DE2034039A1 - Warnsystem fur niedrige Flussig keitspegel - Google Patents

Description

• Pajerj.vamvd.lte

DiOl.-Ing. W.Beyer -. ono/DOQ

Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem ZUOH^-U OiJ

6 Prankfurt/Main Preiherr-vom-Stein-Str. 18

Hi Sachen:

Ford-Werke

Akt i eng e π eil schaft

Köln/Rhein

Ottoplatz 2

Priorität; der UÜ-amerikaniiKhen Patentanmeldung Scr.Ho. 840 o5Vv. "10.7.1969

Warnaystem für niedrige Flüssigkeitspegel

Die Erfindung betrifft ein V/arrisystem für niedrige Flüssigkeitspegel, das besonders geeignet ist einen Fahrzeugführer _a zu warnen, wenn in dem Flüssigkeitsbehälter eines Fahrzeugs, · '/..Β* in dem Eirennatofftank eines Automobila, ein niedriger Flüssigkeitspegel vorhanden Iafc. '

Wa üirid bereifen viele Warriuyoteme für einen niedrigen Flüssigkeit£3pege!i bekannt, die einem Fahrzeugführer'einen, kritischen niedrigen Flüfjüigkeitapegelsband in e uum Behälter eines Kraftfahrzeugen an;w;igen, Diese uyobeme sind jedoeh sehr kompliziert aufgab tut und erfordern ofb^iala für ο ine solch« Anzeige ein vollständiges ge trenn t;uo Sygbnm, daa von einem

BAD ORfQiNAL

V ο. 8ία4 a.7.1970 h CI ί) W I i ι ι Ρ, 3 ·Γ ^- '*-

Füllstandsanzeigesystem entfernt angeordnet ist.

Ferner sind andere Warnsysfceme für geringe Flüssigkeitspegel bekannt, die mit dem elektrischen Schaltkreis eines Füllstandsanzeigesystems kombiniert sind, jedoch sind diese Systeme oftmals kompliziert und geben bei einer geringen Füllstandshöhe kein richtiges Signal ab. Ferner sind diese Geräte nicht mit dem Kostenaufwand vereinbar, der bei der hohen Produktionsstückzahl an Automobilen, wie sie im Automobilgeochäft vorherrscht, in Frage kommt.

Es wurde bereits ein Warnsystem für Flüssigkeitspegel geringer Höhe vorgeschlagen, das eine Halbleiterschaltungsvorrichtung umfaßt, welche einen Eingangskreis aufweist, der mit einer eine pulsierende Spannung liefernden Quelle verbunden ist, die Impulse erzeugt, welche eine Amplitude aufweisen, die" der Größe der durch einen Instrumentenspannungskonstantregler χ erzeugten Impulse proportional sind. Der Ausgang der Halblei- | terschalttungsvorrichtung ist mit dem Instrumentenspannungs- ■ konstantregler gekoppelt, um die Impulse desselben zu empfangen, und ist mit einem Impulsintegrierenden Bimetallrelais verbunden. In diesem System kommt der Strom und die für die Betätigung des impulsintegrierenden Relais verwendete Energie, welches seinerseits verwendet wird, um eine Warnanzeige oder eine Lampe zu betätigen, von dem Inatrumentenapannungskonstantregler, der die Spannungsimpulse erzeugt. ■

Darüberhinaus muß in diesem System oine Draht- oder eine elektrische Verbindung nicht nur zum Instrumeritenspannungs-" kona tnritregler, sondern auch zu. einem, Punkt hergestellt werden, der zwischen einer tien Flüssigkeitspegel anzeigenden Meßvorriohtung und einem veränderbaren Widorotand oder einer Impedanz liegt, die den Flüssigkeitspegel misst und.welche zur

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Meßvorrichtung und dem Instrumentenspannungskonatantregler in Reihe liegt. Während dieses System in einfacher und wirtschaftlicher Weise seinen Zweck erfüllt, so wirft die zweifache Drahtverbindung zur Meßvorrichtung und zum Instrumentenspannungs· konstantregier in jenen Fällen ein Kostenproblem auf, in denen das Warnsystem für den niedrigen Flüssigkeitspegel auf Wunsch eines Kunden eingebaut werden soll.

In vielen Fällen, in denen das Warnsystem für den niedrigen Pegel auf Wunsch eines Kunden eingebaut wird, steht in der ^eßvorrichtung und dem Instrumentenspannungskonstantregler f zur Verbindung mit der Halbleiterschaltungsvorrichtung nur ein Draht ohne weiteres zur Verfügung. Dies gilt insbesondere für Fahrzeuge, in denen die Verdrahtung des Instrumentenbrettes durch eine flexible gedruckte Schaltung vorgenommen wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Warnsystem für einen niedrigen Flüssigkeitspegel geschaffen, das nur einen Draht zur Meßvorrichtung und zum Instrumentenspannungskonstantregler verwendet. Daher kann die Halbleiterschaltvorrichtung an irgendeinem bequemen Ort im Fahrzeug untergebracht werden, und das System kann auf Wunsch eines Kunden als Ganzes fertig und bequem eingebaut werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Warnsystem für einen niedrigen Flüssigkeitspegel, das besonders dazu geeignet ist, eine Warnanzeige bei einem geringen Brennstoffvorrat in einem Kraftfahrzeug anzuzeigen. Das System eignet eich zur Verwendung mit einem Füllstandsanzeigesystem der Bimetallart, bei dem ein Inatruemtenspannungskonst.antregler eine pulsierende Ausgangsspannung erzeugt, welche einen im wesentlichen konstanten Spannungseffektivwert aufweist, der von der Klemmenspannung des Batterieladesystems des Fahrzeugs unabhängig ist. Die Ausgangsspannung dieses Instrumentenspannungskonstantreglers F ο 81o4 -4-

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wird einer veränderbaren Impedanz zugeführt, welche den. Flüssigkeitspegel in einem Behalte!⁴, insbesondere in einem Brennstofftank, misst» Die Wertänderung des Parameters der veränderbaren Impedanz wird sodann dazu Verwendet, eine Füllstandsanzeigevorrichtung oder eine Meßvorrichtung 2ü betätigen, die nach der Bimetallart aufgebaut sein kann*

Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Halbleiterschaltungßvorrichtung oder eine Schaltvorrichtung verwendet_f welche einen Eingangskreis aufweist, der über einen einzigen Draht mit einer Stelle der Flüssigkeitsmeßvorrichtung der Bimetallart und der veränderbaren Impedanz, die diese Meßvorrichtung betätigt, verbunden ist* Dies bedeutet, daß dieser¹ einzige Draht elektrische Energieimpulse empfängt, welche eine Amplitudeaufweisen, die in einer umgekehrten Funktion zürn Flüssigkeitspegel im Behälter stehen. Der Ausgangskreis dieser Halbleiterschaltungs- oder Schaltvorrichtung ist mit dem elektrischen System des Fahrzeugs einschließlich der elektrischen Batterie und dem Batterieladeaystem für das Fahrzeug verbunden* Der Ausgangskreis ist auch mit einem impulsintegrierenden Bimetallrelais verbunden, das die gleichen Komponenten wie der Instrumentenspannungskonstantregler verwendet* Eine fernanzeige oder eine Lampe ist mit der elektrischen Batterie des Fahrzeugs und dem Fahrzeugladesystem und auch mit dem impülsintegrierenden Relais verbunden. Dieser Warnanzeiger oder die Lampe gibt ein Warnsignal ab, wenn die Kontakte des Relais geschlossen sind.

Wenn sich während des Betriebes der Flüssigkeitspegel in einem Behälter, z.B* der Brennetoffpegel in eiäeffl Br^ünstöfftank eines Kraftfahrzeuges, oberhalb eines geWlöseit kritiöcJbeä iegelä befindet, wird die Anzeigevorrichtung pdei die Wäfnlämpe erregt wenn der Zündschalter des Fahrzeugs zürn ersten iäal wird, wodurch eine Überprüfung dee Waiiiiyöteifiä für die gen Flüssigkeitspegel erfolgt. Die ÖalbleitepööliÄlt* Oder Schalttungsvorriehtuög führt dem ispuliintegfiefendeö Reifiis F ο 81o4 e|«

Impulse zu, und nachdem eine vorgegebene Anzahl von Impulsen zugeführt wurde, Öffnet das Relais und die Warnanzeige oder die Lampe wird entregt oder erlischt. Die Impulse werden aus der Halbleiterschaltungs- oder Schaltvorrichtung unter Steuerung der Impulse abgeleitet, die dem einzigen Draht zugeführt werden, der zwischen der die Flüssigkeit anzeigenden Bimetallmeßvorrichtung und der veränderbaren Impedanz liegt, welche in dem Behälter angeordnet ist, dessen Flüss.igkeitastand gemessen werden soll. Es darf bemerkt werden, daß der dem impulsintegrierenden Relais zugeführte Strom die Energie direkt aus dem elektrischen System des Fahrzeugs und nicht von dem Instrumentenspanmmgskonstantregler entnommen wird.

Wenn während des Betriebes des Fahrzeuges der Flüssigkeitsstand in dem Behälter, z.B. der Pegel des Brennstoffes im Brennstofftank, unter einen vorgegebenen oder kritischen Pegel fällt, oraeugt die Halbleiterschalt- oder SchaltungsVorrichtung keine weiteren Impulse, die dem impulsintegrierenden Relais zugeführt werden. Wenn dies geschieht, steht für das impulsintegrierende Relais keine ausreichende Energie mehr zur Verfügung um die -^elaiakantakte offen zu halten. Dies bedeutet, daß die Kontakte schließen und die Warnlampe oder eine andere Anzeigevorrichtung erregt wird, wodurch der Fahrzeugführer ein Warnsignal empfängt, daß die in dem Behälter oder im Brennstoff tank befindliche'^Flüssigkeit den bestimmten oder kritischen niedrigen Pegelötarid erreicht hat,

Carrier iut es besonders vorteilhaft, daß dann, wenn die Flüssigkeit in dem Behälter oder dein Brennstoff bank sich in der 'Nähe oder unzörhaLb clorj bestimtnton kri t Lachen geringen ^egelataiidco' 'befinde t, und der ZündrK:nalter anfangs be bat igt wird, *1 ία Würnariae Tgövorr Ich tungodor die Lampe) erregt b.laibt, da' LrapuLijlntegrloründö %Lalu nLoht gonüßund EnorgLü ar-, um Ü Lb Kontüktu de« tiöLn Lu au üf n

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Die oben beschriebene Anordnung läßt sich besonders vorteilhaft mit einem Füllstandsanzeigesystem der Bimetallart verwenden, indem ein Instrumentenspannungskonstantregler, der Au3gang3impulse erzeugt, einen nahezu konstanten Spannungseffektivwert aufweist, mit einer Bimetallmeßvorrichtung verwendet wird, die mit einer veränderbaren Impedanz oder einem Widerstand verbunden ist, der durch einen Schwimmer in dem Behälter oder Brennstofftank betätigt wird. Es wird eine einzige mit diesem System vorzugsweise zwischen der Blmetallmeßvorrichtung und der veränderbaren Impedanz oder dem Widerstand hergestellte Verbindung verwendet, um die Halbleiterschaltoder Söhaltungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung zu betätigen, die dazu dient, elektrische Energieimpulse, die einem integrierenden Impulsrelais zugeführt werden, zu erzeugen oder herzustellen. Darüberhinaus wird die dem impulsintegrieren— den Relais zugeführte Energie über die Halbleiterschalt- oder Schaltungavorrichtung in Form erzeugter Impulse von dem elektrischen Fahrzeugsystem und nicht von der Meßvorrichtung oder dem Instrumentenspannungskonstantregler zugeführt. Hieraus | ergibt sich der Vorteil, daß die dem Impulsintegrierenden S Relais zugeführte Ausgangsenergie nicht durch den Instrumen- ■ % tenspannungskonstantregler geschaltet werden muß, wodurch sich eine Verringerung der Lebensdauer des S.pannungskonstantreglera ergibt, Darüberhinaus kann das Warnsystem des Fahrzeugs für einen niedrigen Flüssigkeitspegel mit nur. einer einzigen ζur^meßvorrichtung des Fahrzeugs hergestellten Verbindung einem Kunden in einfacher Welse nach Wahl zusätzlich geliefert werden, und die Halbleiterschalt- oder Schaltungsvorrichtung kann irgendwo an einer bequemen Stelle im Fahrzeug befestigt werden. Der einzige Draht der verwendet wird, ist normalerweise die Zuführung oder die ^verbindung, die von dem veränderbaren Widerstand oder der Impedanzvorrichtung kommt, die in dura behälter odar dem Brennstoff tank.angeordnet ist, um-diese leitung η tent in dem Bereich das Instrumentenbr/e ttes ,,das ......

