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IP-Schutz von Netzsteckverbin-dungen in Geräten nach IEC 60529Steigende Anforderungen nach erhöhter Staub- oder Spritzwas-serdichtheit verlangen nach Komponenten mit entsprechenden Ei-genschaften.

Um die Anforderungen der Gerätenormen sowie des täglichen Gebrauchs in rauer Um-

gebung mit Staub oder Spritzwasser oder bei der Gerätereinigung zu erfüllen, müssen

Geräte in vielen Anwendungen einen Schutzgrad höher als IP 40 bieten. Komponenten wie

Netzsteckverbindungen nach IEC 60320, Schalter, Bedienelemente oder Anzeigeelemente,

welche in sich eine erhöhte Dichtigkeit haben und eine solche auch zum Gerätegehäuse

ermöglichen, erleichtern dem Konstrukteur das Design eines entsprechenden Geräts. Dies

gilt für Komponenten sowohl auf der Front- wie auch auf der Rückseite der Geräte.

Steigende KundenanforderungenDie verschärften Gerätenormen und steigenden Kundenanforderungen verlangen von Geräte-herstellern immer mehr Produkte mit einem zielkonformen IP-Schutzgrad. In modernen In-dustrieanlagen wird heute typischerweise IP 54 verbaut, in Schaltschränken IP 20. Ein vollstän-diger Berührungsschutz ist ab IP 5x gegeben, da ab diesem Schutzgrad ein unbeabsichtigtes Eindringen mit einem Draht (Ø > 1 mm) verhin-dert wird (Abb. 2, S. 2).

Im medizinischen Bereich ist ein hoher IP-Schutzgrad ein grosses Kundenbedürfnis. Einerseits bei Anwendungen, bei denen Flüs-sigkeit eine Rolle spielt, z.B. bei Ultraschallreini-gungsgeräten, Absauggeräten, Analysegeräten oder Infusionspumpen. Andererseits müssen die Geräte eine Reinigung, Desinfektion und bei Bedarf sogar eine Sterilisation durchlaufen können, ohne Schaden zu nehmen. In solchen Anwendungen ist oft ein Schutzgrad von IP 54, IP 65 oder noch höher gefordert. Neben dem medizinischen Bereich ist speziell auch in Ge-räten der Lebensmittelverarbeitung ein zuver-lässiger IP-Schutz ebenfalls eine wichtige Ei-genschaft. Für alle diese Anwendungen bietet SCHURTER verschiedene Komponenten wie Gerätestecker, Sicherungshalter, Eingabeele-mente, Netzfilter oder Schutzschalter an, wel-che die entsprechenden Kundenbedürfnisse erfüllen.

Im Falle der Stromzuführung besteht der Be-darf, die steckbare Verbindung gegen unbe-absichtigtes Ausziehen zu sichern. Dies kann mitten in einer Messanalyse sehr störend sein oder könnte im Falle einer Patientenüberwa-chung zu kritischen Situationen führen. Diese Gefahr besteht einerseits vor allem bei mobilen Geräten bzw. Geräteaufbauten auf einem Wa-gen, wie sie im Medizinalbereich oder bei in-dustriellen Messsystemen oft anzutreffen sind, oder andererseits wo sich häufig Personen im Umfeld der Geräte bewegen. Eine Verriegelung ist aber auch empfehlenswert, um die Dichtheit der Steckverbindung, also zwischen Geräte-stecker und Netzkabel, sicherzustellen.

Abb. �: Mobile Station für Neugeborene

IEC 60529 – Schutzgrade für Geräte-gehäuseDer IP-Schutzgrad gibt die Eignung von elek-trischen Betriebsmitteln für verschiedene Um-gebungsbedingungen an. Die hierfür relevante Norm IEC 60529 legt Folgendes fest:a) Begriffe für Schutzgrade durch Gehäuse von

elektrischen Betriebsmitteln betreffend1. Schutz von Personen gegen das Berüh-

ren von gefährlichen Teilen innerhalb des Gerätes;

2. Schutz des Gerätes innerhalb des Ge-häuses gegen Eindringen von festen Fremdkörpern wie Draht oder Staub;

3. Schutz des Gerätes innerhalb des Ge-häuses gegen schädliche Einwirkungen durch das Eindringen von Wasser

b) Bezeichnungen für diese Schutzgradec) Anforderungen für jede Bezeichnungd) Prüfungen, die für die Bestätigung zur Ein-

haltung der Norm durchzuführen sindDabei legt die erste auf IP folgende Ziffer den Schutz gegen das Eindringen von festen Fremdkörpern, die zweite den Schutz gegen Eindringen von Wasser fest. IP steht für Ingress Protection = Eindringschutz. Der IP-Schutz-grad sagt demnach aus, ob ein Gerät für den Einsatz in den entsprechenden Umgebungs-bedingungen geeignet ist.

