DE2522639A1

DE2522639A1 - Steuerschaltung fuer einen rollstuhl

Info

Publication number: DE2522639A1
Application number: DE19752522639
Authority: DE
Inventors: Peter Meredith Jobson; Michael Lloyd Jones
Original assignee: Possum Controls Ltd
Current assignee: Possum Controls Ltd
Priority date: 1974-05-23
Filing date: 1975-05-22
Publication date: 1975-12-04
Also published as: US4059786A; AU8144175A; GB1514482A

Description

Patentanwälte

DipMng. Woju&'ang fi
6 Frankluri a. M. 1
Parkeiraße 13

8190

POSSUM CONTROLS LIMITED, Aylesbury, Buckinghamshire, England

Steuerschaltung für einen Rollstuhl

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für einen elektrisch angetriebenen Rollstuhl, bei dem zwei reversible, drehzahlvariable Elektromotoren mit zwei Rädern des Rollstuhls gekuppelt sind, und zwar am vorderen oder hinteren Ende des Rollstuhls. Die Motoren werden von einer elektrischen Batterie gespeist, die im Rollstuhl untergebracht ist.

Die Erfindung befaßt sich nun mit Steuerschaltungen zum Steuern der beiden Elektromotoren eines Rollstuhls der beschriebenen Art.

Eine Steuerschaltung zum Steuern der beiden Elektromotoren eines Rollstuhls der beschriebenen Art ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch zwei Steuerpotentiometer,

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deren Schleifer mit einem gemeinsamen Steuerhebel verbunden sind, der eine Bezugsposition hat und der von der Bezugsposition aus betätigbar ist, um die Positionen der Schleifer der Potentiometer sowohl unabhängig als auch gleichzeitig in bezug auf ihre zugeordneten Bezugspunkte zu manipulieren, durch Anschlüsse, über die Spannungen an die Widerstandselemente der Potentiometer gelegt werden können, an deren Schleifer Ausgangsspannungen auftreten, deren Beträge von der Position des Steuerhebels abhängen, wobei ein vorbestimmter Betrag der Bezugsposition entspricht und Abweichungen zu beiden Seiten des vorbestimmten Betrags Steuersignale zum Vorwärts- bzw, Rückwärtsbetrieb der beiden Motoren bilden, durch ein Umschaltrelais für jeden Motor, durch eine Erreger schaltung für jedes Umschaltrelais einschließlich einer Detektorschaltung, die dem betreffenden Relais und dem betreffenden Steuerpotentiometer zugeordnet ist und die Einrichtungen enthält, um vom zugeordneten Steuerpotentiometer eine Ausgangsspannung festzustellen, die ein Steuersignal für den Umkehrbetrieb des Motors darstellt, um das zugeordnete Umkehrrelais zu erregen, und durch Mittel zum Antrieb jedes Motors in Abhängigkeit von der Abweichung des Betrages der Ausgangsspannung am Schleifer des zugeordneten Steuerpotentiometers gegenüber dem Bezugswert.

Die Erfindung wird in Verbindung mit Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Steuerschaltung für einen Rollstuhl und

Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Rollstuhlsteuerschaltung.

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Eine nach der Erfindung ausgebildete Steuerschaltung ist an einem Rollstuhl angebracht, der zwei unabhängig voneinander elektrisch angetriebene Räder, und zwar jeweils ein Rad auf jeder Seite, und zwei weitere Räder aufweist, die gelenkig gelagert sind, um eine Steuerungsmöglichkeit zu gestatten. Die Steuerung wird in Wirklichkeit dadurch erreicht, daß die Leistung gesteuert wird, die jedem der angetriebenen Räder zugeführt wird. Als Energiequelle dienen Batterien, die vorzugsweise unter dem Sitz des Rollstuhls untergebracht sind.

In den beiden Figuren ist die Steuerschaltung für nur jeweils einen Antriebsmotor der antreibbaren Räder dargestellt. Die Steuerschaltung für den anderen Antriebsmotor ist entsprechend ausgebildet.

