GORE^® Protective Vents reduzieren die Kondensation in abgedichteten Gehäusen

Der weltweit aktive Telematikhersteller Laird Technologies liefert robuste Antennen, Mehrbandantennen und integrierte Module zur Deckung des Bedarfs von Fahrzeugherstellern, Fuhrparkbetreibern und privaten Fahrzeugbesitzern rund um den Globus. Mit Hilfe dieser Produkte können Fahrzeuge: AM/FM-, Mobiltelefon-, GPS- und Satellitenfunksignale, Mobiles Fernsehen und WiFi empfangen, Informationsportale wie zum Beispiel Navigationshilfen und Verfolgungs-/Ortungsdienste nutzen und mit Sicherheitsfunktionen wie Mobilfunk, GPS, Reifendrucksensoren und Diebstahlschutzeinrichtungen ausgestattet werden.

Für Flottenmanagementsysteme hat Laird die so genannte „intelligente Antenne“ (Smart-Antenne) im Programm, die aus einem Mobilfunkmodem und einem WiFi-Transceiver besteht. Das Unternehmen entwirft auch die Antennen für die Mobilfunk-, GPS- und WiFi-Systeme. Die Smart-Antenne wird auf dem Dach oder hinter der Fahrerkabine von gewerblich genutzten Fahrzeugen angebracht, das heißt die Elektronikkomponenten sind Wetterbedingungen aller Art ausgesetzt. Sobald die Lastkraftwagen auf der Straße Fahrt aufnehmen und schneller werden, wird die wetterbedingte Beanspruchung noch höher, beispielsweise bei Regen. Daher verwendet Laird thermoplastische Gehäuse und O-Ring-Dichtungen, die den IP67-Standard erfüllen, um wetterbedingte Beeinträchtigungen der Elektronik auszuschließen.

Bei der Entwicklung einer neuen Antenne für einen ihrer Kunden profitierte das Laird-Engineeringteam von seiner Planungserfahrung und seinem Know-how über den Effekt von Temperaturwechseln auf abgedichtete Gehäuse. Sehr schnelle Wechsel der Umgebungstemperatur können Druckunterschiede im Inneren des Antennengehäuses entstehen lassen, die zur Vakuumbildung führen können. Steigt der Druck im Innern, versucht das Gehäuse ihn auszugleichen, indem es Luft nach innen saugt. Dies belastet die Dichtungen und lässt potenziell Leckagen entstehen. Durch diese undichten Stellen wird bei einem Vakuum nicht nur Luft, sondern auch Wasserdampf ins Gehäuseinnere gezogen, der dann dort kondensiert. Das nun in flüssiger Form vorliegende Wasser kann nicht auf direktem Wege entweichen, sammelt sich daher im abgedichteten Gehäuse und kann letztlich einen Kurzschluss in der Elektronik verursachen. Laird suchte nach einer Möglichkeit für den Druckausgleich in einem Gehäuse für so genannte „intelligente Antennen“ (Smart-Antennen), ohne dass es einen Weg für Wasser und sonstige Verunreinigungen gab, ins Gehäuseinnere einzudringen.

Lairds Kunde, ein globaler Telekommunikationsanbieter, schrieb den Einsatz eines GORE^® Protective Vents in der Antennenanlage vor. Das Engineeringteam entschied sich für die Installation eines einrastbaren Snap-In-Belüftungselements in das IP67-Gehäuse. Dieses Belüftungselement hält einem Wassereintrittsdruck von über 0,3 bar pro 30 Sekunden bei einem weiterhin kontinuierlichen typischen Luftdurchsatz von 2.000 ml pro Minute stand. Außerdem bleibt es bei Temperaturen von -40 °C bis 125 °C zuverlässig funktionstüchtig, sodass der Betrieb des Flottenmanagementsystems sowohl an extrem kalten als auch extrem heißen Orten der Welt gewährleistet ist.

Das Team von John Kowalewicz, Senior Staff Engineer bei Laird Technologies Telematics, legte gemeinsam mit dem Kunden die Stelle fest, an der das Belüftungselement eingebaut werden sollte. Aufgrund der potenziell sehr rauen Wetterverhältnisse beschlossen sie, das einrastbare Snap-In-Element an der vertikalen Gehäuseoberfläche gegenüber der Stelle anzubringen, an der Regen, Schnee oder Wind direkt einwirken würden. “Wir fanden es sehr leicht, das richtige Belüftungselement für unsere Anwendung auszuwählen. Da etliche Optionen zur Verfügung standen, konnten wir verschiedene Bauformen testen, wobei wir unser Antennendesign nicht verändern mussten”, erklärt Kowalewicz.

Und er ergänzt: “Wir machen aus dem Belüftungselement gegenüber unserem Endkunden kein Geheimnis. Ohne dieses Element würde unser Produkt nicht die erforderliche dauerhafte Systemzuverlässigkeit aufweisen. Bis heute haben wir über 175.000 Smart-Antennen dieser Bauart im Einsatz und keinerlei Probleme mit eindringendem Wasser festgestellt. Bedenkt man die Bedingungen, unter denen die Lastwagen fahren, dann heißt das schon etwas!”