Deutsches
Elektronikinstitut
 

Für den Selbstbau von Aluminiumgehäusen für Verstärker, Netzteile und andere elektronische Geräte werden hier einige Konstruktionsideen und praktische Beispiele vorgestellt. Wenn man individuelle Ansprüche an Design und Funktion stellt, dann ist der Selbstbau die Lösung. Der Aufwand ist allerdings recht groß. Die handelsüblichen Geräte verzichten nicht umsonst darauf, ein aus Einzelementen zusammengebautes Gehäuse das außerdem wiederverwendbar ist, herzustellen. Aluminium ist für unsere Zwecke ideal, denn es ist leicht, billig, leicht zu bearbeiten und dabei stabil genug (Vorsicht: zuviel davon im Körper ist giftig). Es gibt verschiedene Aluminiumlegierungen, z.B. mit Silizium und Magnesium. Dadurch wird die Festigkeit erhöht und eine glänzendere Oberfläche erzielt. Auch die elektrische Leitfähigkeit läßt sich durch Beimischungen anderer Metalle beeinflussen. Reines Aluminium ist eher nicht zu empfehlen, weil es zu weich und matt ist. Bei einem Gehäuse mit sechs einzelnen Seiten kommt man überall an den Innenaufbau heran und alles ist austauschbar. Den Deckel könnte man auch mit Magneten befestigen, nur so als Idee, falls man das Innenleben öfter mal bearbeiten oder einfach nur zum Spaß besichtigen will. Die folgenden Gehäuse werden einfach mit "groß", "mittel" und "klein" o.ä. identifiziert. Ganz unten ist noch ein Hinweis für ein wasserdichtes Gehäuse.

Benötigtes Werkzeug und Maschinen
Wenn man alles selbst machen will, braucht man folgende Dinge: Tischkreissäge oder Stichsäge, Minibohrmaschine mit Bohrständer, große Bohrmaschine und Bohrständer, Eisenfeile, Schraubendreher, Reißnadel, Vorkörner, Stahlmaß, Senkbohrer für 3mm und einen größeren zum Entgraten, Gewindeschneider 3mm, Stahlbohrer 1mm, 2,5mm und 3mm, U-Profile, ein Stück Holz als Bohrunterlage. Für das Gehäuse selbst werden benötigt: ca. 1000 Schrauben (3x10mm Senkkopf), Aluminiumbleche: 2, 2,5 oder 3mm, Vierkant-Aluminiumstäbe 8 x 8 mm.

Großes Gehäuse z.B. für Endstufen 
Normale Hifi-Geräte für den Hausgebrauch sind im Durchschnitt 17 Zoll breit, das sind 17 x 2,54 = 43,18 cm, wobei die Spanne von 42-45cm reicht. Mit den Maßen kriegt man so oft zu tun, daß so krumme Werte für uns Freunde gerader Zahlen unbrauchbar sind. Die Breite des mittelgroßen Gehäuses wird somit ein für alle mal auf 43 cm festgelegt. Wenn jemand fragt, dann sind das 17'' ! Die Höhe rankt sich bei allen Mittelklasse-Hifi-Geräten die ich gemessen habe, um die 9cm. Das reicht, um Trafo und Kühlkörper für eine 2 x 80W-Endstufe unterzubringen. Die Tiefe orientiert sich an Standardregalböden (25, 30 oder 40cm). Da für die Anschlüsse noch Platz sein muß, darf es für die Gehäusetiefe etwas weniger sein, also wählen wir ohne Umschweife 35cm als gültige Tiefe. Durch eigene Versuche hat sich gezeigt, daß biegen Mist ist, sowohl optisch als auch praktisch. Nun hat der Würfel sechs Seiten, also braucht man sechs Aluminiumplatten. Damit es stabil wird, sollte eine Stärke von 3mm gewählt werden (wer mehr will muß seine Maße entsprechend anpassen). Diese Rechnerei ist müßig, deswegen werde ich die genauen Maße einfach hinschreiben.

