Bahntechnik für widrigste Bedingungen

Wenn die Eisenbahnkräne und Schlackentransporter in Leipzig die Werkhalle des Herstellers Kirow verlassen, müssen sie sich häufig über 20 Jahre und mehr in höchst widrigen Umgebungen bewähren. Außentemperaturen zwischen -20 und +40 °C , heiße Schlacken mit bis zu 1.200 °C, starke Erschütterungen und erhöhte elektrische Spannungen gehören zu den Anforderungen an Technik und Elektronik. In diesem Umfeld mussten sich auch die Federklemmtechnik und die I/O-Steuerungen von WAGO bewähren.
Der Multitasker von Kirow, dem Weltmarktführer für Eisenbahnkräne, steht in den Depots vieler Eisenbahngesellschaften. Er wird immer dann eingesetzt, wenn es darum geht, Havarien auf dem Schienennetz schnell und zuverlässig zu beseitigen und Lasten bis zu 200 t zu bewegen. Eine spezielle Ergänzung für den Multitasker, der Tracklayer, wird zum Verlegen von Gleisteilen oder zum Austausch von Weichen eingesetzt, die durch den starken Verschleiß vor allem durch Hochgeschwindigkeitszüge regelmäßig erneuert werden müssen. Früher wurden die Einzelteile der Weiche zum Einsatzort transportiert, hier zusammengesetzt und die Schienen montiert. Inzwischen werden die bis zu 18 t schweren Weichensegmente vom Hersteller komplett vormontiert und erst dann zum Austauschort gebracht. Da die bis zu 4,4 m breiten Weichen für den normalen Schienentransport zu sperrig sind, werden sie auf speziellen Weichentransportwagen von Kirow um 60 Grad geneigt, sicher befestigt und oftmals über große Entfernungen zum Einsatzort befördert.

Die Eisenbahnkräne und Schlackentransporter von Kirow werden durch eine ausgefeilte Steuerungstechnik betrieben. Eine Vielzahl an Sensoren überwacht den aktuellen Betriebszustand und zahlreiche Aktoren sorgen für eine zuverlässige Steuerung. Die Signale werden über ein I/O-System geführt. So wird beispielsweise die Position der zusätzlichen stabilisierenden Abstützungen eines Krans durch induktive Sensoren kontrolliert. Sind die Abstützungen im erforderlichen Abstand gesetzt, wird über eine Digitalausgangsklemme des Systems eine Kontrollleuchte aktiviert. Weitere Sensoren überprüfen, ob der Neigungsausgleich während des Transports korrekt verriegelt und beim Betrieb entriegelt ist.

„Das von uns gesuchte I/O-System musste für das raue Umfeld der Bahn erprobt und eingeführt sein. Im Vergleich mit anderen Herstellern hat uns darüber hinaus die zuverlässige Federklemmtechnik und die solide CANopen-Technik von WAGO überzeugt“, berichtet Arnfried Wagner, verantwortlich für die Steuerungstechnik bei Kirow. Kirow setzt das WAGO-I/O-SYSTEM 750 ein. Der Hersteller aus Minden konnte die Robustheit seiner Technik für die besonderen Anforderungen der Bahnbranche gemäß EN 50155 (Bahnnorm) und EN 50121/3/2 (EMV-Tauglichkeit) nachweisen. Die Federklemmtechnik und Elektronik ist durch Rüttel-, Schüttel- und Schockprüfungen getestet und die Witterungsbeständigkeit, Störsicherheit sowie Spannungs- und Vibrationsfestigkeit nachgewiesen und zertifiziert.

Zu den weiteren Vorteilen der WAGO-Technik zählen aus Sicht von Arnfried Wagner das modulare Konzept und die kompakte Bauform. Da, wo Sensorik und Aktorik benötigt wird, können die platzsparenden I/O-Knoten platziert und auf eine aufwendige Verkabelung zu einer zentralen Steuerung verzichtet werden. Angesichts der kurzen Abstände setzt der Hersteller Leitungen mit kleinen Querschnitten ein, die weniger störanfällig für elektromagnetische Einflüsse sind. Das WAGO-I/O-SYSTEM ergänzt durch die Vielzahl der verfügbaren analogen und digitalen Ein- und Ausgänge die eigene Steuerungstechnik von Kirow. Deshalb sollen künftig auch weitere Funktionen wie die Bewegungen der Abstützarme über Ausgangskarten des I/O-Systems von WAGO gesteuert werden.

„Wir setzen seit fünf Jahren WAGO-Technik ein und sind sehr zufrieden damit. Trotz des extremen Umfelds haben wir keine Ausfälle. Sie ist für die unterschiedlichen Anforderungen sehr flexibel einsetzbar und verfügt über ein gutes Preis-/Leistungsverhältnis“, vergibt der Verantwortliche für die Steuerungstechnik bei Kirow gute Noten für WAGO. „Anfangs haben wir in Bereichen mit extremen Temperaturschwankungen die Probleme mit der Betauung unterschätzt. Gemeinsam mit WAGO haben wir nach einer Lösung gesucht und sie mit einem speziellen Schutzlack auf der Elektronik auch schnell gefunden. Seitdem haben wir hier keine Probleme mehr mit der Feuchtigkeit und auch unsere Kunden sind sehr zufrieden mit der Zuverlässigkeit der Technik“, so Arnfried Wagner.

Bei Kirow wird außerdem besonderer Wert auf standardisierte Schnittstellen wie beim Feldbuskoppler für CANopen sowie auf die einfache Handhabung gelegt. Trotz der meist sehr rauen Umgebungen hat sich die Federklemmtechnik im Klemmbereich und bei den Steuerungen als absolut zuverlässig erwiesen. „Der erweiterte Temperaturbereich wird für uns immer wichtiger. Wir haben beispielsweise Ausschreibungen aus Litauen und China, wo die Technik auch noch bei -40 °C fehlerfrei funktionieren muss. WAGO geht hier mit dem neuen System 750 XTR den richtigen Weg“, berichtet Arnfried Wagner. Mit dem neuen WAGO-I/O-SYSTEM 750 XTR wird der Temperaturbereich auf -40 °C bis +70 °C erweitert. Dieses System ist außerdem spannungsfest bis 5 kV und vibrationsfest bis 5g Beschleunigung.

Nach den Erfahrungen von Kirow reiche es nicht mehr aus, über eine bewährte Technik zu verfügen. Die Einhaltung der Normen für die klimatischen Bedingungen, den EMV-Schutz oder die Sicherheitsnachweise müssten durch Zertifikate nachgewiesen werden. Hier könne WAGO mit einem eigenen zertifizierten Prüflabor zuverlässig alle Standards nachweisen.

Die Kunden des Bahntechnikherstellers erwarten einen Produktlebenszyklus von mindestens 20 Jahren. Daran werden auch der Service und die Lieferfähigkeit von Ersatzteilen gemessen. Der Innovationszyklus von Software und Elektronikkomponenten passt allerdings nicht zu diesen Anforderungen. Der Verantwortliche für die Steuerungstechnik bei Kirow hat hier mit Elektroniklieferanten mehrfach schlechte Erfahrungen gemacht: „Wir wurden wiederholt durch die Abkündigung wichtiger Teile überrascht. Die Produktphilosophie von WAGO passt hier besser, weil neue Komponenten grundsätzlich abwärtskompatibel zu früheren Versionen sind. Diese Kontinuität ist für uns sehr wichtig.“

Text: Marco Schrader, WAGO