DE19501925A1 - Schaltungsanordnung für ein Zugfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Zugfahrzeug eines aus dem Zugfahrzeug und einem Hänger bestehenden Wagenzuges, wobei das Zugfahrzeug eine Betriebs­ spannung zum Betreiben seiner Beleuchtungs- und Signalanlage sowie zumindest eine Steckdose aufweist, an deren Anschlüssen eine Schaltung in Abhängigkeit von Steuersignalen Signal­ spannungen für Lampen einer Beleuchtungs- und Signalanlage des Hängers bereitstellt, wobei diese Lampen für eine verglichen mit der Betriebsspannung des Zugfahrzeuges kleinere Betriebs­ spannung ausgelegt sind.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bspw. aus der DE-PS-38 19 639, der GB-PS-12 07 345 oder der EP-PS-01 29 221 bekannt.

Derartige Schaltungsanordnungen dienen zur Anpassung der Beleuchtungs- und Signalanlage des Hängers an die höhere Betriebsspannung des Zugfahrzeuges, das häufig mit 24 V betrieben wird, während die Beleuchtungs- und Signalanlage von Hängern häufig noch auf eine Betriebsspannung von 12 V ausgelegt sind. Da es aber auch auf 24 V Betriebsspannung ausgelegte Hänger gibt, weisen viele Zugfahrzeuge zwei Steckdosen auf, eine für Hänger mit 24 V Betriebsspannung sowie eine weitere für Hänger mit 12 V Betriebsspannung, der dann die eingangs erwähnte Schaltungs­ anordnung zugeordnet ist.

Die die Signalspannungen für die Lampen des Hängers bereit­ stellende Schaltung umfaßt dabei entweder elektronische Span­ nungswandler, wie es aus der eingangs erwähnten EP-PS-01 29 221 bekannt ist, oder aber überbrückbare Vorwiderstände, wie es aus der GB-PS-12 07 345 bekannt ist, auf die auch die oben erwähnte DE-PS-38 19 639 verweist.

In beiden Fällen wird an den entsprechenden Anschlüssen der Steckdose des Zugfahrzeuges kontinuierlich eine heruntergeteilte oder herabgeregelte Betriebsspannung bereitgestellt.

Bei der nach dem Spannungsteilerprinzip mit Vorspannung arbeiten­ den Schaltung muß der Vorwiderstand dem Innenwiderstand der Lampen des Hängers entsprechen, damit es zu einer Spannungs­ teilung von 1 : 2 kommt. Hier ist zum einen von Nachteil, daß in den Vorwiderständen elektrische Leistung in Verlustwärme umgewandelt wird, was generell unerwünscht ist. Ferner kommt es dann zu Problemen, wenn die Lampen des Hängers gegen solche mit anderer Nennleistung ausgetauscht werden müssen, denn dann stimmt der Wert des Vorwiderstandes nicht mehr mit dem Innen­ widerstand der neuen Lampe überein, so daß ebenfalls Service­ maßnahmen an der Schaltungsanordnung erforderlich sind.

Bei der Schaltungsanordnung mit den elektronischen Spannungs­ wandlern, die auch DC/DC-Wandler genannt werden, wird es als nachteilig angesehen, daß diese Wandler sehr teuer sind und viele Bauelemente benötigen. Ferner ist es bekannt, daß ein Kurzschluß im Hänger die gesamte Beleuchtungs- und Signalanlage des Hängers ausfallen läßt. Weil der Wirkungsgrad derartiger DC/DC-Wandler in der Regel deutlich unter 100% liegt und häufig nur 45% beträgt, kommt es zu hohen Wärmeverlusten, die ebenfalls unerwünscht sind.

Während bei den eingangs erwähnten Druckschriften die Steuer­ signale für die Beleuchtungs- und Signalanlage des Hängers direkt bereitgestellt werden, ist es aus der EP-OS-04 83 650 bekannt, diese Steuersignale unmittelbar von den einzelnen Lampen der Beleuchtungs- und Signalanlage des Zugfahrzeuges hochohmig abzugreifen, so daß eine Belastung der Beleuchtungs- und Signalanlage des Zugfahrzeuges vermieden wird, so daß auch bestehende Zugfahrzeuge mit der dort beschriebenen Schaltungs­ anordnung nachgerüstet werden können. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die EP-OS-04 83 650 verwiesen, auf deren Offenbarung hiermit voll inhaltlich Bezug genommen wird. Der Betrieb von Hängerlampen mit kleinerer Betriebsspannung ist in dieser Offenlegungsschrift nicht erwähnt.

Aus der DE-PS-41 34 993, der DE-PS-41 35 546 sowie der EP-OS-05 39 705 schließlich sind Schaltungsanordnungen für Zugfahrzeuge bekannt, die den Ausfall einer angesteuerten Lampe des Hängers erkennen und zur Anzeige bringen. Auch bei diesen Schaltungen werden teilweise hochohmige Treiberschaltungen verwendet, um unmittelbar von den Lampen des Zugfahrzeuges abgegriffene Steuersignale zur Ansteuerung der zugeordneten Lampen des Hängers zu verwenden. Auch in diesen Druckschriften ist der Betrieb von Hängern mit zu der Betriebsspannung des Zugfahrzeuges geringerer Betriebsspannung nicht erwähnt.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei konstruktiv einfachem Aufbau einen hohen Wirkungsgrad aufweist und für Lampen unterschiedlicher Nennleistungen verwendbar ist.

