WO2024061589A1 - Anordnung einer systemkomponente eines schienenfahrzeugs mit einer steckverbindung und ein schienenfahrzeug mit einer solchen anordnung - Google Patents

Anordnung einer systemkomponente eines schienenfahrzeugs mit einer steckverbindung und ein schienenfahrzeug mit einer solchen anordnung Download PDF

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WO2024061589A1
WO2024061589A1 PCT/EP2023/073910 EP2023073910W WO2024061589A1 WO 2024061589 A1 WO2024061589 A1 WO 2024061589A1 EP 2023073910 W EP2023073910 W EP 2023073910W WO 2024061589 A1 WO2024061589 A1 WO 2024061589A1
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transmission unit
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system component
transmission
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Geza KATONA
Gyorgy VANCSAY
Dirk Knobloch
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Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH
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    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/2245—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members in which the common actuating member acts on two levers carrying the braking members, e.g. tong-type brakes

Definitions

  • the invention relates to an arrangement of a system component of a rail vehicle with an intelligent plug connection (smart plug) according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a rail vehicle with such an arrangement.
  • Brake calipers are widely used in rail vehicle braking systems. They essentially consist of a force generator, which ensures the provision of operating or spring energy, and an adjuster module, which compensates for wear.
  • the other components of a brake caliper include a console, which allows the brake unit to be attached to the bogie, as well as caliper levers for transferring the clamping force to the brake disc and brake pad holders with brake pads.
  • Cable connectors with associated sockets are now a common solution for connecting electrical components of (rail) vehicle systems.
  • intelligent plug connection also means an “intelligent plug”, whereby the intelligent plug connection is both the intelligent plug and an associated intelligent socket or a suitable intelligent device as a counterpart to the intelligent plug - summarizes.
  • Intelligent plugs or plug connections are used for the wireless transmission of data and/or electrical energy. Combinations of wireless and wired transmissions are also possible, e.g. signal lines, control lines and/or power lines can be connected.
  • NFC Near Field Communication
  • a wireless transmission of electrical energy for example for operating sensors or charging electrical energy storage devices, is usually achieved by inductive charging.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved arrangement of a system component of a rail vehicle with an intelligent plug connection, whereby the disadvantages mentioned above are eliminated or at least no longer occur in a significant way.
  • Another task is to provide a rail vehicle with such an arrangement.
  • the task is solved by the subject matter of claim 1.
  • the further task is solved by the subject matter of claim 20.
  • One inventive idea is to use an intelligent plug connection (smart plug).
  • An arrangement according to the invention comprises at least one system component of a rail vehicle with at least one plug connection between the system component of the rail vehicle and the rail vehicle.
  • the at least one plug connection is designed as an intelligent plug connection with at least one wireless transmission path.
  • a particular advantage here is that the physical structure of a system with the arrangement is significantly simpler than in the prior art.
  • the physical structure is simpler than in the prior art.
  • the arrangement can be upgraded quickly and easily through software updates (e.g. when a new component is added); the physical structure of the arrangement does not have to be changed.
  • Another advantage is that intelligent plug connections can process signals from one or more sensors, switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units without physical changes.
  • intelligent plug connections can standardize the electrical systems of the (rail) vehicle, which further improves reliability and vehicle availability.
  • a rail vehicle according to the invention with at least one system component in particular has at least one arrangement described above.
  • the at least one intelligent plug connection comprises a first transmission unit and a second transmission unit with the common, at least one transmission path and a shield. In this way, an advantageously simple structure with a small space requirement is made possible.
  • the at least one wireless transmission link is a bidirectional transmission link. This has the advantage that data can not only be transferred in one direction, e.g. from a sensor to an evaluation unit, but also in the opposite direction. This is advantageous because, for example, system upgrades of the sensors, switches and/or other functional units on the system component side are easier and quicker than in the prior art.
  • Another advantage is that pairing of the transmission units is ensured by the position of the ends of the transmission units.
  • the first transmission unit is assigned to the system component and is connected to sensors, switches and/or other electronic/electromechanical functional units of the system component by means of electrically conductive connections via suitable cables.
  • a further embodiment provides for the first transmission unit to receive electrical energy, which the second transmission unit provides via the transmission path, to receive data signals from the sensors and/or the switches of the system component and to process and transmit the received ones Data signals from the sensors, the switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component are formed via the transmission path to the second transmission unit.
  • This is advantageous because not only data but also electrical energy can be transmitted over a common transmission path.
  • the sensors and/or functional units arranged on the side of the system component can thus advantageously be supplied with electrical energy without the need to install an additional energy supply.
  • the first transmission unit is for receiving data signals from the sensors, switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component and for transmitting data signals from the second transmission unit in the opposite direction Transmission direction to the sensors, the switches and / or other electrical / electronic / electromechanical functional units of the system component.
  • the first transmission unit is for receiving data signals from the sensors, switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component and for transmitting data signals from the second transmission unit in the opposite direction Transmission direction to the sensors, the switches and / or other electrical / electronic / electromechanical functional units of the system component.
  • a further embodiment provides that the second transmission unit is assigned to the rail vehicle for receiving the data signals of the sensors, switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system components sent by the first transmission unit over the transmission path. component and is designed to provide electrical energy via the transmission path to the first transmission unit.
  • the second transmission unit is connected to a control unit, which provides electrical energy received from the rail vehicle for the second transmission unit and for receiving and processing the energy received from the second transmission unit provided data signals from the sensors, the switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component.
  • the second transmission unit is designed to receive and transmit data signals from the first transmission unit and to the first transmission unit. It is advantageous that the second transmission unit enables two functions, namely receiving and sending data signals, in one device.
  • the control unit is connected by wire to a control device of the rail vehicle for data communication of the data signals provided by the second transmission unit of the sensors, the switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component and supply with electrical energy. This results in an advantageously compact structure.
  • control device has evaluation electronics for received data signals. This results in an advantageously compact structure.
  • control unit is connected to the control device of the rail vehicle for data communication via bidirectional connections to interfaces of the control device of the rail vehicle. This enables advantageously simple and fast data transmission.
  • control device of the rail vehicle is connected to a bus system of the rail vehicle, there is the advantage of connecting the intelligent plug connection of the arrangement to the bus system in this way.
  • the first transmission unit and the second transmission unit are designed for wireless communication, e.g. NFC (Near Field Communication), over the transmission link.
  • NFC Near Field Communication
  • first transmission unit and the second transmission unit are designed for wireless transmission of electrical energy via the transmission path by inductive charging.
  • the first transmission unit, the second transmission unit and the transmission path are arranged in the shield. This is advantageous because the intrusion protection is more robust and much more independent of the operating conditions. Furthermore, the wireless connection area is well protected from electromagnetic interference, rockfalls, etc. (which are characteristic of railway operations).
