Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ARRANGEMENT OF A SYSTEM COMPONENT OF A RAIL VEHICLE WITH A PLUG CONNECTION AND A RAIL VEHICLE WITH AN ARRANGEMENT OF THIS TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/061589
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an arrangement (1) of at least one system component (2; 20) of a rail vehicle (21) with at least one plug connection between the system component (2; 20) of the rail vehicle (21) and the rail vehicle (21), configured such that the at least one plug connection is designed as an intelligent plug connection (5) with at least one wireless transmission path (8). The invention also relates to a rail vehicle (21) comprising the arrangement (1).

Inventors:
KATONA GEZA (HU)
VANCSAY GYORGY (HU)
KNOBLOCH DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/073910
Publication Date:
March 28, 2024
Filing Date:
August 31, 2023
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KNORR BREMSE SYSTEME (DE)
International Classes:
B61G5/10; B61L15/00; H04B5/00; B61H5/00; F16D55/224
Foreign References:
DE202016008105U12017-07-18
EP2616304B12017-05-10
JP2021000963A2021-01-07
EP2893599B12021-12-01
DE102020124645A12022-03-24
DE19514463C11996-11-07
US6973543B12005-12-06
Download PDF:
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.

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