Technologische Herausforderungen der Bahntechnik

Speziell in der Bahntechnik müssen die Ingenieure den speziellen Ansprüchen von Anwendungen unter extremen Umwelteinflüssen gerecht werden. Gefordert werden vielfach innovative Verbindungslösungen, die sowohl Leistungs-, Signal-, High-Speed-, und optische LWL-Technologien beinhalten. Der Trend geht zu Miniaturisierung, das heißt es müssen immer kleinere Steckverbinder entwickelt werden, die eine höhere Kontaktdichte und höhere Übertragungsraten bei gleichzeitig verbesserter Energieeffizienz gewährleisten. Die kleineren Baugrößen führen zu einer Gewichtsreduzierung und gewähren dem Anlagenentwickler mehr Platz für die Anbringung anderer elektronischer Komponenten innerhalb des Systems.

Eine der größten Herausforderungen, denen sich ein Steckverbinder-Unternehmen stellen muss, ist die Entwicklung von Produktplattformen, die nicht nur für die heutigen Bahntechniken geeignet sind, sondern auch auf zukünftige Technologien ausgerichtet sind, die sich aktuell erst in der Entwicklungsphase befinden. Neue technische Lösungen sollen den Return on Investment für den Entwicklungsaufwand beschleunigen, also innovative Produkte mit längeren Lebenszyklen und verbesserten technischen Eigenschaften. Im Folgenden werden die Strategien von Hypertac zur Umsetzung dieser Anforderungen erläutert.

Customer Relationships – Direkte Kommunikationswege

Das Engineering-Team entwickelt direkt mit der Entwicklungsabteilung des Kunden neue Ideen und Technologien, welche auch Kundenanforderungen bezüglich Profitabilität und Wirtschaftlichkeit erfüllen. Ziel ist es, die Organisation und die Strategien der Kunden zu verstehen und gemeinsam optimale Lösungsansätze zu entwickeln.

Klare Ausformulierung technischer Anforderungen

Die klare Ausformulierung der technischen Anforderungen der Kunden bezüglich aktuellen und zukünftigen Plattformen sind entscheidend, um sicherzustellen, dass alle Technologie-Synergien in das Steckverbinder-Design integriert werden. Hier startet der Hypertac-New-Product-Development-Prozess. Zuerst wird geprüft, ob Teile des breiten Standardsteckverbinder-Sortiments in das neue Design integriert werden können. Eventuell führt die Integration der Technologie eines Schwesterunternehmens zum Erfolg. Durch die langjährige Erfahrung in der Bahntechnik besteht auch die Möglichkeit, eine völlig neue, kundenspezifische Technologie zu entwickeln. Speziell Bahntechnikanwendungen stellen verschiedene I/O-Anforderungen an Signal-, Leistungs-, High-Speed-, LWL- und Hochfrequenz-Übertragungen. Diese Bauteilevielfalt wird durch die High-Mix/Low-Volume-Produktionspolitik gemeistert. Auf diese Weise ist es möglich, den speziellen Anforderungen der Kunden gerecht zu werden.

Reibkorrosion weitestgehend ausgeschlossen

Durch das spezielle Design der Hypertac Hyperboloid-Kontakttechnologie wird die Reibkorrosion weitestgehend ausgeschlossen.Hypertac

Ein häufiges Problem in der Bahntechnik ist die Reibkorrosion. Diese wird durch kleinste Bewegungen der Komponenten verursacht. Durch das spezielle Design der Hyperboloid-Kontakttechnologie wird dies weitestgehend ausgeschlossen. Hyperbolisch angeordnete Kontaktdrähte in den Buchsen legen sich linienartig am Stift an. Daraus resultiert eine garantierte 360°-Kontaktierung bei sehr niedrigen Übergangswiderständen. Äußerst geringe Steck- und Ziehkräfte, eine besonders lange Lebensdauer, hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit, hohe Strombelastbarkeit und Spannungsfestigkeit, niedriger elektrischer Kontaktwiderstand und geringer Verschleiß sind die Resultate dieser besonderen Geometrie. Gewicht, Platz und Kosten sind zentrale Aspekte bei der Gestaltung von Bahnausrüstungen. Neue Technologie-Anforderungen, wie höhere Übertragungsgeschwindigkeiten und Hochstromübertragungen, erfordern zunehmend innovative Hybridsteckverbinder, welche über zusätzliche Schutzfunktionen wie EMV/HF-Filter oder Blitzschutz verfügen.

