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TECHNOLOGIETREIBER MITTELSTAND
GASTBEITRAG: MARIA-ELISABETH SCHAEFFLER – RENAISSANCE VON FAMILIENUNTERNEHMEN
FÜNF JAHRE TEC.NEWS | WINDPARKS | ICE3 UND INDUCOM9 | ANWENDUNGSNEUTRALE
VERKABELUNG | AUTOMATISIERUNGSTRENDS | PAREOS: DIE ZUKUNFT IST STECKBAR |
USA: VERTRAUEN IN HAN | ETHIK UND UNTERNEHMERTUM
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DIE ZEHNTE AUSGABE …
… stellt einen kleinen Grund zum
Feiern dar. Die Jubiläumsausgabe steht
unter dem Motto „Technologietreiber
Mittelstand“. Im Editorial blickt Dietmar
Harting auf fünf Jahre tec.News zurück.
Ein gelungenes Beispiel für das Titelthema
liefert Maria-Elisabeth Schaeffler,
die als Gesellschafterin das größte
deutsche inhabergeführte Industrie-
Unternehmen – die INA-Schaeffler-Unternehmens
gruppe – leitet, mit ihrem Beitrag
„Gut gerüstet für die Zukunft – Familienunternehmen
erleben eine Renaissance“.
Mit Beiträgen über Windenergie,
Bahntechnik in Deutschland und USA,
Maschinenvernetzung und vielen weiteren
Themen zeigt HARTING seine breiten
technologischen Fähigkeiten. Und neben
handfesten technischen Lösungen lassen
wir am Ende den Blick auch auf das
Themenfeld „Ethik und Unternehmertum“
und auf die vorangegangenen Ausgaben
schweifen.
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HARTING tec.News 10-II-2002

tec.
I n h a l t
Impressum.
Herausgeber: HARTING KGaA, M. Harting, Postfach 1133, D-32325 Espelkamp, Tel. +49 (0)5772 47-0, Fax +49 (0)5772 47-400, Internet: www.HARTING.com – Chefredaktion:
W. Padecken – Stellv. Chefredaktion: Dr. H. Peuler – Gesamtkoordination: Abteilung Publizistik und Kommunikation, W. Padecken – Redaktionelle Beratung: Bickmann & Collegen Unternehmensberatung,
Hamburg – Layout & Illustration: Contrapunkt, Berlin – Produktion und Druck: Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück – Auflage: 20000 Exemplare weltweit (deutsch
und englisch) Bezug: Wenn Sie an einem regelmäßigen, kostenlosen Bezug dieses Magazins interessiert sind, sprechen Sie die nächst gelegene HARTING-Niederlassung, Ihren HARTING-Vertriebsmitarbeiter
oder einen der örtlichen HARTING- Distributoren an. Außerdem können Sie die tec.News online unter www.HARTING.com bestellen. Nachdruck: Für den ganzen oder auszugsweisen
Nachdruck von Beiträgen ist eine schrift liche Genehmigung der Redaktion erforderlich. Das gilt ebenso für die Aufnahme in elektronische Daten banken und die Vervielfältigung
auf elektronischen Medien (z. B. CD-Rom und Internet) – Alle verwendeten Produktbezeichnungen sind Warenzeichen oder Produktnamen der HARTING KGaA oder anderer Unternehmen
– Trotz sorgfältiger Überprüfung können Druckfehler oder kurzfristige Änderungen der Produkt spezifikationen nicht vollständig ausgeschlossen werden. Bindend für die HARTING KGaA sind
daher in jedem Falle die Angaben im ent sprechenden Katalog. Umweltfreundlich gedruckt auf 100% chlorfrei gebleichtem Papier mit hohem Recyclinganteil.
© 2002 by HARTING KGaA, Espelkamp. Alle Rechte vorbehalten.
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tec.
E d i t o r i a l
Happy Birthday:
Fünf Jahre HARTING Technologie-Magazin
Dietmar Harting
Auge, dass Produkte und Dienstleistungen zunehmend modular
zusammengesetzt werden. Daher auch unsere großen Anstrengungen
im Bereich der Normung und Standardisierung. Durch
diesen ganzheitlichen Ansatz wollen wir die reibungslose Einführung
neuer Technologien für unsere Kunden ermöglichen.
W
ir wollen die Zukunft mit Technologien für Menschen
gestalten.“ So lautet eine der drei Aussagen der Vision
der HARTING Technologiegruppe.
Diesem Anspruch zu genügen, haben sich alle Gesellschaften
der Unternehmensgruppe auf ihre Fahne geschrieben. Technologien
aufzugreifen, zu entwickeln und innovative Produkte und
Dienstleistungen zu generieren, erfordert Umsicht im Umgang
mit Kunden, Lieferanten und Wissenschaftlern, Neugier, Mut zum
Neuen, gleichsam Pioniertum und starke innere, zielorientierte
Antriebskräfte. Hierbei ist insbesondere eine schnelle Reaktionsfähigkeit
auf eine Kundenanfrage der kritische Erfolgsfaktor und
damit das entscheidende Differenzierungsmerkmal gegenüber
dem Wettbewerb.
Der amerikanische Technologe Alvin Toffler beschreibt diesen
Ablauf als das neue, beschleunigte Wertschöpfungssystem, das
immer mehr auf den permanenten Austausch von Daten, Informationen
und Wissen angewiesen ist: „Ohne Wissensaustausch
keine Wertschöpfung“.
Die wesentliche Aufgabenstellung ist weiterhin, die Schaffung
von neuen Produkten und Dienstleistungen als Wertschöpfungsprozess
zu verstehen. Dieser Prozess ist erst dann erfolgreich abgeschlossen,
wenn durch die Markteinführung ein angestrebter
Return on Investment erzielt wird.
Die Technologiegruppe HARTING nutzt ihr Magazin tec.News,
um Kunden, Partnern und Freunden das breite Spektrum ihrer
Innovationen mit einem jeweiligen Schwerpunktthema zu vermitteln.
Wir sehen gerade als mittelständisches Familienunternehmen
unsere Zukunft im Rahmen der neuen Tempowirtschaft in
Innovation und Schnelligkeit.
Als hocheffizienter und flexibler Zulieferer in der Wertschöpfungskette
der globalen Wirtschaft stehen wir unseren Kunden
mit einem weltumspannenden Netz von eigenen Landesgesellschaften
zur ständigen Verfügung. Die im Oktober 2001 durchgeführte
Neuorganisation der HARTING-Gruppe in einzelne
– auch rechtlich – selbstständige globale Gesellschaften trägt
im übrigen dazu bei, das Gebot von Schnelligkeit und Innovation
zu erfüllen.
In diesen Unternehmen pflegen wir eine eigene Kultur, verbunden
mit einer in unserer Vision, Philosophie und in unserem Umgang
miteinander festgeschriebenen Ethik, wie sie gerade in mittelständischen
Familienunternehmen stark ausgeprägt ist.
Das Gedankengut, der Werte-Kontext und der Ansatz familiengeführter
Unternehmen wird auch in der Führung der INA-
Schaeffler Unternehmensgruppe deutlich. So freut es mich ganz
besonders, dass Frau Maria-Elisabeth Schaeffler in unserer
Jubiläumsausgabe – der 10. – mit ihrem Gastbeitrag gleichsam
beispielhaft verdeutlicht, wozu Unternehmen im Familienbesitz
und unternehmergeführt in der Lage sind.
Wir wünschen unseren Kunden und allen anderen Lesern auch in
Zukunft viele neue Anregungen, Erkenntnisse und Erfolge in der
Partnerschaft mit der HARTING Technologiegruppe .
Wir widmen uns bei HARTING mit ganzer Hingabe dieser Aufgabenstellung.
Die Optimierung dieses Innovationsprozesses ist
unser aller Anliegen. Hierbei haben wir auch die Tatsache stets im
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HARTING tec.News 10-II-2002

