DE19846182A1 - Schaltungsanordnung zur Erfassung des Schaltzustandes wenigstens eines pneumatischen Schaltmittels - Google Patents

Abstract

Bei einer Schaltungsanordnung zur Erfassung des Schaltzustandes wenigstens eines ein auf einer Bahn bewegliches Element (20, 32, 54) umfassenden pneumatischen Schaltmittels (26) mit einem in Abhängigkeit von einer Schaltstellung des beweglichen Elements betätigten elektrischen Schaltmittel (46) ist vorgesehen, daß ein Betätigungselement (52) des elektrischen Schaltmittels (46) in einem in Richtung der Bahn hinter dem beweglichen Element liegenden Raum einer Betätigungskraft durch das bewegliche Element aussetzbar ist. DOLLAR A Die Konstruktion eignet sich insbesondere für pneumatische Schaltmittel mit einer druckbeaufschlagten Membran (30).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erfassung des Schaltzustandes wenigstens eines ein auf einer Bahn bewegliches Element umfassenden pneumatischen Schaltmittels mit einem in Abhängig­ keit von einer Schaltstellung des beweglichen Ele­ ments betätigten elektrischen Schaltmittel.

Stand der Technik

Schaltungsanordnungen der gattungsgemäßen Art sind zum Beispiel aus DE 35 06 180 A1 bekannt. Diese Schrift behandelt eine Kolben-Zylinderanordnung, bei der die Stellung eines Zylinderkolbens über ra­ dial außen an dem Zylinder angeordnete Sensoren er­ faßt wird. Bei diesen Sensoren handelt es sich ins­ besondere um Reed-Schalter, die durch einen am Kol­ ben angeordneten Permanentmagneten geschaltet wer­ den.

Diese bekannte Anordnung hat das Problem, daß sie nur für pneumatische Schaltelemente tauglich ist, bei denen das bewegliche Element einen Kolben um­ faßt, in dem der Permanentmagnet in einem Abstand zur Seitenwand des Zylinders angeordnet sein kann, der deutlich kleiner als der Hub des beweglichen Elements ist. Wenn dies nicht möglich ist, ergibt sich bei einer Anordnung wie in DE 35 06 180 A1 be­ schrieben das Problem, daß der Reed-Schalter, der als elektrisches Schaltelement fungiert, praktisch ständig dem Einfluß des Magneten ausgesetzt ist, egal in welcher Stellung sich der Kolben des Zylin­ ders befindet. Infolgedessen ändert sich das auf den Schalter wirkende Magnetfeld nur langsam im Laufe der Hubbewegung, und die Kolbenstellung, bei der der Reed-Schalter schaltet, fluktuiert stark in Abhängigkeit von äußeren Einflüssen.

Vorteile der Erfindung

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen wird eine Schaltungsanordnung geschaffen, die zur Überwachung eines pneumatischen Schaltmittels geeignet ist, bei dem die Anbringung des elektrischen Schaltmittels in der in DE 35 06 180 A1 gezeigten Anordnung nicht praktikabel ist, sei es weil das bewegliche Element keinen Kolben besitzt, in dem ein Magnet unterge­ bracht werden könnte, weil Platzverhältnisse die Anbringung des elektrischen Schaltelements seitlich vom beweglichen Element in ausreichender Nähe nicht zulassen, oder aus welchen Gründen auch immer. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Teils des elektrischen Schaltmittels in einem in Bewe­ gungsrichtung hinter dem beweglichen Element des pneumatischen Schaltmittels liegenden Raum wird au­ ßerdem ein kompakter Aufbau der gesamten Anordnung erzielt.

Diese Lösung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar bei pneumatischen Schaltmitteln mit geringem Hub, das heißt solchen, bei denen der Hub ähnlich groß oder kleiner als die Abmessungen des beweglichen Elements quer zur Hubrichtung sind.

Dies sind zum Beispiel die meisten pneumatischen Schaltmittel, bei denen das bewegliche Element von einer einem pneumatischen Medium ausgesetzten fle­ xiblen Membran angetrieben wird.