Aneinanderfügen der 6 Bleche
Da die Frontplatte am meisten betrachtet wird, ist sie "dominant", das soll heißen, sie verdeckt alle Kanten der angrenzenden Bleche.
Sie hat also die vollen Maße 43 x 9cm.
Am zweitdominantesten ist der Deckel, er überragt die Seiten und die Rückwand: 43 x 34,7 cm
Das nächst logische in dieser Hirarchie ist die Rückwand, sie springt voll zurück, weil man sie sowieso nicht sieht: 8,4 cm x 42,4 cm.
Somit bleibt für die beiden Seitenteile je einseitige Dominanz: 34,7 x 8,4 cm
Diese Zeile ist für den reibungslosen Arbeitsablauf: 2. Seitenteil: 34,7 x 8,4 cm.
Die Bodenplatte hält sich fast ganz zurück: 42,6 x 34,7 cm.

Wie verbindet man die Teile stabil miteinander?
Das beste und universellste was es gibt, ist eine Verschraubung mit Vierkant-Aluminiumstäben. Für dieses und ähnliche Gehäuse werden solche mit den gängigen Maßen 8 x 8mm benötigt. Die Stäbe werden oben und unten ringsum von außen festgeschraubt. Die Stäbe für die Frontplatte werden aber am besten nur in den vier Ecken geschraubt, weil das besser aussieht. Zusätzlich werden sie festgeklebt und zwar mit Zwei-Komponenten-Kleber in einem Backofen. Vorsicht! Zwei-Komponenten-Kleber ist Giftig! Aus Aluminium-U-Profilen und ein paar Schrauben lassen sich viele provisorische Schraubzwingen zum Fixieren basteln. Die Rückwand wird ebenfalls geklebt - sieht auch besser aus. Auf diese Weise kommt man mit je vier Schrauben in den Ecken aus - das geht optisch in Ordnung, finde ich.
Nachtrag: Wenn die Frontplatte stark genug ist, so ab 4-5mm, dann kann man sie auch von hinten verschrauben, statt zu kleben.

Die Längenmaße der Vierkantstabe

4 x  (43 - 2 * 0,3 - 2 * 0,8)  =  40,8 cm
4 x  (35 - 2 * 0,3)                =  34,4 cm

Das war´s schon mit den Stäben.
Das Bodenblech wird mit 16 Schrauben befestigt, also 4 auf allen Seiten.
Der Deckel kommt sicherheitshalber auch auf 16.
Die Seitenteile haben 2 * 6 = zusammen 12
Front + Rück, wie erwähnt = 8
Summe: 52 Senkkopfschrauben 3 x 10

Achtung: Hauptbohren immer nur mit 2,5mm- Bohrer für 3mm Gewinde.

Hinweis zum mittigen Bohren der Stäbe: Den Stab auf eine ebene Fläche legen, Reißnadel flach hinlegen und ggf. irgendetwas darunterlegen, dann anreißen - umdrehen - anreißen. Danach am besten unter dem Mikroskop mit der Reißnadel vorkörnen. Für Durchbohrungen die Rückseite ebenso vorbereiten. Vorbohren mit 1mm oder 1,5mm-Bohrer (für Durchbohrungen wiederum von beiden Seiten). Drehgeschwindigkeit so einstellen, daß sich lange Späne kringeln (also eher langsam).

