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IP-Schutzarten – Ein Leitfaden zu den Schutzarten nach IEC 60529 / EN 60529
- Die Prüfung und Zertifizierung der IP-Schutzarten kann ein wesentlicher Bestandteil der Konstruktion mechanischer Gehäuse sein.
- IP-Schutzarten sind äußerst wichtig, da sie angeben, in welchen Umgebungen Gehäuse und Einfassungen von elektrischen und elektronischen Produkten sicher verwendet werden können.
- Wenn Sie diesen Leitfaden gelesen haben, werden Sie beim nächsten Mal, wenn Sie eine IP-Schutzart sehen, die Einschränkungen eines Produkts auf einen Blick erkennen.
- Wie immer sind die IP-Schutzklassen, wenn man sie einmal erklärt hat, äußerst leicht zu verstehen, doch die Beachtung dieser Warnsignale ist eine ganz andere Sache.
Jeder Konstrukteur, der Gehäuse entwirft, MUSS über fundierte Kenntnisse der IP-Schutzarten verfügen. IP steht für “Ingress Protection” (Eindringschutz) und ist eine Standard-Schutzkennzeichnung für Gehäuse und Einhausungen von elektrischen und elektronischen Produkten. Sie dient dazu, diese nach ihrem Schutzgrad gegen das Eindringen von Feststoffen und Flüssigkeiten zu klassifizieren. Die IP-Schutzarten wurden ursprünglich von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) entwickelt; die entsprechende Norm lautet IEC 60529, während die entsprechende europäische Norm die EN 60529 ist. Einfach ausgedrückt gibt die IP-Schutzart den Grad der Staub- und Wasserdichtigkeit an, den eine Gehäuseauslegung erreicht, sodass die Nutzer eines Produkts über die Grenzen eines Geräts bzw. einer Komponente – sowie über den vorgesehenen Einsatzbereich und die Betriebsbedingungen – informiert sind.
IP-Schutzklassen entschlüsseln
Die IP-Schutzart besteht aus zwei Ziffern, wobei die erste Ziffer den Schutz vor dem Eindringen fester Partikel und die zweite den Schutz vor dem Eindringen von Flüssigkeiten angibt. Die Ziffern reichen jeweils von null bis sechs bzw. von null bis neun und entsprechen neun verschiedenen Schutzstufen – von keinem bis zum höchsten Schutz. Je höher also die Zahl, desto besser der Schutz.
Die erste Ziffer: Feststoffe
0 | bietet keinerlei Schutz vor dem Kontakt mit anderen Gegenständen – kein Test erforderlich |  |
1 | Geschützt vor Gegenständen, die größer als 50 mm sind (z. B. eine Hand) |  |
2 | Geschützt gegen Einstecken von Gegenständen, die größer als 12,5 mm sind (z. B. Finger) |  |
3 | Dies gilt für Gegenstände, die größer als 2,5 mm sind, z. B. Werkzeuge und Drähte |  |
4 | Wenn Sie nach einem Gehäuse suchen, das Drähte, Schrauben, Schraubendreher und die meisten Insekten fernhält, dann ist eine erste IP-Ziffer von 4 die sicherste Wahl |  |
5 | Dies bedeutet einen ausreichenden Schutz vor Staubpartikeln unter normalen atmosphärischen Luftdruckbedingungen bzw. einen vollständigen Schutz vor Staub auch unter Vakuumdruckbedingungen. |  |
6 | Wird in der Regel für Produkte bevorzugt, die zu Wartungs- oder Reinigungszwecken niemals geöffnet werden sollen |  |
Die zweite Ziffer: Flüssigkeiten
Flüssigkeiten lassen sich wesentlich schwerer aus einem Gehäuse fernhalten, daher gibt es elf Schutzklassen, beginnend bei Null (kein Schutz) bis hin zu “9k” (maximaler Schutz). Diese Ziffern stehen an zweiter Stelle der IP-Schutzart und sind wie folgt definiert:
0 | Kein Schutz – kein Test erforderlich |  |
1 | Schutz vor Wassertropfen durch Gehäuse in einer einzigen Ausrichtung |  |
2 | Schutz vor Wassertropfen durch das Gehäuse in 4 verschiedenen Ausrichtungen |  |
3 | Schutz vor Spritzwasser |  |
4 | Schutz vor Spritzwasser |  |
5 | Schutz gegen Wasserstrahlen |  |
6 / 6K | Schutz vor besonders starken Wasserstrahlen |  |
7 | Schutz vor Wasser bei Eintauchen in eine Tiefe von einem Meter |  |
8 | Wasserschutz bis zu einer Tiefe von 3 Metern |  |
9K | Geschützt gegen Hochdruck- und Hochtemperatur-Sprühstrahlen aus nächster Nähe. |
Beide Ziffern werden zu einer vollständigen IP-Schutzart zusammengefügt
Wenn ein Gerät beispielsweise die Schutzart IP 54 aufweist, bedeutet dies, dass das Gehäuse ausreichend vor Staub und Spritzwasser geschützt ist. Ein weiteres Beispiel wäre die Schutzart IP 68, was bedeutet, dass das Gehäuse höchsten Schutz vor Staub bietet und sicher bis zu einer Tiefe von maximal drei Metern in Wasser eingetaucht werden kann, ohne dass die Gefahr eines Kurzschlusses durch eindringende Flüssigkeit besteht.