Vorzugsweise ist die Hubbewegung beziehungsweise die Bahn, auf der diese stattfindet, in drei Ab­ schnitte unterteilt, wobei in einem mittleren die­ ser Abschnitte die Betätigungskraft das Betätigungselement des elektrischen Schaltmittels zu einer an die Bewegung des beweglichen Elements des pneumatischen Schaltmittels gekoppelten Bewe­ gung zwischen zwei Endpunkten antreibt, und wobei das Betätigungselement unbewegt an einem der zwei Endpunkte bleibt, während sich das bewegliche Ele­ ment in einem dem jeweiligen Endpunkt entsprechen­ den der zwei äußeren Abschnitte der Bahn bewegt. Die Unterteilung der gesamten Bahn in die drei Ab­ schnitte kann dabei bei der Konstruktion des pneu­ matischen Schaltmittels fest vorgegeben oder auch am fertig zusammengesetzten Schaltmittel justierbar sein. Durch eine solche Anordnung wird vermieden, daß das Betätigungselement, wenn es einen seiner zwei Endpunkte erreicht hat, die weitere Bewegung des pneumatischen Schaltmittels behindert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die vom beweglichen Element des pneumatischen Schaltmittels auf das Betätigungselement des elek­ trischen Schaltmittels ausgeübte Betätigungskraft eine Magnetkraft, wobei ein Magnet insbesondere am beweglichen Element des pneumatischen Schaltmittels montiert sein kann.

Eine wirksame Übertragung der magnetischen Betäti­ gungskraft ist gewährleistet, wenn der Magnet und das elektrische Schaltmittel auf einer zur Bahn des beweglichen Elements parallelen Achse, vorzugsweise der Mittelachse des pneumatischen Schaltmittels an­ geordnet sind.

Ein einfacher Aufbau der Schaltungsanordnung ergibt sich, wenn das pneumatische Schaltmittel in einem allseits dichten Gehäuse untergebracht ist und das elektrische Schaltmittel außen an diesem Gehäuse angeordnet ist. Dabei besteht das Gehäuse zumindest in der Umgebung des elektrischen Schaltmittels aus einem für ein Magnetfeld durchlässigen Material. Eine solche Konstruktion erlaubt es, auf eine Ab­ dichtung des Gehäuses in Höhe von elektrischen An­ schlüssen des elektrischen Schaltmittels zu ver­ zichten.

Gemäß einer Variante der Erfindung ist das Betäti­ gungselement des elektrischen Schaltmittels unter einem Winkel zur Bahn verschiebbar.

Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Be­ tätigungskraft eine mechanisch übertragene Kraft ist.

Zur Übertragung einer solchen Kraft kann vorgesehen werden, daß sich das Betätigungselement und das be­ wegliche Element wenigstens auf einem Abschnitt der Bahn an einer schräg zur Bahn verlaufenden Kontakt­ fläche berühren, um die Kraft zu übertragen. Diese Kontaktfläche kann insbesondere eine kegelförmige Fläche an dem beweglichen Element des pneumatischen Schaltmittels sein.

