DE102019218618A1

DE102019218618A1 - Steckverbindungseinheit, insbesondere für bahntechnische Anlagen, und Verfahren zu deren Benutzung

Info

Publication number: DE102019218618A1
Application number: DE102019218618.1A
Authority: DE
Inventors: Andres Gonzalez Guilarte
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindungseinheit SVE, die erfindungsgemäß redundante Steckplätze für Steckverbinder SV1, SV2, aufweist. Hier können beispielsweise zwei Kabel KB1, KB2 untergebracht werden, die beide dieselben Informationen durchleiten. Dies hat den Vorteil, dass die elektronische Schaltung ELS, die durch die Kabel KB1, KB2 verbunden ist, im laufenden Betrieb durch eine elektronische Ersatzschaltung ELE ausgewechselt werden kann, ohne dass eine Betriebspause eintritt. Zu diesem Zweck wird in einem ersten Schritt 1 zunächst das erste Kabel KB1 in die Steckverbindungseinheit SVE der elektronischen Ersatzschaltung gesteckt, sodass diese in Betrieb genommen werden kann. Anschließend kann die elektronische Schaltung ELS abgeschaltet werden und zuletzt auch das zweite Kabel KB2 in die Steckverbindungseinheit SVE der elektronischen Ersatzschaltung ELE eingesteckt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine bahntechnische Anwendung mit einer oben beschriebenen Steckverbindungseinheit SVE sowie ein Verfahren zum Betreiben einer bahntechnischen Anwendung, mit dem diese betrieben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft Steckverbindungseinheit mit mehreren Steckplätzen zur Aufnahme von Steckverbindern, wobei die Steckverbindungseinheit Anschlusskontakte für eine elektronische Schaltung aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Bahntechnische Anwendung mit einer elektronischen Schaltung. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zum Betreiben einer bahntechnischen Anwendung mit einer elektronischen Schaltung.
Es ist bekannt, dass insbesondere der bahntechnische Betrieb höchsten Sicherheitsanforderungen genügen muss. Der bahntechnische Betrieb wird durch bahntechnische Anlagen sichergestellt, in denen eine Vielzahl von einzelnen Komponenten zusammenarbeiten müssen und zu diesem Zweck in einem Informationsnetzwerk zusammengeschlossen sind.
Auch wenn die einzelnen Komponenten höchsten Sicherheitsanforderungen entsprechen, kann es passieren, dass in diesen Komponenten Fehler auftreten und diese ausgewechselt werden müssen. Hierdurch wird der bahntechnische Betrieb allerdings eingeschränkt, weil die Sicherheitsanforderungen im Augenblick des Wechsels nicht gewährleistet werden können. Eine Möglichkeit besteht darin, den Wechsel von Komponenten vorzunehmen, wenn der bahntechnische Betrieb nicht stattfindet, beispielsweise in der Nacht. Es kann jedoch auch von Nöten sein, einen sofortigen Wechsel von Bahnkomponenten vorzunehmen, die gerade ausgefallen sind oder auszufallen drohen. Im ersten Fall ist der Bahnbetrieb bereits unterbrochen im zweiten Fall muss der Bahnbetrieb geplant unterbrochen werden, um einem ungeplanten Ausfallen der beschädigten Komponente vorzugreifen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen bahntechnischen Betrieb, d. h. den Betrieb bahntechnischer Komponenten, oder den Betrieb von anderen sicherheitsrelevanten Anlagen auch dann jederzeit sicherzustellen, wenn ein sofortiger Austausch von zum Betrieb benötigten Komponenten erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Steckverbindungseinheit) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass je zwei gleichartige Steckplätze der Steckverbindungseinheit derart parallelgeschaltet sind, dass jeweils sich entsprechende Steckplatzkontakte der beiden Steckplätze gemeinsam auf einen gemeinsamen Anschlusskontakt der Steckverbindungseinheit geführt sind.
Die erfindungsgemäße Idee schlägt mit anderen Worten vor, dass die Steckverbindungseinheit dahingehend redundant ausgelegt ist, dass mehrere gleichartige Steckplätze verwendet werden können, um dieselben Anschlusskontakte für eine Anwendung, beispielsweise eine elektronische Baugruppe mehrfach zu adressieren. Unter gleichartigen Steckplätzen sind solche Steckplätze zu verstehen, die mit einer bestimmten Art von Steckverbinder kontaktiert werden können, sodass mit dem betreffenden Steckverbinder sowohl der eine Steckplatz als auch der andere Steckplatz verwendet werden kann.
