nachteile: Gegen den Vollverguss spricht, dass Produktgewicht und Materialaufwand sich stark erhöhen. Außerdem wird das Ermitteln von Ausfallursachen massiv erschwert, da sämtliche Bauteile untrennbar von Gießharz umschlossen sind. Mitarbeiter der Qualitätsabteilung wissen, dass die Fehlersuche hier nicht grundsätzlich unmöglich ist, durch das Vergussmaterial aber wesentlich erschwert wird. Ein weiteres Problem beim Vollverguss sind mögliche Kriechströme zwischen den einzelnen elektrischen Bauteilen. Die neuesten Generationen von Schaltnetzteilen werden aufgrund der Normanforderungen hinsichtlich EMV und Wirkungsgrad immer hochohmiger ausgelegt. Der Verguss hat indes aber eine ohmsche / kapazitive Wirkung auf die elektrische Schaltung. Dieser augenscheinliche Nachteil wird bei der Neuentwicklung von Schaltnetzteilen bei FRIWO jedoch berücksichtigt und entsprechend kompensiert.

Die alternativen Ansätze des Ultraschallschweißens beziehungsweise des Abdichtens mittels Dichtelement lösen genannte Problematiken zwar, bergen dafür aber anderweitige Nachteile: Diese Varianten sind deutlich weniger prozesssicher als der Vollverguss, da die Dichtigkeit von der Qualität der Schweißnähte und der Maßhaltigkeit der einzelnen Teile unmittelbar abhängig ist. Bereits minimale Abweichungen können hier schwerwiegende Folgen haben.
Die Frage, welche sich nun stellt, lautet also: Wie lässt sich eine prozesssichere Abdichtung gewährleisten, ohne mit dem Herstellungsverfahren den preislichen Rahmen zu sprengen? Bei der Beantwortung dieser Frage heißt das Zauberwort „Teilverguss“. Dies bezeichnet ein Herstellungsverfahren, auf welches FRIWO ein Patent hält (EP 2 458 691 A1). Aber was verbirgt sich nun dahinter? Im Folgenden wird der Fertigungsablauf eines teilvergossenen Gerätes schrittweise zusammengefasst:

Schritt 1: Montage der DC Leitung mit dem Gehäuseteil 1

Schritt 2: Die DC Leitung wird mit dem Schaltungsträger (PCBA) verlötet und vergossen (bis zum festegelegten Vergussniveau). Der Vergussprozess findet vollautomatisch statt, wobei abhängig von der Düsenanzahl der Vergussmaschine mehrere Geräte gleichzeitig vergossen werden können. Anstelle einer Lötverbindung ist auch eine Steckverbindung für die DC Leitung möglich. Dieses Konzept ist natürlich auch für Varianten mit flexiblen Primärleitungen anwendbar.

Schritt 3: Das Gehäuseteil 2 wird auf das Gehäuseteil 1 montiert

Ergebnis: Kostengünstiger IPx7-Schutz für das Gerät mit hoher Prozesssicherheit dank Teilverguss

Letztendlich lässt sich festhalten, dass der Teilverguss bei IPx7-Anforderungen in sehr vielen Fällen das optimale Herstellungsverfahren ist. Dies birgt massive Vorteile:

- Fertigungsaufwand sinkt
- Ersparnis der Vergussmasse von bis 70 %
- Taktzeiten sinken
- Gewichtsreduzierung
- Analyse von Ausfallursachen wird vereinfach / verbessert
- Sehr hohe Prozesssicherheit

FRIWO arbeitet bereits seit gut fünf Jahren mit diesem patentierten Verfahren und kann sich auf durchweg positive Erfahrungen berufen. Weitere Information sind per Mail sales@friwo.com oder telefonisch unter 02532/81-0 erhältlich.