Um die mechanische Betätigungskraft auf das elek­ trische Schaltmittel zu übertragen, ist vorzugswei­ se ein Betätigungszapfen des beweglichen Elements abgedichtet aus einem Gehäuse des pneumatischen Schaltmittels herausgeführt. Das durch diesen Zap­ fen betätigte elektrische Schaltmittel ist zweckmä­ ßigerweise außen an dem Gehäuse montiert, vorzugs­ weise ist es durch eine aufgesteckte Kappe an dem Gehäuse gehalten.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß bei einer Anordnung mit mehreren pneu­ matischen Schaltmitteln jedem der pneumatischen Schaltmittel ein elektrisches Schaltmittel zugeord­ net ist, und die elektrischen Schaltmittel parallel geschaltet sind. Hierdurch kann in einfacher Weise auch bei mehreren zu überwachenden pneumatischen Schaltmitteln der Schaltzustand der pneumatischen Schaltmittel dahingehend überwacht werden, daß bei Betätigung wenigstens eines der pneumatischen Schaltmittel ein Steuersignal an eine Auswerte­ schaltung geliefert wird.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jedem der elektrischen Schalt­ mittel ein definierter Vorwiderstand in Reihe ge­ schaltet ist, dessen Größe vorzugsweise entspre­ chend einer binären Kodierung festgelegt ist, wobei die Vorwiderstände unterschiedlich dimensioniert sind. Hierdurch wird es vorteilhaft möglich, auch bei mehreren überwachten pneumatischen Schaltmit­ teln anhand des einen generierten elektrischen Steuersignals zu ermitteln, welches beziehungsweise welche der pneumatischen Schaltmittel ihren Schalt­ zustand verändert haben. Somit kann mit einfacher Auswertung nur eines Schaltsignals gleichzeitig die Schaltstellung mehrerer pneumatischer Schaltmittel in einfacher Weise überwacht werden.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen.

Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine Schal­ tungsanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Kappe zum Befestigen des elektrischen Schaltmittels am Gehäuse des pneumatischen Schaltmittels;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch eine zweite Schaltungsanordnung;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Anordnung aus Fig. 1;

Fig. 5 und 6 Schaltungen zur Überwachung des Schaltzustandes von mehreren pneumatischen Schalt­ mitteln und

Fig. 7 eine Schaltung zur Überwachung einer Viel­ zahl pneumatischer Schaltmittel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachfolgend am Beispiel einer ein Abgasrückführungsventil 10 aufweisenden Ventil­ anordnung 12 erläutert werden, die beispielsweise in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen einge­ setzt wird.

Aufbau und Wirkungsweise von Abgasrückführungsven­ tilen sind bekannt, so daß hier nur auf die für die Erläuterung der erfindungsgemäßen Schaltungsanord­ nung notwendigen Bestandteile Bezug genommen wird. Das Abgasrückführungsventil 10 ist in einem Ansaug­ kanal 14 angeordnet, wobei eine in den Ansaugkanal 14 mündende Ventilhülse 16 mittels eines Schließ­ körpers 18 verschließbar ist. Der Schließkörper 18 ist mit einer Ventilstange 20 verbunden, die durch eine Betätigungseinrichtung 22, die als Unterdruck­ dose 24 ausgebildet ist, auf einer Bahn in Richtung eines Pfeils 45 und zurück bewegbar ist. Die Unter­ druckdose 24 bildet ein pneumatisches Schaltmittel 26. Hierzu ist innerhalb eines Gehäuses 28 eine Membran 30 angeordnet, die einen mit der Ventil­ stange 20 starr verbundenen Membranteller 32 auf­ weist. Der Membranteller 32 stützt sich gegen die Kraft eines elastischen Federelementes 34 an einem Membrandeckel 36 ab. Der Membrandeckel 36 bildet einen druckdichten Verschluß des Gehäuses 28. Ein Innenraum 38 des Gehäuses 28 ist über einen nicht näher dargestellten Anschluß mit einer Unter­ druckquelle verbindbar, während ein Innenraum 40 des Gehäuses 28 mit Normaldruck, das heißt, der At­ mosphäre beaufschlagt ist.

Der Membranteller 32 trägt an seiner von der Ven­ tilstange 20 abgewandten Seite in Verlängerung der Ventilstange 20 einen Betätigungszapfen 54 mit ei­ ner konisch zulaufenden distalen Spitze 56. Ventil­ stange 20, Membranteller 32 und Betätigungszapfen 54 bilden gemeinsam ein auf einer Bahn in Richtung des Pfeils 45 bewegliches Element.

Der Betätigungszapfen 54 erstreckt sich durch eine mit einer Dichtung 58 versehene Öffnung im Membran­ deckel 36 in eine Kammer, die von einer auf den Membrandeckel 36 aufgesteckten und an diesem verra­ steten Kappe 60 gebildet ist.

