DE2400723C2

DE2400723C2 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE2400723C2
Application number: DE19742400723
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. 6940 Weinheim Gehl
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 1974-01-08
Filing date: 1974-01-08
Publication date: 1985-06-27
Also published as: DE2400723A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine aus der deutschen Patentschrift 12 86 099 bekannte Schaltvorrichtung hat den Nachteil, daß bei irgendeinem Fehler im Initiator, in der Zweidrahtleitung oder im Verstärker das Ausgangssignal der Schaltvorrichtung 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 überwachten Kreis kann ein Gefahrenzustand auftreten, ohne daß eine Meldung bzw. Abschaltung erfolgt.

Es ist auch eine Defektwarnvorrichtung fur Fahrzeugluftreifen bekannt, die einen Oszillator mit Koppelspulen enthält zwischen denen ein als Spule ausgebildeter, kurzschließbarer Stromkreis rotiert (DE-AS 15 05 111). Bei dieser bekannten Vorrichtung sind jedoch die einen Verstärker, eine Kippschaltung und einen Speicher bildenden Transistoren nicht überwacht so daß bei Ausfall eines dieser Bauelemente das Signal auch im Gefahrenzustand nicht mehr gegeben wird, beispielsweise ein Unterbruch in den Elektroden eines Transistors nicht signalisiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eigensicher ist, d. h. einen Gefahrenzustand in der gesamten Schaltung nicht übergehen kann. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1. Wenn üblicherweise der Initiator im Gefahrenzustand signalisiert daß die Last abgeschaltet werden soll, führt der Ausfall eines Bauelementes ebenfalls zur Abschaltung der Last. Die Schaltvorrichtung nach der Erfindung führt also eine eigene Überwachung durch.

Aus der DPS 12 86 099 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. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, 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 zwischen dem Verbindungspunkt der Spulen und dem Verbindungspunkt 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 Ausgangsspannung null gibt, wird auch beim Kurzschluß oder bei der Unterbrechung eines der Bauelemente des Initiators das Ausgangssignal null signalisiert.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem Eingang des Verstärkers ein Taktgenerator liegt und daß dem Verstärker ein Übertrager nachgeschaltet ist. Der Steuerstrom setzt sich aus dem Taktstrom und dem Initiatorstrom zusammen, und an der Sekundärwicklung des Übertragers erscheint nur eine Wechselspannung, wenn der volle Wert des Steuerstroms vorhanden ist. Hierzu ist vorzugsweise dem Taktgeber ein Steuertransistor nachgeschaltet, dessen Ansprechstrom durch einen Widerstand in dem Basis-Emitter-Kreis einstellbar ist.

Bei geeigneter Ausbildung der Bauelemente kann die Zweidrahtverbindungsleitung zwischen Verstärker und Initiator eigensicher ausgebildet werden.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der ist

Fig. 1 ein Schaltbild des Initiators der Schaltvorrichtung,

F i g. 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 σ 2 und dem Parallelschwineuneskreis

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acs der Spule L 1 und dem Kondensator k 1, die in dem Basis-Emitter-Kreis des Transistors liegen. Wird der Initiator als Näherungsinitiator durchgeführt, ist die zweite Spule L 2 mit der ersten Spule L 1 zusammengewickelt und die Unterteilung erfolgt durch eine Anzapfung. Wird der Initiator als Schlitzinitiator ausgeführt, sind die beiden Spulen L 1 und L 2 räumlich durch einen Luftspalt getrennt und stehen vorzugsweise axial zueinander. Parallel zur Spule L 2 liegt der Kondensator k 2 und zwischen dem Verbindungspunkt der Spu'fη L1 und L 2 liegt der Widerstand r3. Das Verhältnis der Induktivitäten der Spulen L 1 und L 2 ist gleich dem Verhältnis der Kapazitäten der Kondensatoren k 1 und Jt 2. Der Initiator weist des weiteren einen Gleichrichter ρ 1 auf. An den Anschlüssen a und b wird das Initiatorsignal 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 dit Spulen L 1 und L2 nach Fig. I dämpft, über eine nicht dargestellte Zweidrahtleitung mit den Eingangsanschlüssen a'und b' des Verstärkers verbunden. Der Verstärker enthält einen Taktgenerator T, einen Sleuertransistor ρ 3, den eigentlichen Transistorverstärker V und den nachgeschalteten Übertrager m I. Die Frequenz des Taktgenerators liegt vorzugsweise zwischen 5 und 50 kHz und das Verhältnis der Impulsbreite zur Impulspause beträgt vorzugsweise 1 : 1. In Reihe zum Taktgenerator Γ liegt ein kurzschlußsicherer Widerstand r 8, der die Höhe der Impulse des Taktgenerators bestimmt. In dem Basis-Emitter-Kreis des Transistors ρ 3 liegt der Widerstand r 10, der den Ansprechstrom des Transistors ρ 3 einstellt. Die an der Sekundärwicklung des Übertragers m 1 abgenommene Wechselspannung kann durch den Gleichrichter G gleichgerichtet werden, wobei der Kondensator K zur Glättung dient. An den Anschlüssen c und d wird die Last, z. B. ein Relais, angeschlossen. Über die Anschlüsse ( + ) und ( —) erfolgt die Speisung der Schaltvon ichtung.

