CN101510481A - 冗余开关 - Google Patents

Abstract

一种冗余开关，包括外壳和能在外壳中沿着两个相反的平移方向移动的致动器。滑块能在外壳中沿着与致动器相同的所述两个相反方向移动，并且通过两个对抗弹簧连接于致动器，在两个移动方向上都有间隙。该冗余开关还包括具有至少两个闭锁凹槽的闭锁轨道，闭锁凹槽沿着所述移动方向彼此间隔。至少两个开关单元设置为一个在另一个旁边，用于被滑块同时致动。闭锁凸轮在滑块上在垂直于滑块平移方向上被可移动地引导，并且被压缩弹簧向闭锁轨道推动。与闭锁凸轮相配合的其中一个闭锁凹槽限定滑块的空闲位置，在空闲位置滑块不致动开关单元。与闭锁凸轮相配合的另一个闭锁凹槽限定滑块的致动位置，在致动位置滑块已致动开关单元。当闭锁凸轮在闭锁凹槽之间的顶部上滑动时，对抗弹簧迫使滑块移动到相应的其他位置。

Description

冗余开关

技术领域

本发明涉及冗余开关，特别是用于致动车辆中的电动停车制动器。

背景技术

车辆中与安全有关的开关功能要求冗余。冗余是这样实现的：对于相同的开关功能，至少两个开关单元平行地设置，它们同时被致动。电子控制电路监控开关信号。如果在预定的时间内，例如30ms，没有检测到冗余开关信号，就指示错误。

在实践中，冗余开关的实施对机械精度有很高的要求。为了确保在非常短的时间内致动冗余开关单元，致动器和开关单元必须相对于彼此非常精确地对齐。然而，有可能只有一个开关单元而不是一些开关单元被致动，例如当致动器在致动行程中被阻塞时。

发明内容

本发明的冗余开关解决了该问题，该冗余开关对机械精度没有很高的要求，并且仍然确保在非常短的时间内安全致动冗余开关。

本发明的冗余开关具有外壳和致动器，致动器设置为在外壳内沿着两个相反方向平移运动。致动器可包括手柄、按钮或用于直接手动致动的类似部件。该冗余开关还具有滑块，该滑块能在外壳内沿着与致动器相同的两个相反的平移方向移动，并且通过两个对抗弹簧在两个平移方向都有间隙地与驱动器连接。因而，滑块以与致动器接触的直接方式或者以由两个对抗弹簧中的一个作用的间接方式被致动器移动。闭锁轨道形成在外壳上，具有至少两个闭锁凹槽，闭锁凹槽沿着移动方向彼此间隔。至少两个开关单元在外壳中被设置为一个在另一个旁边，用于被滑块同时致动。而且，闭锁凸轮设置在滑块上，闭锁凸轮垂直于滑块的移动方向被可移动地引导，并且沿着闭锁曲线的方向被压缩弹簧推动。与闭锁凸轮相配合，闭锁轨道的其中一个闭锁凹槽限定滑块的空闲位置，在空闲位置滑块不致动开关单元。与闭锁凸轮相配合，另一个闭锁凹槽限定滑块的致动位置，在致动位置中，滑块已致动开关单元。滑块一旦致动，两个对抗弹簧中的一个张紧，而另一个松弛，直到致动器直接推靠在滑块上。由于致动器进一步移动，滑块接着沿着致动位置的方向从其空闲位置移动，其中，闭锁凸轮通过抵抗其弹簧载荷沿着闭锁凹槽的斜坡向上移动而返回。一旦闭锁凸轮到达相邻闭锁凹槽之间的顶部，张紧的弹簧开始起作用并且移动滑块，迫使滑块移动到致动位置，在致动位置，闭锁凸轮卡在相邻闭锁凹槽的底部。现在，冗余开关单元的致动在该受迫移动的过程中被执行。一方面，由于只由张紧弹簧引发，因此该受迫移动能够很快进行。另一方面，滑块的该受迫致动移动不会被阻塞的或锁住的致动器阻止，因为致动器和滑块没有直接彼此连接。

