DE102008007650B4

DE102008007650B4 - Electrical switching arrangement and agricultural utility vehicle with such a switching arrangement

Info

Publication number: DE102008007650B4
Application number: DE102008007650.3A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Wagner; Dieter Rückert
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2028-02-07
Also published as: DE102008007650A1

Abstract

Schaltanordnung mit: einem durch einen Bediener mechanisch in einer Bewegungsrichtung zwischen einer Ruhestellung und einer Aktivierungsstellung verschiebbaren Betätigungselement (36), wenigstens zwei separaten, elektrisch leitfähigen Schaltelementen (52), die mit dem Betätigungselement (36) in Antriebsverbindung stehen, den Schaltelementen (52) zugeordneten, ersten Kontaktelementen (56), die untereinander elektrisch verbunden sind und nur bei in der Aktivierungsstellung befindlichem Betätigungselement (36) mit dem Schaltelement (52) in elektrischen Kontakt gelangen und durch das Schaltelement (52) mit einem Referenzpotenzial verbunden werden, und einer mit den ersten Kontaktelementen (56) verbundenen Auswertungsschaltung (34), die eingerichtet ist, ein von der Stellung des Betätigungselements (36) abhängiges Schaltsignal bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass den Schaltelementen (52) jeweils zweite Kontaktelemente (58) zugeordnet sind, die untereinander elektrisch verbunden und von den ersten Schaltelementen (56) getrennt mit der Auswertungsschaltung (34) verbunden sind, und dass die zweiten Kontaktelemente (58) nur bei in der Aktivierungsstellung befindlichem Betätigungselement (36) mit dem Schaltelement in elektrischen Kontakt gelangen und durch das Schaltelement (52) mit dem Referenzpotenzial verbunden werden.A switching assembly comprising: an actuator (36) mechanically displaceable by an operator in a direction of movement between a rest position and an activation position, at least two separate electrically conductive switching elements (52) in drive connection with the actuator (36), the switching elements (52) associated, first contact elements (56) which are electrically connected to each other and only in the activation position befindlichem actuator (36) with the switching element (52) come into electrical contact and are connected by the switching element (52) with a reference potential, and with a the first contact elements (56) associated evaluation circuit (34) which is adapted to provide a dependent of the position of the actuating element (36) switching signal, characterized in that the switching elements (52) are each associated with second contact elements (58) electrically interconnected composite and separated from the first switching elements (56) are connected to the evaluation circuit (34), and that the second contact elements (58) only come into electrical contact with the switching element in the activation position befindlichem actuating element (36) and by the switching element (52 ) are connected to the reference potential.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung mit:
einem durch einen Bediener mechanisch in einer Bewegungsrichtung zwischen einer Ruhestellung und einer Aktivierungsstellung verschiebbaren Betätigungselement,
wenigstens zwei separaten, elektrisch leitfähigen Schaltelementen, die mit dem Betätigungselement in Antriebsverbindung stehen,
den Schaltelementen zugeordneten, ersten Kontaktelementen, die untereinander elektrisch verbunden sind und nur bei in der Aktivierungsstellung befindlichem Betätigungselement mit dem Schaltelement in elektrischen Kontakt gelangen und durch das Schaltelement mit einem Referenzpotenzial verbunden werden, und
einer mit den ersten Kontaktelementen verbundenen Auswertungsschaltung, die eingerichtet ist, ein von der Stellung des Betätigungselements abhängiges Schaltsignal bereitzustellen.The invention relates to a switching arrangement with:
an actuator mechanically displaceable by a user in a direction of movement between a rest position and an activation position,
at least two separate, electrically conductive switching elements, which are in drive connection with the actuating element,
associated with the switching elements, the first contact elements which are electrically connected to each other and reach only in befindlichem in the activation position actuator with the switching element in electrical contact and are connected by the switching element with a reference potential, and
an evaluation circuit connected to the first contact elements and configured to provide a switching signal dependent on the position of the actuating element.

Stand der TechnikState of the art

Im Stande der Technik werden Druckschalter für eine Vielzahl von Anwendungen benötigt, in denen elektrische Verbraucher ein- und auszuschalten sind. Sie umfassen in der Regel zwei Kontakte, die von denen einer beweglich ist und mit dem anderen in Kontakt gebracht werden kann, um einen elektrischen Kontakt herzustellen, oder die beiden Kontakte sind ortsfest und werden durch ein bewegliches, leitfähiges Element untereinander elektrisch verbunden.In the prior art, pressure switches are needed for a variety of applications in which electrical loads are on and off. They usually comprise two contacts, one of which is movable and can be brought into contact with the other to make electrical contact, or the two contacts are stationary and are electrically connected to each other by a movable, conductive element.

In der als gattungsbildend angesehenen DE 10 2005 054 677 A wird eine Bedieneinheit beschrieben, die einen berührungsempfindlichen Bildschirm und eine darunter angeordnete Schaltmatte aufweist, die nach oben vorgespannte Dome umfasst, an deren Unterseite jeweils ein leitfähiges Element angebracht ist. Wird der Bildschirm niedergedrückt, bewegen sich auch die zwei an entgegen gesetzten Enden der Schaltmatte angeordneten Dome mit den leitfähigen Elementen nach unten, so dass letztere jeweils ein ortsfest angeordnetes leitfähiges Element berühren. Je zwei Elemente schließen auf diese Weise einen Kontakt, so dass ein Signal an eine Auswerteeinheit gegeben wird. Die beiden Kontakte sind parallel geschaltet, da die ortsfesten Elemente und die beweglichen, mit den Domen verbundenen Elemente jeweils untereinander elektrisch leitend verbunden sind.In the regarded as generic DE 10 2005 054 677 A For example, an operating unit is described which has a touch-sensitive screen and a switching mat arranged underneath, which comprises upwardly biased domes, on whose underside a respective conductive element is attached. When the screen is depressed, the two domes disposed at opposite ends of the keypad also move downward with the conductive elements so that the latter each contact a stationary conductive element. Each two elements close in this way a contact, so that a signal is given to an evaluation unit. The two contacts are connected in parallel, since the stationary elements and the movable elements connected to the domes are each electrically conductively connected to one another.

