Zugfederklemmen Sensoren im A380 verdrahten - ein Applikationsbeispiel

Doll gehört zu den vier Catering-Fahrzeugherstellern für den Airbus A380. Das Fahrzeug X-Cat L, von dem künftig 150 Stück weltweit zum Einsatz kommen, wurde mit speziellen Zugfederklemmen konstruiert. Kompromisse kann man sich hier nicht leisten. Welche Anforderungen an die Verdrahtung der Sensoren des Airbusses gestellt werden, lesen Sie in diesem Beitrag.

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Der Fahrzeughersteller Doll produziert Catering-Fahrzeuge, die die Bordverpflegung in die Flugzeuge befördern. Für die Beladung des Airbus A380 wurde ein neues Fahrzeug entwickelt, dessen Hubsystem hoch genug für das Großraumflugzeug ist (Aufmacher). Dabei kommen Zugfederklemmen von Phoenix Contact zum Einsatz.

Die in Oppenau im Schwarzwald ansässige Doll ist Weltmarktführer bei Holztransport-Fahrzeugen sowie bei Catering-Fahrzeugen für Flughäfen. Pro Jahr werden 1400 Lastkraftwagen sowie 1600 Aufbauten produziert und weltweit vertrieben. Mehr als 100 Catering-Fahrzeuge liefert man jährlich an Flughäfen in aller Welt.

Sicheres Andocken in acht Metern Höhe

Für den Airbus A380 – das größte Passagierflugzeug der Welt – hat das Schwarzwälder Unternehmen das Catering-Fahrzeug X-Cat L entwickelt. Über 150 dieser „Catering-Trucks“ werden künftig weltweit ihren Beitrag zur reibungslosen Flugabwicklung des A380 leisten. Die ersten Fahrzeuge dieses Typs wurden bereits an Flughäfen in Frankfurt, London und Dubai ausgeliefert. Die Herausforderung bei der Entwicklung des Fahrzeugs lag darin, den Aufbaukoffer mit einer Nutzlast von 4,5 t zielgenau in über 8 m Höhe formschlüssig an der Flugzeughaut über der Tragfläche anzudocken. Zahlreiche Näherungs-Sensoren verhindern dabei Beschädigungen des Flugzeugs.

Hohe Anforderungen an die Sensorverdrahtung

„Bei der gesamten Verdrahtung der Sensoren stellen wir hohe Anforderungen an die Vibrations- und Schocksicherheit“, erläutert Wilfried Müller, Projektmanager für den Bereich Mobile Systems bei Doll, da die Komponenten im Fahrzeug über ihre gesamte Lebensdauer permanent hohen Vibrationen und Erschütterungen ausgesetzt sind. Die eingesetzten ST-Zugfederklemmen aus dem Clipline complete-Programm von Phoenix Contact erfüllen alle Anforderungen an die Vibrationssicherheit nach der EN 50155. Außerdem halten die Klemmen Schockprüfungen nach der IEC 60068 bis zu 350 g aus.

Die Fahrzeuge müssen unter recht unterschiedlichen klimatischen Bedingungen einwandfrei arbeiten: extreme Hitze, hohe Tag-Nacht-Temperaturschwankungen, extreme Tiefsttemperaturen. Außerdem sind die Klemmen unterschiedlichen Witterungs- und Umweltbedingungen ausgesetzt: Spritzwasser, Streusalze, aus Kälte und Hitze resultierende Betauung.

Die Funktionsweise der Reihenklemmen unter extremen Bedingungen wird im Testlabor simuliert. Zu den Tests gehören Korrosionsprüfungen nach DIN 50018, bei denen die Klemmen unter Kondenswasserklimaten Schwefeldioxid-haltiger Atmosphäre ausgesetzt werden. Bei Temperatur-Schockprüfungen werden die Klemmen bis zu 200 Mal innerhalb von Sekunden von einer Klimakammer mit –55 auf 100 °C gefahren. Aufgrund hochwertiger Materialen weisen die Reihenklemmen eine dauerhafte gasdichte Verbindung sowie ein dauerhaft gutes Temperaturverhalten auf.