Das Eingangsglied für die Steuerschaltung ist ein manuell betätigbarer Hebel, der als Steuerstock bezeichnet ist und dem die beiden Potentiometer zugeordnet sind, wobei jeweils ein Potentiometer für einen der Antriebsmotoren dient. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Bewegung des Steuerstocks in einer Richtung die Einstellung an einem Potentiometer ändert. Die Bewegung in einer zweiten Richtung, die rechtwinklig zur ersten Richtung verläuft, ändert die Einstellung am anderen Potentiometer. Eine Bewegung, die zwischen diesen beiden Richtungen liegt, ändert die Einstellung an beiden Potentiometern gleichzeitig, allerdings nicht notwendigerweise um denselben Betrag. Der Steuerstock ist bei diesem Ausführungsbeispiel nahe bei der Armlehne des Rollstuhls angebracht, so daß er sich dicht bei der Hand der den Rollstuhl bedienenden Person befindet. Der Steuerstock ist in eine neutrale Mittelposition vorgespannt, aus der heraus eine Bewegung nach vorne oder nach hinten zu einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Rollstuhls führt und eine Bewegung des Steuerstocks nach der Seite eine Drehbewegung des Rollstuhls

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in der entsprechenden Richtung mit sich bringt, und zwar durch einen differentiellen Antrieb der Motoren.

Die bevorzugte Anordnung des Steuerstocks hängt von der Art der Behinderung des Rollstuhlbenutzers ab. Obwohl ein an der Armlehne angebrachter Steuerstock im allgemeinen bevorzugt wird, kann man den Steuerstock auch derart anordnen, daß er von den Füßen oder durch das Kinn betätigt werden kann. Es ist wichtig, daß die Bewegung des Steuerstocks so leicht wie möglich und unbehindert erfolgen kann, da der Benutzer möglicherweise nur sehr geringe Kräfte aufbringen kann, um den Steuerstock zu betätigen. In entsprechender Weise ist es bei der Auslegung der Steuerschaltung erwünscht, daß unbeholfene und ruckartige Betätigungen des Steuerstocks ausgeglichen oder geglättet werden und daß die Anzahl der betätigbaren Steuereinrichtungen so klein wie möglich ist.

In der Fig. 1 ist die Kombination aus dem Steuerstock und einem Potentiometer als Einheit 10 dargestellt. Die Einheit 10 liefert ein Ausgangssignal an einen Maßstabs- und Abweichungsverstärker 11. Die Verstärkung des Verstärkers 11 nimmt Einfluß auf den Maßstab des Systems, d.h. sie beeinträchtigt die Systemantwort auf eine spezifizierte Steuerstockbewegung, und der Verstärker 11 ist derart ausgelegt, daß er nur die Signaldifferenz gegenüber der neutralen Position verstärkt.

Das Verstärkerausgangs signal wird einer Schaltung zugeführt, und der Modul des Ausgangssignals wird anschließend mit dem Ausgang eines Bezugssägezahnoszillators 14 verglichen, um die Breite der Ausgangsimpulse eines Impulsbreitenmodulators 13 zu steuern. Die Pulsbreite nimmt mit zunehmendem Modulsignal zu. Die Frequenz des Oszillators 14 beträgt etwa 150 Hz.

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Die Impulse vom Modulator 13 werden dann einem UND-Glied 13 zugeführt, dessen Zweck noch erläutert wird. Sie gelangen dann über einen Leistungsverstärker 16, einen Widerstand 17, Kontakte 18 eines Trieb/Brems-Relais, Umschaltkontakte 19 und 20 eines Umschaltrelais und über den Anker 21 des Motors zu einer Erde oder Masse führenden Leitung 22. Den obenstehenden Ausführungen kann man entnehmen, daß zum Betrieb des Systems der Motor durch Pulsmodulation der Gleichspannung der Batterie betrieben wird.

