Kleines Teil mit großer Wirkung

Autor: Michael Hannig Global Marketing/Produktmanager Magnetventile, Bürkert

Die neue Norm EN 60079 regelt Anforderungen an die Konstruktion, Prüfung und Kennzeichnung elektrischer Geräte und Bauteile, die für die Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen bestimmt sind. Für die Hersteller und Betreiber von Geräten der AtexKategorie 3G hält sie einige Überraschungen bereit. Zur Kategorie 3G gehören herstellerbescheinigte Geräte für den Einsatz in der Zone 2. Die Anforderungen für diese Geräte wurden drastisch nach oben korrigiert. So erschwert die Norm den Einsatz herkömmlicher kunststoffbasierender Kabel- und Leitungsdosen oder verhindert ihn gar.

In der aktualisierten Norm wurden die Anforderungen an die Wärmeeinlagerung der Teile von zwei auf vier Wochen erhöht. Die zugeführte Energie bei der Stoßprüfung gemäß EN 60079–15 wurde von 3,5 auf 7 J verdoppelt. Das bedeutet eine Schlagenergie mit einem Gewicht von 1 kg aus 70 cm Höhe. Die Prüfbedingungen an die Kabel-und Leitungseinführung (KLE) bezüglich der Kabelauszugskräfte wurden mit 120 N über 6 h definiert. Erst nach der Abfolge dieser Tests ist mit dem gleichen Prüfling die Prüfung der Gehäuseschutzart IP 54 nach EN 60529 durchzuführen.

Als Standardanschluss für Sensorik und Magnetventile ist der Stecker nach DIN EN 175301–803 mit Steckerbild A immer noch weit verbreitet. Die Stecker oder Anschlussdosen sind aus Kunststoff gefertigt, besitzen eine Kunststoffkabelverschraubung mit Elastomerdichtung und werden seit fünf Jahrzenten nahezu unverändert weltweit produziert und vertrieben. Unter dem Gesichtspunkt der Normverschärfung ist diese verbreitete Steckervariante bzw. ihre Konstruktion für Geräte der Atex-Kategorie 3G kaum noch einsetzbar.

Bürkert war besonders von dieser Normänderung betroffen und suchte nach Alternativen zu der problematischen Steckerkonstruktion. Da am Markt keine Kabeldose nach neuem Normenstand erhältlich war, führten die Ingenieure im eigenen Labor umfangreiche Tests mit Kunststoffgehäusematerialien und Elastomerwerkstoffen durch. Konstruktiv stellte die geforderte Umgebungstemperatur von -20 °C eine große Herausforderung bei der Stoßprüfung der bestehenden Steckerkonstruktion dar. Prüfungen und Tests mit neuen Materialien und Konstruktionen waren die logische Folge. Als weit schwieriger zu erfüllen erwiesen sich jedoch die Anforderungen des Kabelauszugstests. 120 N Zugkraft – also eine vertikale Belastung mit 12 kg – über 6 h ließen jeden normgerechten Stahlprüfstift aus der Leitungseinführung gleiten. Selbst eine Einschränkung der Zugkraft auf 80 % und die X-Kennzeichnung des Anschlusses brachten nicht die erhoffte Lösung. Erst die Verwendung eines fest angespritzten Kabels führte zum Erfolg. Zwar muss jetzt eine von vier festen Kabellängen (0,3 , 3, 5 oder 12 m) ausgewählt werden , dafür erfüllt die Gerätesteckdose die Anforderungen nach EN 60079–0:2012; EN 60079–15:2010 und EN 60079–31:2009 und ist berechtigt, in der Kategorie 3 G und D eingesetzt zu werden.