Kabeltechnik für Nutzfahrzeuge
Brandsichere Brummis
Der CAN-Bus hat sich für die Kommunikation in Fahrzeugen fest etabliert. Doch gerade in Nutzfahrzeugen wird die Informationstechnik immer ausgefeilter und intelligenter. Für die schnelle und sichere Datenübertragung müssen Leitungen deshalb entsprechend robust, brandsicher und vielseitig sein.
Bild: Lapp Kabel U.I. Lapp GmbHFür Nutzfahrzeuge gab es bisher keine spezialisierten Leitungen. Vielmehr wurden für Nutzfahrzeuge und deren Aufbauten Standard-CAN-Bus-Leitungen verwendet. Der CAN-Bus ist seit mehr als 30 Jahren Kommunikationsstandard in der Automobilbranche. Er kann bis zu 100 Steuergeräte vernetzen. Das serielle Bussystem gilt auch heute noch als das zentrale Nervensystem zur Übertragung von Daten der Fahrzeugelektronik. Mit der Zunahme der Informationstechnik in Fahrzeugen sind auch die Mengen an CAN-Datenleitungen enorm gestiegen. In einem Mittelklassewagen stecken meist schon mehrere tausend Meter Datenleitungen, in Erntemaschinen, Müllwagen oder Feuerwehrfahrzeugen sind es noch erheblich mehr. Die Anforderungen an Leitungen, die unter freiem Himmel und in Nutzfahrzeugen ihren Dienst tun, sind meist viel höher als die, für die Standardleitungen ausgelegt sind. Um teure Ausfälle zu vermeiden, sollten sie viel robuster und flexibler sein.
Datenleitung nach CAN-Standard
Lapp hat eine neue Datenleitung speziell für Nutzfahrzeuge vorgestellt, die entsprechend robust, brandsicher und vielseitig einsetzbar ist, die Unitronic Bus Heat 6722. Sie trotzt Öl, Benzin, Diesel, Schmierstoffen, UV-Licht sowie Wind und Wetter und ist außerdem nach ISO6722 Klasse B temperaturbeständig von -40 bis +105°C. Des Weiteren wurde die CAN-Busleitung nach ECE-R 118.0 zertifiziert - eine wichtige Norm, die das Brandverhalten von Innenraummaterialien regelt. Sie dient dem Schutz von Personen im Brandfall, etwa von LKW-Fahrern oder auch von Fahrgästen in Omnibussen. Die Norm schreibt vor, dass das Mantelmaterial halogenfrei sein muss. PVC-Kabel sind dafür nicht geeignet. Bei einem Feuer verbrennen PVC-Kabel zwar langsam, aber unter starker Rauchentwicklung, und mit dem Rauch gasen sie Halogene aus, darunter Chlor. Kommt Chlorgas mit Wasser in Verbindung - durch Löscharbeiten, oder wenn der Rauch in die Atemwege gerät - entsteht Chlorwasserstoff (Salzsäure), außerdem entstehen Säuren wie Fluorwasserstoff (Flusssäure) und Bromwasserstoff sowie das giftige Dioxin. Die Säuren verätzen die Atemwege und können schlimmstenfalls zum Tod führen, ebenso sind erhebliche Sachschäden möglich. Aus diesem Grund werden in sicherheitsrelevanten Bereichen meist Kabel mit PUR-Mantel eingesetzt. PUR ist halogenfrei. Ein normaler PUR-Mantel reicht heute allerdings nicht mehr aus, denn die Norm wurde 2015 verschärft und schreibt insbesondere strenge Flammtests vor: Dabei wird eine Flamme an die Mitte eines 50cm langen Kabelstücks gehalten und nach 15 bis 30s wieder entfernt. Der Brand am Kabelmantel muss innerhalb von 70s von selbst verlöschen, und die Flamme darf sich nicht weiter als zwanzig Zentimeter in jede Richtung ausbreiten. Ein normales PUR-Kabel würde diesen Flammtest nicht bestehen. Es würde zwar keine Halogene ausgasen, allerdings würde sich das Feuer wie an einer Zündschnur ausbreiten und könnte im Bus oder im Nutzfahrzeug weitere Kabel und die Inneneinrichtung in Brand stecken.
