DE2426303B2 - Fehlerermittlungs- und -anzeigesystem - Google Patents
Fehlerermittlungs- und -anzeigesystemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fehlerermittlungsund -anzeigesystem gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Bei einem aus der FR-PS 20 76 600 bekannten System dieser Art erfaßt der Fehlerdetektor den Sicherungsausfall
oder den Phasenausfall bei einem Drehstromnetz und unterbricht dadurch die Stromzufuhr zu der ersten
Spule des Relais, wodurch die zweite Spule des Relais den magnetisch betätigbaren Schalter aus einer offenen
Wartestellung in eine geschlossene Fehleranzeigestellung bringen und damit das Fehleranzeigeorgan
einschalten kann. Bei diesem System ist als Schalter ein Reed-Schalter verwendet, der in der offenen Wartestellung
mittels eines Permanentmagneten und in der geschlossenen Fehleranzeigestellung durch mechanische
Stellkraft gehalten wird. Bei der Fehlererfassung überwindet die magnetische Stellkraft der zweiten
Spule diejenige des Permanentmagneten, während aus dem sich dann ergebenden Haltezustar.d die Rückstellung
dadurch erfolgt, daß die erste Spule mit Überstrom über eine gesonderte Taste gespeist wird. Dadurc
überwindet die magnetische Stellkraft der ersten Spul diejenige der zweiten Spule sowie die gleichgerichtet
mechanische Stellkraft des Reed-Schalters. Bei dieser bekannten System ist es neben der Erfordernis eine
gesonderten Rückstelltaste nachteilig, daß bei der Relais sowohl die mechanische ais auch die magnetisch
bzw. elektromagnetische Dimensionierung krit;sch is so daß dieses »bistabile« Relais relativ störanfällig um
aufwendig ist. Da bei diesem Relais an dem bewegbarei Teil des Reed-Schalters auf engem Raum die rnagneti
sehe Stellkraft des Permanentmagneten und dii mechanische Stellkraft des Schalters einander entge
genwirken und in ihrer Größe begrenzt sind, genügt eil geringer Stoß, durch Überschreiten der Kräftegleichge
wichtsstellung die jeweils entgegengesetzte Schaltstel lung herbeizuführen.
Aus der US-PS 38 28 308 ist ein Fehleranzeigesysten bekannt, bei dem ein Kipp-Relais verwendet ist, da
einen Rastmechanismus hat, der das Umschalten eine: Schalters jeweils dann zuläßt, wenn nur eine von zwe
gegensinnig gewickelten Spulen erregt ist. Die Fehler anzeige erfolgt dadurch, daß über einen bei zu geringen
Öldruck geschlossenen Schalter durch Schließen eine; mit einem Bremspedal verbundenen Schalters eine erstf
Spule erregt wird und das Schließen des Relais-Schalters herbeiführt. Über den geschlossenen Relais-Schalter
werden eine zweite Spule sowie über eine Diode unc den Öldruck-Schalter die erste Spule erregt und fernei
wird ein Fehleranzeigeorgan eingeschaltet. Durch der Relais-Mechanismus wird der Schließzustaind des
Relais-Schalters erhalten. Die geschlossene Fehleranzeigestellung des Relais-Schalters wird erst durch
öffnen des Öldruck-Schalters bewirkt, wozu jedoch schon ein kurzzeitiger öldruckanstieg ohne Behebung
des Fehlers genügt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fehlerermittlungs- und -anzeigesystem gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das sich durch einfachen Aufbau und hohe Betriebssicherheit
auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Mitteln gelöst.
Erfindungsgemäß wird somit beim Auftreten eines Fehlers durch den magnetisch betätigten Schalter
einerseits das Fehleranzeigeorgan eingeschaltet und andererseits durch das Überbrücken der ersten Spule
ein Haltezustand hervorgerufen, der durch das öffnen des Hauptschalters des Systems und damit durch
Aberregen beider Spulen in dem System gelösit wird. Dabei braucht das Relais nur derart ausgebildet zu sein,
daß der magnetisch betätigbare Schalter bei Elrregen allein der zweiten Spule schließt, während er die offene
Stellung einnimmt, wenn keine der beiden Spulen erregt oder aber beide Spulen erregt sind, d. h, die erste Spule
der zweiten Spule entgegenwirkt. Da bei diesem Relais nur eine Stellkraft in den offenen Ruhezustand und die
beiden einander im Wartezustand des Systems aufhebenden magnetischen Stellkräfte der Spulen zu
berücksichtigen sind, kann das Relais sehr einfach aufgebaut werden. Dieser einfache Aufbau ergibt auch
eine hohe Betriebssicherheit, weil die offene Ruhestellung des Schalters durch eine ausreichende hohe
Stellkraft des Schalter sichergestellt werden kann, während der Schließzustand durch eine die Stellkraft
des Schalters ausreichend stark überwindende magnetische Stellkraft der zweiten Spule gewährleistet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert.