Diese in Fig. 2 perspektivisch von innen betrach­ tet gezeigte Kappe 60 trägt auf einer, von einem flexiblen, mit Rastmitteln 62 versehenen stegförmi­ gen Rand 64 umgebenen Grundplatte 66 einen längsge­ schlitzten Schaft 68. Die Länge des Schafts ist so bemessen, daß er bei eingerasteter Kappe 60 die Dichtung 58 zwischen seiner Stirnfläche 69 und dem Boden einer Vertiefung des Membrandeckels 36 einge­ spannt hält.

Auf der Grundplatte 66 ist das elektrische Schalt­ mittel 46, hier ein Mikroschalter, so montiert, daß dessen Betätigungselement 52 in die zylindrische Bohrung des Schafts 68 eingreift. Elektrische An­ schlüsse 48, 50 sind durch den Boden der Kappe 60 herausgeführt (siehe Fig. 1).

Der Mikroschalter liegt in Richtung der Bahn prak­ tisch zur Gänze hinter dem Membranteller 32, so daß er die seitlichen Abmessungen der gesamten Anord­ nung aus pneumatischem 26 und elektrischem Schalt­ mittel 46 nicht vergrößert.

Die Ventilanordnung 12 besitzt ein zweites pneuma­ tisches Schaltmittel 42, das in analoger Weise zum Schaltmittel 26 ebenfalls als Unterdruckdose aufge­ baut ist. Mittels des zweiten pneumatischen Schalt­ mittels 42 kann eine in dem Ansaugkanal 14 angeord­ nete Klappe 43 betätigt werden, mittels der ein Durchlaßquerschnitt des Ansaugkanals 14 variierbar ist. Da der Aufbau der pneumatischen Schaltmittel 26 und 42 identisch ist, wird der weitere Aufbau und die Funktion lediglich anhand des pneumatischen Schaltmittels 26 erläutert.

Zum Betätigen des Abgasrückführungsventiles 10 wird der Innenraum 38 mit der Unterdruckquelle verbun­ den, so daß der Innenraum 38 evakuiert wird. Hier­ durch wird die Membran 30 gegen die Kraft des Federelementes 34 in der mit dem Pfeil 45 angegebe­ nen Richtung vorgespannt, so daß der Schließkörper 18 einen Dichtsitz der Ventilhülse 16 öffnet.

Durch das Vorspannen der Membran 30 bewegt sich gleichzeitig das bewegliche Element auf seiner Bahn aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung heraus gegen die Kraft des Federelementes 34 in Richtung des Membrandeckels 36. Erst nachdem das bewegliche Ele­ ment einen ersten Abschnitt seiner Bahn zurückge­ legt hat, kommt die kegelförmige Spitze 56 in Kon­ takt mit dem Betätigungselement 52 des elektrischen Schaltmittels 46 und beginnt, dieses in eine Rich­ tung senkrecht zur Bahn zu verschieben. Dabei glei­ tet die Spitze 56 an dem Betätigungselement 52 ent­ lang, und im Laufe der Bewegung des Betätigungsele­ ments 52 schaltet das Schaltmittel 46. Nachdem die Spitze 56 das Betätigungselement 52 hinter sich ge­ lassen hat, gleitet auf einem dritten Abschnitt der Bahn die zylindrische Außenfläche des Betätigungs­ zapfens 54 am Betätigungselement 52 entlang, bis ein Anschlag erreicht wird, beispielsweise indem der Membranteller 32 an eine Begrenzung im Innen­ raum 38 stößt oder die Spitze 56 die Grundplatte 66 der Kappe 60 erreicht.