Ein Trieb/Brems-Relais 25 dient zum Betätigen der Kontakte 18 aus einer ersten Stellung, in der dem Motor Energie zugeführt wird, in eine zweite Stellung, die gerade in der Fig. 1 dargestellt ist und in der ein Bremswiderstand 26 dem Anker 21 des Motors parallelgeschaltet ist. Das Relais 25 hält die Kontakte 18 in der Trieb-Stellung, falls nicht von einem vom Modulator 13 angesteuerten Detektor 27 angezeigt wird, daß Impulse nicht erzeugt werden. In diesem Fall gehen die Kontakte 18 in die Brems-Stellung über.

Die Umschaltkontakte 19 und 20 werden von einem Umschaltrelais 30 angesteuert, das von einer bistabilen Schaltung aus miteinander verbundenen NAND-Gliedern 31 und 32, NAND-Gliedern 33 und 50 sowie einem vom Ausgang des Verstärkers 11 angesteuerten Polaritätsdetektor 34 erregt wird. Die Aufgabe der NAND-Glieder 31, 32, 33 und 50 besteht darin, die Kontakte 19 und 20 in Übereinstimmung mit dem Pegel des Ausgangs des Verstärkers 11 zu steuern.

In diese grundsätzliche Steuerschaltung sind eine Reihe von Sicherheitseinrichtungen eingebaut, um die Schaltung gegen Beschädigungen oder vorschriftswidrige Behandlung zu schützen.

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Eine dieser Sicherheitsschaltungen schützt den Motor in bezug auf Überbelastung, die beispielsweise beim Blockieren auftreten kann, und enthält einen Stromdetektor 35, der dein Widerstand 17 parallelgeschaltet ist.

Ein überhoher Strom durch den Widerstand 17 wird somit festgestellt, und für eine vorgeschriebene Zeitperiode, beispielsweise 7 Sekunden, wird eine Ausschaltschaltung 36 betätigt, wenn dieser hohe Strom mit einem hohen Impulstastverhältnis für mehr als einige Sekunden vorhanden ist. Wenn die Aus startschaltung betätigt ist, wird der Ausgang des Detektors 27 über seinen Übersteuerungseingang und ein ODER-Glied 68 niedrig gehalten. Das UND-Glied 15 stellt dann sicher, daß keine Impulse zum Leistungsverstärker 16 gelangen, und das Relais 25 wird in der Brems-Stellung gehalten. Die betätigte Ausschaltschaltung entregt auch ein Parkbremsrelais 66, und zwar über eine Ansteuerschaltung 37, um die Motoren stark zu bremsen und eine Steueranzeigelampe 69 auszuschalten.

Gegenüber plötzlichen Änderungen von der Vorwärtsin die Rückwärtsrichtung und umgekehrt sind weitere Vorsichtsmaßnahmen vorgesehen. Weiterhin ist es erwünscht, daß die Umschaltkontakte bei Nichtbelastung umschalten. Diese Funktionen werden von den bereits erwähnten NAND-Gliedern 31, 32, 33 und 50 übernommen, und zwar in Verbindung mit einem ODER-Glied 51 _t einer Verzögerungsschaltung 52 und einer Koinzidenzdetektorschaltung 53.

Zuerst soll die Umschaltfunktion bei Nichtbelastung betrachtet werden. Ein Detektor 54 dient zum Abfühlen der Ankerspannung des Motors und liefert ein Signal an den einen Eingang des ODER-Glieds 51. Der Ausgang des ODER-Glieds 51 wird parallel den Eingängen der NAND-Glieder 33 und 50 zugeführt. Die Ausgänge dieser NAND-Glieder sind an

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dia Eingänge der bistabilen Schaltung mit den miteinander verbundenen NAND-Gliedern 31 und 32 angeschlossen. Wie bereits erwähnt, führt der eine Ausgang der bistabilen Schaltung zum Relais 30. Der andere Ausgang geht zur Verzögerungsschaltung 52, die bei Empfang eines Eingangssignals nach einer Verzögerung von 30 ms ein umgekehrtes Ausgangssignal abgibt. Dieses Ausgangssignal steuert den Koinzidenzdetektor 53 an. Das Ausgangssignal des Koinzidenzdetektors 53 wird als übersteuerndes Sperreingangssignal für den Detektor 27 verwendet. Weiterhin sei bemerkt, daß das Signal vom Polaritätsdetektor 34 nicht nur dem NAND-Glied 50, sondern auch einem zweiten Eingang des Koinzidenzdetektors 53 sowie über ein Umkehrglied 55 einem zweiten Eingang des NAND-Glieds 33 zugeführt wird.

