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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum zen-
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tralen Ver- oder Entriegeln mehrerer Schließvorrichtungen entsprechend
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Derartige Einrichtungen werden in zunehmendem Maße in moderne Kraftfahrzeuge
eingebaut, um mittels eines zentralen Betriebsschalters alle Fahrzeugtüren und gegebenenfalls
die Kofferraumhaube verriegeln bzw. entriegeln zu können. Es sind bereits zentrale
Türverriegelungseinrichtungen bekannt, bei denen als Verriegelungs- bzw. Entriegelungselement
jeweils eine Magnetspule dient. Da die Stromaufnahme dieser Magnetspulen verhältnismäßig
hoch ist und da es aus kostengründen sinnvoll ist, diese Magnetspulen nicht für
Dauerbetrieb auszulegen, wird bei einer bekannten Einrichtung über den Betriebsschalter
jeweils einer von zwei Impulsgebern getriggert, an deren Ausgängen die Magnetspulen
angeschlossen sind. Es werden also zwei Zeitglieder (Impulsgeber) benötigt, wodurch
der Aufwand an elektronischen Bauteilen sehr groß wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Vorrichtung
vor allem hinsichtlich des Aufwandes für elektronische Bauteile zu vereinfachen
und die Betriebssicherheit zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
im Prinzip dadurch gelöst, daß über ein Zeitglied sowohl das Verriegelungs- als
auch das Entriegelungselement angesteuert wird. Dieses Zeitglied hat mono stabiles
Verhalten, gibt also nur einen kurzen Impuls ab und wird mit dem Umschalten des
Betriebsschalters getriggert.
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Es ist zwar im Zusammenhang mit einer Sicherheitseinrichtung gegen
Diebstahl aus der DT-OS 2 210 239 bereits eine Verriegelungseinrichtung bekannt,
bei der ein Zeitglied vor den Betriebsschalter geschaltet ist, welches eine zu lange
Stromzufuhr zu den Magnetspulen verhindern soll. Schaltungstechnische
Einzelheiten
gehen aber aus dieser Vorveröffentlichung nicht hervor und es ist insbesondere nicht
eindeutig erkennbar, ob und wie dieses Zeitglied getriggert wird und ob es astabiles
oder monostabiles Verhalten hat. Nachdem bei dieser bekannten Ausführung der Betriebsschalter
ohnehin nur kurzzeitig betätigt werden soll, kann es sich bei diesem Zeitrelais
um eine Art Überstromsicherung handeln, die jeweils nur dann anspricht, wenn der
Betriebsschalter nicht richtig bedient wird.
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Bei einer Ausführung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 kann
ein einfacher Umschalter als Betriebsschalter verwendet werden, wenn sowohl der
Triggereingang wie auch der Ausgang des Zeitgliedes über eine Diode entkoppelt an
den beweglichen Kontakt angeschlossen werden. Die Entkopplung ist dabei wichtig,
weil sich das Potential am Betriebsschalter ändert, sobald das Zeitglied anspricht.
Damit diese Potentialänderung keinen Einfluß auf die Ansprechzeit des Zeitgliedes
hat, ist die Schaltung gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 3 derart
ausgeführt, daß der zeitbestimmende Ladestrom aus einem Energiespeicher im Zeitglied
aufrechterhalten wird.
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Ein anderes Schaltungsprinzip ist gemäß Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet,
daß die Triggerung des Zeitgliedes über einen der Festkontakte des Betriebsschalters
ausgelöst wird, während dessen beweglicher Kontakt an Masse liegt. Das Potential
am Ausgang des Betriebsschalters, also den Festkontakten, ändert sich dabei nicht,
so daß ein Energiespeicher im Zeitglied nicht benötigt wird. Dabei ist prinzipiell
nur ein zeitbestimmender Kondensator notwendig, doch muß darauf geachtet werden,
daß dieser vor Ablauf der Umschaltzeit des Betriebsschalters entladen ist. Dies
läßt sich durch die Maßnahme nach Anspruch 10 erreichen. Bei einer anderen Ausführung
sind zwei Kondensatoren vorgesehen, von denen sich der eine entladen kann, während
sich der andere auflädt. Auch durch diese Maßnahme nach Anspruch 11 wird sichergestellt,
daß der nach dem Umschalten des Betriebsschalters angesteuerte Kondensator entladen
ist.
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Damit die Ansprechzeit des Zeitgliedes möglichst unabhängig von den
Temperaturunterschieden und Betriebsspannungsschwankungen ist, wird man eine Ausführung
entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 12 mit einem zweistufigen, rückgekoppelten
Verstärker wählen. Dabei wird ein Triggern des Zeitgliedes infolge von Spannungs
einbrüchen durch die Maßnahme nach Anspruch 13 wirksam vermieden. Eine rasche Entladung
des zeitbestimmten Kodensators wird durch die Maßnahme nach Anspruch 14 sichergestellt.
Diese Ausführung hat dazu noch den Vorteil, daß gemäß Anspruch 16 das Triggersignal
vom Betriebsschalter auf den Ausgang des Zeitgliedes wirkt, so daß Entkopplungselemente
entfallen können.