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tec.
T o p t h e m a
GASTBEITRAG
Gut gerüstet für die Anforderungen der Zukunft –
Familienunternehmen erleben eine Renaissance
Maria-Elisabeth Schaeffler
Z
ukunft braucht Herkunft“ lautet ein Gedanke des
Philosophen Odo Marquard, der aus der Spannung
zwischen beschleunigter Veränderung und der Langsamkeit
des Menschen folgerte, dass Menschen nicht beliebig viel Innovation
vertragen und daher ihre Kontinuitäten besonders
schützen müssen.
Ich bin davon überzeugt, dass dieser Gedanke auch in der Welt
der Wirtschaft gilt. Nach der Krise der New Economy, den Pleiten,
Pech und Pannen börsennotierter Unternehmen – inzwischen
nicht nur am Neuen Markt – werden die Vorteile von Familienunternehmen
wieder deutlicher gesehen und neu gewürdigt. Familienunternehmen
erleben eine Renaissance. Werte wie Solidität
und Verantwortlichkeit des Wirtschaftens, Beständigkeit in der
Unternehmensentwicklung, die aktive Gestaltung der Verbindung
von Unternehmensgeschichte und Unternehmenskultur
wurden und werden gerade in diesen Unternehmen besonders
gepflegt. Die „Family Economy“ beweist gerade in der aktuell
schwierigen wirtschaftlichen Lage ihre unveränderte Kraft und
Tragfähigkeit.
des Betriebes verwurzelt. So auch INA mit dem fränkischen
Herzogenaurach.
Mein verstorbener Mann Georg Schaeffler und mein Schwager
Wilhelm Schaeffler hatten das Unternehmen 1946 hier gegründet
und wir sind diesem Standort bei aller globalen Expansion bis
heute treu geblieben.
1949 erfand Georg Schaeffler das käfiggeführte Nadellager und
begründete damit den Aufstieg des Unternehmens. In diesem
Segment nahm INA – die Abkürzung für Industrie-Nadellager
– von Anfang an eine führende Position auf dem Weltmarkt
ein. 1956 begann die Expansion ins Ausland mit einem Werk in
Frankreich, zwei Jahre später folgte Brasilien, um den Kunden
Volkswagen auch in einem südamerikanischen Land beliefern
zu können. Seit 30 Jahren sind wir in den Vereinigten Staaten
präsent, mittlerweile mit sieben Werken. In den vergangenen fünf
Jahren wuchs der Umsatz im Durchschnitt jeweils um 14 Prozent
und übertraf damit deutlich die Steigerungsrate der gesamten
Wälzlagerbranche.
Das war schon einmal anders: In Zeiten des Börsenbooms ist
Familienunternehmen des Öfteren der Niedergang vorausgesagt
worden. Als Gründe wurden angeblich mangelnde Liquidität, unzeitgemäße
Strukturen oder ein überholtes Management angegeben.
Doch in Wahrheit ist nicht selten das Gegenteil der Fall. Sich
zurückhaltend zu präsentieren und fast unbemerkt kontinuierlich
und energisch nach vorne zu arbeiten, hat sich für viele Familienunternehmen
bewährt. Immerhin sind ein bedeutender Teil der
Unternehmen in der EU Familienunternehmen, wobei Klein- und
Mittelbetriebe überwiegen. Sie spielen unverändert eine große
volkswirtschaftliche Rolle. Auch die INA Holding Schaeffler KG
(INA) kann eine erfolgreiche Entwicklung mit beträchtlichem
Wachstum vorweisen und ist dennoch – als Kommanditgesellschaft
– immer ein Familienunternehmen geblieben.
Worin genau liegen nun die Stärken der Familienunternehmen?
Die Erfolgsgeschichte der INA kann sichere Hinweise dafür
geben.
Standorttreue ist für viele Familienbetriebe von großer Bedeutung.
Die meisten von ihnen sind fest mit dem Gründungsort
Mit diesem Umsatz und den nunmehr 7.000 Mitarbeitern allein
in Herzogenaurach (52.000 Mitarbeiter weltweit) ist INA einer
der größten Arbeitgeber und Steuerzahler der Region. Von Herzogenaurach
aus wird INA geführt, hier hat die weltweit zuständige
zentrale Forschungsabteilung ihren Sitz, und hier wird selbstverständlich
wie seither produziert.
Die lokale Verankerung, die Bindung zu Herzogenaurach und zu
den Menschen der Region ist Ausdruck der starken Identifikation
unserer Familie mit dem Unternehmen. Diese enge Bindung der
Familie Schaeffler an die Mitarbeiter erfährt im Gegenzug eine
außergewöhnliche Einsatzbereitschaft und Loyalität der Belegschaft.
Die starke emotionale Bindung ist beidseitig und hat sich
dauerhaft bewährt. Man kann sich aufeinander verlassen, man
kennt sich, vertraut sich und kann Kräfte daher ganz darauf
konzentrieren, gemeinsame Ziele zu verfolgen.
Diese über viele Jahre gewachsene Atmosphäre der Gemeinschaft
und Verbundenheit ist auch eine Basis, um in Absprache mit den
Sozialpartnern einvernehmliche Regelungen zu finden, die die Interessen
aller langfristig wahren. Ein Beispiel ist die 1998 erfolgte
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Einführung eines neuen Arbeitszeitmodells, das Arbeitsplätze am
Standort Herzogenaurach und in den übrigen deutschen Werken
der INA nachhaltig sichert, indem es die Flexibilität zwischen
Arbeitszeiten und Produktionskapazitäten erhöht.
nicht immer spektakulär, aber kontinuierlich, dynamisch und
profitabel wachsen. Sicherlich auch aus diesem Grund erlebt das
vermeintliche „Auslaufmodell“ des Familienunternehmens eine
wohlverdiente Renaissance.
INA hat, wie viele Familienunternehmen, in der Geschäftsführung
keine mehrstufige Hierarchie. Wir führen mit kurzen
Abstimmungs- und Entscheidungswegen, bei klar zugewiesener
Aufgabenverantwortung. Die Entscheidungswege sind kürzer
als in großen Konzernen, in denen mehrere Gremien und Abstimmungswege
zu berücksichtigen sind. Wir entscheiden und
handeln schnell und ohne Umwege – ein bedeutsamer Vorteil in
Zeiten des immer schärferen globalen Wettbewerbs, der unseren
Kunden in aller Welt unmittelbar zugute kommt und ganz entscheidend
zu unserem Markterfolg beiträgt. Wir kennen kurze
Entwicklungszeiten, der Weg von der Idee, der Produktinnovation
zum Kunden ist eine Gerade. Die Geradlinigkeit und Schnelligkeit
in unseren Entscheidungen ermöglicht es, dass wir uns auf die
Erfüllung der Kundenwünsche konzentrieren können.
Die aktive Beteiligung von Familienmitgliedern, ob im Management
oder in der Rolle eines aktiven „Aufsichtsrats“, sorgt für
Kontinuität in der Unternehmensführung und stellt damit einen
wesentlichen Stabilitätsfaktor dar. In der Regel entstehen dadurch
auch längerfristige Bindungen des Managements an das Unternehmen,
die sich als Wettbewerbsvorteil erweisen.
Eine der sicherlich größten Herausforderungen und auch Risiken
für Familienunternehmen besteht in der vorausschauenden
Regelung des Unternehmensüberganges vom Gründer auf nachfolgende
Generationen. Hier gilt es, sich frühzeitig der Zwangsläufigkeit
dieser Entwicklung bewusst zu sein und rechtzeitig die
Weichen für die Zukunft im wohlverstandenen Interesse, nicht
nur der Erben, sondern des gesamten Unternehmens und seiner
Mitarbeiter zu stellen.
Familienunternehmen haben einen weiteren großen Vorteil im
Vergleich zu börsennotierten Kapitalgesellschaften: Sie sind
nicht dem permanenten Druck des Kapitalmarktes, der Aktionäre,
Analysten und Investoren ausgeliefert. Sie müssen sich daher
nicht an kurzfristigen Zielgrößen orientieren und quartalsweise
möglichst spektakuläre Ankündigungen machen, um den Aktienkurs
zu pflegen.
Die Übernahme der FAG Kugelfischer durch INA zeigt, wie sich
Vorteile eines Familienunternehmens in der unternehmerischen
Praxis bewähren: Die Schnelligkeit der Entscheidungsfindung
und deren Umsetzung, die hohe Flexibilität und die gemeinsame
Zuversicht waren von großer Bedeutung für unseren kurzfristigen
Entschluss und den Erfolg zur Übernahme des Wälzlagerherstellers
FAG Kugelfischer im benachbarten Schweinfurt. Entscheidungen
wurden schnell vorbereitet und getroffen, es galt das Prinzip
„gesagt, getan“. Die Zukunft wird zeigen, dass die Kombination
von INA, FAG, LuK und Rege erfolgreich sein wird. Schon jetzt
werden erste gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte
erarbeitet. Das gebündelte Potenzial der Firmen wird zum Vorteil
für unsere Kunden eine Vielzahl neuer und noch weiter verbesserter
Produkte entstehen lassen. Schon heute steigt die Zahl der
Patentanmeldungen beachtlich.
Wir haben es immer als unsere Aufgabe gesehen, INA – auch zum
Wohle unserer Mitarbeiter – verantwortungsvoll und erfolgreich
weiterzuentwickeln. Mit unseren Firmen INA, LuK, Rege und
FAG gehören wir heute auf dem Wälzlagermarkt zu den weltweit
führenden Unternehmensgruppen und können wir mit Zuversicht
in die Zukunft blicken.
INA Holding Schaeffler KG ist und bleibt ein Familienunternehmen,
sowohl aus tiefer Überzeugung, als auch aufgrund rationaler
Entscheidung. Familienunternehmer sind keine Romantiker,
sondern leidenschaftliche und pflichtbewusste Unternehmer, die
sich dem Allgemeinwohl verbunden fühlen. Das ist der Grund,
weshalb wir erfolgreich waren, sind und bleiben werden.
Vielleicht können wir mit unserer Arbeit auch ein wenig dazu
beitragen, die Renaissance des „Erfolgsmodells Familienunternehmen“
weiter zu beleben.
Familienunternehmen haben die Möglichkeit, langfristige Ziele,
sogar eine unternehmerische Vision in Angriff zu nehmen und
diese mit dem notwendigen Atem konsequent umzusetzen. So
können sehr erfolgreiche Unternehmen entstehen, die zwar
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Maria-Elisabeth Schaeffler und die INA Holding Schaeffler KG
Maria-Elisabeth Schaeffler, geboren in Prag, aufgewachsen in
Wien, ist zusammen mit ihrem Sohn Gesellschafter der INA
Holding Schaeffler KG – ein Unternehmen, das vor 56 Jahren von
ihrem verstorbenen Mann Georg Schaeffler und ihrem Schwager
Wilhelm Schaeffler gegründet wurde und heute in Deutschland
eines der größten Unternehmen in Familienbesitz ist und zu den
weltweit führenden Unternehmen in der Wälzlagerindustrie
zählt.
Zur Holding gehören die Unternehmen der INA-Gruppe, die
Unternehmen der LuK-Gruppe und das Unternehmen Rege sowie
seit der Übernahme im letzten Jahr die Unternehmen der
FAG-Gruppe.
Seit zehn Jahren ist Maria-Elisabeth Schaeffler aktiv in die
geschäftlichen Belange der INA-Gruppe eingebunden. Ihr im
August 1996 verstorbener Mann hat ihr die Verpflichtung und
Verantwortung übertragen, INA zu erhalten und in die Zukunft
zu führen.
Die INA Holding Schaeffler KG ist ein international agierendes
High-Tech-Unternehmen und weltweit führend im Bereich Wälzlager,
Lineartechnik und Motorenelemente sowie Kupplungen
und Getriebesysteme. Alle INA-Betriebe sind zertifiziert nach
ISO 9001. Das Umweltmanagement ist weltweit nach ISO 14001
zertifiziert.
Am 30. April 2001 wurde Maria-Elisabeth Schaeffler mit dem
Verdienstkreuz am Bande des Verdienstordens der Bundesrepublik
Deutschland ausgezeichnet. In seiner Laudatio würdigte der
bayerische Staatsminister Dr. Günther Beckstein die herausragenden
unternehmerischen Leistungen und das soziale Engagement
der Unternehmerin.
Neben ihrer Tätigkeit als Unternehmerin wurde Maria-Elisabeth
Schaeffler im März 2000 als erste Frau in das zehnköpfige
Präsidium der Industrie- und Handelskammer Nürnberg für
Mittelfranken gewählt. In Anerkennung ihrer herausragenden
Verdienste um die mittelfränkische Wirtschaft – und hier insbesondere
um die Ausbildung junger Menschen – wurde sie mit
der Kammer-Ehrenmedaille der IHK Nürnberg für Mittelfranken
ausgezeichnet.
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tec.
T o p t h e m a
PRAXIS
Industrielle Stromgewinnung durch Windparks –
Moderne Verbindungstechnik schafft Effizienz
Thomas Heckmann & André Kelle
W
indmühlen haben eine Jahrtausend alte Geschichte.
In Europa sind sie seit dem 12. Jahrhundert im Einsatz.
Die „moderne Nutzung“ als Stromerzeuger begann in
Deutschland in den frühen 80er Jahren mit Pilotprojekten
wie Growian. Jedoch lieferten noch viele Pionierprojekte
aufgrund vielfältiger technischer Probleme als Resultat eher
die „Nichtmachbarkeit“. Eine Reihe von Unternehmen – unter
ihnen auch ehemalige Handwerksbetriebe – setzten dennoch
die Entwicklung in Richtung zuverlässiger und produktiver
Serienanlagen fort. Seither ist mit den entsprechenden Anteilen
aus wissenschaftlicher Forschung, reger Ingenieursarbeit
und einer guten Portion Idealismus die Entwicklung immer
leistungsfähigerer Windkraftanlagen vorangetrieben worden.
Die durch diese Anlagen bereitgestellten elektrischen Leistungen
liegen mittlerweile in Größenordnungen von mehreren Megawatt
und werden im industriellen Maßstab gefertigt und betrieben.
Die inzwischen längst professionell geführten Windkraftanlagenhersteller
mit Umsätzen z.T. in Milliardenhöhe und weltweit
ca. 40.000 direkt beschäftigten Personen benötigen für ihre zu
„High-Tech-Anlagen“ gereiften Produkte als Zulieferunternehmen
innovative und zuverlässige Partner.
Die neu aufgestellten Einzelanlagen wurden früher oftmals von
privaten Investoren als eher private Kapitalanlage betrieben,
welche geringe Amortisationszeiten und attraktive Renditen in
Aussicht stellten. Durch die Entwicklung immer leistungsstärkerer
und somit teurerer Systeme und die Errichtung mehrerer
Einzelanlagen im Verbund ist der zu tätigende Kapitalaufwand
enorm angestiegen. Heutige Betreiber treten deshalb vornehmlich
als Gesellschaft bzw. Großkonzern auf, die den finanziellen
Aufwand leisten können.
HOHE WINDGESCHWINDIGKEIT ALS HAUPTKRITERIUM
In den letzten Jahren wurden an vielen strategisch günstig gelegenen
Stellen regelrechte Windparks errichtet. Jedoch lässt sich
nur durch eine über einen längeren Zeitraum durchgeführte Wetter-
bzw. Windmessung eine sinnvolle Wirtschaftlichkeitsprognose
erstellen. Als Grundlage zur Erzielung eines möglichst
hohen Energie- und damit Gewinnoutputs sei die Notwendigkeit
einer konstant hohen Windgeschwindigkeit genannt. Werte von
10-12 m/s sind hier ideal. Diese Behauptung lässt sich durch den
mathematischen Ausdruck für die theoretische Windleistung
untermauern:
P Wind = ½ * ϕ Luft * A Rotor * ν Wind
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mit P Wind : Windleistung [W]
ϕ Luft : Luftdichte [kg/m 3 ]
A Rotor : vom Rotor umstrichene Kreisfläche [m 2 ]
ν Wind : Windgeschwindigkeit [m/s]
Wie hieraus ersichtlich ist, besteht eine extreme Abhängigkeit
der Leistungsausbeute einer Windkraftanlage von der Windgeschwindigkeit,
d. h. bei doppelter Geschwindigkeit lässt sich
eine bis zu achtfache Ausbeute erreichen. In Anbetracht der
Tatsache, dass dazu noch die wirklich günstigen Standorte an
Land bereits – sofern genehmigungsfähig – für die Aufstellung
von Anlagen kurzfristig erschlossen sein werden, müssen neue
Wege eingeschlagen werden. Dieser Umstand begründet aktuell
die Tendenz zur Erhöhung der Nabenhöhe auf weit über 100 m,
um Verwirbelungen durch Bodenrauigkeiten zu minimieren und
die in der Höhe generell stärkere mittlere Windgeschwindigkeit
auszunutzen.
OFFSHORE-WINDPARKS ALS ZUKUNFTSLÖSUNG
Wirklich entscheidendes, bisher weitgehend ungenutztes Potenzial
für einen Ausbau dieser sauberen Form der Energiegewinnung
findet man jedoch auf See. Die unter dem Namen Offshore-Technik
bekannt gewordene Lösung hat zum Ziel, die küstennahen
Meeresgebiete, insbesondere in der Nord- und Ostsee, für die
Windkraft zu erschließen. In Vorbereitung dazu wurden u.a. in
Dänemark und Schweden Offshore-Pilotanlagen verschiedener
Hersteller errichtet und langjährig betrieben. So müssen zahlreiche
technische Herausforderungen gemeistert werden. Besonders
zu nennen sind die extremen dynamischen Belastungen der Anlagen
durch Gezeitenströmungen, meterhohe Wellen, Sturmböen
und das sehr aggressive Seeklima.
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Effiziente und rentable Offshore-Anlagen können grundsätzlich
nur im Anlagenverbund betrieben werden. Diese Windparks sind
zurzeit an mehreren Stellen in Nord- und Ostsee in Planung.
Hierbei beinhalten diese Großprojekte etwa 20-100 Einzelanlagen
mit einer möglichen Gesamtleistung von bis zu 500 MW und
Ausdehnungen von 50-100 km 2 . Um solche Vorhaben überhaupt
technisch sinnvoll zu gestalten, müssen besondere Randbedingungen
vorliegen bzw. beachtet werden. Die Wassertiefen dürfen
30-40 m nicht übersteigen, um den Aufwand für die Gründung
der Masten im Rahmen zu halten. Ferner ist eine küstennahe
Lage erstrebenswert, weil der Hauptanteil der elektrischen
Verbindungskosten von der (See-)Kabellänge und nicht deren
Kabelquerschnitt bestimmt wird. Die Forderungen gehen u. a.
aus diesem Grund zum Bau möglichst großer und damit leistungsfähiger
Windkraftanlagen von bis zu 5 MW.
Jedoch steht der Notwendigkeit möglichst kurzer Kabelwege aus
wirtschaftlichen und technischen Gründen (Übertragungsverluste)
das Gebot einer möglichst sauberen, laminaren Windanströmung
gegenüber. Um Leistungseinbußen durch Turbulenzen
der Nachbaranlage und erhöhte dynamische Materialbelastung
zu vermeiden, erscheint ein gegenseitiger Abstand von etwa 10
Rotordurchmessern als geeigneter Kompromiss. Weiterhin ist
die doch sehr hohe Gesamtleistung eines solchen Windparks zu
beachten. Falls Übertragungsleistungen von bis zu 500 MW realisiert
werden, muss ein Anschluss an das landnahe Hoch- bzw.
Höchstspannungsnetz erfolgen, um die erzeugten Energiemengen
abführen zu können. Selbst die sehr verlustarme Hochspannungsgleichstromübertragung
(HGÜ) mit Spannungsebenen von 750
kV ist im Gespräch.
HOHE TECHNISCHE ANFORDERUNGEN
AN DIE ANLAGENKOMPONENTEN
Nur durch hochwertige Oberflächenveredelungen lässt sich
hier eine zuverlässige, dauerhafte Schutzwirkung erzielen.
Weiterhin ist es entscheidend, sensible Anlagenteile, wie z. B die
elektrischen Anlagen und Komponenten, vor Wasserbenetzung zu
bewahren. Diesbezüglich kommen von den Windanlagenherstellern
vielfach Forderungen für elektrische Verbindungen bis zur
druckdichten Lösung, d. h. Realisierung der Schutzklasse IP 68.
KOMPLEXES RECHTSSYSTEM
FÜR DIE GENEHMIGUNGEN
Insgesamt liegen in Deutschland zurzeit etwa 15 Anträge zur
Errichtung von Windparks im Wattenmeer außerhalb der 12 Meilen-Zone
beim Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie
(BSH) vor. Durch die Festschreibung der Einspeisevergütung laut
dem „Erneuerbare Energien Gesetz“ (EEG) von 9,1 Cent/kWh bis
zum Jahr 2006 ist bei der Antragstellung von deutlich steigender
Tendenz auszugehen.
Neben der Beurteilung der technischen Machbarkeit sind jedoch
auch hier wiederum gegensätzliche Umweltschutzaspekte zu beachten.
Mögliche Schiffskollisionen mit all ihren Folgen und Beeinträchtigungen
der Vogel- und Unterwasserwelt sind besonders
zu erfassen und verkomplizieren die Genehmigungsverfahren.
HOHE TECHNISCHE ANLAGENVERFÜGBARKEIT
UNABDINGBAR
Eine weitere äußerst wichtige Forderung für einen effizienten
Betrieb solcher Großanlagen ist deren zeitliche Verfügbarkeit.
Technische Spitzenwerte von 95-97 % lassen sich nur durch sorgfältigste
Planung, Entwicklung und Auswahl der Anlagenkomponenten
erzielen. Um im Wartungs- bzw. Fehlerfall eine minimale
Reparaturzeit zu erzielen, müssen Konzepte für ferngesteuerte
Eingriffe und die schnelle Erreichbarkeit der Anlagen sichergestellt
werden. Schiffsandockvorrichtungen sowie mögliche Landeplattformen
für Helikopter sind nötig. Ebenfalls sind besondere
Betriebseinrichtungen wie Schwerlast- und Hebeeinrichtungen
unbedingt in jeder Anlage zu installieren.
HARTING ALS FLEXIBLER KOMPONENTENZULIEFERER
Besondere Bedeutung kommt insgesamt dem Schnellaustausch
der Systeme zu. Hier erfüllt HARTING mit einem umfangreichen
Programm an Steckverbindern verschiedenster Art und für
unterschiedlichste Anwendungsbereiche einen entscheidenden
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HARTING tec.News 10-II-2002

Beitrag als Zulieferer der Windenergiebranche. Das benötigte
Produktspektrum reicht hierbei von den Hochstromkomponenten
für Anwendungen bis 650 A bis zu Lösungen für den Daten- bzw.
Bustransfer wie dem RJ 45 im industrietauglichen Gehäuse.
Durch die kontinuierliche Begleitung der Kunden im Entwicklungs-
und Produktionsprozess ließen sich bis dato viele Applikationen
für Steckverbinder definieren, die sich durch langjährige
Bewährung inzwischen als eine Art Standard etablieren konnten.
Zum anderen erfordert die Weiterentwicklung von Anlagen
und Modulen ebenso vom Lieferanten entsprechend veränderte
Schnittstellen. Mit Blick auf das Gesamtsystem einer Windkraftanlage
ergeben sich folgende Beispiele aus dem benötigten Spektrum
von Steckverbindungen.
KOMPLEXE ANFORDERUNGEN AN STECKSYSTEME –
HOCHLEISTUNGSSTECKVERBINDER
Das Problem der aggressiven Seeluft ist lange bekannt und
führte zu entsprechenden Entwicklungsaktivitäten. So besitzen
Gehäusevarianten für erhöhte Umweltanforderungen und für verbesserte
Druckdichtigkeit eine schützende Unterchromatierung,
die sich im langjährigen Einsatz bewährt hat.
Ferner besteht bei der Funktion der elektrischen Energieerzeugung
das Problem, hohe Ströme und Spannungen mehrfach zu
verbinden. Im Falle der Steckbarmachung bietet sich in verschiedenen
möglichen Konfigurationen eine Hochstromverbindung der
Familie HC Modular an. Mit einer Stromtragfähigkeit von bis zu
650 A bei Spannungen bis 4 kV lassen sich solche mehrpoligen
Steckverbindungen in Verbindung mit HPR-Gehäusen (HPR:
High Pressure Resistant) zu einem äußerst robusten System
zusammenstellen.
Eine besondere Herausforderung für das Design von Windkraftanlagen
ist die Übergabe von elektrischen Verbindungen vom
rotierenden System auf das dazu relativ feststehende System.
Zum Einsatz kommen Schleifringe verschiedenster Art. Zur
schaltungstechnischen Integration kommen abhängig von den
mechanischen und elektrischen Anforderungen bestimmte
Steckverbinder zur Anwendung. Schleifringe mit einer Zweiteilung
sind eine überaus beachtenswerte Variante. Insbesondere
durch die vollständige mechanische Integration von Steckverbindereinsätzen
in die Flanschverbindung erringt der Schleifring im
Flanschübergang zusätzlich den gewünschten Funktionsumfang
einer elektrischen Steckverbindung (siehe Abb. Seite 14).
RJ 45-DATENTRANSFERSYSTEME
FÜR RAUE EINSATZBEDINGUNGEN
Basis für die Realisierung einer modernen Anlagensteuerung
sind leistungsfähige und zuverlässige Verbindungen für den
Datenaustausch und lokale Stromversorgungen. Über die weit
verbreitete Schnittstelle RJ 45 erfolgt üblicherweise die Vernetzung
von Bedien-, Überwachungs- und Programmiereinheiten.
Durch die Integration von Jack
und Plug dieses Standards in
ein industrietaugliches Gehäuse
erreicht der Han-Brid® RJ
45 eine Schutzart (IP 65 bis
IP 68), die den Umgebungsbedingungen
innerhalb und
außerhalb einer Windkraftanlage
Rechnung trägt. Zwei 10
A-Leistungskontakte dienen
z.B. der Option, eine Stromversorgung
zu realisieren. Bei weiterreichenden
Anforderungen
an die Abschirmung innerhalb
der Steckverbindung empfiehlt
sich der Han-Quintax®. Diese
Steckverbindung ermöglicht
den sicheren Datenaustausch
empfindlicher Signale z.B. bei
Bussystemen (Übertragungsrate:
100 Mbit/s) durch das
Prinzip einer koaxialen Steckverbindung.
Die für die Vernetzung weit
verbreiteten LWL-Verbindungen
gilt es entsprechend der
unterschiedlichen Lichtleitertypen
auch nach oben bereits
beschriebenen Anforderungen
Han-Brid RJ 45
Han-Quintax
SC-Modul
steckbar auszuführen. Mit dem SC-Modul lassen sich Standard
SC-Verbinder verschiedener Hersteller in ein Modul aus der Reihe
Han-Modular® integrieren. Ohne zusätzliche Werkzeuge können
durch „Snap-in“ bis zu vier Glasfaser-Verbindungen (50/125
µm; 62,5/125 µm) in das SC-Modul eingesetzt und ebenso leicht
demontiert werden. Durch die vielfältigen Einbaumöglichkeiten
wie z.B. in ein Han-Compact®-Gehäuse erreicht auch diese Steckverbindung
eine Schutzart von mindestens IP 65.
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Die bereits im DESINA-Standard festgelegte Schnittstelle einer
Hybrid-Steckverbindung bietet als aktiver Steckverbinder die
Übertragung von Lichtleitersignalen und die galvanische Verbindung
mit bis zu fünf 10 A-Kontakten, insbesondere für die
Bus-Stromversorgung. Die Lichtleiterverbindung – ausführbar in
POF und HCS – ermöglicht mit einem HCS-Leiter eine Übertragungsrate
von bis zu 12 Mbit/s bei einer
maximalen Länge von 300 m. Die zulässige
Leitungslänge bei einem POF-Leiter
beträgt maximal 50 m.
NUTZEN DER MODULARITÄT
Auch für das Design von Windkraftanlagen
wird sich zunehmend ein Prozess der Standardisierung und
Modularisierung herausbilden. Wesentliches Prinzip wird es sein,
Module an Fertigungsstätten mit geeigneten technischen und
wirtschaftlichen Voraussetzungen zu produzieren. Die Prüfung
von Modulen im Herstellprozess bzw. in der Ausgangskontrolle
über ein Interface mit Steckverbindern belegt die definierte
Funktion des Moduls an der Schnittstelle. Eine Ausweitung der
Qualitätssicherung in der Art, die möglichst alle Inputfaktoren
einer Wertschöpfungskette einbezieht, ist nachgewiesener Maßen
wirtschaftlich: in der Regel werden die Kosten des Produkts durch
einen Rückgang der Kosten für Ausschuss bzw. Reklamationen
überkompensiert.
Die Bedingungen für Aufbau, Wartung und Fehlerbehebung von
Windkraftanlagen liefern ein weiteres Argument für die Wirtschaftlichkeit
der Verwendung von Steckverbindern. Sowohl der
Aspekt oben beschriebener Qualitätssicherungsstrategien als
auch der enorme Kostenanteil von Personal und Betriebsmitteln
lassen jede Minute während der Montage, die durch die Steckbarkeit
der Anschlüsse vermieden wird, wertvoll erscheinen. Durch
einen derartigen Aufbau der peripheren Anlagenkomponenten
können Ziele wie eine Verfügbarkeit bis zu 97 % erreicht werden.
Die zukünftigen Service- und auch Retrofit-Aufträge, die
insbesondere auch durch weitere externe Anbieter übernommen
werden könnten, verlieren durch Modularisierung von Anlagenteilen
und durch die Steckbarkeit der Schnittstellen systematisch
an Komplexität. Allein durch den Einsatz von codierbaren Stecksystemen,
die durch entsprechende Freigabeuntersuchungen der
vorkonfektionierten Anschlüsse geprüft sind, ist eine überaus
hohe Anschlusssicherheit gewährleistet.
Somit ergibt sich ein weiterer zukunftsweisender Aspekt, der
aufzeigt, wie die vor uns liegenden Anforderungen erfüllt werden
können, um der sauberen, innovativen Windenergie eine
erfolgreiche Zukunft zu sichern.
André Kelle
Applikationsingenieur
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
andre.kelle@HARTING.com
Thomas Heckmann
Market Manager Environmental Equipment
HARTING Electric GmbH & Co. KG
thomas.heckmann@HARTING.com
14
HARTING tec.News 10-II-2002