fahrzeuges ohne waiteron zur .Ankopplung zur Verfügung;, _:._;.

P ο Slot- . -7-

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Ein weitererv wünschenswerter Vorteil des Warnsystems für den niedrigen Flüssigkeitspegel gemäß vorliegender Erfindung besteht darin, daß alle aktiven Komponenten der Halbleitersehalt· oder Schaltungsvorrichtung zwischen voll leitenden und voll nichtleitenden Zuständen durch die von dem einzigen Draht epfangenen Impulse geschaltet werden* Hie^duröii werden erhöh*· te Energieveriuste in diesen aktiven Halbleiterkomponenten vermieden und ihre Lebensdauer erhöht.

Die Erfindung wird anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert* Diese figur zeigt eine Schaltung des .Warnsystems für einen niedrigen Flüssigkeitspegel gemäß der Erfindung»

In der Figur ist ein elektrischer Generator io eines Kraftfahr zeuges dargestellt j dessen eine Klemme über die Leitung 11 mit der Erde und dessen andere Klemme über die Leitung 13 mit dem Spannungsbegreniaer 12 des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Der Spannungsbegrenzer 12 ist mit der positiven Klemme 14 der elektrischen Batterie über die Leitungen 18 und 2o Ver- , bunden* Der andere Anschluß 22 der elektrischen Batterie 16 ist über die Leitung 24 mit der Erde Verbunden» Der Ausgang des Spannungsbegrenzers 12 und die positive Klemme 14 der Batterie 16 sind über die Leitung 26» den Zündschalter 28, der Leitung 5o und 32 mit der Eingangskiemme 34 eines Instrumentenspännungskonstantreglers 56 der Biinetallart verbunden.

Der Instrumehtenspännüngsköhstantregler 36 für das Instrumen« tensystern des -Fahrzeuges der für die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, ist herkömmlich aufgebaut» und besitzt eine Bimetallzunge 38* welche einen Kontakt 4ö aufweist, der sich an einem Ende derselben befindet* Bine andere metallische &unge 42» die einen Kontakt 44 aufweist, der normalerweise mit dem Kontakt 4o in Berührung steht, 1st fflitd&? Eingangs-F ö 81 ö4 *-8*-

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Klemme 34 und die Birnetallzunge 38 mit der Ausgähgsklemme 46 des Spannungskonsiaxitreglers 36 verbunden. Eine heizwicklung 4 7 für die Bimetallzungen 38 ist an einem Ende mit der Bimetallzunge 38, wie bei 48 dargestellt* elektrisch verbunden* während das andere Ende über die Leitung 5o geerdet ist. Wie es bei "dieser Art dee Spännungskonstantreglers üblich ist, gelangt die Bimetallzunge 38 durch die Wicklung 47 aufgrund ihrer Beaufschlagung über die Leitung 3o_r Leitung 32* Klemme 34, metallische Zunge 42, Kontakt 44 # Kontakt 4o und Bimetallzunge 38 zugeführtft Wärme in eine Stellung, in der fein beginnendes Öffnen und Schließen der Kontakte 4a und 44 bewirkt wird. Der Spannurigskonstantregler 36 erzeugt dafür an der Klemme 46 Ausgangsimpulse, die einen in Bezug auf die ^e it nahezu konstanten effektiven Spannüngswert aufweisen* der unabhängig von dpr auf der Leitung 3o von dem Spannungsbegrenzer 12 Und der Quelle der elektrischen Energie oder Batterie 16 erscheinenden Spannung ist.

Die den Flüssigkeitspegel anzeigenden Vorrichtung 52, z*B. eine -"enKinmeßvorrichtung besteht aus einer thermisch betätigten Bimetallmeßvorrichtung und umfaßt ein Birnetalibetätigungselement 54, und eine heizwicklung 56. Die Heizwicklung ist mit einem Ende an die Äusgangsklemme ..4 6 de3 Instrümentenspannungskonstantreglers 36 über eine Leitung 58 und das andare Ende an eine Klonr.me einer veränderbaren Impedanz 6o Über eine Leitung 62 verbunden. Die andere Klemme der veränderbaren Impedanz 6o ist über die Leitung 63 geerdet*

Die veränderbare Impedanz 6o kann ein veränderabrär Widerstand sein, der innerhalb eines Tanks 64 angeordnet lot» iri dem sich eine Flüssigkeit 66, z.B. Benzin, befindet* Ein Schwimmer 68 ist mit einem bewegbaren Arm 7 σ des veränderbaren Widerstandes betätigbar gekoppelt, um die Stellung des bewegbä^eri Arms to gemäß dem Flüssigkeitspegel im Tank 64 zu vörandörü* Wie äüs der Figur ersichtlich, ist der Arm 7ö mit eiheffi Ende im Tank F ο 81 o4 -ijfs

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64 drehbar befestigt, während das andere Ende desselben mit dem veränderbaren Widerstand 6o in Berührung steht. Der bewegbare Arm besteht aus einem leitenden Material und das Ende, das in dem Tank drehbar befestigt ist, ist über den Anschluß 72 geerdet.