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Der Betriebs schalter kann über den Schließzylinder eines Kraftfahrzeugtürschlosses
betätigt werden. Eine solche Ausführung ist vorteilhaft, weil dann der Betriebsschalter
nach dem Schließen oder Öffnen wieder in eine neutrale Schaltstellung zurückfedert,
also nur einen Schaltimpuls auslöst. Allerdings hat eine solche Ausführung den Nachteil,
daß eine Bedienung über den Innenknopf der Fahrzeugtür nicht möglich ist. Man ist
deshalb dazu übergegangen, den Betriebsschalter mit dem Riegel des Türschlosses
zu koppeln. Bei einer solchen Ausführung muß aber gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
nach Anspruch 18 dem Zeitgeedene Trigerschutzschaltung zugeordnet werden, damit
das Zeitglied nicht beim Anschalten der Betriebsspannung (Anklemmen der Batterie)
anspricht. Diese Maßnahme ist im übrigen auch bei Ausführungen mit je einem Zeitglied
für das Verriegelungs- bzw. Entriegelungselement vorteilhaft anzuwenden, so daß
insoweit selbständiger Schutz beansprucht wird.
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Zur Lösung dieses Problems des Ansprechschutzes beim Anlegen der Betriebs
spannung ist auch eine Ausführung gemäß Anspruch 20 geeignet, bei der der Betriebsschalter
elektromagnetisch in eine Neutralstellung zurückgestellt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In diesen Prinzipschaltbildern sind Bauteile,
die nur als Störschutz oder zur Stabilisierung der Spannungen notwendig sind, aus
Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.
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Es zeigen: Fig. 1 bis 3 Prinzipschaltbilder von Ausführungen, bei
denen der zeitbestimmende Kondensator des Zeitgliedes aus einem Energiespeicher
nachgeladen wird, Fig. 4 ein Prinzipschaltbild einer Ausführung, bei der das Zeitglied
über die Festkontakte des Betriebs schalters getriggert wird, mit einer Triggerschutzschaltung,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 4 mit einer anderen Triggerschutzschaltung
sowie einem Schaltungszusatz zum schnellen Entladen der zeitbestimmenden Kondensatoren,
Fig. 6 ein weiteres Prinzipschaltbild, bei dem der zeitbestimmende Kondensator über
ein Schaltelement entladen wird,welches mit Beginn des Umschaltens des Betriebs.
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schalters durchgesteuert wird, Fig. 7 ein Prinzipschaltbild einer
ersten Ausführung mit einem zweistufigen Verstärker und Triggerschutzschaltung,
Fig. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel eines zweistufigen Verstärkers, bei der der
zeitbestimmende Kondensator über ein SchalteSlement entladen wird, welches
mit
dem Ende der Ansprechzeit durchgesteuert wird, Fig.9 ein Prinzipschaltbild einer
Ausführung, bei der das Triggersignal auf den Ausgang des Zeitgliedes wirkt, Fig.
10 ein Prinzipschaltbild einer Ausführung, bei der der Betriebsschalter über das
Zeitglied in seine Neutralstellung zurückgestellt wird und Fig. 11 ein Prinzipschaltbild
für ein von einem drehrichtungsumkehrbaren Elektromotor angetriebenes Verriegelungs-
bzw. Entriegelungselement.
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In Fig. 1 ist mit 10 ein Zeitglied bezeichnet, das über den Betriebsschalter
11 mit den Festkontakten 12 und 13 und dem beweglichen Kontakt 14 getriggert wird
und zwei Magnetspulen 15 und 16 ansteuert, über die ein Verriegelungs- bzw. Entriegelungselement
betätigt wird. Anstelle dieser Magnetspulen können natürlich auch Elektromotore
verwendet werden. Zum Verschließen mehrerer Kraftfahrzeugtüren werden die entsprechenden
Magnetspulen oder Elektromotoren parallel geschaltet.
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Der Betriebsschalter 11 ist als Umschalter ausgebildet und hat zwei
Schaltstellungen und die gezeichnete Neutralstellung. Es kann angenommen werden,
daß dieser Betriebsschalter 11 über den Schließzylinder eines Kraftfahrzeugtürschlosses,
betätigt wird.
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Das Zeitglied 10 hat zwei Relais 17 und 18, über die die Magnetspulen
15 und 16 geschaltet werden, die einen Betriebsstrom in der Größenordnung von 20
Ampere aufnehmen. Diese Relais 17 und 18 sind direkt an die Festkontakte 12 und
13 des Betriebsschalters 11 angeschlossen, dessen beweglicher Kontakt 14 mit dem
Triggereingang 20 des Zeitgliedes verbunden ist, der zugleich auch der Ausgang des
Zeitgliedes ist. An den Triggereingang 20 ist eine Diode 21 angeschlossen, über
die ein mit Masse 22 verbundener Energiespeicherkondensator 23 aufladbar ist. Der
Widerstand 24 dient zur Strombegrenzung, der Widerstand 25 zum Ausräumen
der
Basis eines ersten Transistors 26. Der Arbeitswiderstand des Transistors 26 ist
mit 27 bezeichnet. An den Kollektor des Transistors 26 ist die Reihenschaltung eines
zeitbestimmenden Kondensators 28 und eines zeitbestimmenden widerstandes 29 angeschlossen,
die im Steuerstromkreis eines zweiten Transistors 30 liegen. Die Diode 31 dient
zur schnellen Entladung des zeitbestimmenden Kondensators 28, der Widerstand 32
verbessert das Schaltverhalten des Transistors 30.
