Wasser und elektrischer Strom sind bekannterweise keine gute Kombination. Deshalb sollten in nassen Umgebungen wasserdichte und wasserbeständige Verbindungssysteme zum Einsatz kommen. Doch wann gilt eine Verbindung als wasserdicht und wann als wasserbeständig? Ist wasserbeständig dasselbe wie wasserdicht? Woran ist erkennbar, ob ein Produkt wasserdicht ist und in welchem Ausmaß es Wasser ausgesetzt werden kann, ohne Schaden zu nehmen? Wir klären, was Sie bei der Auswahl eines solchen Produktes wissen müssen.
Worum geht's: wasserfest, wasserdicht, wasserbeständig?
Wasserbeständig, wasserdicht und wasserfest sind drei Begriffe, die augenscheinlich genau das Gleiche meinen und oft synonym verwendet werden. Doch es gibt Unterschiede, die je nach Kontext von besonderer Wichtigkeit sind. Wir erklären, was die Begriffe bedeuten und wo der entscheidende Unterschied ist!
Wasserfest
Wasserdicht
Wasserbeständig
Was sind Verbindungen und Verbindungssysteme
Innerhalb einer industriellen Anwendung gibt es viele Möglichkeiten, Strom, Signale und Daten von einem Ort zum anderen zu befördern. Möglich wird das durch sogenannte Verbindungen oder ganze Verbindungssysteme, die z. B. einen Servomotor mit einer Anlage verbinden und so die Energieversorgung sicherstellen. An einer Verbindung können diverse elektrische Komponenten beteiligt sein, von denen abhängt, ob die gesamte Verbindung wasserbeständig, wasserdicht und/oder wasserfest ist. Komponenten, die z. B. zu einem Verbindungssystem gehören können, sind:
- Kabel und Leitungen
- Steckverbinder
- Kabelverschraubungen
- Switches
Wasserbeständige Kabel oder wasserdichte Steckverbinder genügen nicht
Es kommt auf die Verbindungsstellen an!
Nicht nur die einzelnen Komponenten müssen dem Einfluss von Feuchtigkeit und Wasser standhalten. Insbesondere die Verbindungsstellen, an denen die Energieversorgung oder Datenkommunikation von einer Komponente auf eine andere wechselt, stellen die kritischen Schwachstellen im System dar, die auf Wasserdichte und -beständigkeit untersucht werden müssen.
Eine Kabelverbindung ist die Verbindungsstelle, an der zwei Kabel oder Leitungen durch einen Kabelverbinder miteinander verbunden werden. Ein Kabelverbinder sollte in feuchten und nassen Umgebungen folglich wasserdicht sein. Bei einer Steckverbindung hingegen treffen zwei Steckverbinder (Stecker und Buchse) aufeinander – typischerweise dann, wenn eine Leitung mittels Steckverbinder an ein Gehäuse angeschlossen wird. Die Kontakte innerhalb des Steckverbinders dürfen unter keinen Umständen feucht werden, weil es sonst zu einem gefährlichen Kurzschluss kommen kann. Auch ein Steckverbinder muss also wasserdicht sein.
Wo werden wasserbeständige und wasserdichte Verbindungssysteme eingesetzt?
Generell gilt: Überall dort, wo Leitungen feucht werden können, sind wasserbeständige und wasserdichte Verbindungslösungen notwendig!
In nassen Umgebungen sollten sowohl wasserbeständige als auch wasserdichte Verbindungssysteme zum Einsatz kommen, damit Wasser und elektrischer Leiter keinesfalls miteinander in Berührung kommen und gleichzeitig die Langlebigkeit der Verbindung gewährleistet ist. Doch was bedeutet „nass“ in diesem Kontext?
In nasser Umgebung befindet sich nicht nur ein Kabel, das z. B. unter Wasser verlegt wird. Viel häufiger ist es, dass Leitungen eigentlich im Trockenen liegen, hin und wieder aber doch feucht werden. Das kann der Fall sein, wenn in einer Maschine Flüssigkeit austritt oder Anlagen regelmäßig gereinigt werden müssen.
Typische Umgebungen
Bei denen wasserbeständige und wasserdichte Verbindungssysteme eingesetzt werden, sind:
Wasserdicht ist nicht gleich wasserdicht!
