Wenn es um die Beförderung von Menschen geht, hat Sicherheit oberste Priorität. So verwundert es nicht, dass die Deutsche Bahn AG höchste Ansprüche an alle Bauteile und Komponenten stellt, die im weitesten Sinne mit dem Zugbetrieb und dem Streckennetz zu tun haben. Gleich mehrere Prüfungen, Zulassungs- und Freigabestufen müssen die CEE‑Steckvorrichtungen von Bals meistern, bevor sie in vielen Bereichen der Bahn, unter anderem auf den modernsten Hochgeschwindigkeitstrassen, zum Einsatz kommen.
Dem Prüf-Procedere geht bei uns natürlich ein gründlicher Entwicklungsprozess voraus. Auch in dessen Verlauf sind bereits regelmäßig Prüfungen unter härtesten Bedingungen notwendig, um die Qualität unserer Konstruktionen nachweisen zu können“, schildert Walter Müller, Leiter des Technischen Vertriebs bei Bals Elektrotechnik, im Gespräch mit dem ELEKTRO JOURNAL. „Für diese Prüfaufgaben haben wir in der Vergangenheit beispielsweise das Materialprüfungsamt des Landes Nordrhein-Westfalen in Dortmund oder auch das Institut für Strömungstechnik am Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt e.V. in Göttingen eingeschaltet“, so Müller weiter. Ein hoher Aufwand, der sich im Interesse der Qualität und Sicherheit mehr als bezahlt macht.
Um eine Spezialkonstruktion handelt es sich bei diesen „Tunnelelektranten“. In Tunnelanlagen halten sie höchsten Druck- und Sogbelastungen durch rasant vorbeifahrende ICE-Züge Stand.
Die Lösung von kundenindividuellen Anforderungen ist für den CEE-Spezialisten Bals nichts Neues. Seit vielen Jahren schon beschäftigt sich das Entwicklungsteam des Unternehmens mit Spezialanforderungen an Steckvorrichtungen in verschiedenen Anwendungsgebieten – ob in der Industrie, im Bergbau oder eben auch bei der Bahn. Seit mehreren Jahrzehnten bereits besteht eine enge Geschäftspartnerschaft, seit rund einem Jahrzehnt werden bei Bals im Sauerland „Tunnelelektranten“ und weitere spezielle Elektranten für die besonderen Anforderungen der Bahn in Eisenbahntunneln und im Gleisbereich entwickelt und montiert.
Individuelle Lösungen für besonders harte Anforderungen
Hintergrund hierfür sind vielfältige Aufgabenstellungen der Bahn, die doch stark vom normalen Standard abweichen. "Durch stetige Kontakte mit den verschiedenen Fachstellen der Deutsche Bahn AG wurde eine Vielzahl von Produkten entwickelt, die auf die individuellen Problemstellungen der Bahn zugeschnitten sind und somit als kundenspezifisch einzustufen sind“, führt Walter Müller weiter aus. So wurden in enger Zusammenarbeit mit den jeweils zuständigen Fachleuten der Deutsche Bahn AG besagte „Elektranten“ konzipiert, die den gestellten Anforderungen in unterschiedlichen Verwendungsbereichen gerecht werden. Auch wurden – auf den individuellen Bedarf abgestimmte – Steckdosen-Kombinationen als Service-Geräte für Fahrzeughallen und in anderen Bahnanlagen entwickelt. Die speziellen Wünsche der Anwender sowie verschiedene Vorgaben des Eisenbahn-Bundesamtes konnten, soweit technisch realisierbar, dabei berücksichtigt werden.
Die Elektranten kommen beispielsweise vielfach in Gleisbereichen zum Einsatz, wo Lokomotiven und Waggons gereinigt und gewartet werden. Denn Triebwagen der verschiedenen Baureihen müssen ebenso wie andere Fahrzeuge regelmäßig gewartet werden. In dieser Phase werden die Dieselmotoren abgeschaltet. Um aber die Ladungserhaltung der Batterie zu gewährleisten, wird von außen zugeführte elektrische Energie benötigt, die mittels Gerätestecker eingespeist wird. „Diese Gerätestecker werden ebenfalls von uns angeboten und gefertigt. Sie erfüllen die Forderungen nach E 61373 bezüglich erhöhtem Breitbandrauschen und Schockprüfung. Das haben eigene Untersuchungen, die wir beim Materialprüfungsamt in Auftrag gegeben haben, bestätigt“, sagt Müller weiter. Für bestimmte Fahrzeugtypen wird an den Elektranten auch elektrische Leistung (230 V, 50 Hz) für die Vorwärmung entnommen. Dabei müssen die speziellen Steckdosensäulen den hohen Ansprüchen für den Einsatz in den Gleisbereichen der Bahnanlagen gerecht werden.