tec.
T o p t h e m a
LÖSUNGEN
SC-Funktionalität im Han-Modular®
Jürgen Bösch
I
m Maschinen- und Anlagenbau, wie auch in der
Verkehrstechnik, besteht zunehmend der Wunsch
nach flexibel aufgebauten Lösungen. Mit der Industriesteckverbinder-Baureihe
Han-Modular trägt HARTING diesen
Forderungen Rechnung.
Durch die Kombinationsmöglichkeit von LWL SC-Steckverbindern
und elektrischen Kontakten in einem Gehäuse spielt die Steckverbinder-Baureihe
Han-Modular ihre Stärken auch hier voll aus, und
HARTING stellt einmal mehr das Innovationspotenzial bei der
Umsetzung praxisgerechter Systemlösungen unter Beweis.
Gehäuse, unterschiedlich in Größe und Ausführung, die mit
einer Vielzahl unterschiedlicher Kontakteinsätze kombinierbar
sind, bieten dem Anwender den Vorteil einer auf den spezifischen
Anwendungsfall optimal abgestimmten Lösung. Neben Einsätzen
für Ströme bis zu 100 A und Spannungen bis zu 5 kV existieren
Einsätze für Anwendungen im Bereich der Pneumatik sowie elektrisch
geschirmte Ausführungen, die im Feld der industriellen
Datenübertragung ihren Einsatz finden.
Für den stetig wachsenden Markt der optischen Datenübertragung
hat HARTING einen neuen Kontakteinsatz entwickelt, der
die Verwendung handelsüblicher Lichtwellenleiter-Steckverbinder
des Typs SC erlaubt. SC-Steckverbinder haben sich seit Jahren
als Standard für Telekommunikation und Gebäudeverkabelung
bewährt. Häufig ergeben sich dabei Erfordernisse, die eine aufwändige
Kapselung einzelner SC-Steckverbinder in speziellen
Gehäusen höherer Schutzart erforderlich machen. Daneben werden
nicht selten mehrere Einzelsteckverbinder auf Patchfeldern
zusammengeführt.
Beide Aspekte lassen sich bei Verwendung des Han-Modular-
Systems auf elegante Weise lösen. Dabei werden bis zu 24 LWL
SC-Kontakte in ein Steckverbindergehäuse der Schutzart IP 65 bis
IP 68 integriert. Die einfache Handhabung, wie auch die Option
der Kodierbarkeit, minimieren Service- und Wartungszeiten und
erhöhen die Verfügbarkeit des Gesamtsystems.
Im industriellen Sektor verlangen neue Kommunikations- und
Feldbussysteme, wie z.B. Ethernet, vermehrt einen hybriden
Aufbau. Neben einem Datensignal von bis zu 100 Mbit/s sollen
Versorgungsspannungen über mehrere 100 m übertragen werden.
Für die störungsfreie Datenübertragung bieten sich dazu
GI-Lichtwellenleiter der Ausführungen 50/125 µm oder 62,5/125
µm an.
Jürgen Bösch
Product Manager
Global Business Unit Electric
HARTING Electric GmbH & Co. KG
juergen.boesch@HARTING.com
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people | power | partnership

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HARTING tec.News 10-II-2002

tec.
T o p t h e m a
PRAXIS
ICE3: High-tech made in Germany
Frank Düker
W
er heutzutage in Deutschland große Entfernungen mit
der Bahn zurücklegt, für den ist es mittlerweile selbstverständlich,
dazu den ICE zu benutzen. Der Slogan „doppelt
so schnell wie das Auto, halb so schnell wie das Flugzeug“
zeigt die Stärken des ICE, nämlich die Geschwindigkeit. Für
viele Reisende steht der Begriff ICE als Synonym für Hochgeschwindigkeit
kombiniert mit hohem Reisekomfort. Der ICE
ist „das“ High-tech-Produkt der Deutschen Bahn.
Die Entwicklung der ICE-Züge begann 1985 mit dem Bau des IC-
Experimental, dem Erprobungsträger des ICE1. Nach ausgedehnten
Testreihen wurde das offizielle ICE-Zeitalter bei der Deutschen
Bahn 1991 mit Aufnahme des Hochgeschwindigkeitsverkehrs
durch ICE1-Züge auf der Neubaustrecke Hannover-Würzburg eingeleitet.
Die Fahrzeiten von Hamburg nach München verkürzten
sich dadurch erheblich. Die erste Generation der ICE-Züge bestand
aus zwei Triebköpfen und max. 14 Mittelwagen.
Schon ein Jahr später – 1992 – begann man, sich mit dem Nachfolger,
dem ICE2, zu befassen. Gegenüber der 1. Generation sollte
beim ICE2 die Möglichkeit bestehen, zum einen Zugkonfigurationen
wie beim ICE1 (zwei Triebköpfe + Mittelwagen) zu bilden
und zum anderen so genannte Halbzüge (ein Triebkopf + fünf
Mittelwagen + ein Steuerwagen) zu koppeln. Die Auslieferung
der ICE2-Züge begann Ende 1995.
Für die neueste Generation der ICE-Züge, dem ICE3, enthielt das
Pflichtenheft u.a. Forderungen nach einer stärkeren Motorisierung,
geringerem Gewicht, der Erhöhung der spezifischen Antriebsleistung,
einer Höchstgeschwindigkeit von 330 km/h und
Einsatz im benachbarten Ausland. Somit entstand ein Triebzug,
bei dem sich die Antriebstechnik auf den gesamten Zug verteilt.
Dieses Konzept hat viele Vorteile:
l leichtere Abschottung der Schallquellen des Antriebs, da diese
unter dem Zug montiert sind
l energiesparendes Bremssystem
l höhere Sitzplatzkapazität bei gleicher Zuglänge
ZUGBILDUNGSKONZEPT, ZUGSICHERUNGS-
UND BREMSSYSTEME
Genau wie beim ICE2 wurde auch beim ICE3 das Flügelkonzept
umgesetzt, d.h. ein achtteiliger Triebzug (Halbzug) kann mit einem
weiteren Halbzug des ICE3 gekuppelt werden. Je nach Bedarf
können zwei Halbzüge zu einem Langzug gekuppelt werden oder
als Halbzug fahren. Auf Grund der Tatsache, dass sich bei den
verschiedenen europäischen Bahngesellschaften unterschiedliche
Zugsicherungssysteme entwickelt haben, wurde der ICE3 mit
verschiedenen Automatic-Train-Protection-Systemen zur Zugsicherung
und -beeinflussung ausgestattet. Beim ICE3 wurden auch
zukünftige Zugsicherungssysteme berücksichtigt, die europaweit
VERGLEICHSDATEN ICE1, ICE2 UND ICE3
ICE 1 ICE 2 ICE 3 ICE 3M
Baureihe 401 402 403 406
Dauerleistung 9600 kW 4800 kW 8000 kW 8000 kW
Höchste Anfahrzugkraft 400 kN 200 kN 300 kN 300 kN
Vmax 280 km/h 280 km/h 330 km/h 330 km/h
Baujahre 1989-92 1995-97 ab 1999 ab 1998
Inbetriebnahme 1991-1993 1997-98 2000 2000
Zuglänge 358 m 200 m 200 m 200 m
Leergewicht 782 t 410 t 409 t 435 t
Anzahl der Züge 59 44 37 17
Sitzplätze 685 391 415 404
Wagen 10-14 6 8 8
Triebköpfe 2 1+1 Steuerwagen - -
Angetriebene Mittelwagen - - 4 4
17
people | power | partnership

die Basis für einen signaltechnisch sicheren Betrieb des ICE3
bilden. Außerdem wurden drei unterschiedliche, unabhängig
voneinander wirkende Bremssysteme realisiert:
l eine generatorische Bremse mit Netzrückspeisung in den angetriebenen
Wagen (max. Bremsleistung: 8200 kW)
l eine Wirbelstrombremse in den nicht angetriebenen Wagen,
deren Versorgung bei Netzausfall durch den generatorischen
Betrieb der Fahrmotoren sichergestellt ist
l eine pneumatische (Druckluft-) Bremse in allen Wagen. Im Störungsfall
kann der Zug allein mit der pneumatischen Bremse
aus der Höchstgeschwindigkeit heraus zum Stillstand gebracht
werden.
TRAKTIONSAUSRÜSTUNG
Ein Halbzug besteht aus vier angetriebenen und vier nicht
angetriebenen Wagen. Jeweils vier Wagen (Endwagen, Transformatorwagen,
Stromrichterwagen und Mittelwagen) bilden
elektrisch eine Einheit. Auf jeweils allen vier Achsen werden
End- und Stromrichterwagen angetrieben. Transformatorwagen
und Mittelwagen sind antriebslos. Bedingt durch die verteilte
Antriebsausrüstung mit 50 % angetriebenen Radsätzen sind
Steigungen bis zu 40 Promille zu bewältigen, wobei die Radsatzlasten
bei max. 17 t liegen. Die Traktionsausrüstung des ICE3 ist
für verschiedene Netzspannungen – 15 kV / 16,7 Hz DBAG, SBB
sowie ÖBB und 1,5 kV DC und 25 kV / 50 Hz SNCF (französische
Staatsbahn) und NS (niederl. Staatsbahn), 3 kV SNCB (belgische
Staatsbahn) – ausgelegt. Ein Passieren der Grenzen auch bei unterschiedlichen
Netzspannungen kann ohne Probleme erfolgen.
Der Systemwechsel findet in Abhängigkeit der vorhandenen
Infrastruktur fahrend oder stehend statt. Alle dazu benötigten
Funktionen sind in die Zugsteuerung integriert.
Auf den beiden Transformatorwagen befinden sich die Komponenten
der AC-Hochspannungsanlage, wozu der Stromabnehmer
(Pantograph), der Überspannungsableiter und der Vakuumhauptschalter
mit Erdungsschalter zur Einspeisung des Haupttrafos
gehören. Die Trafowagen sind über eine im Dach verlegte Hochspannungsleitung
miteinander verbunden, die im Fehlerfall über
Trennschalter aufgetrennt werden kann. Auf den Mittelwagen befinden
sich jeweils die Pantographen für den AC-Betrieb mit 25
kV bzw. für den Betrieb unter Schweizer Netz, die ebenfalls an die
Hochspannungsleitung angeschlossen sind. Die Pantographen für
den Gleichstrom-Betrieb befinden sich auf den Stromrichterwagen.
Die Einspeisung in die DC-Hochspannungsanlage (montiert
in einem unter dem Wagenboden angeordneten DC-Container)
erfolgt über einen für 25 kV ausgelegten Trennschalter. Der
Haupttransformator ist unter dem Trafowagen angeordnet. Einsystem-
und Mehrsystemtrafos sind weitestgehend baugleich. Die
Umschaltung der Sekundäranschlüsse bei einem Wechsel von 15
auf 25 kV erfolgt in einem Trennschaltergerüst, welches neben
dem Trafo montiert ist. Bei den Fahrmotoren kommen vierpolige,
gehäuselose, fremdbelüftete Drehstrom-Asynchronmotoren mit
Käfigläufer zum Einsatz. Die Antriebsleistung beträgt 500 kW je
Fahrmotor, die maximale Drehzahl liegt bei 6.000 1/min.
ELEKTRISCHES BORDNETZ UND KLIMAANLAGE
Das Bordnetz versorgt die Hilfsbetriebe (z.B. Pumpen, Lüfter),
die Küchenverbraucher (z.B. Mikrowelle) und die Komfortverbraucher
(z.B. Klimaanlage, Heizung) mit elektrischer Energie.
Die Konzeption erfolgte unter Berücksichtigung der entsprechend
in Europa verbreiteten Spannungssysteme (15 kV 16,7 Hz, 25 kV
/ 50 Hz, 3 kV DC, 1,5 kV DC). Aus diesem Grunde wurde eine
670-V-DC-Zugsammelschiene realisiert, die durch den gesamten
Triebzug geht und große Vorteile auf Grund des Gewichts, des
Einbauraums, der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit aufweist.
Aus der Zugsammelschiene wird ein konstantes oder drehzahlvariables
Drehstromsystem (max. 440 V, 60 Hz) erzeugt, das
durch Ausgangsstromrichter, die unter den einzelnen Waggons
angeordnet sind, versorgt wird.
Die installierte Bordnetzleistung pro Halbzug beträgt 1000 kVA,
wobei der max. Bedarf bei voller Leistung der Traktions-Hilfsbetriebe
und der Klimaanlagen ca. 800 kVA beträgt. Ferner gehört
zum Bordnetz eine ebenfalls durch den gesamten Triebzug gehende
110-V-Batteriesammelschiene, die die Wagenbeleuchtung, die
Elektroniksteuergeräte wie Antriebssteuergerät, Bremssteuergerät,
Zentrale Zugsteuerung und Türsteuerung sowie die konventionelle
Schaltungsebene versorgt. An der Batteriesammelschiene
werden zwei Sätze Bleibatterien mit jeweils 280 Ah betrieben,
die unter den Mittelwagen untergebracht sind. Jeder Batteriesatz
verfügt über ein Ladegerät mit 60 kW Leistung, das aus der 670-
V-Zugsammelschiene versorgt wird. Um bei Netzspannungsausfall
eine Weiterversorgung der wichtigsten Hilfsbetriebe, der
Wirbelstrombremse sowie der Klimaanlage zu gewährleisten,
kann jedes Batterieladegerät aus der Batterie 30 kW in die 670-
V-Zugsammelschiene einspeisen.
Zum ersten Mal wurden beim ICE3 luftgestützte Klimaanlagen
eingesetzt, deren Technik sich in der Luftfahrt bereits bewährt
hat und die für die Erfordernisse an den Bahnbetrieb modifiziert
wurden. Bei diesen Klimaanlagen kann der Einsatz von
18
HARTING tec.News 10-II-2002