Wie man an Fig. 1 leicht erkennt, kann durch eine geeignete Wahl der Länge des Betätigungszapfens 56 und die Positionierung des elektrischen Schaltmit­ tels 46 dessen Schaltpunkt auf eine beliebige Stel­ le der Bahn des beweglichen Elements festgelegt werden. Es kann somit jeder beliebige Grad der Of­ fenstellung des Abgasrückführungsventils 10 erfaßt werden. Wenn der Betätigungszapfen 54 längenver­ stellbar ist, zum Beispiel mit Hilfe eines Gewin­ des, so ist auch eine Feinjustage des Schaltpunkts an der fertigmontierten Ventilanordnung möglich.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer er­ findungsgemäßen Schaltungsanordnung mit einem an einem Ansaugkanal 14 angeordneten Abgasrückfüh­ rungsventil 10. Diese Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten im Aufbau der pneuma­ tischen und elektrischen Schaltmittel. Die Figur zeigt lediglich das pneumatische Schaltmittel 26 im Querschnitt, das zweite, in Fig. 1 mit 42 bezeich­ nete, das identisch aufgebaut ist, ist in Fig. 3 fortgelassen. Der Aufbau des Ansaugkanals 14, des Abgasrückführungsventils 10, des Schließkörpers 18 und der Ventilstange 20 ist der gleiche wie bei der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Ausgestaltung. Die Unterdruckdose 24 umfaßt eine an den Ansaugka­ nal 14 angeformte Kammer 40 unter Atmosphärendruck und eine mit einer Unterdruckquelle verbindbare Kammer 38, die durch eine flexible Membran 30 gas­ dicht voneinander getrennt sind. Ein steifer Mem­ branteller 32 ist mit der Ventilstange 20 ver­ schraubt und verteilt die Kraft eines in dem Innen­ raum 80 angeordneten Federelements 34 auf die Mem­ bran 30. An seiner dem Innenraum 38 zugewandten Oberfläche trägt der Membranteller 32 einen Magne­ ten 70 aus einer Seltenerdlegierung.

Wenn der Innenraum 38 unter Unterdruck gesetzt wird, wird das Federelement 34 durch den in dem In­ nenraum 40 herrschenden Atmosphärendruck zusammen­ gepreßt, der Schließkörper 18 hebt sich vom Sitz des Abgasrückführungsventils 10, und der Magnet 70 drängt in eine an der Innenseite des Membrandeckels 36 gebildete Aussparung 72 ein und nähert sich so dem elektrischen Schaltmittel 46, das in diesem Fall ein Reed-Schalter ist.

Der Magnet 70 und der Reedschalter 46 sind beide auf der Mittelachse des beweglichen Elements ange­ ordnet, so daß bei einer Annäherung des Magneten 70 an den Reed-Schalter das von diesem durch den Mem­ brandeckel 36 aus Kunststoff hindurch wahrgenommene magnetische Feld schnell zunimmt und diesen repro­ duzierbar schalten läßt. Nachdem der Reed-Schalter unter dem Einfluß der vom Magneten 70 ausgeübten Kraft seine Schaltbewegung vollendet hat, bleibt das bewegliche Element in Richtung auf den Reed- Schalter zu weiterhin beweglich, solange bis der Magnet an den Membrandeckel 36 anstößt.

Diese Variante zeichnet sich besonders dadurch aus, daß der Innenraum 38 bis auf den nicht dargestell­ ten Anschluß zum Verbinden mit einer Unter­ druckquelle keine Durchgangsbohrungen aufweist, we­ der für einen Betätigungszapfen noch für an das elektrische Schaltelement angeschlossene Drähte, und deshalb im Aufbau einfach und zuverlässig dicht ist.

