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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung einer elektrotechnischen
Platine mit einer Leiterbahn, wobei die Leiterbahn einen durchgehenden,
an eine Stromquelle angeschlossenen Strompfad bildet, indem zum
Beispiel Leiterbahnabschnitte überbrückt und
somit verbunden sind oder mit seriellen elektrotechnischen Bauteilen
bestückt und
somit verbunden sind.
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Im
Stand der Technik ist es bekannt, elektrotechnische Platinen, die
Leiterbahnen aufweisen, mit anderen Elementen zu kombinieren, beispielsweise mit Blitzstromableitern
und Steuerkondensatoren. Eine derartige Ausbildung ist beispielsweise
aus der
DE 297 24
817 U1 bekannt. Hierbei ist die aus seriell geschalteten
Teilfunkenstrecken bestehende Funkenstrecke einerseits an einem
Phase führenden
Leiter eines Stromversorgungsnetzes und andererseits an Bezugserde
angeschlossen.
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Bei
solchen Blitzstromableitern mit mehrfach Funkenstreckentechnik werden
zur Ansteuerung der einzelnen Funkenstrecken Hochvoltkondensatoren verwendet.
Diese Hochvoltkondensatoren befinden sich zusammen mit Federkontakten,
die den Kontakt zu den Graphitscheiben der Teilfunkenstrecke herstellen,
auf einer Platine. Alle Hochvoltkondensatoren sind auf der einen
Seite durch die Leiterbahn der Platine miteinander verbunden, so
dass sie am gleichen Bezugspotential, insbesondere Erdpotential
liegen. Bei solchen Einrichtungen, aber auch bei anderen elektrotechnischen
Einrichtungen, bei denen eine Platine mit Leiterbahn vorgesehen
ist, ist eine Überprüfung und Überwachung
der Leiterbahn der Platine notwendig. Beispielsweise kann bei dem
beschriebenen Ausführungsbeispiel
durch den Blitzstromableitvorgang und den automatisch einsetzenden
Folgestromlöschvorgang
in der Funkenstrecke Wärme
entstehen. Durch die danach folgende Abkühlung wird die Platine mechanisch
belastet. Wird der Ableiter häufig
sehr hoch belastet, ist es zumindest theoretisch denkbar, dass durch
die unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten der verwendeten Werkstoffe
Unterbrechungen durch Risse in der Leiterbahn der Platine entstehen.
Eine solche Unterbrechung der Leiterbahn ist auch durch andere Effekte möglich.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art
zu schaffen, die eine mögliche
Unterbrechung der Leiterbahn der Platine überprüfbar macht, und zwar mit geringem
Aufwand sowie mit äußerst geringem
Stromverbrauch.
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Es
wäre eine
Lösung
denkbar, bei der durch die entsprechende Anschaltung einer Leuchtdiode parallel
zur Leiterbahn der Platine durch Dauerlicht die Funktionsfähigkeit
der Leiterbahn angezeigt wird, wobei dann aber der Betriebsstrom
auf Dauer gesehen relativ hoch ist. Mit solch einer Einrichtung
würde der
für die
einschlägigen
Institutionen wichtige Leckstrom von maximal 1mA (gemessen im Scheitelwert der
Sinuswelle) überschritten,
weswegen eine solche Lösung
von den entsprechenden Institutionen nicht akzeptiert wird.
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Zur
Lösung
der Aufgabe schlägt
die Erfindung daher vor, dass eine Prüfschaltung vorgesehen ist,
die aus einem parallel zur Leiterbahn der Platine geschalteten Schaltkreis
mit einem Gleichrichter und einem Kondensator besteht und die an
einen Leiter eines Stromversorgungsnetzes sowie an das eine Ende
der Leiterbahn angeschlossen ist, wobei dieser Anschluss Bezugspotential
führt,
und die aus einer Prüfstrecke
mit einem DIAC und einer ersten Leuchtdiode besteht, wobei der DIAC
an die Leitung zwischen Stromversorgungsanschluss der Platine und Kondensator
angeschlossen ist und über
die erste Leuchtdiode an das andere das Stromversorgungspotential
führende
Ende der Leiterbahn angeschlossen ist, sowie aus einem an den Ausgang
der ersten Leuchtdiode mit seiner Basis angeschalteten Schalttransistor,
vor dessen Basis-Emitter
Strecke eine zweite Leuchtdiode, die zwischen DIAC und Transistor
geschaltet ist, geschaltet ist, wobei der Emitter an das eine Ende
der Platine angeschaltet ist, der Bezugspotential, zum Beispiel
Erdpotential, führt.