Bei der eingangs genannten Schaltungsanordnung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schaltung Zerhackerschaltungen umfaßt, die die Signalspannungen in Höhe der Betriebsspannung des Zug­ fahrzeuges periodisch mit einem derartigen Tastverhältnis auf die zugeordneten Anschlüsse schalten, daß die Lampen des Hängers im zeitlichen Mittel ihre elektrische Nennleistung aufnehmen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst. Mit der neuen Schaltungsanordnung wird nämlich sozusagen im Tastverhältnis die Leistung heruntertransformiert, wobei unter Tastverhältnis das Verhältnis zwischen dem Zeitanteil der Periodendauer, während dem die Signalspannung auf den Anschluß geschaltet ist, und dem restlichen Zeitanteil, während dem die Signalspannung nicht auf den Anschluß geschaltet ist, verstanden wird. Die Schaltung ist damit nahezu verlustleistungs­ frei. Die jeweiligen Lampen des Hängers nehmen nur während der Ein-Zeit Leistung auf, während in der Aus-Zeit keine Leistung verbraucht wird, so daß der Wirkungsgrad hoch ist.

Die Leistungsaufnahme einer Lampe ist bekanntlich von dem Quadrat der Versorgungsspannung sowie dem Innenwiderstand der angesteuer­ ten Lampe abhängig, wobei eine Lampe ihre Nennleistung aufnimmt, wenn sie mit ihrer Nennspannung betrieben wird. Wird diese Lampe nun mit einer um einen Faktor als die Nennspannung größeren Betriebsspannung betrieben, so erhöht sich die Leistungsaufnahme gegenüber der Nennleistung um ein Vielfaches, das dem Quadrat des genannten Faktors entspricht. Wenn jetzt der Anteil der Ein-Zeit des Tastverhältnisses an der Periodendauer dem Kehrwert des Quadrates dieses Faktors entspricht, so nimmt die Lampe im zeitlichen Mittel wieder ihre Nennleistung auf.

Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat nun überraschender­ weise gefunden, daß es wegen der "Trägheit" der Lampen möglich ist, die üblicherweise in Hängern verwendeten Lampen jeweils kurzfristig mit der erhöhten Betriebsspannung des Zugfahrzeuges anzusteuern, ohne daß die Betriebsfähigkeit oder die Lebensdauer der Lampen beeinträchtigt wird. Wenn die Periodendauer hin­ reichend kurz bzw. die Taktfrequenz hinreichend groß ist, so nimmt der Betrachter eine gleichmäßige Helligkeit der derart "getakteten" Lampe wahr, die der Helligkeit bei Dauerstrich­ betrieb mit Nennspannung entspricht. Hier wird vorzugsweise eine Taktfrequenz im Bereich von 60-0 Hz verwendet.

Da die Leistung über das Tastverhältnis heruntertransformiert wird, stellt sich die neue Schaltungsanordnung auch sozusagen von selbst auf Lampen mit unterschiedlichen Nennleistungen ein, sofern sie für die gleiche Nennspannung ausgelegt sind.

Aus dem obigen folgt, daß bei einer Schaltungsanordnung, bei der die Betriebsspannung des Zugfahrzeuges gleich 24 V und die Betriebsspannung des Hängers gleich 12 V ist, das Tastverhältnis 1 : 3 beträgt, so daß die Signalspannungen während eines Viertels einer Periodendauer auf die jeweiligen Anschlüsse geschaltet werden und während der verbleibenden drei Viertel der Perioden­ dauer nicht an den Anschlüssen anstehen.

Auf diese Weise werden mit überraschend einfachem Schaltungs­ aufwand sämtliche Nachteile aus dem Stand der Technik beseitigt. Wegen des einfachen Aufbaues ist es sogar möglich, die neue Schaltungsanordnung im Zusammenhang mit den aus den eingangs genannten Schaltungsanordnungen aus der EP-OS-04 83 650, der EP-OS-05 39 705, der DE-PS-41 34 993 sowie der DE-PS-41 35 546 zu verwenden, wobei zum Teil nur geringe Modifikationen bezüglich der Ansteuerung der dortigen Transistorschaltungen erforderlich sind.

In einem Ausführungsbeispiel ist es dann bevorzugt, wenn das jeweilige, vorzugsweise von entsprechenden Lampen der Beleuch­ tungs- und Signalanlage des Zugfahrzeuges abgegriffene Steuer­ signal als jeweilige Signalspannung periodisch auf die jeweiligen Anschlüsse geschaltet wird.

