Ratgeber
19-Zoll-Baugruppenträger sind ein wichtiger Bestandteil beim Aufbau von 19-Zoll-Systemen. Sie ermöglichen es, elektrische und mechanische Baugruppen in standardisierten 19-Zoll-Regalen unterzubringen.
Wie 19-Zoll-Baugruppenträger aufgebaut sind und worauf es beim Kauf zu achten gilt, verraten wir Ihnen in unserem Ratgeber.
Das 19-Zoll-System ermöglicht es, elektrische und mechanische Komponenten einer Anlage raumsparend zusammenzufassen. Es handelt sich um ein modulares Baukastensystem, das jederzeit erweitert werden kann und aufgrund der Austauschbarkeit der Bauelemente sehr wartungsfreundlich ist. Zur Anwendung kommt es vor allem bei der Organisation von IT-Infrastruktur (Netzwerk- und Serverzentren), im Telekommunikationsbereich, in der Mess- und Regeltechnik sowie bei Automotive-Anwendungen.
Das 19-Zoll-System kann in mehrere Ebenen unterteilt werden. Ebene 1 bilden elektronische Bauteile, die für den Aufbau von Baugruppen erforderlich sind. Das sind in erster Linie Leiterplatten, also Leiterkarten und Platinen, die mit Elektronik bestückt sind. Einzelne Bauelemente wie Leiterkartenhalter, Steckverbinder und dergleichen gehören ebenfalls dazu. Auf Ebene 2 befinden sich die Baugruppen, die aus Komponenten der Ebene 1 erzeugt werden. Wird also eine Leiterplatte mit einer Frontplatte und einem Steckverbinder kombiniert, handelt es sich um eine Steckbaugruppe. Es gibt auch die Möglichkeit, Leiterplatten in Kassetten als separates Einschubgehäuse einzubauen. Diese werden als geschlossene Baugruppen betrachtet und ebenfalls zu Ebene 2 gezählt.
Ebene 3 bilden die Baugruppenträger. Das sind Gehäuse, die für die Aufnahme von Baugruppen der Ebene 2 konzipiert sind und diesen einen festen Platz bieten. Baugruppenträger werden wiederum in Ebene 4, einem 19-Zoll-Schrank, auch als Server- oder Netzwerkschrank bezeichnet, untergebracht. Namensgebend für das 19-Zoll-System ist die nach Norm definierte Breite der Gerätefrontplatte. Diese ist standardisiert, um mit Komponenten unterschiedlicher Hersteller ein 19-Zoll-System aufbauen zu können. Durch die Festlegung der Einbaugrößen wird eine herstellerübergreifende Kompatibilität hergestellt. So ist es möglich, Baugruppen von Hersteller A in Baugruppenträger von Hersteller B einzusetzen, die wiederum in einen 19-Zoll-Schrank von Hersteller C passen.
Baugruppenträger sind also ein entscheidender Bestandteil von 19-Zoll-Systemen. Sie dienen nicht bloß der Aufnahme von Baugruppen, sondern bieten je nach Ausführung auch Schutz vor elektromagnetischer Strahlung. Des Weiteren können Baugruppenträger mit Zubehör wie Führungsschienen, Gewindestreifen, Befestigungswinkeln oder Griffen ausgestattet und mithilfe entsprechender Anschlusseinheiten untereinander verbunden werden, was viele Gestaltungsmöglichkeiten beim Aufbau eines 19-Zoll-Systems eröffnet.
19-Zoll-Baugruppenträger sind nach DIN EN 60297-3 standardisiert und haben eine Breite von exakt 482,6 mm, was 19 Zoll entspricht. Dieser Wert bezieht sich auf die Montagevorrichtung als solches. Der maximale Einbauraum für Baugruppen beträgt 426,72 mm. Für Baugruppen gilt jeweils eine festgelegte Breite von 5,08 mm (0,2 Zoll). Das bedeutet, dass in einen Baugruppenträger über die volle Breite des Einbauraums bis zu 84 Baugruppen montiert werden können (84 x 5,08 = 426,72).