Unter der Annahme, daß der Steuerstock von einer Vorwärtsposition in eine Rückwärtsposition bewegt wird, ändern sich die Eingänge zu den Gliedern 33 und 50, wodurch die bistabile Schaltung zum Umschalten veranlaßt wird, und es kommt zu einer Änderung des Relais 30. Bevor allerdings das Relais 30 zum Ansprechen Zeit hat, wird der Energieantrieb durch den abgeänderten Ausgang des Koinzidenzdetektors 53, der über das ODER-Glied 68, den Ubersteuerungseingang des Detektors 27 und das UND-Glied 15 wirkt, abgeschaltet. Der Koinzidenzdetektor 53 bleibt verändert über die Verzögerungsperiode der Verzögerungsschaltung 52. Während dieser Zeit ändern sich die Umschaltkontakte 19 und 20 sowie die Kontakte 18, um die Bremse zur Wirkung zu bringen. Der Einfluß dieser Änderungen besteht darin, daß die Energie vom Motor abgeschaltet wird, während die Kontakte 19 und 20 betätigt sind. Die Bremswirkung wird hervorgerufen durch die Kontakte 18 des Relais 25.

Um die Schaltung gegenüber großen Steuerstockbewegungen zu schützen, beispielsweise von voller Leistung vorwärts auf volle Leistung rückwärts, ist ein Detektor 60

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vorgesehen, der den Modul ausgang der Schaltung 12 empfängt und für den Fall, daß ein abnehmendes Ausgangssignal einen vorgegebenen Schwellwert (entsprechend einer SteuerStockbewegung in Richtung auf den Mittelpunkt bei etwa 20% Abweichung) überschreitet, eine wieder triggerbare Verζögerungsschaltung 61 triggert, um einen Ausgangsimpuls mit einer Dauer von etwa 0,8 s einem zweiten Eingang des ODER-Glieds 51 zuzuführen. Das Vorhandensein dieses Signals verhindert bei einem Umkehr- oder Umschaltzustand, daß sich die bistabile Schaltung ändert. Auf diese Weise wird ein Umkehr oder ein Umschalten der Kontakte 18 und verhindert, und dennoch kommt es zu keiner Störung der Brems- und Energieumkehraspekte. Wenn der Detektor 54 eine Spannung von Null feststellt, was bedeutet, daß sich der Anker 21 nicht dreht, gestattet die Arbeitsweise des ODER-Glieds 51 ohne weitere Verzögerung eine Energieumkehr, und zwar trotz Anwesenheit des Signals von der Schaltung 61.

Um ein Anhalten oder Parken des Rollstuhls zu gestatten, ist ein Parkrelais 66 vorgesehen, das normalerweise erregt wird, wenn die Steueranordnung eingeschaltet ist. Wenn die Steueranordnung ausgeschaltet ist, ist dieses Relais nicht erregt, und die Kontakte 67 schließen den Bremswiderstand 26 kurz, um für den Anker 21 des Motors eine kräftige Bremse vorzusehen.

Eine der Wicklung des Parkrelais 66 parallelgeschaltete Lampe 69 zeigt in nicht erleuchtetem Zustand an, daß die Steueranordnung abgeschaltet ist oder daß der Ausschalteffekt wirksam ist.