Unter Bezugnahme auf F i g. 3 wird die Wirkungsweise des Verstärkers beschrieben. Der Steuerstrom Is für den Transistor ρ 3 setzt sich aus dem Taktstrom Ir und dem variablen Initiatorstrom Io zusammen. Der Transistor ρ 3 ist gesperrt, wenn sein Ansprechstrom Ia unterschritten ist, während bei Überschreitung des Ansprechstroms der Transistor durchgeschaltet ist.

1st die Summe von Taktstrom /rund Initiatorstrom Io größer als der Ansprechstrom Ia, wird der Transistor ρ3 durchgeschaltet. Ist die Summe von Taktstrom Ir und Initiatorstrom Io kleiner als der Ansprechstrom Ia, ist der Transistor ρ 3 gesperrt. Die Steuerbefehle des Transistors ρ 3 werden im Transistor-Impulsverstärker V verstärkt und dem Übertrager m 1 zugeführt Solange der Transistor ρ 3 durchgetaktet wird, erscheint an der Sekundärwicklung des Übertragers eine Wechselspannung, die durch den Gleichrichter G gleichgerichtet wird.

Der Transistor ρ 3 kann nur innerhalb eines bestimmten Bereichs des Initiatorstroms l_o durchgetaktet werden, und zwar dann, wenn der Initiatorstrom größer als der Einsatzstrom Ie und/oder kleiner als der Ansprechstrom l_A ist.

Die Widerstände rS und r 10 dienen beim Abgleich des Verstärkers zum Einstellen des Taktstroms und des Ansprechstroms. Durch die Einstellung des Taktstroms und des Ansprechst oms ist der Einsatzstrom Ie automatisch festgelegt Her Widerstand rS zur Einstellung des Takutroms h wird als kurzschlußsicherer Widerstand ausgebildet. Ein kurzschlußsicherer Widerstand kann aufgrund seiner Bauart nicht kurzschließen, sondern lediglich unterbrechend ausfallen.

Wenn eines der Bauelemente des Verstärkers ausfällt, is» der Taktbetrieb nicht mehr gewährleistet und die Schaltvorrichtung scr altet in den Gefahrenzustand. Entsprechend der vorstehend erläuterten Wirkungsweise des Verstärkers gilt für den Initiatorstrom Io des Initiators folgendes:

Bei durch die Steuerfahne gedämpftem Initiator ist der Initiatorstrom In kleiner als der Einsatzstrom Ie des Transistors ρ 3.

J5 Bei entdämpftem Initiator ist der Initiatorstrom /₍, größer als der Einsatzstrom Ie, aber kleiner als der Ansprechstrom I_A des Transistors ρ 3.

Bei Ausfall eines Bauelements innerhalb des Initiators wird der Initiatorstrom Io entweder dauernd kleiner als der Einsatzstrom Ie oder dauernd größer als der Ansprechstrom I_A des Transistors ρ 3.

Selbstverständlich ist auch bei einem Fehler in der Zweidrahtleitung, also bei einem Kurzschluß oder einer Unterbrechung, die Sicherheitsfunktion gewährleistet,

f" da bei Kurzschluß der Initiatorstrom Io dauernd größer als der Ansprechstrom l_A und bei Unterbrechung kleiner als der Einsatzstrom /fdes Transistors ρ 3 ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltvorrichtung mit einem kontaktlos arbeitenden Initiator und mit einem über eine Zweidrahtleitung nachgeschalteten Verstärker, an dessen Ausgang eine Last angeschlossen ist, wobei die Last bei Ausfall eines Bauelements im Initiator und/oder im Verstärker und/oder bei Ausfall der Zweidrahtleitung durch Unterbruch oder Kurzschluß abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Verstärkers ein einen Taktstrom (It) erzeugender Taktgenerator (T) liegt, daß dem Taktgenerator ein Steuertransistor (p3) nachgeschaltet ist, der nur innerhalb eines bestimmten Bereichs des Steuerstroms (Is) durchschaltet, und daß der Initiator bei Ausfall eines Bauelements einen Strom (fo) außerhalb des durch den Anspi-echstrom (Ia) des Steuertransistors (μ 3) und einen Einsatzstrom (Ie) gegebenen Bereichs erzeugt, wobei der Einsatzstrom (Ie) gleich der Differenz zwischen dem Ansprechstrom (Ia) und der Amplitude des Taktstroms (It) ist

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, deren Initiator 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, dadurch ge- jo kennzeichnet, daß zu der zweiten Spule (L 2) ein weiterer Kondensator (k 2) parallel liegt, daß das Verhältnis der Induktivitäten der beiden Spulen (L 1, L2) gleich dem Verhältnis der Kapazitäten der beiden Kondensatoren (ki, k 2) gewählt ist und daß zwischen dem Verbindungspunkt der Spulen und dem Verbindungspunkt der Kondensatoren ein Widerstand (r 3) liegt.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstärker ein Übertrager (m 1) nachgeschaltet ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Taktgenerator (T) ein kurzschlußsicherer Widerstand fr 8) zum Einstellen der Amplitude des Taktstroms (It) geschaltet ist.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansprechstrom (Ia) des Steuertransistors (p 3) durch einen Widerstand (r 10) in dem Basis-Emitter-Kreis einstellbar ist.