F i g. t ist ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform des Fehlerermittlungs- und -anzeigesystems;
Fig. 2 und 3 sind Schaltbilder einer zv.eiten und dritten Ausführungsform des Systems;
F i g. 4 ist eine Schnittansicht eines Fehlerdetektors;
Fig.5 ist ein Schaltbild einer vierten Ausführungsform des Systems.
In F i g. 1 bezeichnet A eine Detektorhalteschaltung, B eine Prüfschaltung, 1 und 2 Strombegrenzungswiderstände
und 3 und 4 eine erste und zweite Spule, die Differential-Relaisspulen bilden, die gegensinnig gewikkelt
sind. 3a und 4a bezeichnen Rückleitdioden zum Absorbieren der Gegen-EMK der Spulen 3 und 4. 5
bezeichnet einen normal offenen Reed-Schalter als magnetisch betätigbaren Schalter, 6 einen Schutzwiderstand,
7 eine Diode, 8 eine Lampe, die ein Fehleranzeigeorgan bildet, und 9 einen Fehlerdetektor, durch den
bei Ermittlung jegüchen unnormalen Zustandes eines Objektes der Fehlerermittlung der Stromkreis zwischen
seinen Anschlüssen 9a und 9ö geöffnet wird, wobei dieses öffnen die erste Spule 3 aberregt, die mit dem
Detektor 9 in Serie geschaltet ist. 10 bezeichnet eine Betriebsspannungsquelle, die aus einer in einem
Fahrzeug installierten Batterie besteht, 10a einen Hauptschalter, 11 einen Widerstand, 12 einen Prüftransistor,
13 einen Basiswiderstand und 14 einen Prüfschalter.
Die erste Ausführungsform des Systems, die (Jen zuvor beschriebenen Aufbau hat, arbeitet folgendermaßen:
Wenn sich eine zur Fehlerermittlung überwachte Komponente im Normalzustand befindet, ist der
Fehlerdetektor 9 in Schließstellung, so daß die erste und die zweite Spule 3 und 4 erregt sind und die
resultierenden Fe'der der Spulen 3 und 4 einander aufheben. Demzufolge ist der Reed-Schalter 5 geöffnet
und der Stromfluß durch die Lampe 8, den Schutzwiderstand 6, die erste Spule 3 und den Fehlerdetektor 9 nach
Masse durch die Diode 7 gesperrt. Somit leuchtet die Lampe 8 nicht und zeigt damit an, daß sich die
Komponente im Normalzustand befindet.
Ist an der überwachten Komponente einmal ein Fehler aufgetreten, wird dieser unnormale Zustand
durch den Fehlerdetektor 9 ermittelt, so daß der Stromkreis zwischen den Anschlüssen 9a und 9/>
geöffnet ist. Wenn die erste Spule 3 dadurch aberregt wird, so daß ihre elektromagnetische Anziehungskraft
verschwindet, wird der Reed-Schalter 5 durch die elektromagnetische Anziehungskraft der zweiten Spule
4 geschlossen. Das Schließen des Reed-Schalters 5 schaltet die Lampe 8 ein und ergibt eine Anzeige des
Fehlers bei der überwachten Komponente. Gleichzeitig wird ein Kurzschluß der ersten Spule 3 über den
geschlossenen Reed-Schalter 5 und die Diode 7 hergestellt, wodurch bei Rückstellung des Fehlerdetektors
9 in seine ursprüngliche geschlossene Stellung durch irgendeinen fehlerhaft verursachten Vorgang,
beispielsweise durch die Neigung oder durch Schwingungen der überwachten Komponente, die erste Spule 3
keine die der zweiten Spule 4 aufhebende elektromagnetische Anziehungskraft erzeugt, so daß die Lampe 8
eingeschaltet bleibt. Auf diese Weise kann jede Fehlerbedienung an der überwachten Komponente
genau angezeigt werden, ohne daß eine fehlerhafte Anzeige entsteht Der Anzeigehaltebetrieb kann durch
öffnen des Hauptschalters 10a beendet werden.