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An den Kollektor des Transistors 30 ist ein Spannungsteiler aus den
Widerständen 33 und 34 angeschlossen, wobei der Spannungsabfall am Widerstand 34
als Steuerspannung für einen Leistungstransistor 35 dient, dessen Kollektor mit
dem Triggereingang 20 verbunden ist.
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Die beschriebene Schaltung nach Fig. 1 arbeitet folgendermaßen: Wenn
der bewegliche Kontakt 14 des Betriebsschalters 11 beispielsweise auf den Festkontakt
12 umgeschaltet wird, kann ein Strom vom positiven Pol 19 einer nicht näher dargestellten
Batterie über die Wicklung des Relais 17, den Festkontakt 12, den beweglichen Kontakt
14, den Triggereingang 20 und die Diode 21 in den Kondensator 23 fließen und diesen
aufladen.
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Dies geschieht sehr rasch, weil der Ladestromkreis sehr niederohmig
ist. Zugleich fließt ein Strom über den Widerstand 24 und die Basis - Emitter -
Strecke des Transistors 26, so daß dieser in den leitenden Zustand geschaltet wird.
Damit ist über die Emitter - Basis - Strecke des Transistors 30 und den Widerstand
29 ein Ladestromkreis für den zeitbestimmenden Kondensator 28 gebildet. Der Transistor
30 wird durch diesen Ladestrom für den zeitbestimmenden Kondensator 28 durchgesteuert
und am Widerstand 34 fällt eine Spannung ab, die schließlich auch den Leistungstransistor
35 durchschaltet. Am Triggereingang 20 bzw. dem Ausgang des Zeitgliedes 10 liegt
dann praktisch Massepotential an, so daß das Relais t7 anzieht. Damit spricht auch
die Magnetspule 13 an.
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Wesentlich ist nun bei dieser Schaltung, daß die Diode 21 sperrt,
sobald der Leistungstransistor 35 durchsteuert.
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Der Transistor 26 bleibt aber weiterhin leitend, weil sich der Kondensator
23 über die Steuerstrecke dieses Transistors 26 entlädt. Damit besteht weiterhin
ein Ladestromkreis für den zeitbestimmenden Kondensator 28, so daß die Transistoren
30 und 35 durchgesteuert bleiben, bis dieser zeitbestimmende Kondensator 28 aufgeladen
ist. Wenn das der Fall ist, sperren die Transistoren 30 und 35 und die Ansprechzeit
des Zeitgliedes 10 ist damit beendet. Der Ausgang 20 des Zeitgliedes liegt also
für eine definierte Zeit auf Massepotential, so daß während dieser Zeit das Relais
17 anspricht und die Magnetspule 15 schaltet. Die Ansprechzeit wird vorzugsweise
in der Größenordnung von 100 bis 200 ms liegen. Das Zeitglied 10 hat also monostabiles
Verhalten und wird mit dem Umschalten des Betriebsschalters 11 getriggert.
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Wichtig bei dieser Schaltung ist, daß über den Betriebsschalter und
eine Entkopplungsdiode 21 ein Energiespeicher, nämlich der Kondensator 23, aufgeladen
wird, der die Aufladung des zeitbestimmenden Kondensators 28 auch dann aufrecht
erhält, wenn am Ausgang 20 des Zeitgliedes das Potential nahezu auf Masse springt
Nach Abschluß des Schaltvorganges, wenn der bewegliche Kontakt 14 des Betriebsschalters
11 wieder die gezeigte Neutralstellung einnimmt, entlädt sich der Kondensator 23
über die Widerstände 24 und 25 bzw. die Steuerstrecke des Transistors 26. Der zeitbestimmende
Kondensator 28 entlädt sich über die Diode 31 bzw.
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die Widerstände 29 und 32 sowie den Arbeitswiderstand 27. Diese Entladung
muß sehr rasch erfolgen, damit eine genügend kurze Widerbereitschaftszeit des Zeitgliedes
10 sichergestellt ist.
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Es muß noch darauf hingewiesen werden, daß auch bei sehr langer Betätigung
des Betriebsschalters 11 nur ein Impuls ausgelöst wird, denn über den Kondensator
23 wird der
Transistor 26 in leitendem Schaltzustand gehalten,
so daß sich der zeitbestimmende Kondensator 28 nicht entladen kann.
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Das setzt allerdings voraus, daß die Kapazität des Energiespeicherkondensators
23 größer ist als die Kapazität des zeitbestimmenden Kondensators 28.
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Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist anstelle des Leistungstransistors
35 ein Relais 36 als Schaltelement eingesetzt, über das unmittelbar die Magnetspulen
15 und 16 angesteuert werden. Die Funktion der Schaltung ändert sich dadurch nicht,
doch ergibt sich eine Einsparung hinsichtlich der Bauteile.
