Bahntechnik-Applikation Ein applikationsspezifisches Gehäuse

Die Firma Heitec realisierte eine Systemplattform für den Bahntechnik-Zulieferer Bombardier und hat dabei hinsichtlich des Formats, der Anzahl der notwendigen Karten, der stabilen Beschaffenheit und Normierung der Mechanik eine technisch effiziente und zugleich kostengünstige Lösung gefunden.

Für Anwendungen in der Verkehrstechnik gibt es strenge Auflagen. Von einer funktionierenden Steuerung in der Bahntechnik etwa hängen nicht zuletzt Menschenleben ab: Als sicherheitsrelevantes Element muss sie zuverlässig und unterbrechungslos funktionieren. Dabei geht es nicht nur um die eigene permanente Funktion, sondern auch um Aspekte wie Widerstands- und Wartungsfähigkeit sowie Interaktion mit anderen Anwendungsteilen in einem regulierten Umfeld. Wird beispielsweise doch einmal eine Wartung oder Reparatur fällig, muss diese einfach und schnell durchgeführt werden können. Allen eingesetzten Bestandteilen – auch der Gehäusetechnik, welche die Steuerungselektronik beherbergt – fällt eine wichtige Rolle zu, um dies zu bewerkstelligen.

Genau für diesen Einsatzbereich benötigte Bombardier, Anbieter von Antriebs- und Steuerungsausrüstung für Schienenfahrzeuge, eine maßgeschneiderte Systemplattform, in der die Signalsteuerung für eine zentrale Recheneinheit einer Bahnanwendung untergebracht werden sollte. Der Geschäftsbereich Elektronik des Erlanger Unternehmens Heitec konzipierte und fertigte diese, basierend auf seiner Expertise für Elektronik-Aufbausysteme. Bei dem System, das entweder in Hütten, sogenannten Kiosken in Schienennähe oder im Signalraum einer Station montiert wird, handelt es sich um ein typisches Wayside Train Monitoring System (WTMS).

Die Aufgabe der Geräteelektronik ist es, die Signale und Lampen der Strecke „abzutasten“ und deren Bedeutung zu analysieren. Basierend darauf sendet die Auswertungselektronik ein Protokoll (bei dieser Anwendung anschaulich „Telegramm“ genannt) an eine bestimmte Balise im Schienenbett. Das Telegramm enthält Informationen über den Zustand der Lampensignale, den Abstand zur nächsten Balise sowie Informationen, die den Bremsweg des Zuges beeinflussen können – zum Beispiel das Gefälle der Strecke. Die Balise im Gleis fungiert gleichsam als Informationspunkt, der diese Daten speichert und sie wie ein Transponder an den Computer des sich nähernden Zuges überträgt. Dieser Rechner wird vom Zugführer überwacht.

Anforderungsprofil, das an das WTMS gestellt wird

Aus dem eben beschriebenen Umfeld ergeben sich elementare Anforderungen an System und Gehäuse: zum Beispiel eine unterbrechungsfreie Datenkommunikation sowie ein sehr hoher Schutz vor rauen Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit, Staub, hohe Temperaturen und Vibration. Dieser Aspekt war deshalb ganz entscheidend, weil das System in der australischen Wüste zum Einsatz kommt und dort stark wechselnde Umgebungsbedingungen sowie teils extreme Temperaturschwankungen zu berücksichtigen sind.

Aufgrund dieses Einsatzbereichs in fordernder Umgebung mit massiven äußeren Einflüssen auf die mechanische Beschaffenheit musste die Gehäusetechnik bestimmten normativen Vorgaben entsprechen. Die Norm DIN EN 50125 zum Beispiel spezifiziert die Umweltbedingungen für Betriebsmittel von Bahnanwendungen in Europa, und Abschnitt 3 der Norm umreißt explizit die Umweltbedingungen für Signal- und Telekommunikationseinrichtungen. Der Anwendungsbereich dieser Norm erstreckt sich auf die Entwicklung und den Betrieb ortsfester und beweglicher Einrichtungen der Signaltechnik und der Telekommunikation, inklusive der Geräte für Test-, Mess- und Anzeigezwecke. Festgehalten sind die Bedingungen zwischen Betriebsmittel und ihrer Umgebung, ferner Parameter für die Berechnung von Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit und Sicherheit (RAMS) sowie der Lebensdauer unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen. Ein System wie das hier beschriebene ist immerhin ca. 25 Jahre im Einsatz und muss bei einem Temperaturbereich von –40 bis +70 °C zuverlässig betriebsfähig bleiben.

Abgesehen von diesen Rahmenbedingungen waren für die Realisierung des Projektes bestimmte Umsetzungskriterien Voraussetzung. Unter anderem war rasches Handeln vonnöten und dem wurde auch entsprochen: Vom Erstellen der ersten Skizze über den Ausbau des Prototypen bis hin zur Testphase vergingen nur wenige Wochen. Weiterhin lag der Fokus auch auf einem sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnis, welches durch das optimierte Design und die vorhandenen Standardkomponenten erreicht werden konnte. Als Hülle diente ein kostengünstiges, aber widerstandsfähiges Aluminiumgehäuse; für den Innenausbau des Gehäuses verwendete der Aufbausystem-Spezialist verschiedene HeiPac-Vario-Baugruppenträger-Elemente.

Die HeiPac-Vario-Reihe ist die vielseitigste 19-Zoll-Baugruppenträger-Familie im Portfolio, durch die sich mit Hilfe ihrer vielen Größenvarianten und Zubehörteile die komplexesten Anwendungsmöglichkeiten realisieren lassen. Die Aluminium-Baugruppenträger sind in verschiedenen 19-Zoll-Höhen wie 3 HE oder 6 HE erhältlich und für Kartenformate bis 400 mm Tiefe konzipiert. Außerdem können sie der jeweils erforderlichen Architektur angepasst werden.