Die DE 102 28 185 A beschreibt eine andere Eingabeeinrichtung, die sich aus einer Kontaktmatrix und einer niederdrückbaren Kalotte zusammensetzt, die auf ihrer der Kontaktmatrix zugewandten, konvex geformten Fläche mit einer elektrisch leitenden Kontaktbeschichtung versehen ist. Die Kontaktmatrix ist mit einer Mustererkennungseinheit verbunden, die anhand der Positionen der bei einer niedergedrückten Kalotte durch die Kontaktbeschichtung untereinander verbundenen Kontakte die Position des Zentrums des niedergedrückten Bereichs und anhand der Anzahl der verbundenen Kontakte die jeweilige Andruckkraft erkennt. Bei einer besonders einfachen Ausführungsform kann sich die Eingabeeinrichtung aus nur zwei Schaltern zusammensetzen, denen insgesamt vier Schaltzustände zugeordnet werden, wobei durch eine höhere Anzahl von redundanten Kontakten auch eine höhere Zuverlässigkeit erreicht werden kann.The DE 102 28 185 A describes another input device, which is composed of a contact matrix and a depressible dome, which is provided on its contact matrix facing, convex-shaped surface with an electrically conductive contact coating. The contact matrix is connected to a pattern recognition unit, which recognizes the position of the center of the depressed area and the number of contacts connected to the respective pressing force on the basis of the positions of the contacts in a depressed dome by the contact coating. In a particularly simple embodiment, the input device can be composed of only two switches, which are assigned a total of four switching states, with a higher reliability can be achieved by a higher number of redundant contacts.

Bei derzeit von der Anmelderin hergestellten und vertriebenen Schaltanordnungen zur Steuerung einer Kupplung im Fahrantriebsstrang von landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen wird eine flexible Schaltmatte verwendet, die einen gewölbten Dom mit vier an seiner Innenseite angebrachten, leitfähigen Schaltpillen umfasst. Der Dom kann mittels eines flexiblen Betätigungselements, dessen Bewegung über ein Aktivierungselement und ein Druckstück auf die Schaltmatte übertragen wird, zusammengedrückt werden, so dass die Schaltpillen dann jeweils zwei Kontakte elektrisch miteinander verbinden, was dazu führt, dass insgesamt vier auf einer Platine angeordnete Schalter geschlossen werden. Jeweils zwei Schalter sind parallel geschaltet. Zur Auswertung der Schalterstellung dient eine mit den Schaltern verbundene Auswertungsschaltung, die neben der Offen- und Schließstellung aller Schalter ggf. auch eine Fehlerbedingung erkennt, in der wenigsten zwei Schalter unterschiedliche Stellungen aufweisen.In currently manufactured and sold by the applicant switching arrangements for controlling a clutch in the traction drive train of agricultural vehicles, a flexible keypad is used which comprises a domed dome with four mounted on its inside, conductive switching pills. The dome can be compressed by means of a flexible actuator whose movement is transmitted via an activation element and a pressure piece on the switching mat, so that the switching pills then electrically connect two contacts each other, which means that a total of four arranged on a circuit board switch closed become. Two switches are connected in parallel. For evaluation of the switch position, an evaluation circuit connected to the switches is used which, in addition to the open and closed positions of all switches, possibly detects a fault condition in which at least two switches have different positions.

Manche Anwendungen elektrischer Druckschalter sind unter Sicherheitserwägungen als kritisch anzusehen, beispielsweise wenn sie zur Betätigung von gefahrenträchtigen Funktionen in Fahrzeugen dienen, z. B. zur Betätigung von Kupplungen in einem Fahrantriebsstrang oder zum Ein- und Ausschalten von anderen mechanisch angetriebenen Elementen, da sich in der Nähe befindliche Personen bei Fehlfunktionen des Druckschalters gefährdet sind, wenn sich das Fahrzeug oder das angetriebene Element in unerwünschter Weise in Bewegung setzt. Mögliche Fehlfunktionen können sich bei den bekannten Anordnungen durch bewegliche Kontakte oder Dome oder zugehörige Verstellelemente, die sich in der niedergedrückten Stellung verklemmen, oder durch Korrosion der Kontakte ergeben. Andere Fehlfunktionen können durch gemeinsam betätigte, aber getrennt ausgewertete Schalter bedingt sein, die aufgrund mechanischer Toleranzen zeitlich nacheinander betätigt werden und die Auswertungsschaltung zu unzutreffenden Fehlermeldungen veranlassen.Some applications of electrical pressure switches are to be regarded as critical for safety reasons, for example, when they are used to operate dangerous functions in vehicles, eg. As for the actuation of clutches in a traction drive train or for switching on and off of other mechanically driven elements, since nearby persons are at risk of malfunction of the pressure switch when the vehicle or the driven element is in an undesirable manner in motion. Possible malfunctions can result in the known arrangements by means of movable contacts or domes or associated adjustment elements, which jam in the depressed position, or by corrosion of the contacts. Other malfunctions can be caused by jointly actuated but separately evaluated switches, which are actuated sequentially in time due to mechanical tolerances and cause the evaluation circuit to erroneous error messages.

Aufgabenstellung task

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Eingabeeinrichtung bereitzustellen, die sich durch verbesserte Sicherheit gegenüber Fehlfunktionen auszeichnet.The object underlying the invention is seen to provide an input device which is characterized by improved security against malfunction.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.This object is achieved by the teaching of claim 1, wherein in the other claims features are listed, which further develop the solution in an advantageous manner.