Bild: Lapp Kabel U.I. Lapp GmbHBrandschutz mit Spezial-PUR
Die Ingenieure von Lapp haben deshalb den PUR-Mantel entsprechend verbessert und einen Mantel aus Spezialpolyurethan entwickelt. Die Herausforderung bestand darin, das Brandverhalten von PUR auf das Niveau von PVC zu heben. Die neue Rezeptur enthält einige Additive, die keinerlei Gesundheitsgefahr darstellen, auch wenn sie bei einem Brand in die Luft gelangen sollten. Und sie enthalten keine Halogene. Das hört sich einfach an, in der Praxis war die Entwicklung allerdings extrem aufwändig. Zwei Jahre lang haben die Ingenieure an der geeigneten Rezeptur getüftelt, ein weiteres Jahr dauerte es, bis die Zertifizierung bei einem der beiden in Deutschland zuständigen Prüflabore durch war.
Weniger Gewicht und Platz
Neben dem Mantel aus Spezial-PUR zeichnet sich die neue Leitung von Lapp durch ihren geringen Durchmesser aus, denn in Nutzfahrzeugen ist der Platz für Leitungen meist begrenzt. Deshalb ist die neue CAN-Bus-Leitung als Sternvierer aufgebaut: bei einem Kabel mit vier Adern werden jeweils die zwei gegenüberliegenden Adern miteinander verseilt und die Paare dann ebenfalls verseilt (Twisted Pair). Der Außendurchmesser eines Sternvierer-Kabels beträgt nur das 2,4-fache des Durchmessers der vier einzelnen Adern im Inneren. Damit ist das Sternvierer-Kabel um rund 30 Prozent dünner als ein herkömmlich aufgebautes Kabel. Das spart Platz und Gewicht und erlaubt enge Biegeradien. Die CAN-Busleitung gibt es in vier Varianten mit Aderquerschnitten von 0,25 bis 0,75mm2. Damit kann sie unterschiedliche Zahlen von Teilnehmern sowie verschiedene Segmentlängen abdecken.
Brandschutz in Bussen
Ein besonders brandsicheres Kabel mit Spezial-PUR hat Lapp auch für Omnibusse entwickelt. Es erfüllt die neue EU-Norm und darf im Fahrgastraum von Omnibussen verlegt werden. Gleichzeitig überträgt die Etherline Heat 6722 hohe Datenraten je Variante nach Cat5e, Cat6A und Cat7. Die Leitung enthält acht flexible verzinnte Kupferleiter der Klasse AWG24 mit Querschnitten zwischen 0,18 und 0,20mm2. Das erlaubt Power over Ethernet, das Übertragen kleiner elektrischer Leistungen zum Betrieb von kleinen Geräten wie Sensoren oder Überwachungskameras.
Der CAN-Bus hat sich für die Kommunikation in Fahrzeugen fest etabliert. Doch gerade in Nutzfahrzeugen wird die Informationstechnik immer ausgefeilter und intelligenter. Für die schnelle und sichere Datenübertragung müssen Leitungen deshalb entsprechend robust, brandsicher und vielseitig sein.
Bild: Lapp Kabel U.I. Lapp GmbHFür Nutzfahrzeuge gab es bisher keine spezialisierten Leitungen. Vielmehr wurden für Nutzfahrzeuge und deren Aufbauten Standard-CAN-Bus-Leitungen verwendet. Der CAN-Bus ist seit mehr als 30 Jahren Kommunikationsstandard in der Automobilbranche. Er kann bis zu 100 Steuergeräte vernetzen. Das serielle Bussystem gilt auch heute noch als das zentrale Nervensystem zur Übertragung von Daten der Fahrzeugelektronik. Mit der Zunahme der Informationstechnik in Fahrzeugen sind auch die Mengen an CAN-Datenleitungen enorm gestiegen. In einem Mittelklassewagen stecken meist schon mehrere tausend Meter Datenleitungen, in Erntemaschinen, Müllwagen oder Feuerwehrfahrzeugen sind es noch erheblich mehr. Die Anforderungen an Leitungen, die unter freiem Himmel und in Nutzfahrzeugen ihren Dienst tun, sind meist viel höher als die, für die Standardleitungen ausgelegt sind. Um teure Ausfälle zu vermeiden, sollten sie viel robuster und flexibler sein.
Lapp Kabel U.I. Lapp GmbH
Dieser Artikel erschien in Industrial Communication Journal 4 2017 - 08.12.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