Fig. 4 zeigt die Anordnung aus Fig. 1 gesehen in der durch einen Pfeil 44 bezeichneten Richtung. Sie verdeutlicht die Einbindung der elektrischen Kon­ taktierung des elektrischen Schaltmittels 46 in die gesamte Anschlußkonfiguration der Ventilanordnung 12. Bekannterweise besitzt die Ventilanordnung 12 einen gemeinsamen Anschlußstecker 76 zum Verbinden von den pneumatischen Schaltmitteln 26 und 42 zuge­ ordneten, als Magnetventile ausgebildeten Schalt­ einrichtungen. Mittels der Magnetventile ist der Innenraum 38 (Fig. 1) mit der Unterdruckquelle verbindbar, so daß dieser evakuiert werden kann. Den Schalteinrichtungen ist hierbei ein Anschluß­ kontakt 78 für das Magnetventil des Abgasrückfüh­ rungsventiles 10, ein Anschlußkontakt 80 für das Magnetventil zur Betätigung der Klappe 43, und ein Anschlußkontakt 82 für eine gemeinsame Masseleitung der Magnetventile zugeordnet. Der Anschlußstecker 76 weist weitere Anschlußkontakte 84 beziehungswei­ se 86 auf, die mit den zum elektrischen Schaltmit­ tel 46 führenden Verbindungsleitungen 61 kontak­ tiert sind. Die Verbindungsleitungen führen zu ei­ nem Kontaktmodul 65, in dem sie an die Kontakte 48, 50 des elektrischen Schaltmittels 46 angeschlossen sind. Hierdurch wird es in einfacher Weise möglich, mittels eines einzelnen Anschlußsteckers 76 gleich­ zeitig die Magnetventile mit einer Spannungsversor­ gung zu verbinden und das Schaltmittel 46 mit einer im einzelnen nicht dargestellten Auswerteschaltung zu verbinden. Der Verbindungsaufwand reduziert sich hierdurch erheblich. Ist dem weiteren pneumatischen Schaltmittel 42 der Ventilanordnung 12 ebenfalls ein elektrisches Schaltmittel zugeordnet, ist die­ ses parallel zum dem dem Abgasrückführungsventil 10 zugeordneten elektrischen Schaltmittel 46 geschal­ tet, so daß sich der Verbindungsaufwand nicht er­ höht.

In Fig. 5 ist hierzu ein Schaltbild gezeigt. Der Anschlußstecker 76 weist die Anschlußkontakte 78 bis 86 auf. Der Anschlußkontakt 78 ist mit einem Magnetventil 88 des pneumatischen Schaltmittels 26 verbunden, während der Anschlußkontakt 80 mit einem Magnetventil 90 des pneumatischen Schaltmittels 42 verbunden ist. Der Anschlußkontakt 82 ist mit einer gemeinsamen Masseleitung 92 der Magnetventile 88 und 90 verbunden. Die Anschlußkontakte 84 und 86 sind über die Verbindungsleitungen 62 mit dem par­ allel geschalteten elektrischen Schaltmitteln der zwei pneumatischen Schaltmittel 26 beziehungsweise 42 verbunden.

Über die nicht dargestellte Auswerteschaltung wer­ den die Anschlußkontakte 84 und 86 mit einer Meß­ spannung beaufschlagt. Schließt nun eines der elek­ trischen Schaltmittel 46 beziehungsweise beide Schaltmittel 46 infolge der Änderung des Schaltzu­ standes der pneumatischen Schaltmittel 26 bezie­ hungsweise 42 - wie anhand der vorhergehenden Figu­ ren erläutert - werden die Anschlußkontakte 84 und 86 kurzgeschlossen, so daß ein Meßstrom fließen kann. Dieser wird mittels der nicht dargestellten Auswerteschaltung erfaßt und liefert ein Signal da­ für, daß eines der pneumatischen Schaltmittel 26 oder 42 betätigt ist.

In Fig. 6 ist eine abgewandelte Schaltungsanord­ nung gemäß Fig. 4 gezeigt, bei der ein Anschluß­ aufwand weiter reduziert ist. Hier ist vorgesehen, daß der Anschlußkontakt 84 ein gemeinsames Versor­ gungsspannungspotential, sowohl für die Magnetven­ tile 88 und 90 als auch für die Schaltmittel 44 und 46 aufweist. Hierdurch kann der Kontaktstecker 76 vierpolig ausgebildet werden, ohne daß die Funktion der Magnetventile 88 und 90 beziehungsweise die Überwachungsaufgabe der Schaltmittel 46 beeinträch­ tigt ist. Hinsichtlich der Funktion der Schaltungs­ anordnung gemäß Fig. 6 wird auf die Beschreibung der Figur verwiesen.

