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Höchstgeschwindigkeit mit HighPower

Im Hochgeschwindigkeitszug Velaro® D von Siemens erfolgt eine Energieübertragungslösung mit dem RockStar®-HighPower-Steckverbinder. Dieser punktet durch modularen Aufbau, sicher vercrimpte Leitungen sowie die Steckbarkeit des Systems.

 

Hochgeschwindigkeitszüge des Typs Velaro® sind bereits in Spanien, China und Russland im Einsatz. In Deutschland wird bald der Velaro® D Fahrt aufnehmen – und das nicht zu langsam. Er ist für eine Seriengeschwindigkeit von 320 km/h vorgesehen. Mit einer Geschwindigkeit von 403 km/h, die der Zug bereits ohne Modifikationen gefahren ist, handelt es sich beim Velaro® um einen Weltrekordhalter: Er ist der schnellste Serientriebzug der Welt.

Geschwindigkeiten dieser Art können erreicht werden, da Züge wie der Velaro® heute nicht mehr über Motoren in der Lok, sondern über angetriebene Achsen beschleunigt werden. Hierzu ist mehr als eine Lok notwendig, denn die elektronischen Systeme und Subsysteme sind einbauorientiert über den gesamten Zug verteilt. Für eine zuverlässige Übertragung der Systeme sind vielfältige und weitverzweigte Kabelverbindungen erforderlich. Eine dieser Verbindungen wird durch die RockStar® HighPower-Steckverbinder von Weidmüller realisiert, die speziell für Hochstromanwendungen im Bereich der Motorleistungsverkabelung, der Wirbelstrombremse und des Wagenübergangs entwickelt wurden. Durch die Steckbarkeit des Systems erfolgt im Wartungsfall ein schneller und problemloser Austausch der Komponenten.

Innovative Produktentwicklung zur steckbaren Energieübertragung

Das RockStar® HighPower-System von Weidmüller stellt mit seinen aufeinander abgestimmten Komponenten eine innovative Produktentwicklung zur steckbaren Energieübertragung in der Verkehrstechnik dar. Es besteht aus einteiligen Crimpkontakten, Isolierhülsen, Einsatzhalterahmen sowie einem mehrteilig aufgebauten Aluminiumdruckgussgehäuse.

„Die von uns verwendete wartungsfreie Crimpanschlusstechnik bietet den Vorteil, dass mithilfe eines handelsüblichen Werkzeugs eine dauerhafte Verbindung hergestellt wird“, erklärt Jürgen Beymann, Produktmanager bei Weidmüller. „Auch bei starken Vibrationen hält die Verbindung sicher stand und löst sich nicht einmal ansatzweise.“ Einen zuverlässigen Schutz bietet die Isolierhülse, die aus dem hochwertigen Isolierstoff PA 66 besteht. Dieses Material ist UL-gelistet und bahnqualifiziert.

Dauerhaft sichere Verbindung

Um einen störungsfreien Betrieb zu sichern, legen Bahnsystemhersteller wie Siemens großen Wert auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der technischen Geräte. Bei bisherigen Steckverbinderlösungen stellten die EMV-Kabelverschraubungen jedoch einen sehr hohen Kostenfaktor dar. „Für unseren HighPower-Steckverbinder haben wir eine clevere Alternativlösung entwickelt“, so Beymann. „Wir verwenden für den

Stecker Standardverschraubungen und gewährleisten die elektromagnetische Verträglichkeit durch eine innenliegende Schirmanbindung. Am verzinnten Schirmblech wird das Kabelschirmgeflecht über Edelstahlkabelbinder angeschlossen. So ist eine dauerhaft sichere Verbindung gewährleistet.“

Verdrahtungsfortschritte bis zuletzt einsehbar

Durch seine Modularität kann der HighPower- Steckverbinder so zusammengebaut werden, wie der jeweilige Anwender ihn benötigt. Eine Besonderheit beim Aufbau des Weidmüller-Steckers ist, dass die Verdrahtungsfortschritte bis zum letzten Moment einsehbar sind: Die Einsätze werden über einen Halterahmen mit einer Montageplatte verbunden, die erst am Ende mit dem Gehäusekörper verschraubt wird.

