Moderne digitale Messgeräte
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15.02.2021 Fachinformation

Prüfung nach den höchsten Standards

Elektrische und elektronische Bauelemente werden stark beansprucht – das gilt aber nicht nur für die Anwendung, sondern auch beim Transport und der Lagerung. Internationale Normen legen für Hersteller und Lieferanten wesentliche Anforderungen fest, an denen sie sich orientieren können.

IEC-Logo
IEC

Von Catherine Bischofberger

Möglicherweise ist es Ihnen nicht bewusst, aber Ihr Mobiltelefon und Ihr Tablet sind vor ihrer Vermarktung einer Reihe strenger Prüfungen unterzogen worden.

Anhand dieser Prüfungen soll sichergestellt werden, dass elektrische und elektronische Bauelemente in unterschiedlichen Klimazonen effizient funktionieren und einer Vielzahl an Stößen und Schwingungsbeanspruchungen, zum Beispiel während des Transports zum Zielort, standhalten können. Im Rahmen der Prüfungen werden außerdem verschiedene Umweltbelastungen gemessen, die elektrische und elektronische Bauelemente während der Verwendung und Lagerung aushalten.

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Zuständiges Gremium
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Weiterhin müssen Hersteller garantieren, dass ihre Geräte ortsunabhängig Leistung erbringen, ob in Singapur, Südafrika oder Schweden. Die vom IEC/TC 104 (Spiegelgremium DKE/K 131) veröffentlichten internationalen Normen der IEC sind das Hauptwerkzeug für Lieferanten, um diese wesentlichen Anforderungen zu erfüllen. Horizontale Normen sind weltweit verbreitet.

Olaf Hübschmann, Vorsitzender vom IEC/TC 104, erläutert: „Beispielsweise erfordert die hohe Luftfeuchte in Singapur besondere Anforderungen. Selbst die Verpackung elektronischer Geräte muss bestimmten Normen entsprechen, die in anderen Teilen der Welt nicht notwendig sind. Hersteller müssen sicherstellen, dass Geräte während der Auslieferung vor Stößen und Schwingungen geschützt sind. Aufgrund der hohen Luftfeuchte muss die Verpackung aber auch über Ablauflöcher verfügen, damit die Luftfeuchte nicht kondensiert und sich nicht im Inneren ansammelt.“


Blitzeinschlag über Feld
Bastian Haaf

Expertengremium DKE/K 131 Umgebungsbedingungen, Klassifizierung und Prüfungen

Das Normungsgremium ist im Rahmen der Zu- und Mitarbeit von IEC/TC 104 unter anderem zuständig für die Normung von Klassen für Umweltbedingungen, denen Produkte üblicherweise ausgesetzt werden – während des Transports, der Langzeitlagerung, der Errichtung/Installation und der Benutzung. Darüber hinaus ist das Expertengremium zuständig für die Sicherheits-Pilotfunktionen für klimatische Prüfungen, Prüfungen zur mechanischen Widerstandsfestigkeit und die Normung von Umweltprüfverfahren zur Verwendung in Spezifikationen und Anleitungen für die Auswahl und Benutzung dieser Verfahren.

Zum Expertengremium DKE/K 131

Weltweit verbreitete horizontale Normen

Das TC veröffentlicht zwei wesentliche Normenreihen, die weltweit zum Einsatz kommen. Dabei handelt es sich um horizontale Dokumente, die bei allen elektronischen und elektrischen Geräten Anwendung finden.

Die erste Reihe ist IEC 60068, zu der etwa 70 Veröffentlichungen gehören. Die Normen dieser Reihe legen jede Prüfungsart fest, abgesehen von spezifischen Anforderungen, z. B. elektromagnetische Verträglichkeit, für die andere TCs von IEC zuständig sind, einschließlich IEC/TC 77 (DKE/K 767), CISPR und dem IEC/TC 106 (DKE/K 764).