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Hierdurch
wird eine Überprüfungsschaltung zur
Verfügung
gestellt, die gegebenenfalls auf der bestehenden Platine integriert
werden kann. Mit der entsprechenden Prüfschaltung ist eine ständige intermittierende Überprüfung der
Leitfähigkeit
der Leiterbahn ermöglicht.
Die Funktionsfähigkeit
ist dabei durch eine entsprechend blinkende erste Leuchtdiode signalisiert.
Ein Defekt wird durch ein entsprechendes Blinksignal der zweiten
Leuchtdiode signalisiert. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung
kann im Vergleich zu einem Dauerlicht der Betriebsstrom ungefähr um den
Faktor 80 reduziert werden. Die Kapazität des Kondensators ist beispielsweise
auf 10 Mikrofarad festzulegen. Da die Prüfschaltung mit Wechselspannung
beaufschlagt ist, ist dem Kondensator ein Gleichrichter vorgeschaltet.
Es wird durch die erfindungsgemäße Anordnung
eine getaktete kurze Lichterscheinung sehr Strom sparend zur Verfügung gestellt.
Im Übrigen
ist durch die Schaltungsanordnung sichergestellt, dass ein Strom,
der über die
Leiterbahn bestimmungsgemäß fließt, die
Prüfschaltung
nicht belastet.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Ansprüche 2 bis 10 angegeben. Der
Vorwiderstand mit vorzugsweise 1 MΩ dient der Strombegrenzung.
Als Gleichrichter ist eine entsprechende Gleichrichterdiode in die
Schaltung integriert. Der DIAC ist ein elektronischer Schalter,
der dann, wenn der Kondensator aufgeladen wird sperrt und in dem
Fall, dass der Kondensator aufgeladen ist, öffnet und die Entladung des Kondensators über die
Prüfschaltung
ermöglicht.
Der dem DIAC nachgeschaltete Widerstand dient dazu, die Entladung
des Kondensators zu verlangsamen, so dass die erste Diode nicht
nur sehr kurz aufblinkt, sondern längere Zeit leuchtet. Die Sperrdioden,
die bis zu 1000 Volt sperren, dienen als Schutz für den Transistor.
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Eine
konkrete Verwirklichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der
Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.
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Die
einzige Zeichnung zeigt eine Platine mit Prüfschaltung.
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Bei
1 ist
eine Platine mit einer Leiterbahn und einer Anzahl von an die Leiterbahn
angeschlossenen Kondensatoren
2 gezeigt. Dabei können die
Kondensatoren
2 Bestandteil einer blitzstromtragfähigen Funkenstrecke
sein, wie dies in der
DE
297 24 817 U1 gezeigt ist. Im Ausführungsbeispiel ist eine blitzstromtragfähige Funkenstrecke
gezeigt, die aus einer Vielzahl von seriell geschalteten Teilfunkenstrecken
3 besteht.
Dabei sind die Teilfunkenstrecken
3 mit Ausnahme der im
Blitzstromereignisfall ersten ansprechenden Teilfunkenstrecke durch
Impedanzen in Form von Kondensatoren beschaltet, so dass sie sukzessive
durchschalten. Die zweite und jede weitere Teilfunkenstrecke ist über die
Impedanzen (Kondensatoren
2) direkt an ein gemeinsames
Bezugspotential, beispielsweise an Erde, angeschaltet. Die einzelnen
Leiterbahnabschnitte der Platine
1 sind durch die angeschlossenen
Teilfunkenstrecken und Impedanzen, die seriell zueinander geschaltet
sind, überbrückt.
