Steigerung der Wirtschaftlichkeit

Der Autor: Wilfried Schmitz, Geschäftsführer CTX Thermal Solutions GmbH, Nettetal

Ursprünglich sah das Konzept für den MovingCap – einen kompakten und intelligenten Stellantrieb – zunächst die prozesssichere Unterbringung der Elektronik in einem kompakten, jedoch mehrteilig gefrästen Gehäuse vor. „Eine von uns initiierte Machbarkeitsstudie zeigte jedoch, dass aufgrund der Stückzahlnachfrage ein einteiliges Druckgussgehäuse die wirtschaftlichere Alternative sein würde, obwohl die Herstellung eines speziellen Gusswerkzeugs vergleichsweise kostenintensiv ist“, erklärt Markus Heggelbacher, geschäftsführender Gesellschafter der Fullmo GmbH. „Mit einem solchen Prozessorgehäuse würden sich laut unserer Untersuchung die Anzahl der Teile sowie die Beschaffungs- und Montagekosten deutlich reduzieren und damit die Wirtschaftlichkeit des MovingCaps wesentlich steigern lassen.“ Das junge Unternehmen Fullmo aus Markdorf am Bodensee entwickelt und vertreibt Steuerungs- und Antriebssysteme für den Maschinen- und Anlagenbau. Finanziert wurde die Machbarkeitsstudie über einen Innovationsgutschein des baden-württembergischen Ministeriums für Finanzen und Wirtschaft. Das Bundesland fördert damit kleine innovative Unternehmen.

Auf der Basis dieser Studie überarbeitete Fullmo die ursprüngliche Konzeptidee und zog die CTX Thermal Solutions GmbH als Spezialisten für maßgeschneiderte Elektronikgehäuse hinzu. „Wir benötigten den Expertenrat hinsichtlich der Material- und Oberflächengüte sowie der Verarbeitbarkeit und Veredelungsmöglichkeiten von Aluminiumdruckguss-Gehäusen. Außerdem mussten wir sicherstellen, dass das fertige Prozessorgehäuse den Umweltbedingungen und Anforderungen im Maschinenbau absolut gerecht wird“, sagt Heggelbacher. Ziel war, ein möglichst harmonisches und optisch ansprechendes Gehäuse zu schaffen, in das die bereits existierende Leiterplatte unkompliziert integriert werden konnte. Da das Elektronikgehäuse gleichzeitig auch als Motorflansch für den Anbau unterschiedlicher Getriebe beziehungsweise die direkte Installation an die Kundenapplikation fungieren sollte, stellten die Entwickler von Fullmo zudem hohe Anforderungen an die Gehäuseoberfläche und die vorzusehenden Bohrungen.

Als Lieferant metallischer Elektronikgehäuse stand CTX bei der Konzeption des Gehäuses nicht nur beratend zur Seite, sondern konnte auch mit dem geeigneten Gussgehäuse dienen. Neben den bereits genannten Vorgaben spielten bei der Auswahl auch Material, Stabilität, Baugröße und Optik eine wichtige Rolle. Das Ergebnis waren Aluminiumdruckguss-Gehäuse, die nach dem Guss einer CNC-Präzisionsbearbeitung unterzogen wurden, um an den Anbauflächen die erforderliche Oberflächenpräzision zu erreichen. Aus optischen Gründen wurden sie anschließend pulverbeschichtet. Zudem ist CTX in der Lage, die für diverse Anschlüsse nötigen Bohrungen nach Zeichnungsvorgabe zu erstellen. Für die Herstellung der Gehäuse aus Aluminiumdruckguss sind spezielle Werkzeuge beziehungsweise Gussformen erforderlich. Da deren Anfertigung sehr kostenintensiv ist, lohnt sie sich, wie bereits erwähnt, nur, wenn wie bei Fullmo größere Stückzahlen benötigt werden.

„CTX hat uns bestmöglich bei der Entwicklung und Umsetzung der MovingCap-Gehäuse unterstützt. Das Ergebnis war eine absolut bedarfsgerechte und gleichzeitig wirtschaftliche Lösung“, zieht Heggelbacher Bilanz. Diese Lösung ist ein Stellantrieb für kleine Elektromotoren, der vor allem in Druck-, Verpackungs- und Sondermaschinen sowie automatisierten Zutrittssystemen Verwendung findet. Das besondere an dem kleinen Prozessoraufsatz: Er macht aus einem Standard-Elektronikantrieb ein hocheffizientes und variables Antriebsaggregat. „Da der intelligente Elektronikaufsatz eine eigene Ablaufsteuerung beinhaltet, können komplette Kundenapplikationen direkt in den Motor programmiert werden“, erläutert Markus Heggelbacher. Diese Verlagerung der Intelligenz in den Antrieb entlastet übergeordnete Steuerungen. Zudem bieten die von dem Hersteller selbst erstellten Programme und Abläufe einen einfachen aber wirksamen Schutz vor Plagiaten.

Auf die jeweilige Applikation zugeschnittene Druckgussgehäuse für elektronische Bauteile wie der MovingCap-Prozessoraufsatz gehören ebenso zum umfassenden Produktspektrum von CTX wie maßgeschneiderte Frontplatten, Gehäuseteile in Profil- oder Stanzbiegetechnik sowie technische Aluminiumteile. Die Gehäuse können wie im Fall von Fullmo einer speziellen Oberflächenbehandlung unterzogen und wahlweise eloxiert, lackiert, chromatiert oder pulverbeschichtet werden. Auch mit Sand oder Glasperlen gestrahlte Oberflächen sind lieferbar. Zudem lässt sich eine teilweise oder komplette CNC-Bearbeitung der Gehäuseteile realisieren.

Die Gehäuse in Stanzbiegetechnik werden aus Aluminium, Edelstahl sowie unbehandeltem oder verzinktem Stahlblech gefertigt. Auch sie können bei Bedarf einer professionellen Oberflächenbehandlung unterzogen, wahlweise gestanzt, genibbelt und mit Einpressbolzen oder -buchsen versehen werden. Diese Behandlung gilt auch für die projektspezifisch ausgeführten technischen Aluminiumteile, die auf Wunsch gelasert und/oder abgekantet und mit integrierten Gewindebolzen ausgestattet geliefert werden können. Ein abziehbarer Einkomponentenlack schützt die Oberfläche vor Schäden. Frontplatten für Gehäuse liefert CTX nach Kundenwunsch inklusive Filmerstellung und Beschriftungen in ein- oder mehrfarbigem Siebdruck oder mit Lasergravur.

Neben Gehäusen, Frontplatten und technischen Aluminiumteilen entwickelt und vertreibt CTX vor allem kundenspezifische Kühllösungen für elektronische Bauteile. Sie sind ebenso zahlreich und unterschiedlich wie ihre Applikationen und finden sich in der Automobil-, Haushalts- und Unterhaltungselektronik genauso wieder wie in industriellen Netzteilen und Computern sowie im Bereich der regenerativen Energien und der Haustechnik. Ein relatives junges, sich stark entwickelndes Feld ist die LED-Kühlung. Die Kühlkörper reichen von nur wenigen Millimeter großen und einige Gramm leichten Kühlelementen für SMD-Bauteile bis hin zu 2 m langen und 200 kg schweren Kühlkörpern für Wechselrichter in der Eisenbahntechnik. ik

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