Wenn der Flüssigkeits- oder Brennstoffpegel, wie aus der Figur ersichtlich, niedrig ist, ist die Impedanz der veränderbaren Impedanzeinrichtung 6o groß, da ein großer ¹SiI der veränderbaren Impedanzeinrichtung mit der Leitung 62 und dem beweg- baren Arm 7o in Reihe liegt. Wenn der Flüssigkeits- oder Brennstoffpegel ansteigt, bewegt sich der bewegbare Arm 7ο auf dem ■■-f Bogen der veränderbaren Impedanz 6o, so daß daher ein geringerer Teil der veränderbaren Impedanz mit dem Anschluß 62 und dem bewegbaren Arm 7o in Reihe liegt.

Wie ersichtlich, ist der Schaltkreis, der sich der Leitung 62 anschließt, über den Teil der veränderbaren Impedanz 6o, der oberhalb des Arms 7o liegt, über dessen Leitung und zur Erde über die Leitung 72 vervollständigt. Wenn daher der Flüssigkeitspegel im Tank 64 niedrig ist, liegt der größte teil der Span7 nung der Klemme 46 des Instrumentenspannungskonstantreglers 36 an der veränderbaren Impedanz 6o an. Das bedeutet, daß die Heizwicklung 56v der Meßvorrichtung 52 einen geringen Betrag ''■■/* elektrischer Eneirgie erhält, und der Zeiger 74 befindet- sich in der Hähe der-^:rtLeer-Marke". Ist der Brennstoffpegel im Tank 74 dagegen hoch, so fällt nur ein sehr kleiner Teil der Spannung von der Ausgangsklemme 46- des- Instrumenbenspannungskonstantreglers 36 an der veränderbaren Impedanz 6o ab, und der größte Teil derselben liegt; an der Wicklung 56 der Meßvorrichtung 52. Hierdurch wird dein Bimotallbetätigungselament 54 ein großer Teil Wärme zugeführt, und der Zeiger steht in der Mhö dor Vollmarke des Instrumentes oder der Mali vor richtung. 52.

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Ein Warnsystem für einen niedrigen Plüssigkeita- oder Brennstoff pegel ist mit dem oben beschriebenen Flüssigkeitsfüllstandsanzeigesystem über einen sehr einfachen und preiswerten Schaltkreis verbunden, um eine Y/arnanzeige für einen niedrigen Flüssigkeits- oder Brennstoffpegel zu schaffen. Dieses System umfaßt eine Halbleiterschatungsvorrichtung 74, die aus einem ersten Transistor oder einer Halbleiterschalteinrichtung 75, einem zweiten Transistor oder einer Halbleiterschalteinrichtung 76, einem dritten T_ransistor oder einer Halbleiterschalteinrichtung 77» einem vierten Transistor oder einer Halbleiterschalteinrichtung 78, einem Spannungsteiler 8o, einem Warnanzeiger 82, z.B. einer Lampe, und aus einem impulsintegrierenden Relais 84 bestehen kann.

Der Spannungsteiler 8o kann Wideisfeände 85 und 86 aufweisen, die in Reihe geschaltet sind, wobei eine Klemme des Widerstandes 85 mit dem Kollektor 87 der zweiten Halbleiterschalteinrichtung oder des Transistors 76 verbunden ist. Die andere \ Klemme des Widerstandes 85 und eine Klemme des Widerstandes 86| sind mit einem Knotenpunkt 88 verbunden, und die andere Klemmef des Widerstandes 86 ist über eine Leitung 89 geerdet.

Der Emitter 9o der zweiten Halbleiterschalteinrichtung oder des Transistors 76 ist mit der Leitung 3o verbunden, während die Basis 91 deselben, mit dem Kollektor 92 der ersten Halblei terschalteinrichtung oder des Transistors 75 verknüpft ist. Der Emitter 93 der ersten Halbleiterschalteinrichtung oder des Transistors 75 ist über einen Widerstand 94 geerdet, während die Basis 95 desselben mit der Leitung 96 über einen Widerstand 97 verbunden ist.

Dar Emitter 98 der dritten Halbleiterachalteinrichtüng oder das Tranoistora 77 i3t über einen V/ideratand 99 mit der Leitung ^{Jb verbunden, dia Ihrerseits mit oinaia Knotenpunkt too ί' ο BIoI . ' -11-

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verknüpft is,t* der sieh in der Leittüig 62 und zwischen der veränderbaren impedanz oder dem Widerstand Bo und der Heizwick-. lung 56 der Heilvorrichtung befindet; Die Bädiö 1cH der dritten' Halbleiterschalteinriöhtüng öder des !Transistorä 77 ist mit dem Knotenpunkt 88 verknüpft ^ der sich zwischen" deri Widerständen 85 und 86 befindet, die einen Spannungsteiler¹So darstellen,-während der Kollektor 1ö2 des Transistors 77* über eine Leitung 1o4 mit der Basis to6i der vierten HälbleitersGhälteinrich~ lung öder des !Transistors 78 verbunden ist» Der Emitter 1ö8 der vierten Halbleiterschalteinrichtuhg öder des transistors 78 ist mit der Leitung 3ο verbundeii* während der Kollektor Iiö äerselbön über die Leitung 1Ϊ2 mit einer Klemme 114 der Heizwicklung 116 des impuisintegrii?renden Relais 84 verknüpft ist* ■■■,"'

Eine Klemme der Warnanzeige oder der Lampe 82 ist mit dem Anschluß 3o über die Leitung 118 verknüpft* Die andere Klemme der Warnanzeige oder der Lampe 82 ist über die Leitung 12:o mit der Klemme 122 des impulsintegrierehden Relaiö 84 verknüpft.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist» weist das impulsintegrierende Relais84 die gleichen Baükomponenten auf, wie der μ Instrumentenspannungskonstantregler 36, einschließlich der ' Heizwicklung 116 und der Bimetallzunge 124, die mit einem Ende an die Klemme 126 verbunden ist, welche über den Anschluß geerdet ist» Das andere Ende der Bimetallzünge 124 tragt den Kontakt I3o. Dieser Kontakt ist normalerweise mit dem Eontakt 132 in Berührung, der sich auf einer Metall- oder leitenden Zunge 134 befindet j welche ihrerseits mit der klemme 122 und der Warnlampe öder der Anzeigevorrichtung 82 verbunden ist« Das Ende der Heizwicklung 116 gegenüber der Klemme 114 ist bei 136 mit der Bimetalizüngen 124 verbunden und ist daher mit der Erde Über die Bimetallzungen 124, die Klemme 126 und die Leitung 128 verbunden. Eine Einstellschraube 14o dient P ο 81 o4 -12-

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dazu die Zunge 134 vorzuspannen um somit den Kontakt. 132. in it. dem Kontakt 13o-in Berührung zu bringen; Die auf die Zunge 134 und den Kontakt 132 ausgeübte Kra.ft .kann durch Drehung der . .· = Einstellschraube . 14o verändert werden, , . ■ . . .·. . . -"■ .