Eine Schaltanordnung umfasst ein Betätigungselement, das durch einen Bediener unter Verwendung eines Fingers oder eines anderen Körperteils in einer Bewegungsrichtung verschiebbar ist und zwischen einer Ruhestellung, in der es nicht berührt bzw. nicht niedergedrückt wird, und einer niedergedrückten Aktivierungsstellung bewegbar ist. Mit dem Betätigungselement stehen wenigstens zwei voneinander getrennte, elektrisch leitfähige Schaltelemente in mechanischer Verbindung, so dass sie sich gemeinsam mit dem Betätigungselement bewegen. Die Schaltanordnung umfasst weiterhin mindestens zwei ortsfeste, erste Kontaktelemente, von denen jeweils eines einem anderen Schaltelement zugeordnet ist, und mindestens zwei ortsfeste, zweite Kontaktelemente, von denen jeweils eines einem anderen Schaltelement zugeordnet ist. Die ersten Kontaktelemente sind untereinander und mit einer Auswertungsschaltung verbunden, während die zweiten Kontaktelemente ebenfalls untereinander und getrennt von den ersten Kontaktelementen mit der Auswertungsschaltung verbunden sind. Wird das Betätigungselement in die Aktivierungsstellung verbracht, gelangen die Schaltelemente in elektrischen Kontakt mit den zugeordneten ersten Kontaktelementen und den zugeordneten zweiten Kontaktelementen und verbinden beide mit einem Referenzpotenzial. Befindet sich das Betätigungselement hingegen in der Ruhestellung, sind die Kontaktelemente elektrisch vom Referenzpotenzial isoliert. Die Auswertungsschaltung verarbeitet die eingehenden Signale und gibt ein von der Stellung des Betätigungselements abhängiges Schaltsignal ab, das zur Steuerung eines elektrischen Verbrauchers herangezogen werden kann.A switch assembly includes an actuator that is slidable by an operator using a finger or other body part in a direction of movement and movable between a rest position in which it is not touched or depressed and a depressed activation position. With the actuating element are at least two separate, electrically conductive switching elements in mechanical connection, so that they move together with the actuating element. The switching arrangement further comprises at least two stationary, first contact elements, one of which is assigned to a different switching element, and at least two stationary, second contact elements, one of which is assigned to a different switching element. The first contact elements are connected to each other and to an evaluation circuit, while the second contact elements are also connected to each other and separated from the first contact elements with the evaluation circuit. When the actuating element is brought into the activation position, the switching elements come into electrical contact with the associated first contact elements and the associated second contact elements and connect both to a reference potential. On the other hand, if the actuating element is in the rest position, the contact elements are electrically isolated from the reference potential. The evaluation circuit processes the incoming signals and outputs a dependent on the position of the actuating element switching signal, which can be used to control an electrical load.

Auf diese Weise bewirkt das Schaltelement beim Niederdrücken des Betätigungselements, dass die beiden dem Schaltelement zugeordneten, voneinander elektrisch getrennten Kontaktelemente gleichzeitig auf das Referenzpotenzial gelegt werden und beim Loslassen des Betätigungselementes gleichzeitig vom Referenzpotenzial getrennt werden. Die Auswertungsschaltung erhält demnach zwei getrennte und zeitlich synchron einlaufende Signale, die auf den Zustand des Betätigungselements hinweisen, auch wenn eines der Schaltelemente früher als das andere Schaltelement in bzw. außer Kontakt mit den zugeordneten Kontaktelementen gelangen sollte, da die beiden einem Schaltelement zugeordneten Kontaktelemente stets gleichzeitig mit dem Referenzpotenzial verbunden oder davon getrennt werden und nur das jeweils zuerst schließende und zuletzt öffnende Schaltelement der Schaltanordnung den Zustand der parallel geschalteten Schaltelemente definiert. Durch die Gleichzeitigkeit der Signale wird verhindert, dass die Auswertungsschaltung fälschlicherweise eine Fehlfunktion der Schaltanordnung erkennt, wenn die ersten und zweiten Kontakte zeitlich nacheinander geschlossen werden. Es wird somit möglich, einen Fehler, der dazu führt, dass eines der Kontaktelemente dauerhaften oder nie Kontakt mit dem Referenzpotenzial hat, so dass unterschiedliche Schaltzustände der beiden Kontaktelemente vorliegen, zuverlässig zu erkennen. Die durch die jeweils zwei einem Schaltelement zugeordneten Kontaktelemente bereitgestellte Redundanz wird durch die Parallelschaltung von jeweils mindestens zwei Schaltern vergrößert, die jeweils durch ein Schaltelement und die ersten bzw. zweiten Kontaktelemente gebildet werden.In this way, when the actuating element is depressed, the switching element causes the two contact elements assigned to the switching element to be placed on the reference potential at the same time and to be simultaneously disconnected from the reference potential when the actuating element is released. The evaluation circuit thus receives two separate and temporally synchronized incoming signals that indicate the state of the actuating element, even if one of the switching elements earlier than the other switching element should get into or out of contact with the associated contact elements, since the two contact elements associated with a switching element always simultaneously connected to the reference potential or separated therefrom and only the first closing and last-opening switching element of the switching arrangement defines the state of the parallel-connected switching elements. The simultaneity of the signals prevents the evaluation circuit from erroneously detecting a malfunction of the switching arrangement when the first and second contacts are closed in succession. It thus becomes possible to reliably detect an error which causes one of the contact elements to have permanent or never contact with the reference potential, so that different switching states of the two contact elements are present. The redundancy provided by the respective two contact elements assigned to a switching element is increased by the parallel connection of at least two switches each formed by a switching element and the first and second contact elements.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist den Schaltelementen jeweils ein ortsfestes, drittes Kontaktelement zugeordnet ist, das sich auf dem Referenzpotenzial befindet. Es wird bei in der Aktivierungsstellung befindlichem Betätigungselement durch das zugehörige Schaltelement mit dem ersten und zweiten Kontaktelement elektrisch verbunden, während es in der Ruhestellung von beiden Kontaktelementen isoliert ist. Bei einer anderen Ausführungsform wäre es auch denkbar, das Schaltelement permanent mit dem Referenzpotenzial zu verbinden und das dritte Kontaktelement einzusparen.In a preferred embodiment of the invention, the switching elements are each assigned a stationary, third contact element which is at the reference potential. When the actuating element is in the activation position, it is electrically connected to the first and second contact elements by the associated switching element, while it is isolated from both contact elements in the rest position. In another embodiment, it would also be conceivable to permanently connect the switching element to the reference potential and to save the third contact element.