Um die Leistung zu erhöhen und den Energieverbrauch bei voller Fahrt herabzusetzen, ist ein Detektor 70 vorgesehen, der ein Relais 71 mit Kontakten 72 ansteuert. Der Detektor 70 liefert einen Ausgang zur Erregung des Relais 71 etwa 1 s nach vollem Antrieb (d.h. keine Impulse, sondern

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ein hoher Gleichspannungspegel) an den Verstärker 16. Wenn das Relais 71 erregt ist, schließen sich die Kontakte 72, um die Batterie direkt mit den Kontakten 18 zu verbinden. Gleichzeitig wird ein Signal vom Vollantriebsrelais benutzt, um den Leistungsverstärker 16 abzuschalten und damit den Energieverbrauch herabzusetzen. Sobald ein gepulster Schwingungsverlauf am Eingang des Verstärkers 16 festgestellt wird, wird der Verstärker 16 eingeschaltet und das Relais 71 wird entregt, so daß sich die Kontakte 72 öffnen. Nunmehr steht wiederum sofort eine proportionale Steuerung zur Verfügung.

Die beschriebene Schaltungsanordnung weist Betriebsfeinheiten auf, die für Benutzer mit einem hinreichenden Maß an Handhabungsfertigkeit nicht wesentlich sind. Man kommt daher in vielen Fällen mit einer einfacheren Grundsteuerschaltung aus. Eine solche Schaltungsanordnung ist in der Fig. 2 dargestellt. Es ist wiederum nur die eine Hälfte der Schaltung gezeigt, da die Anordnung für das andere Rad im wesentlichen identisch ist. Der Sägezahngenerator 14 dient für beide Schaltungen, und es wird auch dieselbe Schaltung benutzt, um das Trieb/Brems-Relais 25 anzusteuern, das die Kontakte an beiden Motoren betätigt. Abgesehen davon sind die einzigen gemeinsamen Einrichtungen der Energiespeiseteil und ein Handbrems-Steuerschalter 80, bei dem es sich um einen getrennten, vom Benutzer betätigten Schalter handelt, der kein eigentlicher Teil der Steueranordnung ist.

Falls es nicht anders angegeben ist, handelt es sich bei den in der folgenden Schaltung benutzten Transistoren um Bauelemente vom Typ BC 182, und die Operationsverstärker sind vom Typ LM 3900.

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Die Steuerstockeinheit 10 enthält ein Potentiometer 101, das zusammen mit zwei Dioden 102 und 103 in Reihe zwischen eine positive Speisespannungsklemme und Masse geschaltet ist. Ein Schleifer 104 des Potentiometers 101 kann somit frei über einen Bereich von Potentialen bis hin zu zwei Diodenspannungsabfällen gegenüber Masse bewegt werden.

Das Potential des Schleifers 104 tritt direkt an der Basis eines Transistors 110 auf, der einer Schaltung angehört, die sowohl die Funktion des Maßstabs- und Abweichungsverstärkers 11 als auch der Schaltung 12 zum Erfassen des Moduls übernimmt. Der Emitter des Transistors 110 ist über einen Widerstand 113 von 22 k Ω mit Masse verbunden· Der Kollektor des Transistors 110 ist über einen Widerstand von 22 k Ω und über ein vor eingestelltes Potentiometer 111 an die positive Klemme der Speisespannung angeschlossen. Der Steuerstockschleifer 104 liefert die Basisvorspannung für den Transistor 110. Bei der gezeigten Anordnung sind zwei Betriebsarten möglich: In einer Vorwärts-Betriebsart ist das Basispotential so hoch, daß der Transistor 110 in die Sättigung gerät, so daß sein Kollektorpotential nahezu auf demselben Potential liegt wie der Schleifer 104. In einer Rückwärts-Betriebsart ist der Transistor 110 wie eine normale Emitterschaltung vorgespannt, bei der sich das Kollektorpotential in der entgegengesetzten Richtung wie das Basispotential bewegt.

