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Elektrischer Schaltkreis Die Erfindung betrifft elektrische Schaltkreise
zur optischen, akustischen oder optisch-akustischen Anzeige des Ausfalls einer bzw.
mehrerer Leuchte(n), z.B. Fahrzeugleuchten.
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Es sind bereits verschiedene Warnungssysteme zur Anzeige des Ausfalls
einer Leuchte vorgeschlagen worden. Diese Systeme weisen aber all einen oder mehrere
der folgenden Nachteile auf: Aberm$ige Wärmeerzeugung, durch erhebliche ub erwachungsbedingt
e Spannungsabfälle verursachter Lichtstärkenverlust, Aberm$iger Stromverbrauch der
Aberwachenden "Bereitschafts"-Schaltkreise, Unzuverlässigkeit, fälschliche Impulsausldsung.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist ein elektrischer Schaltkreis zur
Anzeige des Ausfalls einer Leuchte, wobei die bzw. jede Leuchte mit einem Widerstandselement
in Serie geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, d ein erster Halbleiterschalter
bei normalem Arbeiten der Leuchten im nichtleitenden Zustand vorgespannt ist und
bei Ausfall einer Leuchte in den leitenden Zustand vorgespannt wird und daß ein
zweiter Halbleiterschalter angeordnet ist, der ein elektrisches Anzeigegerät zum
Ansprechen bringt sobald der erste Halbleiterschalter sich im leitenden Zustand.
befindet.
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Die erfindungsgemäj3en Schaltkreise eignen sich zur Überwachung des
kontinuierlichen Arbeitens von Leuchten in Straaenfahrzeugen und zum optischen Anzeigen
des Ausfall einer oder mehrerer der Leuchten.
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Die Zeichnung veranschaulicht vorteilhafte Ausfhrungsbeispie1e der
erfindungsgemb3en elektrischen Schaltkreise, die im folgenden näher beschrieben
werden. Es zeigt Fig. 1 das Schaltbild eines erfindungsgem«ßen Schaltkreises, Fig.
2 und 3 Schaltbilder modifizierter Ausfthrungsformen des Schaltkreises gemäd Fig.
1 In Fig. 1 sind die positiv-en sowie negativen Klemmen der Batterie 10 an die Speisungsleitungen
11 und 12 des Kreises angeschlossen. Der Verdrahtungswiderstand zwischen der Batterie
10 und dem Kreis ist durch den Widerstand 13 ausgedrückt; der Kreis ist durch die
Sicherung 14 geschätzt.
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Die beiden zu itberwachenden Leuchten, z.B. Fahrzeugschlußbremsleuchten,
sind durch die Bezugszeichen 15A bzw. 15B dargestellt und sind jeweils in Serie
mit den Widerständen 16A bzw. 16B und durch Hand bediente zwischen den Leitungen
11 und 12 angeordnete Schalter 17A bzw. 17B geschaltet.
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Die Ubergange zwischen den Leuchten 15 und ihren zugehörigen Widerständen
16 sind Aber die Dioden 18A bzw. 18B an den Emitter eines pnp-Transistors 19 angeschlossen.
Der Kollektor des Transistors 19 ist Aber ein Paar in Serie geschaltete Widerstande
20 und 21 an die Leitung 12 angeschlossen. Wie aus der Figur ersichtlich, ist die
Basis des Transistors 19 tiber einen Widerstand 22 an die Leitung 12 und Aber ein
Paar in Serie geschaltete Dioden 23 und 24 an die Leitung 11 angeschlossen. Die
beiden Dioden 23 und 24 dienen zum Ausgleich des Durchlap-Spannungsabfalls an den
Dioden 18A bzw. 18B und dem Emitter-Basis-Ubergang des Transistors 19.
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Im Schaltkreis ist ein npn-Transistor 25 vorgesehen, dessen Basis
mit dem übergang zwischen den Widerständen 20 und 21,
dessen Emitter
unmittelbar mit der Leitung 12 und dessen Kollektor mit der Leitung 11 Aber eine
Anzeigelampe 26 und ein Lampenschutz-Widerstand 27 verbunden sind. Bei offener Stellung
der beiden Schalter 17A,17B und richtig funktionierenden Leuchten 15 ist die Spannung
an den jeweiligen Anoden der beiden Dioden im wesentlichen gleich der Spannung der
Leitung 12. Der Transistor ist daher in der "Aus"-Stellung vorgespannt. Wird jetzt
einer der beiden oder werden beide Schalter 17A,17B geschlossen, so steigt die Spannung
an den Boden der Dioden 18A,18B auf einen durch den Spannungsabfall an den Widerständen
16 gegebenen Wert an. Die Widerstande 16 sind so bemessen, dap der Transistor 1,
in der Aus "Aus"-Stellung verbleibt. Versagt einer der Leuchten. z.B. 15A, so steigt
die Spannung an der Anode der zugehdrigen Diode 18A so lange an, bis diese Diode
durchlassend vorgespannt ist und der Transistor 19 eingeschaltet,wird. Sobald der
Transistor 19 durchschaltet, fließt Strom von der Leitung 11 Aber die Dioden 18A
bzw. 18B zum Kollektor des Transistors. Der durch die Widerstände 20 und 21 fließende
Strom verursacht, daß die Spannung an der Basis des Transistors 25 über den Wert
der Spannung der Leitung 12 hinaus ansteigt. Die Widerstände 20 und 21 sind so bemessen,
daß der Transistor eingeschaltet wird und die Lampe 26 zum Aufleuchten bringt.