Während des normalen Betriebes erscheint, dann, .wenn der Pegel der Flüssigkeit 66, welcher .ein Pegel eines im Tank 64'be-r . · findlichen Benzins sein .kann, sich über einem kritischen Pegel, z.B. ein achtel oder ein zehntel der: Füllflüssigkeit · des Tanks 64 befindet, am Knotenpunkt.1oo eine .pulsierende . Spannung. Diese pulsierende Spannung besitzt eine.positive momentane Amplitude, die eine umgekehrte Funktion.-des Flüssigkeitspegels in dem Behälter oder Tank 64 darstellt. Diese positive momentane Amplitude steigt an, wenn· der.Flüssigkeitspegel im Behälter oder Tank 64 sinkt, da ein zunehmender Teil der veränderbaren Impedanz oder des Widerstandes 6pr zu der Heizwicklung 56 der Füllstandsanzeige oder der Meßvprrichtung 52 in Reihe liegt. Diese positiven Impulse werden der Leitung 96 zugeführt, und gelangen daher zur Basis^ 95 der ersten Transistor- oder Halbleiterschalteinrichtung ,7.5. .Jeder pp.s.itive Impuls .schaltet daher, den ersten Transistor oder die< Halbleirterschalteinrichtung 75 in einen leitenden Zustand, wodurch von der Basis 91 des «weiten Transistors oder. der. Ha lble.it erscbaLteinricbtung 76 ein Strom über den Kollektor 92, den . Emitter 93 und den Widerstand 94 zur Erde, abfließen kann. Hierdurch wird der zweite Transistor oder die Halbleiterschalteinrichtung 76 in einen leitenden Zustand geschaltet. Das heißt, ·. daß der Strom aus der Leitung 3o, die. mit dem elektrischen -.■ System des Fahrzeugs einschl. der elektrischen Batterie Ί6. und dem Ausgang des ßpannungsbegrenzers 12 verbunden ist, iiber den Emitter 9o, den Kollektor 87, den Widerständen 85 und 86 des Spannungsteilers 80 und über die I/eitung 89 zur Erde fließt.

Bei der oben beschriebenen Wirkung wi¥"4 ß# die Basig Ifil $e§

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dritten !Transistors oder der Halbleiterschalteinrichtung 77 über den Knotenpunkt 88, der sich zwischen den Widerständen 85 und 86 befindet, eine positive Spannung angelegt, und dieser Impuls schaltet den dritten Transistor oder die Halbleiterschalteinrichtung 77 dann, wenn sich der Flüssigkeitspegel oberhalb eines vorbestimmten oder kritischen Pegels befindet, in einen leitenden Zustand, da der Emitter 98 mit dem Knotenpunkt 1oo über den Widerstand 99 und der Leitung 96 verbunden ist. Die Größen der Widerstände 85 und 86 werden so festgelegt, daß die am Knotenpunkt 88 erscheinende Spannung dann, wenn der zweite Transistor oder die Halbleiterschalteinrich-

. ■ ■■ tung 76 in einen leitenden Zustand geschaltet wird, genügend über der Spannung liegt, die auf der Leitung 96 und dem Verbindungspunkt 1oo auftritt, um den dritten Transistor oder die Halbleiterschalteinrichtung 77 in einen leitenden Zustand zu bringen, wenn der Flüssigkeitspegel im Behälter 64 sich oberhalb des bestimmten oder kritischen Pegels befindet.

Wenn der dritte Transistor oder die Halbleiterschalteinrichtung 77 in einen leitenden Z_ustand geschaltet wird, wird auch die vierte Halbleiterschalteinrichtung oder der Transistor 78 in. einen leitenden Z_usfcand geschaltet, da von der Basis 1o6 über den Kollektor i"o2 und Emitterschaltkreis 98 des dritten Transistors oder der Halbleiterschalteinrichtung 77 ein Strom fließen kann. Wenn der vierte Transistor oder die Halbleiterschalteinrichtung 78 in einen leitenden Z_ustand geschaltet wird, wird der Heizwicklung 116 des impulsintegrierenden Relais 84 von der Leitung 3o, die mit dem elektrischen Fahr^ zeugsystem verbunden ist, d.h. mit der elektrischen Batterie 16 und dem Spannung3begrenzer 12, über den Emitter Io8 und Kollektorkreis 11o des vierten Transistors oder der Halblei--._: ■ tersehaltvorrichtung 78 und der Leitung 112 ein elektrischer Energieimpuls zugeführt.

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Wie sich leicht erkennen läßt, werden alle Halbleiterschalt-, vorrichtungen oder Transistoren 75 bis 78 dann, wenn eine Reihe von Impulsen auch an der Leitung 96 von dem Knotenpunkt 1oo unter den oben aufgeführten Bedingungen auftreten, abwechselnd zwischen leitenden und nicht leitenden Zuständen geschaltet, und es werden daher von der Leitung 3o der Heizwicklung 116 des impulsintegrierenden Relais 84 elektrische Energieimpulse zugeführt. . .