Beachten Sie, dass die beiden Ziffern zwar unabhängig voneinander sind, aber dennoch in einem logischen Zusammenhang stehen, da es keine Schutzklassen wie “IP 47” geben kann – dies würde bedeuten, dass das Gehäuse für das Eintauchen in Flüssigkeiten bis zu einer Tiefe von einem Meter geeignet ist, jedoch keinen Schutz vor Feststoffpartikeln bietet, die kleiner als 2,5 mm sind. Dies würde bedeuten, dass die betreffende IP-Schutzart eine falsche Angabe darstellt.
Prüfung und Zertifizierung von Schutzarten
Damit Produkte offiziell mit einer IP-Schutzart auf den Markt gebracht werden können, müssen sie von zertifizierten Labors geprüft werden, die die Prüfungen gemäß der Norm IEC 60529 durchführen. Die Prüfung der Dichtigkeit des Gehäuses gegen Festkörper erfolgt unter Verwendung von Kugeln mit bestimmten Durchmessern (50, 12,5 und 2,5 mm) und der Überprüfung, ob die Kugeln die kritischen Teile des elektrischen/elektronischen Geräts erreichen können. Bei den Staubtests wird, wenn ein Gerät die Einstufung “5” erreicht hat, acht Stunden lang ein Unterdruck im Gehäuse erzeugt, um festzustellen, ob es vollständig staubdicht ist oder nicht.
Die Wasserdichtheitsprüfungen werden unter Festlegung bestimmter Wassermengen, Wasseraufbringungsraten, Wasserdrücke und Prüfdauer durchgeführt. Beispielsweise erfolgt die Wassersprühprüfung für die Klassifizierung “3” über eine Dauer von 10 Minuten, wobei Wasser mit einem Druckbereich von 50–150 kPa mit einer Rate von 0,07 Litern pro Minute und Düsenloch aus einer Sprühdüse austritt. Die Tauchprüfung der Klasse “7” schreibt vor, dass das Prüfstück 30 Minuten lang bis zu einer Tiefe von einem Meter untergetaucht werden muss. Schließlich muss die Endprüfung “9K” durchgeführt werden, bei der 80 Grad Celsius heißes Wasser unter einem Druck von 80–100 bar aus einer Entfernung von maximal 15 cm auf alle Gehäuseecken gesprüht wird.
Was ist die Schutzart IP69K?
Die Schutzklasse IP69K bietet Schutz vor dem Eindringen von Staub sowie vor Wasser mit hoher Temperatur und hohem Druck – daher eignen sich Produkte mit dieser Zertifizierung ideal für den Einsatz unter Bedingungen, unter denen Geräte sorgfältig desinfiziert werden müssen.
In Branchen wie der Lebensmittelverarbeitung, in denen Hygiene und Sauberkeit oberste Priorität haben, müssen die Anlagen strengen Hochdruck- und Hochtemperatur-Reinigungsverfahren standhalten können.
In vielen Branchen, in denen Staub und Schmutz ein Problem darstellen können, ist es wichtig, sicherzustellen, dass kein Staub in das Gehäuse eines Produkts eindringen und dessen Ausfall verursachen kann.
Die Schutzklasse IP69K ist die höchste verfügbare Schutzstufe.
Was sind die Vorteile von IP69K?
In Umgebungen, in denen intensive Reinigung erforderlich ist, wie beispielsweise in der Lebensmittelindustrie, kann die Kombination aus Wasser, Chemikalien, hohem Druck und hohen Temperaturen für elektronische Schaltkreise und Messgeräte verheerende Folgen haben. Die Schutzart IP69K bietet die absolute Gewissheit, dass das Gerät, das diese Tests durchlaufen hat, sowohl langlebig als auch widerstandsfähig ist und der höchsten Schutzstufe auf der Skala entspricht.
