Zug auf Diät: Gewichtseinsparungen bei Schienenfahrzeugen steigert die Effizienz.

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Kabel für die Bahntechnik Gewichtsverlust dank leichter Kabelisolierung

30.08.2018

Neuartige Kabel, mit einer dünnwandigen und sehr leistungsfähigen Isolierung, sorgen in Schienenfahrzeugen für zusätzliche Gewichtseinsparung. Davon profitieren sowohl die Hersteller und Betreiber von Zügen als auch die Umwelt.

Die Perspektiven waren für die Eisenbahn nie besser als heute. Denn Fahrgäste und Regierungen sind auf einen schnellen und äußerst zuverlässigen Schienenverkehr angewiesen. Außerdem rückt die Reduzierung des Energieverbrauchs immer stärker in den Fokus, um Kosten zu sparen und den Klimawandel zu bekämpfen. Bis zu 80 Prozent des Energieverbrauchs eines Nahverkehrszugs resultiert aus der regelmäßigen und sich ständig wiederholenden Beschleunigung bei der Abfahrt aus den Bahnhöfen. Einsparung von Gewicht bedeutet weniger Energieverbrauch für Beschleunigung, Traktion und Bremsung. Außerdem werden die Komponenten wie Motoren, Bremsen und Schienen weniger belastet - wodurch auch der Wartungsaufwand sinkt. Deshalb spielen für Zugbetreiber bei der Anschaffung von Schienenfahrzeugen die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership,TCO) häufig eine wichtigere Rolle als der Kaufpreis. Die TCO umfassen die Kosten für den Kauf, den Betrieb und die Wartung von Schienenfahrzeugen - einschließlich des Energieverbrauchs.

Viele OEMs haben bereits Möglichkeiten für eine höhere Wirtschaftlichkeit entwickelt: Die Verwendung leichter und hochwertiger Materialien reduziert das Gewicht, während regenerative Bremssysteme und sehr effiziente Motoren den Energieverlust verringern.

Eine Möglichkeit, das Gewicht nochmals zu reduzieren, ist der Einsatz von Kabeln mit einer dünnwandigen, extrem leistungsfähigen Isolierung. Zurzeit sind für den Bahnbereich zwei Arten von Drähten und Kabeln auf dem Markt erhältlich. Sie werden durch die Dicke ihrer Schutzisolierung definiert und sind in verschiedenen technischen Normen aufgeführt. Dickwandige Kabel basieren auf preiswerten Polyethylenharzen, die mit chemischen Zusätzen gemischt sind, und haben gemäß den Bahnnormen EN 45545 beziehungsweise DIN 5510 nur eine geringe Brandgefahr (Low Fire Hazard, LFH).

Im Vergleich dazu werden dünnwandige Kabel mit Polymeren isoliert. Sie bieten die gleichen LFH-Eigenschaften, enthalten aber weniger chemische Zusätze. Das Ergebnis ist ein Isolationsmaterial für Drähte und Kabel, das trotz dünnerer Beschichtung ebenso leistungsfähig ist wie klassische Materialien. Zudem ermöglicht die dünnere Beschichtung einen vergleichsweise kleinen Querschnitt, der sowohl die Norm EN 50306 für dünnwandige Kabel für den Bahnbereich als auch die gleichen Normen wie dickwandige Kabel erfüllt. Ihr Durchmesser ist um 50 bis 100 Prozent kleiner, was den Platzbedarf reduziert. Da dünnwandige Kabel um 30 bis 50 Prozent leichter sind, sorgen sie für eine deutliche Gewichtseinsparung.

Gleiche LFH-Eigenschaften, weniger chemische Zusätze

Ein durchschnittlicher Nahverkehrszug mit acht Wagen enthält bis zu 30 km Kabel mit einem Gewicht von 500 kg oder mehr. Ein Umstieg auf dünnwandige Kabel könnte die Hälfte dieses Gewichts einsparen. Über eine Betriebsdauer von 30 Jahren werden je 100 kg rund 36 MWh und fünf Tonnen CO2 weniger verbraucht. Bei angenommenen Energiekosten von zehn Cent pro kWh würde die finanzielle Einsparung für das Eisenbahnunternehmen in der Größenordnung von etwa 61.000 Euro liegen.

61.000 Euro einsparen

Dünnwandige Kabel bieten jedoch noch weitere Vorteile. Vor allem ermöglichen sie kleinere Kabelbündel. Das ermöglicht es OEMs, mehr Dienste in einen bestehenden Kabelkanal zu integrieren, etwa um Steckdosen an jedem Sitzplatz zu installieren. Ein zusätzlicher Service für Fahrgäste, die dort ihre Geräte laden können.

Darüber hinaus lassen sich dünnwandige Kabel einfacher, schneller und sicherer installieren als dickwandige: Zum einen, weil sie leichter und kleiner sind, zum anderen , weil das Isolationsmaterial eine geringe Oberflächenreibung aufweist, sodass Kabel leicht aneinander vorbeigleiten. Dünnwandige Kabel bieten deshalb bei der Montage deutliche Vorteile, insbesondere wenn Bündel gebogen werden müssen, um sie in Kabelkanäle einzuführen.

Bildergalerie

  • Dünnwandige Kabel ermöglichen kleinere Kabelbündel. Das spart deutlich Platz ein; ein großer Vorteil, wenn nur wenig Bauraum vorhanden ist.

    Bild: TE Connectivity

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