Um ein sicheres Schließen der Kontaktelemente zu ermöglichen, auch wenn die Kontaktelemente bzw. eine sie abstützende Platine in einer sich radial zur Bewegungsrichtung des Betätigungselements verlaufenden Richtung aufgrund möglicher Toleranzen der Platine und/oder einer ihr zugeordneten Halterung nicht ganz exakt positioniert sind, wird vorgeschlagen, die ersten und zweiten Kontaktelemente sich innerhalb eines gemeinsamen, ringförmigen Bereichs in radialer Richtung zur Bewegungsrichtung des Betätigungselements erstrecken zu lassen und in Umfangsrichtung jeweils gegeneinander zu versetzen. Die Kontaktelemente sind demnach ähnlich angeordnet wie Radialspeichen eines Rades. Außerhalb des ringförmigen Bereichs können die Kontaktelemente durch kreisförmige Verbindungen untereinander verbunden werden.In order to enable a secure closing of the contact elements, even if the contact elements or a board supporting them are not positioned exactly in a direction extending radially to the direction of movement of the actuating element due to possible tolerances of the board and / or its associated holder, it is proposed the first and second contact elements extend within a common, annular region in the radial direction to the direction of movement of the actuating element and to offset each other in the circumferential direction against each other. The contact elements are therefore arranged similarly as radial spokes of a wheel. Outside the annular region, the contact elements can be interconnected by circular connections.

Mögliche Toleranzen können auch die Ausrichtung der Kontaktelemente bzw. einer sie abstützenden Platine in Umfangsrichtung eines gedachten, sich um die Bewegungsrichtung des Betätigungselements herum erstreckenden Kreises beeinflussen. Um die Anbringung der Kontaktelemente bzw. einer sie abstützenden Platine gegenüber einer Drehung um die Bewegungsrichtung des Betätigungselements herum weniger fehlerträchtig zu machen, erweist es sich als vorteilhaft, eine höhere Anzahl an ersten und zweiten Kontaktelementen als Schaltelementen vorzusehen. Dadurch erreicht man, dass jedes Schaltelement unabhängig von der Stellung der Kontaktelemente in Umfangsrichtung stets mit einem ersten und einem zweiten Kontaktelement in Berührung bringbar ist. Possible tolerances can also influence the orientation of the contact elements or a board supporting them in the circumferential direction of an imaginary circle extending around the direction of movement of the actuating element. In order to make the attachment of the contact elements or a board supporting them less prone to rotation about the direction of movement of the actuating element around, it proves to be advantageous to provide a higher number of first and second contact elements as switching elements. This ensures that each switching element is always brought into contact with a first and a second contact element regardless of the position of the contact elements in the circumferential direction.

Bei einer derartigen Ausführungsform bietet es sich an, das dritte, mit dem Referenzpotenzial verbundene Kontaktelement mäanderförmig zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen verlaufen zu lassen. Dadurch erspart man sich eine zweiseitige Beschichtung der Platine, da die ersten, zweiten und dritten Kontaktelemente auf derselben Seite der Platine angebracht werden können.In such an embodiment, it makes sense to let the third contact element connected to the reference potential run meander-shaped between the first and second contact elements. This saves a two-sided coating of the board, since the first, second and third contact elements can be mounted on the same side of the board.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltelemente an der Innenseite eines durch das Betätigungselement niederdrückbaren Domes einer Schaltmatte angeordnete Schaltpillen sind, die in beliebiger Anzahl verwendet werden können. Insbesondere ist das Betätigungselement aus einem flexiblen Material aufgebaut, an dessen Innenseite sich ein starres Aktivierungselement befindet, das die Bewegung des Betätigungselements über ein in einem Rahmen geführtes Druckstück auf die Schaltmatte überträgt.An advantageous embodiment of the invention provides that the switching elements are arranged on the inside of a depressible by the actuator dome of a switching mat switching pills that can be used in any number. In particular, the actuating element is constructed of a flexible material, on the inside of which there is a rigid activation element which transmits the movement of the actuating element via a pressure piece guided in a frame onto the switching mat.

Die erfindungsgemäße Schaltanordnung kann dazu dienen, eine fremdkraftbetätigbare Kupplung zu steuern, die innerhalb eines Fahrantriebsstrangs eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugs, beispielsweise eines Traktors, angeordnet ist.The switching arrangement according to the invention can serve to control a power-operated clutch, which is arranged within a traction drive train of an agricultural utility vehicle, for example a tractor.

Ausführungsbeispieleembodiments

In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawings, an embodiment of the invention described in more detail below is shown. Show it:

1 eine schematische Seitenansicht eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugs in Form eines Traktors, 1 a schematic side view of an agricultural utility vehicle in the form of a tractor,

2 eine geschnittene, perspektivische Ansicht der mechanischen Teile einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung, 2 a sectional perspective view of the mechanical parts of a switching arrangement according to the invention,

3 eine Draufsicht auf eine Platine der Schaltanordnung, und 3 a plan view of a circuit board of the circuit arrangement, and

4 eine Schaltzeichnung einer Auswertungsschaltung. 4 a circuit diagram of an evaluation circuit.