Eine sorgfältige Auswahl der Materialien und die Verwendung der CEE-Steckvorrichtungen mit schraubenloser Anschlusstechnik namens „Quick-Connect“ gewährleisten einen reibungslosen Betrieb der Elektranten und Steckdosenkombinationen. Metallteile aus Edelstahl sowie Steckdosen mit vernickelten Kontakten und den bei der Bahn bereits bestens eingeführten vibrationsgeschützten und rüttelfesten Käfigzugfederklemmen sorgen für die nötige Langlebigkeit und die geforderte überdurchschnittliche Sicherheit. Da sich diese Geräte vorwiegend im Gleisbereich befinden, werden die Metallteile in einer Signalfarbe (meist gelb) beschichtet. Für Anlagen, in denen die Gleisabstände am Minimum liegen, bietet der CEE-Spezialist obendrein Elektranten in Schmalbauweise mit einer Tiefe von nur 100 mm an. Die jeweilige Bestückung der Steckdosensäulen hinsichtlich der Steckdosen, Absicherungsorgane und Schutzmaßnahmen wird mit den Planern bzw. den Anwendern abgestimmt. Zumeist kommen CEE-Steckdosen 16A 230V 3P und 32A 230/400V 5P sowie teils auch Schutzkontakt-Steckdosen 230V für Servicezwecke zum Einsatz.
Know-how auch international gefragt
Erfahrung und Know-how von Bals sind keinesfalls nur bei der Deutschen Bahn AG gefragt: „Aufgrund unserer langjährigen Zusammenarbeit mit den zuständigen Fachstellen der Deutsche Bahn AG kommen zunehmend auch Anfragen von privaten Bahngesellschaften sowie aus dem Ausland auf uns zu. Alle Planer und Anwender können sich sicher sein, in Bals einen kompetent beratenden Partner zu finden“, unterstreicht Walter Müller.
Doch ohne Schweiß kein Preis: Dies trifft auch auf die aufwendigen Sonderlösungen für die Deutsche Bahn AG zu. Und so gilt es, besonders hohe Anforderungen der Bahn-Fachleute, aber auch des Eisenbahn-Bundesamtes zu erfüllen Im Mittelpunkt steht dabei die Richtlinie TU 954.9107 der Deutschen Bahn AG, in der u.a. Kriterien für den Einsatz von Elektranten in Eisenbahntunneln beschrieben werden – insbesondere hinsichtlich der Druckbeanspruchung bei der Vorbeifahrt von Zügen. Denn: Mit bis zu 300 Stundenkilometern kann ein ICE einen modernen Tunnel auf einer Hochgeschwindigkeitstrasse durchfahren. Somit kommt es zu erheblichen Druck- und Sog-Beanspruchungen, die ungewöhnlich hohe Anforderungen an die im Tunnel installierten Anlagen stellen.
Dies betrifft natürlich nicht zuletzt die eingebauten Elektranten. Daher sind umfangreiche Prüfungen notwendig, um die Druckbeanspruchung und damit die Eignung der Geräte nachzuweisen. „Nur mit diesem Nachweis kann ein Zertifikat des Eisenbahn-Bundesamtes erwirkt werden, was für eine Lieferfreigabe in diesen sicherheitsrelevanten Bereichen zwingend erforderlich ist“, so Walter Müller. Damit auch der Betreiber – die DB Netz AG – sicher sein kann, dass nur Material verwendet wird, das den gestellten Anforderungen entspricht, wird die Technische Freigabe nach TU 954.0106 der DB Netz AG verlangt.
An zahlreichen Neubauprojekten beteiligt
„Wir haben alle Anforderungen der DB AG erfüllt und wurden aufgrund der entsprechenden Freigabe des Eisenbahn-Bundesamtes und der DB Netz AG als Lieferant für verschiedene Neubauprojekte der jüngerenVergangenheit heran gezogen“, so Müller weiter. Zu Prestige-Objekten bei der Deutschen Bahn AG zählt Bals die neue Nord-Süd-Verbindung Berlin (Lehrter Bahnhof), die Flughafenanbindung Köln-Bonn sowie den neuen Mainzer Tunnel, den Königstuhltunnel bei Heidelberg oder den Tunnel Unterföhring.
Und auch beim jüngsten Großprojekt der Bahn, dem Neubau der ICE-Hochgeschwindigkeitsstrecke Nürnberg-München, auf der ab diesem Jahr die Züge dahin rasen, war Bals ebenfalls mit an Bord.
Während die Elektranten entlang der Gleisanlage für Servicezwecke individuell bestückt werden, dienen die Elektranten in den Tunnelabschnitten insbesondere dem Katastrophenschutz: Sie sollen – im hoffentlich nicht eintretenden – Unglücksfall die Energieversorgung für die eintreffenden Rettungseinheiten sicherstellen. Daher wird die Bestückung der Tunnelelektranten auch projektbezogen festgelegt und muss unter anderem auch mit den regionalen Katastrophenschutz-Institutionen individuell abgestimmt werden. Zur Grundausstattung dieser Tunnelelektranten – die in Tunnelanlagen ab 1000 Meter Länge beidseitig im Abstand von 125 Metern montiert werden müssen – zählen jeweils zwei Schuko-Steckdosen, ein 16-Ampere-CEE-Anschluss 3polig, ein 16-Ampere-CEE-Anschluss fünfpolig sowie optional 32-Ampere-Steckvorrichtungen.
Industrielle Anforderungen verlangen immer wieder nach besonderen Lösungen. Die Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der Deutsche Bahn AG bestätigen dies einmal mehr. Die CEE-Steckvorrichtungen lassen dafür – bei entsprechendem Entwicklungs- und Fertigungs-Know-how – den nötigen Raum. Gutes durch Besseres ersetzen: Getreu diesem Motto konzentriert sich das Entwicklungsteam von Bals auch künftig auf die Realisation von Sonderprojekten. Selbst wenn es dabei um einen 300 km/h schnellen ICE geht.