Hier ist von Vorteil, daß die Betriebsspannung des Zugfahrzeuges nicht zu der neuen Schaltungsanordnung geführt werden muß. Insbesondere bei langen Lastkraftwagen kann es problematisch sein, die Plus-Leitung des Zugfahrzeuges von der Batterie bis zu der vorzugsweise hinten in dem Zugfahrzeug angeordneten Schaltungsanordnung so zu führen, daß die Plus-Leitung auch im rauhen Alltagsbetrieb nicht beschädigt wird. Die neue Schaltungsanordnung ermöglicht somit einen einfachen Einbau in bereits bestehende Zugfahrzeuge. Das Steuersignal wird also doppelt verwendet, einmal zur Ansteuerung der Zerhackerschaltung und zum anderen zur Versorgung der Lampe des Hängers.

Dabei ist es jedoch auch möglich, die Betriebsspannung des Zugfahrzeuges jeweils als Signalspannung zu verwenden, so daß die Steuersignale jeweils nur zur Ansteuerung der Zerhacker­ schaltung verwendet werden müssen. Diese Ausführungsform ist bevorzugt, wenn die Schaltungsanordnung in jedem Falle mit dem Plus-Pol der Betriebsspannung des Zugfahrzeuges verbunden werden muß, um eine Fehlererkennung- und Anzeige zu realisieren, wie sie in den obengenannten Patenten und Patentanmeldungen EP-OS-04 83 650, EP-OS-05 39 705, DE-PS-41 34 993 sowie DE PS-41 35 546 des Anmelders beschrieben werden.

In einer Weiterbildung ist es dann bevorzugt, wenn die Zerhacker­ schaltungen Transistorschaltungen umfassen, deren jeweiliger Leistungseingang mit dem jeweiligen Steuersignal oder der Betriebsspannung verbunden ist, deren jeweiliger Steuereingang mit dem Ausgang einer mit dem Tastverhältnis schwingenden Oszillatorschaltung verbunden ist, und deren jeweiliger Lei­ stungsausgang zu dem zugeordneten Anschluß geführt ist.

Diese Maßnahme ist insbesondere unter schaltungstechnischen Aspekten von Vorteil, denn es können einfache Leistungsschalter, Transistoren oder Transistorschaltungen als Zerhacker verwendet werden, die sich nahezu leistungslos ansteuern lassen, so daß Wirkungsgrade von 99% und mehr erzielbar sind. Die Oszillator­ schaltung kann dabei ständig mit den jeweiligen Steuereingängen der Transistorschaltungen verbunden sein, so daß die "Auswahl" der jeweils durchzuschaltenden Transistorschaltung über das auf den Leistungseingang geschaltete Steuersignal erreicht wird.

Andererseits kann es bevorzugt sein, wenn der Ausgang der Oszillatorschaltung und das jeweilige Steuersignal in einer zugeordneten Logikschaltung miteinander verknüpft werden, deren Ausgang mit dem jeweiligen Steuereingang der zugeordneten Transistorschaltung verbunden ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist von Vorteil, daß die Tran­ sistorschaltung nur dann angesteuert wird, wenn ein entsprechen­ des Steuersignal vorliegt. Die Signalspannung kann dabei entweder über die Betriebsspannung des Zugfahrzeuges oder aber über das dieser entsprechende jeweilige Steuersignal bereitgestellt werden.

Allgemein ist es dabei bevorzugt, wenn zumindest einige der Steuersignale über eine Anordnung von Dioden in verdrahteter ODER-Schaltung die Versorgungsspannung für die Zerhackerschaltung liefern.

Diese schaltungstechnische Maßnahme ist von Vorteil, wenn es - wie oben bereits erwähnt - schwierig ist, die Transistorschaltung mit der Betriebsspannung des Zugfahrzeuges zu versorgen. Über die verdrahtete ODER-Schaltung liefern die Steuersignale folglich die Versorgungsspannung für die Transistorschaltung.

Insgesamt kann es auch vorgesehen sein, daß zumindest einige der Steuersignale über eine Diodenanordnung in verdrahteter ODER-Schaltung das Massesignal für die Schaltung liefern.

Wenn die Steuersignale unmittelbar von den zugeordneten Lampen des Zugfahrzeuges abgegriffen werden, dann liegen alle nicht angesteuerten Lampen des Zugfahrzeuges auf Massepotential, so daß über die zur Entkopplung dienende Diodenanordnung das Massepotential bereitgestellt werden kann, solange eine der den ausgewählten Steuersignalen zugeordneten Lampen des Zug­ fahrzeuges nicht angesteuert ist.

Diese Maßnahme ist insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Fehlersicherheit von Vorteil, denn häufig wird bei dem nach­ träglichen Einbau der neuen Transistorschaltung ein Problem hinsichtlich der Bereitstellung des Massepotentials auftreten. Vielfach wird dann die Masseleitung der neuen Schaltungsanordnung an einer beliebigen Stelle mit der Karosserie des Zugfahrzeuges verbunden, was jedoch bekanntermaßen häufig dazu führt, daß das Massepotential der Schaltungsanordnung gegenüber der Fahrzeugmasse infolge von Korrosionsspannungen etc. verschoben ist. Diese Probleme werden durch die genannte Maßnahme vermieden.