Hierin liegt auch der wesentliche Vorteil bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit. Wird diese beispielsweise bei einer bahntechnischen Anwendung (oder einer anderen Anwendung) verbaut, so stehen für den Fall eines erforderlichen Austausches zwei Steckplätze für Steckverbinder zur Verfügung, so das durch Verwendung redundanter Kabel oder von Hilfskabeln, die auf den jeweils leeren Steckplatz gesteckt werden können, ein Austausch einer elektronischen Schaltung durch eine elektronische Ersatzschaltung möglich ist, ohne den Betrieb zu unterbrechen. Dies wird dadurch erreicht, dass die elektronische Hilfsschaltung, die die elektronische Schaltung ersetzen soll, bereits in Betrieb genommen werden kann, bevor die elektronische Schaltung ausgeschaltet wird. Das hierbei zum Einsatz kommende Anschlussverfahren wird im Folgenden noch näher erläutert.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit stellt vorteilhaft die oben beschriebene Funktion zur Verfügung. Dadurch, dass je ein Steckplatzkontakt in jedem der beiden Steckplätze auf denselben Anschlusskontakt geführt sind, ist eine elektrische Verbindung der elektronischen Baugruppe so lange gewährleistet, wie mindestens ein Steckverbinder in der Steckverbindungseinheit eingesteckt bleibt. Mit zwei parallelen Anschlusskabeln bzw. einem Anschlusskabel und einem Hilfskabel ist es dadurch möglich, eine elektronische Ersatzschaltung in Betrieb zu nehmen, während die elektronische Schaltung, die es auszuwechseln gilt, noch im Betrieb ist. Während des Auswechselns muss die Verkabelung in keinem Augenblick komplett getrennt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zwei gleichartigen Steckplätze zur Aufnahme je eines LAN-Steckverbinders ausgebildet sind.
Mit LAN-Steckverbindungen lassen sich vorteilhaft standardgemäße Netzwerke ausstatten. Mithilfe dieser Steckverbindungen können verschiedene Komponenten eines Netzwerks miteinander verbunden werden, sodass vorteilhaft große Gestaltungsmöglichkeiten für die Konzipierung des Netzwerkes sowie für die Auswahl der Komponenten bestehen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anschlusskontakte eine Montagefläche für eine Oberflächenmontage aufweisen.
Mittels einer Oberflächenmontage kann die Steckverbindungseinheit vorteilhaft bei der Herstellung der elektronischen Baugruppe, die vorzugsweise ebenfalls in Oberflächenmontage gefertigt wird, auf der elektronischen Baugruppe montiert und elektrisch kontaktiert werden. Dies erfolgt in einem Arbeitsschritt, sodass vorteilhaft Montageaufwand eingespart werden kann. Die Baugruppe lässt sich deswegen kostengünstig fertigen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anschlusskontakte aus Kontaktflächen bestehen, die auf einer Montageseite der Steckverbindungseinheit ausgebildet sind oder an die Montageseite angrenzen.
Durch Vorsehen von Kontaktflächen, die die Anschlusskontakte bilden, ist es vorteilhaft auf einfache Weise möglich, diese bei der Montage der Steckverbindungseinheit durch Löten herzustellen. Dabei werden die Kontaktflächen sowie geeignete Anschlussflächen auf der zugehörigen Leiterplatte mit Lotwerkstoff versehen und beispielsweise in einem Reflowlötprozess die Lötverbindungen gemeinsam mit denjenigen der anderen elektronischen Bauelemente der elektronischen Baugruppe hergestellt. Hierdurch entstehen vorteilhaft zuverlässige elektrische Kontakte, die überdies in einem Arbeitsgang wirtschaftlich hergestellt werden können.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anschlusskontakte von einer magnetischen Haltestruktur umgeben sind.
Eine magnetische Haltestruktur ermöglicht vorteilhaft eine besonders einfache Montage der Steckverbindungseinheit. Diese kann an eine magnetisierbare Struktur angesetzt werden und dort verbleiben. Dies ermöglicht beispielsweise auch eine vereinfachte Nachrüstung der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit bei elektronischen Schaltungen, die bereits im Betrieb sind und erst später ausgewechselt werden sollen. Beispielsweise lässt sich die Steckverbindungseinheit mit der magnetischen Haltestruktur an einem ferromagnetischen Gehäuse anbringen. Dabei können vorteilhaft auch die elektrischen Kontakte zwischen den Anschlusskontakten der Steckverbindungseinheit und der elektronischen Schaltung geschlossen werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steckplätze mit einer Sicherungsstruktur ausgestattet sind, die ein Lösen der Steckverbindungen verhindert.
Die Sicherungsstruktur vergrößert vorteilhaft die Funktionszuverlässigkeit der elektronischen Schaltung während deren Betrieb, also in dem Zeitabschnitt, in dem ein Wechsel der elektronischen Schaltung gegen die elektronische Ersatzschaltung nicht geplant ist. In dieser Zeit verhindert die Sicherungsstruktur vorteilhaft, dass sich der Steckverbinder versehentlich löst und so die Funktion der betreffenden elektronische Schaltung im Gesamtzusammenhang nicht mehr gewährleistet sein würde. Dabei ist es wichtig, dass die Sicherungsstruktur gelöst werden kann, damit der Steckverbinder im Falle eines erforderlichen Austausches der elektronischen Schaltung gegen die elektronische Ersatzschaltung ausgewechselt werden kann, ohne die Steckverbinder zu zerstören.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sicherungsstruktur aus einer Klappe besteht, die im geschlossenen Zustand die Steckverbinder in den Steckplätzen arretiert und Durchführungen für die an die Steckverbinder angeschlossenen Kabel aufweist, oder aus einer Schnappsicherung besteht, die im unverformten Zustand die Steckverbinder in den Steckplätzen arretiert.
