DE2400723A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

• Schaltvorrichtung Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltvorrichtung mit einem kontaktlos arbeitenden Initiator und mit einem über eine Zweidrahtleitung nachgeschalteten Verstärker, an den eine Last angeschlossen ist. Eine solche bekannte Schaltvorrichtung ist ZeB. in der deutschen Patentschrift 1 286 099 beschriebene Diese Schaltvorrichtung bat jedoch den Nachteil9 daß bei irgendeinem Fehler im Initiator, in der Zweidrahtleitung oder im Verstärker das Ausgangssignal der Scbaltvorrichtung abhängig von der Art des Fehlers in einen willkürlichen Zustand übergeht, der durch die normale Beeinflussung des Initiators nicht mehr verändert werden kann. Die Schaltvorrichtung kann ihre eigentliche Funktion nicht mehr erfüllen und in dem durch den Initiator überwach.ten Kreis kann ein Gefahrenzustand auftreten, ohne daß eine Meldung bzw, Abschaltung erfolgt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die sicher ist, also einen Gefahrenzustand nicht übergehen kann. Zur Lösung schlägt die Erfindung vor9 daß der Ausfall eines Bauelements des Initiators undZoder des Verstärkers und/oder der Ausfall der Zweidrahtleitung den Gefahrenzustand signalisiert. Die Erfindung geht also davon aus, daß Fehler in der Schaltvorrichtung durch Ausfall von Bauelementen oder durch Ausfall der Verbindungsleitung zwischen Initiator und Verstärker auStretenS wobei dieser Ausfall in einem Unterbruch oder einem Kurzschluß liegen kann. Wenn üblicherweise der Initiator im Gefahrenzustand signalisiert daß die Last abgeschaltet werden sollF führt der Ausfall eines Bauelementes ebenfalls zur Abschaltung der Last.
• :Die Schaltvorrichtung nach der Erfindung führt also eine eigene Uberwachung durch.
• Aus der ImPS 1 286 099 ist ein Initiator bekannt, der einen Oszillator mit einem Transistor aufweist, in dessen Basis-Emitter-Kreis ein Parallelschwingkreis mit einer Spule und einem Kondensator liegt und in dessen Emitter-Kollektor-Kreis eine weitere Spule liegt, wobei die beiden Spulen durch eine Steuerfahne beeinflußt werden. Hierbei sieht die Erfindung vor, daß zu der zweiten Spule ein weiterer Kondensator parallel liegt, daß das Verhältnis der Induktivitäten der beiden Spulen gleich dem Verhältnis der Kapazitäten der beiden Kondensatoren gewählt ist und daß zwiscben dem Verbindungspunkt der Spulen und dem Verbindungapunkt der Kondensatoren ein Widerstand liegt. Beim Ausfall eines der Bauelemente dieses Initiators, sei es durch Kurzschluß oder durch Unterbrechung, nimmt der Initiator den Gefahrenschaltzustand ein. Wenn z.B. im Betrieb der Initiator durch Dämpfung mittels der Steuerfahne das Signal für die Ausgangaspannung null gibt, wird auch beim Eurzschluß oder bei der Unterbrechung eines der Baulemente des Initiators das Auagangf3signal null signalisiert.
• Die Erfindung sieht des weiteren vor9 daß in dem Eingang des Verstärkers ein faktgenerator liegt und daß dem Verstärker ein Übertrager nachgeschaltet ist. Die Frequenz des Taktgenerators l4.egt vrzugsweise zwischen 5 und 50 kITz und das Verhältnis der Impulsbreite zur Impulspause beträgt vorzugsweise 1:1. Hierbei setzt sich der Steuerstrom aus dem Taktstrom und dem Initiatorstrom zusammen und an der Sekundärwicklung des Übertragers erscheint nur eine Wecheelapannungg wenn der volle Wert des Steuerstroms vorhanden ist. Hierbei ist vorzugsweise dem Taktgeber ein Steuertransistor nachgeschaltet, dessen Ansprecbstrom durch einen Widerstand in dem Basis-Emitter-Kreis einstellbar ist.