Sensoren auf engstem Raum verdrahten

Mit Hilfe der Sensoren wird die Endstellung der ausfahrbaren Bauteile, die Höhe des Einzelscherenlifts sowie der Sicherheitsabstand zum Flugzeug überwacht. Die Kabel der Sensoren werden an mehreren Stellen am Fahrzeug in kleinen Verteilerkästen zusammengefasst. Hier werden die Potenziale auf Dreileiter-Zugfederklemmen vom Typ ST 2,5-Twin verdrahtet (Bild 1). Aufgrund ihrer kompakten Bauform lassen sich auf einer Baubreite von 5 mm drei Leiter mit einem Querschnitt von bis zu 2,5 mm² inklusive Aderendhülse verdrahten. Das Minus-Potenzial der Sensoren wird über dem doppelten Brückenschacht der Klemmen mit Hilfe der FBS-Steckbrücken zusammengeführt.

Die Verdrahtung erfolgt von kleinen Verteilerkästen mit Stammkabeln zum Hauptverteilerkasten (Bild 2), der unten am Fahrzeugchassis angebracht ist (Bild 3), auf Doppelstockklemmen in schräger Bauform – Typ STTBS 2,5 – geführt. Von dort aus wird die SPS in der Schaltschranktür verdrahtet. Die SPS ist über ein CAN-Bus-Kabel mit dem Bedienterminal im Aufbaukoffer verbunden.

Die kompakte, niedrige und schräge Bauform der Doppelstockklemmen war Voraussetzung für den Einbau der SPS in die Schaltschranktür. Die Klemme bietet eine hohe Verdrahtungsdichte – ohne Verzicht auf Verdrahtungskomfort. Auf beiden Etagen gibt es zwei Brückenschächte für alle Aufgaben der Potenzialverteilung. Hier werden die Minus-Potenziale der Sensoren und die Masse-Potenziale der Verbraucher über die FBS-Brücken zeitsparend verteilt.

Der doppelte Brückenschacht kann im Wartungsfall Prüfstecker zum Messen der Funktionen einzelner Sensoren aufnehmen. Die großflächige durchgängige Mittenbeschriftung der eingesetzten Klemmen hilft bei der Fehlersuche.

Wiedereinschaltbare thermische Schutzschalter

Alle Verbraucher im Aufbaukoffer des Catering-Fahrzeugs – von der Beleuchtung bis zur Steuerung – werden mit Hilfe der Autoflach-Sicherungsklemmen gesichert. Das Plus-Potenzial wird mit einem Leiter mit einem Querschnitt von 6 mm² auf der einen Seite der Sicherungsgrundklemme vom Typ UK 6 FSI/C eingespeist und über das Brückensystem auf die einzelnen Verbraucher aufgeteilt.

Auch die thermischen Schutzschalter vom Typ TCP... /DC 32 V erhöhen die Verfügbarkeit der Fahrzeuge. Die Kontaktzone des Schalters entspricht der der Standard-Autoflachsicherung – der Schalter lässt sich somit in der Autoflachsicherungsklemme steckbar platzieren. Erhältlich ist er in sieben Nennstromstärken von 5 bis 30 A sowie bis zu 32 V DC. Bei einem Fehlerfall durch Überlast oder Kurzschluss löst der Schutzschalter über ein Bimetall aus.

Nach Beseitigen des Fehlers wird er über einen Druckknopf wieder eingeschaltet. Dadurch sind Verzögerungen beim Beladen des A380 ausgeschlossen. Die Reset-Funktion reduziert die Stillstandszeiten auf ein Minimum und Ersatzsicherungen sind nicht erforderlich. Gegenüber herkömmlichen Autoflachsicherungen unterliegt das Bimetall keiner Alterung – ein frühzeitiges Auslösen der Sicherungsautomaten ist somit ausgeschlossen.

Das modulare Reihenklemmenprogramm Clipline complete

Mit Clipline complete bietet Phoenix Contact ein modulares Reihenklemmen-Programm mit versachiedenen Anschlusstechniken: Schraub-, Zugfeder-, Schnell-, Push-In- (Direkt-) und Bolzenanschluss. Alle Anschlusstechniken können miteinander kombiniert werden – dank der durchgängigen Steckbrückenschächte sowie der einheitlichen Steckzonen und des einheitlichen Beschriftungssystems.

Für alle Anschlusstechniken gibt es einheitliches Zubehör: gleiche Steckbrücken, gleiche Beschriftung, gleiches Prüfzubehör, gleiche Funktionselemente - vom Trennstecker bis zum Sicherungsstecker für 5 × 20 oder 6,3 × 32 Glasrohr-Feinsicherungen. Das gleiche Zubehör für alle Reihenklemmen reduziert die Anzahl der erforderlichen Teile.

*Stefan Schröder ist Mitarbeiter im Produktmarketing Industrielle Verbindungstechnik bei Phoenix Contact in Blomberg.

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