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Bestandteile des IP-Codes und ihre BedeutungenEine kurze Beschreibung der IP-Code-Bestandteile wird in der folgenden Tabelle gegeben.

Codebuchstaben Erste Ziffer Zweite Ziffer (Schutz gegen Fremdkörper) (Schutz gegen Wasser)

IP 6 5

Produkte mit erhöhtem IP-SchutzSCHURTER bietet verschiedene Komponenten an, die einerseits einen erhöhten Schutzgrad in sich, d.h. durch die Komponente hindurch ins Gerät, haben, andererseits aber auch die Mög-lichkeit bieten, das Bauteil dicht in die Gehäu-sewand einzubauen. Es sind dies Komponen-ten im Bereich der Stromversorgung wie Ge-rätestecker, Gerätestecker mit Netzfilter oder Sicherungshalter, aber auch Bedienelemente wie Schalter, Taster oder Geräteschutzschalter. Beim Geräteabdichtungskonzept der steck-baren Stromzuführungen nach IEC 60320 unterscheiden wir im Wesentlichen zwei Funk- tionsstufen bezüglich des IP-Schutzes: 1. IP-Schutz zum Gerät2. IP-Schutz zum Gerät inklusive Schutz der Stromzuführung

�. IP-Schutz zum GerätDie Abdichtung zum Gerät gestaltet sich je nach Funktionalität des Gerätesteckerkom-bielementes vielfältig. Für einen Geräteste-cker mit Sicherungshalter und Filter besteht das Dichtungskonzept aus unterschiedlichen Massnahmen. Die Dichtungskonzepte werden im Folgenden am Beispiel des SCHURTER-Produktes Typ 5707 aufgezeigt. Das 5707 ist ein dichtes Gerätestecker-Kombielement mit Sicherungshaltern und EMV-Filter mit Schutz-grad IP 65. Dies gilt sowohl für die umspritzten Steckerstifte der Stromversorgung ins Gerät wie auch für die Sicherungsköpfe. Der in den Montageflansch eingelegte Dichtring dichtet zwischen Kombielement und Montageplatte ebenfalls bis zu diesem Schutzgrad.

Abb. 3: Gerätestecker-Kombielement 5707 mit IP 65

Bei Produkten die nicht in der Grundausstat-tung mit einer integrierten Dichtung am Mon-tageflansch bestückt sind, muss ein separates Dichtungskit als Zubehör bestellt werden. Im Beispiel des Gerätesteckers Typ 6100 ist dies eine Flachdichtung mit Schraubenset wie in Abb. 4 dargestellt und im Weiteren ein allfälliges Sicherungsbügel-Set zur Fixierung der Geräte-steckdose (Abb. 5). Dieses Zubehör ermöglicht einen Schutzgrad bis zu IP 54.

Abb. 4: Gerätestecker Typ 6�00 mit Flach-dichtung und Schraubenset erreicht IP 54

Anwendungsbeispiele, bei denen die Abdich-tung des Geräts erwünscht ist:– Geräte, die aus Reinigungszwecken dicht sein müssen (Medizintechnik, gewerbliche Küchengeräte, Lebensmittelverarbeitung)– Akkubetriebene Outdoor-Geräte– Geräte mit sensibler Elektronik/Mechanik in staubiger Umgebung– Geräte mit Unterdruck im Innern

