09.07.2015

Robuste Schalter und Taster

Hart im Nehmen

Mit Rafix 22 FSR bietet Rafi eine Befehlsgeräte-Baureihe für den Außeneinsatz in Bau- oder Landmaschinen, die sowohl widrigen Witterungen, starker Verschmutzung als auch heftiger mechanischer Beanspruchung standhält. Um diese Eigenschaften sicherzustellen, werden die Produkte im Vorfeld umfangreichen Stresstests unterzogen.


Bild 1: Halten starken mechanischen Beanspruchungen, extremen Witterungsverhältnissen und Verschmutzung stand: Die Outdoor-Befehlsgeräte der neuen Baureihe Rafix 22 FSR
Bild: Rafi GmbH & Co. KG

Taster und Schalter zur Bedienung von Bau- und Landmaschinen oder anderen Outdoor-Anwendungen müssen eine Menge aushalten: Der Kontakt mit Staub, Schmutz, Schmiermitteln und Feuchtigkeit darf ihnen nicht schaden oder ihre Funktionalität beeinträchtigen. Ebenso stellen Klimafaktoren wie Kälte, Hitze und Niederschläge hohe Anforderungen. Nicht zuletzt unterliegen die Befehlsgeräte dort erheblich größeren mechanischen Belastungen, wo Menschen schwere Arbeit verrichten und sie eher mit Arbeits- als mit Samthandschuhen anfassen.

Herausforderungen

Diese Herausforderungen für Material und Konstruktion stellen für die Befehlsgeräte der Baureihe Rafix 22 FSR, die Rafi für den Outdoorbereich optimiert hat, kein Problem dar. Die Baureihe basiert auf der Rafix 22 FS-Technologie, wurde aber seitens des Anbieters um robuste Eigenschaften (R) erweitert. Sie umfasst überlistungssichere, blockiergeschützte Not-Halt-Taster, beleuchtbare Drucktaster, Wahlschalter sowie Schlüsselschalter. Die Befehlsgeräte zeichnen sich frontseitig durch die Schutzart IP 65, IP 69K aus, was bedeutet, dass zur ihrer Säuberung Hochdruckdampfreiniger mit 80 bis 100bar verwendet werden können. Auch Frost und extreme Hitze führen zu keinen Beschädigungen, da die Befehlsgeräte für einen Temperaturbereich von -40 bis 85°C ausgelegt sind. Es sind allerdings nicht nur starke Verschmutzungen oder klimatische Einflüsse, die Schalter und Tastern zusetzen können: "Wenn man sich auf Baustellen und vergleichbaren Outdoorbereichen umsieht, stellt man schnell fest, dass der Umgang mit den Bediengeräten häufig nicht gerade sachgemäß ist", erklärt Axel Zauke, Produkt- und Innovationsmanager für Komponenten bei Rafi. Beispielsweise käme es auch vor, dass Handwerker einen Not-Halt-Taster als Trittstufe nutzen, um an schwer zugängliche Bereiche zu gelangen, Jacken daran aufhängen oder die Geräte nicht mit der Hand, sondern mit Werkzeug bedienen. "Das ist zwar kein angemessener Umgang mit der Technik", so Zauke, "aber nichtsdestoweniger in vielen Bereichen üblich. Und als Hersteller ist es nicht unsere Aufgabe, das zu kritisieren, sondern uns die Realität anzuschauen und entsprechend stabile Produkte zu entwickeln."

Robuste Produkte erfordern harte Testmaßnahmen

Bei der Entwicklung outdoor-geeigneter Produkte gilt es zunächst, eine realistische Bestandsaufnahme der zu erwartenden Belastungen durchzuführen. In erster Linie gehören dazu - im Vergleich zu Befehlsgeräten, die in Innenbereichen verwendet werden -Stresstests mit heftigen mechanischen Einwirkungen sowie Simulationen klimatischer Einflüsse: Hitze, Frost und hohe Feuchtigkeit. Das bedeutet für die Konstruktion der Befehlsgeräte, dass sie durch die Wahl widerstandsfähigerer Materialien mechanisch verstärkt und die Dichtungen entsprechend ausgelegt werden müssen. Hinsichtlich der chemischen Beständigkeit der Dichtungen gegen Schmierstoffe gelten für die meisten Anwendungsfälle ähnliche Anforderungen wie bei Geräten, die in Innenbereichen eingesetzt sind. Hier verwendet Rafi unterschiedliche Materialien, die gute Beständigkeit gegen mineralische Öle und Kraftstoffe aufweisen, hohe Kälteflexibilität bieten und resistent gegen Druckverformung sind. "Bei der Qualifikation der Baureihe kommen rund 15 verschiedene Prüfanordnungen zum Einsatz. Zunächst testen wir alle erdenklichen 'Wetterlagen' in der Klimakammer", erläutert Zauke, "also Hitze, feuchtwarmes Klima und rasche Temperaturwechsel. Im Gegensatz zur Qualifikation von Geräten für Innenbereiche erfordert dies einen deutlich höheren Testaufwand. Bei der Prüfung der mechanischen Belastbarkeit werden die Folgen dauerhafter seitlicher Krafteinwirkung auf einmontierte Geräte getestet und die mechanische Stabilität in senkrechter Richtung mit einem Pendelhammer geprüft. Nicht zuletzt untersuchen wir die Anschlagfestigkeit bei hohen seitlichen Kräften, womit wir im Prinzip den Fall simulieren, dass jemand auf den Not-Halt steigt." Bei weiteren Prüfungen werden die Produkte in Frostkammern und mit harter UV-Einstrahlung 'malträtiert', das Material auf chemische Beständigkeit gegen zuvor definierte Kontaktstoffe geprüft und nicht zuletzt die Lebensdauer bei permanenter Betätigung getestet.