Hübschmann sagt: „Unsere Arbeit im TC 104 ist in zwei sehr breite Prüfungskategorien aufgeteilt. Eine davon ist das dynamische Testen von Geräten auf ihre Fähigkeit, Stößen und Schwingungen standzuhalten. Die andere Kategorie ist das klimatische Testen, das sich auf Temperatur und Luftfeuchte sowie andere Probleme wie Pilze und Schimmel bezieht. Einige Fälle passen in keine dieser Gruppen, zum Beispiel der Abrieb von Markierungen und Beschriftungen durch wiederholtes Reiben mit den Fingern. Diese in IEC 60068-2-70 festgelegte Prüfung ist relevant und nützlich für beispielsweise jede Tastatur beziehungsweise jeden Touchscreen eines Mobiltelefons oder Geldautomaten. Es gab Vorfälle, bei denen Fingerabdrücke auf Geldautomaten oder Zutrittskontrollsystemen so mitgeteilt wurden, dass es einfach gewesen wäre, PINs zu verwenden, um Zugang zu Bankkonten und untersagten Bereichen zu erhalten. Hersteller müssen Sorge dafür tragen, dass ihre Geräte dieser Art von Abrieb über die Zeit standhalten.“

Im Februar 2020 hat IEC die gesamte Normenreihe IEC 60068-2 herausgebracht. Diese deckt alle Kälteprüfungen ab, die die Fähigkeit von Bauteilen, Geräten oder anderen Artikeln festlegen, die bei niedriger Temperatur (IEC 60068-2-1), trockener Hitze (IEC 60068-2-2), Schwingungen (IEC 60068-2-6) und sogar auch Schimmelbildung (IEC 60068-2-10) verwendet, transportiert oder gelagert werden.

„Diese Normen geben vor, wie Testlabore und Hersteller Prüfungen durchzuführen haben, und das in einer weltweit wiederholbaren und vergleichbaren Art und Weise“, erklärt Hübschmann in diesem Zusammenhang weiter.


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Klassifizierung zahlreicher Bedingungen

IEC/TC 104 veröffentlicht außerdem die Normenreihe IEC 60721, eine weitere große Sammlung von Veröffentlichungen, die die zahlreichen prüfungsbedürftigen Umgebungsbedingungen einstuft.

Hübschmann hierzu: „Hersteller wenden häufig beide Normenreihen an. Sie wollen, dass ihre Geräte unter verschiedenen Umgebungsbedingungen weltweit voll funktionsfähig sind. Wenn Sie ein Gerät zur Verwendung in Mitteleuropa herstellen, müssen Sie sich entsprechend über die Anforderungen dieses Teils der Welt informieren. Sie müssen sich mit den klimatischen Bedingungen im Sudan oder Südafrika und damit auskennen, wie diese die Leistung und Lebensdauer der Produkte beeinflussen. Außerdem müssen Sie herausfinden, welche Auswirkungen unterschiedliche Transportarten auf Geräte und so weiter haben. Alle diese Informationen sind in den Normen der Reihe IEC 60721 enthalten.“

Das TC hat eine enge Zusammenarbeit mit dem ISO/TC 108 aufgebaut, das ebenfalls auf Prüfeinrichtungen bezogene Normen veröffentlicht. „Sie lesen unsere Normen und wir ihre“, so Hübschmann.

Die Pflege der langen Liste an Prüfungsmaßstäben ist eine riesige Aufgabe, aber das TC bereitet auch neue Normen vor. Hübschmann fügt hinzu: „Wir stehen kurz vor der Freigabe einer neuen Norm zu Stoß- und Schwingungsprüfungen von Mehrfacherregern und Mehrachsen. Dies gilt für in Testlaboren verwendete Schwingerregersysteme.“

Mit blick in die Zukunft ist Hübschmann relativ optimistisch: „Zu einem gewissen Grad sind wir durch Covid-19 eingeschränkt und es gibt die Tendenz, Gelder für Leistungsprüfungen einzusparen. Dies trifft allerdings nur sehr kurzfristig zu. Langfristig erwarten wir, dass unsere Kunden neue Anforderungen zum Prüfen von Normen stellen. Wir haben drei Arten von Kunden: Testlabore, Hersteller zahlreicher Produkte und Geräte sowie deren Kunden, zum Beispiel Unternehmen aus der Luftfahrt. Diese Unternehmen können es sich nicht leisten, Prüfungen zu kürzen: Es steht zu viel auf dem Spiel, wenn ein Teil nicht ordnungsgemäß funktioniert, weil es keiner angemessenen Überprüfung unterzogen wurde.“


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