In der Vorwärts-Betriebsart beträgt der Spannungsabfall zwischen dem Kollektor und dem Emitter des gesättigten Transistors 110 etwa 0,2 V und ist konstant. In der Rückwärts-Betriebsart ist dieser Spannungsabfall größer als 0,2 V. Dieser Spannungsabfall wird von der Richtungsdetektorschaltung 34 ausgenützt, die noch beschrieben wird.

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Das Potentiometer 111 dient zum Einstellen des Nullpunktes des Schleifers 104. Bei diesem Punkt erreicht der Kollektor des Transistors 110 seinen niedrigsten Potentialwert, Die Verstärkung des Transistorverstärkers ist in der Vorwärts-Betrie"bsart effektiv Eins, während in der Rückwärts-Betriebsart die Verstärkung von dem Verhältnis der Widerstände in seinem Kollektor- und Emitterzweig abhängt. Dieses Verhältnis ist derart gewählt, daß die Verstärkung ebenfalls Eins beträgt. Falls man jedoch im Rückwärts-Betrieb ein anderes Verhalten als im Vorwärts-Betrieb wünscht, kann man die Rückwärtsverstärkung durch Ändern der Widerstandswerte der fraglichen Widerstände abändern.

Die Richtungsdetektorschaltung 34 enthält einen Operationsverstärker 340, der eine positive Rückführung aufweist, so daß er im wesentlichen nur zwei Zustände hat, nämlich "Ein" und "Aus". Der negative Eingang des Verstärkers 340 ist über einen festen Widerstand von 100 k(l an den Emitter des Transistors 110 angeschlossen. Der positive Eingang des Verstärkers 340 ist über eine voreinstellbare Widerstandskette mit einem Potentiometer 341 an den Kollektor des Transistors 110 angeschlossen. Das Potentiometer 341 ist derart eingestellt, daß der Verstärker 340 eingeschaltet ist, wenn an seinem positiven Eingang ein Potential liegt, das um 0,4 V höher als das Potential an seinem negativen Eingang ist. Der Ein-Zustand zeigt die Rückwärtsbedingung an und wird herangezogen, um einen Transistor 342 einzuschalten, der die Wicklung des Umkehr- oder Umschaltrelais 30 ansteuert.

Der Sägezahnoszillator 14 und der Pulsbreitenmodulator 13 sind in üblicher Weise ausgebildet, wie es der Zeichnung entnommen werden kann. Die Ausgangsstufe des Pulsbreitenmodulators 13 ist ein Umkehrglied und enthält einen Transistor 131, der über einen Kollektorwiderstand 132 von 680 Ci und 1 W zwischen die volle Batterie spannung und Masse geschaltet ist. Der Ausgang des Kollektors des Transistors .131

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ist über ein ODER-Glied 271 an den Kein-Impuls-Detektor 27 angeschlossen und über eine Diode 701 mit dem Vollgeschv/indigkeits-Detektor verbunden.

Der Kein-Impuls-Detektor 27 ist mit seinem anderen Eingang des ODER-Glieds 271 an den entsprechenden Punkt der anderen Steuerschaltung angeschlossen. Das ODER-Glied steuert eine Tiefpaßfilteranordnung an. Solange Impulse vorhanden sind, um den Motor anzutreiben, bleibt ein Kondensator 272 der Filterschaltung geladen, und über einen Operationsverstärker und einen Ausgangstransistor wird das Trieb/Brems-Relais 25 ohne Prellerscheinungen im eingeschalteten Zustand gehalten. Dadurch bleibt der Bremswiderstand 26 getrennt. Wenn die Energieimpulse eine hinreichend lange Zeit ausbleiben, fällt das Relais 25 ab, und ein Bremswiderstand 26 (beispielsweise von etwa 2,2?! ) wird an jeden der Motoranker 21 angeschlossen. Der Unterschied besteht hier darin, daß für jedes Rad eine getrennte Bremsmöglichkeit nicht vorgesehen ist. Die Bremsen werden nicht zum Drehen benutzt (ein gebremstes Rad und ein angetriebenes Rad), sondern nur zum Anhalten.