Mittels der Prüfschaltung B kann geprüft werden, ob die Lampe 8 normal arbeitet oder ob sie ausgebrannt ist.
Durch Umschalten des Prüfschalters 14 zur Betriebsspannungsquelle 10 wird der Prüftransistor 12 eingeschaltet,
so daß infolge des Leitzustandes des Transistors 12 ein Strom zwangsweise der Lampe 8 zugeführt
wird, wodurch die Lampe 8 bei ihrem Aufleuchten anzeigt, daß sie normal arbeitet.
Bei der in F i g. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform wird das Fehlerermittlungssystem dazu verwendet,
einen Fehler in einem Ermittlungsobjekt zu ermitteln, wie z. B. dem Pegel in einer Ölwanne oder einem
Flüssigkeitsbehälter, der in einem Fahrzeug installiert ist, wobei das unnormale Absinken des Pegels ermittelt
und angezeigt wird. Deshalb unterscheidet sich der Fehlerdetektor 9 der zweiten Ausführungsform gegenüber
dem der ersten Ausführungsform, indem er aus Reed-Schaltern 91 b und 92b besteht, die durch
Magnetschwimmer 91a bzw. 92a betätigt werden. Beispielsweise ist der Reed-Schalter 916 in dem linken
vorderen Teil der ölwanne angeordnet und der Reed-Schalter 92b in dem rechten hinteren Teil der
ölwanne, so daß die Reed-Schalter 9ib und 92b einander gegenüberstehend längs einer Diagonallinie
auf der Oberfläche des Öls angeordnet sind, um so das Auftreten einer Fehlfunktion zu verhindern und eine
höhere Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Unter normalen Bedingungen, bei denen der ölpegel höher als der
Detektorpegel liegt, sind beide Reed-Schalter 916 und 92b durch die magnetischen Kräfte der Magnetschwimmer
91a und 92a geschlossen, d.h. die obersten Stellungen der Magnetschwimmer 91a und 92a werden
durch nicht gezeigte Anschläge bestimmt, so daß auf diese Weise die Magnetschwimmer 91a und 92a derart
in ihrer Lage festgelegt werden, daß sie die Reed-Schalter 91 b und 92b normalerweise schließen.
Sind die Reed-Schalter 91 b und 926 in Schließstellung,
ist ein Transistor 95 gesperrt und sein Kollektorpotential wird im wesentlichen gleich dem Betriebsspannungspotential.
Demzufolge fließt kein Strom durch zwei Rückstromsperrdioden 96a und 96b. In diesem Fall
wird ein Kondensator 93 in der gezeigten Polarität geladen. Andererseits liefert der Stromfluß durch einen
Widerstand 97 über Pegelverschiebungsdioden 98a und 9Sb einen Basisstrom zum Transistor 99, um diesen
durchzuschalten. Demzufolge besteht normalerweise ein Stromkreis zwischen den Anschlüssen 9a und 9b, so
daß die mit der Detektorhalteschaltung A verbundene Lampe 8 nicht leuchtet.
Wird der ölpegel zu niedrig, so daß er unter den Detektorpegel abfällt und dabei beide Reed-Schalter
916 und 92b geöffnet werden, wird der Transistor 95 durchgeschaltet. Der Transistor 99 wird jedoch nicht
sofort gesperrt. Das Kollektorpotential des Transistors 95 fällt nämlich bis zum Ablauf von beispielsweise
3 Sekunden, während denen die Ladung des Kondensators 93 über einen Widerstand 94 entladen wird, nicht
auf einen Pegel ab, der den Transistor 99 sperrt. Der Zweck dieser durch den Kondensator 93 und den
Widerstand 94 hervorgerufenen Verzögerungszeit liegt da. in, jegliche Fehlfunktion des Systems durch vorübergehende
Änderungen im ölpegel zu verhindern, die durch Schwingungen od. dgl. verursacht werden. Nach
Verstreichen dieser Verzögerungszeit wird der Transistor
99 gesperrt, so daß die Detektorhalteschaltung A in Betrieb gesetzt wird und die Lampe 8 leuchtet. Ferner
kann der Kollektor und der Emitter des Transistors 99 zwischen den Schaltungsknoten des Widerstandes 1 und
der Diode 7 und die erste Spule 3 in der Detektorhalteschaltung A geschaltet sein, um die gleiche Funktion wie
im vorhergehenden beschriebenen zu erfüllen.