In der Elektrotechnik ist wasserdicht nicht gleich wasserdicht
Im Kontext von Kabeln und Leitungen wird z. B. unterschieden zwischen: querwasserdicht und längswasserdicht.
Im Kontext von Geräten oder Gerätekomponenten wie Steckverbinder oder Kabelverschraubungen, wird die Wasserdichte jedoch ganz anders bemessen.
Querwasserdicht Leitungen
Wenn Wasser den Kunststoff einer Leitung nicht durchdringen und nicht zu den Adern gelangen kann, spricht man von einer querwasserdichten Leitung.
Längswasserdichte Leitung
Dringt Wasser am Steckverbinder ins Kabelende ein, kann sich jedoch nicht entlang der Adern ausbreiten, da z. B. eine geleeartige Füllung das Ausbreiten verhindert, spricht man von einer längswasserdichten Leitung.
IP-Schutzklassen und IP-Schutzarten
Was ist was?
Die IP-Schutzklasse und die IP-Schutzart werden häufig miteinander verwechselt oder unsauber voneinander getrennt, weil sie vermeintlich das Gleiche aussagen. Doch es gibt Unterschiede, die es zu wissen gilt.
IP-Schutzklasse
Die IP-Schutzklasse hingegen beschreibt, welche Maßnahmen gegen berührungsgefährliche Spannungen gegeben sind.
IP-Schutzart
Die IP-Schutzart beschreibt, ob ein Gerät bzw. eine Gerätekomponente durch ein Gehäuse gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Wasser geschützt ist.
Die IP-Schutzart sagt etwas darüber aus, wie wasserdicht ein Produkt ist und ob es bei Kontakt mit Wasser noch einwandfrei funktioniert. Sie gilt für Kabelverschraubungen und Steckverbinder, nicht jedoch für Kabel und Leitungen.
Angegeben werden die Schutzart in sogenannten IP-Codes. „IP“ steht für „Ingress Protection“, also dem Schutz vor Eindringen. Die IP-Codes beziehen sich auf die Norm DIN EN 60529, die für Deutschland gültig ist, und die ISO-Norm, die international gültig ist. IP-Codes sind zusammen mit der Norm anzugeben, auf die sie sich beziehen.
Ein IP-Code setzt sich aus der Abkürzung „IP“ in Kombination mit zwei Nachstellen zusammen, die entweder aus Ziffern oder Buchstaben bestehen. Nach DIN EN 60529 (VDE 0470-1):2014-09 und der ISO 20653 setzt sich die Schutzart aus der ersten und zweiten Kennziffer der untenstehenden Tabellen zusammen.
Schutzgrade gegen Fremdkörper
Die erste Ziffer steht dabei für den Schutz vor Zugang und das Eindringen von Fremdkörpern wie Staub oder Schmutz:
| Erste Kennziffer | Kurzbeschreibung | Definition |
|---|---|---|
| 0 | Nicht geschützt | |
| 1 | Geschützt, gegen feste Fremdkörper 50 mm Durchmesser und größer | Die Objektsonde, Kugel 50 mm Durchmesser, darf nicht voll eindringen. |
| 2 | Geschützt gegen feste Fremdkörper 12,5 mm Durchmesser und größer | Die Objektsonde, Kugel 12,5 mm Durchmesser, darf nicht voll eindringen. |
| 3 | Geschützt gegen feste Fremdkörper 2,5 mm Durchmesser und größer | Die Objektsonde, Kugel 2,5 mm Durchmesser, darf nicht voll eindringen. |
| 4 | Geschützt gegen feste Fremdkörper 1,0 mm Durchmesser und größer | Die Objektsonde, Kugel 1,0 mm Durchmesser, darf nicht voll eindringen. |
| 5 | Staubgeschützt | Eindringen von Staub ist nicht vollständig verhindert, aber Staub darf nicht in einer solchen Menge eindringen, dass das zufriedenstellende Arbeiten des Gerätes oder die Sicherheit beeinträchtigt wird. |
| 6 | Staubdicht | Kein Eindringen von Staub. |
Schutzgrad vor Wasser
Während die zweite Ziffer den Schutzgrad vor Wasser angibt:
| Zweite Kennziffer | Kurzbeschreibung | Definition |
|---|---|---|
| 0 | Nicht geschützt | |
| 1 | Geschützt gegen Tropfwasser | Senkrecht fallende Tropfen dürfen keine schädlichen Wirkungen haben. |
