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

In modernen Zügen sind zuverlässige Bordnetzsysteme eine entscheidende Größe innerhalb des Fahrzeugdesigns. Leistungsstarke und resistente Netzwerke sorgen für Sicherheit und Fahrgastkomfort. Komplexe Subsysteme (IEC 61375-3-4) versorgen über ein Hochleistungs-Basisnetz (Backbone nach IEC 61375-2-5) den Hauptrechner mit Echtzeitinformationen und sind mittlerweile 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.

Norm DIN EN 45545

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 zudem besonders rauen mechanischen, chemischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Während zum Beispiel im klassischen Industrieumfeld oftmals ein Temperaturbereich von -30°C 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 in Zügen auftretenden starken elektrischen Felder,  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 (z.B. Profinet, Sercos, Ethercat, Powerlink) und der Sensor-/Aktor-Verkabelung auf eine durchgängige 360°-Schirmung bei all seinen Steckverbindern und Flanschen. Diese Schirmung basiert auf der selbstentwickelten und patentierten 2SSK-Technologie. Dadurch wird auch bei Vibration und hoher mechanischer Belastung eine dauerhafte Schirmung gewährleistet.

M12x1-Produktportfolio – Rail Approved

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-Spezialist Escha 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. Zudem stehen werkskonfektionierte Steckverbinder für geprüfte Qualität sowie eine hohe Flexibilität bezüglich Leitungslänge und Ausführung des Steckverbinderkopfs. Des Weiteren wiegen sie weniger als feldkonfektionierbare Steckverbinder und tragen somit zur Gewichtseinsparung bei.
• 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 (z.B. Video-überwachungsanlagen, Fahrgastinformations- oder Zugsteuerungssysteme), sondern auch für zukünftige Zusatzausstattungen (z.B. Video-on-demand, In-Seat-Entertainment oder Internetversorgung) gerüstet.
• Durch spezielle Materialien für Umspritzung und Kontaktträger sowie diverse hochwertige Meterwaren für Bahnapplikationen wird der aktuellen Brandschutznorm (DIN EN 45545 Hazardous Level 3) Rechnung getragen. Escha bietet entsprechende Dokumentationen und Zertifikate.
• Die Steckverbinder erfüllen die hohen Anforderungen nach DIN EN 50155 und halten dadurch starken Vibrationen sowie mechanischen und thermischen Anforderungen stand. Zugehörige Testdokumentationen liegen ebenfalls vor.
• Eine zuverlässige 360°-Schirmung verhindert Signalstörungen und garantiert auch unter den bahnspezifischen Umweltbedingungen eine sichere Datenübertragung.

Für jede Ebene das passende Produkt

Steckverbinder werden in Zügen an unterschiedlichen Stellen eingesetzt und erfüllen dabei verschiedene Aufgaben. Für jeden dieser Einsatzbereiche bietet Escha die passenden Produkte. Diese lassen sich grob in drei Bereiche unterteilen.
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 Escha entsprechende RJ45-Steckverbinder sowie M12x1-Rundsteckverbinder und Flansche mit X-Codierung in 8-poliger Ausführung. Für eine optimale Schnittstellenlösung sorgen zudem 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 verfügt Escha über ein umfangreiches Produktprogramm an klassischen M12x1-Steckverbindern und Flanschen 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

Um den individuellen Ansprüchen innerhalb der Bahnbranche noch besser begegnen zu können, gibt Escha für seine Rail-Approved-Produkte keine Standardleitungslängen vor. Neben zentimetergenauer Leitungslänge bietet das Unternehmen Kitting, Labelling und viele weitere Services, die den Einbau erleichtern. Zudem finden Kunden passende Zubehörartikel, die exakt auf die Steckverbinder abgestimmt sind.
Zudem bietet Escha auch Sonderlösungen wie M12x1-Steckverbinder mit Gewindekontur an. Diese Gewindekontur ermöglicht das Montieren eines Schutzschlauchs über geschirmte oder ungeschirmte Leitungen und eignet sich insbesondere für Steckverbinder, die im Zugaußenbereich eingesetzt werden und daher starken Verschmutzungen oder mechanischen Einflüssen ausgesetzt sind. Dabei wird eine Verbindung zwischen Steckverbinder und Schutzschlauch hergestellt, die die Dichtigkeitsanforderungen nach IP67 erfüllt. Somit kann der Schutzschlauch mittels geeigneter Schlauchdurchführungen in den Fahrzeuginnenraum oder direkt an den Schaltschrank geführt werden und das Kabel wird durchgehend geschützt.