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Eine weiter vereinfachte Schaltung mit gleichem Funktionsprinzip ist
Fig. 3 dargestellt. Wiederum dient der Kondensator 23 als Energiespeicher, der nach
dem Umschalten des Betriebsschalters 11 sehr rasch über die Wicklungen der Relais
17 bzw. 18 aufgeladen wird. Zugleich fließt aber auch ein Ladestrom über die Diode
21 in den Kondensator 28 und über den Widerstand 29 durch die Steuerstrecke des
Transistors 23, der damit sofort durchschaltet. Damit springt das Potential am Triggereingang
20 nahezu auf Massepotential, so daß die Diode 21 gesperrt wird. Aus der Ladespannung
des Kondensators 23 fließt nun weiterhin ein Ladestrom durch den Kondensator 28,
der den Transistor 30 für eine bestimmte Zeit leitend hält. Bei dieser Schaltung
wird also ein Transistor eingespart, wil anden als Energiespeicher dienenden Kondensator
23 unmittelbar die Reihenschaltung des zeitbssl=kinenden Kondensators 28, eines
zeitbestimmten Widerstandes 29 und die Steuerstrecke des Transistors 30 parallel
geschaltet ist.
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In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Betriebsschalter
11 zwar wiederum als Umschalter ausgebildet ist, in der Praxis aber niemals eine
stabile Neutralschaltstellung einnimmt. Man kann davon ausgehen, daß dieser Betriebsschalter
11 an den Riegel eines KraftfahrzeugtUrschlosses angekoppelt ist und damit in der
Praxis keinen Impuls,
sondern ein Dauersignal auslöst. Ein weiterer
wesentlicher Unterschied zu den vorherbeschriebenen Schaltungen besteht darin, daß
der bewegliche Kontakt 14 dieses Betriebsschalters 11 nunmehr an einem festen Potential,
nämlich am Massepotential liegt und das Zeitglied 10 über die Festkontakte 12 bzw.
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13 getriggert wird. Dadurch wird eine Leitung eingespart.
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In dem Zeitglied 10 sind drei Widerstände 40,41 und 42 in Reihe geschaltet,
wobei diese Reihenschaltung über die ParaUelschaltung zweier zeitbestLmmenir Kondensatoren
43 und 44 in Reihe mit als Kopplungselemente arbeitenden Dioden 45 und 46 mit den
Festkontakten 12 und 13 des Betriebsschalters 11 verbunden ist. Der Spannungsabfall
an dem Widerstand 40 dient als Steuerspannung für einen Leistungstransistor 35,
an dessen Kollektor zwei Relais 17 und 18 parallel angeschlossen sind.
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Diese Relais 17 bzw. 18 sind über Dioden 47 bzw. 48 ebenfalls mit
den Festkontakten 12 und 13 des Betriebsschalters verbunden. Zur Entladung der beiden
zeitbestsmmender Kondensatoren 43 und 44 dienen die Widerstände 49 und 50 sowie
die Diode 51.
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Die Schaltung arbeitet wie folgt: Es wird davon ausgegangen, daß in
der gezeigten Schaltstellung des Betriebsschalters 11 der Kondensator 44 über die
Diode 51 und den Widerstand 49 entladen ist. Wird nun der Betriebsschalter in die
andere Schaltstellung umgelegt, wird der Kondensator 44 über die Widerstände 40,41,42
und die Diode 45 sowie den beweglichen Kontakt des Betriebsschalters 11 aufgeladen.
Während dieser Ladezeit fällt am Widerstand 40 eine Spannung ab, die ausreicht,um
den Leistungstransistor 35 durchzusteuern. Damit wird das Relais 17 erregt, dessen
einer Anschluß über die Schaltstrecke des Leistungstransistors 35 am Pluspotential
dessen anderer Anschluß über die Diode 47 und den Betriebsschalter an Massepotential
liegt. Die zugeordnete Magnetspule 16 wird ebenfalls erregt und verschließt beispielsweise
die
Kraftfahrzeugtür. Nach einer Ansprechzeit von beispielsweise 100 ms ist der Kondensator
44 aufgeladen und der Ladestrom, der durch den Widerstand 40 fließt soweit abgeklungen,
daß der Leistungstransistor 35 wieder sperrt.Dermmos*Hs Schaltvorgang ist damit
beendet.
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Wesentlich an dieser Schaltung ist, daß zwei zeitbestimmende Kondensatoren
45 und 46 mit einem Transistor 35 zusammenwirken. Gegenüber der bekannten Ausführung
mit zwei separaten Zeitgliedern ergibt sich dadurch eine wesentliche Einsparung.
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Wesentlich ist weiter, daß sich der eine zeitbeshiiiiende Kondensator
entladen kann, während sich der andere auflädt. Die Schaltung hat damit eine sehr
kurze Widerbereitschaftszeit.