In der 1 ist ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug 10 in Form eines Traktors dargestellt. Das Nutzfahrzeug 10 umfasst einen tragenden Rahmen 12, der sich durch lenkbare Vorderräder 14 und antreibbare Hinterräder 16 auf dem Erdboden abstützt und eine Kabine 18 trägt, in der sich ein Bedienerarbeitsplatz befindet. Der Vortrieb des Nutzfahrzeugs 10 erfolgt mittels eines hier als Dieselmotor ausgeführten Verbrennungsmotors 20, der über eine Kupplung 22 einen Fahrantriebsstrang antreibt, der sich aus einem Getriebe 24, einer Gelenkwelle 26, und einem Ausgleichgetriebe 28 zusammensetzt, welches die Hinterräder 16 direkt oder über Achsvorgelege antreibt. Das Getriebe 24 kann auch die Vorderräder 14 antreiben. Die Kupplung 22 ist mittels eines fremdkraftbetätigten (elektromechanischen oder elektrohydraulischen) Aktors 30 zwischen einer geöffneten Trennstellung und einer Schließstellung bewegbar, in der das Drehmoment des Verbrennungsmotors 20 auf die Hinterräder 16 übertragen wird. Die Kupplung 22 kann zusätzlich in an sich bekannter Weise mittels eines Pedals (nicht gezeigt) betätigt werden, dessen Bewegung durch den Aktor 30 auf die Kupplung 22 übertragen wird. Die Ansteuerung des Aktors 30 erfolgt vom Bedienerarbeitsplatz in der Kabine 18 aus mittels eines Bedienhebels 32, an dem ein Betätigungselement 36 angebracht ist, das mit mechanischen Teilen 38 einer Schaltanordnung verbunden ist, die weiterhin eine Auswertungsschaltung 34 umfasst, welche wiederum den Aktor 30 ansteuert. Der Bedienhebel ist an seinem unteren Ende um eine horizontal und quer zur Vorwärtsrichtung verlaufende Achse schwenkbar in der Kabine 18 befestigt, so dass durch seine Winkelstellung um die erwähnte Achse die Vortriebsgeschwindigkeit des Nutzfahrzeugs 10 vorgebbar ist.In the 1 is an agricultural utility vehicle 10 represented in the form of a tractor. The commercial vehicle 10 includes a load-bearing frame 12 , which is made by steerable front wheels 14 and drivable rear wheels 16 supported on the ground and a cabin 18 carries an operator workstation. The propulsion of the commercial vehicle 10 takes place by means of a here designed as a diesel engine combustion engine 20 that has a clutch 22 driving a traction drive train that is made up of a transmission 24 , a propeller shaft 26 , and a differential 28 composed of which the rear wheels 16 directly or via Achsvorgelege drives. The gear 24 can also use the front wheels 14 drive. The coupling 22 is by means of a power-operated (electro-mechanical or electro-hydraulic) actuator 30 movable between an open disconnected position and a closed position in which the torque of the internal combustion engine 20 on the rear wheels 16 is transmitted. The coupling 22 can also be operated in a conventional manner by means of a pedal (not shown) whose movement through the actuator 30 on the clutch 22 is transmitted. The activation of the actuator 30 takes place from the operator workstation in the cabin 18 out by means of an operating lever 32 to which an actuating element 36 attached, that with mechanical parts 38 a switching arrangement is connected, which further comprises an evaluation circuit 34 which in turn comprises the actuator 30 controls. The operating lever is pivotable at its lower end about a horizontally and transversely to the forward axis extending in the cabin 18 attached, so that by its angular position about the axis mentioned the propulsion speed of the commercial vehicle 10 can be specified.