19-Zoll-Baugruppenträger weisen zwar stets dieselbe Breite auf, unterscheiden sich aber in der Höhe und Tiefe. Die Höhe wird in Höheneinheiten (HE) angegeben. Das hat damit zu tun, dass der Einbauraum in 19-Zoll-Schränken als ein Raster von Höheneinheiten angelegt ist. Eine Höheneinheit entspricht 44,45 mm (1 Zoll), wobei die Höhe von Baugruppenträgern immer etwas geringer ausfällt, um eine unkomplizierte Montage im Rack sicherzustellen. Übliche Höhen für Baugruppenträger sind 3 HE, 6 HE und 9 HE. Die Tiefe orientiert sich an den üblichen Leiterkartenformaten. Als Standard haben sich das einfache Europakartenformat mit 100 mm x 160 mm (Höhe x Tiefe) sowie das Doppel-Europakartenformat mit 233,35 mm x 160 mm etabliert.
Baugruppenträger sind offen, geschlossen oder als Tischgehäuse ausgeführt. Modelle, die für den Einbau in 19-Zoll-Schränke vorgesehen sind, sind im Regelfall als offene Gehäuse konzipiert und häufig aus Aluminium- oder Stahlblech gefertigt. Sie werden üblicherweise mit Führungsschienen ausgestattet, über die die Baugruppen eingeschoben und an Ort und Stelle gehalten werden.
Ein weiterer Bestandteil von Baugruppenträgern ist die sogenannte Backplane, auch Rückwandbus oder Busplatine genannt. Dabei handelt es sich um eine Verdrahtungseinheit, an die die Baugruppen mithilfe genormter Steckverbinder angeschlossen werden, um sie mit Strom zu versorgen, untereinander zu verbinden und über unterschiedliche Busarchitekturen miteinander kommunizieren zu lassen. Darüber hinaus verfügen die meisten Baugruppenträger über horizontal verlaufende Modulschienen mit Gewindestreifen, an denen die Frontplatten der Baugruppen montiert werden.
Baugruppenträger mit offenem Gehäuse ermöglichen eine gute Belüftung, da Verlustwärme abgeführt werden kann. Elektronische Komponenten überhitzen dadurch während des Betriebs weniger schnell. Offene Baugruppenträger müssen jedoch in 19-Zoll-Schränke eingebaut werden, weil die Baugruppen ansonsten mehr oder weniger ungeschützt wären. Anders sieht es bei Baugruppenträgern mit geschlossenem Gehäuse aus, bei denen Boden- und Deckenplatte sowie Seitenwände ringsherum geschlossen sind. Sie sind genauso wie Tischgehäuse für den Einsatz außerhalb von 19-Zoll-Schränken vorgesehen. Zum Zweck der Belüftung können Lüftungsschubladen integriert oder Deck- und Bodenbleche mit Perforationen versehen sein.
Beim Kauf von Baugruppenträgern ist zunächst zu überlegen, welche Bauform sich für den Anwendungsfall am besten eignet. Für den Einbau in 19-Zoll-Schränke sind offene Baugruppenträger aus Gründen der Belüftung die richtige Wahl, vor allem wenn damit zu rechnen ist, dass viel Verlustwärme entsteht. Für den externen Einsatz sind geschlossene Baugruppenträger oder Tischgehäuse zu bevorzugen.
Ein weiterer wichtiger Faktor sind die Abmessungen. Baugruppenträger sind im Hinblick auf ihre Breite standardisiert, es gibt aber Ausführungen in unterschiedlicher Höhe und Tiefe. Um die richtige Größe zu bestimmen, sind die Maße der Baugruppen entscheidend. Einfache Europakarten haben eine Grundhöhe von 100 mm, was einer Höhe von 3 HE entspricht. Für die Aufnahme müssen Baugruppenträger also 3 HE hoch sein. Doppel-Europakarten haben eine Grundhöhe von 6 HE, was dann auch für den entsprechenden Baugruppenträger gelten muss. Die Tiefe von einfachen Europa- und Doppel-Europakarten kann variieren. Gängig sind 160 mm, es gibt aber auch Ausführungen mit 100 mm und 220 mm. Die Tiefe des Baugruppenträgers ist darauf abzustimmen, wobei ein zusätzlicher Platzbedarf einkalkuliert werden muss, der auf die rückwandig ausgeführte Verkabelung der Backplane entfällt.
