Bahnanwendungen verlangen von den eingesetzten Komponenten so einiges ab.

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Steckverbinder für Bahnapplikationen Sicherheit in rauer Umgebung

09.02.2017

Zugausfälle und -verspätungen sind nicht nur ärgerlich für Reisende, sie verursachen auch hohe Kosten für die Bahnunternehmen. Zuverlässige Steckverbinder sind daher auch in Schienenfahrzeugen unverzichtbar. Allerdings müssen sie den hohen Sicherheitsanforderungen gewachsen sein und insbesondere im langjährigen Einsatz sowie unter extremen Umweltbedingungen dauerhaft funktionieren.

In modernen Zügen haben sich zuverlässige Bordnetzsysteme zu einer entscheidenden Größe innerhalb des Fahrzeugdesigns entwickelt. Leistungsstarke und resistente Netzwerke sorgen für Sicherheit und Fahrgastkomfort. Komplexe Subsysteme nach IEC 61375-3-4 versorgen über ein Hochleistungs-Basisnetz nach IEC 61375-2-5 den Hauptrechner mit Echtzeitinformationen und sind notwendige Bedingung für den grenzüberschreitenden europäischen Zugverkehr.

Zur Verdrahtung dieser Bordnetzsysteme werden hochwertige Steckverbinder benötigt. Im Grunde unterscheidet sich deren Einsatz in Zügen kaum von dem in der industriellen Fertigung: M12x1-Anschlusstechnik wird sowohl zur Datenübertragung, als auch zur Sensor-/Aktor-Verkabelung eingesetzt. Aufgrund von hohen Sicherheitsanforderungen im Bereich des Personentransports sind die Rahmenbedingungen für eine entsprechende Verkabelung in Zügen und Bahnen allerdings deutlich höher als in der Industrie. So müssen die eingesetzten Materialien nicht nur den hohen Brandanforderungen genügen, sie müssen auch den rauen Umweltbelastungen standhalten, denen sie täglich ausgesetzt sind.

Normen und Umwelt

Für die Bahnindustrie gilt seit März 2013 eine europaweit einheitliche Norm in Bezug auf die Brandeigenschaften von Materialien, die innerhalb von Schienenfahrzeugen eingesetzt werden. Die entsprechende DIN EN 45545 gibt unter anderem Standards für die Rauchgasdichte, Brennbarkeit und Entflammbarkeit sowie das Abtropfverhalten der Materialien vor. Die Norm spezifiziert neben gelisteten Artikeln auch die brandtechnische Bewertung von nichtgelisteten Artikeln. Ein Steckverbinder würde dementsprechend nach seiner brennbaren Masse oder nach dem tatsächlichen Einbauraum bewertet. Da dieser Einbauraum nicht immer bekannt ist, wurden die Materialien der Escha Steckverbinder mit dem Rail-approved-Siegel so ausgewählt, dass sie ein brandhemmendes Verhalten nach Hazardous Level 3 garantieren.

Neben den bahnspezifischen Normen, die Steckverbinder erfüllen müssen, werden sie darüber hinaus rauen mechanischen, chemischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Während zum Beispiel im klassischen Industrieumfeld oftmals ein Temperaturbereich von -30 bis +90 °C genügt, sind die für Bahnapplikationen entwickelten Steckverbinder von Escha für einen Temperaturbereich von -40 bis +90 °C ausgelegt.

360°-Schirmung unverzichtbar

Eine weitere Herausforderung bilden die starken elektrischen Felder, die in Zügen auftreten und denen auch die Steckverbinder und Leitungen beziehungsweise die damit übertragenen Daten ausgesetzt sind. Aufgrund dessen ist eine gute Schirmung für die Anschlusstechnik unverzichtbar.

Escha setzt im Bereich der Datenverkabelung und der Sensor-/Aktor-Verkabelung auf eine durchgängige 360°-Schirmung bei all seinen Steckverbindern und Flanschen. Diese Schirmung basiert auf der selbstentwickelten und patentierten Escha 2SSK-Technik. Dadurch wird auch bei Vibration und hoher mechanischer Belastung eine dauerhafte Schirmung gewährleistet.

