Während eine ATEX- oder IECEx-Zonenklassifizierung festlegt, wo ein mobiles Gerät rechtmäßig betrieben werden darf, beschreibt der Ex-Schutzcode, wie das Gerät eine Explosion physikalisch verhindert. Das Verständnis dieser zugrunde liegenden technischen Konzepte ermöglicht es Sicherheitsbeauftragten und Beschaffungsteams, Hardware auszuwählen, die speziell auf die physikalischen Risiken ihrer Anlage zugeschnitten ist.
Bei Atexxo Manufacturing haben wir uns darauf spezialisiert, die weltweit fortschrittlichste mobile Hardware in vollständig zertifizierte explosionsgeschützte Geräte umzuwandeln. Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über die wichtigsten Ex-Schutzmethoden, deren Funktionsweise und wie sie kombiniert werden, um sichere Industriegeräte zu schaffen.
Prävention versus Eindämmung: Ex i und Ex d
Die beiden wichtigsten Konzepte im Bereich der Mobilität in explosionsgefährdeten Bereichen sind Prävention und Eindämmung.
- Ex i (Eigensicherheit): Eine präventive Strategie. Die interne elektrische Schaltung ist so ausgelegt, dass Strom, Spannung und thermische Energie streng begrenzt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass selbst unter Fehlerbedingungen elektrische Funken oder Oberflächenwärme physikalisch die minimale Zündenergie (MIE) der umgebenden Gase nicht erreichen können. Die Eigensicherheit wird unterteilt in Ex ia (sicher bei zwei gleichzeitigen Komponentenfehlern, vorgeschrieben für Zone 0), Ex ib (sicher bei einem Fehler, Standard für Zone 1) und Ex ic (sicher im Normalbetrieb, verwendet für Zone 2).
- Ex d (flammendicht / explosionsgeschützt): Eine Eindämmungsstrategie. Bei der Ex-d-Konstruktion wird davon ausgegangen, dass es im Inneren des Gehäuses zu einem internen Funken oder einem Batterieausfall kommen kann. Die Sicherheit wird durch ein robustes, druckfestes Außengehäuse gewährleistet. Im Falle einer internen Entzündung werden die sich ausdehnenden heißen Gase durch präzisionsgefertigte Kanäle, sogenannte Flammwege, geleitet. Diese schmalen Kanäle kühlen das entweichende Gas rasch auf eine Temperatur unterhalb der Selbstentzündungstemperatur der Außenluft ab. Bei Atexxo Manufacturing setzen wir präzise Ex d-Gehäusetechnik ein, um führende Verbrauchergeräte – wie die neuesten Apple iPhones– sicher in Umgebungen der Zone 1 und Zone 2 zu integrieren, ohne deren Rechenleistung einzuschränken.
Komponentenisolierung und Lichtbogenunterdrückung: Ex m und Ex e
Über die Primärschaltung und die äußeren Gehäuse hinaus werden spezielle Schutzmaßnahmen auf bestimmte interne Komponenten angewendet:
- Ex m (Verguss): Isoliert Komponenten mit hohem Risiko, indem diese vollständig mit einem festen, nichtleitenden Harz umschlossen werden (ein als „Verguss“ bezeichneter Vorgang). Da flüchtige Gase die elektrischen Komponenten physikalisch nicht erreichen können, ist eine Entzündung unmöglich. In der mobilen Elektronik wird Ex m routinemäßig bei hochenergetischen Lithium-Ionen-Akkus und Modulen zum kabellosen Laden angewendet.
- Ex e (erhöhte Sicherheit): Verhindert Lichtbögen, Funken und übermäßige Oberflächenwärme während des normalen Betriebs durch die Vergrößerung des physikalischen Abstands zwischen leitenden Elementen (unter Einhaltung strenger Kriechweg- und Luftabstandsmaße) sowie durch die Verwendung hochwertiger Isoliermaterialien. Bei zertifizierten Smartphones werden die Ex-e-Prinzipien häufig auf externe Ladeanschlüsse, Schalter und Hochstromsteckverbinder angewendet.