Wie erreicht ein Produkt die Schutzart IP69K?
Produkte mit der Schutzart IP69K werden einer Reihe anspruchsvoller Tests unterzogen, um sicherzustellen, dass sie Schutz vor dem Eindringen von Wasser unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen sowie vor Staub bieten.
Wie wird die Wasserdichtigkeitsprüfung durchgeführt?
Die Wasserdurchdringungsprüfungen selbst werden durchgeführt, indem das Produkt auf einen Drehteller mit einer Drehzahl von 5 ±1 Umdrehungen pro Minute gelegt wird. Anschließend wird das Produkt aus nächster Nähe mit einer Durchflussmenge von etwa 4 Gallonen/16 Litern pro Minute, einem Wasserdruck zwischen 1160 und 1450 psi und einer Temperatur von 176 °F/80 °C besprüht.
Die Düse, aus der das Wasser versprüht wird, wird in einem Abstand von 4 bis 6 Zoll zum Produkt und in verschiedenen Winkeln gehalten. Nach diesem strengen Prüfverfahren gilt das Produkt als erfolgreich geprüft, wenn es dem Eindringen von Wasser vollständig widersteht.
Prüfbedingungen für Hochdruck- und Hochtemperatur-Abspülung nach IP69K
- Druck: 80 – 120 bar
- Abstand: 10 bis 15 cm
- Temperatur: 80 °C ± 5 °C (176 °F ± 41 °F)
- Durchfluss: 14 – 16 l/min
- Dauer: 30 Sekunden pro Position
Was bedeutet die IK-Schlagfestigkeitsklasse?
Schutzgrade von Gehäusen für elektrische Betriebsmittel gegen äußere mechanische Einwirkungen gemäß IEC 62262:2002 und IEC 60068-2-75:1997.
Diese Bewertung kann bei der Produktauswahl ausschlaggebend sein. Sie bewertet nicht die mechanische Lebensdauer, sondern die Widerstandsfähigkeit eines Produkts gegenüber Umwelteinflüssen. Daher ist sie ein wesentliches Merkmal für jedes Produkt, das für den Konsumgüterbereich bestimmt ist.
Die IK-Schlagfestigkeit wird durch einen speziellen Test ermittelt, der mit einem “Charpy-Pendel”-Schlagprüfgerät durchgeführt wird.
Dieses Gerät misst den Widerstand eines Produkts, das drei wiederholten, identischen Stößen ausgesetzt wird.
Die Aufprallenergie (in Joule) hängt von zwei Faktoren ab:
- Der Abstand zwischen dem Hammer und dem Prüfstück
- Das Hammergewicht
Je nach dem im Test ermittelten Widerstandsgrad wird dem Produkt ein IK-Code zugewiesen. Dieser Code, der von IK0 bis IK10 reicht, gibt an, wie viel Energie das Produkt absorbieren kann.
Entsprechungstabelle
IK00 | Nicht geschützt |
IK01 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 0,14 Joule. Dies entspricht einem Aufprall eines 0,25 kg schweren Körpers, der aus einer Höhe von 56 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
IK02 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 0,2 Joule. Dies entspricht dem Aufprall einer Masse von 0,25 kg, die aus einer Höhe von 80 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
IK03 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 0,35 Joule. Dies entspricht dem Aufprall eines 0,25 kg schweren Körpers, der aus einer Höhe von 140 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
IK04 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 0,5 Joule. Dies entspricht dem Aufprall einer Masse von 0,25 kg, die aus einer Höhe von 200 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
IK05 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 0,7 Joule. Dies entspricht einem Aufprall eines 0,25 kg schweren Körpers, der aus einer Höhe von 280 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
IK06 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 1 Joule. Dies entspricht einem Aufprall eines 0,25 kg schweren Körpers, der aus einer Höhe von 400 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
IK07 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 2 Joule. Dies entspricht dem Aufprall einer Masse von 0,5 kg, die aus einer Höhe von 400 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
IK08 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 5 Joule. Dies entspricht dem Aufprall eines 1,7 kg schweren Körpers, der aus einer Höhe von 300 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
IK09 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 10 Joule. Dies entspricht dem Aufprall einer Masse von 5 kg, die aus einer Höhe von 200 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
IK10 | Geschützt gegen Stöße mit einer Energie von 20 Joule. Dies entspricht dem Aufprall einer Masse von 5 kg, die aus einer Höhe von 400 mm auf die Aufprallfläche fällt. |
Das integrierte Prüflabor von Langir führt IK-Schlagfestigkeitsprüfungen gemäß den Vorgaben der Norm EN 62262 durch.