Die mechanischen Teile 38 der Schaltanordnung sind in der 2 in einer geschnittenen, perspektivischen Ansicht dargestellt. Das Betätigungselement 36 besteht aus flexiblem Material und ist im Gehäuse 40 des Bedienhebels 32 angebracht. An der dem Außenraum abgewandten Innenseite des Betätigungselements 36 ist ein kreiszylindrisches, mit einem inneren, sich nach außen erstreckenden Flansch versehenes Aktivierungselement 42 aus in sich starrem Material vorgesehen, das einen mittigen Hohlraum aufweist und an dem rückseitig ein Druckstück 44 anliegt. Das kreiszylindrische, mit einer mittigen Bohrung ausgestattete Druckstück 44 ist in der Bewegungsrichtung des Betätigungselements 36 verschiebbar innerhalb eines zu ihm konzentrischen Rahmens 46 gelagert, der wiederum am Gehäuse 40 befestigt ist. Rückseitig des Druckstücks 44 ist wiederum eine Schaltmatte 48 aus flexiblem Material mit dem Gehäuse 40 verbunden, die einen niederdrückbaren Dom 50 bildet. An der Innenseite des Domes 50 sind insgesamt vier Schaltelemente 52 angebracht, die als Schaltpillen ausgeführt sind und aus elektrisch leitendem Material (z. B. Metall oder dotierter oder leitend beschichteter Kunststoff) bestehen, während die Schaltmatte 48 selbst elektrisch isolierend ist. Anstelle der dargestellten Anzahl von vier Schaltelementen 52 könnte eine beliebige andere Anzahl verwendet werden, z. B. zwei, drei, fünf, sechs, sieben oder acht, oder es kann ein einziges, ringförmiges Schaltelement verwendet werden. Rückwärtig der Schaltelemente 52 ist eine Platine 54 angeordnet, die mit den Schaltelementen 52 zusammenwirkende Kontaktelemente 56, 58 und 60 trägt, welche mit der Auswertungsschaltung 34 verbunden sind. Eine in einer Bohrung der Platine 54 angeordnete Leuchtdiode 62 ermöglicht es, das Betätigungselement 36 bzw. darin angebrachte, sich bis zur äußeren Oberfläche des Betätigungselements 36 erstreckende, lichtdurchlässige Elemente des Aktivierungselements 42 durch die Schaltmatte 50 und die Bohrung des Druckstücks 44 und den Hohlraum des Aktivierungselements 42 hindurch zu beleuchten, um dem Bediener den Schaltzustand der Schaltanordnung anzuzeigen.The mechanical parts 38 the switching arrangement are in the 2 shown in a cut, perspective view. The actuator 36 is made of flexible material and is in the housing 40 of the operating lever 32 appropriate. At the outside of the outer space facing away from the actuator 36 is a circular cylindrical, with an inner, outwardly extending flange provided activation element 42 provided in itself rigid material having a central cavity and on the back of a pressure piece 44 is applied. The circular cylindrical pressure piece equipped with a central bore 44 is in the direction of movement of the actuating element 36 slidable within a frame concentric with it 46 stored, in turn, on the housing 40 is attached. Rear of the pressure piece 44 is again a safety mat 48 made of flexible material with the housing 40 connected to a depressible dome 50 forms. On the inside of the cathedral 50 are a total of four switching elements 52 attached, which are designed as switching pills and made of electrically conductive material (eg., Metal or doped or conductive coated plastic), while the switching mat 48 itself is electrically insulating. Instead of the illustrated number of four switching elements 52 any other number could be used, e.g. B. two, three, five, six, seven or eight, or it may be a single, annular switching element can be used. Rearward of the switching elements 52 is a circuit board 54 arranged with the switching elements 52 cooperating contact elements 56 . 58 and 60 carries, which with the evaluation circuit 34 are connected. One in a hole in the board 54 arranged light emitting diode 62 allows the actuator 36 or mounted therein, up to the outer surface of the actuating element 36 extending, translucent elements of the activation element 42 through the safety mat 50 and the bore of the pressure piece 44 and the cavity of the activation element 42 through to indicate to the operator the switching state of the switching arrangement.

Die in der 2 dargestellten, mechanischen Teile 38 der Schaltanordnung ermöglichen es dem Bediener, das Betätigungselement 36 in einer in 2 nach rechts gerichteten Richtung nieder zu drücken, um es zwischen der in 2 dargestellten Ruheposition, in der die Schaltelemente 52 von den Kontaktelementen 56, 58 und 60 beabstandet sind, und einer Aktivierungsstellung zu bewegen, in der das Betätigungselement 38 über das Aktivierungselement 42 und das Druckstück 44 den Dom 50 zusammendrückt und die Schaltelemente 52 die Kontaktelemente 56, 58, 60 berühren und elektrisch verbinden. Bei niedergedrücktem Betätigungselement 38 veranlasst die Auswertungsschaltung 34 eine Trennung der Kupplung 22.The in the 2 represented, mechanical parts 38 the switching arrangement allow the operator, the actuator 36 in an in 2 press down to the right direction to move it between the in 2 illustrated rest position in which the switching elements 52 from the contact elements 56 . 58 and 60 are spaced, and to move to an activation position in which the actuating element 38 via the activation element 42 and the pressure piece 44 the dome 50 compresses and the switching elements 52 the contact elements 56 . 58 . 60 touch and connect electrically. When the actuator is depressed 38 initiates the evaluation circuit 34 a separation of the clutch 22 ,

Die 3 zeigt eine Draufsicht auf die Platine 54 und ihre Kontaktelemente 56, 58, 60. Es sind insgesamt acht erste Kontaktelemente 56 vorgesehen, die sich von einer kreisförmigen, radial äußeren Verbindung 64 über einen ringförmigen Bereich 68 radial nach innen erstrecken. Jeweils mittig zwischen zwei benachbarten ersten Kontaktelementen 56 sind insgesamt acht zweite Kontaktelemente 58 vorgesehen, die sich von einer kreisförmigen, radial inneren Verbindung 66 über einen ringförmigen Bereich 70 radial nach außen erstrecken. Die Bereiche 68 und 70 bilden als Schnittmenge einen gemeinsamen, ringförmigen Bereich 72, in dem sich auch die vier äquidistant um die Achse 74 des Betätigungselements 36 verteilten Schaltelemente 52 befinden, die kreisförmige Querschnitte aufweisen. Das dritte Kontaktelement 60 ist mäanderförmig jeweils zwischen den ersten und zweiten Kontaktelementen 56, 58 hindurchgeführt. Es ist erkennbar, dass die niedergedrückten Schaltelemente 52 jeweils das dritte Kontaktelement 60 mit einem der ersten Kontaktelemente 56 und einem der zweiten Kontaktelemente 58 elektrisch verbinden. Diese Verbindung wird aufgrund der radialen Abmessung des ringförmigen Bereichs 72 auch dann hergestellt, wenn die Mitte der Platine 54 gegenüber der Achse 74 durch Fertigungstoleranzen verschoben ist oder – aufgrund der Anzahlen der Kontaktelemente 56, 58, die doppelt so groß ist wie die Anzahl der Schaltelemente 52 – die Platine 54 in Umfangsrichtung (azimutal) verdreht ist. Wie bereits erwähnt, könnte eine beliebige andere Anzahl von Schaltelementen 52 verwendet werden. Analog könnte auch eine beliebige andere Anzahl von Kontaktelementen 56, 58 verwendet werden.The 3 shows a plan view of the board 54 and their contact elements 56 . 58 . 60 , There are a total of eight first contact elements 56 provided, extending from a circular, radially outer connection 64 over an annular area 68 extend radially inward. In each case centrally between two adjacent first contact elements 56 are a total of eight second contact elements 58 provided, extending from a circular, radially inner connection 66 over an annular area 70 extend radially outward. The areas 68 and 70 form as intersection a common, annular area 72 in which also the four equidistant around the axis 74 of the actuating element 36 distributed switching elements 52 are located, which have circular cross-sections. The third contact element 60 is meandering in each case between the first and second contact elements 56 . 58 passed. It can be seen that the depressed switching elements 52 in each case the third contact element 60 with one of the first contact elements 56 and one of the second contact elements 58 connect electrically. This connection is due to the radial dimension of the annular area 72 also made when the middle of the board 54 opposite the axis 74 is shifted by manufacturing tolerances or - due to the numbers of contact elements 56 . 58 , which is twice as large as the number of switching elements 52 - the board 54 is twisted in the circumferential direction (azimuthally). As already mentioned, any other number of switching elements could 52 be used. Analog could also be any other number of contact elements 56 . 58 be used.