konventionellen, umweltschädigenden Kühlmitteln auf Grund
der Nutzung von Luft als Kühlmedium entfallen. Weitere große
Vorteile dieser Klimatechnik liegen in den reduzierten Instandhaltungsaufwendungen
und im geringeren Gewicht. Auch die
Personalkosten beim Austausch der Klimakomponenten werden
durch den Wegfall des Entleerens und Wiederbefüllens des Kühlmittelkreises
reduziert.
LEITTECHNIK UND DATENKOMMUNIKATION IM ZUG
Das Kernstück der ICE3-Leittechnik bildet das zentrale Steuergerät.
Die Ausführung erfolgte redundant, d.h. in jedem Endwagen
befinden sich zwei Steuergeräte. Bei Ausfall eines Gerätes erfolgt
die automatische Umschaltung auf das andere Steuergerät. Ein
Train-Communication-Network (TCN) Bussystem sorgt für die Integration
aller 116 Steuerungen des ICE3 und besteht prinzipiell
aus dem Zugbus (Wire Train Bus; WTB) und dem Fahrzeugbus
(Multifunctional Vehicle Bus; MVB). Vier Wagen bilden jeweils
über ein MVB-Segment, welches über Gateways mit dem WTB
verbunden ist, eine Traktionseinheit. Die einzelnen Steuerungen
sind über den MVB angeschlossen. Der Datenaustausch zwischen
den beiden Traktionseinheiten, sowie zwischen zwei gekuppelten
Halbzügen erfolgt über den WTB. Über zwei im Führerstand
integrierte Displays, in die ein Diagnosesystem implementiert
wurde, welches jederzeit einen Überblick über betriebliche
Besonderheiten und Störungen verschafft, erhält der Triebfahrzeugführer
ausführliche Informationen über den aktuellen Status
der verschiedenen Systeme. Die Diagnosemeldungen werden über
Mobilfunk an die entsprechenden Werkstätten weitergeleitet.
EINSATZSTRECKEN DES ICE3
Der Planbetrieb des ICE3 bei der Deutschen Bahn und den Niederländischen
Staatsbahnen begann mit der Expo 2000 am 1. Juni
2000. Der Einsatz erfolgte auf den Strecken München-Hannover,
Basel-Frankfurt-Hannover und Köln-Düsseldorf-Hannover. Seit
November 2000 fahren diese Züge von Amsterdam über Köln
nach Frankfurt (über die alte Rheinstrecke). Seit Anfang 2001
sind alle 50 Züge im Einsatz. Nach Inbetriebnahme der Neubaustrecke
Köln-Frankfurt verbinden diese Züge die beiden Metropolen
mit 330 km/h.
elektrischen Verbindungen entfallen können, was insgesamt die
Wartungszeiten und -kosten reduziert. Auch beim ICE3 werden in
verschiedenen Applikationen HARTING-Steckverbinder verwendet,
von denen zwei exemplarisch vorgestellt werden.
MOTORSENSORIK
Bei dieser Applikation, die unter dem Wagen in der Nähe des jeweiligen
Antriebs montiert ist, kommen die Han® 24HP-Gehäuse
mit Han-Quintax®-Kontakten für die Übertragung von Motordaten
(Temperaturüberwachungen, Drehzahlgeber) zum Einsatz.
MVB-VERTEILERBOX
Die MVB-Verteilerbox befindet sich im Wageninneren und separiert
den MVB. Der MVB ist redundant aufgebaut (line A + B) und
befindet sich innerhalb des Wagens in einem Kabel. Um einen
sicheren Betrieb zu gewährleisten, wird der Bus physikalisch auf
zwei Kabel aufgeteilt und separat zum Wagenübergang geführt.
Auf der Gegenseite wird der Bus wieder zusammengeführt. Zum
Einsatz kommen hier D-Sub-Steckverbinder in InduCom9-Gehäusen
(siehe nachfolgenden Artikel über InduCom9).
STECKVERBINDER-TECHNOLOGIE IM ICE
Von der Bahn wurde eine Option auf 13 weitere ICE3-Züge eingelöst,
Montagebeginn im Herbst 2002. Ein weiterer Erfolg für diese
Technologie zeigt die Tatsache, dass der ICE3 zukünftig auch in
Spanien fährt. Vom AVE S103 – so heißt der Zug offiziell – werden
16 Züge im Auftrag von Siemens ab Herbst 2002 gebaut.
Neue Züge und Lokomotiven werden heutzutage fast ausschließlich
modular aufgebaut. Demzufolge gewinnt die Steckverbinder-
Technologie für die Bahnindustrie immer mehr an Bedeutung.
Dies ist eine Herausforderung, der sich HARTING auch in Zukunft
sowohl im Bereich Energie- wie auch Signalübertragung stellen
wird. In Zusammenarbeit mit den Systemlieferanten wird die
Technologiegruppe HARTING den Transportation-Markt weiterhin
mit Lösungen für komplexeste Anforderungen und einfachste
Handhabung versorgen.
DER ICE3 UND HARTING
Um bei diesem Zug im Bedarfsfall Aggregate möglichst schnell
tauschen zu können, erfolgt der Aufbau in modularer Bauweise.
Somit ist die Steckverbinder-Technik hier ein sehr wichtiges
Thema. Bei auszutauschenden Aggregaten werden lediglich die
Steckverbindungen getrennt, so dass aufwändige Demontagen der
Frank Düker
Technischer Applikationssupport
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
frank.dueker@HARTING.com
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people | power | partnership

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HARTING tec.News 10-II-2002

tec.
T o p t h e m a
PRAXIS
InduCom9 – Kommunikationsstrukturen in der Bahntechnik,
robuste Schnittstellen mit zusätzlicher Funktionalität
Simon Seereiner
Produkten der Han®-Serie finden aber auch immer mehr
Steckverbinder für elektronische Geräte Einzug in diesen
Anwendungsbereich. Hierbei handelt es sich zum größten
Teil um Schnittstellen der D-Sub-Baureihe nach DIN 41652
sowie 41612. Diese – meist in Metallgehäuse eingebauten
– Schnittstellen sind besonders häufig dort zu finden, wo
Applikationen in der Nähe von elektromagnetischen Störquellen
wie z.B. Stromrichtern aufgebaut sind.
In industriellen Fertigungsstätten haben sich spezielle Bussysteme
im Bereich der Maschinensteuerung etabliert. Ähnliche Kommunikationsstrukturen
haben auch im Bereich der Bahntechnik
Einzug gehalten. Da aber in diesem Marktsegment andere Anforderungen
an die Kommunikation der einzelnen Busteilnehmer gestellt
werden als in der Fabrikautomation, können Standardbusse
wie Profi- oder Interbus hier nicht eingesetzt werden.
TRAIN COMMUNICATION NETWORK (TCN)
Die internationale Eisenbahner Union (UIC) hat gemeinsam mit
der internationalen Elektrotechnischen Normungsorganisation
(IEC) in zehnjähriger Arbeit einen Standard für die Kommunikation
im Schienenverkehr erarbeitet. Dieses auch als Bahnbus
bekannte Kommunikationsprotokoll ist unter der Mitwirkung führender
Hersteller und Eisenbahngesellschaften entstanden und
ermöglicht die Interoperabilität der Schienenfahrzeuge sowie die
Austauschbarkeit ihrer Ausrüstungen untereinander.
H
ARTING-Steckverbinder sind seit Jahren ein Markenzeichen
für robuste und zuverlässige Schnittstellentechnologie
in der Bahntechnik. Neben den bekannten
Das Kommunikationsnetz des TCN besteht aus zwei Hauptkomponenten.
Der Wire Train Bus (WTB) ist der Zugbus, der die einzelnen
Wagen eines Zuges miteinander verbindet. Dieser kann auf
einer Länge von 860 m bei einer Übertragungsgeschwindigkeit
von 1 Mbit/s bis zu 32 Fahrzeugsegmente miteinander verbinden.
Der Vorteil dieser Buskommunikation liegt darin begründet, dass
sich bei einer Änderung der Zugkomposition die Eigenschaften
und die Positionen der einzelnen Fahrzeugsegmente automatisch
am Hauptmaster neu konfigurieren und damit eine eindeutige
Identifikation der Zugsegmente innerhalb des Bordnetzwerkes
vereinfacht wird.
Der Multifunctional Vehicle Bus (MVB) ist für die Kommunikation
der Ausrüstung innerhalb eines Zuges zuständig. Bei einer
Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 1,5 Mbit/s kann er
4096 intelligente Steuerungen sowie E/A-Geräte miteinander
verbinden.
Während der WTB die zwei Zentralrechner der Endwagen eines
Zuges miteinander vernetzt, werden vom MVB die Türen, Stromrichter
sowie Bremssysteme bis hin zu den sanitären Anlagen gesteuert.
Beide Bussysteme nutzen die gleichen Protokollschichten
und garantieren ein deterministisches Verhalten.
Durch die Standardisierung dieser Kommunikationsprotokolle
wurde eine breite Akzeptanz dieser Bussysteme im Markt
geschaffen. Mehrere tausend Schienenfahrzeuge haben diese
Kommunikationsstruktur bereits implementiert und fast alle
Neufahrzeuge werden damit ausgestattet.
STECKVERBINDERLÖSUNGEN FÜR DAS TCN
Die in der Bahntechnik herrschenden Umgebungsbedingungen
sind geprägt durch elektromagnetische Störungen, starke Vibrationen
sowie stark variierende Temperaturen. Um elektronische
Komponenten in solchen Umgebungen sicher miteinander zu
21
people | power | partnership

verbinden, sind spezielle Verbindungstechniken notwendig. Das
bei Bahnsteuerungen zum Einsatz kommende Standardkommunikations-Interface
ist der bekannte D-Sub nach DIN 41652.
Um den Umgebungsbedingungen gerecht zu werden, wird dieser
in spezielle, störstrahlgesicherte Gehäuse eingesetzt. Um eine
optimale Abschirmung gegen mögliche Störstrahlen zu gewährleisten,
wird das Schirmgeflecht der Kabel mit einer sehr robusten
Anschlusstechnik am Gehäuse angebunden.
ANFORDERUNGEN
AN KOMMUNIKATIONS-
SCHNITTSTELLEN
Die als Crimpflanschtechnik
bekannte Anschlusstechnik
erlaubt den niederohmigen,
vollflächigen 360°-Anschluss
des Schirmgeflechtes des Kabels
am Gehäuse. Hierbei wird
ein gedrehter Flansch unter
das Schirmgeflecht des Kabels
geschoben und mit einer zu
dem Kabelaußendurchmesser
passenden Hülse vercrimpt.
Die dadurch erreichte Anbindung
des Kabelschirms an das
Metallgehäuse sowie die niederohmige
und induktivitätsarme
Verbindung zur Masse sorgen für eine optimale HF-Dichtigkeit
im Vergleich zu bestehenden Schirmanbindungskonzepten. Außerdem
ermöglicht diese Technik einen personal unabhängigen,
gleichbleibenden und stets reproduzierbaren hohen Qualitätsstandard
in der Fertigung. Dies ist bei Einsatz in Bussystemen mit
vielen Teilnehmerschnittstellen von besonderer Bedeutung.
Ein weiterer entscheidender Vorteil der Crimptechnik ist die
robuste Anbindung des Kabels an das Gehäuse. Das Kabel wird
hierbei verdrehsicher angebunden und bietet eine sehr gute Zugentlastung.
Selbst dicke Leitungen bis zu einem Außendurchmesser
von 13,5 mm lassen sich so problemlos an ein neunpoliges
D-Sub-Gehäuse anschließen. Die homogene Verformung des
Materials zwischen Crimpflansch und Crimphülse wirkt sich
ebenfalls positiv auf die Biegebelastbarkeit des Kabels aus, da
der Außenmantel des Kabels gleichmäßig verformt wird.
BUSSCHNITTSTELLE INDUCOM9
FÜR MVB- UND WTB-APPLIKATIONEN
Neue Einsatzgebiete bei MVB-Applikationen erhöhen auch die
Anforderung an die dazugehörige Schnittstelle. So beinhaltet
das mittlerweile für den MVB spezifizierte D-Sub-Gehäuse des
InduCom9 zusätzlich eine Leiterkarte im Gehäuse, auf der sich
elektronische Bauelemente befinden. Lötbrücken ermöglichen
die Auswahl unterschiedlichster Funktionen des eingesetzten
Bussystems. Die entsprechende Lötbrücke für die Ansteuerung
der Messkondensatoren sowie der Abschlusswiderstände muss
einfach nur durchtrennt werden, um spezielle Messaufgaben
bei der Installation des Bussystems zu übernehmen. Mit diesem
Gehäuse können Busverdrahtungen in einer T-Funktionalität realisiert
werden, die bei Ausfall einer Baugruppe oder beim Trennen
der Verbindung den Bus nicht unterbrechen.
Der Anschluss der Leitungen erfolgt mit Hilfe der zurzeit kleinsten
am Markt verfügbaren Käfigzugfederklemmen. Diese in der
Bahntechnik verbreitete Anschlusstechnik zeichnet sich durch
geringe Empfindlichkeit gegen Vibrationen aus. Sie wird in der
Bahntechnik neben der weit verbreiteten Crimptechnik akzeptiert
und bei Neuprojekten aufgrund der Zeitersparnis bei der
Installation bevorzugt.
22
HARTING tec.News 10-II-2002

Der Forderung nach Miniaturisierung der Steuerungen wird
durch die extrem hohe Packungsdichte mehrerer Gehäuse
nebeneinander sowie untereinander Rechnung getragen. Dabei
wird das Standardteilungsmaß des D-Sub nur um wenige zehntel
Millimeter überschritten, was ein dichtes Aneinanderreihen der
InduCom9-Gehäuse möglich macht. Diese optimale Packungsdichte
ermöglicht einen Einbau in Baugruppen mit einem Teilungsmaß
von 3 TE (15,24 mm).
Die vom Management der Deutschen Bahn AG angesprochenen
Visionen der berührungslosen Fahrgastkontrolle sowie Multimedia-Terminals
mit Internet-Anschluss und Video on Demand an
jedem Sitzplatz wären mit dieser Übertragungstechnik zu realisieren.
Auch für diese zukünftigen Anwendungen wird HARTING
dem Markt wieder innovative und gleichzeitig robuste Interface-
Lösungen zur Verfügung stellen.
ETHERNET IN DER BAHNTECHNIK
Angesichts der aktuellen Bestrebungen zur Standardisierung
eines ethernetfähigen Feldbusprotokolls im Automatisierungsumfeld
ist auch in der Bahntechnik das Bedürfnis nach einheitlicher
Kommunikation in den letzten Jahren gestiegen. Ethernet
könnte schon in wenigen Jahren die bestehenden MVB- und WTB-
Kommunikationsprotokolle sinnvoll ergänzen. In einer späteren
Ausbaustufe wäre eine Substitution des existierenden Bussystems
ebenso denkbar.
Simon Seereiner
Strategic Market Manager Industrial
Global Business Unit Electronics
HARTING Electronics GmbH & Co. KG
simon.seereiner@HARTING.com
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people | power | partnership

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HARTING tec.News 10-II-2002

tec.
T o p t h e m a
TECHNOLOGIE
Automatisierungs- und Leittechnik –
Neue technologische und organisatorische Trends
Prof. Dr.-Ing. Werner Söte
O
rganisatorische und technologische Trends sind
wesentliche Einflussgrößen bei der Entwicklung der
Automatisierungs- und Leittechnik zu einer offenen Systemtechnik,
eine Voraussetzung zur Integration in unternehmensübergreifende
Geschäftsprozesse. Starke Vernetzungen der
dezentralen Strukturen führen zur deutlichen Erhöhung der
Komplexität. Deren zukunftsorientierte Beherrschung kann
nur durch einfache, klare Strukturen erfolgen.
ERP
& PPS
MES & SCADA
OPC
ERP:
PPS:
Enterprise Resource Planning
Production Planning System
MES: Manufacturing Execution
System
SCADA: Supervisory Control
and Data Aquisition
OPC:
OLE for Process Control
ORGANISATORISCHE TRENDS
In der industriellen Produktion mit den zugehörigen Dienstleistungen
vollzieht sich derzeit ein tiefgreifender und schneller
Wandel. Auf den internationalen Absatzmärkten der Fertigungsindustrie
und der verfahrenstechnischen Industrie sind
Tendenzen zu beobachten, die sich in kurzen Produktzyklen,
Lieferzeiten, veränderter Fertigungstiefe sowie einer Zunahme
der Produktvarianten, bei steigenden Anforderungen an die
Qualität, äußern. Nicht nur aus diesen Gründen müssen die
Unternehmen organisatorische Maßnahmen ergreifen, um ihre
Kernkompetenzen zu optimieren.
Hier ist die informationstechnische Integration der verschiedenen
Geschäftsprozesse, die in vielen Unternehmen in Teilbereichen
schon erfolgt ist, ein wichtiger Schritt (Bild 1). Häufig ist der
Informationsfluss in einem Unternehmen historisch gewachsen.
Strukturen aus zwei unterschiedlichen informationstechnischen
Welten begegnen sich bei den Geschäftsprozessen wie der Fertigung
und dem betriebswirtschaftlichen Bereich. Zukünftig wird
die MES (Manufacturing Execution System)-Ebene ein wichtiger
Integrationsfaktor werden. In dieser Ebene ist aber noch kein
klarer Industrie-Standard erkennbar.
Aktorik / Sensorik
Abb. 2: Informationsfluss im Unternehmen
Die veränderte Fertigungstiefe führt zu einer verstärkten informationstechnischen
Integration der Zulieferunternehmen. In der
logistischen Kette werden Planungsdaten, Qualitätsdaten oder
auch Trace and Tracking-Funktionalitäten ausgetauscht. Das
Supply Chain Management (SCM) hat eine hohe strategische
Bedeutung, auch für kleine und mittlere Unternehmen (Bild
3). Voraussetzung für die Integration in den unternehmensübergreifenden
Informationsfluss ist, dass man offene Informationssysteme
in den verschiedenen Unternehmensebenen (Bild
2) einsetzt. Dies führt zu kostengünstigen Lösungen bei hoher
Informationsqualität. Die erläuterten organisatorischen Trends
sind wichtige Randbedingungen für den zukunftsorientierten
Einsatz der Automatisierungs- und Leittechnik.
TECHNOLOGISCHE TRENDS
Der volumenstarke Markt der Informationstechnik mit PC, Standardsoftwaresystemen
und objektorientierte Programmiertools
haben die Entwicklung der Automatisierungs- und Leittechnik
Betriebswirtschaftlicher
Prozess
Vertrieb
Supply Chain Planning
Vollständige Logistikkette
E-Commerce
Lieferant
Navison
Produzent
People-Soft
Distribution
SAP
mySAP.com
Händler
Oracle
Technischer Prozess
Kommunikationssystem
& Informationssystem
Abb. 1: Integration der Geschäftsprozesse
Abb. 3: Unternehmensübergreifender Informationsfluss
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people | power | partnership