Der Vollgeschwindigkeits-Detektor 70 enthält auch eine Integratorschaltungsanordnung, aber in diesem Fall ist die Schaltung derart ausgelegt, daß ein Ansprechen erfolgt, nachdem für eine Sekunde oder eine ähnliche Zeitdauer kontinuierliche Impulse aufgetreten sind. Eine besondere Maßnahme stellt eine Diodenverbindung 702 zum Eingang des Leistungsverstärkers 16 dar, die den Verstärker abschaltet, wenn das Vollenergie-Relais 71 erregt ist.

Der Leistungs- oder Triebverstärker 16 enthält einen Eingangstransistor 161 vom Typ BFY 52, der einen PNP-Leistungsausgangstransistor 162 vom Typ 2N4278 ansteuert. Der Kollektor des Ausgangstransistors 162 ist in derselben Weise, wie es in der Fig. 1 gezeigt ist, mit dem Motor verbun-

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den, also über den Widerstand 17, der einen Widerstandswert von 0,47Ci hat.

Das Handbrems-Relais 66 ist durch einen vom Benutzer gesteuerten Schalter 69 ersetzt, der die Bremswiderstände 26 kurzschließt und daruberhinaus die Masse der Energiespeisequelle von der Steuerschaltung trennt.

Beide Ausführungsbeispiele sind mit thermischen Ausschalteinrichtungen 75 in den Motorzufuhrleitungen ausgerüstet. Falls der Motor blockiert oder nahezu blockiert und infolgedessen einen zu großen Strom zieht, schaltet eine automatisch rücksetzbare thermische Ausschalteinrichtung 75 den Strom ab. Die Ausschalteinrichtung 75 springt nach einigen Sekunden zurück, so daß der Benutzer in der Zwischenzeit Gelegenheit hat, das Problem zu erkennen, das die Betätigung der Ausschalteinrichtung bewirkte.

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Claims

- 14 Patentansprüche

■ ·) Steuerschaltung zum Ansteuern von zwei Elektromotoren

s Roll Stuhls mit zwei Steuerpotentiometern, deren Schleifer mit einem gemeinsamen Steuerhebel verbunden sind, der eine Bezugsposition hat und von der Bezugsposition aus betätigbar ist, um die Positionen der Schleifer der Potentiometer sowohl unabhängig voneinander als auch gleichzeitig von ihren zugehörigen Bezugspositionen aus zu verstellen, mit Anschlüssen, über die den Widerstandselementen der Potentiometer Spannungen zuführbar sind, wobei die Ausgangsspannungen an den Schleifern von der Position des Steuerhebels abhängige Beträge haben, ein vorbestimmter Betrag der Bezugsposition entspricht und Abweichungen zu beiden Seiten des vorbestimmten Betrags Steuersignale zum Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb der beiden Motoren bilden, und mit Mitteln zum Antrieb jedes Motors in Abhängigkeit von der Abweichung des Betrags der Ausgangsspannung am Schleifer des zugehörigen Steuerpotentiometers vom Bezugswert,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Motor (21) ein an ihn angeschlossenes Umsteuerrelais (30) aufweist, dessen Erregerschaltung eine dem betreffenden Relais und dem betreffenden Steuerpotentiometer (10) zugeordnete Detektorschaltung (34) aufweist, und daß die Detektorschaltung Einrichtungen enthält, die die Ausgangsspannung des zugehörigen Steuerpotentiometers erfassen, die ein Steuersignal für die Umsteueroperation des Motors darstellt, um das zugehörige Umsteuerrelais zu erregen_o

