Push-in-Direktstecktechnik Schienenverkehr sicher und zuverlässig überwachen

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Olaf Isendahl / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Voestalpine Signaling Siershahn sorgt für Betriebssicherheit im Bahnverkehr. Bei seinen Sicherheitssystemen in den Gleisanlagen setzt das Unternehmen auf Push-in-Direktstecktechnik von Phoenix Contact.

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Die Diagnosesysteme von Voestalpine sorgen dafür, dass der Schienenverkehr sicher und störungsfrei rollt. Die Push-in-Direktstecktechnik bei elektrischen Anschlüssen spart bei Entwicklung und Betrieb der Anlagen Zeit und Geld.
Die Diagnosesysteme von Voestalpine sorgen dafür, dass der Schienenverkehr sicher und störungsfrei rollt. Die Push-in-Direktstecktechnik bei elektrischen Anschlüssen spart bei Entwicklung und Betrieb der Anlagen Zeit und Geld.
(Bild: Voestalpine)

Zug entgleist – das ist eine Schlagzeile, die niemand lesen möchte. Denn eine Entgleisung kann gefährliche Folgen für beförderte Personen und die gesamte Bahntechnik haben. Damit es nicht soweit kommt, gibt es Sicherheitssysteme in den Gleisanlagen, die Zugachsen überwachen, herabhängende oder aus dem Zugprofil herausragende Teile detektieren, Räder sensorisch kontrollieren und Waggons per RFID lokalisieren. Für derartige Aufgaben bietet die Voestalpine Signaling Siershahn GmbH, ein Tochterunternehmen der österreichischen Voestalpine AG, Lösungen an. Zudem ergänzt das Unternehmen die Diagnose- und Überwachungssysteme mit herstellereigener Software, um gesammelte Daten aufbereiten und darstellen zu können.

Daten elektronisch erfassen und analysieren

„Unsere Systeme werden alle an der Schiene installiert – nichts sitzt im Fahrzeug selbst“, erläutert Rudolf Mühlenbein aus der Abteilung Forschung und Entwicklung bei Voestalpine in Siershahn. „Die berührungslose Erfassung von mechanischen und physikalischen Daten an den Gestellen der Bahnfahrzeuge sowie das Ziehen der richtigen Schlüsse aus den Ergebnissen setzt hohes technisches Know-how voraus.“

Von den Sensoren geht es per Kupferleitung, LWL oder Funk zum Schalthaus, in dem sich die Schaltschränke der Auswerteeinheiten befinden. Hier werden die erfassten Daten elektronisch aufbereitet und für Diagnose- und Wartungszwecke in die Leitebene geführt. Je nach Systemlevel, zum Beispiel bei Gefahrenmeldeanlagen, müssen die Voestalpine-Produkte vor der Installation vom Eisenbahn-Bundesamt (EBA) zugelassen werden. „Daher haben wir ein großes Interesse an zuverlässigen Kontakten in unserer gesamten Elektronik und in der elektrischen Installation“, sagt Mühlenbein.

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Fehlerfreie Verdrahtung

Aufgrund der strengen Auflagen seitens der Bahnbehörden entwickelt Voestalpine alle Sensoren und Auswerteeinheiten sowie Firm- und Software in Eigenregie. Entsprechend hoch ist der Aufwand in der Entwicklung und bei Tests. „Damit wir bei den zahlreichen elektrischen Beschaltungs- und Entschaltungsvorgängen, die bei Tests und Simulationen durchgeführt werden, keine Zeit verlieren, haben wir uns für die Push-in-Direktstecktechnik von Phoenix Contact entschieden“, erläutert Mühlenbein. „Mit dieser Anschlusstechnik sparen wir Zeit und realisieren mehr Testzyklen.“

Für alle elektrischen Aufbauten bis hin zur betriebsfertigen Anlage nutzt Voestalpine vorkonfektionierte Leiter mit Aderendhülse. So vorbehandelte Leiter können in den Push-in-Anschlüssen von Phoenix Contact aufgrund der geringen Einsteckkräfte vom Nennquerschnitt bis hinunter zu einem Querschnitt von 0,34 mm² einfach und werkzeuglos verdrahtet werden. „Da wir überwiegend mit kleineren Querschnitten arbeiten, ist mit Hilfe der Push-in-Anschlusstechnik sowohl die Installation bei uns und am Endbestimmungsort, als auch im späteren Verlauf die Wartung und Instandhaltung einfacher und dabei störungsfrei umsetzbar“, sagt Mühlenbein. „Vor allem auch deshalb, weil unsere Anlagen weltweit ausgeliefert und in Betrieb genommen werden. Damit sind wir unabhängiger von der Qualifikation und Sorgfalt des Personals vor Ort.“

Kontakt schnell und einfach öffnen

Als besonders hilfreich an den Klemmen erweisen sich die orangefarbenen Drückerelemente. Dort lässt sich der Kontakt mit jedem spitzen oder Schraubendreher-ähnlichen Werkzeug öffnen. Die im Anschlusselement integrierte Feder, die maßgeblich verantwortlich für die Kontaktqualität ist, kann also durch die Verwendung eines ungeeigneten Werkzeugs keinen Schaden nehmen. Aufgrund der markanten Signalfarbe lassen sich die Klemmstellen eindeutig identifizieren. Eine Verwechslung mit anderen Anschlusstechniken und das versehentliche Kontaktieren potentialführender Teile während der Betätigung ist ausgeschlossen. Auch ohne Vorbehandlung lassen sich Leiter an die Push-in-Klemmen anschließen. Dazu wird das Drückerelement betätigt und der Leiter ohne Aderendhülse kontaktiert.

Wenn die Schienenfahrzeuge Sensoren und Schalthäuser passieren, entstehen hohe Vibrationen. Dennoch muss jede Anlage jederzeit zuverlässig arbeiten. Phoenix Contact unterzieht daher alle Reihenklemmen einer Vibrationsprüfung nach Schärfegrad DIN EN 50155 (Deutsche Bahnnorm). Bei diesen Tests, die mit Frequenzen bis zu 150 Hz durchgeführt werden, darf keine Kontaktunterbrechung auftreten, die größer als eine Mikrosekunde ist.

Stecken spart Zeit und Kosten

Für die Anbindung der selbst entwickelten Elektronikbaugruppen an die Innenverdrahtung werden Leiterplatten-Steckverbinder aus dem Produktprogramm Combicon verwendet. Dabei ist die Grundleiste auf der Leiterplatte fest verlötet, und für die Leiteranschlüsse kommt ein Stecker mit Push-in-Federkraftanschluss zum Einsatz.

Auch für die Anbindung des Schaltschranks an die Außenwelt setzt Voestalpine Steckverbinder ein: und zwar platzsparende Doppelstock-Reihenklemmen aus dem Combi-Programm von Phoenix Contact. Die Innenverdrahtung findet in der gewohnten Weise an den festen Push-in-Anschlusspunkten der Klemmen statt. Die Sensoren und die nach außen führenden Leitungen werden dann später an den steckbaren Elementen angeschlossen. „Durch die Steckbarkeit können wir die bei uns getesteten Anlagen schnell zerlegen und am Bestimmungsort wieder zusammensetzen. Auch das spart Zeit und Kosten“, schließt Mühlenbein. (sh)

* Olaf Isendahl ist im Vertriebsmarketing Elektromechanik bei der Phoenix Contact Deutschland GmbH in Blomberg tätig.

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