Eine Klappe stellt vorteilhaft eine mechanisch sehr zuverlässige Struktur zur Verfügung, welche über einen Form Schluss eine Arretierung der Steckverbinder in den Steckplätzen der Steckverbindungseinheit gewährleistet. Die Klappe ist vorzugsweise einseitig an einem Scharnier gehalten und weist auf der gegenüberliegenden Seite eine Arretierung, beispielsweise eine Schraubverbindung auf. Diese muss für den Fall, dass die Steckverbinder aus der Steckverbindungseinheit entfernt werden sollen, gelöst werden, damit die Klappe aufgeklappt werden kann.
Eine Schnappsicherung lässt sich vorteilhaft besonders kostengünstig herstellen, da die Schnappverbinder einteilig mit dem Gehäuse der Steckverbindungseinheit gemeinsam hergestellt werden können (beispielsweise durch Spritzgießen). Die Schnappsicherung ist dabei elastisch, sodass das Einschieben eines Steckverbinders zu einem Nachgeben der Schnapssicherung führt und beispielsweise eine Rastnase am Rand des Steckverbinders einrasten kann und anschließend dessen Lösen verhindert. Um ein Lösen des Steckverwenders im Falle eines erforderlichen Austausches der elektronischen Schaltung mit einer elektronischen Ersatzschaltung zu ermöglichen, kann die Schnappsicherung gezielt elastisch verformt werden, damit der Steckverbinder wieder freigegeben wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Befestigungsvorrichtung für die elektronische Schaltung eine Schraubvorrichtung oder eine Schnappvorrichtung ausgebildet ist.
Eine Schraubverbindung stellt vorteilhaft eine besonders zuverlässige Befestigungsmöglichkeit für die Steckverbindungseinheit auf der elektronischen Schaltung dar. Außerdem ist es vorteilhaft möglich, die erfindungsgemäße Steckverbindungseinheit auch auf Baugruppen elektronischer Schaltungen nachzurüsten, die bereits im Betrieb sind und dass erfindungsgemäße Konzept für die Steckverbinder noch nicht aufweisen. Hierbei muss in den Schaltungsträger der elektronischen Schaltung oder in das Gehäuse der elektronischen Schaltung lediglich eine Aufnahmebohrung für die Schraubverbindung vorgesehen werden, womit eine Montage der Steckverbindungseinheit möglich wird.
Eine Schnappverbindung stellt vorteilhaft eine Montagevariante dar, die einerseits lösbar ist und andererseits durch eine einfache Handhabung im Montageprozess eingegliedert werden kann. Die Steckverbindungseinheit kann dann durch eine einfache Fügebewegung mit der elektronischen Schaltung verbunden werden, wobei die Schnappvorrichtung einrastet und die Steckverbindungseinheit zuverlässig gehalten wird. Auch ein Lösen ist erforderlichenfalls auf einfache Weise möglich, indem der Schnappverbinder geöffnet wird.
Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Bahntechnische Anwendung) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass die elektronische Schaltung eine Steckverbindungseinheit gemäß dem oben beschriebenen Aufbau aufweist.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit bei bahntechnischen Anwendungen ist besonders vorteilhaft, da diese auf höchstem Sicherheitsniveau betrieben werden müssen. Daraus folgt, dass Komponenten einer bahntechnischen Anwendung nicht ohne weiteres ausgewechselt werden können. Vielmehr ist zu berücksichtigen, dass die Sicherheit beim Betrieb der bahntechnischen Anwendung nicht eingeschränkt werden darf. Hierzu leistet eine bahntechnische Anwendung, die die erfindungsgemäße Steckverbindungseinheit verwendet, einen Beitrag, da ein Wechsel einer elektronischen Schaltung, die Teil der bahntechnischen Anwendung ist, im laufenden Betrieb ermöglicht wird, indem eine elektrische Kontaktierung der elektronischen Schaltung oder der elektronischen Ersatzschaltung, die stattdessen in die bahntechnische Anwendung eingebaut werden soll, zu jedem Zeitpunkt des Wechselprozesses gewährleistet ist.
Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass die elektronische Schaltung eine Steckverbindungseinheit gemäß dem oben beschriebenen Aufbau aufweist.