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2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vollgeschwindigkeits-Relais (71) mit Kontakten (72) derart angeordnet ist, daß die Einrichtungen (12 bis 16) zum Antreiben von einem oder von beiden der Motoren (21) in Abhängigkeit von der genannten Abweichung an einem oder beiden Schleifern nebenschließbar sind und daß eine Erregerschaltung (70) derart angeordnet ist, daß sie das Vollgeschwindigkeits-Relais (71) betätigt, nachdem die Abweichung einen Schwellwert erreicht hat.
3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerschaltung von dem oder von jedem Vollgeschwindigkeits-Relais (71) mit einer Verzögerung einer vorbestimmten Dauer erregt wird, nachdem der Schwellwert erreicht ist.
4. Steuerschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerschaltung von dem oder von jedem Vollgeschwindigkeits-Relais (71) derart angeordnet ist, daß die Einrichtung (12 bisi6) zum Antrieb von einem oder von beiden der Motoren daran gehindert ist, im nebengeschlossenen Zustand große Energiemengen zu verbrauchen.
5. Steuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremsrelais (25) mit Kontakten (18) derart angeordnet ist, um für den einen oder beide Motoren (21) eine Bremse (26) vorzusehen, und daß eine Bremsrelais-Erregerschaltung (27) derart angeordnet ist, daß die eine oder beide Bremsen (26) wirksam werden, wenn sich das eine oder beide Potentiometer (10) wenigstens nahe beim Bezugspunkt befinden.

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6. Steuerschaltung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsrelais (25) mit seinen Kontakten (18) derart angeordnet ist, daß ein Bremswiderstand (26) dem einen oder beiden Motoren (21) parallelgeschaltet wird.
7. Steuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Handbremskontakte (67 oder 69) vorgesehen sind, die derart schaltbar sind, daß sie die Motoren (21) kurzschließen, um eine Drehbewegung der Räder des Roll Stuhls zu verhindern·
8. Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Handbremskontakte (67) die Kontakte eines Handbremsrelais (66) sind, dem eine Betätigungsschaltung (35» 36) zugeordnet ist, die auf den durch den einen oder beide Motoren (21) fließenden Strom anspricht und derart ausgelegt ist, daß die Handbrems-Kurzschlußschaltung den Motor schützt, wenn ein übermäßig hoher Strom durch den Motor fließt.
9. Steuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebsschaltung von einem oder beiden Motoren eine thermische Ausschalteinrichtung (75) vorgesehen ist, die den Stromfluß unterbindet, wenn er übermäßig hoch wird.
10. Steuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsschaltung für jedes der Umsteuerrelais (30) Einrichtungen (54) aufweist, die auf die Geschwindigkeit des zugehörigen Motors ansprechen, um einen Zustandswechsel des Umsteuerrelais zu verzögern, bis der Motor wenigstens nahezu angehalten hat.

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11. Steuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung jedes Umsteuerrelais (25) einen Transistor (110) enthält, der als Emitterverstärkerschaltung geschaltet ist und dessen Basis an den Schleifer des zugeordneten Potentiometers (101) angeschlossen ist, daß die Vorspannungsanordnung für den Transistor derart getroffen ist, daß zur Steuerung in einer R ichtung der Transistor (110) als Emitterverstärkerschaltung arbeitet, bei der sich das Kollektorpotential in bezug auf Änderungen des Basispotentials umgekehrt ändert und ein veränderlicher Spannungsabfall zwischen dem Kollektor und dem Emitter auftritt, und zur Steuerung in der anderen Richtung der Transistor (110) gesättigt ist, wobei alle Transistorelektroden etwa auf demselben Potential liegen, und daß an den Kollektor und den Emitter des Transistors (110) ein Differentialverstärker (340) angeschlossen ist, der bei einer kleinen Potentialdifferenz zwischen seinen Eingängen einen Ausgangszustand vorsieht und der einen anderen Ausgangszustand ' aufweist, wenn die Potentialdifferenz zwischen seinen Eingängen einen Schwellwert überschreitet, wobei die beiden Ausgangszustände zum Steuern des Zustands des Umsteuerrelais (25) dienen.
12. Steuerschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertspannung nicht größer als 0,5 V ist. ~
13. Steuerschaltung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kollektorpotential des Transistors (110) als ein Signal benutzt wird, das den Betrag der Abweichung am Schleifer vom Bezugswert anzeigt.

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