Anhand der in Fig. 7 gezeigten Schaltungsanordnung wird eine Ausführungsvariante erläutert, mit der eine exakte Schließstellung einer Vielzahl von elektrischen Schaltmitteln 46 und so weiter, und damit eine Betätigung einer entsprechenden der Zahl von den Schaltmitteln 46 zugeordneten pneumatischen Schaltmitteln 26, 42 möglich ist.

In Fig. 7 wird davon ausgegangen, daß bei ver­ schiedenen Systemanwendungen eine Vielzahl von pneumatischen Schaltmitteln gleichzeitig überwacht werden. Hierzu ist jedem pneumatischen Schaltmittel ein elektrisches Schaltmittel 46 zugeordnet, wobei einfachhalber davon ausgegangen wird, daß entspre­ chend der tatsächlichen Anzahlen der Schaltmittel 46 diese mit S₁, S₂, S₃ bis S_n bezeichnet sind. Die Schaltmittel S₁ bis S_n sind jeweils parallel ge­ schaltet und über die Verbindungsleitungen 61 mit den Anschlußkontakten 84 und 86 verbunden. An die­ sen liegt die Meßspannung U_mess an. Jedem der Schaltmittel S₁ bis S_n ist ein Vorwiderstand R₁ bis R_n in Reihe geschaltet. Hierdurch ergibt sich für einen Gesamtwiderstand R_g, wenn angenommen wird, daß alle Schaltmittel S₁ bis S_n geschlossen sind:

Wobei S₁ den Wert 0 bei offenem Schalter und den Wert 1 bei geschlossenem Schalter annehmen kann.

Die Größe der Vorwiderstände ist zum Beispiel mit der Beziehung R_i = R₀.2^i-1 gegeben, wobei R₀ ein Grundwiderstand ist.

Entsprechend der geschlossenen Schaltmittel S₁ bis S_n, wobei hier jede beliebige Kombination möglich ist, das heißt, entweder ist nur eines der Schalt­ mittel S₁ bis S_n oder mehrere, das heißt wenigstens zwei der Schaltmittel S₁ bis S_n geschlossen, ergibt sich die Möglichkeit, aufgrund der bekannten Meß­ spannung U_mess und der bekannten, den einzelnen Schaltmitteln S₁ bis S_n zugeordneten Vorwiderstände, anhand eines fließenden Meßstromes exakt zu ermit­ teln, welcher der Schalter S₁ bis S_n geschlossen ist. Hierdurch läßt sich mit der Auswerteschaltung, die beispielsweise integraler Bestandteil eines Steuergerätes eines Kraftfahrzeuges sein kann, ex­ akt bestimmen, welches der Schaltmittel S₁ bis S_n, das heißt, der elektrischen Schaltmittel 46 und so­ mit der den elektrischen Schaltmitteln 46 zugeord­ neten pneumatischen Schaltmittel 26, betätigt ist und welches nicht. Diese Auswertung kann einer Feh­ lerdiagnose dienen, wobei eventuelle Fehler, bei­ spielsweise ein Nichtauslösen eines angesteuerten pneumatischen Schaltmittels, exakt zuordbar ist. Hierzu kann in einer Rechnereinheit die Informati­ on, die aus der Auswertung der geschlossenen Schaltmittel S₁ bis S_n erhalten wird, mit einer wei­ teren Information verglichen werden, die aufgrund einer Ansteuerung der dem pneumatischen Schaltmit­ tel 26 zugeordneten Magnetventile 88, 90 und so weiter herleitbar ist.