  • the shield is formed as a housing, or the shield is mounted in or on such a housing or additionally arranged in the housing or around the housing.
  • One embodiment provides that the intelligent plug connection is arranged at an interface between the rail vehicle or between a console or holder connected to the rail vehicle and the system component.
  • One advantage is that the required installation space remains unchanged and does not require any enlargement.
  • the at least one intelligent plug connection with the at least one wireless transmission path forms an interruption of a galvanic connection between the sensors, switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component of the rail vehicle via connecting lines of the sensors, Switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component and the control device of the rail vehicle.
  • a further advantage is that, for this reason, lower requirements can be placed on the electrical dielectric strength of the sensors, switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component.
  • a possible galvanic connection between the bogie and the car body via connecting cables of the sensors, switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component and the control device (with the evaluation electronics) is interrupted by the wireless transmission path.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of an arrangement according to the invention of a system component of a rail vehicle with an intelligent plug connection
  • FIG 2 is a schematic block diagram with the intelligent
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of an arrangement 1 according to the invention of a system component 20 of a rail vehicle 21 with an intelligent plug connection (smart plug) 5.
  • Figure 2 shows a schematic block diagram with the intelligent plug connection 5 of the exemplary embodiment of the arrangement 1 according to the invention according to Figure 1.
  • intelligent plug connection means a plug connection that includes both an intelligent plug and the associated intelligent socket.
  • a brake caliper 2 of a bogie of a rail vehicle 21 is shown here.
  • the brake caliper 1 is attached to the bogie by means of a bracket 4.
  • exemplary brake calipers 1 The structure and function of exemplary brake calipers 1 are described, for example, in the documents DE 10 2020 124 645 A1, DE 195 14463 C1, to which reference is made here.
  • the brake caliper 1 forms a disc brake for the rail vehicle 21 and has brake pads 3 which interact with a brake disc, e.g. wheel brake disc or shaft brake disc (not shown, but easy to imagine).
  • a brake disc e.g. wheel brake disc or shaft brake disc (not shown, but easy to imagine).
  • the intelligent plug connection 5 is arranged here at the interface between the rail vehicle 21 or the console 4 connected to the rail vehicle 21 and the brake caliper 2 as a system component 20.
  • the required installation space advantageously remains unchanged.
  • FIG. 5 An exemplary intelligent plug connection 5 is shown in a schematic block diagram in FIG.
  • the intelligent plug connection 5 comprises a first transmission unit 6 and a second transmission unit 7 with a common transmission path 8 and a shield 9.
  • the transmission units 6, 7 are arranged in such a way that their transmission ends 6a, 7a are at such a distance from one another that the transmission path 8 is fully effective.
  • the transmission ends 6a, 7a can also be close to one another. This depends on the properties (range) of the transmission units 6, 7.
  • the transmission units 6, 7 and the transmission path 8 are arranged in the shield 9.
  • the transmission units 6, 7 and the area of the transmission path 8 are, on the one hand, protected from external electromagnetic interference in accordance with the guidelines of electromagnetic compatibility (EMC), while their own electromagnetic radiation is also prevented.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • the shield 9 also provides mechanical protection against the ingress of foreign bodies and moisture (IP protection class) as well as against stone chips, etc., which is characteristic of rail vehicle operation Since the transmission path 8 is designed to be wireless, intrusion protection (IP protection type) can be designed to be more robust and independent of operating conditions.
  • the shield 9 can also be designed as a housing, which both offers the above-mentioned protection and is a receptacle for the transmission units 6, 7. It is also conceivable that the shield 9 is attached in or on such a housing is additionally provided in the housing or around the housing.
  • the first transmission unit 6 is assigned to the system component 20.
  • Sensors 10, 11 are connected to the first transmission unit 6 by means of electrically conductive connections 12, 13, for example wired via suitable cables.
  • the two sensors 10, 11 shown here also represent a large number of sensors and/or switches or other electronic/electromechanical functional units. Of course, just one sensor 10, 11 and/or just one switch or combinations are also possible.
  • the first transmission unit 6 supplies the sensors 10, 11 with electrical energy and receives data signals from the sensors 10, 11 and/or the switches (not shown, but easy to imagine).
  • the data signals received by the sensors 10, 11 and/or switches are processed by the first transmission unit 6 and sent to the second transmission unit 7 via the transmission link 8.
  • This can be done, for example, via standardized wireless communication, e.g. NFC (Near Field Communication).
  • NFC Near Field Communication
  • the transmission link 8 forms a bidirectional transmission link 8 and is therefore able to also transmit data from the second transmission unit 7 to the first transmission unit 6.
  • the properties of the sensors 10, 11 and/or the above-mentioned functional units can, for example, be changed, adapted or provided with an update.
  • the first transmission unit 6 is supplied with the required electrical energy by the second transmission unit 7 (both for the function of the first transmission unit 6 itself and for the connected sensors 10, 10 and/or switches via the transmission path 8 by means of inductive Transfer provided.
  • the second transmission unit 7 is connected to a control unit 14.
  • the control unit 14 supplies the second transmission unit 7 with electrical energy and has signal processing for data transmission.
  • the second transmission unit 7 receives the data from the sensors 10, 11 via the transmission path 8 and prepares/adapts them for forwarding to a control device 19 of the rail vehicle 21.
  • the second transmission unit 7 is connected to the control device 19 for data communication via bidirectional connections 15, 16 to interfaces 17, 18 of the control device 19.
  • These interfaces 17, 18 can be, for example, conventional interfaces (4-20mA; 0-10V or similar).
  • control unit 14 is connected to the control device 19 for a power supply (not shown, but easy to imagine).
  • This power supply serves, on the one hand, to operate the control unit 14 and the second transmission unit 7 and, on the other hand, to supply the inductive energy transmission to the first transmission unit 6.
  • control device 19 also has evaluation electronics for the received data signals.
  • the control device 19 is here connected to a bus system BS of the rail vehicle 21.
  • the control device 19 also has functional units which generate control and data signals for controlling and supplying data to the transmission units 6, 7 and the sensors 10, 11 and/or switches connected to the first transmission unit 6 and send them there by means of the transmission link 8 transmitted wirelessly.
  • the inductive transmission of electrical energy to power the first transmission unit 6 via the transmission path 8 can also be used at the same time to transmit data/data signals, for example by modulating the data/data signals of the inductive energy transmission.
  • Using the intelligent plug connection 5 does not require any special knowledge of the operating personnel. A so-called pairing of the devices, ie the sensors 10, 11 and/or switches and/or functional units on/on the system component 20 with the intelligent plug connection 5, is ensured by the position of the ends of the transmission units 6, 7 .
  • the arrangement 1 with the intelligent plug connection 5 can process one or more pieces of information via a common transmission path 8.