Steckverbinder mit integriertem Überspannungsschutz

Durch die Zusammenarbeit mit PolyPhaser und Transtector, zwei Schwesterunternehmen innerhalb der Smiths-Interconnect-Gruppe, können nun Schutzvorrichtungen gegen Hochfrequenzstörsignale, die durch Blitzschlag oder elektromagnetische Impulse verursacht wurden, in die Steckverbinder integriert werden. Hohe Energieimpulse gelangen somit nicht in das Geräteinnere sondern werden bereits an der Gehäusewand abgefangen. Eine Steckverbindung kann – von Standard-EMP bis High-Altitude-EMP (HEMP) und nichtnuklearen EMP (NNEMP) – gegen hochenergetische Transienten geschützt werden.

Maßgeschneiderte Steckverbinder für das Eurobalise-System

Der wachsende Trend zur Miniaturisierung führte zur Entwicklung von Steckverbinder-Plattformen wie der Mini-Boa-Serie und dem Eurobalise-System.Hypertac

Der wachsende Trend zur Miniaturisierung führte zur Entwicklung von Steckverbinder-Plattformen wie der Mini-Boa-Serie und dem Eurobalise-System. Aufbauend auf den Rundsteckverbindern der Serie BOA wurde eine neue Mini-Plattform für das ASFA-System entwickelt. Die neue Serie der 13-poligen Rundsteckverbinder ist mit neuartigen Anti-Manipulations-Schrauben ausgerüstet, welche jede Art von externen menschlichen Eingriffen im Feldeinsatz verhindern. In sechs verschiedenen Farben ist diese Serie erhältlich. Mit verschiedenfarbigen Eloxalschichten sind die Stecker überzogen. Je nachdem, welcher Stecker in die Anschlussdose gesteckt wird, ändert das System seine Funktionalität. Deshalb sind die einzelnen Farben den unterschiedlichen Funktionen zugeordnet. Eine 21-polige Ausführung ist ebenso verfügbar. Weitere Konfigurationen mit einer noch höheren Anzahl von Kontakten sind möglich.

Rechteckige Monoblock-Steckverbinder

Die neue Generation DIN 43651 & NF F 61030 rechteckiger Monoblock-Steckverbinder.Hypertac

Hypertac stellt eine neue Generation DIN 43651 & NF F 61030 rechteckiger Monoblock-Steckverbinder vor. Diese eignen sich auf Grund neuer Monoblock-Kontaktträger speziell für Bereiche, die eine sichere, schnelle und lösbare Verbindung erfordern. Die neue HyperMod NG-Serie gibt es in drei Varianten: 64-polig mit 2 mm Leistungskontakten bis 16 Ampere, 108-polig mit 1,5 mm Signalkontakten, 7-polig mit 1,2 GHZ High-Speed-Quadraxkontakten. Die High-Speed-Steckverbinder gewährleisten eine effiziente Übertragung großer Datenmengen, wie zum Beispiel für Passagierinformations- und -unterhaltungssysteme sowie für Bordcomputer. Durch das witterungsfeste Metallgehäuse eignen sich diese Steckverbinder für Außenanwendungen an Waggonverbindungen, Fahrgestellen, Heizung, Ventilation und Klimaanlagen. Auch mit Kunststoffgehäuse der Schutzart IP50 ist diese Serie erhältlich. Die Vorteile sind eine 30-prozentige Gewichtseinsparung, sehr einfache Verkabelung und Wartung und ein Anschlussquerschnitt von nur AWG 24 bis 12.