Die Vorteile, die mit dem Verfahren erreicht werden, sind im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit bereits erläutert worden und gelten analog auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Betrieb der bahntechnischen Anwendung, beide gleichartigen Steckplätze über Steckverbinder verkabelt sind, wobei

· eine elektronische Ersatzschaltung zur Verfügung gestellt wird, die die elektronische Schaltung ersetzen soll,
· einer der beiden Steckverbinder aus der Steckverbindungseinheit der elektronischen Schaltung gelöst wird,
• dieser Steckverbinder in die Steckverbindungseinheit der elektronischen Ersatzschaltung eingefügt wird,
• die elektronische Ersatzgestaltung in Betrieb genommen wird und danach die elektronische Schaltung außer Betrieb gesetzt wird,
• der zweite der beiden Steckverbinder aus der Steckverbindungseinheit der elektronischen Schaltung gelöst wird,
• dieser Steckverbinder in die Steckverbindungseinheit der elektronischen Ersatzschaltung eingefügt wird.

Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Signalverbindung zwischen der elektronischen Schaltung sowie der restlichen bahntechnischen Anwendung durch zwei gleiche Kabel gewährleistet, sodass bereits die Verkabelung redundant ausgeführt ist. Hierdurch wird es möglich, für den Fall, dass eine elektronische Ersatzschaltung die elektronische Schaltung ersetzen soll, zunächst nur eines der beiden Kabel mit zugehörigem Steckverbinder zu lösen, während das andere Kabel die Verbindung der elektronischen Schaltung mit der restlichen bahntechnischen Anwendung sicherstellt. Das bereits gelöste Kabel kann dann eine Verbindung der bahntechnischen Anwendung zur elektronischen Ersatzschaltung herstellen, sodass diese in Betrieb genommen werden kann. Dabei kommt es nicht zu einer Unterbrechung des Betriebs der bahntechnischen Anwendung, da bis zur Inbetriebnahme der elektronischen Ersatzschaltung die elektronische Schaltung verwendet werden kann. Erst nach Inbetriebnahme der elektronischen Ersatzschaltung kann die elektronische Schaltung außer Betrieb genommen werden. Nun ist es möglich, das zweite Kabel mit seinem Steckverbinder aus der elektronischen Schaltung zu lösen und ebenfalls in die elektronische Ersatzschaltung einzufügen, da auch diese den erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit mit die zwei Steckplätzen aufweist. Zuletzt kann die elektronische Schaltung entfernt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Betrieb der bahntechnischen Anwendung nur einer der beiden gleichartigen Steckplätze über einen Steckverbinder verkabelt ist, wobei

• eine elektronische Ersatzschaltung zur Verfügung gestellt wird, die die elektronische Schaltung ersetzen soll,
• ein Hilfskabel über zusätzliche Steckverbinder sowohl mit dem freien Steckplatz der Steckverbindungseinheit der elektronischen Schaltung als auch mit einem der Steckplätze der Steckverbindungseinheit der elektronischen Ersatzschaltung kontaktiert wird,
• die elektronische Ersatzgestaltung in Betrieb genommen wird und danach die elektronische Schaltung außer Betrieb gesetzt wird.

Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zweite Steckplatz der Steckverbindungseinheit nicht für ein redundantes Verbindungskabel der bahntechnischen Anwendung verwendet, sondern steht zur Verfügung, damit eine elektronische Ersatzschaltung über das Hilfskabel mit der elektronischen Schaltung verbunden werden kann. Da jeder Steckplatzkontakt des einen Steckplatzes mit dem vergleichbaren Steckplatzkontakt des anderen Steckplatzes in Verbindung steht, kann über das eingesteckte Hilfskabel jeder Pol des Steckverbinders des mit der bahntechnischen Anwendung verbundenen Kabels abgerufen und an den einen Steckplatz der Steckverbindungseinheit der elektronischen Ersatzschaltung weitergegeben werden.
Dadurch kann nach installieren des Hilfskabels zwischen der Steckverbindungseinheit der elektronischen Schaltung sowie der Steckverbindungseinheit der elektronischen Ersatzschaltung eine Inbetriebnahme der elektronischen Ersatzschaltung erfolgen, da diese bereits mit allen erforderlichen Signalen der bahntechnischen Anwendung versorgt wird. Anschließend kann die elektronische Schaltung außer Betrieb genommen werden.
Beide oben aufgeführten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens machen es möglich, dass der Betrieb der bahntechnischen Anwendung während des Verfahrens durchgehend durch mindestens eine der elektronischen Schaltung und der elektronischen Ersatzschaltung gewährleistet bleibt. Bei der zweiten Variante ist es allerdings erforderlich, dass die elektronische Schaltung bei einer günstigen Gelegenheit entfernt wird, wie dies im Folgenden noch näher erläutert wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Betrieb der bahntechnischen Anwendung während der Verfahrensschritte gemäß der letztgenannten Variante des Verfahrens durchgehend durch mindestens eine der elektronischen Schaltung und der elektronischen Ersatzschaltung gewährleistet bleibt, wobei im weiteren Betrieb der bahntechnischen Anwendung

• eine Betriebspause der elektronischen Ersatzschaltung abgewartet oder eingeplant wird,
• in der Betriebspause der Steckverbinder aus dem Steckplatz der der Steckverbindungseinheit der elektronischen Schaltung herausgelöst und in den Steckplatz der Steckverbindungseinheit der elektronischen Ersatzschaltung eingeführt wird,
• dass Hilfskabel mit seinen zusätzlichen Steckverbindern aus der elektronischen Schaltung sowie der Ersatzschaltung entfernt wird.