  • the physical structure is simpler than in the prior art.
  • Arrangement 1 can be quickly and easily upgraded through software updates (e.g. when a new component is added); the physical structure of Arrangement 1 does not need to be changed.
  • a sensor 10, 11 and/or an electrical component for example a switch or an electronic functional unit, is attached to the system component 20, which in the example described is a brake caliper 2 of a bogie of a rail vehicle 21, i.e. on the brake caliper, This sensor 10, 11 and/or this electrical component is at the galvanic potential of the bogie.
  • the control device 19 with the evaluation electronics is mounted in the car body of the rail vehicle 21 and is therefore at the electrical car body potential. If there are potential differences between the bogie (with the brake caliper 2 as system component 20) and the car body (with the evaluation electronics of the control device 19), a compensating current will flow between the electrical potentials of these two areas. This compensating current will always take the path of lowest electrical resistance. Sensor lines and sensors can be destroyed if the compensating current can flow across them, and fires can even occur (e.g. if the compensating current passes through an electrical shield in the connecting cable of the sensors 10, 11 and/or electrical components) flows.
  • the intelligent plug connection 5 with the wireless transmission path 8 is arranged between the sensors 10, 11 and/or electrical components of the system component 20 and the evaluation electronics of the control device 19 of the (car body) of the rail vehicle 21. This results in the following advantages when using the intelligent plug connection (Smart Plug).
  • a possible galvanic connection between the bogie and the car body via connecting cables of the sensors 10, 11, switches and/or other electrical/electronic/electromechanical functional units of the system component 20 and the control device 19 (with the evaluation electronics) is through the wireless Transmission link 8 interrupted.
  • both the individual rail vehicle 21 and all rail vehicles 21 of a train of rail vehicles 21 are equipped with the intelligent plug connections 5.
  • combinations of arrangements 1 with intelligent plug connections 5 as well as with usual plug connections may also be possible, for example if the train of rail vehicles 21 has vehicles with usual plug connections.

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Abstract

Eine Anordnung (1) mindestens einer Systemkomponente (2; 20) eines Schienenfahrzeugs (21) mit mindestens einer Steckverbindung zwischen der Systemkomponente (2; 20) des Schienenfahrzeugs (21) und dem Schienenfahrzeug (21) ist so ausgeführt, dass die mindestens eine Steckverbindung als eine intelligente Steckverbindung (5) mit mindestens einer drahtlosen Übertragungsstrecke (8) ausgebildet ist. Ein Schienenfahrzeug (21) mit der Anordnung (1) wird bereitgestellt.

Description

ANORDNUNG EINER SYSTEMKOMPONENTE EINES SCHIENENFAHRZEUGS MIT EINER STECKVERBINDUNG UND EIN SCHIENENFAHRZEUG MIT EINER SOLCHEN ANORDNUNG
Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Systemkomponente eines Schie- nenfahrzeugs mit intelligenter Steckverbindung (Smart Plug) nach dem Ober- begriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Schienenfahr- zeug mit einer solchen Anordnung.
Ein Beispiel einer Systemkomponente eines Schienenfahrzeugs ist eine Bremszange. Bremszangen finden eine breite Anwendung in Bremssystemen von Schienenfahrzeugen. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Krafter- zeuger, der für die Bereitstellung der Betriebs- bzw. Federspeicherkraft sorgt, und einem Nachstellermodul, das den Verschleiß ausgleicht. Zu den weiteren Bestandteilen einer Bremszange gehört eine Konsole, welche die Befestigung der Bremseinheit im Drehgestell ermöglicht, sowie Zangenhebel für die Über- tragung der Zuspannkraft auf die Bremsscheibe und Bremsbelaghalter mit Bremsbelägen.
Die Dokumente DE 10 2020 124 645 A1 , DE 195 14463 C1 geben Beispiele von Funktionsweise und Aufbau von Bremszangen an.
Kabelstecker mit zugehörigen Buchsen sind als Steckverbindungen heute eine gängige Lösung für den Anschluss elektrischer Komponenten von (Schienen-) Fahrzeugsystemen.
Die Installation der Steckverbindungen bei der Erstmontage und Wartung ist jedoch ein zusätzlicher Montageschritt, falls eine Systemkomponente repariert und ausgetauscht werden muss. Die Kabelsteckverbindungen erfordern eine sorgfältige Handhabung.
Der Einbau eines zusätzlichen Sensors, Schalters oder dergleichen, kann zu einer Neukonstruktion und einem Umbau der elektrischen Anlage führen.
Übliche kabellose Lösungen können flexibel erweitert werden und würden eine standardisierte Systemlösung bieten, aber pneumatische Systemkomponenten in (Schienen-) Fahrzeugen haben normalerweise keinen separaten Stroman- schluss, außer den Steckverbindungen für Sensoren und Schalter. Da eine Stromversorgung zu den (pneumatischen) Komponenten installiert werden muss, kann die übliche drahtlose Lösung durch Batterien oder Energiegewin- nungsgeräte (Energy Harvesting) ergänzt werden, die jedoch wartungsintensi- ver sind und zusätzlichen Bauraum beanspruchen.
Unter dem Begriff „intelligente Steckverbindung“ ist auch ein „intelligenter Ste- cker“ zu verstehen, wobei die intelligente Steckverbindung sowohl den intelli- genten Stecker als auch eine zugehörige intelligente Buchse bzw. eine pas- sende intelligente Einrichtung als Gegenstück zu dem intelligenten Stecker um- fasst.
Intelligente Stecker (Smart Plugs) bzw. Steckverbindungen dienen zur drahtlo- sen Übertragung von Daten und/oder elektrischer Energie. Es sind auch Kom- binationen von drahtloser als auch drahtgebundener Übertragungen möglich, z.B. können Signalleitungen, Steuerleitungen und/oder Leistungsleitungen ver- bunden werden.
Ein Beispiel für drahtlose Datenübertragung bzw. Kommunikation bildet die NFC (Near Field Communication) Technik.
Eine drahtlose Übertragung von elektrischer Energie, beispielsweise zum Be- treiben von Sensoren oder Laden von elektrischen Energiespeichern wird übli- cherweise durch induktives Laden realisiert.
Beispiele für induktives Laden beschreibt das Dokument US 6 973 543 B1. Zu- dem gibt die Adresse htps://en.wikipedia.org/wiki/lnductive charging Grundla- gen und Beispiele dazu an.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Anordnung einer Systemkomponente eines Schienenfahrzeugs mit intelligenter Steckver- bindung bereitzustellen, wobei die oben genannten Nachteile behoben oder zumindest in bedeutender Weise nicht mehr auftreten.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Anord- nung bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 20 gelöst.
Ein Erfindungsgedanke ist es, eine intelligente Steckverbindung (Smart Plug) zu verwenden.
Eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst mindestens eine Systemkompo- nente eines Schienenfahrzeugs mit mindestens einer Steckverbindung zwi- schen der Systemkomponente des Schienenfahrzeugs und dem Schienenfahr- zeug. Die mindestens eine Steckverbindung ist als eine intelligente Steckver- bindung mit mindestens einer drahtlosen Übertragungsstrecke ausgebildet.
Ein besonderer Vorteil hierin besteht, dass ein physischer Aufbau eines Sys- tems mit der Anordnung bedeutend einfacher gestaltet als im Stand der Tech- nik.
Der physische Aufbau ist einfacher als im Stand der Technik. Die Anordnung kann durch Software-Updates schnell und einfach aufgerüstet werden (z. B. wenn eine neue Komponente hinzugefügt wird), die physische Struktur der An- ordnung muss dazu nicht geändert werden.
Ein weiterer Vorteil ist dabei, dass intelligente Steckverbindungen Signale von einem oder mehreren Sensoren, Schaltern und/oder anderer elektri- scher/elektronischer/elektromechanischer Funktionseinheiten ohne physische Veränderungen verarbeiten können.
Dabei ist weiterhin besonders vorteilhaft, dass die Anwendung intelligenter Steckverbindungen keine speziellen Kenntnisse des Bedienungspersonals er- fordert.
Zudem können intelligente Steckverbindungen die elektrischen Systeme des (Schienen-)Fahrzeugs standardisieren, was eine weitere Verbesserung der Zu- verlässigkeit und der Fahrzeugverfügbarkeit mit sich bringt.
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit mindestens einer Systemkom- ponente, insbesondere weist mindestens eine oben beschriebene Anordnung auf. In einer Ausführung umfasst die mindestens eine intelligente Steckverbindung eine erste Übertragungseinheit und eine zweite Übertragungseinheit mit der gemeinsamen, mindestens einen Übertragungsstrecke und eine Abschirmung. Auf diese Weise wird ein vorteilhaft einfacher Aufbau mit einem gleichzeitig ge- ringen Raumbedarf ermöglicht.
Es ist vorteilhaft, wenn die mindestens eine drahtlose Übertragungsstrecke ei- ne bidirektionale Übertragungsstrecke ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass nicht nur Übertragungen von Daten in eine Richtung, z.B. von einem Sensor zu einer Auswerteeinheit, sondern auch in die entgegengesetzte Richtung möglich sind. Dies ist vorteilhaft, da sich so beispielsweise System-Upgrades der Sen- soren, Schalter und/oder anderen Funktionseinheiten auf der Seite der Sys- temkomponente einfacher und schneller als im Stand der Technik ermöglichen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Pairing der Übertragungseinheiten durch die Lage der Enden der Übertragungseinheiten sichergestellt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer Ausführung ist die erste Übertragungseinheit der Systemkomponente zugeordnet und mit Sensoren, Schaltern und/oder anderen elektroni- schen/elektromechanischen Funktionseinheiten der Systemkomponente mittels elektrisch leitender Verbindungen drahtgebunden über geeignete Kabel ver- bunden. So sind vorteilhaft Kombinationen von Vorteilen von drahtgebundenen und drahtlosen Lösungen möglich.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die erste Übertragungseinheit für einen Empfang von elektrischer Energie, welche die zweite Übertragungseinheit über die Übertragungsstrecke bereitstellt, für einen Empfang von Datensignalen der Sensoren und/oder der Schalter der Systemkomponente und für eine Aufberei- tung und Übertragung der empfangenen Datensignale der Sensoren, der Schalter und/oder anderer elektrischer/elektronischer/elektromechanischer Funktionseinheiten der Systemkomponente über die Übertragungsstrecke an die zweite Übertragungseinheit ausgebildet ist. Das ist vorteilhaft, da so auf diese Weise nicht nur Daten sondern auch elektrische Energie über eine ge- meinsame Übertragungsstrecke übertragen werden können. Die auf der Seite der System komponente angeordneten Sensoren und/oder Funktionseinheiten können so vorteilhaft mit elektrischer Energie versorgt werden, ohne dass eine zusätzliche Energieversorgung installiert werden muss. In einer anderen Ausführung ist die erste Übertragungseinheit für einen Emp- fang von Datensignalen der Sensoren, der Schalter und/oder anderer elektri- scher/elektronischer/elektromechanischer Funktionseinheiten der Systemkom- ponente und für eine Übertragung von Datensignalen von der zweiten Übertra- gungseinheit in entgegengesetzter Übertragungsrichtung an die Sensoren, die Schalter und/oder andere elektrische/elektronische/elektromechanische Funkti- onseinheiten der Systemkomponente ausgebildet. Auf diese Weise ist es vor- teilhaft möglich, nicht nur Daten von den Sensoren und/oder der Schalter der Systemkomponente zu erfassen sondern auch eine Einstellung, ein Update oder/und eine Veränderung der Sensoren und/oder der Schalter der System- komponente softwaremäßig über die bidirektionale Übertragungsstrecke durch- zuführen.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die zweite Übertragungseinheit dem Schienenfahrzeug zugeordnet ist, für einen Empfang der von der ersten Über- tragungseinheit über die Übertragungsstrecke gesendeten Datensignale der Sensoren, der Schalter und/oder anderer elektri- scher/elektronischer/elektromechanischer Funktionseinheiten der Systemkom- ponente und für eine Bereitstellung von elektrischer Energie über die Übertra- gungsstrecke an die erste Übertragungseinheit ausgebildet ist. Daraus ergibt sich der Vorteil eines kompakten Aufbaus mit einer geringen Anzahl von Bau- teilen.
In einer noch weiteren Ausführung ist es vorgesehen, dass die zweite Übertra- gungseinheit mit einer Steuereinheit verbunden ist, welche von dem Schienen- fahrzeug erhaltene elektrische Energie für die zweite Übertragungseinheit be- reitstellt und zum Empfang und zur Aufbereitung der von der zweiten Übertra- gungseinheit bereitgestellten Datensignale der Sensoren, der Schalter und/oder anderer elektrischer/elektronischer/elektromechanischer Funktions- einheiten der Systemkomponente ausgebildet ist. Dies ist vorteilhaft, da so auf kurzen Wegen die Datensignale verarbeitet werden können, wobei mögliche äußere Störungen gering bleiben.
In einer anderen Ausführung ist die zweite Übertragungseinheit zum Empfang und zur Übertragung von Datensignalen von der ersten Übertragungseinheit und an die erste Übertragungseinheit ausgebildet ist. Dabei ist es vorteilhaft, dass die zweite Übertragungseinheit zwei Funktionen, nämlich das Empfangen und Senden von Datensignalen, in einem Gerät ermöglicht. Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die Steuereinheit mit einer Steuervor- richtung des Schienenfahrzeugs für Datenkommunikation der von der zweiten Übertragungseinheit bereitgestellten Datensignale der Sensoren, der Schalter und/oder anderer elektrischer/elektronischer/elektromechanischer Funktions- einheiten der Systemkomponente und Versorgung mit elektrischer Energie drahtgebunden verbunden ist. Dies ergibt einen vorteilhaft kompakten Aufbau.
