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Sicher auf der Schiene

Text: Sabine Kloss-Henze, Phoenix Contact
Komponenten, die in der Bahnindustrie eingesetzt werden, müssen extrem hohe Anforderungen erfüllen, uneingeschränkt zuverlässig und beständig gegenüber Umwelteinflüssen sein. Dabei müssen sie sich auch den weltweiten Trends zunehmender Modularität und Miniaturisierung stellen.

Schienenfahrzeuge sind langlebige und kapitalintensive Investitionsgüter mit einer geschätzten Lebensdauer von 50 Jahren. In diesem Zeitraum werden unterschiedliche technische Änderungen am und im Zug vorgenommen, damit sich die Bahn den wandelnden Anforderungen anpassen kann. Hier bieten modular aufgebaute Systeme viele Vorteile. Änderungen an bestehenden Systemen sind dann nach dem Plug&Play-Prinzip schnell und einfach ausführbar.

Für die schnelle Installation – oder Deinstallation – modular aufgebauter Systeme bietet Phoenix Contact die steckbaren Reihenklemmen der Baureihe Combi. Die einheitlich gestaltete Steckzone ermöglicht es, Reihenklemmen in Push-in-, Zugfeder- und Schnellanschluss-Technik untereinander zu kombinieren. Der modulare Aufbau erlaubt eine individuelle Selbstkonfektionierung der Stecker, die sich in Bezug auf die benötigte Polzahl an die Applikation anpassen. Kupferleiter in Leitungsquerschnitten von 0,14 mm² bis 10 mm² können mit oder ohne Aderendhülse angeschlossen werden. Mit den Nenndaten bis 41 A und 1000 V existiert somit ein zuverlässiges Stecksystem für die Signal- und Leistungsverdrahtung. Dabei hält das Combi-System hohen Schock- und Vibrationsbelastungen stand. Klemmen und Stecker sind fingerberührsicher ausgeführt, und die individuelle Kodierung verhindert ein Fehlstecken.

Mehr Platz durch kleinere Komponenten

Bahnbetreiber setzen auf Komfort beim Reisen – dazu gehört ein großzügiges Raumangebot. Für mehr Platz beim Reisen müssen die Komponenten hinter der Verkleidung zusammenrücken und die Schaltschränke kleiner werden. Viel Platz sparen hier Miniatur-Reihenklemmen mit ihrer kompakten Bauform und einer Baubreite von nur 3,5 mm für die Montage auf einer 15 mm-Tragschiene. Sie eignen sich für die Signal- und Leistungsverdrahtung im unteren Leistungsspektrum und lassen sich auf engem Raum mit Leitern mit Querschnitten bis 4 mm² komfortabel verdrahten.

Jede Klemme besitzt einen universellen Funktionsschacht und eine Prüf­öffnung für standardisiertes Prüfzubehör. Für die bequeme Zuordnung der Anschlusspunkte verfügen die Reihen­klemmen über zwei flache äußere Beschriftungsnuten zur Aufnahme von Markierungsmaterial, für weitere Beschriftungen wird der Funktionsschacht genutzt. Durch die Push-In-Anschlusstechnik lassen sich die Leiter bei den Miniaturklemmen werkzeuglos und leicht stecken. Aufgrund ihrer geringen Größe benötigen die Klemmen auch weniger Material zur Produktion.

Geschütztes Profinet-Netzwerk

Zum komfortablen Reisen gehören Information und Unterhaltung. Über Monitore in den Zügen können Reisende Informationen wie Umsteigemöglichkeiten oder Nachrichten abrufen oder auch Unterhaltungsprogramme nutzen. Die Menge der zu verarbeitenden Daten und damit auch die Anzahl der Datenleitungen steigt kontinuierlich. Damit Datennetzwerk und Datentransfer im Zug reibungslos funktionieren, müssen Störsignale – sogenannten Transienten – herausgefiltert werden.

In enger Zusammenarbeit mit einem renommierten Schienenfahrzeug-Hersteller hat Phoenix Contact ein Plattform-System für den Datentransfer inklusive eines Netzwerkfilters entwickelt. Ziel ist ein störungsfreies internes Datennetzwerk im gesamten Zug. Das Plattform-System für den Datentransfer im Zug basiert auf einer Verkabelungs-Infrastruktur von Phoenix Contact, die aus konfektionierbaren und umspritzten M12-Steckverbindern sowie aus bahntauglichen Leitungen für die Übertragung von Sensor-/Aktor-Signalen und Profinet-Daten besteht. Die Leitungen erfüllen die Anforderungen der Bahnindustrie hinsichtlich Brandverhalten und mechanischer Belastbarkeit. Die Qualität der Verbindungstechnik wurde bei umfangreichen Tests nachgewiesen.

Für die störungsfreie Datenübertragung kommt der neu entwickelte Netzwerkfilter FL-Isolator zum Einsatz. Die passiven Geräte bilden zum Schutz vor Potential-Unterschieden eine hochwertige galvanische Trennung bis 4 kV. Der Einsatz am Anfang und Ende des ­Wagenüberganges verhindert eingekoppelte Fehlerübertragungen zwischen den Zugabteilen.

Spannungsschwankungen

Züge unterliegen permanent Spannungsschwankungen und Stromspitzen. Darüber hinaus kann es gelegentlich zu kurzen Stromausfällen kommen. Obwohl diese nur wenige Millisekunden andauern, können die sicherheitstechnischen Systeme ausfallen. Die Stromversorgungen der Baureihe Quint Power haben eine ausreichende Netzausfallüberbrückung – die Module bieten Schutz bei extremen Umgebungen mit Staub, korrosiven Gasen oder 100 Prozent Luftfeuchtigkeit.

Für den Einsatz in der Bahnindustrie sind sie nach DIN EN 50155 zertifiziert. Die Stromversorgungen liefern Ausgangsströme von 15 und 20 A (einphasig) und 20 A (dreiphasig) bei einer Ausgangsspannung von 24 V DC. Für eine hohe Verfügbarkeit der angeschlossenen Verbraucher löst die SFB-Technik (Selective Fuse Breaking) zuverlässig aus. Da Schienenfahrzeuge auch heute noch zum überwiegenden Teil mit Metall auf Metall fahren, sind die verbauten Komponenten in den Fahrzeugen permanenten Stößen und Vibrationen ausgesetzt. Darüber hinaus spielt das Brandverhalten der Kunststoffe in Schienenfahrzeugen eine wichtige Rolle. Auch an der Schiene herrschen raue Bedingungen – hier müssen Reihenklemmen und Steckverbinder unter Vibrationen und Schock sowie extremer Hitze und Kälte die elektrische Verbindung sicher halten.

Die Produkte entsprechen den DIN-Normen EN 50155, EN 50121 und EN 45545 und haben eine IRIS-Zertifizierung für internationale Normen.

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