Kommunikationstechnik
Automatisierungs-/
Leittechnik
Abb. 5: Fahrzeugbordnetz
Informations -
technik
Integration von control- und sicherheitsgerichteten Funktionen in
der Aktorik, Sensorik und im Verbindungsbereich.
Abb. 4: Technologieeinflüsse auf die Automatisierungstechnik
zu einer prozessübergreifenden Systemtechnik stark geprägt
(Bild 4), analog dazu die Kommunikationstechnik mit dem
Ethernet (TCP/IP-Protokoll), wire-less-Technologien und den
Internetdiensten. Die Entwicklung des Kraftfahrzeuges führt zu
mechatronischen Systemen, wie X-by-wire-Technik oder Energiemanagement,
um nur einige Punkte zu nennen. Zusätzlich erfolgt
die Integration von Telematiksystemen und des Infotainment ins
Fahrzeug (Bild 5). Das Marktvolumen der Fahrzeugelektronik
wächst entsprechend in den nächsten Jahren überproportional.
Dieser technologische Wandel hat, wie beim CAN-Bus sichtbar,
einen Einfluss auf die Automatisierungstechnik. Mechatronische
Systeme werden auch in anderen Branchen Eingang finden, was
zu einer Verstärkung des Effektes führt.
Die Parametrierung der Anlagen und die Wartung sollen nutzerfreundlich
und vorwiegend zentral erfolgen. Engineering-Tools
erhalten durch diese Entwicklung eine wesentliche strategische
Bedeutung. Langfristig werden sich nur dezentrale Systeme am
Markt durchsetzen, deren gesamte Funktionalität über ein integriertes
zentrales Engineering-Tool parametrierbar und wartbar
ist. Die Tools werden in Toolketten eingebunden, was eine durchgängige
Datenkonsistenz im vollständigen Life-Cycle ermöglicht,
von der Angebotsphase bis zum Betrieb (Bild 7). Off- und On-Line-
Simulationssysteme begleiten den gesamten Planungsprozess bis
zur Inbetriebnahme, auch während des Betriebes als integraler
Bestandteil in der Leittechnik. Dies wird die Qualität und die
Produktivität des Planungsprozesses deutlich verbessern und die
Inbetriebnahmekosten erheblich reduzieren, was auch zu einer
verbesserten Verlässlichkeit von Anlagen führt.
Der Marktdruck im Bereich der Automatisierungstechnik führt
in Richtung größere Flexibilität und höhere Verfügbarkeit von
ZUKUNFTSORIENTIERTE ENTWICKLUNGEN
Geht man von den organisatorischen und technologischen Randbedingungen
aus, prägen diese Entwicklungen entscheidend
die Automatisierungstechnik. Dies führt zu stark dezentralen
verteilten Systemen. Im feldnahen Bereich sind der CAN-Bus mit
Device Net, CANopen neben Profibus-DP, AS-Interface oder LON
in der Gebäudetechnik die wesentliche Technologietreiber. Auf
den nächsten Ebenen wird sich das Ethernet mit TCP/IP, Switch-
Technologien und Vollduplexbetrieb als Kommunikationssystem
weiter durchsetzen. Voraussetzung ist, dass eine standardisierte
Anwenderschicht für die Automatisierungstechnik (Bild 6) entsteht.
Der Trend zu verteilten Systemen führt zu einer stärkeren
Fahrzeugelektronik
Anwendungsschicht
PROPRIETÄRE SCHICHT
Modbus
ProfiNet
EtherNet / IP
Abb. 6: Kommunikationsschichten
Jahr 2002 ca. Jahr 2005
TCP / UDP
IP
Ethernet
1 MBit/s – 10 GBit/s
STANDARDISIERTE SCHICHT
26
HARTING tec.News 10-II-2002

TOOLKETTE
Schaltbild Architektur Fertigungsplan Fertigung
Fernwartungssystem
Konfiguration eMail Client
Mehrwertdienste E-Services
Internet / Intranet
SMS
Integration von Simulationssystemen
Abb. 7: Integrierte Projektierungs-/Validierungssysteme -Engineering Networking
Servicepoint
Router
Firewall
Provider
stationären Anlagen; dies gilt auch bei ortsungebundenen, wie
bei Baufahrzeugen und der allgemeinen Fahrzeugtechnik. Hier
ist das Aufgabenfeld des Teleservices. Eine wichtige Komponente
ist die Fernbeobachtung. Das Fachpersonal vor Ort wird im Servicefall
bei der Fehlersuche oder bei der Inbetriebnahme durch
eine internetgestützte Service-Leitstelle unterstützt. Weiter kann
man dezentrale Anlagen wie Automaten, z.B. für Lebens- und Genussmittel,
mit dynamischen Internetverbindungen im Low-Cost-
Bereich ausrüsten. Diese übertragen Störungsprotokolle aber auch
Verbrauchsstatistiken und andere Werte (Bild 8). Die Aufgaben
der internetgestützten Telewartung werden sich in nächster Zeit
entwickeln, wenn die kritischen Punkte um die Sicherheitsproblematik
technisch und rechtlich gelöst sind. Der Teleservice führt
zu neuen Dienstleistungen mit einer engen Verzahnung zwischen
prozessabhängiger Wartung und Logistik.
Die Automatisierungstechnik wird schon heute, zukünftig
verstärkt, durch die im Bild 4 skizzierten Technologietreiber beeinflusst
werden. Es sind aber die besonderen Anforderungen in
diesem Bereich zu berücksichtigen, wie hohe Verfügbarkeit und
Zuverlässigkeit, Echtzeitverhalten und deterministisches Verhalten,
intuitive und einfache Bedienbarkeit oder auch konsistente
Integration in den Planungsprozess, um nur einige Parametergrößen
zu nennen.
Modem
Anlagennetz
Feldbus / OPC
allg. Feldgerät
Dezentrale I/O
SPS
Abb. 8: Internetgestützter Teleservice
weitgehender Integration von Standardtechnologien erwartet.
Komplexe Anwendungsfälle mit umfangreichen verteilten Systemen
und häufigem Rekonfigurationsbedarf müssen beherrschbar
bleiben. Die Planungs- und Engineering-Tools erhalten eine strategische
Bedeutung in der Toolkette. Es darf aber nicht zu einer
Überautomatisierung führen. Wichtig ist die einfache vertikale
Integrationsfähigkeit mit den anderen Geschäftsprozessen. Dies
ist eine Voraussetzung für eine integrierende Automatisierungsund
Leittechnik im Rahmen des Supply Chain Managements, was
die Wettbewerbsfähigkeit vieler Unternehmen erhöht.
Die sich entwickelnde starke Vernetzung zu verteilten Systemen
beeinflusst entscheidend die Automatisierungs- und Leittechnik.
Eine größere Anzahl von parallelen Softwareprozessen mit Kommunikationsbeziehungen
– Erzeuger/Verbraucher, Client/Server
– erhöhen die Komplexität. Stärkere kurzfristigere Marktveränderungen
lösen häufiger Modifikationen im Live-Cycle einer Produktionsanlage
aus. Dies erfordert eine kostengünstige schnelle
Adaptierung der Automatisierungs- und Leittechnik an die neuen
Produktions-Randbedingungen.
Zusammenfassend ergibt sich, dass der internationale Automatisierungsmarkt
klar strukturierte, einfache Systeme mit
Prof. Dr.-Ing. Werner Söte
Fachhochschule Osnabrück,
Fachbereich Elektrotechnik und Informatik
Sprecher des Angewandten Forschungsschwerpunktes
Automatisierungssysteme (AFAS)
27
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tec.
T o p t h e m a
PRAXIS
Anwendungsneutrale Verkabelung
des Maschinennetzwerkes
Andreas Huhmann
E
s bleibt alles gleich. Wer die Feldbusinstallation kennt,
kann auch Ethernet installieren. Für HARTING stellte
sich die erste Herausforderung Ethernet in der adäquaten Lösung
der Steckverbinderproblematik. Der RJ Industrial setzt
hier einen Maßstab, da er nicht nur das industrietaugliche
Gehäuse, sondern auch einen industrietauglichen RJ 45-Kontakteinsatz
darstellt.
ANWENDUNGSNEUTRALE VERKABELUNG DIN EN 50173
Office 50173 Machine 50173
Campus backbone
cabling subsystem
Building backbone
cabling subsystem
Floor backbone
cabling subsystem
Machine
cabling subsystem
Für HARTING ist der Ethernetsteckverbinder – eingebettet in die
Thematik durchgängiger Installationssysteme – der Schlüssel,
um Ethernet in der Industrie beherrschbar zu machen. Weil hier
Difference ???
campus distributor
building distributor
floor distributor
machine distributor MO
terminal outlet
machine outlet
Abb.: Structured cabling systematics
Wenn die Arbeitsgruppen der Anwendungsneutralen Verkabelung
über die Industrie sprechen, sind sie durch ihren Office-
Hintergrund geprägt. Die Maschine ist eine separate Einheit,
die in Netzwerke der Gebäudeverkabelung einbezogen wird. Da
hier Office und Industrie konvergieren, ist eine höhere Hierarchieebene
durch das Office, die Feldebene aber durch die Umgebungsbedingung
der Maschine geprägt. Die Unvereinbarkeit der
Office- und Maschinen-Umgebungen wurde bereits beschrieben.
Es wird zukünftig nicht jegliche Installation anhand der Forderungen
der Maschine auszulegen sein. Es ergeben sich klare
Übergänge, die zwischen den Welten wandeln. Ein praktikabler
Weg wird in der DKE (Deutsche Kommission Elektrotechnik) als
Vorbereitung einer Industrie-DIN EN 50173 beschritten: Unterhalb
des Maschinenverteilers (MD) wird ein MO – das Machine
Outlet – definiert. Oberhalb dieses Outlet befindet sich ein Industriegebäudenetzwerk,
unterhalb das Maschinennetzwerk.
die bestehenden Feldbussysteme den Standard setzen, stellen
diese auch für Ethernet eine solide Grundlage dar. Andererseits
beinhaltet die DIN EN 50173 den Standard der Office-Verkabelung.
Lange haben sich diese konkurrierenden Standpunkte
dogmatisch gegeneinander behauptet. Im Sinne des Anwenders
hat HARTING hier die Anforderung der Applikation in den Vordergrund
gestellt. Eine Analyse bei Key-Kunden hat dabei gezeigt,
dass sowohl Office- als auch Feldverkabelung in gewissen
Bereichen ein gerechtfertigtes Nebeneinander führen werden. Es
kommt nur auf die richtigen Schnittstellen an.
Machine 1
Machine 2
28
HARTING tec.News 10-II-2002

Diese Differenzierung ist wichtig,
denn sie trägt den unterschiedlichen
Anforderungen Rechnung. Gateway Industrie PC / SPS
Feldbus
Alle kontroversen Diskussionen
400 V
der Vergangenheit sind an dieser
24 V
dezentrale
Unterteilung entbrannt. In den
Feldbaugruppe
Anforderungen der PNO (Profibus-
400 V
Nutzer-Organisation) und anderer
BUS
T-Stück
Han® InduNet
feldbusorientierter Organisationen
Systemkabel Einspeise-Steckverbinder
Sternkoppler
– Han® Q 8/0 Wanddurchführung
Medienkonverter
wurde verstärkt das Maschinennetzwerk
– Han-Brid® Hybrid-Steckverbinder Daten T-Stück aktiv
betrachtet. Im Office versteht
man unter der Anwendungsneutralität
Energie T-Stück
der Verkabelung die Nutzung
einer Verkabelung für unterschiedliche
Applikationen wie ISDN und
Ethernet. Als Anwendung wird also
das übertragene Datenprotokoll verstanden.
Im Industrieumfeld kann
Antrieb
Abb.: Feldbus-Systemverkabelung
Sensor-Aktor-Box
unter Anwendungsneutralität der einfache Umstieg klassischer
Feldbussysteme in Richtung Ethernet verstanden werden. Die
Veränderung des Kommunikationsprotokolls darf die Struktur
der Kommunikation nicht so verändern, dass der Gesamtaufbau
einer Maschine dadurch beeinflusst wird.
Es entstehen zwei Verkabelungsklassen für PROFInet-Anwendungen:
innerhalb und außerhalb des Schaltschranks. Diese Klassen
sind so ausgelegt, dass sie einen großen Anteil der industriellen
Applikationen abdecken. Eine Spezifikation dieser Klassen folgt
den Erfahrungen der Profibus-Richtlinie.
VERKABELUNG FÜR PROFINET
Die PROFInet-Steckverbinder übernehmen die Aufgabe, Geräte
oder ganze Netzsegmente steckbar zu verbinden. Damit diese
Verbindung zuverlässig funktioniert, ist eine Auslegung der
Schnittstellen entsprechend der industriellen Umgebungsanforderungen
notwendig. Steckverbinder, die über einen langen
Lebenszyklus z.B. einer Werkzeugmaschine sicher funktionieren,
unterscheiden sich signifikant von Officelösungen.
Aber auch innerhalb der industriellen Applikation existieren unterschiedlichste
Anforderungen. Die Differenzierung innerhalb
der Industrie besteht einerseits in einer Verkabelung innerhalb
oder außerhalb des Schaltschranks, andererseits in der Integration
der 24 Volt-Spannungsversorgung der Teilnehmer. Diese
Integration der 24 Volt-Spannungsversorgung wird analog zum
Profibus beim PROFInet als hybride Verkabelung bezeichnet.
Der Schaltschrankinnenraum variiert in wesentlichen Eigenschaften,
wie der Verschmutzung und der Temperatur, von den
Etagenverteilern der Officewelt. Deswegen findet auch innerhalb
des Schaltschranks eine Verschärfung der Anforderungen an die
Steckverbinder gegenüber der Officeverkabelung statt.
ÜBERTRAGUNGSPHYSIK
Die Übertragungsphysik schließt die elektrische Twisted Pair-
Verkabelung sowie die faseroptische Verkabelung ein. Die Übertragungsperformance
der Steckverbinder ist an 100 Mbit Ethernet
angepasst. Es sind nur solche RJ 45 als auch vierpolige M12
zulässig, die die Eigenschaften der Kategorie 5 (DIN EN 50173)
erfüllen.
VERBINDUNGSKABEL
Im Gegensatz zum Profibus sind bei PROFInet keine passiven
T-Stücke möglich. Alle Geräte werden über eine aktive Netzkomponente
angeschlossen. Um eine möglichst einfache Installation
zu gewährleisten, wurde das Übertragungskabel als beidseitig
identisch definiert. Diese Verbindungsleitung erfüllt damit die
Funktion der Patchleitung, die beidseitig gleich konfektioniert
ist. Die Kontaktbelegung des RJ 45 ist kompatibel zur IEEE 802.3
gewählt. Es besteht damit Kompatibilität zur strukturierten Gebäudeverkabelung.
29
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KONTAKTBELEGUNG
Die Kontaktanordnung ist folgendermaßen spezifiziert:
Signal
Kontaktbelegung
Funktion RJ 45 M12
TD + Transmission data + 1 1
TD - Transmission data - 2 3
RD + Receiver data + 3 2
RD - Receiver data - 6 4
Abb: Kontaktbelegung
Bei M12-Steckverbindern werden geschirmte, B-codierte Varianten
eingesetzt. Die Kontaktposition 5 ist aber geschlossen. Die
Stiftseite des Steckverbinders ist immer auf der Seite des Kabels.
Durch die Auswahl dieses M12-Typs ist das Vertauschen mit Profibus-Leitungen
sowie Sensor-/Aktor-Leitungen ausgeschlossen.
Abb.: Verbindungsleitungen
KUPPLUNGSSTECKVERBINDER
Verlängerungskabel oder fliegende Kupplungen sind über Kupplungssteckverbinder
realisierbar. Diese Kupplungen stehen für
alle aufgeführten Steckverbinder zur Verfügung (M12, RJ 45).
VERKABELUNGSTYPEN
Die industrielle Verkabelung stellt Verbindungen zwischen Geräten
im industriellen Umfeld her. Die eingesetzten Kabel sind
diesem Umfeld entsprechend auszulegen. Steckverbinder müssen
daher, unabhängig ob sie im IP 20-Bereich des Schaltschranks
oder im IP 67-Bereich eingesetzt werden, zum Anschluss von
Industriekabeln ausgelegt werden.
Abb.: Kupplungssteckverbinder
Kupplungssteckverbinder
Durch das Einfügen von Kupplungssteckverbindern entstehen zusätzliche
Stoßstellen, die die maximale Linklänge beeinflussen.
Jede zusätzliche Steckstelle reduziert die Linklänge um 5 m. Ein
Kupplungssteckverbinder reduziert damit die Länge um 10 m.
Im Gegensatz zur Feldverkabelung (Abb. Feldverkabelung) kann
aber bei der Verwendung einer reinen Schaltschrankverkabelung
(Patchtechnik) ein in seiner Übertragungsperformance reduziertes
Kabel eingesetzt werden (DIN EN 50173). Diese Ausnahme
ist auch im Industrieumfeld zulässig. Die hierdurch reduzierten
Übertragungsstrecken (maximal 10 m Patchkabel innerhalb einer
Verbindung zwischen Komponenten) führt zu einer Einschränkung,
die durch den durchgängigen Einsatz eines Kabeltyps
nicht gegeben ist.
Schaltschrank
Patchtechnik
Linktechnik
Abb.: Feldverkabelung
30
HARTING tec.News 10-II-2002

