Bahntechnik Sichere Verbindung

101 Menschen ließen bei der ICE-Katastrophe von Eschede ihr Leben. Ursache: ein gebrochener Radreifen. Viel schlimmer wog damals noch, dass die neukonstruierten Räder nicht in Simulatoren bei hohen Geschwindigkeiten dauererprobt waren. Gerade im Bahnbereich müssen alle Komponenten einschließlich Steckverbinder auf Vibrations- und Schockbelastung getestet sein.

Am 3. Juni 1998, also vor ziemlich genau 15 Jahren, entgleiste in der Nähe der niedersächsischen Gemeinde Eschede ein ICE. Mit 101 Toten war es das bislang schwerste Zugunglück in der Geschichte Deutschlands sowie aller Hochgeschwindigkeitszüge weltweit. Auslöser war ein gebrochener Radreifen. Für die Räder kam damals eine für den Hochgeschwindigkeitsverkehr neuartige Bauform zum Einsatz, die jedoch vor ihrem serienmäßigen Einsatz im ICE nicht in Simulatoren bei Geschwindigkeiten von über 200 km/h dauererprobt war, da zu diesem Zeitpunkt keine solche Versuchsanlage existierte. Diese Katastrophe veranschaulicht in drastischer Weise, dass gerade im Bahnbereich bei den hohen Geschwindigkeiten die mechanische Stabilität der eingesetzten Komponenten ein Schlüsselkriterium ist und über Tod oder Leben entscheiden kann. Davon sind die Steckverbinder nicht ausgenommen.

Bei der Entwicklung und Fertigung ihrer Produkte legt beispielsweise die Firma Provertha nach eigener Aussage großen Wert darauf, dass diese den jeweiligen Anforderungen des adressierten Einsatzbereichs entsprechen. Darum werden die Produkte regelmäßig von einem zertifizierten Prüfzentrum getestet.

So haben die für Bahn-Applikationen ausgelegten feldkonfektionierbaren M12-Stecker (D-Code) die entsprechenden Schwingungs- und Schockprüfungen bestanden (Bild 1). Die Vibrations- und Schockprüfung des »M12 D-Code Industrial Ethernet Railway«-Steckers wurde in Anlehnung an die DIN EN 61373 Kategorie 1, Klasse B durchgeführt. Für alle drei Raumrichtungen wurden jeweils die härtesten Prüfbedingungen gewählt. Bei den geprüften Steckverbindern konnten nach den Schwingungs- und Schockprüfungen keinerlei Risse, Ausbrüche, Verformungen oder sonstige mechanische Beschädigungen festgestellt werden. Auch die Kontaktstabilität blieb während des gesamten Prüfzeitraums konstant.

Für Anwendungen im Transportwesen und der Bahntechnik gelten Vorgaben wie einfache und sichere Konfektionierung im Feld, hohe mechanische Robustheit, Schutz gegenüber Feuchtigkeit und Verschmutzung (IP67) und bestmögliche EMV. So fordern die Kunden im Bahn- und Transportbereich unter anderem zuverlässige Abschlüsse für die Signalleitungen, effiziente Schirmung, optimierte Zugentlastung, einfache und schnelle Assemblierung sowie kompakte Abmessungen für platzsparenden Einbau.

Der getestete M12-Crimp-Kabelstecker mit D-Codierung in Schutzart IP67 mit einem Gesamtdurchmesser von 16 mm für eine feldkonfektionierbare Lösung ermöglicht die Applikation dieser Steckverbinder auch in beengten schwierigen Einbauverhältnissen. Für Gehäusewand- oder Schaltschrankdurchführungen gibt es den ebenfalls kompakten feldkonfektionierbaren Hinterwand-Crimp-Kabelstecker in Buchsenversion.

Bei Platzproblemen

Nach der Akquise des Deutsch-Konzerns durch TE Connectivity bietet die Unternehmenssparte TE Rail den Bahnkunden weltweit eine nach eigener Einschätzung breite Produktpalette und das erforderliche Systemwissen für die sichere und zuverlässige Übertragung von Strom und Daten durch den gesamten Zug. Die Produktserie »UIC« beispielsweise bietet vollständig normgerechte Lösungen für Bremsen, Stromversorgung und Audioverbindungen für Fahrzeugverbände.

Antriebs- und Bordnetzsysteme müssen über die gesamte Lebensdauer des Zuges hinweg gewartet werden. Dazu gehört auch die Trennung von Stromkabeln auf engstem Raum.

Lösungen von TE Rail sollen das Platzproblem lösen sowie die Service-kosten und das Verbindungsrisiko mit geraden und abgewinkelten Steckern senken, die eine effiziente Trennung und Wiederverbindung von Strom- und Datenkabeln ermöglichen. Durch diese robusten Stecksysteme werden bestehende Anschlusskästen überflüssig. Damit erhalten Zughersteller mehr Flexibilität für ein optimales Konstruktionsergebnis.

Um Variantem für Außenanwendungen hat Harting seine »Han-Eco«-Baureihe erweitert. Die neuen, hochwertigen Profil- und Flanschgummidichtungen bestehen aus Fluorkautschuk (FPM). Dieses Dichtungsmaterial zeichnet sich laut Hersteller durch eine exzellente Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, insbesondere UV-Strahlung, Ozonbelastung sowie hohe Temperaturen aus. Ebenso ist eine hohe chemische Resistenz, zum Beispiel gegen Mineralöle, synthetische Hydraulikflüssigkeiten, Kraftstoffe, Aromate, viele organische Lösungsmittel und Chemikalien gegeben.

Fluorkautschuk ist seit Jahrzehnten bei der Gehäusebaureihe Han M im Einsatz. Im Vergleich zur Standardbaureihe Han B bietet Han-Eco eine höhere Kontaktdichte durch einen zusätzlichen Modulplatz (Bild 2).

Schutzart IP69K

Eine Steckverbinderserie von Multi-Contact entspricht jetzt der hohen Schutzart IP69K. Die Power-Steckverbinder werden im Transportwesen oder in Stromversorgungen im Außenbereich verwendet. Sie wurden speziell für raue Umgebungsbedingungen konzipiert und sind oft hartnäckigen Verschmutzungen ausgesetzt.

 So befindet sich der »Modular Power Connector MPC«, der (700 A/3600 V) als standardisierte modulare Lösung für den elektrischen Antrieb von Schienenfahrzeugen auf, unter oder zwischen den Waggons (Bild 3). Die geschirmten Steckverbinder »16BV-GS« und »21BV-GS« (530 A/1000 V bzw. 600 A/1000 V) eignen sich für Stromversorgungen von Tiefbohranlagen z.B. für die Geothermie oder von Krananlagen. Der leistungsfähige Rundsteckverbinder »21BV« (1000 A/1000 V) wird neben Prüfanwendungen in mobilen Notstromversorgungen und Batteriespeichern eingesetzt.

Durch die Auslegung in Schutzart IP69K sind die Steckverbinder für Hochdruck- und Dampfstrahlreinigung geeignet. Ein zeitaufwendiges Ausbauen oder Abdecken entfällt.