Wenn eine gegebene elektrische Energiemenge in Form von Im- ψ pulsen von der Wicklung 1.16 aufgenommen wird, biegt sich die Bimetallzunge 124 nach oben, und öffnet die Kontakte 13o und 132, wodurch der Warnanzeiger oder die Lampe 82 entregt wird. Wenn daher der Zündschalter 28 geschlossen ist, und der Pegel der im Behälter oder im Tank 64 befindlichen Flüssigkeit sich oberhalb einer gewissen vorbestimmten oder kritischen Höhe befindet, beispielsweise ein acht«! oder ein zehntel der Auf-: nähmekapazität des Tanks 64, so wird die Anzeige oder Warn- ■ lampe 82 eine kurze Zeit lang, welche für die über den Transistor oder die Halbleiterschalteinrichtung 78 zur.heizwicklung 116 des impulsinteg.rierenden Relais 84 gelieferten _Ψ Impulse notwendig ist, um die Kontakte 13o und 132 zu öffnen κ, erregt. Wenn dies geschieht, wird die Warnanzeige.oder die Lampe 82 entregt, Durch dieses Merkmal ist die Möglichkeit der Überprüfung des Systems gegeben, wenn der Zündschalter anfänglich geschlossen wird. ■

Wenn der Flüssigkeits- oder Brennstoffpegel im Behälter 64 auf einen gewissen vorbestimmten: oder, kritiachan, niedrigen Pegel abfällt, wird die am Knotenpunkt Ίοο liegende und der Leitung 96 zugeführte pulsierende Spannung auf .einen kritischen Wert in Bezug auf_t die pulsierende Spannung ^:di;e am- Knotenpunkt 88 zwischen den Widerständen 85 und E^ 3e# 'Spannungsteilers 8o anliegt, angehoben, weil die zweite^ifia-b^öiterscharteinrichtung oder dar Transistor 76 zwischen lel^öhciöii und nicht leitenden

Zuständen geechaltet wird. Wie sich eraehan läßt, führt der F ο 81o4 -15-

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bewegbare Arm 7o dann, wenn der Brennstoff pder die Flüssigkeit im Behälter 64 und damit der Schwimmer 68 absinkt, der veränderbaren Impedanz oder dem Widerstand (So der Reihenschaltung mit der Wicklung 56 der Brennstoffmeßvorrichtung 52 einen größeren Anteil der veränderbaren Impedanz ζμ» Die veränderbare Impedanz oder der Widerstand 6o erhöht dadurch die an dem Knotenpunkt 1oo und auf der Leitung 96 erscheinende Spannung, wenn der Flüssigkeitspegel 66 abfällt. Da andererseits der Emitter 9o des zweiten Transistors oder der Halbleiterschalt^ einrichtung 76 mit der Leitung 3ο verbunden ist, die ihrerseits mit dem elektrischen System einschl. der Batterie 16 und dem Spannungsbegrenzer 12 des Fahrzeuges verbunden ist, bleibt der durch die Widerstände 85 und 86 fließende Strom nahezu solange konstant, wie der zweite Transistor oder die Halbleiterschalteinrichtung 76 in einen gesättigten Zustand geführt wird. Daher ist die Größe der an dem Knotenpunkt 88 erscheinenden und der Basis 1o1 des dritten Transistors oder der Halbleiterschalteinrichtung zugeführten pulsierenden Spannung nahezu konstant, Wenn die am Knotenpunkt 1oo und auf der Leitung 96 auftretende Spannung auf einen Wert ansteigt j der etwag unterhalb und sodann gleich der Spannung am Knotenpunkt 88 ist, so läßtcsich erkennen, daß der dritte Tränsis-* tor oder die Halbleiterschalteinrichtung 77 nicht in einen leitenden Zustand geschaltet wird, da die pulsierende Spännung rm am Emitter 98, der mit der Leitung 96 über'den Widerstand 99 verbunden ist, auf einen Wert ansteigt_f der nahezu gleich dem Wert der pulsierenden Spannung ist, die von dein Knotenpunkt Basis 1o1 zugeführt wird.

Wenn die dritte Halbleiterschalteinrichtung pder der Transistor 77 nicht mehr zwischen den leitenden und nichtleitenden Zuständen geschaltet wird, wird auch die vierte Halbleiterschalt einrichtung oder der Transistor 78 nicht mehr zwischen den leitenden und nichtleitenden Zuständen geschaltet. Demzufolge empfängt die Heizwicklung 116 des impulsintegrierenden Heiais 84 keine weitere pulsierende elektrische Energie. Die P ο 8To4 ^! """"" -16-

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«a 16 ,·»

Bimetallzunge 124 kühlt sich daher bis auf einen i*Uhkt ab» bei dem der Kontakt 13o den Kontakt 152 erneut berührt» 2u diesem Zeitpunkt wird ein- Schaltkreis von der Leitung 3o und der Quelle 16 der elektrischen Energie» sowie dem Sfiannungabegrenzer 12 über die Leitung 118» die Warnanzeige oder lampe 82, die Leitung 12o, die Klemme 122» die Zunge 154# die geschlossenen Kontakte 132 und 13o und zur Erde über die Birne·* tallzunge 124» die Klemme 126» die Leitung 128 des impülsinte« grierenden Relais 84 geschlossen. Dies bedeutet, daß die Wa rü«* anzeige oder die Lampe 82 erregt wird, und damit einen ttiadri« gen Flüssigkeiten oder Brennstoffpegel dem Fahrzeugführer . anzeigt.

Es läßt sich leicht erkennen, daß das Warnsysteta für eihefr niedrigen Flüssigkeitspegel in einfacher Weise mit einem herkömmlichen Füllstandsanzeigesystem verbunden Werden kann, da hierau nur eine Verbindung hergestellt werden muß* Diese Verbindung besteht am Knotenpunkt 1oo und kann mit der Zuführung oder dem Draht hergestellt werden* der äüs der veränderbaren Impedanz oder dem Widerstand 6o kommt» welcher in dem Behälter oder Brennstofftank 64 angeordnet ist* Diese Leitung oder der D_raht ist in dem Instrumentenbrett eines Kraftfahrzeuges ohne weiteres zugängig, so daß die Verbindung zum Knotenpunkt 1oo sehr leicht hergestellt werden kann« jJie gesamten Halbleiterschalteinrichtungen oder Transistoren 75 bis 78, die mit ihnen verbundenen Widerstände 85» 86, 94» 97 und und das impulsintegriereiide Relais 84 können suf eirier gedruckten Schaltung angeordnet werden» Die einzigen Verbindungen, die mit dieser Schaltkarte hergestellt werden müsseil» sind diejenigen zum Knotenpunkt 1oo, zur Leitung 3o und zur Erde* Da die Leitung 3o leicht und ohne weiteres mit der Hilfsklemme des Zündschalters 28 verbunden werden kann» so läßt sieh erkennen, daß es kein Problem darstellt diese Verbindung her~ zustellen. In ähnlicher Weise besteht auch kein "Problem darin» die Erdverbindung für das System zu schaffen»

