So wird die IP-Schutzart geprüft | PEM
So wird die IP-Schutzart geprüft: Zuverlässigkeit unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen gewährleisten
Ein Smartphone mit der Kennzeichnung IP68, eine Industriemaschine mit der Schutzart IP65 oder eine Smartwatch mit IPX7 – diese Zahlen stehen für das Vertrauen, dass Geräte Staub, Wasser oder beidem standhalten können. Doch wie stellen Hersteller sicher, dass diese Angaben auch unter realen Einsatzbedingungen Bestand haben? Die Antwort liegt in sorgfältigen Prüfverfahren zur Bestimmung der IP-Schutzart.
Die Testmethoden simulieren reale Umgebungsbedingungen und gewährleisten, dass Geräte wie erwartet funktionieren – sei es bei feinem Staub, Regen, Wasserstrahlen oder sogar vollständigem Eintauchen. In diesem Beitrag werfen wir einen Blick auf die zentralen Prüfverfahren, die zur Einstufung einer IP-Schutzart herangezogen werden – darunter die Prüfung auf das Eindringen fester Fremdkörper sowie auf Wassereintritt.
Prüfung des Schutzes gegen feste Fremdkörper und Staub
Geräte mit einer IP-Schutzart, die eine erste Kennziffer zwischen 1 und 6 aufweisen, durchlaufen eine Prüfung auf das Eindringen fester Fremdkörper. Dabei wird bewertet, wie gut das Gehäuse Staub, Schmutz und andere Fremdkörper abhalten kann. Je höher die Ziffer, desto besser ist der Schutz gegen das Eindringen von Partikeln.
Staubkammerprüfung (IP5X & IP6X)
Bei Produkten, die als staubgeschützt gelten, kommt eine Staubkammer zum Einsatz. Das Prüfgerät wird in einer abgedichteten Kammer positioniert, die mit feinem Talkum oder anderen kleinen Partikeln gefüllt ist. Ein kontrollierter Luftstrom simuliert reale Einsatzbedingungen.
- IP5X: Es darf eine geringe Staubmenge eindringen, jedoch nicht in einem Ausmaß, das die Funktion beeinträchtigt.
- IP6X: Vollständig staubdicht – es darf kein Staub in das Gehäuse eindringen.
Um die Aussagekraft der Prüfung zu erhöhen, wird bei einigen Gehäusen ein Unterdruck erzeugt, um Druckunterschiede zu simulieren, die in der Praxis Staub ins Gehäuse ziehen könnten.
Prüfung auf das Eindringen fester Fremdkörper (IP1X bis IP4X)
Diese Prüfungen bewerten, ob Objekte unterschiedlicher Größe in ein Gehäuse eindringen können:
- IP1X: Schutz gegen große Fremdkörper (z. B. eine Hand).
- IP2X: Schutz gegen Finger.
- IP3X: Schutz gegen Werkzeuge und Drähte mit einem Durchmesser > 2,5 mm
- IP4X: Schutz gegen feine Werkzeuge und kleine Objekte > 1 mm.
Dabei wird mit einer genormten Prüfsonde in der entsprechenden Größe versucht, Kontakt mit internen Bauteilen herzustellen. Kann kein Kontakt nachgewiesen werden, erfüllt das Gehäuse die jeweilige Schutzklasse.
Prüfung des Schutzes gegen Wassereintritt
Für Geräte, die als wasserbeständig gekennzeichnet sind (IPX1 bis IPX9K), werden verschiedene Prüfverfahren eingesetzt, bei denen die Gehäuse definierten Wassermengen unter kontrollierten Bedingungen ausgesetzt werden.
Tropfprüfung (IPX1 & IPX2)
Zur Simulation von Regen oder leichter Kondensation wird bei dieser Prüfung Wasser aus einer Höhe von 200 mm über einen Zeitraum von 10 Minuten auf das Gerät getropft.
- IPX1: Wasser tropft senkrecht auf das Gehäuse.