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Es wurde gefunden, daß der an den Widerständen 16 benötigte Spannungaabfall
bei Benutzung von marktgängigen Bauteilen 3 eine Gröpenordnung von 100 bis boo Millivolt
beträgt. Dies
kann sich z.B. dann nachteilig auswirken, wenn die
Speisespannung niedrig ist und der Spannungsabfall an den \Yiderständen 16 ein erheblichen
Bruchteil der ganzen zur Verfugung stehenden Spannung betrt.
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Ein Vorteil beider in den Fig. 2 und 3 abgebildeten Weiterbildungen
der Erfindung besteht darin, dap jeder von ihnen so angeordnet ist daß der Widerstandswert
der mit den
zu aberwacnenden Leuchten in Serie # Widerständen ernebilon reduziert werden kann.
Diejenigen Teile des in der Fig. 2 dargestellten Schaltkreises, die den in der Fig.
1 gezeigten Teilen entsprechen. wurden mit dem selben Bezugszeichen versehen.
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Die Ubergange zwischen den Leuchten 15A,15B und den Widerständen
16A.16B sind in der Schaltungsanordnung unmittelbar mit jeweiligen Ubergangen des
Emitters eines Multiemitter-Transistors 30 gekoppelt, dessenBasis durch einen die
einzige Diode 31 und den Widerstand 22 enthaltenden Spannungsteiler vorgespannt
ist. Die Emitter-Basis-Ubergtnge des Transistors 30 führen die Sperrfunktion der
in der Ausfthrungsform gemaß Fig. 1 benutzten Dioden 18A,18B aus.
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Die Arbeitsweise des in der Fig. 2 veranschaulichten Schaltkreises
ist im wesentlichen die gleiche wie in der vorher beschriebenen Ausführungsform.
Ein Ausfall einer der beiden Leuchten 15 führt zum Anstieg der Spannung an einem
der Emitter des Transistors 30, so daß dieser eingeschaltet wird. Der Kollektorstrom
des Transistors 30 erzeugt eine Spannung an der Basis des Transistors 25, bringt
diesen
Transistor in die "Ein"-Stellung and somit die Lampe 26 zum
Aufleuchten.
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Es ist ersichtlich, daß durch das Weglassen der Dioden 18A,18B und
das Ersetzen der Dioden 23 und 24 durch eine einzige Diode 31 die Schwierigkeit
des an ihnen eintretenden Durchlaß-Spannungsabfalls behoben wird. Es wurde gefunden,
daß bei der Schaltkreis-Ausführungsform gemaß Fig. 2 unter Benutzung der integrierten
Schaltkreisbauweise der benötigte Spannungsabfall geringer als 100 Millivolt ist.
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Ein Merkmal der bisher beschriebenen zwei Schaltkreise ist, daß die
Anzeige des Leuchtenausfalls nur ausgelöst wird während die entsprechenden PrUfschalter
17A,17B geschlossen sind. Die in der Fig. 3 abgebildete modifizierte Schaltkreisanordnung
zeigt eine biethode um den Ausfall ständig anzuzeigen.
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Die im Schaltkreis gemaß Fig. 3 zu Aberwachenden Leuchten bestehen
aus einem Paar von Leuchten 33A und 33B, die mit jeweiligen Widerstanden 34A und
34B in Serie geschaltet sind.
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Diese zwei Leuchten werden durnh einen einzigen Schalter 35, z.B.
ein Stratenfahrzeug-Bremsleuchtenschalter, kontrolliert.
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Ein zweiter Schalter 36 speist über einen Widerstand 37 einem oder
anderen zweier Leuchten 38A und 38B in Abhängigkeit von der Einstellung eines Wechselschalters
39, z.B. einem Scheinwerferabblendschalter, Strom zu.
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Die Uebergänge zwischen den Leuchten 33A bzw. 33B und den Widerständen
34A bzw. 34B sind unmittelbar mit den Emittern zweier pnp-Transistoren 40A bzw.
40B verbunden. Der Ubergang
zwischen dem Widerstand 37 und dem Schaltbereich
des Schalters 39 ist in ähnlicher Weise mit dem Emitter eines pnp-Transistors unmittelbar
verbunden. Wie aus der Figur ersichtlich, werden die Basis-Spannungen der drei Transistoren
40A,40B,40C durch die aus den Dioden 41A,41B bzw. 41C und den Widersttnden 42A ,42B
bzw. 42C gebildeten Spannungsteilerkreisen ausgelöst.