Durch die genannte Handlungsweise wird der Vorteil der zweitens Verfahrensvariante deutlich gemacht. Wenn ein sofortiger Austausch der elektronischen Schaltung durch eine elektronische Ersatzschaltung erforderlich wird, so kann dieser im laufenden Bahnbetrieb erfolgen, denn durch das Hilfskabel ist es möglich, dass ein Umschalten von der elektronischen Schaltung auf die elektronische Ersatzschaltung ohne Pause möglich ist. Dadurch, dass über die Steckverbindungseinheit der elektronischen Schaltung eine Weiterleitung der Signale zwischen dem Anschlusskabel und dem Hilfskabel auch möglich ist, wenn die elektronische Schaltung abgeschaltet ist, kann dieser hilfsweise Montagezustand aufrechterhalten werden, bis eine Betriebspause der bahntechnischen Anwendung eintritt und zu diesem Zeitpunkt ohne eine Störung des Betriebs der bahntechnischen Anwendung das Signalkabel mit seinem Steckverbinder aus der elektronischen Schaltung herausgelöst und in die elektronische Ersatzschaltung eingesetzt werden kann. Eine solche Betriebspause kann beispielsweise nach Betriebsschluss einer bahntechnischen Anlage entstehen oder auch im laufenden Betrieb eingeplant werden. Die Einplanung der Betriebspause kann zu einem Zeitpunkt erfolgen, wo dies den bahntechnischen Betrieb möglichst wenig oder überhaupt nicht stört. Damit ist die Planung der Betriebspause unabhängig von dem Erfordernis eines sofortigen Wechsels der elektronischen Schaltung, sodass der Wechsel selbst ohne zeitliche Einschränkung jederzeit vorgenommen werden kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
Es zeigen:

1 und 2 Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Steckverbindungseinheit, teilweise aufgeschnitten,
3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen bahntechnischen Anwendung mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit und einer elektronischen Schaltung als Seitenansicht,
4 und 5 Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens als schematische Darstellung einer elektronischen Schaltung und einer elektronischen Ersatzschaltung sowie durch Pfeile angedeuteten Handhabungsschritten.

In 1 ist eine Steckverbindungseinheit SVE dargestellt, die ein Gehäuse GHS aufweist. In diesem Gehäuse GHS sind in einer in 1 nicht näher dargestellten Weise Steckplätze STP angeordnet, in die passende Steckverbinder SV1, SV2, SV3, SV4 (vgl. 4 und 5) eingesteckt werden können. Die Steckplätze STP weisen Steckplatzkontakte SPK auf (vgl. 2), welche derart in den Steckplätzen STP angeordnet sind, dass der passende Steckverbinder SV diese elektrisch kontaktieren kann.
Wie 1 weiter zu entnehmen ist, sind an dem Gehäuse GHS Anschlusskontakte ASK angeordnet, die in nicht näher dargestellter Weise mit einer elektronischen Schaltung ELS (vgl. 3) kontaktiert werden können. Außerdem weist das Gehäuse GHS auch Schraubverbindungen SRV auf, die dazu dienen, dass die Steckverbindungseinheit SVE auf einem Schaltungsträger STR mit Schrauben SRA montiert werden kann (vgl. 3).
Außerdem ist an dem Gehäuse GHS gemäß 1 eine Klappe KLP mit einem Scharnier SRN gehalten, sodass diese Klappe KLP vor die Öffnungen der Steckplätze STP geklappt werden kann. Die Klappe KLP dient dabei zur Sicherung der in 1 nicht dargestellten Steckverbinder SV1, SV2, SV3, SV4, wobei Kabel der Steckverbinder (nicht dargestellt) durch Durchführungen DRV in der Klappe KLP gesteckt werden können. Die Klappe KLP weist außerdem eine Aufnahme AFN für eine nicht dargestellte Schraube auf, wobei die Aufnahme AFN auch in dem Gehäuse GHS vorgesehen ist, sodass die Klappe KLP durch Schließen der Schraubverbindung fixiert werden kann.
In 2 sind die Anschlusskontakte ASK an einer Seitenwand des Gehäuses GHS vorgesehen. Diese bilden einen Teil der Oberfläche dieser Seitenwand, sodass beispielsweise eine Montage der so ausgebildeten Steckverbindungseinheit SVE auf dem Schaltungsträger STR gemäß 3 möglich ist. Durch Lötverbindungen LVB gemäß 3 ist somit eine Kontaktierung der Steckverbindungseinheit SVE mit dem Schaltungsträger STR möglich, wobei die Montage nach dem Prinzip der Oberflächenmontage über eine Montagefläche MTF der Steckverbindungseinheit SVE erfolgt.