在优选实施例中，闭锁轨道的两个相邻闭锁凹槽之间的顶部是平的。因而，在滑块上的闭锁凸轮在张紧弹簧的影响下在闭锁凹槽之间的平表面区域上滑动。现在，滑块和开关单元相对于彼此被设置，使得由滑块对开关单元的致动是在闭锁凸轮在闭锁凹槽之间的展平或平表面上滑动移动的过程中实现。由于滑块的这种滑动移动不受阻碍并且被很快的执行，因此结构公差或者安装公差不会阻止开关单元在非常短的时间内被致动。

如果要求两个开关功能，那么开关构造为相对于延伸通过滑块空闲位置的中间平面镜像对称。接着，闭锁轨道具有用于空闲位置的闭锁凹槽，并且在用于空闲位置的闭锁凹槽的两侧，各有一个用于滑块致动位置的闭锁凹槽。

附图说明

通过以下参考附图对优选实施例的说明，可得出本发明的其他特征和优点，在附图中：

图1示出根据本发明实施例的处于空闲位置的冗余开关的示意性剖视侧视图；

图2-图8示出根据本发明实施例的在致动过程中开关的工作状态。

具体实施方式

冗余开关具有外壳，在附图中仅示意性地示出外壳的底部10。在外壳中，致动器12被引导作线性平移移动。致动器12具有矩形窗口状凹口14。滑块16被容纳在该凹口14中，并且在所有侧面都有间隙，滑块16能以与致动器12相同的平移方向作线性移动。在底部10的内侧上，闭锁轨道18形成为与滑块16相对。闭锁轨道18具有三个闭锁凹槽，这些闭锁凹槽沿着滑块16的移动方向彼此间隔。在垂直于滑块16的移动方向的孔中，弹簧加载的活塞20被可移动地引导，活塞20在其面向闭锁轨道18的外端具有闭锁凸轮22。滑块16在其背离闭锁轨道18的一侧上具有两个致动斜坡16a、16b，致动斜坡16a、16b所在的滑块这侧面向电路板24，在电路板24上安装有两组开关单元26a和26b。开关单元26a和26b是普通的微型开关，它们包括致动推杆。每组开关单元26a和26b包括设置为一个在另一个旁边的平行的至少两个微型开关，所述微型开关通过它们的致动推杆分别由致动斜坡16a和16b并行地致动。由于微型开关在电路板24上的平行布置，附图的侧视图只示出每组开关的一个开关单元。

图1示出处于未致动状态的冗余开关。滑块由两个对抗的、预张紧的压缩弹簧28a、28b支撑在致动器12上。闭锁凸轮22卡合在闭锁轨道18的中间闭锁凹槽的底部，并且将滑块16保持在相对于致动器12而言的中间位置，滑块16的两侧相对于致动器12具有相等的间隙。在该未致动位置，致动斜坡16a、16b与相关开关单元26a、26b的致动推杆相间隔，并且开关单元未致动。

现在，如果沿着箭头F的方向在致动器12上施加力，如图2所示，压缩弹簧28b首先被压缩，而压缩弹簧28a是松弛的，直到致动器12抵靠滑块16。随着力F增加，如图3所示，致动器12直接推动滑块16并且使滑块16沿着力F的方向移动，其中，闭锁凸轮升起并且沿着中间闭锁凹槽的斜坡向上移动。闭锁凸轮22一到达两个相邻闭锁凹槽之间的顶部，就在张紧的压缩弹簧28b的影响下在平的顶部表面之上自由地并且不受阻碍地滑动，而且不依赖于力F的进一步作用。在滑块16的这种受迫移动的过程中，致动斜坡16a碰到开关单元26a的致动推杆，并且将开关单元26a致动。由于闭锁凹槽之间的整个平顶部区域都可用作致动路径，所以用于将开关单元致动的滑块16的运动路径不是关键的。现在，致动器12抵靠在外壳上的固定止挡上，使得滑块16在相邻闭锁凹槽的方向上的进一步移动只在张紧的压缩弹簧28b的影响下进行。