F i g. 3 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform des Systems, die eine Modifikation des Schaltungsaufbaus
nach der zweiten Ausführungsform gemäß F i g. 2 darstellt und bei der der Fehlerdetektor 9 einen
normalerweise offenen Schalter bildet. In F i g. 3 sind die Bauteile, die den in Fig.2 gezeigten gleich oder
äquivalent sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist im
Unterschied zu der Ausführungsform nach F i g. 2 der Kollektor des Transistors 95 über die Rückstromsperrdiode
96 mit dem Schaltungsknoten der ersten Spule 3 und der Diode 7 in der Detektorschaltung A verbunden.
Dabei sind die Reed-Schalter 91 b und 92b normalerweise
geschlossen, so daß der Transistor 95 gesperrt ist und die Detektorschaltung A nicht betätigt ist. Demzufolge
leuchtet die Lampe 8 nicht.
Wird der ölpegel so niedrig, so daß die Magnetschwimmer
9t a und 916 nach unten Wandern und beide
Reed-Schalter 9t b und 92b geöffnet sind, wird der Transistor 95 durchgeschaltet. Das Kollektorpotential
des Transistors 95 nimmt jedoch nur allmählich ab, während über den Widerstand 94 die Ladung des
Kondensators 93 entladen wird, der unter den normalen Bedingungen in der gezeigten Polarität geladen wurde.
Sinkt das Kollektorpotential des Transistors 95 schließlich unter einen vorbestimmten Wert ab, wird die
elektromagnetische Anziehungskraft der ersten Spule 3 so klein, daß sie nicht mehr die elektromagnetische
Anziehungskraft der zweiten Spule 4 aufhebt, wodurch der Reed-Schalter 5 geschlossen wird und die Lampe 8
aufleuchtet. Auf diese Weise wird die Verzögerungszeit, während welcher das Kollektorpotential des Transistors
95 unter den vorbestimmten Wert abfällt, dazu verwendet, eine Fehlfunktion des Systems infolge
irgendwelcher vorübergehender Änderungen des ölpegels
durch Schwingungen od. dgl. zu vermeiden.
F i g. 4 und 5 veranschaulichen eine vierte Ausführungsform
des Systems, die zum Ermitteln und Anzeigen dafür verwendet wird, daß sich ein zu überwachendes
Objekt wie z.B. der an dem Rad eines Fahrzeuges angebrachte Bremsbelag abgenutzt hat und unnormal
dünn ist. F i g. 4 ist eine Schnittansicht eines Fehlerdetektors 9. Die Enden eines U-förmigen Leiters 901 sind
elektrisch mit Anschlüssen 9cund 9(/über Verbindungsstücke
902a bzw. 902fe verbunden, wobei ein Hartisolator 904 auf der oberen inneren Seite des U-Stücks
vorgesehen ist, um jeglichen Kurzschluß an dem Zwischenabschnitt des Leiters 901 :zu verhindern. Der
Leiter 901 ist beschichtet und in einen Gummiteil 903 so eingegossen, daß der Unterabschnitt des U-Stücks
freiliegt. Der gegossene Gummiteil 903 sitzt mit einer elektrisch isolierenden Harz-Staubdichtung 905 in
einem Bremsbelag 906. Der Bremsbelag 906 ist elektrisch isolierend und derart aufgebaut, daß er zum
Bremsen des Fahrzeuges in Berührung mit einer gegenüberliegend angeordneten und mit Masse verbundenen
Bremstrommel 907 gedrückt wird.
