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Schaltungsanordnung zum Ein- und Ausschalten
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von Verbrauchern mittels eines Tastschalters Stand der Technik Die
Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Bei einer solchen, aus der DE-OS 26 59 134 bekannten Schaltungsanordnung, bei der
die Verbraucher über ein Flipflop von einem Tastschalter ein-, aus- oder umgeschaltet
werden, ist eine Symbol- oder Schalt zustandsanzeige am Tastschalter nicht vorgesehen.
Bei Tastschaltern von Treppenhausbeleuchtungen ist zwar eine derartige Schalterleuchte
bekannt.
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Sie wird dort jedoch von dem Treppenhaus-Automaten ein-und ausgeschaltet.
Eine Helligkeitsabstufung als Symbol-Beleuchtung und/oder Schalt zustandsanzeige
ist dort nicht vorgesehen.
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Es ist aber bekannt, in Kraftfahrzeugen die Kippschalter für verschiedene
Verbraucher wie z.B. Warnblinkanlage oder Heckscheibenheizung mit einer Zweistufen-Beleuchtung
auszustatten. Für die schwache Beleuchtungsstufe bei ausgeschaltetem Schalter ist
der Schalterlampe ein Widerstand vorgeschaltet, der bei eingeschaltetem Schalter
überbrückt bzw. abgeschaltet wird, so daß die Schalterlampe in der stärkeren Beleuchtungsstufe
an volle Spannung gelegt wird. Eine solche Umschaltung ist aber bei Tastschaltern
nicht möglich, da diese beim Umschalten nur kurzzeitig geschlossen werden - folglich
keine Xa'tefunktion für die Schalterlampe haben.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß ein gegen
Masse schaltender Tastschalter über nur eine, zum Tastschalter führende Leitung
mit einer zweistufigen Schalterbeleuchtung ausgestattet wird. Sie dient bei ausgeschaltetem
Verbraucher als Symbolbeleuchtung des Tastschalters und bei eingeschaltetem Verbraucher
als Schaltzustandsanzeige. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die erste,
schwache Spannungsquelle über die gleiche Zuleitung eine Umsteuerung des Flipflops
zur Auslösung eines Schaltvorganges beim Betätigen des Tastschalters möglich ist.
Dadurch kann auf einen zusätzlichen Schaltkontakt und eine zusätzliche Schalterleitung
verzichtet werden. Außerdem kann durch die zweite, stärkere Spannungsquelle eine
gewünschte Helligkeitsabstufung zwischen Symbolbeleuchtung und Schaltzustandsanzeige
erreicht werden.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und Fig. 2 den
Schaltungsaufbau des Schaltbildes nach Fig. 1.
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Beschreibung des Ausführungsbeispieles Das in Fig. 1 dargestellte
Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dient zum Ein- und Ausschalten
von elektrischen Verbrauchern 10 eines Kraftfahrzeuges durch ein Schaltmittel 11,
vorzugsweise eines Relais, dessen Schaltstrecke im Stromkreis des Verbrauchers 10
liegt. Das Schaltmittel 11 wird von einem Tastschalter 12 über ein Flipflop 13 angesteuert.
Parallel zum Tastschalter 12 ist eine Kontrollampe 14 geschaltet. Tastschalter 12
und Kontrollampe 14 liegen mit einem Anschluß auf l;asse und sind mit dem anderen
Anschluß gemeinsam über eine Zuleitung 15 an eine erste Stromquelle 16 angeschlossen,
die für die Kontrollampe 14 einen ausreichenden Strom zur Symbolbeleuchtung des
Tastschalters 12 liefert.
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Diese erste, schwächere Stromquelle 16 ist an die Plusleitung 17 des
Kraftfahrzeugbordnetzes angeschlossen. Eine zweite Stromquelle 18, die mit dem zum
Verbraucher 10 führenden Anschluß 19 des Schaltmittels 11 verbunden ist, ist ebenfalls
an die zum Tastschalter 12 führende Zuleitung 15 angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist derart, daß bei vorhandener
Spannung auf der Plus leitung 17 über die erste Stromquelle 16 und die Zuleitung
15 ein Strom durch die Kontrollampe 14 fließt, der bei einem Spannungsabfall von
ca. 2 V an der Kontrollampe 14 lediglich ein schwaches Glimmen hervorruft, durch
das bei Nacht der Tastschalter 12 bzw. das an ihm angebrachte Schaltsymbol schwach
beleuchtet wird. Wird der Tastschalter 12 nun kurzzeitig betätigt, so wird die Kontrollampe
14 überbrückt, die Spannung bricht zusammen und über eine vom Tastschalter 12 ausgehende
Verbindung 20 wird ein Schaltimpuls auf das Flipflop 13 gegeben. Das Flipflop 13
wird dadurch umgesteuert und das am Ausgang A des Flipflops 13 auftretende Steuersignal
schaltet über eine weitere Verbindung 21 das Schaltmittel 11 in den stromleitenden
Zustand um. Der Verbraucher 10 ist nun eingeschaltet und über den Anschluß 19 ist
nunmehr'auch die zweite Stromquelle 18 an Spannung gelegt. Die Kontrollampe 14 wird
nun durch die zweite Stromquelle 18 mit zusätzlichem Lampenstrom versorgt, so daß
sie hell aufleuchtet. Auf diese Weise wird der Schaltzustand des Schaltmittels 11
angezeigt.
