Schaltvorgang

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Als Schaltvorgang wird jener Vorgang, bei dem gezielt zwischen scharf begrenzten Zuständen gewechselt wird, bezeichnet. Dies kann zum Beispiel mechanisch oder elektrisch oder elektronisch erfolgen. Oft werden mehrere Technologien kombiniert.

Mechanische Schaltvorgänge

Ein Körper (z. B. Hebel, Stellrad, …) wird in eine bestimmte Position gebracht um beispielsweise Getriebe zu schalten. Die Positionierung kann durch einen mechanischen Anschlag oder durch ein Positionierungssystem erfolgen. Je nach der eingestellten Position werden ein oder mehrere Vorgänge gestartet, gestoppt oder umgekehrt.

Elektrische Schaltvorgänge

In der Regel werden hier mechanische Schalter eingesetzt, um Stromkreise zu schließen oder zu öffnen. Die mechanischen Komponenten können auch elektrisch angesteuert werden, beispielsweise mit einem Magnetschalter, Relais, Reedrelais, Umschalter, Wechselschalter, Wählscheibe, Drehwählschalter etc.

Elektronische Schaltvorgänge

In der Elektronik erfolgt das Schalten rein elektrisch. Der Schaltzustand wird durch die angelegte Spannung bestimmt.

Ein bekannter Schaltvorgang ist das Hin- und Herschalten zwischen zwei Kippzuständen, der durch eine elektronische Schaltung bewerkstelligt wird, welche unter der Bezeichnung „Flipflop“ bekannt ist. Die besagte Schaltung gehört zu den wichtigsten Grundschaltungen der Digitalelektronik. Das Besondere an dieser Schaltung ist, dass sie die Zustände „High“ und „Low“ für (theoretisch) unbegrenzte Zeit „aufbewahren“ kann. Damit ist sie zugleich ein elementarer Grundbaustein für die Speicherung von Daten in der Informatik.

Schaltvorgänge unter Anwendung von Technologiekombinationen

Mit dem Wissen und den Erkenntnissen, die das Fachgebiet der Technik im Allgemeinen und der Mechatronik im Speziellen heutzutage zur Verfügung stellt, ist es möglich, verschiedene Technologien miteinander zu kombinieren, um für ein gegebenes technisches Schaltproblem eine problemangemessene, brauchbare Lösung zu finden.

Literatur

Dieter Hötzer: Entwicklung einer Schaltstrategie für einen Pkw mit automatisiertem Schaltgetriebe. (= Schriftenreihe des Instituts für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart; Bd. 12) expert-Verl. Renningen 1999 (zugl. Diss. Univ. Stuttgart), ISBN 3-8169-1823-9.
Simon Dylla: Entwicklung einer Methode zur Objektivierung der subjektiv erlebten Schaltbetätigungsqualität von Fahrzeugen mit manuellem Schaltgetriebe. (= Forschungsberichte / IPEK, Institut für Produktentwicklung am KIT; Bd. 42) IPEK, Karlsruhe 2009 (zugl. Diss. Karlsruher Inst. für Technologie).
Ruben König: Gang- und Moduswechsel in elektrischen und hybrid-elektrischen Antriebssträngen mit aktiv synchronisierten Klauenkupplungen. (= Forschungsberichte Mechatronische Systeme im Maschinenbau) A. H. Shaker Verl., Düren 2019 (zugl. Diss. Techn. Univ. Darmstadt 2018), ISBN 978-3-8440-6731-6.
Rudolf Hüppen: Die Kraftübertragung: Kupplungen, Schaltgetriebe, Gelenkwellen, Ausgleichsgetriebe. (= Krafthand-Praktikum der Autotechnik; Bd. 2) Schulz Verl., Bad Wörishofen 1966.
Siegfried Winkelmann, Harry Harmuth: Schaltbare Reibkupplungen: Grundlagen, Eigenschaften, Konstruktionen. (Konstruktionsbücher; Bd. 34) Springer, Berlin 1985, ISBN 3-540-13755-6.
Michael Hinterstoißer: Wirkungsgradoptimiertes Schaltgetriebe: 50%-Getriebe; Abschlussbericht. / Klaus Michaelis (Projektl.). Technische Universität München, München 2010.
Robert Fischer et al.: Das Getriebebuch. (= Der Fahrzeugantrieb) Springer, Wien 2012, ISBN 978-3-7091-0876-5.
Harald Naunheimer et al.: Fahrzeuggetriebe: Grundlagen, Auswahl, Auslegung und Konstruktion. 3. Aufl., Springer Vieweg, Wiesbaden [2019], ISBN 978-3-662-58882-6.
Hans Joachim Förster: Automatische Fahrzeuggetriebe: Grundlagen, Bauformen, Eigenschaften, Besonderheiten. Springer, Berlin 1991, ISBN 3-540-52228-X.
Walther Meyer ZurCapellen, Bernd Janssen: Spezielle Koppelkurvenrast- und Schaltgetriebe. (= Forschungsberichte des Landes Nordrhein-Westfalen; Bd. 1226) Westdeutscher Verl., Köln 1964.
Horst Haberhauer, Manfred Kaczmarek (Hrsg.): Taschenbuch der Antiebstechnik. Fachbuchverl. Leipzig im Carl-Hanser-Verl., München 2014, ISBN 978-3-446-42770-9.
Ekbert Hering, Heinrich Steinhart (Hrsg.): Taschenbuch der Mechatronik. 2., neu bearb. Aufl., Fachbuchverl. Leipzig im Carl-Hanser-Verl., München 2015, ISBN 978-3-446-43857-6.
Walter Böning: Einführung in die Berechnung elektrischer Schaltvorgänge. vde-Verl., Berlin 1992, ISBN 3-8007-1854-5.
Klemens Heumann: Grundlagen der Leistungselektronik. 6., überarb. und erw. Aufl., Teubner Verl., Stuttgart 1996, ISBN 3-519-06110-4, Kap. 5 „Schaltvorgänge und Kommutierung“: S. 98–106.
Manfred Stege: Kurzschluß-Erkennungsalgorithmen zum strombegrenzenden Schalten. Diss. Techn. Univ. Braunschweig 1992.