如图4所示，闭锁凸轮22接着卡入相邻的闭锁凹槽内，其中，滑块16已经与致动器12分开，致动器12还保持在外壳的止挡处。一旦闭锁凸轮22已经完全卡在闭锁凹槽中，如图5所示，滑块16就处于两个致动位置中的其中一个致动位置。

为了将滑块16移动回到其空闲位置，相反的力FR施加在致动器12上，其中，首先，压缩弹簧28a被张紧并且压缩弹簧28b松弛，直到致动器12抵靠滑块16，如图6所示。在力FR的持久影响下，致动器12沿着滑块16空闲位置的方向直接推动滑块16，其中，闭锁凸轮22沿着闭锁凹槽的斜坡向上移动，直到到达相邻闭锁凹槽之间的平的顶部表面，如图7所示。现在，滑块16的进一步滑动移动由弹簧28a的力来实施，并且也不依赖于力FR。在滑块16的这种受迫移动的过程中以及闭锁凸轮22在相邻闭锁凹槽之间的平顶部表面之上滑动移动的过程中，滑块16的致动斜坡16a与开关单元26a的致动推杆分离，开关单元26a现在不再被致动，如图8所示。现在，闭锁凸轮22再次到达在中间闭锁凹槽中的闭锁位置，并且滑块16再次处于空闲位置。

为了从图1所示的空闲位置开始对开关单元26b致动，在与上述过程相反的方向上在致动器12上施加致动力。该进一步的操作与前述操作完全对称，并且因此无需单独描述。

Claims (6)

1.一种冗余开关，包括：

外壳，

能在外壳中沿着两个相反的平移方向移动的致动器，

滑块，该滑块能在外壳中沿着所述两个相反的平移方向移动，并且通过两个对抗弹簧在两个平移方向上都有间隙地连接于所述致动器，

闭锁轨道，该闭锁轨道固定于外壳上并且具有至少两个闭锁凹槽，所述至少两个闭锁凹槽沿着所述平移方向彼此间隔，

至少两个开关单元，它们固定于外壳上并且设置为一个在另一个旁边，用于被滑块同时致动，

以及闭锁凸轮，该闭锁凸轮在滑块上被引导作与所述平移方向垂直的移动，并且被压缩弹簧向闭锁轨道推动；

其中：

a)与闭锁凸轮相配合的其中一个闭锁凹槽限定滑块的空闲位置，在空闲位置滑块不致动开关单元，

b)与闭锁凸轮相配合的另一个闭锁凹槽限定滑块的致动位置，在致动位置滑块已致动开关单元，

c)当闭锁凸轮在所述闭锁凹槽之间的顶部上滑动时，所述对抗弹簧迫使滑块移动到相应的其他位置。

2.根据权利要求1所述的冗余开关，其中，在闭锁轨道的闭锁凹槽之间的顶部是平的，并且开关单元的位置相对于闭锁凹槽之间的顶部被确定，使得当闭锁凸轮在闭锁凹槽之间的顶部上滑动时，开关单元被致动。

3.根据权利要求1或2所述的冗余开关，其中，滑块具有致动斜坡，用于接合开关单元的致动推杆。

4.根据权利要求1或2所述的冗余开关，该冗余开关包括两组开关单元，每组中的开关单元被滑块同时致动，其中，所述滑块具有由空闲位置两侧的闭锁轨道的闭锁凹槽限定的致动位置。

5.根据权利要求1所述的冗余开关，其中，所述对抗弹簧是以预张紧状态安装的压缩弹簧。

6.根据权利要求5所述的冗余开关，其中，致动器能在两个止挡之间移动，并且，当致动器向着处于所述空闲位置的滑块移动时，首先压缩其中一个压缩弹簧并松弛另一个压缩弹簧，接着抵靠滑块并且迫使滑块移动，直到致动器到达其中一个止挡，其中，闭锁凸轮接着已到达相邻闭锁凹槽之间的顶部。

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