Die Befehlsgeräte der Rafix 22 FSR-Serie

Während bei den Drucktasters ein Kunststoff-Überzug das Eindringen von Medien wirksam verhindert, verfügt der Schlüsselschalter über eine Silikon-Schutzkappe, die in geschlossenem Zustand die Schutzart IP 69K gewährleistet. Dagegen erforderte die Entwicklung des Wahlschalters durch seine gegeneinander beweglichen Komponenten aufwändigere Innen-Dichtungen, die sich der Innengeometrie des Aufbaus anpassen. Die Gehäuse der Not-Halt-Taster wurden aufgrund der größeren Abmessungen, mit denen sie mechanischen Einwirkungen mehr Angriffsfläche bieten, aus V4A-Edelstahl gefertigt und zusätzlich zur stabilen Konstruktion durch einen metallenen Gewindering verstärkt, der höheren seitlich einwirkenden Kräften widersteht. Durch einen zwangsgeführten mechanischen Bewegungsablauf sind die Not-Halt-Taster entsprechend der gültigen Normen überlistungssicher. Einer versehentlichen Betätigung wird vorgebeugt, indem ein Druckpunkt überwunden werden muss, um den Taster in gedrückter Stellung einzurasten. Außerdem verhindert die in Druckrichtung verjüngte Formgebung des Not-Halt-Tasters eventuelle Blockierungen durch verklemmende Gegenstände, wie beispielsweise durch vorschriftswidrig darüber gehängte Textilien. Rafi bietet die Not-Halt-Taster wahlweise mit einem Metall- oder Kunststoffpilz und jeweils mit oder ohne ein in den Pilz eingelassenes, beleuchtbares Fenster an. Auch die Drucktaster der robusten Gerätefamilie sind beleuchtbar und mit fünf verschiedenen, lichtdurchlässigen Farbblenden oder einer opaken, schwarzen Blende erhältlich. Anders als die Drucktaster, die ausschließlich eine tastende Kontaktfunktion haben, verfügen die Wahlschalter dieser Serie über tastende oder einrastende Kontaktfunktionen und sind in Varianten mit ein oder zwei Schaltstellungen und jeweils verschiedenen Drehwinkeln erhältlich. Dabei bieten die Schalter - wie auch die Drucktaster - eine gute Taktilität, die auch beim Tragen von Arbeitshandschuhen ein deutliches Einrasten in der gewählten Position vermittelt. Die Drehgriffmarkierungen der Wahlschalter sind durchscheinend und können bei Bedarf beleuchtet werden. Zur Sicherung von Bedienfunktionen gegen Unbefugte dienen die Schlüsselschalter aus der Baureihe Rafix 22 FSR. Die Schlüsselschalter sind mit einer Kunststoff-Schutzkappe ausgestattet, die den Schutzgrad IP 65 und in geschlossenem Zustand IP 69K gewährleistet. Im Lieferumfang sind zwei Schlüssel enthalten. Zusätzlich umfasst die Baureihe Leuchtvorsätze zur Signalisierung von Zuständen, die eine vollflächige Ausleuchtung gewährleisten und für SMT- oder THT-LEDs ausgelegt sind.

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Geringe Einbautiefe

Die Baureihe Rafix 22 FSR basiert auf der Rafix 22 FS-Technologie. Deshalb können die FSR-Komponenten mit den bestehenden PCB-Schaltelementen zur Applikation auf Leiterplatten oder den verdrahteten QC-Schaltelementen mit Steckanschluss kombiniert werden. Die PCB-Schaltelemente ermöglichen durch ihre Einbautiefe von nur 9,2mm extrem schlanke Gehäusedesigns und die Integration von Befehlsgeräten in Systemlösungen. Für verdrahtete Lösungen bietet Rafi die QC-Schaltelemente mit Flachsteckeranschluss und einer Einbautiefe von 27mm hinter der Frontplatte an. Sie werden einfach von hinten in die Betätiger gesteckt und rasten dort unlösbar ein. Alle Schaltelement-Typen sind in Varianten mit einem Öffner und einem Schließer, zwei Öffnern oder zwei Schließern erhältlich.

Fazit

"Im Prinzip haben wir bei der robusten FSR-Baureihe den Tastern und Schaltern unserer erfolgreichen Rafix 22 FS+ -Serie Schutzkleidung verpasst", resümiert Zauke. "Die klare Formgebung und prägnante Haptik bleiben dabei komplett erhalten. Damit bieten wir unseren Kunden eine durchgängige Bedienlösung in einheitlichem und modernem Design für unterschiedliche Applikationen. In Kombination mit PCB-Schaltelementen für leiterplattenbasierte Eingabelösungen bieten unsere hochwertigen Serien die passende Optik für schlanke, zeitgemäße Gehäusedesigns. Gemeinsam mit QC-Schaltelementen eignen sich die Geräte zur schnellen Einrichtung und Verdrahtung für einfachere Eingabeanforderungen. Und dank der neuen FSR-Varianten lassen sich unsere bewährten Befehlsgeräte nun auch im Freien und bei jedem Wetter nutzen."

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