Insgesamt ist es bevorzugt, wenn zumindest die Transistor­ schaltung für die Nebelschlußleuchte des Hängers einen Status­ ausgang aufweist, der bei angeschlossener Nebelschlußleuchte des Hängers einen ersten logischen Zustand annimmt, wenn die Nebelschlußleuchte angeschlossen und fehlerfrei betriebsbereit ist, und einen zweiten logischen Zustand einnimmt, wenn die Nebelschlußleuchte entweder nicht fehlerfrei arbeitet oder aber z. B. infolge eines nicht angeschlossenen Hängers fehlt, und wenn der Statusausgang mit dem Steuereingang einer weiteren Transistorschaltung verbunden ist, die das zugehörige Steuer­ signal je nach logischem Zustand des Statusausganges auf die Nebelschlußleuchte des Zugfahrzeuges durchschaltet, so daß diese nur bei fehlender oder defekter Nebelschlußleuchte des Hängers angesteuert wird.

Durch die Verwendung einer derartigen Transistorschaltung mit Statusausgang zur Ansteuerung der Nebelschlußleuchte des Hängers kann auf einfache Weise eine Nebelschlußleuchtenabschaltung für das Zugfahrzeug realisiert werden, wie sie allgemein z. B. aus der eingangs erwähnten DE-PS-38 19 639 bekannt ist, um die Blendeffekte durch Reflektionen der Nebelschlußleuchte des Zugfahrzeuges an dem nachfolgenden Hänger zu vermeiden.

Derartige Transistorschaltungen mit Statusausgang werden bspw. von SGS Thomson als VN20N oder von Siemens als BTS 432 E vertrieben, sie sind äußerst preiswert, ausgangsseitig kurz­ schlußfest und weisen die erforderliche geringe Verlustleistung auf. Selbstverständlich können auch andere Transistorschaltungen mit vergleichbaren Leistungsmerkmalen verwendet werden.

Um die neue Schaltungsanordnung aufzubauen, ist also lediglich eine auf das geeignete Tastverhältnis eingestellte Oszillator­ schaltung sowie für jede anzusteuernde Lampe des Zugfahrzeuges eine derartige Transistorschaltung mit oder ohne Statusausgang erforderlich, so daß der gesamte Bauteilbedarf äußerst gering ist. Weil für jede anzusteuernde Lampe des Hängers eine eigene, ausgangsseitig kurzschlußfeste Transistorschaltung vorgesehen ist, führt ein hängerseitiger Kurzschluß bei einer der ange­ steuerten Lampen lediglich zum Ausfall dieser Lampe, so daß eine Rückwirkung auf das Bordnetz des Zugfahrzeuges oder auf die anderen Lampen des Hängers vermieden wird. Die ausgangs­ seitige Kurzschlußfestigkeit der Transistorschaltungen bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß im Falle eines Kurzschlusses keine Sicherungen im Zugfahrzeug mehr ausgewechselt werden müssen. Vielmehr bleibt die entsprechende Treiber- oder Transistorschaltung ausgangsseitig abgeschaltet, wenn ein derartiger Kurzschluß aufgetreten ist. Nach dem gesamten Abschalten der Betriebsspannung und erneutem Einschalten bspw. durch erneutes Starten des Zugfahrzeuges führt die Treiber­ schaltung automatisch einen Reset durch und ist wieder funktions­ fähig, wenn der Kurzschluß - aus welchen Gründen auch immer - nicht mehr vorliegt.

Abschließend sei noch einmal hervorgehoben, daß bei der neuen Schaltungsanordnung keine Spannungswandlung vorgenommen wird, denn an den Anschlüssen der jeweiligen Steckdose steht die Betriebsspannung des Zugfahrzeuges während der Ein-Zeiten des Tastverhältnisses jeweils in voller Höhe an. Durch die erfin­ dungsgemäße Taktung wird vielmehr die mittlere Leistung herab­ gesetzt, was zu den oben erwähnten überraschenden Vorteilen führt.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachstehenden Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Schaltungsanordnung, die eine Beleuchtungs- und Signalanlage eines Zugfahr­ zeuges mit einer Beleuchtungs- und Signalanlage eines Hängers verbindet;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer in der Schal­ tungsanordnung aus Fig. 1 verwendeten Zerhacker­ schaltung;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer in der Schal­ tungsanordnung aus Fig. 1 verwendeten Zerhacker­ schaltung;

Fig. 4 ein schematisches Ausführungsbeispiel für eine Nebelschlußleuchtenumschaltung unter Verwendung der Zerhackerschaltungen aus den Fig. 2 oder 3; und

Fig. 5 ein schematisches Spannungs-Zeit-Diagramm, das den Spannungsverlauf an einer Lampe des Hängers zeigt, wenn diese mit der neuen Schaltungsanordnung aus den Fig. 2 oder 3 betrieben wird.

