Testverfahren im Vergleich Gehäuseschutz nach NEMA

Gehäuse müssen die Elektronik vor widrigen Umgebungsbedingungen schützen. Doch welchen äußeren Einflüssen können die Gehäuse selbst standhalten? Neben den IP-Schutzklassen, die man in Europa heranzieht, gibt es auch den Schutz nach NEMA. Wo liegen die Unterschiede?

Die IP-Schutzklassen sind in Europa fester Bestandteil der Gehäusespezifikationen. IP steht dabei für »Ingress Protection«, sprich den Schutz vor Eintritt. Gemeint ist das mögliche Eindringen von Fremdköpern (z.B. Staub) sowie Flüssigkeiten (z.B. Wasser). Der Gehäusehersteller häwa hat unter anderem Gehäuse im Produktportfolio, die der Schutzart IP66 entsprechen, und sich somit auch in schwierigen Umgebungen und unter extremer Nässe einsetzen lassen.

An den beiden Kennziffern lässt sich ablesen, wie hoch der Schutzgrad des Gehäuses gegen Berührung, Fremdkörper und Wasser ist. Weitere typische Schutzarten bei Gehäusen sind etwa IP54 und IP65. Blickt man jedoch über die Grenzen Europas hinaus, tritt anstelle des IP-Schutzes eine Klassifizierung nach NEMA. Diese ist mindestens genauso anerkannt wie die IP-Schutzart in Europa und wird grundsätzlich in den USA, in Kanada und Mexiko gefordert.

Die Prüfverfahren nach NEMA sind zum Beispiel eine zwingende Voraussetzung dafür, dass Produkte die UL- oder CSA-Zertifizierung erhalten können. Diese beiden Prüfsiegel haben in den USA und Kanada einen ähnlichen Stellenwert wie die CE-Kennzeichnung hierzulande. Das Prüfverfahren nach NEMA unterscheidet sich allerdings in einigen Aspekten grundlegend von den IP-Testverfahren - und ist somit auch nicht direkt vergleichbar. So ersetzen die NEMA-Klassen zum Beispiel die Staubprüfung oft mit einer entsprechenden Wasserprüfung.

Des Weiteren schließt die NEMA auch bestimmte Umgebungsbedingungen mit ein und berücksichtigt - anders als die IP-Prüfverfahren - zum Beispiel die Korrosionsbeständigkeit der Gehäuse. Außerdem wird zusätzlich auf Alterung, Ölbeständigkeit und mechanische Belastung eingegangen. Anhand des Wassertests lassen sich die Unterschiede zwischen IP und NEMA veranschaulichen (Tabelle 1).

 IPx6, geschützt gegen starkes Strahlwasser
NEMA 4 (4X), erfüllt alle Staubtests, »Hosedown Test«
Prüfaufbau
Bespritzen des Prüflings aus allen möglichen Richtungen; Drehteller 5 U/min
Abfahren aller Kanten mit Spalt
Abstand2,5 m bis 3 m3 m bis 3,5 m
Wassermenge100 l/min240 l/min
Prüfdauer1 Minute pro m2 (mindestens 3 Minuten)Geschwindigkeit 6 mm/s
Ergebnis
Wasser, das aus jeder Richtung als starker Strahl gegen das Gehäuse spritzt, darf keine schädlichen Wirkungen haben
Kein Wasser darf eintreten
Tabelle 1: Wassertest nach IP und nach NEMA

Aus diesen Unterschieden wird deutlich, dass für das NEMA-Prüfverfahren auch anderes Equipment erforderlich ist als für die IP-Prüfverfahren. Hauptbestandteil ist eine von einem speziellen akkredierten Prüflabor kalibrierte Wasserpumpe, die abhängig vom Testverfahren die geforderten Liter/Minute gewährleistet sowie Strahldüsen mit dem entsprechenden Innendurchmesser hat.

Als Gehäusehersteller, der sich sehr stark auf die Entwicklung und Fertigung kundenspezifischer Produkte fokussiert, hat häwa jüngst in das Equipment für Wassertests investiert und kann nun im eigenen Haus nach IP- und NEMA-Vorgaben testen (Bild 1). Das bedeutet, dass das Unternehmen die Prüfungen technisch korrekt im eigenen Werk durchführen kann. In Anwesenheit eines Prüfers von einem offiziellen Prüfinstitut besteht somit die Möglichkeit, den entsprechenden Prüfbericht ausgestellt zu bekommen.

NEMA-Test vor Ort

Für die Gehäusebranche gehört die Investition in eigene Testmöglichkeiten nach NEMA noch zur Ausnahme. Bei häwa ist man jedoch überzeugt davon, dass man nicht nur im eigenen Unternehmen von diesem Schritt profitiert, sondern auch der Kunde die Vorteile zu schätzen weiß. Denn akkredierte Prüflabore sind von der räumlichen Größe der Teststände oder ihrer internen Logistik häufig nicht in der Lage, nach Kundenwunsch gefertigte Gehäusegrößen beziehungsweise Schränke zu prüfen. Außerdem entstehen durch knappe Kapazitäten oft lange Wartezeiten bis zum offiziellen Test.

Im eigenen Haus hat häwa dagegen den Vorteil, schnell und flexibel reagieren zu können: Fehlgeschlagene Versuche an Prototypen oder Neuentwicklungen lassen sich schnell korrigieren und Schwachstellen frühzeitig erkennen. Zudem können alle an der Entwicklung beteiligten Personen (z.B. Konstrukteur, Vertriebsingenieure und natürlich auch die Kunden) vor Ort einen schnellen Einblick in die Test-ergebnisse bekommen sowie die gesamten technischen Dokumentationen sofort abrufen. Letztendlich hilft auch der gesicherte Nachweis der Wasserbeständigkeit der Gehäuse, die Qualität der Produkte insgesamt zu erhöhen.

Über den Autor:

Thomas Eglof ist im Produktmanagement bei häwa tätig.