 Das modulare Hochstromsteckverbindersystem RockStar® HighPower wurde speziell für anspruchsvolle Anwendungen in der Verkehrstechnik entwickelt

Das modulare Hochstromsteckverbindersystem RockStar® HighPower wurde speziell für anspruchsvolle Anwendungen in der Verkehrstechnik entwickelt

Das speziell für RockStar® HighPower entwickelte mehrteilige Aluminiumdruckgussgehäuse ist mit Schutzklasse IP 68/69K höchst schlagfest und korrosionsresistent. Falls bei sehr hohen Geschwindigkeiten des Verlaro® D dennoch eine Beschädigung durch Steinschlag erfolgt, muss durch den modularen Aufbau nicht der gesamte Steckverbinder, sondern lediglich das Gehäuse ausgetauscht werden.

Bei seiner hohen Stabilität besitzt das Gehäuse gleichzeitig feine Konturen und ist dünnwandiger als vergleichbare Kokillengussgehäuse. Der kompakte Aufbau und das geringe Gewicht der HighPower-Steckverbinder ermöglichen eine optimale Raumausnutzung bei minimaler Belastung der Fahrzeuge.

Praxisorientiert bis ins kleinste Detail

Die Befestigungswinkel aus Edelstahl, die an das Gehäuse geschraubt werden, sind keine Standardware, sondern wurden individuell an die Anforderungen von Siemens angepasst. „Für den Einsatz im Verlaro® D haben wir eine besondere Variante der Befestigungswinkel entwickelt, die auch bei der Überkopfmontage eine problemlose Handhabung ermöglicht“, erklärt Jürgen Beymann von Weidmüller. „Spezielle Führungsausschnitte im Befestigungswinkel erlauben ein einfaches Zusammenführen der Einsätze.“

All diese Eigenschaften zusammen machen den HighPower-Steckverbinder von Weidmüller zu einem Produkt, dessen Entwicklung bis ins kleinste Detail an der Praxis orientiert ist. Für den Endanwender bedeutet der Einsatz des Steckverbinders eine erhebliche Produktivitätssteigerung bei der Installation und Wartung der Siemens-Systeme. So ausgestattet kann der Velaro® D mit „HighPower“ zu Höchstform auflaufen.

 Anwendungsspezifische Anschlusslösung für eine durchgängige Stromversorgung im Velaro® D

Anwendungsspezifische Anschlusslösung für eine durchgängige Stromversorgung im Velaro® D

Verbindungslösung auf kleinstem Raum

Für die durchgängige Stromversorgung in allen acht Waggons des Velaro® D benötigte Siemens Mobility zudem eine effiziente und vor allem kompakte Lösung zum sicheren Anschluss der Mittelspannungsleitungen bis 4 kV. Um diese Verbindungen auf kleinstem Raum zu realisieren, hat Weidmüller seine kompakte Zweibolzenklemme WFF 185 für die Übertragung von 4 kV qualifiziert.

Nach einer Idee von Key Account Manager Hans-Jürgen Kern haben die Weidmüller-Entwickler einen Aufbau mit speziellen Trennwänden zwischen den Bolzenklemmen konzipiert. Um die Übertragung von 4 kV zu gewährleisten, mussten die Klemmen zudem auf einer Isolierplatte befestigt werden.

Die speziell bearbeitete Platte, auf der die WFF-Bolzenklemmen befestigt sind, muss zwei Funktionen erfüllen: Zum einen sind die Befestigungen der Klemmen und des Montagewinkels so getrennt, dass eine sichere Isolation der Klemmen vom Montagewinkel gegeben ist. Zum anderen muss die Platte mechanischen Belastungen standhalten und eine rüttelsichere Verbindung zwischen Bolzenklemmen und Montagewinkel gewährleisten. Die Leisten werden in einen engen Montageraum platziert, der sich jeweils an den Enden jedes Waggons auf beiden Seiten befindet. Der Montagewinkel trägt maßgeblich zu einer einfachen und schnellen Befestigung der Verbindungslösung bei.

Clevere Variantenreduzierung

Mit einer Breite von 3,5 cm ist die WFF 185 wesentlich schmaler als herkömmliche Bolzenklemmen für die 4-kV-Übertragung. Doch nicht nur die Kompaktheit der Lösung hat Siemens Mobility überzeugt. Der Bahnhersteller konnte zudem die Variantenzahl der Bolzenklemmen und Kabelschuhe, die er für den Anschluss der Mittelstromleitungen benötigt, reduzieren. Von der 110 V- bis zur 4-kV-Leitung werden die WFF-185-Leisten von Weidmüller als Anschlusslösung eingesetzt.

 
 

Veröffentlicht im Mai 2010
Foto: Siemens