In Fig. 1 ist schematisch eine Schaltungsanordnung 10 angedeutet, die eine Beleuchtungs- und Signalanlage 11 eines nicht darge­ stellten Zugfahrzeuges mit einer Beleuchtungs- und Signalanlage 12 eines ebenfalls nicht dargestellten Hängers verbindet.

Das Zugfahrzeug weist eine bei 14 angedeutete Betriebsspannung auf, um Lampen 15 seiner Beleuchtungs- und Signalanlage 11 zu treiben. An die Betriebsspannung 14 sind einzelne Schalter 16 angeschlossen, die im geschlossenen Zustand auf Steuerleitungen ein Spannungssignal in Form eines Steuersignales 17 zu den Lampen 15 schalten.

Die Steuerleitungen sind jeweils in individuelle Schaltungen 18a einer Schaltung 18 geführt, die in der Schaltungsanordnung 10 vorgesehen ist. Diese Schaltungen 18a liefern an ihren Ausgängen Signalspannungen 19, die an Anschlüsse 21 einer Steckdose 22 geführt sind. Über einen nicht näher bezeichneten Stecker sind die Anschlüsse 21 mit Lampen 23 der Beleuchtungs- und Signalanlage 12 des Hängers verbunden. Mit ihrem zweiten Anschluß sind die Lampen 23 auf Masse gelegt, wie dies durch eine Masseleitung 24 in Fig. 1 angedeutet ist. Die Masseleitung 24 wird in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 über die Schal­ tungsanordnung 10 von dem Zugfahrzeug zu dem Hänger durchge­ schleift, um ein gemeinsames Bezugspotential zu definieren.

In Fig. 1 ist ferner zu erkennen, daß die Schaltungsanordnung 10 mit einer Versorgungsspannung 25 versehen ist, die mit V_cc bezeichnet wird.

Diese Versorgungsspannung 25 kann entweder durch Verbindung mit der Betriebsspannung 14 zu der Schaltungsanordnung 10 geführt werden, oder aber über eine verdrahtete ODER-Schaltung 26 mit Dioden 27 aus den Steuersignalen 17 abgeleitet werden. Zu diesem Zweck sind sämtliche Dioden 27 an ihren Anoden mit der jeweiligen Steuerleitung verbunden, während die Kathoden der Dioden 27 nach Art einer verdrahteten ODER-Schaltung zusammengeführt sind und die Versorgungsspannung 25 liefern.

In gleicher Weise ist eine verdrahtete ODER-Schaltung 28 mit Dioden 29 vorgesehen, um das Massepotential zu definieren.

Sobald eine der Lampen 15 über ihre zugehörige Steuerleitung angesteuert wird, gelangt diese Betriebsspannung über die verdrahtete ODER-Schaltung 26 als Versorgungsspannung 25 in die Schaltungsanordnung 10 und dient dort bspw. zur Versorgung der Schaltung 18. Da die Schaltung 18 nur benötigt wird, wenn eine Lampe 15 des Zugfahrzeuges sowie eine zugeordnete Lampe 23 des Hängers angesteuert werden, kann aufgrund der ODER- Schaltung 26 darauf verzichtet werden, die Versorgungsspannung 25 mit der Betriebsspannung 14 zu verbinden. Dies ist insbeson­ dere dann von Vorteil, wenn die Schaltungsanordnung 10 am Heck eines sehr langen Zugfahrzeuges montiert werden soll, bei dem die die Betriebsspannung 14 liefernde Batterie im vorderen Motorraum untergebracht ist. Hier kann es häufig schwierig sein, eine gesonderte Versorgungsleitung von der Batterie zu der Schaltungsanordnung 10 zu führen, ohne daß die Gefahr besteht, daß diese gesonderte Versorgungsleitung im rauhen Alltagsbetrieb beschädigt wird.

Derartige Probleme gibt es bei dem Anschluß der Masseleitung 24 an die Schaltungsanordnung 10 zwar in der Regel nicht, da die gesamte Karosserie des Zugfahrzeuges auf Massepotential liegt. Bei unsauberem Einbau der neuen Schaltungsanordnung 10 oder infolge von Korrosionsproblemen kann es jedoch geschehen, daß die Masseleitung 24 nicht auf dem tatsächlichen Masse­ potential des Zugfahrzeuges liegt, so daß die Schaltungsanordnung 10 sowie der nachgeschaltete Hänger ein von dem Massepotential des Zugfahrzeuges verschiedenes Potential aufweisen, was naturgemäß zu Ausfällen der Schaltungsanordnung 10 führen kann. Die verdrahtete ODER-Schaltung 28 schafft jetzt hier eine zusätzliche Fehlersicherheit, da jede nicht angesteuerte Lampe 15 über die zugehörige Diode 29 Massepotential für die Schal­ tungsanordnung 10 liefert. Solange also nur eine der Lampen 15 nicht angesteuert ist, wird über die verdrahtete ODER- Schaltung 28 das Massepotential der Schaltungsanordnung 10 zusätzlich festgelegt.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lampen 15 des Zugfahrzeuges für eine Betriebsspannung 14 von 24 V ausgelegt, während die Lampen 23 des Hängers für eine Betriebsspannung von 12 V ausgelegt sind. Eine derartige Situation kommt im Alltag häufig vor, da die Zugfahrzeuge je nach Einsatz mit verschiedenen Hängern gekoppelt werden, die ggf. eine von der Betriebsspannung 14 des Zugfahrzeuges verschiedene Betriebsspannung aufweisen. In der Regel weisen daher Zugfahrzeuge zwei Steckdosen auf, von denen eine für den Betrieb von Hängern mit 24 V Betriebs­ spannung vorgesehen ist, während die andere die in Fig. 1 gezeigte Steckdose 22 mit der neuen Schaltungsanordnung 10 ist.

