Steckverbinder Robuste Spezialstecker kommen nicht nur bei Bahnanwendungen zum Zug

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Beim Blick aus dem Fenster scheint es, als gleite die Landschaft geräuschlos vorbei. In der Hitze flimmernde Sommerwiesen, hinter Regenschleiern verborgene Herbstwälder und schneebedeckte Wintertäler. Was den Reisenden zu jeder Jahreszeit begeistert, hat außerhalb des Zugabteils ein ganz anderes Gesicht. Extreme Temperaturunterschiede, Schnee, Regen und Vibrationen sorgen für Bedingungen, die hohe Anforderungen an das Material stellen.

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Anspruchsvolle Anwendung: Im Schienenverkehr sorgen Temperaturunterschiede, Schnee, Regen und Vibrationen für Bedingungen, die hohe Anforderungen an die Komponenten stellen.
Anspruchsvolle Anwendung: Im Schienenverkehr sorgen Temperaturunterschiede, Schnee, Regen und Vibrationen für Bedingungen, die hohe Anforderungen an die Komponenten stellen.
(Bild: Hans-Peter Teutschmann)

Eine Schnittstelle zwischen Außen- und Innenwelt bilden Steckverbinder. Zumeist im Außenbereich im Einsatz, übertragen sie die Energie und die Signale, die Sicherheit und Komfort in den Abteilen gewährleisten. Doch der hohe Verschleiß vieler gängiger Systeme dokumentiert: Steckverbinder bieten den Umwelteinflüssen eine Vielzahl von Angriffsflächen. Mechanische Belastungen und in das Verbundsystem eindringendes Kondenswasser sind nur zwei Gegenspieler, die schon so manche Verbindung in die Knie gezwungen haben. In der Praxis bedeutet dies, dass es zu Aussetzern bei der Strom-, Signal- oder Datenübertragung kommt. Im schlimmsten Fall zu Komplettausfällen, die den gesamten Betrieb beeinträchtigen.

Steckverbinder für den Einsatz in Schweizer Bahn

Auch das Schweizerische Bahnverkehrsunternehmen „Rhätische Bahn AG“ suchte nach einer technisch überzeugenden Lösung für das Verbindungssystem ihrer Waggons. Dazu kooperierte man mit den Spezialisten von Multi-Contact. Das Ergebnis der Zusammenarbeit ist ein mehrpoliger Steckverbinder, dessen Siegeszug inzwischen auch in anderen Bereichen begonnen hat.

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Erste Anwender aus der Transport- und Weiterverarbeitungskette sind ebenso begeistert wie die Auftraggeber bei der Rhätischen Bahn selbst. Der neue Steckverbinder eignet sich besonders für den Einsatz in der Bergbauindustrie und in der Container- und Hafenlogistik. Seine Eigenschaften zeichnen ihn auch für Kipper, Bahnen, Mahlwerke oder Sortier- und Waschanlagen aus. „Unser Ziel war ein System, das extrem robust und doch einfach zu handhaben ist“, verdeutlicht Michel Schmitt, Business Development Manager Railway Markets bei Multi-Contact. Doch was machten die Schweizer von Multi-Contact anders und sogar besser, als viele vor ihnen?

Optimale Lösung dank bester Kontakte

Ein Ass hatte man in Allschwill, am Hauptsitz von Multi-Contact, bereits im Ärmel: Speziell geformte, widerstandsfähige Kontaktelemente aus Kupferlegierung; die selbstentwickelte und patentierte Kontaktlamellentechnik Multilam. Diese widersteht sowohl elektrisch (mehrere tausend Ampere), thermisch (bis zu 350 °C) als auch mechanisch härtesten Bedingungen. Und sorgt mit Kontaktbeständigkeit von bis zu einer Million Steckzyklen für ein langes Leben. Durch den konstanten Federdruck der Multilam-Stege wird die Kontaktoberfläche permanent kontaktiert. Dies hat einen geringen und konstanten Durchgangswiderstand zur Folge. Auf dieses zuverlässige Kontaktsystem setzte man auch bei der Entwicklung des Steckverbinders für die Rhätische Bahn AG. Im Innern des Steckers befinden sich 32 Signalstifte und ein 8-poliger Busanschluss. Geschützt wird das System von einem robusten pulverbeschichteten Aluminium-Gehäuse mit solidem Griff, der selbst Hammerschläge unbeschadet übersteht.

