Die Welt der Steckverbinder kann komplex sein, insbesondere wenn es um die Dichtheit geht. Bei der Auslegung von Steckverbindern haben wir schon öfter festgestellt, dass viele unserer Kunden Fragen zu den IP-Schutzklassen und anderen Themen haben. In diesem Beitrag möchten wir Licht ins Dunkel bringen und Ihnen einen Überblick über die IP-Schutzklassen bei Steckverbindern bieten und auf wichtige Aspekte für die Auslegung hinweisen.
Die IP-Schutzklassen
Die IP-Schutzklassen werden für elektrische Geräte und Systeme angewendet. Ist die Schutzklasse bereits festgelegt, gibt diese an, wo das Objekt eingesetzt und welchen Umwelteinflüssen es ausgesetzt werden darf. Für Neuentwicklungen wird meist andersherum vorgegangen. Die zu erwartenden Umwelteinflüsse und Einsatzorte geben vor, welche IP-Schutzklasse erreicht werden muss.
Die Schutzklassen sind grundsätzlich sehr übersichtlich. IP steht für «Ingress Protection», also Schutz gegen Eindringen. IP wird gefolgt von zwei Ziffern (gemäss DIN EN 60529). Die erste Ziffer steht für Schutz gegen Fremdkörper und Berührung:
| Ziffer | Berührung nicht möglich mit | Schutz gegen Fremdkörper |
|---|---|---|
| 1 | Handrücken | mit Durchmesser ≥ 50 mm |
| 2 | Finger | mit Durchmesser ≥ 12,5 mm |
| 3 | Werkzeug | mit Durchmesser ≥ 2,5 mm |
| 4 | Draht | mit Durchmesser ≥ 1,0 mm |
| 5 | Vollständiger Schutz | Staub in schädigender Menge |
| 6 | Vollständiger Schutz | staubdicht |
Die zweite Ziffer steht für Schutz gegen Wasser:
| Ziffer | Schutz gegen Wasser |
|---|---|
| 1 | Schutz gegen Tropfwasser |
| 2 | Schutz gegen schräg fallendes Tropfwasser, bis zu 15° geneigt |
| 3 | Schutz gegen fallendes Sprühwasser bis 60° gegen die Senkrechte |
| 4 | Schutz gegen allseitiges Spritzwasser |
| 5 | Schutz gegen Strahlwasser aus beliebigem Winkel |
| 6 | Schutz gegen starkes Strahlwasser |
| 7 | Schutz gegen zeitweiliges Untertauchen (1 Meter, 30 Minuten) |
| 8 | Schutz gegen dauerndes Untertauchen. Soweit keine andere Angabe erfolgt, besteht ein Schutz bis 1 Meter Wassertiefe. |
Für Steckverbinder kommen aufgrund der physikalischen Gegebenheiten meistens die Klassen IP55 bis IP68 zum Einsatz. Bei den von Torson Injex direkt am Kabel konfektionierten und umspritzen Steckverbinder wird meistens eine Klasse IP65 bis IP68 erreicht.
Wichtige Überlegungen für die Auslegung
Die IP-Schutzklasse alleine ist für viele Anwendungen nicht aussagekräftig genug. Umgebungsbedingungen wie Temperaturschwankungen, chemische Exposition, Vibrationen und UV-Strahlung können die Schutzklasse beeinflussen und sind von den Normen nicht oder nur teilweise abgedeckt. Daher bitten wir Sie frühzeitig mit uns Kontakt aufzunehmen. Mit der richtigen Wahl der Dichtungselemente, alternativen Beschichtungen oder Materialwechseln kann auf anspruchsvolle Umgebungsbedingungen reagiert und die Schutzklasse weiterhin ermöglicht werden.
Für Steckverbinder, welche über längere Zeiträume unter anspruchsvollen Umweltbedingungen eingesetzt werden, ist regelmässige Wartung und Inspektion unabdingbar.
Geschlossene und geöffnete Verbindungen
Die IP-Schutzklassen beziehen sich auf das Innere eines Gerätes oder Gehäuses. Bei Steckverbindern ist damit meistens der Raum im Innern des Steckverbinders gemeint, in welchem der elektrische Kontakt zwischen den Pins hergestellt wird. Dies impliziert bereits, dass die Schutzklasse nur auf geschlossene, bzw. gekoppelte Verbindungen angewendet werden kann.
Daher ist es für viele Anwendungen wichtig zu wissen, auf welchen Bereich des Systems sich die Schutzklasse beziehen soll.
Weitere Dichtigkeiten
Neben den hier aufgeführten IP-Schutzklassen gibt es natürlich noch weitere Formen von Dichtigkeiten, welche relevant sein können. Besonders erwähnenswert ist die Gasdichtheit. In anspruchsvollen Umgebungen, wie zum Beispiel Hochvakuum oder Explosionsschutzzonen, müssen Geräte, Systeme oder eben auch Steckverbinder teilweise gasdicht sein. Hier ist wiederum zu beachten, dass der Ausdruck “gasdicht” eine ganze Bandbreite von Grössenordnungen abdecken muss. Die relevante Grösse der Leckagerate kann sich im Bereich von von 10-3 bis zu 10-12 Millibar mal Liter pro Sekunde bewegen. Daher ist auch hier die Absprache von Anfang an im Entwicklungsprozess das A und O, um zum Erfolg zu gelangen.
Zusammenfassung
Die Dichtheit von Steckverbindern ist ein weitläufiges Gebiet. Die IP-Schutzklassen geben einen relativ guten Überblick, wenn Dichtheit im Zusammenhang mit Wasser gefordert ist. Umwelteinflüsse können jedoch die im Labor getesteten Ergebnisse auf den Kopf stellen. Noch komplexer wird es, wenn Gasdichtheit gefordert ist. Auf jeden Fall möchten wir Sie dazu anregen, möglichst früh bei der Entwicklung von Steckverbindern mit uns in Kontakt zu treten, damit wir unser Wissen einbringen und mit Ihnen nach der optimalen Lösung suchen können.