Die adäquate Versorgung der Lampen 23 erfolgt mit Hilfe der Schaltungen 18a, die beim Stand der Technik entweder Widerstands­ teiler oder aber DC/DC-Wandler umfassen.

Die neue Schaltungsanordnung 10 weist als Schaltungen 18 jedoch die in Fig. 2 gezeigte Zerhackerschaltung 31 auf, die einen Leistungseingang 32, einen Leistungsausgang 33 sowie einen Steuereingang 34 umfaßt. Der Leistungseingang 32 ist mit dem Steuersignal 17 verbunden, über ihn gelangt also die Information, daß die an den Leistungsausgang 33 über den Anschluß 21 ange­ schaltete Lampe 23 des Hängers betrieben werden soll. Um jetzt die für eine abweichende Betriebsspannung ausgelegten Lampen 23 betreiben zu können, nimmt die Zerhackerschaltung 31 eine Leistungstransformierung vor, indem sie das Steuersignal 17 in einem Tastverhältnis von 1 : 3 auf den Anschluß 21 durch­ schaltet.

Zu diesem Zweck ist eine Oszillatorschaltung 35 vorgesehen, die mit ihrem Ausgang 36 parallel mit sämtlichen Steuereingängen 34 der Zerhackerschaltungen 31 verbunden ist. Die Oszillator­ schaltung 35 erzeugt ein bei 37 angedeutetes periodisches Taktsignal mit dem bereits erwähnten Tastverhältnis von 1 : 3. Unter Tastverhältnis wird hier das Verhältnis von Ein-Zeit zu Aus-Zeit pro Periodendauer verstanden. Mit anderen Worten, zu 25% der Periodendauer liefert die Oszillatorschaltung 35 an ihrem Ausgang 36 ein High-Signal, während der Ausgang 36 während der verbleibenden 75% der Periodendauer auf Low ist.

Zu einem Viertel einer Periodendauer liegt damit an dem Anschluß 21 eine Signalspannung 19 an, die die Höhe der Betriebsspannung 14 des Zugfahrzeuges aufweist, in diesem Fall also 24 V beträgt. Da die Nennbetriebsspannung der Lampe 23 jedoch 12 V beträgt, nimmt die Lampe 23 während der Ein-Zeit der Periodendauer das Vierfache ihrer Nennleistung auf. Da diese vierfache Nennleistung jedoch nur während eines Viertels der Zeit einer Periode aufgenommen wird, nimmt die Lampe 23 im zeitlichen Mittel wieder ihre Nennleistung auf. Das Tastverhältnis ergibt sich folglich aus dem Verhältnis zwischen der Betriebsspannung 14 des Zug­ fahrzeuges und der Nennbetriebsspannung der Lampen 23 des Hängers. Solange dieses Verhältnis nicht geändert wird, können von den Zerhackerschaltungen 31 innerhalb des zulässigen Bereiches Lampen 23 mit unterschiedlichen Nennleistungen betrieben werden, ohne daß Änderungen an der Schaltungsanordnung 10 erforderlich wären. Es wurde gefunden, daß eine Taktfrequenz im Bereich 60-70 Hz zu einem optisch hervorragenden Ergebnis führt, es ergibt sich ein gleichmäßiger Leuchteindruck, ohne daß die Lebensdauer der so angesteuerten Lampe 23 beeinträchtigt wird.

Die im folgenden auch mit Transistorschaltung 38 bezeichnete Zerhackerschaltung 31 wird also permanent an ihrem Steuereingang 34 mit einem Taktsignal 37 beaufschlagt, während der Leistungs­ eingang 32 über die zugeordnete Lampe 15 des Zugfahrzeuges auf Masse gezogen wird, wenn der entsprechende Schalter 16 geöffnet ist. Sobald der Schalter 16 geschlossen wird, geht das Steuer­ signal 17 auf die Betriebsspannung, die dann im zeitlichen Mittel zu 25% aber jeweils in voller Höhe von 24 V über den Anschluß 21 an die Lampe 23 des Hängers gegeben wird.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verschaltung der Zerhackerschaltung 31 dargestellt, bei der der Steuereingang 34 der Transistorschaltungen 38 jeweils mit einem Ausgang 41 einer Logikschaltung 42 verbunden ist, die in diesem Falle ein UND-Gatter ist. Das UND-Gatter 42 ist über ihren Eingang 43 mit den jeweiligen Steuerleitungen verbunden, während ihre zweiten Eingänge 44 parallel mit dem Ausgang 36 der Oszillator­ schaltung 35 verbunden sind.

