Komponenten für Schienenfahrzeuge sind rauen Einsatzbedingungen ausgesetzt - extremer Kälte von -40 °C in Sibirien genauso wie Spitzentemperaturen von 70 °C in der Wüste. Hinzu kommen permanente Schock- und Stoßbelastungen durch die Bewegung mehrerer tausend Tonnen Trägermasse auf der Schiene. Die Zuverlässigkeit der Verbindungstechnik darf dies alles nicht beeinträchtigen – ein Ausfall kann insbesondere bei der Beförderung von Personen fatale Folgen haben. Aufgrund dieser Anforderungen darf die Verbindungstechnik aber keinesfalls größer und massiver ausgelegt werden – das Engineering von Schienenfahrzeugen ist auf eine durchgängige Verschlankung durch die Optimierung von Platz und Gewicht ausgerichtet. Durch diese Reduzierung wird Energie eingespart – und dringend benötigter Platz für weitere Komponenten geschaffen. Teilweise ist die geforderte Verschlankung aber auch durch die Bauart bedingt – wie bei der Niederflur-Technik vieler Regional- und Metro-Schienenfahrzeuge.
Um einen möglichst stufenlosen Zugang zum Zug sowie einen barrierefreien Durchgang im Zug zu ermöglichen, befinden sich große und störende elektrische Systeme außerhalb des Fahrzeuges. Die Transformatoren liegen auf dem Dach, die Umrichter-Anlagen sitzen in Unterflur-Containern unterhalb des Fahrzeuges, und die Schaltkästen für Strom, Licht und Steuerung sind unter den Sitzen der Fahrgäste untergebracht. Insbesondere hier ist der Platz für elektrische Komponenten stark begrenzt.
Redundanz erhöht Leitungsdichte
Durch gestiegene Sicherheitsauflagen sind zahlreiche Anlagenteile – etwa die Antriebstechnik – redundant. So arbeiten Umrichter für Bord- und Antriebsnetz in mehreren Teilen des Schienenfahrzeuges synchron und ermöglichen bei einem Ausfall den Weiterbetrieb. Allerdings erhöhen redundante Systeme die Leitungs- und Verbindungsdichte. Hier zeigt sich deutlich der Konflikt zwischen Sicherheit und schlanker Bauweise. Ob im Bedienpult des Führerstandes, in den Steuereinheiten der Türen oder im Schaltkasten der Klimaanlage – überall ist der vorhandene Platz für Komponenten der elektrischen Verbindungstechnik begrenzt. Übersichtliches Verdrahten wird hier immer mehr zur Herausforderung.
Für dieses Umfeld wurden die Mehrstockklemmen der Baureihe PTTBS 2,5 als Bestandteil des gängigen Reihenklemmen-Systems Clipline Complete konzipiert. Mit ihren beiden potenzialunabhängigen Ebenen bieten sie zwei autarke Klemmstellen auf einer Baubreite von nur 5,2 mm – eine Platzersparnis von immerhin 50 Prozent im Vergleich zur Standard-Durchgangsverdrahtung. Die neue Twin-Variante der Klemme ermöglicht den Anschluss von drei, die neue Quattro-Variante sogar von vier Leitungen pro Ebene. So werden Signale oder auch Ströme ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand bequem verteilt. Mit einer Nennspannung von 500 V und einem Nennstrom von 22 A eignet sich die Klemme auch gut zur Potenzialverteilung - hier kann je nach Bedarf die obere Ebene mit der unteren verbunden werden. Dazu dient eine vorgebrückte Potenzialverteilervariante – kurz PV genannt. Genauso gut kann der Standardartikel mit einer steckbaren vertikalen Potenzialbrücke nachgerüstet werden.
Anschlusstechnik erhöht Effizienz
Die Reihenklemmen-Serie ist mit der neusten Anschlusstechnik ausgestattet: die auf dem Druckfeder-Prinzip basierende Push-in-Technik. Diese Anschlusstechnik wird in der Bahnindustrie immer beliebter, denn sie vereint die Vorzüge einer wartungsfreien und rüttelfesten Zugfedertechnik mit denen einer schnelleren und einfacheren Installation. Der flexible Leiter, vorzugsweise mit Spleißschutz oder Aderendhülse vercrimpt, wird durch ein einfaches Einschieben mit nur einer Hand in die Klemmstelle geführt und dabei sicher und zuverlässig angeschlossen. Dafür sorgt eine hochlegierte Stahlfeder, die mit einer konstanten Kraft den Leiter gegen den Strombalken drückt. Das erzeugt einen besonders niederohmigen Übergang in der Klemmstelle.
Ein weiterer Vorteil dieser Anschlusstechnik ist der integrierte orangefarbene Betätigungsdrücker. Er sorgt für eine fehlerfreie Bedienung, da der Leiter nicht – wie bei der Zugfederklemme – versehentlich in den Betätigungsschacht gesteckt werden kann. Im Service-Fall oder bei der Fehlersuche kann der Leiter zudem bequem demontiert werden.
Tests für die Praxistauglichkeit
Neben den allgemeinen industriellen Prüfungen für Reihenklemmen nach der IEC 60947-7-1 haben die Push-in-Klemmen erfolgreich bahnspezifische Tests absolviert. Hier ist der Schock- und Vibrationstest nach dem Bahnstandard DIN EN 50155 ein absolutes Muss. Die Standard-Mehrstockklemmen erfüllen die Anforderungen der Kategorie 2 nach IEC 61373, die Varianten der Combi-Serie mit Steckverbinder-Anschluss erreichen Kategorie 1b. Zusätzlich wurden bei den Push-in-Klemmen des Iris-zertifizierten Herstellers Phoenix Contact erweiterte Umweltprüfungen durchgeführt. Zum Programm gehört die Prüfung der Korrosionsfestigkeit mit dem Kesternich-Test nach DIN 50018 sowie der Salzsprüh-Test nach IEC 60068-2-11.
Neben der neuen Push-in-Anschlusstechnik bietet die Mehrstockklemme PTTBS 2,5-Twin/2P auch die Möglichkeit des Anschlusses von zwei Steckverbindern der Combi-Serie. Dabei wird eine unbestückte oder bereits fertig bestückte Klemmleiste ab Werk einseitig vorkonfektioniert, geprüft und als Baugruppe für die Weiterverarbeitung freigegeben. Die Weiterverarbeitung erfolgt dann an einem anderen Ort – etwa in der Endmontage des Auslieferungsstandortes. Der Verdrahtungsaufwand reduziert sich genauso wie die Fehleranfälligkeit, und die Inbetriebnahme wird durch die Standardisierung erheblich vereinfacht.
Übersichtlich und modular
Besonders übersichtlich sind die Mehrstockklemmen der Twin- und Quattro-Baureihe durch die Pultbauweise – mit einem um 30° versetzt angeordneten Frontanschluss. Dadurch befinden sich weniger störende Leitungen im Blickfeld des Elektro-Monteurs, sein Blick auf die doppelte großflächige Beschriftung in der Klemmenmitte wird übersichtlicher und das trotz der natürlich beengten Platzverhältnisse. Als Bestandteil des Reihenklemmen-Systems Clipline-Complete ist die Serie mit diesem vollständig kompatibel. Alle Anschlusstechniken können untereinander problemlos gemischt und wahlweise ausgetauscht werden. Sämtliches Zubehör – wie Prüfadapter, Steck- und Reduzierbrücken sowie Beschriftungsmaterial – ist problemlos einsetzbar.
