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Bediensysteme mit taktilem Feedback Für jedes Wetter gewappnet

24.05.2017

Landwirte und Bediener von Baumaschinen können sich das Wetter nicht aussuchen. Sie sitzen auch bei Kälte und Regen in den Maschinen und verlassen sich auf deren Bediensysteme, die so belastbar sein müssen wie das Fahrzeug - und Rückmeldung geben sollten.

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Bei Wind und Wetter betriebene Land- und Baumaschinen sind oft widrigen Bedingungen wie Erschütterungen, Staub, Schmutz oder Nässe ausgesetzt. Auch die Systeme zur Maschinenbedienung müssen solchen Belastungen zuverlässig standhalten und sich jederzeit sicher betätigen lassen. Worauf es angesichts komplexer werdender Steuerungstechnik und wachsendem Datentransfer außerdem noch ankommt, erklärt Heiko Gleißert, Teamleiter Bediensysteme bei Griessbach:

Ein Fokus von Griessbach liegt auf der Entwicklung und Fertigung kundenspezifischer Bediensysteme. Was gehört alles dazu?

Kurz gesagt bietet Griessbach komplette Bediensysteme aus einer Hand. Das umfasst die Baugruppenbestückung, Frontplatten- und Gehäusefertigung, den Foliendruck sowie Hard- und Softwarelösungen. Damit ist gewährleistet, dass jeder Kunde die für seine Anwendung optimierte Bedienlösung erhält. Sämtliche Fertigungsschritte von der Komplettmontage der Elektronik bis zu deren Integration in die mechanische Umgebung führt Griessbach selbst aus. Dadurch entstehen Kostenvorteile, die sich in einer attraktiven Preisgestaltung widerspiegeln.

Welche Spezifikationen sind für den Einsatz in Land- und Baumaschinen hervorzuheben?

Maschinenhersteller für die Agrar- und Baubranche benötigen in der Regel robuste, stoß- und witterungsfeste Eingabe- und Anzeigeeinheiten mit einem hohen Staubschutz und stabilem Gehäuse. Dafür eignen sich aus Metall beziehungsweise gezogenem oder dickwandig geschäumtem Kunststoff bestehende Gehäuse, die in den gewünschten Abmessungen und Formgebungen hergestellt werden. Die Eingabefronten müssen eine hohe Schlag- und Stoßfestigkeit aufweisen. Zudem dürfen sie nicht anfällig gegen Umwelteinflüsse sein und müssen sich auch mit Strahlwasser reinigen lassen. Deshalb gibt es aus einem Guss gefertigte Bedienoberflächen ohne Vertiefungen, Rillen oder Spalten. Mit direkt auf der Leiterplatte kontaktierten SMD-Tastern lässt sich durch platzsparende Anordnung von Druckknöpfen und Signalleuchten eine hohe funktionale Flächendichte erzielen. Zum Schutz der Elektronik vor Vibrationen, Feuchtigkeit und extremen Temperaturen kann die Leiterplatte komplett mit Polyurethan vergossen werden.

Worauf ist bei den Bedienelementen zu achten?

Vielfach wird von Bedienelementen eine deutliche Rückmeldung der getätigten Eingabe verlangt. Das gilt insbesondere dann, wenn die Betätigung mit Arbeitshandschuhen oder ohne direkten Sichtkontakt erfolgt. Hierfür empfehlen sich Taster und Schalter, die auf unterschiedliche Betätigungskräfte abgestimmt werden können und ein taktiles Feedback geben. Eine wichtige Rolle für die Bediensicherheit und präzise Steuerung spielen auch die haptischen Eigenschaften der Oberflächen, beispielsweise bei Joysticks, Reglern, aber natürlich ebenso bei Schaltern. Touchfelder oder kapazitive Schaltflächen können ebenfalls integriert werden. Gerade bei Anwendungen im rauen Umfeld sind die taktilen und haptischen Eigenschaften sehr wichtig.

Wie bleibt die Bedienung übersichtlich?

Aufgrund des wachsenden Funktionsumfangs mobiler Maschinen ist ein strukturierter Aufbau der Bedienfront mit Funktionsblöcken und eindeutiger Kennzeichnung hilfreich. Da immer mehr Taster multifunktional ausgelegt sind, hat mein Team auf Grundlage einer Leuchttaste ein spezielles Design zur lichtgeführten Bedienung entwickelt. Es beinhaltet die funktionsabhängige Teilbeleuchtung einzelner Tasten, um Eingaben und Schaltzustände eindeutig und unverwechselbar anzuzeigen. Aktuell nicht zur Verfügung stehende Eingabeoptionen bleiben ausgeblendet, was die Übersichtlichkeit gerade bei komplexen Bedienfronten erhöht. Damit der Eingabestatus auch bei direkt einfallendem Sonnenlicht gut sichtbar ist, sind in den Geräten besonders lichtstarke LEDs verbaut. Für einen sicheren Nachtbetrieb können Symbole und Skalen außerdem mit einer dimmbaren Hintergrundbeleuchtung in verschiedenen Farben ausgestattet werden. Integrierte Displays in variablen Abmessungen mit verschiedenen Auflösungen sorgen dafür, dass Maschinenbediener alles im Blick behalten. Für den Außeneinsatz heißt es dann, Reflexionen und Blendeffekte zu minimieren. Das geschieht mit verschiedenen funktionalen Oberflächen-Beschichtungen sowie mit speziellen Filtern für Infrarot- und UV-Licht. Mit Hilfe von Optical Bonding lassen sich die Bildung von Tau im Sichtbereich des Displays und Staubeinträge sicher unterbinden. Außerdem erhöht sich dadurch der Kontrast, was die Lesbarkeit des Displays bei Gegenlicht deutlich verbessert. Zum Schutz vor Stoß- und Schlageinwirk­ungen können die Displayfronten auch aus Sicherheitsglas oder gehärtetem Laminatglas gefertigt werden.

Wohin steuert die weitere Entwicklung?

Derzeit kommen im Nutzfahrzeugbereich noch vorwiegend CAN-basierte Bediensysteme zum Einsatz. Das könnte sich jedoch bald ändern, wenn größere Bandbreiten gefordert werden. Wegen der stetig komplexer werdenden Regelungstechnik und des Wunsches, beispielsweise Bild- oder Videosignale übertragen zu können, rücken auch für mobile Maschinen vermehrt Ethernet-gestützte Feldbustopologien in den Fokus. Daher rüsten wir unsere Systeme nicht nur mit Schnittstellen für CAN, CANopen, J1939 und Isobus, sondern bei Bedarf auch mit Ethernet-Interfaces aus.

Bildergalerie

  • Heiko Gleißert, Teamleiter Bediensysteme bei Griessbach: „Vielfach wird von Bedien­elementen eine deutliche Rückmeldung der getätigten Eingabe verlangt.“

    Bild: Griessbach

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