Physikalische Abschirmung: Ex t für Staubgefahren
Gase und brennbare Stäube stellen völlig unterschiedliche physikalische Gefahren dar. Während sich der Gasschutz auf Energiebegrenzung und Flammeneindämmung konzentriert, beruht der Staubschutz (Ex t) auf physikalischer Abschirmung.
Feine leitfähige Partikel (wie Aluminium-, Graphit- oder Getreidestaub) können Mikroelektronik kurzschließen, wenn sie in das Gehäuse gelangen. Der Ex t-Schutz erfordert eine staubdichte Abdichtung, die direkt mit der Schutzart IP6X verbunden ist (typischerweise IP68 für vollständige Untertauchung und Staubisolierung).
Um zu erkunden, wie sich diese Schutzkonzepte auf spezifische Gefahren in Anlagen und auf Gerätekomponenten übertragen lassen, nutzen Sie unser interaktives Tool unten:
Kombination von Schutzkonzepten in moderner mobiler Hardware
Hochleistungsfähige Industrie-Smartphones stützen sich selten auf eine einzige Schutzmethode. Stattdessen kombinieren Ingenieure mehrere Ex-Techniken über verschiedene Hardwarekomponenten hinweg, um eine Funktionsfähigkeit über die gesamte Schicht hinweg zu gewährleisten und gleichzeitig strenge ATEX- und IECEx-Normen zu erfüllen.
Beispielsweise könnte ein modernes, Atexxo-konvertiertes Smart-Terminal eine kombinierte Zertifizierungszeichenfolge wie Ex ib mb IIC T4 Gb / Ex tb IIIC T135°C Db aufweisen:
| Gerätekomponente | Schutzklasse | Technischer Mechanismus |
| Logikplatine und Displaytreiber | Ex ib (Eigensicherheit) | Energiebegrenzte Schaltung zur Vermeidung von Funkenbildung |
| Lithium-Batteriemodul | Ex mb (Verguss) | Verpressung mit festem Harz zur Isolierung chemischer Energie |
| Außengehäuse und Dichtungen | Ex d / Ex tb (druckfeste Kapselung und Staubschutz) | Explosionsgeschütztes Gehäuse mit staubdichten Dichtungen gemäß IP68 |
Durch die Abstimmung jeder Komponente auf ihr optimales Schutzkonzept liefert Atexxo elegante, voll ausgestattete mobile Endgeräte, die in Umgebungen der Zonen 1, 2, 21 und 22 sicher betrieben werden können.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der wesentliche praktische Unterschied zwischen Ex i (Eigensicherheit) und Ex d (druckfeste Kapselung)?
Ex i verhindert Explosionen, indem elektrische und thermische Energie begrenzt wird, sodass sich physikalisch keine Funken bilden können. Ex d geht davon aus, dass ein interner Funke entstehen kann, und nutzt ein robustes Gehäuse, um die Explosion einzudämmen und entweichende Gase zu kühlen, sodass diese die äußere Atmosphäre nicht entzünden können.
Warum sind moderne Flaggschiff-Smartphones selten als Ex ia für Zone 0 zertifiziert?
Eine Ex-ia-Zertifizierung erfordert, dass die Hardware auch bei zwei unabhängigen internen Fehlern sicher bleibt. Flaggschiff-Smartphones benötigen erhebliche Leistung, um schnelle Multi-Core-Prozessoren, helle Displays und fortschrittliche Kameras zu betreiben, was es praktisch unmöglich macht, die elektrische Energie auf Ex-ia-Niveau zu begrenzen, ohne die Geräteleistung erheblich zu beeinträchtigen. Folglich ist Zone 1 (Ex-ib oder Ex-d) die operative Grundvoraussetzung für leistungsstarke industrielle Smart-Geräte.
Reicht eine Gasschutzklasse (Ex i oder Ex d) für Zonen mit brennbarem Staub aus?
Nein. Konzepte zum Schutz vor Gasen beziehen sich auf brennbare Dämpfe. Um in Umgebungen mit brennbarem Staub (Zone 21 oder Zone 22) vorschriftsmäßig betrieben werden zu können, muss die Hardware neben einer zertifizierten staubdichten Schutzart (IP6X) ausdrücklich eine Staubschutzklasse (wie z. B. Ex t oder Ex tb) aufweisen.