| 2 | Geschützt gegen Tropfwasser, wenn das Gehäuse bis zu 15° geneigt ist. | Senkrecht fallende Tropfen dürfen keine schädliche Wirkungen haben, wenn das Gehäuse um einen Winkel bis zu 15° beiderseits der Senkrechten geneigt ist. |
| 3 | Geschütz gegen Sprühwasser | Wasser, das bei einem Winkel von 60° beiderseits der Senkrechten gesprüht wird, darf keine schädlichen Wirkungen haben. |
| 4 | Geschütz gegen Spritzwasser | Wasser, das aus einer Richtung gegen das Gehäuse spritzt, darf keine schädlichen Wirkungen haben. |
| 5 | Geschütz gegen Strahlwasser | Wasser, das aus jeder Richtung als Strahl gegen das Gehäuse spritzt, darf keine schädlichen Wirkungen haben. |
| 6 | Geschütz gegen starkes Strahlwasser | Wasser, das aus jeder Richtung als starker Strahl gegen das Gehäuse spritzt, darf keine schädlichen Wirkungen haben. |
| 7 | Geschützt gegen die Wirkungen beim zeitweiligen Untertauchen in Wasser | Wasser darf nicht in einer Menge eintreten, die schädliche Wirkungen verursacht, wenn das Gehäuse unter genormten Druck- und Zeitbedingungen, zeitweilig in Wasser untergetaucht ist. |
| 8 | Geschützt gegen die Wirkungen beim dauernden Untertauchen in Wasser | Wasser darf nicht in einer Menge eintreten, die schädliche Wirkungen verursacht, wenn das Gehäuse dauernd unter Wasser getaucht ist - unter Bedingungen, die zwischen Hersteller und Anwender vereinbart werden müssen. Die Bedingungen müssen jedoch schwieriger sein als für die Kennziffer 7. |
| 9 | Geschützt gegen Hochdruck und Strahlwassertemperaturen | Wasser, das bei hohem Druck und hohen Temperaturen aus allen Richtungen gegen das Gehäuse gerichtet ist, darf keine schädlichen Wirkungen haben. |
Die niedrigste IP-Schutzart in Bezug auf Wasser ist IPX0, bei der kein Schutz besteht, gefolgt von IP X1, bei der ein Schutz gegen Tropfwasser besteht. Die höchste IP-Schutzart ist IP X9, die angibt, dass ein Gehäuse sogar gegen „Hochdruck und hohe Strahlenwassertemperaturen“ wasserdicht ist. Sowohl IP X8 als auch IPX9 geben an, dass ein Produkt druckwasserdicht ist und auch bei hohem Wasserdruck (IP X8 bis 10 bar und IPX9 bis 100 bar) wasserdicht bleibt.
Die IP-Schutzart, die ihr Produkt erfüllen sollte, finden Sie mit diesen Fragen:
- Wo wird das Produkt eingesetzt?
- Welcher Form von Wasser wird das Produkt ausgesetzt sein? Tropfwasser? Sprühwasser? Spritz- oder Strahlwasser?
- Muss das Produkt zeitweiligem oder dauerndem Untertauchen in Wasser standhalten?
- Wird es hohe Temperaturen oder hohen Druck geben, die auf das Produkt einwirken können?
- Mit welchen Komponenten wird das Produkt in Verbindung kommen? Wie sehen die Schnittstellen aus?
Gleichzeitig sollten Sie sich mit folgender Frage bezüglich der Wasserbeständigkeit auseinandersetzen:
Handelt es sich um reines H2O oder enthält das Wasser Anteile von Salzen, Gasen oder organischen Verbindungen?
Wasserbeständige Materialien sind nicht zwangsläufig auch korrosionsbeständig. Erst die Korrosionsbeständigkeit stellt sicher, dass ein Bauteil z. B. nicht rostet und dadurch dessen Funktion nicht beeinträchtigt wird. Ausschlaggebend dafür ist der Salzsprühnebeltest nach DIN EN ISO 9227, der das Korrosionsverhalten eines Produktes bestimmt. Dabei wird der Prüfkörper in einer normierten Bedingung einer gesprühten Salzlösung ausgesetzt. Nach einer festgelegten Zeit wird das Material überprüft und bewertet. So lässt sich beispielsweise feststellen, ob die Oberfläche eines Bauteils seewasserbeständig ist und im Salzwasser nicht korrodiert.