Die vier jeweils mit einem Schaltelement 52 zusammenwirkenden ersten Kontaktelemente 56 bilden mit dem dritten Kontaktelement 60 insgesamt vier parallel geschaltete Schalter, die in der 4 als ein einziger Schalter eingezeichnet und mit S1 gekennzeichnet sind. Die vier jeweils mit einem Schaltelement 52 zusammenwirkenden zweiten Kontaktelemente 58 bilden mit dem dritten Kontaktelement 60 ebenfalls insgesamt vier parallel geschaltete Schalter, die in der 4 als ein einziger Schalter eingezeichnet und mit S2 gekennzeichnet sind. Dabei ist das dritte Kontaktelement 60 mit einem Referenzpotenzial verbunden, das in diesem Ausführungsbeispiel dem Massepotenzial entspricht.The four each with a switching element 52 cooperating first contact elements 56 form with the third contact element 60 a total of four parallel switches operating in the 4 marked as a single switch and marked S1. The four each with a switching element 52 cooperating second contact elements 58 form with the third contact element 60 also a total of four parallel switches, which in the 4 marked as a single switch and marked S2. In this case, the third contact element 60 connected to a reference potential, which corresponds to the ground potential in this embodiment.

Die 4 zeigt ein Schaltschema der Auswertungsschaltung 34. Sie umfasst einen aus zwei Widerständen R1, R2 gebildeten Spannungsteiler, der einen Endes mit der Batteriespannung des Bordnetzes des Nutzfahrzeugs 10 und anderen Ende mit Masse verbunden ist. Der Mittelpunkt des Spannungsteilers ist über einen Widerstand R31 mit dem Schalter S1 verbunden, der wie oben beschrieben durch die ersten Kontaktelemente 56 und das dritte Kontaktelement 60 gebildet wird, welches mit Masse verbunden ist. Der Mittelpunkt des Spannungsteilers ist weiterhin über einen Widerstand R32 mit dem Schalter S2 verbunden, der wie oben beschrieben durch die zweiten Kontaktelemente 58 und das dritte Kontaktelement 60 gebildet wird, welches mit Masse verbunden ist. Der Mittelpunkt des Spannungsteilers ist schließlich auch mit dem Eingang eines Analog-Digitalwandlers 76 verbunden, der einen Eingangswiderstand Rin aufweist. Der Ausgang des Analog-Digitalwandlers 76 ist mit einem Mikrocontroller 78 (oder Mikroprozessor) verbunden, an dessen Ausgang ein von der Stellung des Betätigungselements 36 abhängiges Schaltsignal bereitsteht, das wiederum den Aktor 30 und die Leuchtdiode 62 ansteuert. Der Spannungsteiler (ohne den Analog-Digitalwandler 76) kann innerhalb des Gehäuses 40 des Bedienhebels 32 angebracht sein, insbesondere auf der Platine 54, oder außerhalb des Gehäuses 40 in der Auswertungsschaltung 34.The 4 shows a circuit diagram of the evaluation circuit 34 , It comprises a voltage divider formed from two resistors R1, R2, the one end with the battery voltage of the electrical system of the commercial vehicle 10 and other end connected to ground. The center of the voltage divider is connected via a resistor R31 to the switch S1, which as described above by the first contact elements 56 and the third contact element 60 is formed, which is connected to ground. The center of the voltage divider is further connected via a resistor R32 to the switch S2, which as described above by the second contact elements 58 and the third contact element 60 is formed, which is connected to ground. The center of the voltage divider is finally connected to the input of an analog-to-digital converter 76 connected, which has an input resistance Rin. The output of the analog-to-digital converter 76 is with a microcontroller 78 (or microprocessor) connected at the output one of the position of the actuating element 36 dependent switching signal is ready, in turn, the actuator 30 and the light emitting diode 62 controls. The voltage divider (without the analog-to-digital converter 76 ) can be inside the case 40 of the operating lever 32 be appropriate, especially on the board 54 , or outside the case 40 in the evaluation circuit 34 ,