Kappe schützt vor Schnee oder Sand

Um zu verhindern, dass Schnee oder Sand in das Gehäuse eindringt, ergänzte das Entwickler-Team das Gehäuse mit einer Schutzkappe. Der geschlossene Steckverbinder erfüllt damit die Anforderungen der Schutzklasse IP65. „Wir wollten einen Steckverbinder, der auch nach vielen tausend gefahrenen Kilometern eine verlässliche Kontaktgabe garantiert. Außerdem sollte er beim Zusammenstellen der Zug-Garnituren leicht zu handhaben sein“, kommentiert Schmitt und fügt hinzu: „Bei der jetzigen Lösung wurde an alles gedacht, wie beispielsweise den Abgangswinkel des Steckers. Um die mechanische Belastung des Kabels zu verringern, setzten unsere Entwickler diesen auf 15°. Dadurch vereinfacht sich auch die Bedienung des Steckverbinders im tagtäglichen Betrieb.“

Die richtige Kombination

Die Multilam-Technologie findet sich in allen härte-erprobten Lösungen von Multi-Contact. Beispielsweise auch bei der Version „harsh“ des Steckverbindersystems „Combi-Tac“, dem CT-HE. Die modulare Bauweise von Combi-Tac ermöglicht Anwendern die maßgeschneiderte Konfiguration elektrischer oder hybrider Steckverbinder. So lassen sich Module für Signale und Daten, Leistung bis 300 A, Hochspannung bis 5 kV, Druckluft, Flüssigkeiten, Lichtwellenleiter, Thermoelemente und mehr kombinieren. Ein korrosionsfestes, pulverbeschichtetes Aluminium-Druckguss-Gehäuse in Schutzart IP68 schützt durch seine 360°-Abschirmung das Innenleben vor elektromagnetischen Einflüssen und ist darüber hinaus salznebelbeständig.

Der robuste CT-HE in Einschubtechnik kann sogar für Leistungen bis 400 A eingesetzt werden. Er wurde hierfür nach Bahnnorm geprüft, das heißt bei Umgebungstemperatur 70°C und dT von 50°K. Das Zusammenspiel von hoher Kontaktqualität und robusten Komponenten sorgt bei den Combi-Tac-Systemen für höchste Funktionssicherheit, auch angesichts der Widrigkeiten des Großstadtdschungels. In einem der weltweiten größten U-Bahn-Netze, der Métro Paris, verlassen sich über vier Millionen Menschen täglich auf die Einsatzbereitschaft ihrer Bahn. Hier sorgt Combi-Tac mit Verbindungen zu Umrichtern, Ventilatorengruppen, Klimaanlagen sowie Beleuchtungs- und Anzeigesystemen dafür, dass die Elektrik einwandfrei läuft. Inzwischen hat sich Combi-Tac neben dem Transportwesen auch in der Energietechnik als wartungsfreie Lösung etabliert.

15 Leistungskontakte für Extrembedingungen

Der dritte siegreiche Mitstreiter im Kampf gegen Extrembedingungen ist der MPC (Modular Power Connector) von Multi-Contact. Auch er präsentiert sich zuverlässig in der Leistungsübertragung im elektrischen Antriebsstrang von Schienenfahrzeugen. Zu den Einsatzgebieten des MPC gehören die Kontaktierung von Transformator, Traktionsmotor, Umrichtern und Batterien sowie die Leistungsverbindung zwischen den Wagen. Diese vielseitigen Einsatzmöglichkeiten basieren auf dem modularen Konzept des Steckverbinders. Der Modular Power Connector vereint bis zu 15 einpolige Leistungskontakte, feste Einbaumaße und anwendungsspezifische Bestückung. Bereits in den Schutzarten IP66 und IP67 zeigt er sich von seiner robusten Seite. Mit IP69 entspricht er sogar der höchsten Schutzart nach IEC 60529. Um in der rauen Umgebung von Bahnanwendungen problemlos zu bestehen, ist der Steckverbinder gemäß EN 61373 vibrations- und schockgeprüft. Ein 240-stündiger Salznebeltest bestätigt die Korrosionsbeständigkeit des MPC entsprechend EN 60068-2-11.

Steckverbinder erfüllt Brandschutznormen

Zuverlässig, auch wenn es heiß hergeht. Der MPC erfüllt die neue Norm EN 45545-2:2013 , in der die unterschiedlichen Brandschutznormen für Schienenfahrzeuge vereinheitlicht werden. Je nach Gefährdungsstufe bestehen unterschiedliche Prüfbedingungen und Anforderungen an das Brandverhalten. Zudem erfüllt der Steckverbinder die EU Bahnnorm EN 50467. Nennwerte von 3600 V und bis zu 700 A machen den Modular Power Connector aber auch zum idealen System für industrielle Hochstrom- und Hochspannungsanwendungen sowie anspruchsvolle Anwendungen mit über 500 Steckzyklen. (mz)

Multi-Contact auf der Innotrans 2014: Halle 12/301 und Halle 10.2/201

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