• Bei geeigneter Ausbilung der Bauelemente kann die Zweidrahtverbindungsleitung zwischen Verstärker und Initiator eigensicher ausgebildet werden.
• Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind Fig. 1 ein Schaltbild des Initiators der Schaltvorrichtung, Fig. 2 ein schematisches Schaltbild des Verstärkers der Schaltvorrichtung und Fig. 3 eine Darstellung der Steuerströme in dem Verstärker.
• Nach Fig. 1 enthält der Initiator einen Oszillator aus dem Transistor p2 und dem iarallelschwingungskreis aus der Spule Li und dem Kondensator kl, die in dem Basis-Emitter-Kreis des Transistors liegen. Wird der Initiator als Näherungsinitiator durchgeführt, ist die. zweite Spule L2 mit der ersten Spule Li zusammengewickelt und die Unterteilung erfolgt durch eine Anzapfung. Wird der Initiator als Schlitzinitiator aüsgeftihrt, sind die beiden Spulen Ll und L2 räumlich durch einen Luftspalt getrennt und stehen vorzugaweise axial zueinander. Parallel zur Spule L2 liegt der Kondensator k2 und zwischen dem Verbindungspunkt der Kondensatoren kl und k2 und dem Verbindungspunkt der Spulen Li und L2 liegt der Widerstand r3. Das Verhältnis der Induktivitäten der Spulen L1 und L2 ist gleich dem Verhältnis der Kapazitäten der Kondensatoren kl und k2 Der Initiator weist des weiteren einen Gleichrichter pl auf. An den Anschlüssen a und b wird das Initatorsignal abgenommen und über diese Anschlüsse erfolgt gleichzeitig die Speisung des Oszillators.
• Gemäß Fig. 2 ist der Initiator, der mittels der Steuerfahne S gesteuert wird, welche die Spulen L1 und L2 nach Fig. 1 dämpft, über eine nicht dargestellF j Zweidrahtleitung mit den Eingangsanschlüssen a' und b es Verstärkers verbunden. Der Verstärker enthält einen Taktgenerator T, einen Steuertransistor p3, den eigentlichen Transistorverstärker V und den nachgeschalteten Ubertrager mi In Reihe zum Taktgenerator T liegt ein kurzschlußsicherer Widerstand r8, der die Höhe der Impulse des Taktgenerators bestimmt. In dem Basis-Emitter-Kreis des Transistors p3 liegt der Widerstand r10, der den Ansprechstrom des Transistors p3 einstellte Die an der Sekundärwicklung des Übertragers mi abgenommene Weohselspannung kann durch den Gleichrichter G gleichgerichtet werden, wobei der Kondensator K zur Glättung dient. A den Anschlüssen c und d wird die Last, z.B. ein Relais angeschlossen. Über die Anschlüsse (+) und (-) erfolgt die Speisung der Schaltvorrichtung.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird die Wirkungsweise des Verstärkers beschrieben. Der Steuerstrom IS für den Transistor p3 setzt sich aus dem Taktstrom 1T und dem variablen Initiatorstrom 1o zusammen. Der Transistor p3 ist gesperrt, wenn sein Ansprechetrom 1A unterschritten ist, während bei Uberschreitung des Ansprechetrome der Transistor durchgeschaltet ist.
• Ist die Summe von Taktstrom I! und Initiatorstrom 1o größer als der Ansprechstrom 1A' wird der Transistor p3 durchgeschaltet. Ist die Summe von Taktstrom 1T und Initiatoretrom 1o kleiner als der Ansprechstrom IAw ist der Transistor p3 gesperrt, Die Steuerbefehle des Transistors p3 werden im Transistor-Impulsverstärker V verstärkt und dem Ubertrager ml zugeführt. Solange der Transistor p3 durchgetaktet wird, erscheint an der Sekundärwicklung des Ubertragers eine Wecbselspannung, die durch den Gleichrichter G gleichgerichtet wird.