Dichtschließende Schnellverschluss-Steckverbinder

Die Serie REP wurde für äußerst anspruchsvolle Bahnanwendungen entwickelt. REP-Steckverbinder ermöglichen eine schnelle, hoch zuverlässige und funktionelle Verbindung aller Anlagen, die eine einwandfreie Abdichtung erfordern. Die Steckverbinder sind unter anderem für folgende Anwendungen geeignet: In der Systemsteuerung für Sensoren, bei Warnsignalen, Bremsen, Türsicherungen und der Beleuchtung, in der Innenausstattung für Klimaanlagen und Sitze, als auch für Fahrgastinformationssysteme wie Displays, Video und Lautsprecher. Die Serie umfasst 2-, 6- und 12-polige Varianten. Alle Versionen sind auch kundenspezifisch verkabelt erhältlich. Die Serie bietet folgende technische Eigenschaften:

• Schnellverschlusssystem durch Arretierklammern gesteckt IP66.
• Alle eingesetzten Materialien sind konform gemäß NFF 16-101, NFF 16-102 und UL94 V0.
• Nur mit einer Kontaktgröße werden die Anschlussquerschnitte von 0,5 bis 2,5 mm² gemäß NFF 63-808 und EN 50-306 abgedeckt.
• Schockfest gemäß EN 61-373, Cat. 2. Bis zu 500 Steckzyklen sind möglich.

Bei der Entwicklung der neuen M12-Steckverbinder wurde beim Design speziell darauf geachtet, dass erstens eine einfache Montage ohne Werkzeuge gewährleistet wird und zum anderen die mechanischen Anforderungen eingehalten werden – eingepackt in ein innovatives, sehr kleines, schmales und schlankes Aussehen. Zugleich stand eine optimale Funktionalität im Mittelpunkt der Konzeption. Die umspritzten oder frei konfektionierten, geraden und 90° abgewinkelten M12-Steckverbinder sind fit für den Bahneinsatz. Vier schwimmend gelagerte, 1 mm hyperboloide Crimpkontakte sind mit Anschlussquerschnitten von 0,03 bis 1 mm² (AWG 32 bis 18) verfügbar. Dabei stellt die 360°-Schirmanbindung sicher, dass äußere elektrische Einflüsse und Störungen stets abgehalten werden. Um die Flexibilität im Anschluss sicherzustellen, wurde ein Kabelquerschnitt bis zu 10 mm dimensioniert.

Die Serie REP wurde für sehr anspruchsvolle Bahnanwendungen entwickelt. Diese Steckverbinder ermöglichen eine schnelle, hoch zuverlässige und funktionelle Verbindung aller Anlagen, die eine einwandfreie Abdichtung erfordern.Hypertac

Im gesteckten Zustand wird außerdem IP67 gewährleistet, so dass die Funktionalität für Applikationen der meisten elektrischen und elektronischen Komponenten innerhalb des Zuges, wie zum Beispiel Signalübertragung von Videoüberwachungen, GPS-Signalen und weiteren Steuerungssystemen, störungsfrei sichergestellt wird. Alle Ausführungen sind mit der zuverlässigen Hyperboloid-Kontakttechnologie ausgestattet und können als A- beziehungsweise D-kodiert ausführt werden, wobei die Betriebsspannung mit 90 V gemäß der französischen Bahnnorm NF F 61-030 ausgelegt ist und für andere Anwendungen gemäß DIN EN 61076-2-101 eine Bemessungsspannung von 250 V AC/DC möglich ist.

Sollte sich bei der Installation der 90°-gewinkelten Version herausstellen, dass ein gerader Abgang vorteilhafter ist, kann die neuartige, patentierte 90°-freikonfektionierbare Version in wenigen Handgriffen in einen geraden Kabelabgang abgeändert werden, ohne dabei die vorherigen technischen Eigenschaften zu verlieren.

Mitglied des Alstom LP150-Programms

Hypertac ist zum Mitglied des Leading Partners Programme (LP150) der Alstom-Transport-Gruppe ernannt worden. Ziel dieser Zusammenarbeit ist die Etablierung einer langfristigen Win-Win-Partnerschaft und die gemeinsame Entwicklung innovativer und kosteneffektiver Produkte. Die Mitgliedschaft ist das Resultat eines einjährigen Produktentwicklungsprogramms.

(ah)