In weiterer Ausführung weist die Steuervorrichtung eine Auswerteelektronik für empfangene Datensignale auf. Dies ergibt einen vorteilhaft kompakten Aufbau.
In einer weiteren Ausführung ist die Steuereinheit an der Steuervorrichtung des Schienenfahrzeugs für die Datenkommunikation über bidirektionale Verbindun- gen an Schnittstellen der Steuervorrichtung des Schienenfahrzeugs ange- schlossen. Damit ist eine vorteilhaft einfache und schnelle Datenübertragung ermöglicht.
Wenn die Steuervorrichtung des Schienenfahrzeugs mit einem Bussystem des Schienenfahrzeugs verbunden ist, ergibt sich der Vorteil, die intelligente Steck- verbindung der Anordnung auf diese Weise mit dem Bussystem zu verbinden.
In einer Ausführung sind die erste Übertragungseinheit und die zweite Übertra- gungseinheit für eine drahtlose Kommunikation, z.B. NFC (Near Field Commu- nication), über die Übertragungsstrecke ausgebildet. Dieses sind vorteilhaft kostengünstige Funktionseinheiten mit hoher Qualität.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die erste Übertragungseinheit und die zweite Übertragungseinheit für eine drahtlose Übertragung von elektrischer Energie über die Übertragungsstrecke durch induktives Laden ausgebildet sind.
In einer weiteren Ausführung sind die erste Übertragungseinheit, die zweite Übertragungseinheit und die Übertragungsstrecke in der Abschirmung ange- ordnet Dies ist vorteilhaft, da der Eindringschutz robuster und viel unabhängi- ger von den Betriebsbedingungen ist. Weiterhin ist der Bereich der drahtlosen Verbindung gut geschützt vor elektromagnetischen Störungen, Steinschlägen usw. (die für den Bahnbetrieb charakteristisch sind).
In einer noch weiteren Anordnung ist die Abschirmung als ein Gehäuse ausge- bildet, oder die Abschirmung ist in oder an einem solchen Gehäuse angebracht oder zusätzlich in dem Gehäuse oder um das Gehäuse herum angeordnet.
Diese zusätzlichen Funktionen ergeben einen kompakten Aufbau.
Eine Ausführung sieht vor, dass die intelligente Steckverbindung an einer Schnittstelle zwischen dem Schienenfahrzeug oder zwischen einer mit dem Schienenfahrzeug verbundenen Konsole oder Halterung und der Systemkom- ponente angeordnet ist. Ein Vorteil dabei ist, dass der benötigte Bauraum un- verändert bleibt und keine Vergrößerung benötigt.
In einer noch weiteren Ausführung bildet die mindestens eine intelligente Steckverbindung mit der mindestens einen drahtlosen Übertragungsstrecke ei- ne Unterbrechung einer galvanische Verbindung zwischen den Sensoren, Schaltern und/oder anderen elektrischen/elektronischen/elektromechanischen Funktionseinheiten der Systemkomponente des Schienenfahrzeugs über An- schlussleitungen der Sensoren, Schaltern und/oder anderen elektri- schen/elektronischen/elektromechanischen Funktionseinheiten der System- komponente und der Steuervorrichtung des Schienenfahrzeugs. Der sich dar- aus ergebende Vorteil besteht darin, dass ein möglicher Ausgleichstrom zwi- schen unterschiedlichen Potentialen der Systemkomponente der Schienenfahr- zeugs und dem Schienenfahrzeug nicht durch Anschlussleitungen für Daten und Stromversorgung der Sensoren, der Schalter und/oder anderer elektri- scher/elektronischer/elektromechanischer Funktionseinheiten der Systemkom- ponente fließen und Schäden an diesen Bauteilen verursachen können.
Ein weiterer Vorteil dabei ist es, dass aus diesem Grund geringere Anforderun- gen an die elektrische Durchschlagsfestigkeit der Sensoren, der Schalter und/oder anderer elektrischer/elektronischer/elektromechanischer Funktions- einheiten der Systemkomponente gestellt werden können.
Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind beispielsweise die folgenden.
• Eine mögliche galvanische Verbindung zwischen Drehgestell und Wagenkas- ten über Anschlussleitungen der Sensoren, Schaltern und/oder anderen elektrischen/eiektronischen/eiektromechanischen Funktionseinheiten der Sys- temkomponente und der Steuervorrichtung (mit der Auswerteelektronik) ist durch die drahtlose Übertragungsstrecke unterbrochen.
• Geringere Anforderungen an die elektrische Durchschlagsfestigkeit von Sen- soren, Schaltern und/oder anderen elektri- schen/elektronischen/elektromechanischen Funktionseinheiten der System- komponente. • Es können daher auf relativ einfache Weise weitere (zur Zusammenwirkung mit intelligenten Steckverbindungen - Smart Plug - fähige) elektri- sche/elektronische/elektromechanische Komponenten u.dgl. der Systemkom- ponente, hier an der Bremszange, angebracht werden, ohne zusätzliche wei- tere elektrische Leitungen zwischen der Bremszange des Drehgestells und der Steuervorrichtung mit der Auswerteelektronik am/im Wagenkasten des Schienenfahrzeugs zu verlegen.
• Reduzierung eines Verkabelungsaufwandes.
• Plattformlösungen können in Folgeprojekten ohne Anpassung wiederverwen- det werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefüg- ten Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungs- beispiel beschränkt Insbesondere sind einzelne Merkmale des nachfolgenden Ausführungsbeispiels nicht nur bei diesem, sondern auch bei anderen Ausfüh- rungsbeispielen einsetzbar. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungs- beispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Sys- temkomponente eines Schienenfahrzeugs mit intelligenter Steckverbindung; und
Figur 2 ein schematisches Blockschaltbild mit der intelligenten
Steckverbindung des Ausführungsbeispiels der erfindungs- gemäßen Anordnung nach Figur 1.
Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 einer Systemkomponente 20 eines Schienenfahrzeugs 21 mit intelligenter Steckverbindung (Smart Plug) 5.
Figur 2 stellt ein schematisches Blockschaltbild mit der intelligenten Steckver- bindung 5 des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung 1 nach Figur 1 dar.
Unter dem Begriff „intelligente Steckverbindung“ ist eine Steckverbindung zu verstehen, die sowohl einen intelligenten Stecker (Smart Plug) als auch die da- zugehörige intelligente Buchse umfasst.