• Der Transistor p3 kann nur innerhalb eines bestimmten Bereichs des Initiatorstroms 1o durchgetaktet werden und zwar dann, wenn der Initiatorstrom größer als der Einsatzstrom IE und/oder kleiner als der Ansprechstrom 1 ist.
• Die Widerstände r8 und rIO dienen beim Abgleich des Verstärkers -zum Einstellen des Taktstroms und des Ansprechstroms. Durch die Einstellung des Taktstroms und des Ansprechstroms ist der Einsatzstrom IE automatisch festgelegt0 Der Widerstand r8 zur Einstellung des Taktstroms IT wird als kurzschlußsicherer Widerstand ausgebildet Ein kurzachlußsicherer Widerstand kann aufgrund seiner Bauart nicht kurzRchließen, sondern lediglich unterbrechend ausfallen Wenn eines der Bauelemente des Verstärkers ausfällt9 ist der Taktbetrieb nicht mehr gewährleistet und die Schaltvorrichtung schaltet in den Gefahrenzustand, Entsprechend der vorstehend erläuterten Wirkungsweise des Verstärkers- gilt für den Initiatorstrom 1o des Initiators folgendes0 Bei durch die Steuerfahne gedämpfter Initiator ist der Initiatorstrom Io kleiner. als der Einsatz strom 1E des Transistors p3.
• Bei entdämpftem Initiator ist der Initiatorstrom 1o größer als der Einsatzstrom IER aber kleiner als der Ansprechstrom IA des Transistors p30 Bei Ausfall eines Bauelements innerhalb des Initiators wird der Initiatorstrom 1o entweder dauernd kleiner als der Einsatzatrom IE oder dauernd größer als der Ansprechstrom 1A des Transistors p3e Selbstverständlich ist auch bei einem Fehler in der Zweidrahtleitung9 also bei einem Kurzschluß oder einer Unterbrechung9 die Sicherheitsfunktion gewährleistet9 da bei Kurzschluß der Inftiatorstrom Io dauernd größer als der Ansprechatrom 1A und bei Unterbrechung kleiner als der Einsatzstrom IE des Transistors p3 ist.

Claims (6)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Schaltvorrichtung mit einem kontaktlos arbeitenden Initiator und mit einem über eine Zweidrahtleitung nachgeschalteten Verstärker, an den eine Last angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausfall eines Bauelements des Initiators undXoder des Verstärkers undXoder der Ausfall der Zweidrahtleitung den Gefahrenzustand signalisiert.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet9 daß bei Ausfall eines Bauelements die Last abschaltet0

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Initiator einen Oszillator mit einem Transistor aufweist, in dessen 3asis-Emitter-Kreis ein Parallelschwingkreis mit einer Spule und einem Kondensator liegt und in dessen Emitter-Kollektor-Kreis eine weitere Spule liegt, wobei die beiden Spulen durch eine Steuerfahne beeinflußt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu der zweiten Spule (X2) ein weiterer Kondensator (k2) parallel liegt, daß das Verhältnis der Induktivitäten der beiden Spulen (Ll, L2) gleich dem Verhältnis der Kapazitäten der beiden Kondensatoren (kl, k2) gewählt ist und daß zwischen dem Verbindungspunkt der Spulen und dem Verbindungspunkt der Kondensatoren ein Widerstand (r3) liegt.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Eingang des Verstärkers ein Taktgenerator (T) liegt und daß dem Verstärker ein Übertrager (ml) nachgeschaltet ist.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnetf daß in Reihe mit dem Taktgenerator (T) ein kurzschlußsicherer Widerstand (r8) zum Einstellen der Amplitude des Taktstroms (I) geschaltet ist.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Taktgenerator (t) ein Steuertransistor (p3) nachgeschaltet ist, dessen Ansprechstrom (IA) durch einen Widerstand (r10) in dem Basis-Emitter-Breis einstellbar ist.