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Im Gegensatz zu z zu den Schaltungsausführungen nach den Fig. 1 bis
3 liegt bei der Ausführung gemäß Fig. 4 das Zeitglied dauernd an der Betriebsspannung
an, weil der Betriebs schalter keine Neutralstellung aufweist. Es hat sich nun gezeigt,
daß das Zeitglied auch dann getriggert wird, wenn, beispielsweise nach Abschluß
irgendwelcher Reparaturarbeiten am Kraftfahrzeug, die Batteriespannung wieder angeklemmt
wird. Dies ist insbesondere dann sehr nachteilig, wenn viele Verriegelungselemente
am Kraftfahrzeug angesteuert werden, weil dann der Einschaltstromstoß mit einer
Stromstärke von über 100 Ampere eine Zerstörung der Batterie bewirken könnte. Dem
Zeitglied ist deshalb eine Triggerschutzschaltung 60 zugeordnet, die das Auslösen
eines Impulses bei Anlegen der Betriebsspannung verhindert. Die Triggerschutzschaltung
60 hat einen Kondensator 61, der in Reihe mit zwei Widerständen 62 und 63 zwischen
das Pluspotential 19 und die Masse 22 geschaltet ist. Der Spannungsabfall am Widerstand
63 dient als Steuerspannung für einen Transistor 64, dessen Kollektor an den gemeinsamen
Schaltungspunkt der beiden Widerstände 41 und 42 im Zeitglied 10 angeschlossen ist.
Der Kondensator 61 kann sich über die Diode 65 und den Widerstand 66 entladen, wobei
der Widerstand 66
beispielsweise auch ein Verbraucher im Kraftfahrzeug
sein kann. Er ist deshalb nur gestrichelt eingezeichnet.
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Diese Triggerschutzschaltung arbeitet wie folgt: Beim Anlegen der
Batteriespannung lädt sich der Kondensator 61 über die Steuerstrecke des Transistors
64 und den Widerstand 62 sehr rasch auf. Im ersten Moment des Einschaltens der Speisespannung
für das Zeitglied 10 ist also der Transistor 64 leitend. Damit liegt an dem gemeinsamen
Schaltungspunkt zwischen den beiden Widerständen 41 und 42 praktisch nahezu das
Pluspotential, so daß der Transistor 35 sicher gesperrt bleibt. Erst wenn sich der
Kondensator 61 aufgeladen hat, sperrt der Transistor 64 und das Zeitglied 10 arbeitet
in der zuvor beschriebenen Weise. Die Ladespannung des Kondensators 21 dient also
während der Ladezeit als Blockierspannung für einen Transistor, nämlich den Leistungstransistor
35, des Zeitgliedes. Dabei muß natürlich die Anordnung so geschaltet sein, daß nach
der Aufladung des Kondensators 61 die Funktion des Zeitgliedes 10 nicht beeinflußt
wird. Das wird eben durch den dann gesperrten Transistor 64 erreicht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist das Zeitglied entsprechend
der Ausführung in Fig.4 aufgebaut, wobei allerdings der Entladekreis für die zeitbestimmenden
Kondensatoren 43 bzw.
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44 über zusätzliche Entkopplungsdioden 53 und 54 sowie Vorwiderstände
55 und 56 und die Kontaktsätze 57 bzw. 58 der Relais 17 bzw. 18 geschlossen wird.
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Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß bei der dargestellten Schaltstellung
des Betriebsschalters 11 das Relais 18 angesteuert war.
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Das bedeutet, daß der Kontaktsatz 58 geschlossen war und damit ein
Stromkreis über den Widerstand 56 und die Diode 53 sowie die Diode 51 zur Entladung
des Kondensators 44 geschlossen war.
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Während der Ansprechzeit des Zeitgliedes 10, also während der Aufladezeit
des Kondensators 44 wurde also von dem Kontaktsatz des angesteuerten Relais 18 der
andere zeitbestimmende Kondensator 44 entladen.
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Außerdem zeigt Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Triggerschutzschaltung
60. Der Kondensator 61 wird beim Anlegen der Betriebsspannung über den Widerstand
62 sehr rasch aufgeladen.
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Über die Diode 67 wird der Spannungsabfall am Widerstand 62 während
der Ladezeit auf den gemeinsamen Schaltungspunkt der Widerstände 41 und 42 eingekoppelt,
so daß der Transistor 35 wiederum gesperrt bleibt. Sobald der Kondensator 61 voll
aufgeladen ist, ist die Diode 67 gesperrt, so daß die Triggerschutzschaltung 60
das Zeitglied 10 nicht mehr beeinflussen kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 entspricht die Schaltung des
eigentlichen Zeitgliedes den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen. Deswegen
wurden auch entsprechende Bezugszeichen für die einzelnen elektronischen Bauelemente
eingesetzt. Allerdings ist jetzt nur ein zeitbestimmender Kondensator 43 vorgesehen,
der über die beiden Entkopplungsdioden 45 und 46 an die Festkontakte 12 und 13 des
Betriebsschalters angeschlossen ist. Es muß nun sichergestellt werden, daß sich
dieser Kondensator während der Umschaltzeit des Betriebsschalters 11 rasch entlädt,
damit sofort beim Aufschalten des beweglichen Kontaktes 14 auf den anderen Festkontakt
ein neuer Impuls ausgelöst wird. Über die Reihenschaltung zweier Widerstände 70
und 71 wird das Potential an dem gemeinsamen Verbindungspunkt des zeitbestimmenden
Kondensators 43 und der beiden Entkopplungsdioden 45 und 46 abgetastet und einem
Steuertransistor 72 zugeführt. Der Transistor 72 steuert über die Widerstände 73,74
und 75 einen weiteren Transistor 76, dessen Arbeitswiderstand 77mit das einen Anschluß
des zeitbestimmenden Kondensators 43 verbunden ist. Bei leitendem Transistor 76
kann sich dieser Kondensator 43 über die Diode 51 und die Schalt strecke des Transistors
76 so wie den niederohmigen Arbeitswiderstand 77 sehr rasch entladen.