Wenn alle Schalter S1, S2 geöffnet sind, stellt sich am Eingang des Analog-Digitalwandlers 76 eine durch die Widerstände R1, R2 und Rin bestimmte Spannung ein. Der Mikrocontroller 78 der Auswertungsschaltung 34 veranlasst dann den Aktor 30, die Kupplung 22 zu schließen und die Leuchtdiode 62 auszuschalten. Analog stellt sich am Eingang des Analog-Digitalwandlers 76 eine gegenüber dem zuvor beschriebenen Fall niedriger liegende Spannung ein, die durch die Widerstände R1, R2, R31, R32 und Rin bestimmt wird. Der Mikrocontroller 78 der Auswertungsschaltung 34 veranlasst dann den Aktor 30, die Kupplung 22 zu schließen und die Leuchtdiode 62 einzuschalten. Falls ein Fehler im mechanischen Teil 38 der Schaltanordnung vorliegen sollte, der dazu führt, dass einer der Schalter S1 oder S2 geschlossen ist, während der jeweils andere Schalter S2 oder S1 offen ist, stellt sich am Eingang des Analog-Digitalwandlers 76 eine Spannung ein, die zwischen den beiden zuvor beschriebenen Spannungen liegt und durch die Widerstände R1, R2, Rin und R31 oder R32 bestimmt wird. In diesem Fall erkennt der Mikrocontroller 78, dass ein Fehler in der Schaltanordnung vorliegt und veranlasst den Aktor 30, die Kupplung 22 zu schließen. Es wird dem Bediener über geeignete Mittel (Anzeigeeinrichtung o. ä.) eine Fehlermeldung gegeben und die Kupplung kann nur noch über ein Pedal oder eine andere, selbsttätige Steuereinrichtung kontrolliert werden.When all switches S1, S2 are open, the input of the analog-to-digital converter is placed 76 a voltage determined by the resistors R1, R2 and Rin. The microcontroller 78 the evaluation circuit 34 then causes the actuator 30 , the coupling 22 close and the light emitting diode 62 off. Analog arises at the input of the analog-to-digital converter 76 a lower voltage compared to the previously described case, which is determined by the resistors R1, R2, R31, R32 and Rin. The microcontroller 78 the evaluation circuit 34 then causes the actuator 30 , the coupling 22 close and the light emitting diode 62 turn. If there is an error in the mechanical part 38 should be present in the switching arrangement, which causes one of the switches S1 or S2 is closed, while the other switch S2 or S1 is open, arises at the input of the analog-to-digital converter 76 a voltage which is between the two voltages described above and is determined by the resistors R1, R2, Rin and R31 or R32. In this case, the microcontroller detects 78 in that there is a fault in the switching arrangement and causes the actuator 30 , the coupling 22 close. An error message is given to the operator via suitable means (display device or the like) and the clutch can only be controlled via a pedal or another automatic control device.

Die redundante Anordnung mit jeweils zwei gleichzeitig mit dem Referenzpotenzial verbundenen Kontaktelementen ermöglicht, auch aufgrund der mehreren parallel geschalteten Schalter, eine Verbesserung der Sicherheit. Insbesondere wird ein unbeabsichtigtes Schließen der Kupplung 22 vermieden. Da die ersten und zweiten Kontaktelemente 56, 58 jeweils gleichzeitig mit dem Referenzpotenzial verbunden werden, werden fehlerhafte Erkennungen von tatsächlich nicht vorhandenen Fehlfunktionen vermieden.The redundant arrangement, each with two simultaneously connected to the reference potential contact elements allows, also due to the plurality of parallel switches, an improvement in security. In particular, an inadvertent closing of the clutch 22 avoided. As the first and second contact elements 56 . 58 each connected to the reference potential at the same time, erroneous detections of actually missing malfunctions are avoided.

Claims

A switch assembly comprising: an actuator slidable by an operator mechanically in a direction of movement between a rest position and an activation position (US Pat. 36 ), at least two separate, electrically conductive switching elements ( 52 ) connected to the actuating element ( 36 ) are in drive connection, the switching elements ( 52 ), first contact elements ( 56 ), which are electrically connected to each other and only in befindlicher in the activation position actuator ( 36 ) with the switching element ( 52 ) come into electrical contact and by the switching element ( 52 ) are connected to a reference potential, and one with the first contact elements ( 56 ) connected evaluation circuit ( 34 ), which is arranged one from the position of the actuating element ( 36 ) dependent switching signal, characterized in that the switching elements ( 52 ) each second contact elements ( 58 ) associated with each other and electrically connected by the first switching elements ( 56 ) separated with the evaluation circuit ( 34 ), and that the second contact elements ( 58 ) only in the activation position befindlicher actuator ( 36 ) come into electrical contact with the switching element and by the switching element ( 52 ) are connected to the reference potential.

Switching arrangement according to Claim 1, characterized in that the switching elements ( 52 ) each have a third contact element ( 60 ), which is located at the reference potential and only in the activation position befindlicher actuator ( 36 ) by the associated switching element ( 52 ) with the first and second contact element ( 56 . 58 ) is electrically connected.

Switching arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the contact elements ( 56 . 58 . 60 ) on a board ( 54 ) are arranged.

Switching arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaluation circuit ( 34 ) is operable at different switching states of the first and second contact elements ( 56 . 58 ) generate an error message.

Switching arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first and second contact elements ( 56 . 58 ) within a common, annular region ( 72 ) in the radial direction to the direction of movement of the actuating element ( 36 ) extend and are offset in the circumferential direction against each other.

Switching arrangement according to Claim 5, characterized in that the first and second contact elements ( 56 . 58 ) each outside the annular region ( 72 ) by circular connections ( 64 . 66 ) are interconnected.

Switching arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that a higher number of first and second contact elements ( 56 . 58 ) as switching elements ( 52 ) is present, so that each switching element ( 52 ) regardless of the position of the contact elements ( 56 . 58 ) in the circumferential direction always with a first and a second contact element ( 56 . 58 ) is brought into contact.

Switching arrangement according to one of claims 2 to 7, characterized in that the third Contact element ( 60 ) meandering between the first and second contact elements ( 56 . 58 ) runs.

Switching arrangement according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the switching elements ( 52 ) on the inside of a through the actuator ( 36 ) depressible domes ( 50 ) a safety mat ( 48 ) are arranged switching pills.

Switching arrangement ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the actuating element ( 36 ) is constructed of a flexible material, on the inside of which a rigid activation element ( 42 ), which controls the movement of the actuating element ( 36 ) about one in a framework ( 46 ) guided pressure piece ( 44 ) on the safety mat ( 48 ) transmits.

Agricultural utility vehicle ( 10 ) with a traction drive train and a power-operated clutch ( 22 ) which is actuatable by a switching arrangement according to one of claims 1 to 10.