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0Ό9 8.Β3/1634 BAC

Im folgenden werden typische Komponenten und deren Werte ■ angegeben:

Transistor 75 - MPS 6515 V

Transistor 76 - MPS 6534 Transistor 77 - MPS 6515 Transistor 78 - MPS 6534 Widerstand 85 - 68o Widerstand 86 -4,7 Widerstand. 97 -4,7 Widerstand 99 - 39o

Widerstand 94 - 33 .

Warnlampe 82 -. 1895,12 Volt, und eine

Lichtstärke von zwei

Kerzen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird daher ein sehr einfaches preiswertes und befriedigendes arbeitendes Warnsystem für einen niedrigen Flüsaigkeits- oder Brennstoffpegel geschaffen, das ohne weiteres mit Flüssigkeits- oder Füllstandsanzeigesyatemen, die laufend bei Kraftfahrzeugen verwendet werden, * benutzt werden kann. Das System' 1st besonders vorteilhaft, wenn es für ein Fahrzeug aus der normalen Produktion als eine wahl-

• . ■;' ff:; i , ■

weise Ausrüstung verwendet wird. Dieser Vorteil ergibt sich daraus, da nur ein Draht mit der Meßvorrichtung verbunden werden muß und dies kann an einer Stelle geschehen, an der eine Leitung aus der veränderbaren Impedanz oder dem*Widerstand in öinem Behälter oder Brennstoff tank.-ohne-weiteres zugängig .-ist. Darüberhinaua wird die für daa Schalten der Warnanzeige oder der Lampe verwendete elektrische Energie/l.h. die. Energie,-' die'der-.Heizwicklung den impulsintügriere.nden Rolaia zugeführt, v/ird, dsfin eLektr-Lochen System um,. Pahraouga a-albst entnommen, . d.ij» der Bfiütarie und ü-öüi Sparirnm^abegrönaer, der mit dam 'Genarato'r- verbunden" iac. Hiurdurch «ritfällt die Hotwendigkeic aina -ziu-jcU.',iioho .Lu.-itunj Utirah- 1^n pulaiurondon Iiiötrumanfianapannun^ouontj Gflafcra^lii⁴ au a^nu m_} der Übl tohar~ .' P-o Ö1o4 . -.18-;.

ü U 9 Β B :i / 18 14 ^ßADOR/Gi_NAL

weise in Kraftfahrzeugen verwendet"wird. Ferner werden alle in dem System verwendeten Halbleiterschalteinrichtungen oder... Transistoren während des größtenteils der Betriebszeit ) zwischen vollleitenden und voll nichtleitenden Zuständen ge- · schaltet, wodurch größere Bnergieverluate in den Halbleiterschaltkomponenten vermieden werden und ihre Lebensdauer erhöht wird.

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Claims (1)

1. 2Q34Ö39

   QWarnsvstem füi* einen hiedrigen flüssigkeitspegel mit einer felfektrisöiien Energiequelle» feinet fäi'üVöi'ii'iöflttingi einer Vorrichtung zur Erzeugung νοη Impulsen, eines· laipuisihte* grierenden Vorrichtung und einer MaHaIeitefööfaalfVorrichtung» dadurch g.e k e η ti M i e- b n-6 t» daß die Haibleiterschalteinriehtung (745 einen Eingänge« und einen Äusgangskreiö aufweist und der Äusgängskieis eine Klemme Tbeeitzt, die mit der itnpulöintegrierenden Vörriöhtüng (84) gekoppelt ist, wahrend seine ändert itleffiiae ad ausgebildet ist» daß sie mit einer elektriächön Energiequelle."(H) verbunden werden kauft_# -daß die Warnvorrichtung (82) mit fler iiapülöintegrierenden Vorrichtung (84) gekoppelt ist und derartig ausgebildet ist» daß sie alt der elektrischen Energiequelle (14) verbünden werden kann» daß die Kleaaiaeri des Eingangskreises derartig ausgebildet sind ι daß sie mit einem Knotenpunkt (ioo) gekoppelt werden können» der awl-' sehen einer einen flüssigkeitspegel anzeigenden Meßvoitichtung (52)'.und einet¹ veränderbaren liapedaniaVorifichtung (6o) liegt, die eine Impedanz aufweiät» welche in einer umgekehr*-- ten funktionellen Abhängigkeit zürn HÜesigkeitepegel im Behälter (64) steht, daß die den iPlüsslgkeitspegel anMeigende Meßvörriohtung (52) eine Kleffime aufweist, die äerar« tig ausgebildet ist, daß sie tait der impulserzeugenden Vorrichtung verbunden werden kann, daß die Halbleiterschaltvorriehtung (74) Vorrichtungen isüi* Erzeugung elektrischer Energieiifipulse aus der elektrischen Energiequelle (16) und smr Zuführung der Impulse zur impuleintegrierenden Vorrichtung (84) besitzt, wenn die Größe der impulse, die durch die impulserzeugende Vorrichtung erzeugt werden, an dem Knotenpunkt geringer sind als ein Vörbestimmter Bruchteil der Klemmenspannung der elektrischen Energiequelle und ferner Vorrichtungen zum Abbrechen de? Impulserzeugung, wenn die Amplitude der Impulse an dem Knotenpunkt nahezu gleich dem Vorbestimmten Bruchteil der Spannung der elektrischen Energiequelle (16) ist oder diesen übertrifft und daß die impulsintegrierende Vorrichtung (84) I¹ 0 81ö4 -2-

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   Mittel zur Entregung der Warnvorrichtung (82) aufweist, wenn die impulsintegrierende Vorrichtung (84) einen vorbestimmten elektrischen Energiebetrag aus diesen Impulsen empfängt.