Bahntaugliches Portfolio

Die rauen Umweltbedingungen und die hohen Sicherheitsanforderungen sorgen dafür, dass die klassische Industrieverkabelung – bestehend aus Standardmaterialien – im Bereich der Bahnapplikationen nur bedingt tauglich ist. Unter dem Namen rail approved hat der Anschlusstechnik-Hersteller ein Produktprogramm aufgelegt, das auf die typischen Anforderungen moderner Züge und deren Bordnetze ausgerichtet ist: Die standardisierten M12x1-Komponenten können dank Werkskonfektionierung schnell und einfach sowie ohne Sonderwerkzeug in das Fahrzeug integriert werden. Hohe Signalreserven sorgen für zuverlässige Datenübertragungsraten bis zu 10 Gbit/s nach Cat6A und erfüllen die Anforderungen moderner Bordnetzwerke. Damit sind die Züge nicht nur für aktuelle Applikationen, sondern auch für zukünftige Zusatzausstattungen gerüstet. Durch spezielle Materialien für Umspritzung und Kontaktträger sowie Meterwaren für Bahnapplikationen wird der aktuellen Brandschutznorm DIN EN 45545 Hazardous Level 3 Rechnung getragen. Die Steckverbinder erfüllen die Anforderungen nach DIN EN 50155 und halten dadurch starken Vibrationen sowie mechanischen und thermischen Anforderungen stand. Eine zuverlässige 360°-Schirmung verhindert Signalstörungen und garantiert auch unter den bahnspezifischen Umweltbedingungen eine sichere Datenübertragung.

Für viele Einsatzbereiche

Steckverbinder werden in Zügen an unterschiedlichen Stellen eingesetzt und erfüllen dabei verschiedene Aufgaben. Für viele dieser Einsatzbereiche bietet Escha die passenden Produkte.

Im Bereich des Ethernet Train Backbone Network (ETBN) werden Industrial-Ethernet-Produkte mit einer schnellen Datenübertragung von bis zu 10 GBit/s benötigt. Hierfür bietet das Unternehmen entsprechende RJ45-Steckverbinder sowie M12x1-Rundsteckverbinder und Flansche mit X-Codierung in 8-poliger Ausführung. Für eine bestmögliche Schnittstellenlösung sorgen Wanddurchführungen von RJ45 auf M12x1 sowie unterschiedliche Adapter. Auf der Ebene des Ethernet Consist Network (ECN) werden Industrial-Ethernet-Steckverbinder mit einer Datenübertragung von bis zu 100 MBit/s eingesetzt. Neben passenden RJ45-Steckverbindern hat Escha M12x1-Rundsteckverbinder und Flansche mit D-Codierung in 4-poliger Ausführung im Angebot. Als Schnittstellenlösung stehen hier wiederum Wanddurchführungen von RJ45 auf M12x1 sowie Adapter von M12x1, D-codiert, 4-polig auf M12x1, X-codiert, 8-polig zur Verfügung.

Für die Sensor-/Aktor-Verkabelung gibt es M12x1-Steckverbinder und Flansche mit A-Codierung in 4-poliger Ausführung. Diese Produkte werden mit einer bahnspezifischen Leitungsqualität ausgestattet, damit sie die beschriebenen Anforderungen ohne Beanstandung erfüllen.

Individuelle Lösungen möglich

Um den individuellen Ansprüchen innerhalb der Bahnbranche noch besser begegnen zu können, gibt Escha für seine rail-approved-Produkte keine Standardleitungslängen vor. Zudem bietet das Unternehmen auch Sonderlösungen wie M12x1-Steckverbinder mit Gewindekontur an. Diese Gewindekontur ermöglicht das Aufziehen eines Schutzschlauchs über die Leitung und eignet sich für Steckverbinder, die im Zugaußenbereich eingesetzt werden und daher extrem starken Verschmutzungen ausgesetzt sind.

Bildergalerie

  • RJ45- sowie M12x1-Steckverbinder, Flansche, Adapter und Wanddurchführungen für den Bereich des ‚Ethernet Train Backbone Network‘ (ETBN).

    Bild: Escha

  • RJ45- sowie M12x1-Steckverbinder, Flansche, Adapter und Wanddurchführungen für den Bereich des ‚Ethernet Consist Network‘ (ECN).

    Bild: Escha

  • M12x1-Rundsteckverbinder und Flansche für die Sensor-/Aktor-Verkabelung in Zügen.

    Bild: Escha

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