02.01.21 – Schutzlösungen für Elektronik in Zügen
Kein Feuer durch Kurzschluss
Moderne Züge stecken voller Kommunikationstechnik. Das weit verzweigte Netz aus Kabeln verläuft versteckt in Wänden, Böden und Decken, teils auf engstem Raum. Dabei passieren die Leitungen scharfe Kanten, die bei unzureichendem Schutz Risse verursachen und zu einem Kurzschluss führen können – mit fatalen Folgen.
Daher braucht es ein strapazierfähiges Material, welches die Kabel ausreichend schützt, ohne durch Abrieb, Vibrationen oder extreme Temperaturschwankungen in Mitleidenschaft gezogen zu werden. Device Technologies (DTi) hat daher einen speziell auf den Einsatz in Zügen abgestimmten Kantenschutz entwickelt, der besonders beständig ist und sich zudem durch einfaches Aufstecken ohne den Einsatz von Klebstoffen anbringen lässt. Auf diese Weise kann die Produktivität gesteigert werden, da weniger Arbeitsschritte erforderlich sind und zusätzliche Kosten etwa für Klebstoffe entfallen, was die Installationskosten um bis zu 49 % senkt. Das stahlverstärkte SL-FST ist zudem hitze- und flammenresistent. Dadurch erfüllt die Variante die hohen Anforderungen der europäischen Schienenindustrie, darunter die EN45545 oder FSt / UV Exposition. Das Material kam zunächst in der Luftfahrt zum Einsatz und hat sich in Umgebungen mit hohem Vibrationsaufkommen bewährt, damit ist es auch für den Einsatz in Hochgeschwindigkeitszügen bestens geeignet.
Führerstand, Fahrgastmonitore, Zug-Land-Kommunikationsschnittstellen oder die automatische Türsteuerung: Dies sind nur einige Beispiele von On-Board-Systemen in Zügen, die miteinander kommunizieren müssen, um einen reibungslosen Zugbetrieb zu gewährleisten. Moderne Züge werden dadurch immer mehr zu rollenden Hochleistungscomputern, deren wichtigste Lebensadern – die Verbindungskabel zwischen den einzelnen elektronischen Einbauten und Signalgeräten – teils scharfe Kanten und enge Übergänge passieren müssen. „Werden die Leitungen dabei beschädigt, etwa durch kontinuierlichen Abrieb, kann es zu Kurzschlüssen kommen, die schlimmstenfalls ein kritisches System wie die Bremsen lahmlegen oder ein Feuer verursachen“, erklärt Meike Kurzak, Managing Partner der DTI GmbH. „Aber auch Datenverluste oder eine fehlerhafte Signalkontrolle können als Folge von Abriebschäden auftreten.“ Hinzu kommt, dass diese Kabel auf engstem Raum mit sehr wenig Spiel gelegt werden und zudem teils hohen Vibrationen oder Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Daher werden die zu passierenden Kanten mit einem speziellen Kantenschutz ausgestattet, der bisher aufwendig unter Einsatz von Klebstoffen angebracht werden musste. Insbesondere im Falle eines Brandes sorgen die nylonbasierten Abdichtungen in Verbindung mit den Klebstoffen für eine erhöhte toxische Belastung und Rauchentwicklung. Aus diesem Grund hat die DTI ihre führende Schutzlösung Spring-Fast durch Optimierung auf die Bedürfnisse des Schienenverkehrs angepasst. Der Kantenschutz SL-FST besteht aus einem besonders strapazierfähigen, nicht brennbaren und stahlverstärkten Spezialthermoplast, sodass er bei Feuer nicht weiter brennt und keinen zusätzlichen toxischen Rauch entwickelt. Im Vergleich zu herkömmlichem Kunststoff-Kantenschutz kann dieses Material zudem nicht austrocknen oder porös werden, selbst wenn es stark wechselnden und Temperaturen ausgesetzt ist.
Nicht entflammbares Material minimiert Gefahrenpotential
„Das SL-FST besteht aus einem Edelstahlkern, der vollständig in einer halogenfreien und wenig toxischen thermoplastischen Verbindung eingekapselt ist“, erklärt Kurzak. „Dieses spezielle Material ist flammhemmend und besonders korrosionsarm. Aufgrund seiner Eigenschaften trocknet der normalerweise in der Bahnindustrie verwendete Kunststoffkantenschutz eher aus und wird spröde, wenn er über längere Zeit Hitze oder Kälte ausgesetzt ist. Er kann unter ausreichendem Druck, Stress oder Vibration brechen". Die spezielle Zusammensetzung von SL-FST hingegen macht ihn sehr widerstandsfähig gegen diese extremen Temperaturschwankungen. Dadurch kann der Kantenschutz sowohl innen als auch außen am Zug angebracht werden. Auch die auf Hochgeschwindigkeitsstrecken auftretenden hohen Vibrationen können durch die besondere Konstruktion aus sicher anliegendem Stahlkern und beständigem Kunststoff abgefedert werden. SL -FST ist mit einem Stahlkern mit Greifzähnen konstruiert, die in einem Winkel in die Kante hineinragen und ohne Klebstoff Kantenretention erzeugen. Die Ingenieure von DTI haben bei der Entwicklung des SL-FST ihre Erfahrungen aus der Luftfahrt einfließen lassen, da das Material unter extremen Geschwindigkeiten, G-Kräften und Vibrationen in Flugzeugen arbeiten muss. „Da auch in Europa immer mehr Hochgeschwindigkeitstrassen für Züge gelegt werden, war diese Synergie ein logischer Schritt bei der Entwicklung“, berichtet Kurzak.