   System nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß Schaltvorrichtungen vorhanden sind, die derartig ausgebildet sind, daß sie die Halbleiterschaltvorrichtung (74·) wechselweise zwischen vollleitfähigen und voll nichtleitfähigen Zuständen Schalten können, ausgenommen dann, wenn die Amplitude der.Impulse an dem Knotenpunkt (loo) etwa gleich dem vorbestimmten Bruchteil der Klemmenspannung der elektrischen Energiequelle ist oder diesen überschreitet.

   3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die impulsintegrierende Vorrichtung (84) und die impulserzeugende Vorrichtung (36) aus gleichen Komponenten aufgebaut ist.

   4. System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d adurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschaltungsvorrichtung (74) eine Halbleiterschaltvorrichtung (77) aufweist, welche eine Steuerelektrode (Io1) und ein paar Ausgangselektroden (98, 1o2) besitzt, daß ein Spannungsteiler (8o) eine Zwischenklemme (88) aufweist, die mit der Steuerelektrode (io1) verbunden ist, daß Steuervorrichtungen mit der elektrischen Energiequelle (16) und dem Knotenpunkt (loo) zwischen der einen Flüssigkeitspegel anzeigenden Meßvorrichtung (52) und der veränderbaren Impedanzvorrichtung (6o) verbunden sind, um den Spannungsteiler (8o) an die elektrische Energiequelle (14) zu legen, wenn am Knotenpunkt (loo) ein Impuls vorliegt, daß eine der Ausgangselektroden (96) mit dem Knotenpunkt (1oo) F ο 81o4 -3-

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   — ν —

   verbunden ist, daß eine Halbleiterschaltvorrichtung (75) in einen leitenden Zustand geschaltet wird, wenn die Spannung an der Klemme größer als die Spannung am Knotenpunkt (I6o.) ist und daß die Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energieimpulse aus der elektrischen Energiequelle (16) und zur Zufährung der Impulse zur impulsintegrierenden Vorrichtung (84) Mittel aufweist, die mit der anderen Ausgangselektrode der elektrischen Energiequelle (16) und der impulsintegrierenden Vorrichtung (84) zur Zuführung eines elektrischen Energieimpulses zur impulsintegrierenden Vorrichtung (84) aus der elektrischen Energiequelle (14) gekoppelt sind, wenn die Halbleiterschaltvorrichtung (75) in einen leitenden Zustand geschaltet ist.

   5. System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung eine Halbleiterschaltvorrichtung (76) aufweist, die eine Steuerelektrode (91) und ein Paar Ausgangselektroden (87,9o) besitzt, und daß die Ausgangselektroden zur elektrischen Energiequelle (16) und dem Spannungsteiler (8o) in Reihe liegen und daß Vorrichtungen (75) vorhanden sind¹, die die Steuerelektroden (91) mit dem Knotenpunkt (loo) zwischen der veränderbaren Impedanzvorrichtung (6o) und η» der dem Flüssigkeitspegel anzeigenden Meßvorrichtung (52) verbinden.

   6· System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a -> durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (74) eine Halbleitersehaltvorrichtung (78) aufweist, die eine Steuerelektrode (Io4) und ein Paar Ausgangselektroden (1o8, 11o) besitzt, daß die Steuerelektrode.(1o4) an. eine der Ausgangselektroden (Io7) der richtung (77) verbunden ist, und daß die (Io8 "bzw. 11o) mit der elektrischen Energiequelle (.16).. - und der impuls integrierend en Vorrichtung (84) -verbunden," siaci, P -o 81 o4 -4«

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   7· System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung

   (74) eine Halbleiterschaltvorrichtung (76) aufweist, die eine Steuerelektrode (91) und ein Paar Ausgangselektroden (87f 9o) besitzt, daß die Steuerelektroden (91) mit einer der Ausgangselektroden (92) der Halbleiterschaltvorrichtung

   (75) verbunden ist, und daß die Ausgangselektroden (9o bzw« 87) mit der elektrischen Energiequelle (16) und der impulsintegrierenden Vorrichtung verbunden sind_o

   8. System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d adurch gekennzeichnet„ daß Vorrichtungen mit einer elektrischen Energiequelle (16) gekoppelt sind, zur Erzeugung elektrischer Energieimpulse, die eine Amplitude aufweisen, welche zum Flüssigkeitspegel in einem Behälter (64) in einer inversen Punktion stehen, daß ein Füllstandsanzeiger (52) mit der Vorrichtung zur Anzeige des Pegels der Flüssigkeit im Behälter (64) gekoppelt ist, daß die Halbleiterachaltungsvorrichtung (74) nur eine einzige Verbindung (96) zu der Vorrichtung besitzt, die elektrische Energieimpulse erzeugt, um den Ausgangskreis ♦ au veranlassen, elektrische Energie impuls" e zu erzeugen ψ und diese der impulsintegrierenden Vorrichtung (84) zuzuführen, wenn die Flüssigkeit in dem Behälter (64) sich oberhalb eines vorbestimmten Pegels befindet, unö um die Größe des elektrischen Energiebetrages, der durch die impulsintegrierenden Vorrichtung aufgenommen wird, "bis'unterhalb • des vorgegebenen Betrages ^u verringern ₉ wenn der Pegel der Flüssigkeit in dem Behälter gleich oder unterhalb des vorbestimmten Pegels ÜQgtj, woduroii die Warnvorrichtung erregt wird, wenn der Flüssigkeitspegel gXeiefo ist oder sich unterhalb des vorbestimmtea P©g@ls

   F ο 81o4 '-5-

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   9· System nach Anspr.uch 8, dadurchge-kenn. ze i c fane t, daß die Steuerkreise der Halbleiterschaltvorrichtungen (75, 77) mit der einzigen Verbindungsleitung (96) verknüpft sind.

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   Le e rs e i te