Anstelle der Strommessung bei exakt vorgegebener Meßspannung U_mess kann selbstverständlich auch umge­ kehrt ein exakter Meßstrom vorgegeben werden und eine sich hieraus ergebene Meßspannung U_mess ausge­ wertet werden. In jedem Fall wird somit in einfa­ cher Weise eine Schaltkonfiguration der Schaltmit­ tel S₁ bis S_n eindeutig bestimmbar. Anstelle der bi­ nären Kodierung der Vorwiderstände R₁ bis R_n sind auch andere, nachvollziehbare und eindeutige Kodie­ rungen möglich.

Claims (17)

1. Schaltungsanordnung zur Erfassung des Schaltzu­ standes wenigstens eines ein auf einer Bahn beweg­ liches Element (20, 32, 54; 20, 32, 70) umfassenden pneumatischen Schaltmittels (26) mit einem in Ab­ hängigkeit von einer Schaltstellung des beweglichen Elements betätigten elektrischen Schaltmittel (46), dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungselement (52) des elektrischen Schaltmittels (46) in einem in Richtung der Bahn hinter dem beweglichen Element liegenden Raum einer Betätigungskraft durch das be­ wegliche Element aussetzbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausdehnung des beweglichen Elements senkrecht zur Bahn größer als die Länge der Bahn ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element (20, 32, 54; 20, 32, 70) von einer einem pneumatischen Medium ausgesetzten flexiblen Membran (30) ange­ trieben wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn drei Abschnitte umfaßt, wobei dem mittleren der Ab­ schnitte die Betätigungskraft das Betätigungsele­ ment (52) des elektrischen Schaltmittels (46) zu einer an die Bewegung des beweglichen Elements (20, 32, 54; 20, 32, 70) des pneumatischen Schaltmittels (26) gekoppelten Bewegung zwischen zwei Endpunkten antreibt, und wobei das Betätigungselement (52) un­ bewegt an einem der zwei Endpunkte bleibt, während sich das bewegliche Element des pneumatischen Schaltmittels (26) in einem entsprechenden der zwei äußeren Abschnitte der Bahn bewegt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs­ kraft eine Magnetkraft ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das bewegliche Element (20, 32, 70) des pneumatischen Schaltmittels (26) einen Magneten (70) enthält.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Magnet (70) und das elektri­ sche Schaltmittel (46) auf einer zur Bahn des be­ weglichen Elements parallelen Achse angeordnet sind.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schaltmittel (46) ein Reed-Schalter ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Schaltmittel (26) in einem dichten Gehäuse (28) un­ tergebracht ist und daß das elektrische Schaltmit­ tel (46) außen an dem Gehäuse (28) angeordnet ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs­ element (52) des elektrischen Schaltmittels (26) unter einem Winkel zur Bahn verschiebbar ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einem Abschnitt der Bahn das Betätigungselement (52) und das beweg­ liche Element (20, 32, 54) einander an einer schräg zur Bahn verlaufenden Kontaktfläche berühren.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche eine kegel­ förmige Fläche (56) am beweglichen Element des pneumatischen Schaltmittels (26) ist.

13. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betäti­ gungszapfen (54) des beweglichen Elements (20, 32, 54) abgedichtet aus einem Gehäuse (28) des pneumatischen Schaltmittels (26) herausgeführt ist, um die Betätigungskraft zu übertragen.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schaltmittel (46) durch eine aufgesteckte Kappe (60) an dem Ge­ häuse (28) gehalten ist.

15. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei ei­ ner Anordnung mit mehreren pneumatischen Schaltmit­ teln (26, 42) jedem der pneumatischen Schaltmittel (26, 42) ein elektrisches Schaltmittel (46; S₁ bis S_n) zugeordnet ist, und daß die elektrischen Schaltmit­ tel (46; S₁ bis S_n) parallel geschaltet sind.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der elektrischen Schalt­ mittel (46; S₁ bis S_n) ein definierter Vorwiderstand (R₁ bis R_n) in Reihe geschaltet ist, wobei die Vor­ widerstände (R₁ bis R_n) unterschiedlich dimensio­ niert sind.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Vorwiderstände (R₁ bis R_n) entsprechend einer binären Kodierung festgelegt ist.