CROSS OVER
Da 100 Base T-Ethernet im Vollduplexbetrieb immer über zwei
getrennte Aderpaare geführt wird, findet ein Cross Over statt. Da
ein Cross Over in der Installation zu vermeiden ist, sind alle Netzkomponenten
so auszulegen, dass diese ein automatisches Cross
Over durchführen. Es ist sicherzustellen, dass alle Endgeräte über
eine Netzkomponente mit Autocrossing angeschlossen werden.
1:1-VERKABELUNG RJ 45 – RJ 45
DAS NEBENEINANDER DER INSTALLATIONSPHILOSOPHIEN
Eine Maschine ist kein Gebäude. Eine Maschine steht aber meistens
in einem Gebäude. Die Integration einer Maschine in ein
Unternehmensnetzwerk ist damit so gut wie immer die Integration
in ein Gebäudenetzwerk. Durch die Definition des MO ist es
gelungen, eine saubere Schnittstelle zwischen unterschiedlichen
Installationsphilosophien zu finden. Diese Trennung erlaubt es,
das Beste aus beiden Welten für den Anwender verfügbar zu
machen.
Als Symbol das MO. Innen Anschlusstechnik, die sich im Office
bewährt hat. Außen ein echter Industriesteckverbinder.
Es bleibt alles gleich.
Abb.: Kabelanschluss
ANSCHLUSSTECHNIK UND SYSTEMVERKABELUNG
Ein wesentliches Kriterium für
die industrielle Verwendbarkeit
besteht in der Beherrschbarkeit
der Anschlusstechnik auch vor Ort.
Hierzu stehen entsprechende Steckverbinder
sowohl für M12 als auch
für den RJ 45 zur Verfügung. Diese
Steckverbinder sind mit Standardwerkzeugen
einfach vor Ort konfektionierbar.
Steckverbinderlösungen,
die diese Option besitzen, sind bei
dem Einsatz zu bevorzugen. Für den
Endanwender unterscheidet sich die
Systemverkabelung für PROFInet
nicht von der Profibus-Verkabelung.
Industrie PC / SPS
Gateway
400 V
400 V
24 V
Systemkabel
– Han® Q 8/0
– Han-Brid®
Antrieb
Ethernet
Ethernet
Han®
Einspeise-Steckverbinder
InduNet
Wanddurchführung
Hybrid-Steckverbinder
Daten T-Stück aktiv
Sensor-Aktor-Box
Energie T-Stück
dezentrale
Feldbaugruppe
T-Stück
Sternkoppler
Medienkonverter
Abb.: Ethernet-Systemverkabelung
Andreas Huhmann
Market Manager Industry
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
andreas.huhmann@HARTING.com
people | power | partnership
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tec.
T o p t h e m a
LÖSUNGEN
Neue platzsparende Steckverbinderbaureihe
Han-Compact®
André Beneke
Anbaugehäuse mit dem Verriegelungsbügel auch auf das Tüllengehäuse
montiert werden, womit sich der Verriegelungsbügel
des Steckverbinders dann auf der Kabelseite befindet. Auf diese
Weise lassen sich auch Kabel-zu-Kabel-Verbindungen herstellen,
ohne ein spezielles Kupplungsgehäuse oder andere Sonderteile
zu benötigen.
Die PE-Übergabe ist bei der Han-Compact-Serie durch zwei solide,
voreilende Erdungskontakte zwischen Anbaugehäuse und kabelseitigem
Tüllengehäusesatz realisiert. Es können Erdungskabel
bis zu 10 mm 2 Querschnitt angeschlossen werden.
I
ndustrie-Rechtecksteckverbinder kommen heute in
nahezu sämtlichen industriellen Bereichen zum Einsatz.
Im allgemeinen Maschinenbau, in der Montage- und
Handhabungstechnik, im Industrieroboterbereich und in
der Bahnindustrie sind Steckverbinder nicht mehr wegzudenken.
Auch in der so genannten High-Tech-Industrie – z.B.
an Maschinen zur Herstellung und zum Handling von Wafern
– leisten sie zuverlässig ihren Dienst. Die neue Steckverbinderbaureihe
Han-Compact® aus dem Hause HARTING bietet
neben platzsparendem Design höchste Flexibilität.
Das Anbaugehäuse dieser Baureihe benötigt eine Anbaufläche
von nur 49 x 35 mm, und der Öffnungsbereich des Verriegelungsbügels
ermöglicht eine sehr platzsparende Montage mehrerer
Steckverbinder nebeneinander.
Es werden Tüllengehäuse mit geradem sowie seitlichem Kabeleingang
mit M25-Verschraubung angeboten. Dabei ist das
Tüllengehäuse zweigeteilt: Es besteht aus einem oberen Teil mit
dem Kabeleingang sowie einem darunter verwendeten Trägerteil.
Dieses Design ermöglicht zum einen eine leichte Montage der
Einsätze in das Tüllengehäuse und zum anderen einen schnellen
und sicheren Anschluss der Kabelseite.
Von den Anbaumaßen sind das Trägerteil des Tüllengehäuses
sowie das Anbaugehäuse identisch ausgelegt. Daher kann das
Die Steckverbinderserie bietet die Schutzart IP65, wobei eine
vernickelte Oberfläche einen entsprechenden Korrosionsschutz
realisiert.
Als Einsätze können für Han-Compact nahezu sämtliche Module
aus der bewährten Baureihe Han-Modular® verwendet werden.
Die Montage und Demontage der Module in die Gehäuse erfolgt
werkzeuglos. Es lassen sich – in Verbindung mit dem High Density
Modul (50 V, 5 A) – sehr robuste Signalverbindungen mit bis
zu 25 Kontakten realisieren
Es gibt Einsätze für 12 Han® D-Kontakte (DD-Modul, 250 V, 10
A) sowie Module für die bekannten 16 Ampere Han® E-Kontakte
(E-Modul sechspolig für 500 V und EE-Modul achtpolig für 400
V). Darüber hinaus können Module zur Realisierung von Koax-
Verbindungen und Pneumatik-Funktionen verwendet werden.
Auch Lichtwellenleiterübertragung lässt sich innerhalb eines
Han-Compact-Steckverbinders realisieren. In Verbindung mit dem
DD-Modul, dem E- und EE-Modul sowie dem Multicontact-Modul
können 1 mm POF-Verbindungen robust ausgeführt werden.
Auch Glasfaserübertragung (Multimode) ist möglich: innerhalb
des Multicontact-Moduls sowie des SC-Moduls.
Insbesondere als Leistungssteckverbinder stellt Han-Compact
eine optimale Lösung auf kleinstem Raum dar: In Verbindung
mit dem Han® C-Modul lässt sich ein Steckverbinder für ein 3-
Phasen-System (400/690 V) mit einer Stromtragfähigkeit von
über 40 A pro Kontakt realisieren. Das Axialschraub-Modul er-
32
HARTING tec.News 10-II-2002

möglicht sogar eine 1-Phasen-Übertragung von 60 A und mehr
(Spannung: 1000 V).
PLATZERSPARNIS BEI HOHER FLEXIBILITÄT …
Eine Forderung, die aus verschiedenen Branchen immer wieder
an die Lieferanten herangetragen wird, ist die nach möglichst
platzsparenden und flexibel einsetzbaren Produkten. Diesem
Anspruch trägt HARTING nun mit der Entwicklung der neuen
Steckverbinderbaureihe Han-Compact Rechnung. Besonders
platzsparend bzgl. der Anbausituation bietet sie durch ihr intelligentes
Gehäusekonzept neben einer einfachen Verarbeitung die
Realisierung vielfältiger Variationen mit einer überschaubaren
Anzahl von Gehäusekomponenten.
Durch die mögliche Verwendung nahezu sämtlicher Einzelmodule
der Han-Modular- Baureihe als Einsatz für den Han-Compact-
Steckverbinder eröffnet sich dem Anwender eine überaus große
Flexibilität bzgl. der für die Applikation notwendigen Steckverbindervarianten.
Dabei ergibt sich trotz der hohen Flexibilität nur ein
begrenzter Bedarf für verschiedene Einzelkomponenten, was den
Ansprüchen an eine reduzierte Lagerhaltung seitens der Kunden
entgegen kommt.
André Beneke
Market Manager IT-Industry & Robotics
Global Business Unit Electric
HARTING Electric GmbH & Co. KG
andre.beneke@HARTING.com
33
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tec.
T o p t h e m a
LÖSUNGEN
IP 67-Gerätefamilie schließt Lücke
in der dezentralen Industrie-Automation
Andreas Naß
B
edingt durch starken Wettbewerbs- und damit verbundenen
Kostendruck im Anlagen- und Maschinenbau ist
die Dezentralisierung von Automatisierungssystemen heute
eines der Hauptthemen dieser Branche.
34
HARTING tec.News 10-II-2002

Ziel hierbei ist die „schaltschranklose“ Installation. Zentrale
Diskussionsthemen sind die dazu benötigten Bussysteme sowie
die Gerätetechnik. Seit einiger Zeit wird zunehmend auch über
Installationskonzepte und die dafür notwendige elektromechanische
Interface-Technologie diskutiert. Erste Installationskonzepte,
wie zum Beispiel HARTING InduNet®, sind bereits auf dem
Markt erhältlich. Die Integration von Automatisierungsgeräten
in diese Installationskonzepte wurde bisher jedoch wenig vorangetrieben.
Diese Lücke im Bereich der dezentralen Automatisierung wird
nun durch eine neue IP 67-Gerätefamilie geschlossen. Bedarf
besteht hier vor allem an Peripherie, welche die Buskommunikation
im Feld sicherstellt. Hierzu zählen zum Beispiel Repeater,
Medienkonverter, Ethernet Switches und Hubs oder auch Geräte,
die beispielsweise Sternstrukturen mit Profibus realisieren.
Solche Sternstrukturen werden bei Profibus mit der fortschreitenden
Dezentralisierung benötigt, um einzelne Busteilnehmer
mit Stichleitungen an den Profibus zu koppeln.
In der Regel werden solche Geräte in der Schutzart IP 20 in separaten
Schaltschränken untergebracht. Dies gilt insbesondere
für Ethernet-Geräte. Die mit der dezentralen Automatisierung
verbundenen Einsparpotenziale werden wegen der benötigten
Schaltschränke nicht konsequent genutzt.
Geräte standen zwar in der Schutzart IP 67 schon eingeschränkt
zur Verfügung, waren aber im Bereich der Gehäusetechnologie
und insbesondere im Bereich der Steckverbindertechnologie verbesserungsfähig.
Auch fehlten bisher geeignete Steckverbinder,
insbesonders im Bereich Ethernet, um die IP 67-Geräte zum
Einsatz zu bringen.
Die neue IP 67-Gerätebaureihe von HARTING ist integraler
Bestandteil des gewählten Installationskonzepts. Ihr modularer
Aufbau gewährleistet, dass sie für unterschiedliche Installationssysteme
mit vertretbarem Kostenaufwand angeboten werden
können. Hierdurch werden Montagezeiten und somit Kosten bei
Neuinstallation und Wartung reduziert.
eingebunden. Im Bereich der Rechtecksteckverbinder stehen für
alle Bussysteme und Übertragungsmedien Steckverbinder in der
Baugröße 3A zur Verfügung.
Große Einsparpotenziale werden durch die Verwendung vorkonfektionierter
Kabel erreicht. Wo dies nicht möglich ist stehen
feldkonfektionierbare Lösungen in Schnellanschlusstechnik,
wie zum Beispiel dem HARAX®, zur Verfügung.
Abgerundet werden diese Installationskonzepte nun durch die
neuen IP 67-Geräte. Diese stellen die Kommunikation im Feld
über weite Strecken, beziehungsweise durch EMV-belastete
Bereiche in Form von Repeatern, Switches, Hubs und Medienkonvertern
sicher.
Einen wichtigen Gesichtspunkt bei der Entwicklung solcher industrietauglichen
IP 67-Geräte stellt neben der Elektronik auch
die Gehäusetechnologie dar. Bei der Art der Befestigung ist man
mit diesen Geräten sehr flexibel. Die Montage auf Hutschiene
oder die Befestigung stehend oder flach an der Wand ist mit
jedem Gerät möglich. Zeitverluste bei der Installation und somit
zusätzliche Kosten durch Geräte mit einer falschen Montageart
werden so vermieden.
Der dezentrale Einsatz in der rauen Industrieumgebung stellt
auch hohe Anforderungen an Dichtigkeit (IP 67), Vibrations- und
Klimafestigkeit. Dies wird mit speziellen Gehäusen erreicht sowie
durch besondere Maßnahmen beim Design der Elektronik.
Die IP 67-Geräte mit ihrem Funktionsschwerpunkt im Bereich
der Feldbustechnologie stellen die logische Weiterentwicklung
des HARTING-InduNet-Konzeptes von passiven Schnittstellen
hin zur kompletten IP 67-Systemlandschaft für die industrielle
Kommunikation dar.
Dieses Konzept ermöglicht es, die Einsparpotenziale durch die dezentralisierte
Automatisierung optimal auszuschöpfen und bietet
dem Anwender gleichzeitig einen höchstmöglichen Nutzen.
Wie sieht nun ein solches Installationskonzept in der Industriekommunikation
aus?
Die Steckverbinder dienen dazu, teure Montagezeit und die Fehlerwahrscheinlichkeit
zu reduzieren. Die Verbindung zwischen
der IP 20- und der IP 67-Umgebung erfolgt durch aktive und
passive Wanddurchführungen. Automatisierungsgeräte werden
über für das jeweilige Bussystem geeignete Steckverbinder
Andreas Naß
Director Engineering
Global Business Unit Electric
HARTING Electric GmbH & Co. KG
andreas.nass@HARTING.com
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tec.
T o p t h e m a
LÖSUNGEN
Geschirmter M12-Steckverbinder
mit Schnellanschlusstechnik HARAX®
Dirk Peter Post
Metallgehäuse übertragen, so dass zeitraubende Arbeitsschritte
entfallen. Schließlich werden die einzelnen Litzen durch das
Verschrauben einer Überwurfmutter in den Schneidklemmen
sicher kontaktiert.
Das robuste Gehäuse, bekannt durch den HARAX M12 L, eignet
sich hervorragend, um die entstehenden Kräfte und Momente
aufzunehmen. Hinzu kommt die Vergleichbarkeit in der Handhabung,
so dass sich für den geübten HARAX-Anwender nicht viel
ändern wird. Nur die Schirmübergabe ist neu.
In einem ersten Schritt wird ein geschirmter M12-Stecker für
Ethernet entwickelt. In der Zukunft soll es dann auch eine Profibus-Variante
geben.
I
n zahlreichen Applikationen sind geschirmte Leitungen
Standard, wenn Signale und Daten sicher und ohne
Verluste übertragen werden müssen. Kennzeichen dieser Art
von Leitungen ist, dass neben den einzelnen Litzen noch ein
zusätzliches Schirmgeflecht vorhanden ist. Dieser Typ von
Kabel stellt entsprechende Anforderungen an die Steckverbinder-Hersteller.
Jedoch erst wenn der Schirm korrekt
angeschlossen bzw. aufgelegt ist, wird das komplette System
vor schädlichen, störenden Einflüssen geschützt.
Der einzige bisher auf dem Markt erhältliche M12-Steckverbinder
greift auf die konventionelle Schraub-Anschlusstechnik zurück.
Jede einzelne Leitung muss dabei einzeln abisoliert und zeitaufwändig
angeschlossen werden. Dies verursacht entsprechende
Lohnkosten für den Elektriker.
Durch die Integration der Schnellanschlusstechnik HARAX ist
es in naher Zukunft möglich, die Installationszeit auf ein Drittel
zu reduzieren. In Summe gehen dadurch auch die Gesamtkosten
zurück.
HARAX überzeugt durch seine einfache Handhabung. Die einzelnen
Litzen werden in einen Spleißring eingeführt und auf Länge
abgeschnitten. Der Schirm wird durch einen Gleitring auf das
Dirk Peter Post
Product Manager
Global Business Unit Electric
HARTING Electric GmbH & Co. KG
dirk-peter.post@HARTING.com
36
HARTING tec.News 10-II-2002

tec.
T o p t h e m a
LÖSUNGEN
Optische Übertragungstechnik für Winkelcodierer
Theo W. Kessler
D
as unter der Leitung des Verbands deutscher Werkzeugmaschinenfabriken
(VDW) entwickelte DESINA-Konzept
(DEzentrale und Standardisierte INstAllationstechnik)
definiert unter anderem Profile für elektromechanische
Schnittstellen, für die Kabel- und Leitungstechnik sowie
häufig verwendete Feldkomponenten wie Sensoren, Ventile
und E/A-Verteilermodule.
In der Winkelmesstechnik sind für Standardanwendungen
kupferbasierte Signalleitungen
von Interesse, für höhere
Anforderungen bezüglich der
Übertragungssicherheit und
-entfernung kommen Lichtwellenleiter
zur Datenübertragung
zum Einsatz. Beide Varianten
der Signalleitungen werden mit
Cu-Leitern zur Spannungsversorgung
in einem Steckverbinder
kombiniert.
Der Einsatzschwerpunkt für Winkelcodierer zum Anschluss an
Profibus oder CANbus findet sich überall da an Maschinen und
Anlagen, wo unter Ausnutzung größtmöglicher Rationalisierungseffekte
Winkel und Wege zu erfassen sind, z.B. bei Transport- und
Zuführeinheiten, Peripherieeinheiten, ausgedehnten Kran- und
Verladeanlagen, in der Papiermaschinenindustrie und vielem
mehr. Das ursprünglich für die Werkzeugmaschinenindustrie
entwickelte DESINA-Konzept stellt somit die erarbeiteten Vorteile
nun branchenübergreifend unter Beweis.
Für beide Varianten bietet TWK-
Elektronik, Düsseldorf, hochauflösende
Winkelcodierer als
Profibus- und CANbus-Schnittstelle
an. Han-Brid®-Steckverbinder
aus dem Hause
HARTING gewährleisten den
einfachen und standardisierten
Anschluss an die Übertragungsmedien.
Theo W. Kessler
Geschäftsführer
TWK-Elektronik GmbH
37
people | power | partnership

tec.
T o p t h e m a
LÖSUNGEN
Die Zukunft ist steckbar –
steckbarer parallel optischer Link PAREOS
Rainer Bussmann
S
chnelle Verbindungen zwischen Baugruppen spielen
eine immer größere Rolle. Neben der klassischen elektrischen
Übertragungstechnik, wie sie zum Beispiel in Form
einer Backplane eingesetzt wird, setzt sich die optische Datenübertragung
auch auf Kurzstreckenverbindungen immer
mehr durch. Die auf der Baugruppe prozessierten elektrischen
Signale werden mit besonders hoher räumlicher Dichte durch
parallel optische Wandler übertragen, die auf mehreren Kanälen
gleichzeitig elektrische in optische Signale wandeln.
HARTING Electro-Optics präsentiert auf der electronica
2002 erstmalig seinen steckbaren parallel optischen Wandler
PAREOS.
Der parallele elektro-optische Wandler von PAREOS ist, wie auch
bei anderen parallel optischen Modulen, als separater Transmitter
bzw. Receiver ausgeführt. Die vom PAREOS-Transmitter erzeugten
optischen Signale werden durch Glasfaser-Bändchenkabel
mit zwölf Einzelfasern übertragen und vom PAREOS-Receiver in
elektrische Signale rückgewandelt.
Das HARTING PAREOS erlaubt eine Signalübertragungsrate von
120 Gbit/s auf den bis zu zwölf parallelen Kanälen. Die Übertragungslänge
ist von der Dispersion der verwendeten Multimode-
Glasfaser abhängig und kann bis zu 500 m betragen.
REAR ACCESS
FRONT ACCESS
Steckbares parallel optisches Modul PAREOS
38
HARTING tec.News 10-II-2002