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Solange der Betriebsschalter 11 auf einem der beiden Festkontakte
12 bzw. 13 aufliegt, ist der Transistor 72 und damit auch der Transistor 76 gesperrt.
Sobald aber der bewegliche Kontakt 14
von einem der Festkontakte
12 bzw. 13 abhebt, wird das Potential am Schaltungspunkt 78 positiv und der Transistor
72 leitet und steuert damit den Transistor 76 durch. Wesentlich bei dieser Ausführung
ist also, daß mit Beginn des Umschaltens des Betriebschalters ein Entladestromkreis
für den Kondensator 43 über ein Schaltelement, nämlich den Transistor 76 geschlossen
ist, der sehr niederohmig ist. Dieser niederohmige Entladestromkreis wird aber sofort
wieder gesperrt, wenn der bewegliche Kontakt 14 des Betriebsschalters auf den anderen
Festkontakt aufgeschaltet ist. Die Triggerschutzschaltung entsprechend Fig. 5 beeinflußt
nun in Fig. 6 den Transistor 76. Während sich nämlich der Kondensator C2 auflädt
ist der Transistor 76 durchgesteuert, so daß der Entladestromkreis für den Kondensator
43 geschlossen ist. Dieser kann sich also nicht aufladen, so daß auch das Zeitglied
nicht getriggert wird, bis die Ladespannung am Kondensator 61 den Transistor 76
sperrt.
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Bei den Ausführungen gemäß den bisher beschriebenen Figuren 1 bis
6 ist die Ansprechzeit des Zeitgliedes Spannungs- und temperaturabhängig. Dies liese
sich natürlich durch geeignete Spannungsstabilisatorschaltundnund entsprechende
Dioden zur Temperaturstabilisierung beheben. Besser ist jedoch die Ausführung gemäß
Fig. 7, bei der das Zeitglied 10 einen zweistufigen Verstärker mit den Transistoren
80 und 81 enthält. Der Kollektor des Transistors 81 ist über einen Widerstand 82
mit der Basis des Transistors 80 gekoppelt. Der Arbeitswiderstand 83 des Transistors
80 ist an den gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Entkopplungsdioden 45 und
46 angeschlossen. Die Ladespannung des zeitbestimmenden Kondensators 43 wird über
einen Vorwiderstand 84 als Steuerspannung dem Steuereingang des Transistors 80 zugeführt.
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Außerdem wird die Steuerspannung dieses Transistors 80 noch von dem
Spannungsabfall an einem niederohmigen Meßwiderstand 85 beeinflußt, über den der
Betriebsstrom beider Transistoren 80 und 81 fließt. Ein Widerstand 86 verbindet
den Steuereingang des Transistors 80 mit dem Pluspotential.
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Die beschriebene Schaltung arbeitet folgendermaßen: Im Ruhezustand
ist der Kondensator 43 aufgeladen und damit der Transistor 80 leitend. Der leitende
Transistor 80 sperrt den Leistungstransistor 81. Wird nun der bewegliche Kontakt
14 vom Festkontakt 12 abgehoben, wird die gesamte Schaltung spannungslos. Der Kondensator
43 kann sich nun sehr rasch über die niederohmigen Widerstände 84 und 86 entladen.
Sobald nun der bewegliche Kontakt 14 auf dem anderen Festkontakt 13 aufliegt, lädt
sich der Kondensator 43 über den Widerstand 42 und die Diode 46 erneut auf. Während
dieser Aufladezeit ist der Transistor 80 gesperrt und damit der Transistor 81 leitend.
Das Relais 17 spricht an und schaltet die entsprechende Magentspule. Wesentlich
bei dieser Schaltung ist nun, daß der Widerstand 82 als Rückkopplungswiderstand
arbeitet, denn sobald der Transistor 81 zu leiten beginnt, wird auf den Steuereingang
des Transistors 80 eine in positiver Richtung anwachsende Spannung angelegt, so
daß dieser Transistor schnell sperrt.
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B4yund des Rückkopplungswiderstandes 82 erreicht man also ein sehr
sauberes Schaltverhalten.
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Wesentlich ist weiter die Funktion des Widerstandes 85. Dieser Widerstand
sorgt nämlich dafür, daß das Zeitglied bei Spannungseinbrüchen des Bordnetzes niSt
unbeabsichtigt getriggert wird. Dieser Widerstand 85 bewirkt dabei folgenden Kopplungsvorgang:
Wenn im Ruhezustand die Versorgungsspannung absinkt, wird auch der Betriebsstrom
durch den Transistor 80 geringer. Damit wird auch der Spannungsabfall an diesem
Widerstand 85 geringer, was zur Folge hat, daß zwar der Emitter des Transistors
80 negativer wird, aber nicht in dem Maße wie die Basis dieses Transistors 80.
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Dadurch wird sichergestellt, daß der Transistor 80 leitend bleibt
und damit den Transistor 81 sperrt.
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Der Widerstand 85 hat aber auch dann einen wesentlichen Einfluß, wenn
das Zeitglied über den Betriebsschalter getriggert wird.