Ausser dem IP-Schutz von der Geräteaussen-seite ist auch ein Schutz von der Innenseite des Gerätes möglich. In diesem Fall steht weniger der Schutz des Gerätes vor Eindringen von Flüssigkeit und Staub als viel mehr die Ab-dichtung der Komponente an sich im Vorder-grund. Es wird einerseits definiert, inwieweit der Schutz vor unbeabsichtigtem Berühren, z.B. im Servicefall, gewährleistet ist. Andererseits kann auch die Herstellung eines Geräts dichte Kom-ponenten erfordern. Werden zum Beispiel Teile eines Geräts vergossen, ist eine entsprechende Dichtheit der Komponente von der Rückseite erwünscht. 2. IP-Schutz zum Gerät inklusive Schutz der StromzuführungBasierend auf der oben beschriebenen Abdich-tung zwischen Kombielement und Gerät, lässt sich die Abdichtung nun auf den Schutz der Steckverbindung erweitern. Diese zusätzliche Schutzfunktion erlaubt auch im Betrieb mit ein-gestecktem Stromkabel einen sicheren Schutz gegen unerwünschtes Eindringen von Feuch-tigkeit und Staub. Die Dichtung der Stromzu-führung wird mit einer Einlegedichtung um die Steckerstifte in den Gerätestecker bewirkt. Bei gesteckter Kabeldose verhindert die Dichtung, dass Flüssigkeit und Staub an die Steckerstifte und somit an spannungsführende Teile sowie in die Dose gelangt.

IP xy Bedeutung für den Schutz des Betriebsmittels

Bedeutung für den Schutz von Personen

Gegen Eindringen von festen Fremdkörpern

Gegen Berühren von gefährlichen Teilen mit

x = 0 (nicht geschützt) (nicht geschützt)

x = 1 50 mm Durchmesser Handrücken

x = 2 12,5 mm Durchmesser Finger

x = 3 2,5 mm Durchmesser Werkzeug

x = 4 1,0 mm Durchmesser Draht

x = 5 staubgeschützt Draht

x = 6 staubdicht Draht

Abb. 2: Übersicht IP-Codes

Gegen Eindringen von Wasser mit schädlichen Wirkungen

y = 0 (nicht geschützt)

y = 1 senkrechtes Tropfen

y = 2 Tropfen (15° Neigung)

y = 3 Sprühwasser

y = 4 Spritzwasser

y = 5 Strahlwasser

y = 6 starkes Strahlwasser

y = 7 zeitweiliges Untertauchen

y = 8 dauerndes Untertauchen

y = 9K Hochdruck- resp. Dampfstrahlreinigung

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Mit diesem Konzept wird ein Schutzgrad IP 54 erreicht. Es ist zu beachten, dass die Dose stirnseitig möglichst plan ist, z.B. keine Prüfzei-chen im Bereich der Faltbälge, und die Bauteile keine Verschmutzungen aufweisen. Die Geräte-stecker mit der eingelegten Dichtung sind von IEC und UL zugelassen. Um sicherzustellen, dass die Gerätesteckdose auch richtig und voll-ständig eingesteckt ist, und um die Steckver-bindung vor einem unbeabsichtigten Ausziehen zusätzlich zu sichern, sollten die Gerätestecker mit einer Auszugssicherung bestückt werden. Nur so kann eine IP-geschützte Verbindung im Betrieb, unabhängig von den Betriebsbedin-gungen, sichergestellt werden.

Der Schutz der Stromzuführung ist nicht für sich allein, sondern nur in Kombination mit dem IP-Schutz zum Gerät anzuwenden. Dabei sollte der Schutz zum Gerät hin mindestens so gut sein wie der Schutzgrad der Stromzuführung. In diesem Sinne gelten auch hier die beschrie-benen Anforderungen.

Beispiele, wo die Abdichtung des Geräts inklusive Schutz der Stromzuführung er-wünscht ist:– Medizinische Geräte (Endoskopie, OP-Aus- rüstung generell, Laborgeräte), physikalische und elektrische Messegräte im mobilen Ein- satz– Ultraschallreinigungsgeräte– Gewerbliche Küchengeräte, Lebensmittelver- arbeitung

Auszugssicherung bei Stromzufüh-rungenBei mobilen Geräten, z.B. Analysegeräten, Di-agnosegeräten oder Laborgeräten in der Me-dizintechnik, mobilen Messapparaturen oder Geräten in der Lebensmittelindustrie, besteht die Gefahr von unbeabsichtigtem Ausziehen des Netzkabels vom Gerät. Um dies zu verhin-dern, werden verschiedene Arten von Auszugs-sicherungen angeboten. Die gängigste Art sind Sicherungsbügel, welche am Gerätestecker montiert sind und über die Gerätesteckdose gedrückt werden. Abhängig vom Geräteste-ckertyp und der Vielzahl von Formen an Gerä-testeckdosen, muss hier die richtige Wahl der Bügelform getroffen werden. Mit diesem Bügel-system wird jedoch sichergestellt, dass erstens die Steckdose richtig, d.h. genügend tief, einge-steckt wird und zweitens, dass ein allfälliger IP-Schutz von z.B. IP 54 mittels einer eingelegten Flachdichtung sichergestellt wird. Die Sicher-heit einer IP-geschützten Stromzuführung setzt immer eine sorgfältige Auswahl von Gerätestecker, Dichtungskit, Netzkabel und Auszugssicherung voraus.Diese Auszugssicherungen sind jeweils auch ohne Kombination mit einer Dichtung in der Stromzuführung einsetzbar.