Weiterhin ist in dem Gehäuse GHS gemäß 2 eine magnetische Haltestruktur MGN vorgesehen. Diese ermöglicht das Aufsetzen des Gehäuses GHS auf eine metallische Anschlussstruktur, die sich jenseits der die Anschlusskontakte ASK aufweisenden Fläche befindet. Hierbei können gleichzeitig die Anschlusskontakte ASK mit geeigneten Kontakten verbunden werden, die auf der nicht dargestellten Außenfläche des die Unterlage für die Steckverbindungseinheit SVE bildenden Objektes (beispielsweise Gehäuse).
Weiterhin ist zur Sicherung des montierten Gehäuses GHS eine Schnappverbindung SNV vorgesehen, die aus elastischen Schnappnasen besteht. Diese Schnappnasen treten bei einer Montage der Steckverbindungseinheit SVE mit nicht dargestellten Gegenstücken des Einbauortes in Wechselwirkung und verhindern somit ein ungewolltes Lösen der Steckverbindungseinheit SVE.
Weiterhin sind die Steckplätze STP gemäß 2 mit Schnappsicherungen SNS ausgestattet, wobei diese ähnlich aufgebaut sind wie die Schnappverbinder SNV. Dies bedeutet, dass, wenn die Steckverbinder SV1, SV2 (vgl. 4) in die Steckplätze STP eingesetzt werden, sich die Rastnasen der Schnappsicherungen SNS in den Steckverbindern verhaken und dadurch ein Herausrutschen verhindern. Sollen die Schnappverbinder SV1, SV2 aus den Steckplätzen STP entfernt werden, so müssen die Schnappsicherungen SNS zu diesem Zweck in geeigneter Weise elastisch verformt werden, sodass diese die Steckverbinder SV1, SV2 wieder freigeben.
Die Steckverbindungseinheiten SVE gemäß 1 und 2 stellen Strukturen dar, deren Einzelteile untereinander austauschbar sind. Insbesondere können die Schraubverbindungen SRV gemäß 1 sowie die Klappe KLP gemäß 1 einzeln oder beide auch in dem Gehäuse GHS gemäß 2 integriert werden. Andersherum können der Schnappverbinder SNV die Schnappsicherung SNS sowie die magnetische Haltestruktur MGN zusammen oder einzeln auch am Gehäuse GHS gemäß 1 verbaut werden. Zuletzt ist es auch möglich, die Anschlusskontakte ASK gemäß 1 bei dem Gehäuse GHS gemäß 2 und andersherum die Anschlusskontakte ASK gemäß 2 bei dem Gehäuse GHS gemäß 1 anzuordnen.
In 3 besteht eine bahntechnische Anwendung zumindest teilweise aus einer elektronischen Schaltung ELS, die aus mehreren elektronischen Bauelementen EBE zusammengesetzt ist. Die elektronischen Bauelemente EBE sowie die Steckverbindungseinheit SVE sind auf einem gemeinsamen Schaltungsträger STR montiert. Bei dem elektronischen Schaltungsträger STR kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte oder um ein die Schaltung tragendes Gehäuse eines Gerätes handeln.
Der 4 lässt sich ein Verfahren für das Auswechseln der elektronischen Schaltung ELS gegen eine elektronische Ersatzschaltung ELE entnehmen. Hierbei ist zu bemerken, dass die elektronische Ersatzschaltung ELE den Funktionsumfang der elektronischen Schaltung ELS zur Verfügung stellt, damit der Bahnbetrieb aufrechterhalten werden kann, nachdem die elektronische Schaltung ELS abgeschaltet wurde. Selbstverständlich kann die elektronische Ersatzschaltung ELE auch einen größeren Funktionsumfang aufweisen, wenn beispielsweise ein Upgrade des bahntechnischen Systems auf der Hardwareseite erfolgen soll. Zuletzt kann die elektronische Schaltung ELS auch Funktionselemente enthalten, die im Funktionsumfang für die bahntechnische Anwendung derzeit nicht (mehr) erforderlich sind und infolge dessen durch den Funktionsumfang der elektronischen Ersatzschaltung ELE nicht abgedeckt werden.