Als Beispiel für eine Systemkomponente 20 eines Schienenfahrzeugs 21 ist hier eine Bremszange 2 eines Drehgestells eines Schienenfahrzeugs 21 ge- zeigt. Die Bremszange 1 ist mittels einer Konsole 4 an dem Drehgestell befes- tigt-
Aufbau und Funktion beispielhafter Bremszangen 1 werden beispielsweise in den Dokumenten DE 10 2020 124 645 A1 , DE 195 14463 C1 beschrieben, wo- rauf hier verwiesen wird.
Die Bremszange 1 bildet eine Scheibenbremse für das Schienenfahrzeug 21 und weist Bremsbeläge 3 auf, die mit einer Bremsscheibe, z.B. Radbrems- scheibe oder Wellenbremsscheibe (nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar) Zu- sammenwirken.
Die intelligente Steckverbindung 5 ist hier an der Schnittstelle zwischen dem Schienenfahrzeug 21 bzw. der mit dem Schienenfahrzeug 21 verbundenen Konsole 4 und der Bremszange 2 als Systemkomponente 20 angeordnet. Dazu bleibt der benötigte Bauraum vorteilhafterweise unverändert.
Eine beispielhafte intelligente Steckverbindung 5 ist in Figur 2 in einem sche- matischen Blockschaltbild dargestellt.
Die intelligente Steckverbindung 5 umfasst eine erste Übertragungseinheit 6 und eine zweite Übertragungseinheit 7 mit einer gemeinsamen Übertragungs- strecke 8 und einer Abschirmung 9.
Die Übertragungseinheiten 6, 7 sind so angeordnet, dass ihre Übertragungsen- den 6a, 7a in einem solchen Abstand zueinander liegen, in welchem die Über- tragungsstrecke 8 vollständig wirksam ist. Die Übertragungsenden 6a, 7a kön- nen auch dicht aneinander liegen. Dies ist von den Eigenschaften (Reichweite) der Übertragungseinheiten 6, 7 abhängig.
Die Übertragungseinheiten 6, 7 und die Übertragungsstrecke 8 sind in der Ab- schirmung 9 angeordnet. Auf diese Weise sind die Übertragungseinheiten 6, 7 und der Bereich der Übertragungsstrecke 8 einerseits entsprechend der Richt- linien der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) vor externen elektromag- netischen Störungen geschützt, wobei eigene elektromagnetische Abstrahlun- gen ebenfalls verhindert werden. Andererseits bildet die Abschirmung 9 auch einen mechanischen Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern und Feuch- tigkeit (IP-Schutzart) als auch gegen Steinschlag usw., was für Schienenfahr- zeugbetrieb charakteristisch ist Da die Übertragungsstrecke 8 drahtlos ausgeführt ist, kann ein Eindringschutz (IP-Schutzart) robuster und unabhängiger von Betriebsbedingungen gestaltet werden.
Die Abschirmung 9 kann auch als ein Gehäuse ausgebildet sein, welches so- wohl den oben genannten Schutz bietet als auch eine Aufnahme für die Über- tragungseinheiten 6, 7 ist Es ist auch denkbar, dass die Abschirmung 9 in oder an einem solchen Gehäuse angebracht oder zusätzlich in dem Gehäuse oder um das Gehäuse herum vorgesehen ist.
Die erste Übertragungseinheit 6 ist der Systemkomponente 20 zugeordnet. Sensoren 10, 11 sind mittels elektrisch leitender Verbindungen 12, 13, z.B. drahtgebunden über geeignete Kabel, an die erste Übertragungseinheit 6 an- geschlossen. Die gezeigten zwei Sensoren 10, 11 stehen hier auch stellvertre- tend für eine Vielzahl von Sensoren und/oder Schaltern oder anderen elektro- nischen/elektromechanischen Funktionseinheiten. Natürlich sind auch nur ein Sensor 10, 11 und/oder nur ein Schalter oder Kombinationen möglich.
Die erste Übertragungseinheit 6 versorgt die Sensoren 10, 11 mit elektrischer Energie und empfängt Datensignale der Sensoren 10, 11 und/oder der (nicht gezeigten, aber leicht vorstellbaren) Schalter. Die von den Sensoren 10, 11 und/oder Schaltern empfangenen Datensignale werden von der ersten Über- tragungseinheit 6 aufbereitet und über die Übertragungsstrecke 8 an die zweite Übertragungseinheit 7 gesendet. Dies kann beispielsweise über eine standar- disierte drahtlose Kommunikation, z.B. NFC (Near Field Communication) erfol- gen. Natürlich sind auch andere Verfahren möglich.
Die Übertragungsstrecke 8 bildet eine bidirektionale Übertragungsstrecke 8 und ist somit in der Lage, auch Daten von der zweiten Übertragungseinheit 7 an die erste Übertragungseinheit 6 zu übertragen. Auf diesen Weise können die Sen- soren 10, 11 und/oder die oben genannten Funktionseinheiten in ihren Eigen- schaften z.B. verändert, angepasst oder mit einem Update versehen werden.
Gleichzeitig wird der ersten Übertragungseinheit 6 von der zweiten Übertra- gungseinheit 7 die erforderliche elektrische Energie (sowohl für die Funktion der ersten Übertragungseinheit 6 selbst als auch für die angeschlossenen Sen- soren 10, 10 und/oder Schalter über die Übertragungsstrecke 8 mittels indukti- ver Übertragung bereitgestellt. Die zweite Übertragungseinheit 7 ist mit einer Steuereinheit 14 verbunden. Die Steuereinheit 14 versorgt die zweite Übertragungseinheit 7 mit elektrischer Energie und weist eine Signalaufbereitung für Datenübertragung auf.
Die zweite Übertragungseinheit 7 empfängt die Daten der Sensoren 10, 11 über die Übertragungsstrecke 8 und bereitet sie auf/passt sie für eine Weiterlei- tung an eine Steuervorrichtung 19 des Schienenfahrzeugs 21 an. Dazu ist die zweite Übertragungseinheit 7 mit der Steuervorrichtung 19 für die Datenkom- munikation über bidirektionale Verbindungen 15, 16 an Schnittstellen 17, 18 der Steuervorrichtung 19 angeschlossen. Diese Schnittstellen 17, 18 können bei- spielsweise übliche Schnittstellen (4-20mA; 0-10V o.dgl.) sein.
Außerdem ist die Steuereinheit 14 mit der Steuervorrichtung 19 für eine Strom- versorgung verbunden (nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar). Diese Stromver- sorgung dient einerseits zum Betrieb der Steuereinheit 14 und der zweiten Übertragungseinheit 7 und andererseits zur Versorgung der induktiven Ener- gieübertragung zu der ersten Übertragungseinheit 6.
Die Steuervorrichtung 19 weist in diesem Beispiel außerdem eine Auswer- teelektronik für die empfangenen Datensignale auf.