Abb. 5: Steckverbindung mit Sicherungs-bügel und zusätzlichem Dichtungskit

In Fällen, wo lediglich eine Auszugssicherung, also ohne erhöhten IP-Schutzgrad der Steck-verbindung, gewünscht wird, bietet sich der Einsatz von Gerätesteckern und Netzkabel mit dem V-Lock-System an. Bei diesem Sys-tem rastet die Kabeldose mit einem Nocken im Gerätestecker ein und verhindert so ein unbeabsichtigtes Ausziehen der Kabeldose. Die Verrastung wird durch Fingerdruck auf den Entriegelungshebel wieder freigegeben. Dieser ist dank seinem leuchtend hellen Gelb gut er-kennbar und unterscheidet dieses System von herkömmlichen Steckverbindungen. Der Vorteil dieses Systems liegt darin, dass keine gerä- testeckdosenspezifischen Bügelsysteme adap-tiert werden müssen.Mit der V-Lock-Verriegelung sind von SCHUR-TER diverse Gerätestecker, Kombielemente und Netzkabel mit den gängigsten Länderste-ckern lieferbar.

Abb. 6: Das V-Lock-Auszugssicherungs-system verhindert ein unbeabsichtigtes Ausziehen des Netzkabels auf einfache und elegante Art

Übersicht der SCHURTER-Produkte mit erhöhtem IP-SchutzSCHURTER bietet Ihnen eine grosse Auswahl an Produkten mit einem erhöhten IP-Schutz, welcher bestens auf die jeweiligen Anforde-rungen und Funktionen ausgerichtet ist.

Sicherungshalter: IP 54 IP 65 IP 67 IP 68

Gerätestecker: IP 54 IP 65

Schutzschalter: IP 54 IP 65

Eingabesysteme: IP 64 IP 65 IP 66 IP 67 IP 68 IP 69K

EMV-Produkte: IP 65 Eine detaillierte Produktübersicht erhalten Sie auf unserer Homepage:www.schurter.com/de/Produkte/Sicherungen-Varistorenwww.schurter.com/de/Produkte/Geraetesteckerwww.schurter.com/de/Produkte/Geraeteschutzschalterwww.schurter.com/de/Produkte/Eingabesystemewww.schurter.com/de/Produkte/EMV-Produkte

ProduktmanagementSCHURTER AGWerkhofstrasse 8–12CH-6002 Luzerncontact@schurter.chwww.schurter.com

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UnternehmenSCHURTER ist ein international führender Innovator und Produzent von Sicherungen, Gerätesteckern, Geräteschutzschaltern, Ein-gabesystemen und EMV-Produkten sowie Dienstleister für die Leiterplattenbestückung der Elektronikindustrie.

Kunden sind Hersteller von Computer- und Peripheriegeräten, Apparaten/Instrumenten, Geräten der Telekommunikationsindustrie, Anlagenbau, Medizinaltechnik, Industrie-automation, erneuerbarer Energietechnik, Luft- und Raumfahrt, Hobby-, Haushalt- und Gartengeräten.

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Kombielement Spritzwasserfest für Medizinaltechnik

Das Gerätesteckerkombielement 5707 mit 2-poligem Sicherungshalter ist Spritzwasserdicht ge-mäss IP 65. Die Sicherungshalter sind in geschraubter Ausführung ausgelegt. Der Flansch dichtet unter vorge-gebener Montageanweisung gegen das Gehäuse ab und kann sowohl von der Front wie auch von der Rückseite montiert werden. Damit eignet sich das Produkt hervorragend für medizinische An-wendungen gemäss IEC 6060�-�.

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Geräteschutzschalter mit Schutzhaube

Der Geräteschutzschalter TA45 wird in millionenfacher Konfiguration angeboten. Eine wichtige Va-riante ist die Ausführung Wippenschalter mit Schutzhaube.

Die Abdeckhaube erfüllt die Anforderungen gemäss IP54 und erlaubt den Einsatz des TA45 in rauen Umgebungen, in welchen Geräte vor Überlast geschützt werden müssen.