Geschirmte M12-Steckverbinder und -Kodierung für Sub-D

Mit der Aufnahme des European Deployment Plan (EDP) in die Richtlinie 01/16/EG zur Interoperabilität des konventionellen europäischen Eisenbahnsystems (TSI) am 01.09.2009 wird eine europaweite Ausrüstung mit ERTMS (European Rail Traffic Management System) auf wichtigen EU-Korridoren sichergestellt und durch die vereinbarte Terminierung für alle Parteien planbar gemacht. So hat sich beispielsweise die Bundesrepublik Deutschland zur Ausrüstung großer Anteile der TEN-Korridore (Transeuropäische Netze) bis zum Jahr 2015 respektive 2020 verpflichtet.

Aufgrund dieser geschaffenen Rahmenbedingungen und konkreten Terminierung hat sich im Lauf der letzten Jahre eine starke Dynamik bei der Entwicklung und Implementierung von ERTMS-Systemen ergeben. Für die Hersteller von GSM-Terminals, Steuergeräten und der zugehörigen Verkabelung hat sich eine besondere Herausforderung hinsichtlich der Gestaltung von Schnittstellen ergeben: Einerseits müssen international frei verfügbare, möglichst einfache Schnittstellenstandards Einsatz finden, andererseits muss die störungsfreie und sichere Übertragung hochsensibler Datenströme gegeben sein.

Die MSR12- (rechts unten) und die MRR12-Familien (links oben) liefern Robustheit und Abschirmung vor Störstrahlungen für M12-Industrial-Ethernet-Verbindungen.Inotec

Im Bereich der störstrahlsicheren Verbindungssysteme konzentriert sich Inotec auf die Schnittstellenformate M12 (D- und A-kodiert) und Sub-D. Mit den Serien MSR12 und MRR12 entstand das laut Inotec erste M12-Steckverbindungssystem mit Vollmetallgehäuse, welches den Einsatz der im Haus entwickelten Crimpflanschtechnik ermöglicht. Im Bereich der Sub-D-Steckverbinder hat das Unternehmen sein Kodiersystem weiter ausgebaut und liefert sowohl komplett bestückte Bus-Gehäuse als auch Kodierelemente für die individuelle Konfektionierung der gängigen Inotec-Schraubgehäuse.

EMV und Robustheit für M12-Steckverbindungen

Die Steckverbinder von Inotec sind gut gerüstet. Sie positionieren sich durch:

• vollständge EMI und RFI-Abschirmung durch Vollmetallgehäuse,
• minimale Übergangswiderstände durch Inotec-Crimpflansch mit 360-Grad-Kontaktierung,
• Crimptechnik für maximale Zugentlastung und Torsionsfestigkeit ohne Druck auf Kabeladern,
• eine kompakte, platzsparende Bauweise in gerader oder 90 Grad gewinkelter Ausführung,
• sie sind robust und vibrationsbeständig
• sowie frei konfektionierbar für eine einfache und zuverlässig reproduzierbare Werkstatt- und Feldmontage.

Die Komponenten sind für einen erweiterten Temperaturbereich von -55 bis +150 °C ausgelegt und erfüllen so auch die Feuer- und Rauchschutzanforderungen der Bahnindustrie. Vergoldete Spezialkontakte gewähren minimale Übergangswiderstände bei Steckhäufigkeiten von mehr als 500 Zyklen. Um eine gute Verbindung zu den Kabeladern zu erhalten, sind die Kontakte auf Vier- oder Acht-Kerb-Crimpungen ausgelegt.

Das freikonfektionierbare System setzt Inotecs Crimpflanschtechnik ein, welche eine 360-Grad-Kontaktierung des Kabelschirms unterhalb des Kabelmantels herstellt und Zugentlastung des Kabels ermöglicht, ohne Druck auf die Kabeladern auszuüben. Die Komponenten stimmt der Hersteller auf das jeweils eingesetzte Kabel ab.

Darüber hinaus sind die mechanische Robustheit, insbesondere die Zugentlastung der daten-/signalführenden Kabeladern unter Zug oder Biegung sowie eine vibrationsbeständige Verbindung entscheidend. Gebräuchliche Ethernet-Steckverbinder wie der RJ45 können diese Anforderungen nicht erfüllen.

Kodiersystem für Sub-D-Steckverbinder

Hochsensible Steuer- und Kommunikationsgeräte benötigen einen wirksamen Schutz vor missbräuchlicher oder versehentlicher Fehlkontaktierung. Optische Hinweise und Farbmarkierungen allein genügen nicht. Bereits ein minimaler Kontakt für den Bruchteil einer Sekunde kann beispielsweise zu einem Spannungsüberschlag und damit zu einer Schädigung des Endgeräts führen. Nicht nur die damit unmittelbar verbundenen Reparaturkosten durch beschädigte Bauelemente oder Geräte sondern insbesondere die Folgerisiken sind erheblich.

Sub-D-Steckverbinder haben sich insbesondere für Bus-Systeme wie Profibus, CAN, Industrial Ethernet als universell kompatible, einfach zu verarbeitende und flexible Standardschnittstelle etabliert. In sicherheitsrelevanten Geräten bringt die Universalität aber ein hohes Verwechslungsrisiko mit sich. So verbaut man kodierte Sub-D Steckverbinder schon seit Jahren etwa in Rauchmeldezentralen. In ERTMS- und ETCS-Systemen sind insbesondere Steuergeräte für die Führerstandssignalisierung (FSS) ein kritisches Element im Hinblick auf die Zugsicherheit.

Der Sub-D-Bus-Steckverbinder passt durch die Anordnung seiner Kodierstifte nur an eine Stelle in die Frontplatte.Inotec

Dafür hat Inotec ein integriertes Kodiersystem für Sub-D-Steckverbinder mit Schraubverriegelungen entwickelt, welches Fehlkontaktierungen nicht nur zuverlässig vermeidet sondern dessen durchgängige, vollmetallische Kontaktierung eine Verbesserung der Störstrahlsicherheit mit sich bringt.

Die Kodierung soll das Verbinden nicht zusammengehöriger Steckverbinder verhindern und zuverlässig eine Berührung zwischen einzelnen Kontakten beim Versuch des Einsteckens vermeiden. Dies wird durch eine Belegung der Kodierelemente auf beiden Seiten des Steckers gesichert. Nachdem alle Komponenten des Systems vollmetallisch ausgeführt sind, entsteht keine Einschränkung bei der Schirmungsqualität; Übertragungssicherheit des Systems ist gegeben.

Durch den einfachen Aufbau und einen eindeutigen, leicht zu lesenden Kodierungsschlüssel ist das System schnell und einfach zu montieren und damit auch für eine Feldkonfektionierung und Kodierung am Einbauort geeignet.

Grundsätzlich lassen sich alle Sub-D Schnittstellen mit Schraubverriegelung durch das Inotec-System kodieren. In Abhängigkeit von der jeweiligen Einbausituation (Kupplung, Frontmontage, Hinterwandmontage) muss jedoch eine abgestimmte Auswahl der Komponenten erfolgen, um die Stecksicherheit zu sichern.

(rao)