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In Fig. 2 ist der Schaltungsaufbau des in Fig 1 dargestellten Prinzipschaltbildes
zur Schaltung von Nebelleuchten gezeigt. Dabei haben die aus Fig. 1 übernommenen
Teile die gleichen Bezugsziffern.
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Die an die Plusleitung 17 des Bordnetzes angeschlossene erste, schwächere
Stromquelle ist hier aus einem Spannungsteiler 16a mit den Widerständen 22 und 23
gebildet, an dessen Abgriff 24 die Zuleitung 15 des Tastschalters 12 angeschlossen
ist. Dabei ist der auf Masse schaltende Tastschalter 12 zu einem Zweig des Spannungsteilers
16a
parallel geschaltet, der durch den Widerstand 23 und eine dazu
in Reihe liegende Steuerstrecke eines npn-leitenden Steuertransistors 25 gebildet
ist. Die Schaltstrecke des Steuertransistors 25 ist an eine Impulsformerstufe 26
angeschlossen, deren Ausgang 27 über eine Impulsverteilerstufe 28 abwechselnd mit
dem Setzeingang S und Rücksetzeingang R des Flipflops 13 gekoppelt ist. Zur Vermeidung
von Fehlschaltungen sind die Impulsformerstufe 26 und die Stufen 28 und 13 an einen
Glättungskondensator 29 angeschlossen, der einerseits auf Masse liegt und andererseits
über eine Diode 30 mit der Plusleitung 17 verbunden ist. Die Impulsformerstufe 26
besteht im wesentlichen aus einem Spannungsteiler mit drei in Reihe liegenden Widerständen
31, 32, 33 und der Diode 34a. Der Abgriff 34 an der Diode 34a dieses Spannungsteilers
führt zum Kollektoranschluß des gegen Masse schaltenden Steuertransistors 25 und
der untere Abgriff 27 bildet'den zur Impulsverteilerstufe 28 führenden Ausgang der
Impulsformerstufe 26. Beide Abgriffe 34 und 27 sind über einen zum mittleren Widerstand
32 des Spannungsteilers parallel geschalteten Kondensator 35 in Reihe mit der Diode
34a miteinander verbunden. Der Ausgang A des Flipflops 13 ist über einen Widerstand
36 mit der Steuerstrecke eines npn-leitenden Schalttransistors 37 verbunden, dessen
Schaltstrecke emitterseitig auf Masse liegt und kollektorseitig mit der Erregerwicklung
11a des Schaltrelais 11 in Reihe geschaltet ist. Parallel zur Erregerwicklung lla
liegt ein Schutzwiderstand 38. Der Umschaltkontakt 11b des Relais 11 ist im dargestellten
Ausschaltzustand über eine Leitung 39 mit einem Steuereingang der Impulsverteilerstufe
28 verbunden, deren anderer Steuereingang über eine zweite Leitung 40 mit dem Arbeitskontakt
des Relais 11 verbunden ist. Ebenfalls mit dem Arbeitskontakt des Relais 11 ist
der Anschluß 19 verbunden, an dem zwei Nebellampen 10a als Verbraucher angeschlossen
sind. Die zweite, stärkere Stromquelle besteht hier aus einem Widerstand 18a, der
einerseits
mit dem Verbraucheranschluß 19 und andererseits mit der Zuleitung 15 des Tastschalters
12 und der dazu parallel liegenden Kontrollampe 14 verbunden ist.
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Im Folgenden soll die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung näher
erläutert werden. Bei eingeschalteter Spannung auf der Plus leitung 17 gelangt über
den Spannungsteiler 16a eine Spannung von etwa 2 V über die Zuleitung 15 des Tastschalters
12 zur Kontrollampe 14. Es fließt ein schwacher Strom zur Symbolbeleuchtung des
Tastschalters 12 durch die Kontrollampe 14. Außerdem wird über den Spannungsteiler
16a der Steuertransistor 25 in den stromleitenden Zustand durchgesteuert. Bei leitendem
Steuertransistor 25 fällt bei geladenem Glättungskondensator 29 die gesamte an ihm
anstehende Spannung am Widerstand 31 des Spannungsteilers in der Impulsformerstufe
26 ab. Der Ausgang 27 der Impulsformerstufe 26 liegt dadurch praktisch auf Nullpotential
der Ausgang A des Flipflops 13 liegt ebenfalls auf Null und folglich ist der daran
angeschlossene Schalttransistor 37 gesperrt.