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Da nämlich auch der Betriebsstrom durch den Transistor 81 und das
Relais 17 über diesen Widerstand 85 fließt, wird der Emitter des Transistors 80
negativer, so daß dieser Transistor 80 sicher sperrt. Der Widerstand 85 hat also
eine Doppelfunktion und es muß darauf hingewiesen werden, daß diese schaltungstechnische
Maßnahme auch bei solchen Vorrichtungen sinnvoll eingesetzt werden kann, wenn zwei
Zeitglieder zum getrennten Ansteuern der Entriegelungs- bzw. Verriegelungselemente
verwendet werden.
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Auch die Schaltung gemäß Fig. 7 hat eine Triggerschutzschaltung mit
dem Kondensator 61 und dem Widerstand 62, die zwischen den Steuereingang des Transistors
80 und Maße geschaltet sind. Beim Anlegen der Betriebs spannung fließt über die
Steuerstrecke des Transistors 80 und den Widerstand 62 ein Ladestrom in den Kondensator
61, so daß der Transistor 80 leitend gesteuert ist.
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Sobald der Kondensator 61 aufgeladen ist, wird die Funktion des Zeitgliedes
nicht mehr beeinflußt, weil die Ladespannung des Kondensators 43 über den Spannungsteiler
aus den Widerständen 84 und 62 wirksam auf den Steuereingang des Transistors 80
übertragen wird.
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Bei der Schaltung gemäß Fig. 7 hat sich gezeigt, daß unter Umständen
die Zeitspanne beim Umschalten des Betriebsschalters zur Entladung des Kondensators
43 nicht ausreicht. Bei der Ausführung gemäß Fig. 8 ist deshalb dem Kondensator
ein niederohmiger Entladestromkreis mit einem Schaltelement zugeordnet, das mit
dem Ende der Ansprechzeit des Zeitgliedes durchgesteuert wird.
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Als Schaltelement dient der Transistor 90, dessen Steuereingang über
den Widerstand 91 mit dem Kollektor des Transistors 81 verbunden ist. Die Schaltstrecke
dieses Transistors 90 liegt parallel zum Kondensator 43,wobei gegebenenfalls ein
Strombegrenzungswiderstand 92 eingesetzt werden kann. Außerdem unterscheidet sich
die Schaltung gemäß Fig. 8 von der nach Fig. 7 noch dadurch, daß anstelle der Entkopplungsdioden
46 bzw. 45 die vier Widerstände 93 treten.
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Die Schnell entladung des Kondensators 43 arbeitet folgendermaßen:
Solange der Transistor 81 gesperrt ist, ist der Transistor 90 leitend, weil über
dessen Steuerstrecke und den Widerstand 91 sowie die Wicklung des Relais 17 ein
Strom zu Masse fließen kann. Der Kondensator 43 kann sich nun über die Schaltstrecke
des Transistors 90 entladen. Am Steuereingang des Transistors 80 liegt wegen der
Spannungsteilung über die Widerstände 84 und 82 aber eine solche Spannung an, daß
dieser Transistor 80 leitend ist.
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Wird nun der Betriebsschalter in eine andere Schaltstellung umgeladen,
wird die gesamte Schaltung kurzzeitig spannungslos.
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Sobald nun der bewegliche Kontakt 14 des Betriebsschalters auf einen
Festkontakt 12 oder 13 aufgeschaltet wird, wird der Zeitbestimmende Kondensator
43 über einen der Widerstände 93 aufgeladen, wobei aber im ersten Moment des umschalts
des Betriebsschalters der Transistor 80 sofort gesperrt und damit der Transistor
81 sofort leitend gesteuert wird, so daß im Kollektor des Transistors 81 nahezu
positives Potential anliegt. Der Transistor 90 wird dann nicht durchgeschaltet.
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Auch bei dieser Schaltung gemäß Fig. 8 ist eine Triggerschutzschaltung
mit dem Kondensator 61 notwendig, wenn der Betriebsschalter keine neutrale Schaltstellung
hat und vom Riegel des Kraftfahrzeugtürschlosses betätigt wird. Die Schaltung nach
Fig. 9 entspricht in den wesentlichen Funktionen der Schaltung gemäß Fig. 8 allerdings
mit dem Unterschied, daß nunmehr das Triggersignal über die Festkontakte und die
Wicklung der beiden Relais 17 und 18 direkt auf den Ausgang des Zeitgliedes geschaltet
werden. Dadurch können Entkopplungsdioden oder die Widerstände 93 in Fig. 8 entfallen.
Diese Einleitung der Triggerimpulse an den Ausgang des Zeitgliedes ist möglich,
weil über die Schaltstrecke des Transistors 90 der zeitbestimmende Kondensator 43
kurzgeschlossen ist und deshalb ein erneuter Impuls nur nach dem Umschalten des
Betriebsschalters ausgelöst wird.