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Die
Prüfschaltung
selbst besteht aus einem parallel zur Leiterbahn der Platine 1 geschalteten Schaltkreis
mit einem Gleitrichter 4 und einem Kondensator 5,
die bei 6 an einen Phasen- Leiter eines Stromversorgungsnetzes sowie
bei 7 an das eine Ende der Leiterbahn der Platine 1 angeschlossen
ist, wobei dieser Anschluss Bezugspotential führt, beispielsweise Erdpotential
oder Neutralpotential.
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Weiterhin
besteht die Prüfschaltung
aus einer Prüfstrecke
mit einem DIAC 8 und einer ersten Leuchtdiode 9,
wobei der DIAC an die Leitung zwischen der Phase führenden
Stromversorgung (bei 6) und Kondensator (bei 5)
angeschlossen ist und über die
erste Leuchtdiode 9 an das andere Phasenpotential führende Ende
der Leiterbahn der Platine 1 angeschlossen ist. Weiterhin
besteht die Prüfschaltung aus
einem an den Ausgang der ersten Leuchtdiode 9 mit seiner
Basis angeschalteten Schalttransistor 10, vor dessen Kollektor-
Emitter-Strecke
eine zweite Leuchtdiode 11, die zwischen DIAC 8 und
Transistor 10 geschaltet ist, eingeschaltet ist, wobei
der Emitter des Transistors 10 an das Bezugspotential am
Ende der Leiterbahn der Platine 1 angeschlossen ist.
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Der
Gleichrichter 4 ist durch eine Gleichrichterdiode gebildet,
wobei vor den Gleichrichter 4 als Strombegrenzer ein Vorwiderstand 12 geschaltet
ist. Dem DIAC 8 ist ein Widerstand 13 nachgeschaltet, mittels
dessen die Entladung des Kondensators 5 verlangsamt wird,
so dass die entsprechende Diode länger leuchtet.
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Die
erste Leuchtdiode 9 emittiert grünes Licht, während die
zweite Leuchtdiode 11 rotes Licht emittiert. Zwischen dem
Ausgang der ersten Leuchtdiode 9 und die Leiterbahn der
Platine 1 ist eine Sperrdiode 14 geschaltet. Ebenso
ist zwischen Emitter des Transistors 10 und das Bezugspotential
führende
Ende der Leiterbahn der Platine 1 eine Sperrdiode 15 geschaltet.
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Im
Ausführungsbeispiel
wird beispielsweise der Betriebswechselstrom von 255 Volt durch
den Vorwiderstand von 1MΩ auf
361μA im
Scheitelwert der Sinuswelle begrenzt. Durch die Einweggleichrichtung
mittels des Gleichrichters 4 wird dann ein Effektivwert
von 127,5μA
erreicht. Bei einer Wechselnetzspannung von 230 Volt beträgt der effektive
Betriebsstrom etwa 115μA.
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Der
für einschlägige Institutionen
wichtige Leckstrom von maximal 1mA (gemessen im Scheitel der Sinuswelle)
wird damit deutlich unterschritten. Bei einer Spannung von 255 Volt
beträgt
die Leistungsaufnahme dann etwa 0,026 W.
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Sofern
die Leiterbahn der Platine 1 keine Störung aufweist, erfolgt zunächst die
Aufladung des Kondensators 5 und anschließend die
Entladung des Kondensators unter Aufleuchten der ersten Leuchtdiode 9.
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Falls
die Leiterbahn der Platine 1 Unterbrechungen aufweist oder
Defekte, so ist der Stromfluss über
die Prüfschaltung,
insbesondere über
die erste Leuchtdiode 9 unterbrochen. In diesem Falle liegt aber
bei geladenem Kondensator 5, wenn dieser sich entlädt, eine
Steuerspannung an der Basis des Transistors 10 an, so dass
dieser durchschaltet. Infolgedessen leuchtet die zweite Leuchtdiode 11 auf,
bis der Kondensator 5 entladen ist. Der Vorgang wiederholt
sich, gesteuert durch den DIAC 8.
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Die
Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
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Alle
neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel-
und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.