Die Steuervorrichtung 19 ist hier mit einem Bussystem BS des Schienenfahr- zeugs 21 verbunden.
Die Steuervorrichtung 19 weist zudem Funktionseinheiten auf, welche Steuer- und Datensignale zur Steuerung und Datenversorgung der Übertragungsein- heiten 6, 7 und der an die erste Übertragungseinheit 6 angeschlossenen Sen- soren 10, 11 und/oder Schalter erzeugen und dorthin mittels der Übertragungs- strecke 8 drahtlos übertragen.
Die induktive Übertragung von elektrischer Energie zur Stromversorgung der ersten Übertragungseinheit 6 über die Übertragungsstrecke 8 kann auch gleichzeitig zur Übertragung von Daten/Datensignalen verwendet werden, in- dem z.B. die Daten/Datensignale der induktiven Energieübertragung aufmodu- liert werden.
Eine Anwendung der intelligenten Steckverbindung 5 erfordert keine speziellen Kenntnisse des Bedienungspersonals. Ein so genanntes Pairing der Geräte, d.h. der Sensoren 10, 11 und/oder Schal- ter und/oder Funktionseinheiten an/auf der Systemkomponente 20 mit der intel- ligenten Steckverbindung 5 wird durch die Lage der Enden der Übertragungs- einheiten 6, 7 sichergestellt.
Die Anordnung 1 mit der intelligenten Steckverbindung 5 kann eine Information oder mehrere Informationen über die eine gemeinsame Übertragungsstrecke 8 verarbeiten. Der physische Aufbau ist einfacher als im Stand der Technik. Die Anordnung 1 kann durch Software-Updates schnell und einfach aufgerüstet werden (z. B. wenn eine neue Komponente hinzugefügt wird), die physische Struktur der Anordnung 1 muss dazu nicht geändert werden.
Wenn ein Sensor 10, 11 oder/und eine elektrische Komponente beispielsweise ein Schalter oder eine elektronische Funktionseinheit an der Systemkomponen- te 20, welche im dem beschriebenen Beispiel eine Bremszange 2 eines Dreh- gestells eines Schienenfahrzeugs 21 ist, d.h. an der Bremszange angebracht ist, so liegt dieser Sensor 10, 11 oder/und diese elektrische Komponente auf dem galvanischen Potential des Drehgestells.
Die Steuervorrichtung 19 mit der Auswerteelektronik ist im Wagenkasten des Schienenfahrzeugs 21 angebracht und liegt somit auf dem elektrischen Wa- genkastenpotential. Falls es zu Potentialunterschieden zwischen dem Drehge- stell (mit der Bremszange 2 als Systemkomponente 20) und dem Wagenkasten (mit der Auswerteelektronik der Steuervorrichtung 19) kommt, wird ein Aus- gleichstrom zwischen den elektrischen Potentialen dieser beiden Bereiche flie- ßen. Dieser Ausgleichstrom wird dabei immer den Weg des geringsten elektri- schen Widerstandes nehmen. Sensorleitungen und Sensoren können dadurch, wenn der Ausgleichstrom darüber fließen kann, zerstört werden, und es kann sogar zu Bränden kommen (z.B. wenn der Ausgieichstrom über einen elektri- schen Schirm in der Anschlussleitung der Sensoren 10, 11 oder/und elektri- schen Komponenten) fließt.
In der oben beschriebenen Anordnung 1 ist jedoch zwischen den Sensoren 10, 11 oder/und elektrischen Komponenten der Systemkomponente 20 und der Auswerteelektronik der Steuervorrichtung 19 des (Wagenkastens) des Schie- nenfahrzeugs 21 die intelligente Steckverbindung 5 mit der drahtlosen Übertra- gungsstrecke 8 angeordnet. Auf diese Weise ergeben sich die folgenden Vorteile bei der Nutzung der intel- ligenten Steckverbindung (Smart Plug).
• Eine mögliche galvanische Verbindung zwischen Drehgestell und Wagenkas- ten über Anschlussleitungen der Sensoren 10, 11 , Schaltern und/oder ande- ren elektrischen/elektronischen/elektromechanischen Funktionseinheiten der Systemkomponente 20 und der Steuervorrichtung 19 (mit der Auswerteelekt- ronik) ist durch die drahtlose Übertragungsstrecke 8 unterbrochen.
• Aus diesem Grund können geringere Anforderungen an die elektrische Durch- schlagsfestigkeit des Sensors 10, 11 oder/und von elektrischen Komponenten der Systemkomponente 20 gestellt werden.
• Es können daher auf relativ einfache Weise weitere (zur Zusammenwirkung mit intelligenten Steckverbindungen - Smart Plug - fähige) elektri- sche/elektronische/elektromechanische Komponenten u.dgl. der Systemkom- ponente 20, hier an der Bremszange 2, angebracht werden, ohne zusätzliche weitere elektrische Leitungen zwischen der Bremszange 2 des Drehgestells und der Steuervorrichtung 19 mit der Auswerteelektronik am/im Wagenkasten des Schienenfahrzeugs 21 zu verlegen.
• Plattformlösungen können in Folgeprojekten ohne Anpassung wiederverwen- det werden.
Daraus ergibt sich zudem der Vorteil einer Reduzierung eines Verkabe- lungsaufwandes.
Bei einem einzelnen Schienenfahrzeug 21 wie auch bei einem Zug von Schie- nenfahrzeugen 21 mit der beschriebenen Anordnung 1 sind sowohl das einzel- ne Schienenfahrzeug 21 als auch alle Schienenfahrzeuge 21 eines Zugs von Schienenfahrzeugen 21 mit den intelligenten Steckverbindungen 5 ausgerüstet. Es können aber auch Kombinationen von Anordnungen 1 mit intelligenten Steckverbindungen 5 als auch mit üblichen Steckverbindungen möglich sein, z.B. wenn der Zug von Schienenfahrzeugen 21 Fahrzeuge mit üblichen Steck- verbindungen aufweist.
Die Erfindung ist durch das oben angegebene Ausführungsbeispiel nicht einge- schränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche modifizierbar. Bezugszeichenliste
1 Anordnung
2 Bremszange
3 Bremsbelag
4 Konsole
5 Intelligente Steckverbindung
6, 7 Übertragungseinheit
8 Übertragungsstrecke
9 Abschirmung
10, 11 Sensor
12, 13 Verbindung
14 Steuereinheit
15, 16 Verbindung
17, 18 Schnittstelle
19 Steuervorrichtung
20 Systemkomponente
21 Schienenfahrzeug
BS Bussystem

Claims

Ansprüche
1. Anordnung (1) mindestens einer Systemkomponente (2; 20) eines Schie- nenfahrzeugs (21) mit mindestens einer Steckverbindung zwischen der Sys- temkomponente (2; 20) des Schienenfahrzeugs (21) und dem Schienenfahr- zeug (21); dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steckverbindung als eine intelligente Steckverbindung (5) mit mindestens einer drahtlosen Übertragungsstrecke (8) ausgebildet ist.
2. Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine intelligente Steckverbindung (5) eine erste Übertragungsein- heit (6) und eine zweite Übertragungseinheit (7) mit der gemeinsamen, mindes- tens einen Übertragungsstrecke (8) und eine Abschirmung (9) umfasst.
3. Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine drahtlose Übertragungsstrecke (8) eine bidirektionale Übertragungsstrecke (8) ist.
4. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die erste Übertragungseinheit (6) der Systemkomponente (20) zugeordnet ist und mit Sensoren (10, 11), Schaltern und/oder anderen elektrischen/elektronischen/elektromechanischen Funktionseinheiten der Sys- temkomponente (20) mittels elektrisch leitender Verbindungen (12, 13) draht- gebunden über geeignete Kabel verbunden ist.
5. Anordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ers- te Übertragungseinheit (6) für einen Empfang von elektrischer Energie, welche die zweite Übertragungseinheit (7) über die Übertragungsstrecke (8) bereit- stellt, für einen Empfang von Datensignalen der Sensoren (10, 11), der Schal- ter und/oder anderer elektrischer/elektronischer/elektromechanischer Funkti- onseinheiten der Systemkomponente (20) und für eine Aulbereitung und Über- tragung der empfangenen Datensignale der Sensoren (10, 11) und/oder der Schalter der Systemkomponente (20) über die Übertragungsstrecke (8) an die zweite Übertragungseinheit (7) ausgebildet ist.
6. Anordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ers- te Übertragungseinheit (6) für einen Empfang von Datensignalen der Sensoren (10, 11), der Schalter und/oder anderer elektri- scher/elektronischer/elektromechanischer Funktionseinheiten der Systemkom- ponente (20) und für eine Übertragung von Datensignalen von der zweiten Übertragungseinheit (7) in entgegengesetzter Übertragungsrichtung an die Sensoren (10, 11) und/oder der Schalter der Systemkomponente (20) ausge- bildet ist.
7. Anordnung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übertragungseinheit (7) dem Schienenfahrzeug (21) zugeordnet ist, für einen Empfang der von der ersten Übertragungseinheit (6) über die Über- tragungsstrecke (8) gesendeten Datensignale der Sensoren (10, 11), der Schalter und/oder anderen elektrischen/elektronischen/elektromechanischen Funktionseinheiten der Systemkomponente (20) und für eine Bereitstellung von elektrischer Energie über die Übertragungsstrecke (8) an die erste Übertra- gungseinheit (6) ausgebildet ist.
8. Anordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übertragungseinheit (7) mit einer Steuereinheit (14) verbunden ist, wel- che von dem Schienenfahrzeug (21) erhaltene elektrische Energie für die zwei- te Übertragungseinheit (7) bereitstellt und zum Empfang und zur Aufbereitung der von der zweiten Übertragungseinheit (7) bereitgestellten Datensignale der Sensoren (10, 11), der Schalter und/oder anderer elektri- scher/elektronischer/elektromechanischer Funktionseinheiten der Systemkom- ponente (20) ausgebildet ist.
9. Anordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übertragungseinheit (7) zum Empfang und zur Übertragung von Daten- signalen von der ersten Übertragungseinheit (6) und an die erste Übertra- gungseinheit (6) ausgebildet ist.
10. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Steuereinheit (14) mit einer Steuervorrichtung (19) des Schienenfahrzeugs (21) für Datenkommunikation der von der zweiten Übertra- gungseinheit (7) bereitgestellten Datensignale der Sensoren (10, 11), der Schalter oder anderer elektrischer/elektronischer/elektromechanischer Funkti- onseinheiten der Systemkomponente (20) und Versorgung mit elektrischer Energie drahtgebunden verbunden ist.
11. Anordnung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (19) eine Auswerteelektronik für empfangene Datensignale aufweist.
12. Anordnung (1) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) an der Steuervorrichtung (19) des Schienenfahr- zeugs (21) für die Datenkommunikation über bidirektionale Verbindungen (15, 16) an Schnittstellen (17, 18) der Steuervorrichtung (19) des Schienenfahr- zeugs (21) angeschlossen ist.
13. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Steuervorrichtung (19) des Schienenfahrzeugs (21) mit ei- nem Bussystem (BS) des Schienenfahrzeugs (21) verbunden ist.
14. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass die erste Übertragungseinheit (6) und die zweite Übertra- gungseinheit (7) für eine drahtlose Kommunikation, z.B. NFC (Near Field Communication), über die Übertragungsstrecke (8) ausgebildet sind.
15. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass die erste Übertragungseinheit (6) und die zweite Übertra- gungseinheit (7) für eine drahtlose Übertragung von elektrischer Energie über die Übertragungsstrecke (8) durch induktives Laden ausgebildet sind.
16. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekenn- zeichnet, dass die erste Übertragungseinheit (6), die zweite Übertragungsein- heit (7) und die Übertragungsstrecke (8) in der Abschirmung (9) angeordnet sind.
17. Anordnung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (9) als ein Gehäuse ausgebildet ist, oder dass die Abschirmung (9) in oder an einem solchen Gehäuse angebracht oder zusätzlich in dem Ge- häuse oder um das Gehäuse herum angeordnet ist.
18. Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die intelligente Steckverbindung (5) an einer Schnittstelle zwischen dem Schienenfahrzeug (21) oder zwischen einer mit dem Schienen- fahrzeug (21) verbundenen Konsole (4) oder Halterung und der Systemkompo- nente (20) angeordnet ist.
19. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekenn- zeichnet, dass die mindestens eine intelligente Steckverbindung (5) mit der mindestens einen drahtlosen Übertragungsstrecke (8) eine Unterbrechung ei- ner galvanische Verbindung zwischen den Sensoren (10, 11), Schaltern und/oder anderen elektrischen/elektronischen/elektromechanischen Funktions- einheiten der Systemkomponente (20) des Schienenfahrzeugs (21) über An- Schlussleitungen der Sensoren (10, 11), Schaltern und/oder anderen elektri- schen/elektronischen/elektromechanischen Funktionseinheiten der System- komponente (20) und der Steuervorrichtung (19) des Schienenfahrzeugs (21) bildet.
20. Schienenfahrzeug (21) mit mindestens einer Systemkomponente (20), ins- besondere Bremszange (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Schienen- fahrzeug (21) eine Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
PCT/EP2023/073910 2022-09-19 2023-08-31 Anordnung einer systemkomponente eines schienenfahrzeugs mit einer steckverbindung und ein schienenfahrzeug mit einer solchen anordnung WO2024061589A1 (de)

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