Berücksichtigen Sie stets die Normprüfungen, die wir produktbezogen angeben und anhand derer Sie ableiten können, welchen Umweltbedingungen ein Produkt ausgesetzt werden kann.
Welche wasserbeständigen und wasserdichten Komponenten gibt es von LAPP?
- Für einen weiten Temperaturbereich von -55°C bis +125°C eignet sich die ÖLFLEX® HEAT 125 MC. Sie hat eine Zulassung des Germanischen Lloyd für den Einsatz in der Schifffahrt und hält sowohl Süßwasser als auch Salzwasser stand.
- Die ÖLFLEX® SOLAR XLWP ist eine elektronenstrahlenvernetzte Solarleitung, die höchste Ansprüche an Einsatzbedingungen und Normen (gemäß Norm EN 50618) erfüllt. Durch ihr optimiertes, einzigartiges LAPP-Leitungsdesign hat die ÖLFLEX® SOLAR XLWP einen hohen Grad AD8 an Querwasserdichtigkeit, auch bei längerer Zeit in Wasser.
- Wo nicht nur eine Heißwasser- und Dampfbeständigkeit, sondern zudem auch eine chemische Beständigkeit gegen z. B. Ammoniakverbindungen, Biogase, Bioöle und esterbasierte Hydrauliköle verlangt wird, können Sie sich auf die ÖLFLEX® ROBUST 210 verlassen.
- Für den permanenten Unterwassereinsatz bis 100 m Wassertiefe eignet sich die H07RN-F, erweiterte Version.
- Extrem robust ist das Glasfaserkabel HITRONIC® HUW1500, das es in unterschiedlichen Ausführungen gibt. Es ist quer- und längswasserdicht.
- Für Verbindungen in Ethernet-Systemen, in denen neben der Wasserbeständigkeit auch eine chemische Beständigkeit gefordert wird, ist die ETHERLINE® ROBUST wie geschaffen.
- Einige Rechtecksteckverbinder-Gehäuse der EPIC® ULTRA-Serie gewähren im gesteckten Zustand Schutzart IP 65, z. B. EPIC® ULTRA H-B 6.
- Rundsteckverbinder wie EPIC® SIGNAL M23 A1 oder EPIC® POWER LS1 A1 weisen die Schutzart IP 68 auf.
- Solarsteckverbinder wie EPIC® SOLAR 4Plus M oder EPIC® SOLAR 4Plus F sind typischerweise IP68-geprüft, da sie für den Außenbereich bestimmt sind.
- Viele Steckverbinder sind auch nach NEMA 250 klassifiziert sowie nach UL50E zertifiziert und folglich für den nordamerikanischen Markt geeignet. Zum Beispiel EPIC® H-A 3 MTG, EPIC® ULTRA H-A 3 TG oder EPIC® H-B 6 TG.
- SKINTOP® HYGIENIC mit glatten Oberflächen und aus Edelstahl für die hygienekritischen Bereiche in der Lebensmittelindustrie (Produktzone).
- SKINTOP® ST-M aus Kunststoff mit IP 69-Zulassung. Geprüfte Funktionssicherheit auch bei anspruchsvollem Reinigungsprozess von Maschinen und Anlagen mit Hochdruckreiniger und heißem Wasser.
- SKINTOP® INOX: Korrosions-/seewasserbeständig aus Edelstahl für Offshore-Anwendungen und den hygienekritischen Lebensmittelbereich (Spritzzone).
- Spezialdicht-Kabelverschraubung SKINDICHT® SHV-M aus Messing die die Schutzart IP 68 bis 10 bar erfüllt.
Kabel und Leitungen
Steckverbinder
Bei der Auswahl eines geeigneten Produktes spielen unter anderem der Einsatzort, das verwendete Material und die IP-Schutzart eine Rolle. Achten Sie bei einem Produkt daher stets auf die Anwendungsgebiete und die Produkteigenschaften, die Sie im Datenblatt oder auf der jeweiligen Produktseite in unserem e-Shop finden.