Die Digitalisierung in der Transportbranche ist kein neuer Trend, aber mit den jüngsten Fortschritten bei den digitalen Technologien kommen neue Herausforderungen für Konstrukteure und Hersteller von Schienenfahrzeugen. Fahrgastinformationssysteme, Infotainment, Sensoren und Videoüberwachung sind für einen modernen und sicheren Schienenverkehr unerlässlich. Diese Elemente treiben den Bedarf an neuen Hardwaregeräten und erhöhter Datenkommunikationskapazität voran. Dies erfordert auch einen effizienten Schutz von Kunststoffrohrdurchführungen.
Die Datenübertragung über ein Ethernet-Netzwerk wird zur Norm, aber eine schnellere Datenübertragung hat ihren Preis. Neue Hardwarevorrichtungen erhöhen das Gewicht des Schienenfahrzeugs und reduzieren den für Fahrgäste verfügbaren Platz. Zusätzlich erhöhen mehr Daten- und Signalkabel das Gewicht des Fahrzeugs. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen die Hersteller Wege finden, um die Nettozunahme des Fahrzeuggewichts zu vermeiden und die gleiche Anzahl von Passagieren an Bord zu lassen. Energieverbrauch und Betriebskosten wirken sich auf das Endergebnis der Eigentümer von Schienenfahrzeugen aus und müssen vom Hersteller verwaltet werden. Ein systematischer Ansatz, der sowohl leichte Materialien als auch Systemoptimierung berücksichtigt, ist eine Möglichkeit für Hersteller, diese Herausforderungen zu mindern und auszugleichen.
Durchführungen für Kabelbündel
Ein wichtiger Schritt zur Bewältigung der Herausforderungen besteht für die Hersteller darin, Kabel und Drähte in Kabelsträngen zu bündeln und durch Leerrohre zu führen. Empfohlene Praktiken bei der Herstellung von Schienenfahrzeugen besagen, dass Kabel mit kleinen Außendurchmessern aus Sicherheits-, Zuverlässigkeits- und Wartungsgründen durch Kabelkanäle geschützt und angemessen abgestützt werden müssen. Dadurch wird die Abdichtung von Kabeldurchführungen weniger platzintensiv, da Kabel und Drähte durch weniger Öffnungen geführt werden. Einzelne Kabel und Drähte einzeln abzudichten ist einfach zu platzraubend. Zur Verwaltung von Leitungen, die durch Wände und Böden verlaufen, ist die Verwendung von Verbindern und Adaptern ein gängiger Ansatz. Fortschritte in der Steckverbindertechnologie haben ihre Größe reduziert, aber das Abschließen von Leitungen und das Hinzufügen von Steckverbindern als Mittel zur Verwaltung von Durchführungen treibt die Kosten in die Höhe und könnte eine Fehlerquelle darstellen.
Kunststoffrohre sind leichter als Metallrohre und bieten einen effizienten Kabelschutz, weshalb sie immer häufiger verwendet werden. Daher werden auch Kabel und Leitungen, die sich in der rauen Umgebung des Untergestells befinden, oft durch flexible Kunststoffrohre geführt. Beim Übergang in den Fahrgastraum oder die Fahrerkabine enden sie mit einem Endverbinder an einem Strom- oder Kommunikationsgerät.
Brandschutz in Schienenfahrzeugen
In den Vorschriften für Elektroinstallationen ist ein bestimmtes Verhältnis von "Kabel zu Raum" vorgeschrieben, das auch bei Ausnutzung der maximal zulässigen Kapazität des Rohrs noch genügend Freiraum im Rohr lässt. Ein weiteres Dilemma ergibt sich für den Hersteller, da die Leitung gegen Wasser, Staub und Feuer abgedichtet werden muss, wenn sie durch feuerfeste Wände und Böden geführt wird. Im Brandfall schmilzt ein Kunststoffrohr, das durch eine Brandschutzwand führt, und fällt ab, wobei ein Hohlraum in der Wand zurückbleibt, durch den sich Flammen ausbreiten können. Kabelkanäle dürfen nicht zu mehr als 60 % ihrer Querschnittsfläche mit Kabeln gefüllt sein, sodass selbst in einem Kanal, der bis zum zulässigen Höchstwert gefüllt ist, hinter dem Kanal ein Hohlraum bleibt. Um die Anforderungen der Norm EN 45545-3 „Brandschutz in Schienenfahrzeugen“ zu erfüllen, dürfen Flammen nicht auf die andere Seite der Wand durchschlagen, wenn die Wand beispielsweise mit E30 bewertet ist.
Abdichten von Leitungen in Brandwänden
Bei Feuer muss der offene Hohlraum blockiert werden, um eine Ausbreitung des Feuers zu verhindern. Abdichtlösungen mit intumeszierendem Material, das bei Hitze aufquillt, sind sowohl in Form von Dichtmasse, Kabel- und Rohrdurchführungen als auch Adaptersystemen auf dem Markt. Intumeszierendes Material dehnt sich bei Wärmeeinwirkung auf ein Vielfaches seines ursprünglichen Volumens aus. Das Ergebnis ist eine leichte Dämmschicht, die ein schlechter Wärmeleiter ist und sich sehr gut für den passiven Brandschutz eignet. Wenn es sich ausdehnt, dichtet die Dämmschicht alle Hohlräume um und zwischen Kabeln und Drähten ab. Sie blockiert den Hohlraum vollständig und verhindert, dass sich Flammen ausbreiten.
Roxtec-Durchführungslösungen für Kunststoffrohre, „PPS“, verfügen über Abdichtungsmodule mit integriertem intumeszierendem Material auf Basis von aufgeblähtem Graphit, das sich bis auf das 35-fache seines ursprünglichen Volumens ausdehnt. Mit einer Aktivierungstemperatur von nur +140 ⁰C wird das Eindringen von Rauch und Flammen auf ein Minimum reduziert und die Abdichtungslösung erfüllt bis zu E60 gemäß EN 45545-3. Das Abdichtungsmodul dichtet außerdem nach IP66 gegen das Eindringen von Wasser und Staub ab, ist gemäß der Schienenfahrzeugnorm IEC 61373 vibrationsgeprüft und erfüllt die Materialanforderungen von EN 45545-2 und NFPA 130. All dies macht es zu einer äußerst effektiven Lösung für alle Arten von flexiblen Kunststoffrohren für Schienenfahrzeuganwendungen. Darüber hinaus erfüllt der von Roxtec für seine Module verwendete EPDM-Gummi die höchste "Feuerwiderstandsklasse" für Kautschuk, d.h. „B, S1, d0“ gemäß EN 13501-1 mit geringer oder keiner Rauchentwicklung und ohne Bildung von brennenden Partikeln.
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