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Die Kollektors der drei Transistoren 40A,40B,40C sind Aber die Dioden
43 an eine gemeinsame Leitung angeschlossen, die einen durch die Widerstände 45
und 46 gebildeten Spannungsteiler enthält. Der Ubergang zwischen diesen beiden Widerständen
ist an die Steuerelektrode eines Schwachstrom-Siliziumstromtors 41 angeschlossen,
dessen Anode an die Leitung 11 Aber zwei Lampen 48 angeschlossen ist. Die Kathode
des Silizium-Stromtors 47 ist an die Leitung 12 Itber den Widerstand 49, der fieber
einen einen Widerstand 50, eine Diode 51 und eine elektrolytische Zelle 52 enthaltenen
in Serie geschalteten Kreis geshuntet ist, angeschlossen. Wie aus der Figur ersichtlich,
ist eine Kapazität fieber den Widerstand 49 gekoppelt.
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Während des Gebrauches führt der Ausfall einer der beiden Leuchten
33A,33B zum Anstieg der Emitterspannung des entsprechenden Transistors 43A bzw.
403 und schaltet diesen smit ein. Der Kollektor des durchschaltenden Transistors
speist jetzt der Leitung 44 Strom zu und erzeugt eine Spannung am Widerstand 46.
Diese Spannung ist so bemessen, daß sie das Siliziumstromtor 47 einschaltet. Befindet
sich das Diliziumstrontor 47 im leitenden Zustand, so bringt es die Lampe 48 zum
Aufleuchten und erzeugt es eine Spannung am Widerstand 49. Der die elektrolytische
Zelle 52 enthaltene Kreis nimmt dadurch bedingt Strom auf und die Aufladungsanzeige
der
Zelle 52 gibt die Zeitspanne an. die seit dem Aufleuchten der Warnungslampe 48 vergangen
ist.
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In ähnlicher Weise wird bei Versagen einer der Leuchten 38A oder
38B der Transistor 40C eingeschaltet und leitet das Arbeiten des Siliziumstromtors
47 ein.
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Die Kapazität 53 ist vorgesehen, um Hochfrequenzimpulse fiber den
Widerstand 46 nebenzuschalten und das Einschalten des Siliziumstromtors 47 bei momentanem
Ansprechen einer der Transistoren 4OA.4O3,4OC zu verhindern. Arbeitete nämlich der
Schalter 39 beispielsweise in der Reihenfolge Unterf,rechen-Einschalten . so vfltrde
der Transistor 40C bei jeder BetEtigur.g dieses Schalters 39 kurzweilig eingeschaltet
werden.
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Es ist ersichtlich. daß die Anordnung eines Siliziumstromtors anstatt
des Transistors 25 eine Anzeige des Leuchtenausfalls bewirkt nachden der die versagte
Leuchte kontrollierende Schalter sich öffnet. Der Transistor 25 kann innerhalb des
Rahmens der Erfindung durch ein anderes wechselseitiges Zustandsgerat, z. B. ein
Flip-Flop, ersetzt werden.
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Die elektrolytische Zelle 52 vermittelt effektiv eine Integrierung
bzw. Zählung des durch sie fließenden Stromes.
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Es folgt, daß sie durch irgend ein anderes eine ähnliche Funktion
ausfübendes Gerät ersetzt werden kann beispielsweise einen lUckumulator oder sogar
einen in geeigneter Weise angeschlossenen einen Zahler betätigenden Impulsschaltkreis.
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Die obenbeschriebenen Schaltkreise kdnnen bei Anwendung in einem
Straßenfahrzeug eine Aber die Leitungen 11 und 12 nebengeschaltete Zenerdiode enthalten
um die durch Zündstoßwellen erzeugte Spannungs-"Spitzen" Spitzen11 aufzunehmen.
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Bei Anordnung geeigneter Vollweg- bzw. Binweg-Gleichrichtanordnungen
können die Schaltkreise auch eine bzw. mehrere durch Wechselstrom betätigte Leuchte(n)
Abervrachen.
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Es ist weiterhin ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf nur ein
oder zwei Leuchten fiberwachende Schaltkreise beschränkt ist, sondern daß durch
geeignete Verbindungsanordnungen eine beliebige Anzahl von Leuchten kontrolliert
werden kann.
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Auch ist es nicht unerl§plich, die Anzeige optisch auszulösen; beispielsweise
kann sie durch die Betätigung einer Sirene, einer Klinge oder einem Summer akustisch
erfolgen.
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Schliealich ist es ersichtlich, daß die an Hand der Figuren veranscheulichte
Ausführungsform unter der Annahme beschrieben wurde. daß das Straßenfahrzeug ein
Fahrzeug vom Minuspols-Masse-Verbindungstyp ist. Ist statt dessen eine Pluspol-Masse-Verbindung
vorhanden, so muß die-Schaltungsanordnung in geeigneter Speise angepaßt werden,
u.a.
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durch den Ersatz von pnp-Transistoren durch npn-Transistoreh und Patentansprüche
und umgekehrt. Auch sollen die angeffigten Zeichnungen/ in diesem Sinn verstanden
werden.