Das PAREOS-Übertragungssystem besteht neben den parallel
arbeitenden elektro-optischen Wandlern aus einem speziellen,
für eine höchstbitratige Übertragung ausgelegten elektrischen
Steckverbinder. Die Kombination der Übertragungsrate von 10
Gbit/s pro Kanal mit der elektrischen Steckbarkeit erhöht den
Kundennutzen durch erhebliche Handling-Vorteile. Damit hebt
sich PAREOS deutlich von anderen parallel optischen Übertragungssystemen
ab.
Grundlegendes Prinzip der Signalübertragung bei PAREOS ist die
Zusammenführung von Licht emittierenden bzw. Licht empfangenden
optoelektronischen Halbleitern mit dem elektrischen bzw.
dem optischen Signalpfad. In der Praxis ist die Realisierung eines
elektrisch steckbaren parallel optischen Wandlers mit einer Datenrate
von 10 Gbit/s jedoch sehr aufwändig. Verschiedene Randbedingungen
sind beim Aufbau des elektrischen Steckverbinders
und der parallel optischen Wandlermodule zu berücksichtigen
und aufeinander abzustimmen.
Die elektrische Kontaktierung der Halbleiterbauelemente besteht
aus Drahtbondverbindungen. Diese müssen wegen der geforderten
Signalübertragungsraten von 10 Gbit/s ebenfalls optimiert
ausgeführt werden. Geeignet sind Bonddrähte aus Gold und eine
hochfrequenztaugliche Ausführung der Bondgeometrie.
Um unnötige Verluste zu vermeiden, wurde für PAREOS eine
möglichst direkte optische Kopplung gewählt. Auf die Verwendung
von Spiegeln oder ähnlichen passiven optischen Elementen
wird komplett verzichtet. Technologisch von hoher Bedeutung ist
die Präzision der Kopplung zwischen Halbleiterbauelementen
und Glasfasern. Entscheidend ist eine genaue Positionierung der
optischen Achsen von Halbleiterbauelementen und Glasfasern
zueinander. Durch Einhaltung einer Gesamtabweichung von 10
µm wird eine optische Kopplung mit geringsten Verlusten gewährleistet.
Außerdem wird ein optisches Übersprechen durch
Einstrahlen von Licht in die nur 250 µm entfernten Nebenkanäle
der Array-Anordnung vermieden.
Der elektrische Steckverbinder von PAREOS beruht auf dem Prinzip
der Impedanz angepassten und dadurch verlustarmen elektrischen
Signalübertragung. Aufgrund der Materialeigenschaften
und sonstigen Verlustfaktoren sind Übertragungsstrecken auf
Leiterplatten bei 10 Gbit/s auf wenige cm Länge beschränkt. Freie
Übertragung ohne Impedanzanpassung ist auf mm zu beschränken.
Im Fall des PAREOS-Steckverbinders wird dies durch flexible
Leiterfolien und eine neuartige Mikrokontaktierung erreicht, welche
die Signalqualität auch im Steckerbereich sicherstellt.
Die PAREOS-Module sind für den Einsatz in einem Temperaturbereich
von 0 °C bis 85 °C geplant. Begrenzender Faktor sind die
VCSEL, deren Strahlungsintensität und Lebensdauer bei höheren
Temperaturen absinkt.
Die in einem PAREOS-Modul enthaltenen Halbleiterbauelemente
produzieren eine Verlustleistung von bis zu 2 W. Eine effiziente
Kühlung ist deshalb gefordert, um die ausreichende Wärmeabführung
über einen Kühlkörper zu gewährleisten.
Ein bestimmender Faktor für die Wandlermodule ist die Auswahl
der Halbleiterkomponenten. Geeignete optoelektronische
Halbleiterbauelemente sind aufgrund der geforderten Parallelität
des elektro-optischen Wandlers so genannte vertikal emittierende
Laserdioden (VCSEL = Vertical Cavity Surface Emitting Laser),
die aufgrund ihres Herstellungsverfahrens als Arrays verfügbar
sind. Als Empfänger dienen spezielle PIN-Dioden, die ebenfalls
als Array verfügbar sind. Ein weiterer Schritt ist die Realisierung
eines elektrischen Signalpfads für 10 Gbit/s über eine wenige
Zentimeter messende Strecke. Der elektrische Signalpfad eines
PAREOS-Moduls reicht von der Kontaktstelle der flexiblen Leiterplatte
– der PAREOS-Steckverbindung – bis zu dem jeweiligen
optoelektronischen Halbleiterbauelement. Dies wird durch eine
differentielle Übertragung mit einer Stripline-Struktur erreicht.
Zur Vermeidung von Signalreflexionen und -verlusten ist eine
genaue Anpassung der Impedanz erforderlich; das erfordert eine
präzise Leiterplattenfertigung mit eng tolerierten Leiterbahnbreiten
und -abständen.
Die Einhaltung aller technischen Grenzwerte der PAREOS-Module
wird durch das nach DIN EN 45001 akkreditierte HARTING-Zentrallabor
entsprechend den Anforderungen der Telecordia 468 geprüft.
Eine Serienproduktion des PAREOS soll in 2004 starten.
Weitere Informationen zu den Produkten und Aktivitäten der
HARTING Electro-Optics GmbH & Co. KG stehen im Internet
unter www.harting-electro-optics.com zur Verfügung.
Rainer Bussmann
Manager Marketing & Electronic Design
HARTING Electro-Optics GmbH & Co. KG
rainer.bussmann@HARTING.com
39
people | power | partnership

tec.
T o p t h e m a
LÖSUNGEN
Vom Elektromagneten zum Smart Actuator
Dr. Claus Hellwig
B
ei der Entwicklung von Magneten bildet die Spezifikation
zur elektrischen und mechanischen Schnittstelle
die Grundlage. Dabei führt eine Vorverlagerung der
elektrischen Schnittstelle, d.h. die Integration elektronischer
Funktionalität, zu einer Systemlösung mit verbesserten bzw.
zusätzlichen Leistungsmerkmalen.
HARTING Automotive hat die mechatronische Systemlösung
‚Smart Actuator’ entwickelt, die folgende verbesserte bzw. zusätzliche
Funktionsmerkmale bietet:
l Eine Verkürzung der Schaltzeiten kann durch Ableitung erhöhter
Stromimpulse für die Schaltphase erreicht werden. Für
eine anschließende Haltephase kann der Strom entsprechend
abgesenkt werden, um Energie zu sparen und die Eigenerwärmung
des Magneten drastisch zu senken. Sinngemäß können
auch Umschaltimpulse für bistabile Magnete erzeugt werden.
Sehr vorteilhaft, jedoch problematisch, ist hier die Beibehaltung
einer 2-Draht-Ansteuerung.
l Im Gegenzug kann auch die Ansteuerung durch ein Steuersignal,
möglicherweise von einer SPS, über eine dritte Leitung
oder einen parallelen Bus mit Selektionsmöglichkeiten erfolgen.
l Eine Erweiterung des Eingangsspannungsbereiches ist besonders
in der Energie-Branche vorteilhaft, da der Magnet bei
direkter Ansteuerung für z.B + 20 % Überspannung thermisch
ausgelegt sein muss, jedoch bei – 30 % Unterspannung beispielsweise
gleichzeitig noch die Kraftforderungen erfüllen
muss. Eine Stromeinspeisung durch eine Chopper-Schaltung
bringt hier Volumen- und Gewichtseinsparungen.
l Zur Dämpfung der Schaltgeräusche leistet eine Sanftansteuerung
gute Dienste, die für die Rückwirkungen durch die Ankerbewegung
wirksam ausgelegt sein muss.
l Die Überwachung der Ankerbewegung für eine Statusabfrage
oder Fehlermeldung, eine Positionssteuerung des Ankers oder
gar eine Beeinflussung der Kraft-Weg-Charakteristik durch
Nachregelung des Stromes direkt durch einen Lagesensor oder
indirekt über magnetische Parameter ist ein weiteres lohnendes
Betätigungsfeld.
l Nicht zuletzt kann ein Smart Actuator für die Aktivierung einerseits
und die Überwachung andererseits auch für den CAN-
Bus ausgelegt sein oder besser über ein AS-Interface (ASi) verfügen.
Der dafür erforderliche Controller kann dann zusätzlich
selbst dezentral weitere Aufgaben übernehmen wie Erfassung
der Anzahl der Schaltzyklen oder Tendenzen im Schaltverhalten
für Wartungszwecke überwachen, eine thermische Überlastung
vorwarnen, verhindern und melden u.v.a.m.
l Der Magnet selbst kann im Stand-by auch als Sensor verwendet
werden, um bei externer mechanischer Betätigung durch einen
induzierten Impuls seine Ansteuerung für beliebige Reaktionen
zu wecken.
Je nach Spezifikation ist dabei die eine oder andere der folgenden
Aufgaben zu lösen:
l Bei einfachen Funktionen sollte ein 2-Draht-Anschluss beibehalten
werden, eine zusätzliche Signalleitung ist hier meist
nicht erwünscht.
l Mit diesen Produkten wird die Komponenten-Ebene verlassen.
Eine CE-Kennzeichnung wird erforderlich mit einer zugehörigen
Konformitätserklärung, die auch den Nachweis der EMV
einschließt.
l Bei Forderungen an einen bestimmten Schutzgrad ist ein Verguss
oder eine Kapselung vorzusehen. Dabei kann die Umgebungstemperatur
für die Elektronik bei Eigenerwärmung des
Magneten höher liegen als für das Gerät spezifiziert.
l Für die Erfassung von Position, Strom oder gar Kraft muss je
nach Anforderung eine möglichst integrierte und kostengünstige
Sensortechnik eingesetzt werden.
HARTING Automotive stellt sich auf dem Gebiet der Aktuatoren
anspruchsvollen Entwicklungszielen zur weiteren Qualifizierung
und Nutzenoptimierung ihrer Produkte. Hierzu stehen für die
dynamische Simulation der über das Magnetfeld gekoppelten
elektrischen und mechanischen Parameter und Komponenten Entwicklungswerkzeuge
zur Verfügung, und es liegen Erfahrungen
und Know-how vor, um die Einsatzmöglichkeiten der Magnete
durch Kombination mit Elektronik und Sensorik zu erweitern.
Dr. Claus Hellwig
Engineering Solenoid Systems
HARTING Automotive GmbH & Co. KG
claus.hellwig@HARTING.com
40
HARTING tec.News 10-II-2002

people | power | partnership
41

tec.
Vertrauen in Han®
John Moore
T o p t h e m a
INTERNATIONAL
D
er US-amerikanische Schienen-Transportmarkt erlebt
derzeit ein rasantes Wachstum, da immer mehr Menschen
ihre Gewohnheiten ändern und die Annehmlichkeiten
sowie den Komfort von Bahnreisen für sich entdecken.
Aufgrund einer durch die amerikanische Regierung bereitgestellten
$ 7,2 Mrd.-Finanzierung aus dem TEA 21-Gesetz
(Transportation Equity Act of the 21 st Century) erweitern viele
Gemeinden ihre Dienstleistungsangebote. Sie initiieren überall
dort „New Start“-Programme für die Bereitstellung von
Beförderungsmitteln, wo noch kein angemessenes Angebot
besteht. Große und kleine Städte und Bezirke erwerben Busse
und Bahnsysteme, um diesem Bedarf nachzukommen. In
Großstädten werden Heavy Rail-Systeme (wie z. B. MARTA
in Atlanta, Georgia) und Light Rail-Systeme (wie in Portland,
Oregon) geplant, erworben, gebaut und täglich benutzt. Die
Passagierzahlen erreichen Rekordhöhen. Immer mehr Amerikaner
lassen ihr Auto zu Hause stehen und entgehen überfüllten
und von Verspätung geplagten Flughäfen.
Während in Europa die Zughersteller oft auch nach Ablauf der
Garantiefrist für die Wartung der Fahrzeuge zuständig sind,
geht die Verantwortung für die Wartung und Instandsetzung
der Schienenfahrzeuge in den USA nach Ablauf der Garantiefrist
auf die Verkehrsbehörden über. Deshalb wählen diese ihre
Lieferanten mit besonderer Sorgfalt aus. Sie achten darauf, dass
Komponenten verwendet werden, die der enormen Beanspruchung
standhalten und eine lange Lebensdauer aufweisen und
entscheiden sich für Lieferanten, die einen guten Ruf haben und
für langlebige Produkte bekannt sind.
Für den Passagiertransport stehen verschiedene Schienensysteme
zur Verfügung. HARTING Inc. ist am besten mit den beiden
Systemen vertraut, die unter der Bezeichnung Light Rail- und
Heavy Rail-System bekannt sind. Light Rail-Systeme sind elektrische
Eisenbahnen für ein im Vergleich zu den Heavy Rail-Systemen
„geringeres Verkehrsvolumen“. Light Rail-Systeme oder
Leichtschienensysteme werden auf exklusiven oder mit anderen
gemeinsam genutzten Schienentrassen eingesetzt. Es kann sich
dabei um Hochflur- oder Niederflurkonstruktionen und Systeme
mit mehreren oder nur einem einzigen Bahnwagen handeln. Sie
werden vielfach auch als „Straßenbahnen“ bezeichnet. Heavy
Rail-Systeme sind elektrische Eisenbahnsysteme, die ein „hohes
Verkehrsvolumen“ aufnehmen können. Kennzeichnende Merkmale
für Heavy Rail-Systeme sind exklusive Schienentrassen,
mehrere Eisenbahnwagen, hohe Geschwindigkeit und schnelle
Beschleunigung, anspruchsvolle Signalsysteme und Hochflurkonstruktionen.
Solche Systeme sind auch unter den Bezeichnungen
„Schnellbahn“, „U-Bahn“, „Hochbahn“ oder „Stadtbahn“ (Metro)
bekannt. Ein Beispiel für ein Heavy Rail-System ist MARTA (Metropolitan
Atlanta Rapid Transit Authority).
Siemens Transportation Systems (STS) in Sacramento (Kalifornien)
ist einer der führenden Hersteller und Lieferanten von Light
Rail Vehicles (LRV – Leichtschienenfahrzeug) an nordamerikanische
Verkehrsbehörden. HARTING und Siemens arbeiten seit
vielen Jahren zusammen. Die Han-Verbindungstechnik wurde
bereits in vielen Projekten erfolgreich eingesetzt, so z. B. auch
in den Leichtschienenfahrzeugen in Portland, Salt Lake City
(die rechtzeitig vor den Olympischen Winterspielen 2002 fertig
gestellt wurden), Denver, Calgary und Los Angeles. STS hat
kürzlich den ersten Auftrag für ein US-amerikanisches Heavy
Rail-Projekt in Boston von der MBTA (Massachusetts Bay Transit
Authority) erhalten.
Das neueste STS-Projekt, das für volle Auftragsbücher sorgt,
entsteht in Houston. Dort wird ein neu entwickelter Zug des
Typs S70 eingesetzt. STS hat die Verbindungstechnik für alle
S70-Systeme entwickelt und damit zum ersten Mal ein Light Rail
Vehicle komplett mit Verbindungssystemen ausgestattet. Jeder
Zug besteht aus A-, B- und C-Wagen, die aneinander gekoppelt
werden. A und B sind identisch und „weisen“ in entgegengesetzte
Richtungen, während der C-Wagen jeweils zwischen den A und
B-Wagen gekoppelt wird.
Siemens hat Han® EEs, Han-Quintax® und weitere Han-Modular®-Steckverbindungssysteme
in die elektrische Anlage des Zugs
integriert und besonders die zeit- und raumsparenden Effekte
sowie die Vereinfachung hervorgehoben, die diese Technik ermöglicht.
Die Techniker von Siemens schätzen besonders, dass
die Verbindungstechnik der Kabelbäume so ausgelegt ist, dass
sie komplett außerhalb des Zugs getestet werden können. Das
verkürzt die Lieferzeit für den Zug enorm. Auch die Installateure
bestätigen, dass ihre Arbeit durch Han-Steckverbinder sehr viel
einfacher geworden ist.
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HARTING tec.News 10-II-2002