Nutzt sich infolge wiederholter Bremsvorgänge der Bremsbelag 906 ab und wird daher die Harz-Staubdichtung
905 vollständig abgetragen, so liegt der untere Abschnitt des Leiters 901 frei. Wird unter dieser
Bedingung beim Bremsen der Bremsbelag 906 gegen die Bremstrommel 907 gedrückt, so wird der Leiter 901
über die Bremstrommel 907 an Masse gelegt.
Der Schaltungsaufbau der vierten Ausführungsform wird anhand von F i g. 5 beschrieben. Der Schaltungsaufbau ist gleich dem der ersten Ausführungsform nach
F i g. 1 mit Ausnahme der Art wie der Fehlerdetektor 9 an die Detektorhalteschaltung A angeschlossen ist. Die
Anschlüsse 9cund 9ddes Fehlerdetektors 9 sind nämlich zwischen den Schaltungsknoten des Widerstandes 1 mit
der Diode 7 und die erste Spule 3 geschaltet.
Da bei dem zuvor beschriebenen Aufbau der Leiter 901 freiliegt, wenn sich der Bremsbelag 906 auf einen
unnormalen Grad abnutzt, wird bei weiterem Bremsen sowohl der Bremsbelag als auch der Leiter 901 gegen
die Bremstrommel 907 gedrückt, so daß durch diese der Leiter 901 an Masse gelegt wird. Tritt dies ein, fließt kein
Strom durch die erste Spule 3, so daß der Reed-Schalter 5 durch die elektromagnetische Anziehungskraft der
zweiten Spule 4 geschlossen wird und die Lampe 8 einschaltet. Gleichzeitig wird ein Schaltkreis hergestellt,
der über den Widerstand 1, die Diode 7 und den geschlossenen Reed-Schalter 5 nach Masse verläuft.
Wird der Leiter 901 durch Beendigung des Bremsvorgangs von Masse gelöst, bleibt dabei die erste Spule 3
kurzgeschlossen, so daß die elektromagnetische Anziehungskraft der zweiten Spule 4 nicht aufgehoben wird
Demzufolge leuchtet die Lampe 8 nach Beendigung des Bremsvorganges weiter und zeigt dauernd richtig an
daß der Bremsbelag 906 abgenutzt und unnormal dünr geworden ist. Ferner schaltet die Lampe 8 ein, wenn eir
Bruch im Leiter 901 vorliegt, so daß daher di« Fehlerermittlungs- und -anzeigefunktion auch am Leitei
durchführbar ist. Die anderen Funktionen der vierter Ausführungsform nach F i g. 4 und 5 sind identisch mi
denen der ersten Ausführungsform nach F i g. 1.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Fehlerermittlungs- und -anzeigesystem mit
einem Fehlerdetektor, der beim Auftreten eines Fehlers eine erste zweier gegensinnig gewickelter
Spulen eines Relais aberregt, wobei dann dessen normalerweise erregte zweite Spule einen magnetisch
betätigbaren Schalter für einen Schaltkreis mit einem Fehleranzeigeorgan schließt, dadurch
gekennzeichnet, daß der magnetisch betätigbare Schalter (5) durch öffnen eines Hauptschalters
(10s,) des Systems rückstellbar ist und im Scl.ließzustand
die erste Spule (3) kurzschließt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisch betätigbare Schalter (5) die
erste Spule (3) über eine Diode (7) kurzschließt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerdetektor (9) einen
normalerweise geschlossenen Schalter darstellt, der in Reihe zur ersten Spule (3) geschaltet ist und bei
Auftreten eines Fehlers öffnet.
4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerdetektor (9) einen
normalerweise offenen Schalter darstellt, der der ersten Spule (3) parallel geschaltet ist und bei
Auftreten eines Fehlers schließt.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerdetektor (9)
ein unnormales Abfallen eines Flüssigkeitspegels ermittelt.
6. Systen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerdetektor (9) zwei normalerweise
geschlossene, durch Magnetschwimmer (91a, 92a) betätigbare Schalter (916, 92b) m Parallelschaltung
aufweist, die in gegenseitigem Abstand auf dem Flüssigkeits-Sollpegel angeordnet sind.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerdetektor (9)
eine unnormale Abnutzung eines Bremsbelages ermittelt.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerdetektor (9Ϊ
ein sein Öffnen bzw. Schließen beim Auftreten eines Fehlers verzögerndes Zeitglied (93 bis 95) aufweist.
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