Die Position der Schrauben
Die Schrauben sind alle nach dem goldenen Schnitt (de.wikipedia.org/wiki/Goldener_Schnitt) verteilt; das scheint optimal zu sein. Hier den Beweis dafür zu entwickeln, würde aber zu weit führen. Beim goldenen Schnitt wird eine Strecke ein mal so geteilt, daß das Verhältnis der Abschnitte der Reihe nach gleich ist. Das Ergebnis ist (SQR(5)-1) / 2 =  0,618. Die Differenz zu 1 ist nach Adam Riese 0,382. Eine einzige Teilung ist aber für unsere Zwecke noch nicht brauchbar, denn eine einzelne Schraube irgendwo zwischen Tür und Angel ergibt keinen Sinn. Sondern es werden für die vernünftige Befestigung von Elementen zwei oder mehr Schrauben benötigt. Die ganze Strecke sei c, die größeren Teilstrecken a und die kleineren b. c = 1 ! Die Anzahl der Schraublöcher wird den Variablen nun als Index angehängt, der Rest ist (hoffentlich) logisch und wird hier noch nicht weiter erklärt. Die Ergebnisse lauten:

b1 = 0,382;    a1 = 0,618
b2 = 0,191;    a2 = 0,618
b3 = 0,118;    a3 = 0,382
b4 = 0,0854;  a4 = 0,2764

Diese Zahlen gelten für alle Gehäuse dieser Bauart. Weiter mit dem großen Gehäuse: An die Seitenteile kommen 3 Schrauben. Der Deckel darf aber an der Seite nicht 3 Schrauben haben, weil diese sich sonst kreuzen würden. Es reichen für den Deckel an der Seite 2 Schrauben. Für vorne und hinten würde ich für den Deckel je 4 Schrauben vorschlagen.

Die goldene Schraubenformel:

a = c x 1/ (n - 1 + g)

a = größere(r) Teilabschnitt(e), c = Länge der Gehäuseseite, n = Anzahl der vorgesehenen Schrauben, g = 0,618

Damit braucht man die Zahlenkolonnen nicht mehr. Nun wird angerissen, gesägt, vorgekörnt, hauptgekörnt, vorgebohrt, gebohrt und Gewinde geschnitten bis der Arzt kommt!

Nachtrag: Goldener Schnitt hin oder her: Hauptsache es ist stabil, man kommt voran und die Schrauben kommen sich nicht im rechten Winkel oder sonstwo in die Quere.

Mittleres Gehäuse
Grundfläche 24 x 24 cm, Höhe 7cm oder so. Mit der Formel oben könnt Ihr die Schraubenlöcher jetzt einfach berechnen. Die Vierkantstäbe werden alle symmetrisch und gleich. Man gehe von den Außenmaßen aus.

Wasserdichte Gehäuse
Als wasserdichtes Gehäuse für kleine Schaltungen im Naß- oder Außenbereich eignet sich eine Kunststoffdose mit Schraubdeckel bestens. Leere zylindrische Salbendosen gibt es in der Apotheke für 1-2€. Als flache Formate lassen sich entleerte Salbendosen wiederverwenden. Die billigste Schraubdose (0,50€) findet sich als Probiergröße im Drogeriemarkt. Sie ist sehr klein, zweckdienlich geformt, relativ stabil und sicher regenwasserdicht. Sie wiegt 7g und hat einen Rauminhalt von 22,6 cm^3. Die enthaltene parfümierte Babysalbe kann leicht entfernt werden, falls man kein Baby hat. Nachteil: das Babyblau sieht voll ätzend aus und lockt Wespen an. Diese bemerken jedoch den Irrtum schnell. Es gibt aber auch welche in grün. Hurra! Diese Minidosen gibt es neuerdings in weiß! - Und wieder nicht...das ändert sich ständig. Eine weitere Möglichkeit, Schaltungen wasserdicht unterzubringen, bieten billige Kalzium- oder Vitamintabletten im Kunststoffröhrchen aus dem Supermarkt. Der Deckel wird zwar gestopft und nicht geschraubt, aber er hält fest und wasserdicht. Verzehr des Inhalts auf eigene Gefahr! Module für das Röhrchen müssen natürlich sehr schmal sein. Dafür passen auch noch zwei Babyzellen rein.


  Salbendose in "Probiergröße" als wasserdichtes Gehäuse




 

Vierkant-Aluminiumstäbe 8x8x25mm für ein Miniatur-Modulgehäuse