Insbesondere die Performance des Materials bei Kontakt mit Feuer stellte einen wesentlichen Faktor für die Anpassung auf den europäischen Eisenbahnsektor dar: „Da viele Streckenabschnitte durch Tunnel führen, sind die Brandschutzanforderungen in Europa besonders hoch“, erläutert Kurzak. „Wir haben daher den Kunststoff so optimiert, dass er in Bezug auf Entflammbarkeit und Toxizität die Rauch- und Feuerentwicklung nicht noch zusätzlich verstärkt, wie es beispielsweise ein Kunststoff tun würde, der bedenkliche Zusätze beinhaltet oder mit Klebstoffen angebracht wird.“ In der Praxis bedeutet dies, dass der SL-FST bei einem Brand die Verbrennung nicht unterstützt, kaum brennt und nur eine sehr kleine, unbedeutende Rauchmenge erzeugt. Dadurch erfüllt das Material die strengen Auflagen der DIN EN 45545-2 und ist qualifiziert für die Gefährdungsstufen 2 und 3, welche die höchsten werkstofftechnischen Anforderungen im Rahmen der DIN stellen.
Einfache Montage ohne Klebstoffe steigert Produktivität und schützt Arbeiter
Das SL-FST lässt sich mit wenigen Fingerbewegungen komplett ohne Klebstoffe installieren. Dadurch minimiert sich die Produktions- bzw. Rüstzeit von mehreren Minuten auf wenige Sekunden. In der Folge kann die Produktivität enorm gesteigert werden, da in einem Bruchteil der sonst üblichen Zeit dieselbe Menge an Teilen verbaut werden kann. Dies führt sogar zu einer Gesamtkostenreduktion von bis zu 49 % im Vergleich zu kleberbasierter Plastikvarianten, da weniger Arbeitszeit und Kosten für die sonst üblichen, zusätzlichen Schritte und Materialien benötigt werden. Dafür muss der Kantenschutz einfach entlang der Form der Kante aufgesteckt und festgedrückt werden. Die SL-FST-Schlösser verriegeln automatisch und bieten einen starken Kantenschutz. Trotzdem lässt sich der Schutz leicht wieder entfernen. Da keine Klebstoffe verwendet werden, sind die Arbeiter nicht mehr toxischen Chemikalien (VOCs) und Gerüchen ausgesetzt und müssen beim Anbringen des Kantenschutzes keine Handschuhe oder Masken tragen. "Klebstoffe und andere Lösungsmittel müssen speziell gelagert und entsorgt werden und sind dort durch Warnhinweise zu kennzeichnen. Da das SL-FST komplett ohne diese installiert wird, ist die Arbeit mit dem Produkt viel angenehmer und gleichzeitig wird es zu einer sehr grünen Alternative im Vergleich zu dem, was jetzt verwendet wird", schließt Kurzak.
DTI Device Technologies GmbH
Poststraße 33, 20354 Hamburg
Ansprechpartnerin ist Meike Kurzak
Tel.: +49 40 35085-128
m.kurzak@dti-devicetech.eu
www.dti-devicetech.eu
Zum Unternehmen
Die DTI Device Technologies GmbH wurde in Hamburg 2018 als europäische Tochter der Device Technologies Inc. gegründet. Die Unternehmen sind spezialisiert darauf, leistungsstarke Kabelschutzlösungen für kritische Elektroniksysteme zu entwickeln. Das Portfolio beinhaltet 11 verschiedene Serien erstklassiger Kabelschutzlösungen wie die SL-FST sowie robuste Dichtungen und Kantenschutz für Türen, Fenster, Maschinen oder Fahrzeuge. Die Produkte werden in den meisten Fertigungssektoren, einschließlich Luftfahrt, Eisenbahn, Automobil, Telekommunikation, Medizin und Energie, umfassend eingesetzt. F&E und Engineering arbeiten regelmäßig mit Kunden zusammen, um maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Bedürfnisse zu schaffen.