Stäubli Electrical Connectors Steckverbinder für die Bahn

Elektronische und Kommunikationsschnittstellen im Bahnbereich müssen schnell verbunden und getrennt werden können, um die Standzeiten der Züge zu verkürzen. Ein neues modulares Steckverbindersystem soll die Wartungs- und Instandhaltungszeiten von Waggons und Lokomotiven merklich reduzieren.

Ein international gefragtes Produkt für Bahnanwendungen ist der Modular Power Connector (MPC) von Stäubli Electrical Connectors. Das Baukastensystem ermöglicht es, anwendungsspezifische Steckverbinder zu konfigurieren. Die einzelnen Module des MPC lassen sich seitlich aneinander reihen und sind nach oben stapelbar. Es steht eine Reihe von Isolierkörpern zur Verfügung, die verschiedene Kontaktdurchmesser und Kabelquerschnitte von 10 mm² bis 240 mm² aufnehmen. Alle Isolierkörper sind miteinander kombinierbar. Eine optionale Codierung verhindert eine Verpolung. 

Anstelle mehrerer einpoliger Steckverbinder müssen beim MPC wegen des modularen Systems nur noch wenige mehrpolige Steckverbinder angeschlossen werden. Mit Nennwerten von bis zu 3,6 kV und 700 A eignen sie sich für viele Hochstrom- und Hochspannungsanwendungen. Zu den Einsatzgebieten gehören sowohl die Kontaktierung von Transformator, Traktionsmotor, Umrichtern und Batterien als auch die Leistungsverbindung zwischen den Wagen. Die Vorgabe des aktuellen Redesigns der MPC-Serie war, durch verbesserte Leistungsmerkmale die Einsatzmöglichkeiten zu erweitern. Gleichzeitig sollte das Kombinieren der Einzelkomponenten noch leichter werden. Und natürlich bestand das alles unter der Vorgabe, dass die Steckverbinder neuer und alter Generation zu hundertprozentig kompatibel sind.

Zu den Verbesserungen gehören die Isolierkörper aus einem optimierten Kunststoffmaterial. Es zeichnet sich durch eine erhöhte Isolationsfestigkeit von bis zu 15 kV und eine geringere Entflammbarkeit aus. Die neue Generation der MPC-Steckverbinder ist für die Gefährdungsstufe HL3 R23 geeignet und erfüllt die Vorgaben der EN 45545-2. Das entspricht den Anforderungen vieler U-Bahn- und anderer Bahnbetreiber wie zum Beispiel der SNCF.

Um das Gewicht um bis zu 30 % zu reduzieren, nutzten die Entwickler eine neue Isolierung sowie die Ausführung der Seitenteile in einer Zink-Druckgusslegierung. Dies ist wichtig, da Entwickler besonders im Bereich der »Light Railways« ständig den nutzbaren Raum für die Passagiere optimieren. Deshalb sind sie stets auf der Suche nach Bauteilen, die wenig Raum beanspruchen und wenig wiegen.

Für den Anschluss eines Erdungskabels stehen jetzt zwei Schraubverbindungen mit M8- oder M10-Gewinde je nach Baugröße zur Verfügung. Das Schutzblech aus Edelstahl, ehemals fest mit den Isolierkörpern vernietet, kann jetzt leicht von Hand eingeklipst werden (Bild 1). Das Nachrüsten oder Entfernen des mechanischen Schutzes ist ganz einfach und ohne Werkzeug jederzeit möglich. 

Zugentlastung elegant gelöst 

Zu den Detailoptimierungen des MPC zählt eine ganz neue Komponente: die Dynamic Cable Option (DCO). Das neue Zusatzelement soll für die Zugentlastung beweglicher Kabel sorgen und den Eigenbau von Zugentlastungsbügeln mit Schellen und Klemmen überflüssig machen. Diese vom Anwender konstruierten Lösungen beanspruchen für gewöhnlich nicht nur zusätzlichen Platz, sondern verursachen mehr Aufwand bei Montage / Demontage. Die DCO hingegen wird direkt am MPC-Steckverbinder mit den Seitenteilen verschraubt (Bild 2) und eliminiert jegliche mechanischen Belastungen an den Kabelverschraubungen. 

Kunststoffeinleger sorgen dafür, dass Kabel mit unterschiedlichen Durchmessern gleich zuverlässig fixiert sind. Der Zeitgewinn beim Wechsel der elektrischen Verbindungen kann dadurch enorm sein.

Das Kompetenzzentrum Bahntechnik von Stäubli Electrical Connectors betreibt seit dem Jahr 2015 auf einer Fläche von 800 m² ein hauseigenes Testlabor, in dem die Produkte auf Herz und Nieren überprüft werden. Highlight ist der Prüfstand für Schock- und Vibrationstests in Kombination mit thermischen Belastungen.

In der Salznebelkammer lässt sich außerdem das Verhalten von Steckverbindern an Schienenfahrzeugen unter Umwelteinflüssen realistisch simulieren.Demzufolge ist das MPC-Steckverbindersystem vibrations- und schockgeprüft gemäß EN 613731 sowie korrosionsbeständig (240 h Salznebeltest nach EN 60068-2-112). In gestecktem Zustand weist es die Schutzart IP69K auf. Die elektrischen Kontakte garantieren mehr als 500 Steckzyklen ohne Beeinträchtigung der elektrischen Werte. Die Kontakttechnologie Multilam soll eine effiziente Energieübertragung bei konstanter Kontaktkraft und niedrigen Übergangswiderständen garantieren. Durch den Selbstreinigungseffekt ist die Verbindung ebenso zuverlässig wie auch wartungsarm.