Der Leistungseingang 32 der Transistorschaltung 38 kann jetzt alternativ entweder mit dem Steuersignal 17 oder aber mit der Versorgungsspannung 25 verbunden sein. Während bei dem Aus­ führungsbeispiel aus Fig. 2 die Leistungseingänge 32 der Transistorschaltungen 38 nur mit den Steuerleitungen verbunden werden dürfen, damit während der permanenten Ansteuerung der Steuereingänge 34 durch die Oszillatorschaltung 35 keine Fehlfunktion geschieht, entkoppelt in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 die Logikschaltung 42 die Oszillatorschaltung 35 von den Transistorschaltungen 38. Lediglich dann, wenn ein Signal auf den Steuerleitungen ansteht, schleift die Logikschaltung 42 das Taktsignal 37 zu dem Steuereingang 34 durch, so daß es in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 nicht zu Fehlfunktionen kommt, wenn der Leistungseingang 32 der Transistorschaltung 38 unmittelbar mit der Versorgungsspannung 25 verbunden ist.

Im übrigen arbeitet die Schaltung aus Fig. 3 genauso wie die oben bereits beschriebene Schaltung aus Fig. 2, die Leistung wird im Tastverhältnis 1 : 3 heruntertransformiert.

In den Fig. 2 und 3 ist ferner gezeigt, daß die Transistor­ schaltungen 38 jeweils einen Statusausgang 39 aufweisen. Dieser Statusausgang 39 ist bei kommerziell erhältlichen Transistor­ schaltungen 38, die z. B. unter den Bezeichnungen VN20N oder BTS 432 E vertrieben werden, vorgesehen, um Fehler bei der an den Leistungsausgang 33 angeschalteten Last festzustellen. Der Statusausgang 39 befindet sich in einem logisch ersten Zustand, wenn eine Last, in diesem Falle eine Lampe 23, an den Leistungs­ ausgang 33 angeschlossen ist und wenn diese Last weder einen Kurzschluß aufweist noch einen zu hohen Strom aus der Transistor­ schaltung 38 zieht. Sollte die Lampe 23 defekt sein, also einen Glühfadenbruch oder einen Kurzschluß aufweisen, oder sollte aber überhaupt kein Hänger an die Schaltungsanordnung 10 angeschlossen sein, so geht der Statusausgang 39 in einen zweiten logischen Zustand.

Dieses Verhalten des Statusausganges 39 wird jetzt bei der Schaltung aus Fig. 4 dazu verwendet, eine Nebelschlußleuchte 46 des Zugfahrzeuges abzuschalten, wenn in dem Hänger eine Nebelschlußleuchte 47 vorgesehen ist, die fehlerfrei arbeitet.

Die Transistorschaltung 38 für die Nebelschlußleuchte 47 des Hängers arbeitet so, wie sie unter Zuhilfenahme der Fig. 2 und 3 bereits beschrieben wurde. Der Statusausgang 39 der Transistorschaltung 38 ist mit einem Steuereingang 34 einer Transistorschaltung 48 verbunden, die ähnlich oder identisch zu der Transistorschaltung 38 sein kann. Die Transistorschaltung 48 ist an ihrem Leistungseingang 32 mit der zugeordneten Steuer­ leitung verbunden, während sie an ihrem Leistungsausgang 33 unmittelbar zu der Nebelschlußleuchte 46 des Zugfahrzeuges führt.

Wenn die Nebelschlußleuchte 47 des Hängers defekt ist oder aber ganz fehlt, so geht der Statusausgang 39 in einen derartigen logischen Zustand, daß er über den Steuereingang 34 die Tran­ sistorschaltung 48 durchschaltet. Sobald jetzt der zugeordnete Schalter 16 im Zugfahrzeug geschlossen wird, gelangt die auf der Steuerleitung anstehende Signalspannung unmittelbar zu der Nebelschlußleuchte 46 des Zugfahrzeuges. Sollte jedoch die Nebelschlußleuchte 47 vorhanden und betriebsbereit sein, so nimmt der Statusausgang 39 seinen anderen logischen Zustand an und sperrt die Transistorschaltung 48. Wenn jetzt auf der Steuerleitung ein entsprechendes Signal 17 ansteht, so sorgt die Transistorschaltung 38 unter Ansteuerung des Taktsignales 37 dafür, daß die Nebelschlußleuchte 47 mit entsprechender Leistung betrieben wird.

Selbstverständlich ist in dem gewählten Ausführungsbeispiel die Nebelschlußleuchte 46 des Zugfahrzeuges für 24 V Betriebs­ spannung und die Nebelschlußleuchte 47 des Hängers für 12 V Betriebsspannung ausgelegt.