Die beiden Kabel KB1, KB2 führen zu der Steckverbindungseinheit SVE der elektronischen Schaltung ELS und sind mit den Steckverbindern SV1, SV2 in den nicht näher dargestellten Steckplätzen der Steckverbindungseinheit SVE montiert. Bei den Kabeln KB1, KB2 handelt es sich um redundante Kabel, die zur Übertragung derselben Signale vorgesehen sind. Hierdurch wird nicht nur beim Betrieb der elektronischen Schaltung ELS eine Informationsredundanz erzeugt, die dazu führt, dass beispielsweise das versehentliche Durchtrennen eines der beiden Kabel KB1, KB2 unschädlich für die Funktion der elektronischen Schaltung ELS ist, sondern ein Austausch der elektronischen Schaltung ELS durch die elektronische Ersatzschaltung ELE ist problemlos zu bewerkstelligen. Zu diesem Zweck wird erst das eine Kabel KB1 mit dem Steckverbinder SV1 aus der elektronischen Schaltung ELS gelöst und, wie der Pfeil 1 andeutet, in der Steckverbindungseinheit SVE der elektronischen Ersatzschaltung ELE platziert. Nun kann die elektronische Ersatzschaltung ELE in Betrieb genommen und die elektronische Schaltung ELS außer Betrieb gesetzt werden. Das zweite Kabel KB2 mit dem zweiten Steckverbinder SV2 kann nun, wie Pfeil 2 darstellt, ebenfalls aus der elektronischen Schaltung ELS gelöst und mit der elektronischen Ersatzschaltung ELE verbunden werden.
In 5 ist eine Variante des Verfahrens zum Austausch der elektronischen Schaltung ELS durch die elektronische Ersatzschaltung ELE dargestellt. Bei dieser Variante ist nur ein Kabel KB1 im Betrieb der elektronischen Schaltung ELS mit der zugehörigen Steckverbindungseinheit SVE über den Steckverbinder SV1 kontaktiert. Soll die elektronische Schaltung ELS jetzt durch die elektronische Ersatzschaltung ELE ausgetauscht werden, wird zunächst in einem ersten Schritt (vgl. Pfeil 1) ein Hilfskabel KBH derart montiert, dass dieses mit den Steckverbindern SV3, SV4 jeweils einen Steckplatz in der Steckverbindungseinheit SVE der elektronischen Schaltung ELS und in der Steckverbindungseinheit SVE der elektronischen Ersatzschaltung ELE besetzt. Nun ist eine Kontaktierung der elektronischen Ersatzschaltung über das Hilfskabel KBH und die Steckverbindungseinheit SVE der elektronischen Schaltung ELS gegeben, sodass die elektronische Ersatzschaltung ELE in Betrieb genommen werden kann. Anschließend kann die elektronische Schaltung ELS abgeschaltet werden.
Um die elektronische Schaltung ELS entfernen zu können, ist es erforderlich, dass, wie mit Pfeil 2 angedeutet, das erste Kabel KB1 mit dem ersten Steckverbinder SV1 in die Steckverbindungseinheit SVE der elektronischen Ersatzschaltung ELE gewechselt wird. Dies ist allerdings nur möglich, wenn eine Betriebspause für die elektronische Ersatzschaltung ELE vorliegt. Diese kann allerdings abgewartet werden, da die Funktion der elektronischen Ersatzschaltung ELE gegeben ist und eine eventuelle Gefahr (zum Beispiel Ausfall), die für den Betrieb von der elektronischen Schaltung ELS ausgegangen wäre, bereits gebannt ist. Sobald eine Betriebspause eintritt oder geplant werden kann, wird das erste Kabel KB1 auf die elektronische Ersatzschaltung ELE umgesteckt (Pfeil 2) und das Hilfskabel KBH entfernt (Pfeil 3) . Danach kann auch die elektronische Schaltung ELS ausgebaut und/oder entfernt werden.
Bezugszeichenliste

SVE: Steckverbindungseinheit
GHS: Gehäuse
SV1, SV2, SV3, SV4: Steckverbinder
ASK: Anschlusskontakte
ELS: elektronische Schaltung
ELE: elektronische Ersatzschaltung
STR: Schaltungsträger
EBE: elektronisches Bauelement
STP: Steckplatz
SPK: Steckplatzkontakt
MTF: Montagefläche
LVB: Lötverbindung
MGN: magnetische Haltestruktur
KLP: Klappe
DRF: Durchführung
KB1, KB2: Kabel
KBH: Hilfskabel
SRN: Scharnier
AFN: Aufnahme
SRV: Schraubvorrichtung
SRA: Schraube
SNV: Schnappvorrichtung
SNS: Schnappsicherung

Claims

Steckverbindungseinheit (SVE) mit mehreren Steckplätzen (STP) zur Aufnahme von Steckverbindern (SV1, SV2), wobei die Steckverbindungseinheit (SVE) Anschlusskontakte (ASK) für eine elektronische Schaltung (ELS) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei gleichartige Steckplätze (STP) der Steckverbindungseinheit (SVE) derart parallelgeschaltet sind, dass jeweils sich entsprechende Steckplatzkontakte (SPK) der beiden Steckplätze (STP) gemeinsam auf einen gemeinsamen Anschlusskontakt (ASK) der Steckverbindungseinheit (SVE) geführt sind.
Steckverbindungseinheit (SVE) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei gleichartigen Steckplätze (STP) zur Aufnahme je eines LAN-Steckverbinders ausgebildet sind.
