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Leitungen Elektrische Verbindungslösungen für Schienenfahrzeuge

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Komponenten für Schienenfahrzeuge unterliegen strengen Auflagen und müssen hohe Anforderungen erfüllen. Lapp hat hierfür spezielle Verbindungslösungen entwickelt.

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Der Korea Train Express (KTX) verbindet Suseo mit Mokpo und Pusan – Hersteller Hyundai Rotem stetzt in unterschiedlichen Bereichen die auf Bahnanwendungen spezifizierten Kabel von Lapp ein.
Der Korea Train Express (KTX) verbindet Suseo mit Mokpo und Pusan – Hersteller Hyundai Rotem stetzt in unterschiedlichen Bereichen die auf Bahnanwendungen spezifizierten Kabel von Lapp ein.
(Bild: Lapp)

Mit bis zu 300 km/h rast der Korea Train Express (KTX) durch Südkorea. Er wird von der staatlichen Eisenbahngesellschaft Korea Railroad Corporation (Korail) betrieben. Die erste Zug-Generation basierte auf dem TGV, wurde aber teils in Lizenz des französischen Zugbauers Alstom in Korea gebaut. Der koreanische Eisenbahnersteller Rotem, später Hyundai-Rotem, bietet heute mit dem KTX-II eine koreanische Eigenentwicklung an. Rund 100 km Ölflex-Train-Kabel von Lapp sind im KTX von Suseo nach Mokpo und Pusan verbaut: ein erstes Referenzprojekt für das Unternehmen. Denn Lapp sieht im Schienenverkehr einen riesigen Wachstumsmarkt – laut Experten liegt das Marktpotenzial für Verbindungslösungen bei 500 Mio. € pro Jahr. Daher hat das Unternehmen ein spezifisches Produktprogramm für die Verkabelung von Bremssystemen, Führertischen, Antriebsumrichtern, Kupplungen, Zugsteuerungen, Schaltschränken, Antrieben und Lüftern entwickelt.

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Anspruchsvolle Normen

Bei Schienenfahrzeugen gelten anspruchsvolle Normen mit weltweit unterschiedlichen Bestimmungen. Alle eingesetzten Produkte müssen höchsten Sicherheitsanforderungen entsprechen. Insbesondere im Personenverkehr ist der Brandschutz besonders wichtig. Eine Leitung im Bahnbereich muss beispielsweise im Brandfall 60 Minuten Feuer widerstehen können. Alle Anbieter weltweit müssen zudem dem Bahnstandard IRIS (International Railway Industry Standard) entsprechen, der im September 2018 von der ISO/TS 22163 ersetzt wird (Kastentext). Die zweite Herausforderung sind die OEMs selbst. Diese nehmen einen Anbieter häufig nur als gelisteten Lieferanten auf, wenn sie dessen Produkte selbst auch noch geprüft haben.

Besondere Bedeutung hat der Brandschutz. In Nordamerika ist dafür der Standard NFPA 130 ausschlaggebend, in Europa hat die EN (European Norm) 45545-2 verschiedene nationale Normen und Standards abgelöst. Neben den Normen zum Brandschutz gelten in Europa die EN 50264 und 50306. Dabei handelt es sich um Aufbau- und Prüfnormen für Anschluss- und Steuerleitungen. Sie definieren Wandstärke sowie Design und schreiben vor, welche mechanischen, thermischen, brandtechnischen, und chemischen Prüfungen durchzuführen sind. Wer Leitungen nach EN-Norm herstellt, kann diese nahezu weltweit anbieten.

Lapp ist IRIS-zertifiziert und die Zertifizierung nach ISO/TS 22163 ist im Gange. Das spezialisierte Produktportfolio umfasst Ölflex-Train-Kabel, Unitronic- und Etherline-Datenleitungen, Skintop-Kabeldurchführungen, Epic-Stecker und weitere Systemprodukte. Zusätzlich erfüllen die Produkte, je nach Einsatzgebiet, die Normen der jeweiligen Prüfbehörden.

Strahlenvernetzung macht robust

Damit die Train-Leitungen die mechanische Belastung im Zug – sprich Abrieb und Vibration – sowie hohe und tiefe Temperaturen überstehen, werden die Leitungen besonders robust gemacht. Das geschieht durch die Strahlenvernetzung. Lapp hat hierfür am Standort Korea eine eigene Strahlenvernetzungsanlage aufgebaut. Neben den Bahnkabeln werden hier auch Leitungen für Photovoltaik-Anlagen sowie für Hochtemperaturanwendungen veredelt. Bei der Vernetzungstechnologie wird die Molekularstruktur der eingesetzten Kunststoffe durch Einwirkung von Elektronenstrahlen verändert. Um diesen Prozess optimal zu unterstützen, werden schon bei der Compound-Erstellung sogenannte „Crosslinking-Additive" zudosiert. In der Produktion wird das Kunststoffmaterial dann mit Elektronenstrahlen „beschossen“, und dadurch verbinden sich die Molekülketten untereinander zu einer netzartigen Struktur mit veränderten Eigenschaften. War ein Kabel vor der Vernetzung nur bis zu einer Temperatur von 90 °C einsetzbar, kann es danach durchaus 120 °C widerstehen. Die vernetzten Kunststoffe sind formstabiler und elastischer und überstehen so die vorgeschriebenen dynamischen Durchdringungstests mit Messern oder Belastungstest mit Gewichten.

Lapp testet seine Train-Leitungen an drei Standorten: Im Technologieprüfzentrum in Stuttgart, im Brandtestzentrum im französischen Werk in Forbach sowie bei Lapp Korea. Der Schwerpunkt bei den Prüfungen liegt auf der Flammwidrigkeit, denn die Leitungen müssen schwer entflammbar sein und dürfen im Brandfall das Feuer nicht weiterleiten. Außerdem darf entstehender Rauch weder toxisch sein, noch Fluchtwege vernebeln. Lapp verwendet für seine Bahnkabel ausschließlich halogenfreie Spezial-Werkstoffe, die Toxizitätstests und Rauchdichteprüfungen unterworfen werden.

Kompetenz und lokale Kenntnis

Für KTX-Hersteller Hyundai-Rotem waren bei der Auftragsvergabe an Lapp nicht nur die technologische und logistische Kompetenz ausschlaggebend, sondern vor allem auch die Nähe zum Kunden. Das Bahnunternehmen wollte einen regionalen Lieferanten, der schnell reagieren kann und den koreanischen Markt kennt. Kein Problem für Lapp Korea. Das Unternehmen produziert einerseits Kabel nach EN-Standard, führt aber auch entsprechend der Vorgaben von Hyundai-Rotem die Brandprüfung nach British Standard durch.

Lapp Korea hat für den Hochgeschwindigkeitszug KTX drei spezielle Bahnkabel entwickelt. Ein Hybrid-Verbindungskabel (Ölflex Train GKW 300V) und zwei hochflexible Kabel, Ölflex Train 4GKW HF 1800V und Ölflex Train 9GKW HF 3600V. Letztere werden als Verbindungskabel zwischen den Zugwagen eingesetzt und müssen sehr engen Biegeradien dauerhaft standhalten.

Ein weiterer KTX-Hochgeschwindigkeitszug soll demnächst die Städte Seoul und Gangneung verbinden. Auch für diese Züge liefert Lapp spezielle Bahnkabel. Mit der neuen Strecke wird außerdem eine Anbindung mit Pyeongchang geschaffen, wo 2018 die Olympischen Winterspiele stattfinden. (sh)

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