- IPX2: Das Gerät wird um 15 Grad geneigt, und die Prüfung wird wiederholt – zur Simulation unterschiedlicher Ausrichtungen im Einsatz.
Sprüh- und Spritzwasserprüfung (IPX3 & IPX4)
Geräte, die im Außenbereich oder in Küchenumgebungen eingesetzt werden, müssen Wasserspritzern aus unterschiedlichen Richtungen standhalten.
- IPX3: Wasser wird in einem Winkel von bis zu 60 Grad zur Vertikalen mit einer speziellen Sprühdüse oder einer oszillierenden Röhre auf das Gehäuse gesprüht.
- IPX4: Wasser wird aus allen Richtungen auf das Gerät gesprüht – zur Simulation von Regen oder Spritzwasser..
Bei IPX4 wird das Gerät häufig während der Prüfung gedreht, um eine vollständige Benetzung sicherzustellen.
Prüfung mit Wasserstrahlen (IPX5 & IPX6)
Höhere Schutzarten erfordern Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasserstrahlen – etwa bei Reinigungsvorgängen oder starkem Regen.
- IPX5: Wasserstrahlen aus einer 6,3 mm Düse bei 30 kPa Druck aus allen Richtungens.
- IPX6: Intensivere Strahlen aus einer 12,5 mm Düse bei 100 kPa Druck.
Diese Prüfungen stellen sicher, dass das Gerät auch bei Besprühung mit einem Schlauch oder bei Hochdruckreinigung funktionsfähig bleibt.
Tauchprüfung (IPX7 & IPX8)
Für Produkte wie wasserdichte Smartphones oder Unterwasserkameras werden Tauchtests durchgeführt.
- IPX7: Das Gerät wird 30 Minuten lang in 1 m tiefes Wasser eingetaucht.
- IPX8: as Gerät wird tiefer als 1 m eingetaucht – Tiefe und Dauer legt der Hersteller fest.
Nach der Prüfung wird das Gerät auf Wassereintritt untersucht. Gelangt Feuchtigkeit zu kritischen Komponenten, gilt die Prüfung als nicht bestanden.
Prüfung mit Hochdruck- und Heißwasserstrahlen (IPX9K)
Diese Prüfung ist für Anwendungen im Automobil- und Industriebereich vorgesehen. Dabei wird das Gehäuse mit heißen Wasserstrahlen unter Hochdruck besprüht – zur Simulation extremer Reinigungsbedingungen, etwa mit einem Hochdruckreiniger.
- Das Wasser wird auf 80 °C erhitzt
- Hochdruckstrahlen mit bis zu 100 bar treffen das Gehäuse aus mehreren Winkeln
- Rotation gewährleistet vollständige Exposition
Nur besonders robuste Gehäuse, wie sie in Militär- und Kfz-Anwendungen zum Einsatz kommen, bestehen diesen Test.
Genauigkeit und Zuverlässigkeit sicherstellen
IP-Schutzartprüfungen basieren auf den Normen ISO 20653-2014 und IEC 60529, um eine einheitliche Bewertung über Branchen hinweg zu gewährleisten. Einige Hersteller gehen über die Normanforderungen hinaus und simulieren reale Einsatzszenarien – etwa das Fallenlassen eines wasserdichten Smartphones in ein Schwimmbecken oder das Aussetzen von Industrieanlagen in einer künstlichen Staubumgebung.
Fazit
Die Prüfung der IP-Schutzart stellt sicher, ass Gehäuse ihren Schutzansprüchen gerecht werden – und gibt Verbraucherinnen und Verbrauchern wie auch Unternehmen Vertrauen in die Widerstandsfähigkeit eines Produkts. Von Staubkammern bis hin zu Tauchbecken: Diese anspruchsvollen Prüfverfahren helfen dabei, die Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen zuverlässig zu bewerten.
Im nächsten Beitrag dieser Serie gehen wir der Frage nach, warum manche Geräte die Wasserdichtigkeitsprüfung nicht bestehen – und welche Faktoren beeinflussen, ob Flüssigkeiten in Gehäuse eindringen.
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