STS ist für die Entwicklung des ersten komplett mit Verbindungssystemen
hergestellten Cab Control Rack (CCR) verantwortlich.
Das CCR arbeitet mit einem kompletten Rack, das sich im Führerstand
des Zugführers befindet. Vom CCR werden Verbindungsleitungen
zum Dach, zum Steuerpult des Zugführers und zu zwei
weiteren halben Cab Racks geführt. Han-Steckverbinder sorgen
in Houston für zuverlässige Verbindungen für Hauptstrom, Antriebsbehälter,
Hochspannungswechselstrom, Bremsanlage, Signalanlage,
Kommunikation, Gelenkverbindung und Wagenkupplungen.
Das Han EE-Anschlussteil wurde aufgrund seiner hohen
Kontaktdichte und der Nennleistung von 16 Ampere gewählt.
Han-Modular wurde eingesetzt, weil STS die Möglichkeit haben
wollte, einzelne Systeme mit separaten Modulen voneinander zu
trennen. Die Trennung der unterschiedlichen Systeme sorgt für
vereinfachte Abläufe bei der Fehlersuche und -beseitigung sowie
bei der Installation. Die Kontakte der einzelnen Systeme befinden
sich in einem problemlos ausbaubaren Plug-in-Han-Modular-Gelenkrahmen.
Der neue Steckverbinder Han-Brid® RJ 45 wurde von STS auch
für bordinterne Ethernet-Systeme eingesetzt. Die unverwüstliche
Konstruktion und der einfache Einbau machen das Han-System
attraktiv für Siemens. Zudem hat STS beschlossen, diese Han-Brid
RJ 45-Ethernet-Verbindung zur Steuerung der Bestimmungsort-
Anzeige an der Vorderseite der Züge einzusetzen.
Die Verkehrsbehörde von Houston, die nach Ablauf der Garantiefrist
für die Wartung der Fahrzeuge verantwortlich sein wird,
ist mit der Ausführung sehr zufrieden. Auch Anschlussprojekte
sollen mit dieser Technik ausgestattet werden.
John Moore
Marketing Manager
HARTING Inc. of North America
john.moore@HARTING-usa.com
43
people | power | partnership

Dr. Gerd Habermann
Leiter des Unternehmerinstituts der Arbeitsgemeinschaft Selbständiger Unternehmer e.V.,
Dozent an der Universität Potsdam,
Vorstandsvorsitzender der Friedrich-August-von-Hayek-Stiftung.
Verfasser zahlreicher Bücher und Essays, darunter:
l Der Wohlfahrtsstaat. Die Geschichte eines Irrwegs (bei Ullstein),
l Der Weg zum Wohlstand. Ein Adam-Smith-Brevier (Ott-Verlag 2002).
44
HARTING tec.News 10-II-2002

tec.
T o p t h e m a
MANAGEMENT
Ethik und Unternehmertum
Dr. Gerd Habermann
E
s war die Entdeckung der schottischen Moralphilosophie
des 18. Jahrhunderts, der Ferguson, Adam
Smith, David Hume und vor ihnen des französischen Arztes
Mandeville, dass gerade der durch Moral, Recht, Wettbewerb
und Streben nach Anerkennung gebändigte Eigennutz der
stärkste Motor für das Allgemeinwohl sei. Allgemeinwohl
verstanden als bestmögliche Versorgung der Gesellschaft
mit Gütern und Dienstleistungen durch umfassende Handlungsfreiheit
der Bürger. Das „wohlverstandene Eigeninteresse“
wurde bei diesen Theoretikern zu einer ethischen
Kategorie.
Es gibt die bekannte Geschichte vom fränkischen Ritter Martin,
der, als er einen frierenden Bettler am Wegesrande sah, seinen
Mantel mit dem Schwerte teilte und dem Bettler die eine Hälfte
davon herunterreichte. Für diese Tat wurde er heilig gesprochen.
Aber ist dieses Teilen wirklich die bestmögliche Antwort auf
ein ökonomisches oder soziales Problem? Ein unternehmerisch
gesinnter Martin würde wohl eher hingehen, eine Mantelfabrik
gründen, Mäntel produzieren und dem Bettler einen Arbeitsplatz
anbieten, so dass er sich nun einen Mantel kaufen könnte statt
darum zu betteln. Dies ist die Ethik und das Ethos des Unternehmers!
Welche Ethik stiftet einen größeren Nutzen? Denn dafür ist
ja alle Ethik da. Sie soll dazu beitragen, die menschliche Wohlfahrt
zu vermehren. Hier der Bettler mit dem halben Mantel auf
der Straße, dort ein neu geschaffener Arbeitsplatz, mit einem Arbeitnehmer,
der von seiner Arbeit leben kann und darum nicht
mehr betteln muss. Die Antwort kann nicht zweifelhaft sein. Im
Falle Martins haben wir nur einen Heiligen mehr, aber keinen
Armen weniger.
DIE PFLICHT DES UNTERNEHMERS
Das, was für den Unternehmer wie für den Arbeitnehmer subjektiv
nützlich ist, ist es auch für die Gesamtheit: Eigeninteresse
wird in allgemeinen Vorteil verwandelt. Es ist darum die verdammte
Pflicht und Schuldigkeit des Unternehmers, ein „guter“
Unternehmer in dem Sinn zu sein, dass er nach den Grundsätzen
des wirtschaftlichen Prinzips, den Mitmenschen eine möglichst
nützliche Leistung erweist, sein Unternehmen fit hält und produziert.
Die zentrale ethische Bedeutung des Unternehmers liegt
darin, dass er, aus wohlverstandenem Eigennutz die Bedürfnisse
anderer Menschen befriedigt, d. h. deren Knappheiten vermindert
und ihre Freuden steigert. So ist es seine erste Pflicht und Schuldigkeit,
die vorhandenen Güter nicht zu „teilen“, sondern sie zu
vermehren. Durch das „Teilen“ des Vorhandenen kommt nicht ein
zusätzliches Brot auf den Markt.
DIE EINHALTUNG MORALISCHER REGELN ALS HANDLUNGS-
PRÄMISSE UNTERNEHMERISCHEN WIRKENS
Es ist nicht nur verwerflich, moralische Regeln zu verletzen. Es
ist auch außerordentlich dumm – zumindest auf längere Sicht. So
ist ja nicht nur die ökonomische Machtstellung, die ein Unternehmer
auf den Märkten innehat und die auf den guten Meinungen
der Kunden beruht, ein Wettbewerbsfaktor; mitentscheidend für
seinen Erfolg ist vielmehr auch die Reputation. Es gibt auch einen
Reputationswettbewerb. Vielleicht kann man Laufkundschaft oder
den Kunden am orientalischen Basar ungestraft übervorteilen. Bei
dauerhaften Geschäftsbeziehungen – und diese charakterisieren
die heutige Wirtschaftswelt – rächt sich unternehmerisches
Fehlverhalten bald.
Das Ethos des guten Unternehmers zeigt sich in allen unternehmerischen
Situationen: in der Führung der Mitarbeiter, im
Umgang mit seinen Gesellschaftern, in der Publizitätspolitik,
bei Rationalisierungen, bei der Gründung wie bei dem Ende
eines Unternehmens, bei allen Maßnahmen zur Sicherung des
Unternehmensbestandes durch Gesellschaftsvertrag, bei der
Nachfolgeregelung, bei der Entscheidungsoptimierung durch
die Bildung eines Beirates. Und selbst im Untergang, wenn
rechtzeitiges Aufgeben nicht möglich war: Wer in dieser Situation
„Haltung“ gegenüber Gläubigern, der allgemeinen Öffentlichkeit
und speziell auch den Mitarbeitern bewahrt, wer nicht die Fassung
verliert, der hat bereits die Grundlage für den kommenden
Wiederaufstieg gelegt.
Aufgabe des Unternehmers ist es, Nachfrage nach Produkten und
Leistungen auf wirtschaftlichste Weise zu befriedigen und dabei
Arbeit und Kapital wettbewerbsfähig zu verzinsen. Damit dient
er dem Gemeinwohl und damit bedient er sowohl Shareholder- als
auch Stakeholderinteressen optimal. Denn, wenn es den Unternehmen
gut geht und nur dann kann es auch den Mitarbeitern,
den Aktionären, dem Staat und der Gesellschaft insgesamt gut
gehen.
45
people | power | partnership

tec.
5 Jahre tec.News
Wulf Padecken
T o p t h e m a
RÜCKBLICK
I
m Mittelpunkt steht stets das Zukunftsthema
Nummer 1: Technologie.“ Mit diesen Worten von Dietmar
Harting startete unser Technologie-Magazin tec.News
seine Erfolgsgeschichte. Im zarten Alter von inzwischen
fünf Jahren – sonst doch eher mit dem Kindergartenbesuch
assoziiert – lohnt sich schon ein Rückblick auf die vergangenen
neun Ausgaben.
Gemäß der HARTING-Vision wurden Technologien für (und von)
Menschen dargestellt, globale Anwendungsfälle beleuchtet, und
auch der Aspekt „Werte für Menschen schaffen“ kam nicht zu
kurz.
Ein klein wenig stolz sind wir auf die illustre Schar an Gastautoren,
die unserem Magazin nicht nur Glanz verliehen, sondern
inhaltlich stets ins Schwarze trafen. Neben dem Jenoptik-Chef
und Ministerpräsidenten a.D. Dr. Lothar Späth, der das Thema
„Netzwerkkompetenz im Mittelstand“ beleuchtete, schrieben
der damalige BDI-Präsident Hans-Olaf Henkel über mobile
Kommunikation, DIHK-Präsident Ludwig Georg Braun über
„Mehr Wettbewerb in der Forschungslandschaft“ und Professor
Dr. Erich Staudt, Inhaber des Lehrstuhls für Arbeitsökonomie an
der Ruhr-Universität Bochum, über die Verbindung von Technologie
und Kompetenz zur Erlangung von Produktivitätsfortschritt.
Der Gastbeitrag der vorliegenden Ausgabe von Maria-Elisabeth
Schaeff ler, der persönlich haftenden Gesellschafterin der INA
Holding Schaeffler KG, bereichert die Liste unserer externen Autoren
in besonderer Weise. Die Thematik des Technologietreibers
Mittelstand spielt sowohl bei der INA Holding Schaeffler KG als
auch bei HARTING eine zentrale Rolle.
und hochinteressantem Inhalt. Auch konstruktive Kritik wurde
von der Redaktion gerne gehört und in den meisten Fällen auch
verarbeitet. Letztendlich aber sind Sie, liebe Leser, der Schlüssel
zum Erfolg des HARTING-Technologie-Magazins. Wir haben stets
versucht, Sie als Kunde, Lieferant, Wissenschaftler, als Pressevertreter,
Mitarbeiter oder als sonstiger Interessierter mit unseren
Artikeln anzusprechen. Auch in Zukunft werden wir darauf Wert
legen, Ihnen unsere technologischen Fähigkeiten und auch den
Geist der HARTING-Gruppe zu vermitteln.
Unser Dank gilt neben den treuen Lesern allerdings vor allem
den zahlreichen Autoren aus der gesamten HARTING-Gruppe,
die teils allein aber teils auch in HARTING-internen Teams wie
auch in Zusammenarbeit mit externen Autoren interessante,
technologisch anspruchsvolle, marktorientierte und spannende
Beiträge lieferten.
Insofern blicken wir guten Mutes auf die nächsten fünf Jahre und
versprechen Ihnen schon heute, weiter am technologischen Puls
der (HARTING-)Zeit zu bleiben.
Wulf Padecken
Chefredakteur
Die Schwerpunktthemen reichten in den vorausgegangenen
Ausgaben unter anderem von „Maschinen- und Anlagenbau“
und „Transport & Automobil“ über „Industrielle Netzwerke“ und
„Mobil-Kommunikation“ bis hin zu „Technology at Work“ und
unserem Unternehmensmotto „People – Power – Partnership“.
Von vielen Seiten wurde die Idee und Umsetzung der tec.News
gelobt als gelungene Kombination aus herausragendem Design
Wulf Padecken
Leiter des Zentralbereichs
Publizistik und Kommunikation
HARTING KGaA
wulf.padecken@HARTING.com
46
HARTING tec.News 10-II-2002

tec.
T o p t h e m a
MESSE
HARTING Messepräsenz 2002/03
ASIEN
EP China Beijing 13. - 16. 11. 2002
Taichung Automation Industry Exhibition Taichung 22. - 26. 11. 2002
AMERIKA
National Manufacturing Week Chicago 03. - 06. 03. 2003
OFC Atlanta 25. - 27. 03. 2003
EUROPA
WIN – World of Industry Istanbul 27. 02. - 02. 03. 2002
Tabatec Mainz 04. - 05. 11. 2002
electronica München 12. - 15. 11. 2002
Inel St. Petersburg 25. - 29. 11. 2002
Railtex 2002 Birmingham 26. - 28. 11. 2002
SPS/IPC/DRIVES Nürnberg 26. - 28. 11. 2002
ELEC 2002 Roissy 09. - 13. 12. 2002
AMPER Prag 01. - 04. 04. 2003
Hannover Messe Industrie Hannover 07. - 12. 04. 2003
47
people | power | partnership

Belgien
HARTING N.V./S.A.
Doornveld 8, B-1731 Zellik
Tel. +322/4660190, Fax +322/4667855
E-Mail: be@HARTING.com
Brasilien
HARTING Ltda.
Av. Dr. Lino de Moraes , Pq. Jabaquara
CEB 04360-001 - São Paulo - SP - Brazil
Tel. +5511/5034-0073
Fax +5511/5034-4743
E-Mail: br@HARTING.com
China
HARTING (HK) Limited
Shanghai Represen tative Office
Room 2302 Hong Kong Plaza South Tower
283 Huai Hai Road (M), Shanghai 200021
Tel. +86 21-6390-6935, 6390-6936
Fax +86 21-6390-6399
E-Mail: ChinaSales@HARTING.com.cn
Deutschland
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
Postfach 2451 – D-32381 Minden
Simeonscarré 1 – D-32427 Minden
Tel. (0571) 8896-0 – Fax (0571) 8896-282
E-Mail: de.sales@HARTING.com
Internet: http://www.HARTING.com
Finnland
HARTING Oy
Hakamäenkuja 11 A, FIN-01510 Vantaa
Tel. +358 - 50 - 589 - 0205
Fax +358935087320
E-Mail: fi@HARTING.com
Frankreich
HARTING France
ZAC Paris Nord II, B.P. 60058
181, av. des Nations,
F-95972 Roissy Charles de Gaulle Cédex
Tel. +33149383400, Fax +33148632306
E-Mail: fr@HARTING.com
Großbritannien
HARTING Ltd., Caswell Road
Brackmills Industrial Estate
GB-Northampton, NN4 7PW
Tel. +441604/766686, 827500
Fax +441604/706777
E-Mail: gb@HARTING.com
Hongkong
HARTING (HK) Limited
Regional Office Asia Pacific
4208 Metroplaza Tower 1
223 Hing Fong Road
Kwai Fong, N. T., Hong Kong
Tel. +852/2423-7338, Fax +852/2480-4378
E-Mail: AsiaPacific@HARTING.com.hk
Italien
HARTING SpA
Via Dell‘ Industria 7
I-20090 Vimodrone (Milano)
Tel. +3902/250801, Fax +3902/2650597
E-Mail: it@HARTING.com
Japan
HARTING K. K.
GITC 407, 1-18-2, Hakusan, Midori-ku
Yokohama, Japan 226-0006
Tel. +8145/9315715, Fax +8145/9315719
E-Mail: JapanSales@HARTING.co.jp
Korea
HARTING Korea Limited, 14/F FKI Building
28-1 Yoido-dong, Youngdungpo-Gu
Seoul 150-756
Tel. +82 2-784-4614, 784-4615
Fax +82 2-3776-0070
E-Mail: KoreaSales@HARTING.co.kr
Niederlande
HARTING B.V.
Larenweg 44, NL-5234 KA ‘s-Hertogenbosch
Postbus 3526, NL-5203 DM ‘s-Hertogenbosch
Tel. +3173/6410404, Fax +3173/6440699
E-Mail: verkoop.nl@HARTING.com
Norwegen
HARTING A/S
Østensjøveien 36, N-0667 Oslo
Tel. +4722/700555, Fax +4722/700570
E-Mail: no@HARTING.com
Österreich
HARTING Ges. m. b. H.
Deutschstraße 3, A-1230 Wien
Tel. +431/6162121, Fax +431/6162121-21
E-Mail: at@HARTING.com
Russland
HARTING ZAO, ul. Tobolskaja 12
Saint Petersburg, 194044 Russia
Tel. +7/812/3276477, Fax +7/812/3276478
E-Mail: HARTING@mail.wplus.net
Schweden
HARTING AB
Fagerstagatan 18 A, 5 tr., S-16353 Spånga
Tel. +468/4457171, Fax +468/4457170
E-Mail: se@HARTING.com
Schweiz
HARTING AG
Industriestrasse 26, CH-8604 Volketswil
Tel. +4119082060, Fax +4119082069
E-Mail: ch.zh@HARTING.com
Singapur
HARTING Singapore Pte Ltd.
No. 1 Coleman Street, #B1-21 The Adelphi
Singapore 179803
Tel. +6562255285, Fax +6562259947
E-Mail: SEAsiaSales@HARTING.com.my
Spanien
HARTING Elektronik S.A.
Josep Tarradellas 20-30 4 o 6 a
E-08029 Barcelona
Tel. +3493/3638484, Fax +3493/4199585
E-Mail: es@HARTING.com
Taiwan
HARTING R.O.C. Limited
Room 6, 10 Floor, No. 171
Sung-Te-Road, Taipei, Taiwan
Tel. +886-2-2346-3177
Fax +886-2-2346-2690
E-Mail: TaiwanSales@HARTING.com.tw
Tschechische Republik
HARTING spol. s.r.o.
Mlynská 2, 16000 Praha 6
Tel. +4202/20380450, Fax +4202/20380451
E-Mail: HARTING@HARTING.cz
USA
HARTING Inc. of North America
1370 Bowes Road, Elgin, Illinois 60123
Tel. +1 8 47 / 7 41-15 00
Fax +1 8 47 / 7 41-82 57 (Customer Service)
Fax +1 8 47 / 7 17-94 20 (Sales+Marketing)
E-Mail: more.info@HARTING.com
Ost-Europa
HARTING Bauelemente GmbH
Vertrieb Osteuropa
Bamberger Straße 7, D-01187 Dresden
Tel. +49351/4361760, Fax +49351/4361770
E-Mail: HARTING.dresden@t-online.de
HARTING KGaA
Marienwerderstraße 3 – 32339 Espelkamp
Postfach 11 33 – 32325 Espelkamp
Tel. +49 5772 47-0 – Fax +49 5772 47-400
E-Mail: de.sales@HARTING.com – Internet: www.HARTING.com