Steckverbindungseinheit (SVE) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (ASK) eine Montagefläche (MTF) für eine Oberflächenmontage aufweisen.
Steckverbindungseinheit (SVE) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (ASK) aus Kontaktflächen bestehen, die auf einer Montageseite der Steckverbindungseinheit (SVE) ausgebildet sind oder an die Montageseite angrenzen.
Steckverbindungseinheit (SVE) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (ASK) von einer magnetischen Haltestruktur (MGN) umgeben sind.
Steckverbindungseinheit (SVE) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckplätze (STP) mit einer Sicherungsstruktur ausgestattet sind, die ein Lösen der Steckverbindungen verhindert.
Steckverbindungseinheit (SVE) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsstruktur aus einer Klappe (KLP) besteht, die im geschlossenen Zustand die Steckverbinder (SV1, SV2) in den Steckplätzen (STP) arretiert und Durchführungen für die an die Steckverbinder (SV1, SV2) angeschlossenen Kabel (KB1, KB2) aufweist, oder aus einer Schnappsicherung (SNS) besteht, die im unverformten Zustand die Steckverbinder (SV1, SV2) in den Steckplätzen (STP) arretiert.
Steckverbindungseinheit (SVE) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (KLP) gegenüber einem Scharnier (SRN) eine Aufnahme für eine ein Öffnen der Klappe (KLP) verhindernde Schraubverbindung aufweist.
Steckverbindungseinheit (SVE) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsvorrichtung für die elektronische Schaltung (ELS) eine Schraubvorrichtung (SRV) oder eine Schnappvorrichtung (SNV) ausgebildet ist.
Bahntechnische Anwendung mit einer elektronischen Schaltung (ELS), dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (ELS) eine Steckverbindungseinheit (SVE) nach einem der Ansprüche 1-9 aufweist.
Verfahren zum Betreiben einer bahntechnischen Anwendung mit einer elektronischen Schaltung (ELS), dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (ELS) eine Steckverbindungseinheit (SVE) nach einem der Ansprüche 1-9 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der bahntechnischen Anwendung, beide gleichartigen Steckplätze (STP) über Steckverbinder (SV1, SV2) verkabelt sind, wobei • eine elektronische Ersatzschaltung (ELE) zur Verfügung gestellt wird, die die elektronische Schaltung (ELS) ersetzen soll, • einer der beiden Steckverbinder (SV1, SV2) aus der Steckverbindungseinheit (SVE) der elektronischen Schaltung (ELS) gelöst wird, • dieser Steckverbinder (SV1, SV2) in die Steckverbindungseinheit (SVE) der elektronischen Ersatzschaltung (ELE) eingefügt wird, • die elektronische Ersatzgestaltung (ELE) in Betrieb genommen wird und danach die elektronische Schaltung (ELS) außer Betrieb gesetzt wird, • der zweite der beiden Steckverbinder (SV1, SV2) aus der Steckverbindungseinheit (SVE) der elektronischen Schaltung (ELS) gelöst wird, • dieser Steckverbinder (SV1, SV2) in die Steckverbindungseinheit (SVE) der elektronischen Ersatzschaltung (ELE) eingefügt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der bahntechnischen Anwendung nur einer der beiden gleichartigen Steckplätze (STP) über einen Steckverbinder (SV1, SV2) verkabelt ist, wobei • eine elektronische Ersatzschaltung (ELE) zur Verfügung gestellt wird, die die elektronische Schaltung (ELS) ersetzen soll, • ein Hilfskabel über zusätzliche Steckverbinder sowohl mit dem freien Steckplatz der Steckverbindungseinheit der elektronischen Schaltung als auch mit einem der Steckplätze der Steckverbindungseinheit der elektronischen Ersatzschaltung kontaktiert wird, • die elektronische Ersatzgestaltung in Betrieb genommen wird und danach die elektronische Schaltung außer Betrieb gesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12-13, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb der bahntechnischen Anwendung während des Verfahrens durchgehend durch mindestens eine der elektronischen Schaltung und der elektronischen Ersatzschaltung gewährleistet bleibt.
Verfahren nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb der bahntechnischen Anwendung während der Verfahrensschritte gemäß Anspruch 13 durchgehend durch mindestens eine der elektronischen Schaltung und der elektronischen Ersatzschaltung gewährleistet bleibt, wobei im weiteren Betrieb der bahntechnischen Anwendung • eine Betriebspause der elektronischen Ersatzschaltung abgewartet oder eingeplant wird, • in der Betriebspause der Steckverbinder aus dem Steckplatz der der Steckverbindungseinheit der elektronischen Schaltung herausgelöst und in den Steckplatz der Steckverbindungseinheit der elektronischen Ersatzschaltung eingeführt wird, • dass Hilfskabel mit seinen zusätzlichen Steckverbindern aus der elektronischen Schaltung sowie der Ersatzschaltung entfernt wird.