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Das Relais befindet sich im dargestellten Ausschaltzustand. Das Pluspotential
auf der Leitung 17 gelangt über den Umschaltkontakt 11b und über die Leitung 39
zu einem der beiden Steuereingänge der Impulsverteilerstufe 28 und bereitet diese
auf die Abgabe eines Impulses auf den Setzeingang S des Flipflops 13 vor.
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Wird nun der Tastschalter 12 kurzzeitig betätigt, so wird die Steuerstrecke
des Steuertransistors 25 und der Widerstand 23 des Spannungsteilers 16a überbrückt.
Der Steuertransistor 25 wird dadurch gesperrt und über den Kondensator 35 gelangt
nunmehr ein Spannungsimpuls mit abfallender Flanke auf den Ausgang 27 der Impulsformerstufe
26, der über die vorbereitete Impulsverteilerstufe 28 auf
den Setzeingang
S des Flipflops 13 weitergegeben wird.
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Der Ausgang A des Flipflops 13 wird dadurch positiv und mit Steuerstrom
über den Widerstand 36 wird der Schalttransistor 37 in den stromleitenden Zustand
gesteuert.
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Das Relais 11 zieht nun an und die Nebellampen 10a werden über die
Anschlußklemme 19 und den Umschaltkontakt 11b des Relais 11 an die Spannung der
Plus leitung 17 geschaltet. Gleichzeitig gelangt über den Widerstand 18a ein zusätzlicher
Strom zur Kontrollampe 14 so daß diese nunmehr hell aufleuchtet. Außerdem wird das
Pluspotential am Anschluß 19 über die Leitung 40 zum zweiten Steuereingang der Impulsverteilerstufe
28 gegeben und diese für die Weitergabe eines weiteren Steuerimpulses auf den Rücksetzeingang
R des Flipflops 13 vorbereitet. Der Kondensator 35 kann sich nur über den Parallelwiderstand
32 entladen, da die Diode 34a sperrt. Bei Tasterprellung ergibt sich damit eine
Prellunterdrückung.
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Solange der Tastschalter 12 nicht betätigt wird, bleibt dieser Schaltzustand
erhalten, da der Steuertransistor 25 bei geöffnetem Tastschalter 12 stromleitend
ist und folglich den Ausgang 27 der Impulsformerstufe 26 gegen Masse schaltet. Durch
ein erneutes Betätigen des Tastschalters 12 werden die Nebellampen 10a nunmehr wieder
abgeschaltet, indem der Steuertransistor 25 kurzzeitig gesperrt wird und demzufolge
über den Kondensator 35 ein weiterer Impuls über den Ausgang 27 der Impulsformerstufe
26 zur Impulsverteilerstufe 28 gelangt, von wo er auf den Rücksetzeingang R des
Flipflops 13 weitergegeben wird. Am Flipflopausgang A erscheint nun ein O-Signal,
der Schalttransistor 37 wird gesperrt und das Relais 11 fällt in den dargestellten
Zustand zurück.
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Mit jeder erneuten Betätigung des Tastschalters 12 wird über das Flipflop
13 und den Schalttransistor 37 das Relais 11 abwechselnd ein- und ausgeschaltet.
Die Impulsverteilerstufe 28 fragt dabei über die Leitung 39 und 40 die Stellung
des Relais 11 ab und verhindert, daß das Flipflop 13 nicht bereits wieder angesteuert
wird, ehe das Relais 11 eine definierte Lage erreicht hat.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt,
da anstelle eines Relais 11 auch andere, elektrisch gesteuerte Schaltelemente wie
beispielsweise Transistoren, Thyristoren und dergleichen verwendet werden können.
Auch kann die Kontrollampe 14 durch andere, vorzugsweise optische Signalgeber wie
beispielsweise durch Leuchtdioden und dergleichen ersetzt werden. Wesentlich ist
jedoch, daß sowohl der Tastschalter 12 als auch die Symbol- und Zustandsanzeige
des Schalters über nur eine Zuleitung 15 anzuschließen ist. Auf diese Weise kann
man vorzugsweise bei Lenkstockschaltern in Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von Schaltfunktionen
durch eine geringe Zahl von schwachen Steuerleitungen realisieren.