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Schließlich zeigt Fig. 10 eine Ausführung, bei der das Zeitglied nicht
auf die Magnetspulen wirkt, sondern lediglich die Aufgabe hat, den beweglichen Kontakt
14 des Betriebsschalters nach der Impulszeit zurückzustellen. Dazu ist ein Elektromagnet
95 vorgesehen, dessen Anker auf den beweglichen Kontakt 14 einwirkt. Dieser bewegliche
Magnet 95 wird über das Zeitglied mit dem zeitbestimmenden Kondensator 43 und dem
Leistungstransistor 35 angesteuert. Diese sehr einfache Schaltung arbeitet folgendermaßen:
Der bewegliche Kontakt 14 des Betriebsschalters 11 ist ausklinkbar mit dem Riegel
des Kraftfahrzeugtürschlosses gekoppelt. Das bedeutet in der Praxis, daß der bewegliche
Kontakt 14 von dem Riegel mitgenommen wird, dann aber gegen einen der Festkontakte
12 bzw. 13 stößt und dabei von dem Riegel ausgeklinkt wird, so daß er auch zurückgezogen
werden kann, obwohl der Riegel seine Schaltstellung zunächst beibehält. Sobald die
Ladespannung des Kondensators 43 die Schwellspannung der Zenerdiode 98 erreicht,
wird über den Widerstand 99 der Transistor 35 durchgesteuert.
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Dieser Schaltzustand wird nach etwa 100 msec erreicht, also genau
nach der Zeitspanne, die ausreicht um die Magnetspulen 17 bzw. 18 der Verriegelungs-
oder Entriegelungselemente zu erregen. Nach Ablauf dieser Zeitspanne schaltet der
Elektromagnet 95 den beweglichen Kontakt 14 wieder in seine neutrale Schaltstellung
zurück und der Schaltvorgang ist beendet. Die Ausführung nach Fig. 10 ist deswegen
besonders vorteilhaft, weil die Magnetspule 17 bzw. 18 direkt über den Schalter
gesteuert werden und weil in diesem Schalter direkt das Zeitglied integriert werden
kann. Damit ergibt sich eine besonders einfache Verdrahtung. Die Widerstände 93
dienen als Entkopplungselemente und können ggf. auch durch Dioden ersetzt werden.
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Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein drehrichtungsumkehrbarer
Elektromotor 100 als Antrieb für ein Verriegelungs-bzw. Entriegelungselement dient,
der über einen Umpolschalter 101 direkt an die Betriebsspannung anschließbar ist.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel weist dieser
Umpolschalter
101 zwei Kontaktsätze 102 und 103 auf, die von den Relais 17 und 18 Je nach Schaltstellung
des Betriebsschalters 11 betätigt werden. Zur Ansteuerung dieser Relais 17 und 18
können die zuvor beschriebenen Zeitglieder verwendet werden. Das in Fig. 11 dargestellte
Zeitglied unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 4 dadurch, daß jedem Kondensator
43 bzw. 44 ein eigener Ladewiderstand 42 bzw. 42' sowie ein eigener Entladestromkreis
über die Diode 51 bzw. 51' zugeordnet ist. Dadurch werden gegenüber der Ausführung
nach Fig. 4 zwei Bauteile eingespart.
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Der Betrieb des Elektromotors 100 über einen impulsgesteuerten Umpolschalter
101 hat vor allem den Vorteil, daß mechanische oder thermische Überlastsicherungen
nicht notwendig sind, da dieser Elektromotor nach kurzer Betriebszeit wieder von
der Betriebsspannung abgeschaltet wird. Dabei kann die Rückstellung des Umpolschalters
auch entsprechend der Ausführung nach Fig. 10 erfolgen. Schließlich ist es auch
denkbar, den Umpolschalter mit einem Hemmwerk oder einem Federwerk auszurüsten,
so daß er selbsttätig zurückgestellt wird. Das elektrische Zeitglied kann dann entfallen.
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Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen können
einzelne Komponenten gegeneinander ausgetauscht werden bzw. entfallen. Das hängt
unter anderem davon ab, ob der Betriebsschalter über den Schließzylinder oder den
Riegel eines Kraftfahrzeugtürschlosses betätigt wird und ob im letzteren Fall das
Schaltstück des Betriebsschalters mechanisch in seine Neutralstellung zurückgestellt
wird. Als Antrieb kann in Einzelfällen anstelle der Elektromagnete ein Elektromotor
eingesetzt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 könnte andererseits
anstelle des Elektromotors eine Magnetspule angesteuert werden, die mit einem magnetisierten
Magnetkern zusammenarbeitet.
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Die in den Fig. 1 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiele haben
jeweils nur ein einziges Zeitglied, wobei dieses Zeitglied sowohl die Ansprechdauer
der Verriegelungsmagnetspulen wie auch der Entriegelungsmagnetspulen begrenzt. Der
Bauteileaufwand ist deshalb gegenüber der bekannten Schaltung mit jeweils einem
Zeitgeber für das Verriegelungs- bzw. Entriegelungselement reduziert.
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Die Schaltungen zeichnen sich durch eine große Betriebssicherheit
aus und sind zum Teil wegen der verwendeten Entkopplungsdioden absolut verpolfest.
Darüberhinaus arbeiten diese Schaltungen auch dann einwandfrei, wenn der Umschaltvorgang
des Betriebsschalters sehr rasch erfolgt. Sie sind auch störspannungsfest, denn
selbst ein An- und Abklemmen der Batterie löst keine Impulse aus, wenn die entsprechenden
Triggerschutzschaltungen eingesetzt werden.
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