Ein weiteres Auswahlkriterium ist das zugrundeliegende Material. Üblicherweise werden Baugruppenträger aus Metall wie Aluminium, Edelstahl oder Zink gefertigt, es gibt aber auch Ausführungen aus PVC, Plexiglas und Verbundstoffen. Welches Material das richtige ist, hängt von den Umgebungsbedingungen und dem Gewicht der Baugruppen ab. Muss der Baugruppenträger besonders stark und widerstandsfähig sein, eignet sich Edelstahl besser als Aluminium, wobei letzteres für den Aufbau von Standard-Netzwerkschränken und dergleichen meist ausreichend ist.
Baugruppenträger können mal mehr und mal weniger umfangreich ausgestattet sein. Es gibt Varianten mit Unterteilungen, verstärkte Ausführungen für die Aufnahme schwerer Bauelemente und geschirmte Modelle, die die Elektronik vor elektromagnetischen Störungen schützen. Zu prüfen ist, ob ein Baugruppenträger besondere Anforderungen im Hinblick auf den IP-Schutz erfüllen muss. Die meisten Ausführungen für den Einbau in Schaltschränken sind nach IP20 zertifiziert, das heißt, sie sind gegen das Eindringen fester Fremdkörper mit einem Durchmesser ab 12 mm geschützt. Ein Schutz vor Wasser besteht nicht. Sollte ein höherer Schutz notwendig sein, muss der 19-Zoll-Schrank diesen aufbringen. Zwar gibt es Baugruppenträger mit IP54-Schutz, die gegen Staub in schädigender Menge und allseitiges Spritzwasser geschützt sind, sie eignen sich aber nur für Anwendungen, die wenig Verlustwärme erzeugen und keine speziellen Ansprüche an die Belüftung stellen. Fasst man einen hohen IP-Schutz ins Auge, ist genau zu prüfen, ob das thermische Verhalten der Komponenten, die im Baugruppenträger Platz finden, dies zulässt. Anderenfalls können Überhitzung und Systemausfälle die Folge sein.
Baugruppenträger sind mit vielerlei Zubehör erweiterbar, was die Möglichkeit bietet, ein 19-Zoll-System nach individuellen Bedürfnissen aufzubauen. Zum Schutz vor unautorisiertem Zugriff oder unbefugter Bedienung empfiehlt es sich, Baugruppenträger mit verschließbarer Fronttür zu verwenden bzw. mit abschließbaren Schutzblenden aufzurüsten. Das ist dann sinnvoll, wenn manche Teile des Netzwerkschranks frei zugänglich bleiben sollen und nur der Zugriff auf bestimmte Baugruppen reglementiert werden soll.
Was versteht man unter Z-Schienen?
Z-Schienen benötigt man zur Montage von Steckverbindern an der rückwärtigen Modulschiene. Dafür sind zusätzlich passende Gewindestreifen, auch Gewindeleisten genannt, und Schrauben erforderlich.
Wozu braucht man Frontplatten?
Frontplatten sind in mehreren Ausführungen erhältlich. Gebräuchlich sind Steckfrontplatten und Teilfrontplatten. Steckfrontplatten sind Module, die Leiterplatten aufnehmen, um sie als komplette Baugruppe in den Baugruppenträger einzusetzen. Das geschieht im Regelfall über Führungsschienen. Teilfrontplatten werden dazu genutzt, Bereiche des Baugruppenträgers abzudecken, in denen keine Steckfrontplatten eingesetzt werden und die somit unbesetzt bleiben.