In Fig. 5 ist ein Spannungs-Zeit-Diagramm des Spannungsabfalles 51 an der Nebelschlußleuchte 47 des Hängers dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Spannung 51 über der Nebelschlußleuchte 47 eine Art Pulsbetrieb darstellt, während eines Viertels t₁ der Periodendauer 4t₁ liegt die volle Betriebsspannung von 24 V an der Nebelschlußleuchte 47 an, während für die übrigen drei Viertel 3t₁ der Periodendauer 4t₁ keine Spannung an der Nebel­ schlußleuchte 47 anliegt. Durch Variation des Tastverhältnisses, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 1 : 3 beträgt, um mit einer Betriebsspannung von 24 V eine für 12 V Nennspannung ausgelegte Lampe betreiben zu können, kann auch eine andere Leistungstransformierung eingestellt werden. Durch Vergrößerung des mit 52 bezeichneten Ein-Anteiles an der Periodendauer wird eine größere Leistung abgegeben, während durch Verkleinerung des Anteils 52 an der gesamten Periodendauer eine geringere Leistung abgegeben wird.

Claims (9)

1. Schaltungsanordnung für ein Zugfahrzeug eines aus dem Zugfahrzeug und einem Hänger bestehenden Wagenzuges, wobei das Zugfahrzeug eine Betriebsspannung (14) zum Betreiben seiner Beleuchtungs- und Signalanlage (11) sowie zumindest eine Steckdose (22) aufweist, an deren Anschlüssen (21) eine Schaltung (18) in Abhängigkeit von Steuersignalen (17) Signalspannungen (19) für Lampen (23) einer Beleuch­ tungs- und Signalanlage (12) des Hängers bereitstellt, wobei diese Lampen (23) für eine verglichen mit der Betriebsspannung (14) des Zugfahrzeuges kleinere Betriebs­ spannung ausgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (18) Zerhacker­ schaltungen (31) umfaßt, die die Signalspannungen (19) in Höhe der Betriebsspannung (14) des Zugfahrzeuges periodisch mit einem derartigen Tastverhältnis auf die zugeordneten Anschlüsse (21) schalten, daß die Lampen (23) des Hängers im zeitlichen Mittel ihre elektrische Nenn­ leistung aufnehmen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Betriebs­ spannung (14) des Zugfahrzeuges gleich 24 V und die Betriebsspannung des Hängers gleich 12 V ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis 1 : 3 beträgt, so daß die Signalspannungen (19) während eines Viertels einer Periodendauer auf die jeweiligen Anschlüsse (21) geschaltet werden und während der verbleibenden drei Viertel der Periodendauer nicht an den Anschlüssen (21) anstehen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige, vorzugsweise von entsprechenden Lampen (15) der Beleuchtungs- und Signal­ anlage (11) des Zugfahrzeuges abgegriffene Steuersignal (17) als jeweilige Signalspannung (19) periodisch auf die jeweiligen Anschlüsse (21) geschaltet wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung (14) des Zug­ fahrzeuges als jeweilige Signalspannung (19) periodisch auf die jeweiligen Anschlüsse (21) geschaltet wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerhackerschaltungen (31) Transistorschaltungen (38) umfassen, deren jeweiliger Leistungseingang (32) mit dem jeweiligen Steuersignal (17) oder der Betriebsspannung (14) verbunden ist, deren jeweiliger Steuereingang (34) mit dem Ausgang (36) einer mit dem Tastverhältnis schwingenden Oszillatorschaltung (35) verbunden ist, und deren jeweiliger Leistungsausgang (33) zu dem zugeordneten Anschluß (21) geführt ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (36) der Oszillatorschaltung (35) und das jeweilige Steuersignal (17) in einer jeweils zugeordneten Logikschaltung (42) miteinander verknüpft werden, deren Ausgang (41) mit dem jeweiligen Steuereingang (34) der zugeordneten Transistorschaltung (38) verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Steuersignale (17) über eine Anordnung von Dioden (27) in verdrahteter ODER-Schaltung (26) die Versorgungsspannung (25) für die Zerhackerschaltung (31) liefern.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Steuersignale (17) über eine Anordnung von Dioden (29) in verdrahteter ODER-Schaltung (28) das Massesignal (24) für die Zerhacker­ schaltung (31) liefern.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Transistorschaltung (38) für die Nebel­ schlußleuchte (47) des Hängers einen Statusausgang (39) aufweist, der bei angeschlossener Nebelschlußleuchte (47) des Hängers einen ersten logischen Zustand annimmt, wenn die Nebelschlußleuchte (47) angeschlossen und fehlerfrei betriebsbereit ist, und einen zweiten logischen Zustand einnimmt, wenn die Nebelschlußleuchte (47) entweder nicht fehlerfrei arbeitet oder aber z. B. infolge eines nicht angeschlossenen Hängers fehlt, und daß der Statusausgang (39) mit dem Steuereingang (34) einer weiteren Transistor­ schaltung (48) verbunden ist, die das zugehörige Steuer­ signal (17) je nach logischem Zustand des Statusausganges (39) auf die Nebelschlußleuchte (46) des Zugfahrzeuges durchschaltet, so daß diese nur bei fehlender oder defekter Nebelschlußleuchte (47) des Hängers angesteuert wird.