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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen elektronischen Blinklichtgeber insbesondere
für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem astabilen Multivibrator mit zwei Transistoren,
einem Koppelkondensator und einem im Kollektorstromkreis des zweiten Transistors
liegenden Relais, dessen Arbeitskontakt mit einem Meßwiderstand im Blinklampenstromkreis
angeordnet ist, wobei der Blinklichtgeber beim Richtungsblinken den Ausfall einer
Blinklampe durch eine Blinkfrequenzänderung anzeigt.
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Ein derartiger elektronischer Blinklichtgeber ist bereits durch die
DE-AS 24 25 410 bekannt geworden, bei dem der zweite Transistor der astabilen Transistor-Kippschaltung
als Schaltstufe ausgebildet ist, wobei der Emitter diesesTransistors durch den Spannungsabfall
am Meßwiderstand vorgespannt ist und die Basis dieser Schaltstufe durch eine von
einem Spannungsteiler mit einem spannungsabhängigen Widerstand zwischen den Polen
der Versorgungsspannung abgeleitete Spannung gesteuert wird. Dieser bekannte Blinklichtgeber
benötigt den durch den Kaltstrom der Blinklampen am Meßwiderstand auftretenden Spannungsimpuls
zum Anschwingen. Der Kaltstrom, der ein Mehrfaches des Betriebsstromes betragen
kann, ist jedoch im lwauhen Betrieb eines Kraftfahrzeuges negativen Einflüssen aussetzt.
Die Innenwiderstände des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs nehmen erfahrungsgemäß
durch Alterung im Vergleich zu den Verhältnissen bei Neuwagen erheblich zu, wodurch
der durch den Kalt strom hervorgerufene Spannungsimpuls deutlich kleiner wird. Der
gleiche Effekt tritt auch durch die Verwendung neuerer Lampen mit kleinerem Kaltstrom
auf. Andererseits kann durch ungünstiges Zusammentreffen von Exemplarstreuungen
der Blinklichtgeberbauteile in der Serienfertigung ein größerer Spannungsimpuls
zum Anschwingen erforderlich sein. Bei der bekannten Blinklichtschaltung kann deshalb
eine merkliche Verringerung des Kaltstromes dazu führen,
daß die
Schaltung Uberhaupt nicht anschwingt, was sich besonders bei Ausfall einer Lampe
oder eines Teils der Lampen bemerkbar macht.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für
elektronische Blinklichtgeber aufzuzeigen, die unabhängig von den alterungsbedingten
Änderungen der Innenwiderstände des Bordnetzes, den Exemplarstreuungen der Lampen
sowie der Bauelemente der Schaltung des Blinklichtgebers ist und sich vorteilhaft
für eine Massenfertigung eignet.
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Die gestellte Aufgabe wird bei der durch den Oberbegriff des Hauptanspruchs
umschriebenen Gattung der elektronischen Blinklichtgeber durch die im Kennzeichen
des Hauptanspruchs angeführten Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung
sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der vom Spannungsabfall
am Meßwiderstand gesteuerte erste Transistor drei quasistabile Betriebszustände
einnimmt, die zu jeweils unterschiedlichen Schaltfrequenzen beim Normalblinken und
Störblinken führen. Ein besonderer Vorteil ist daripn zu sehen, daß diese Betriebszustände
unabhangig von den Innenwiderständen des Bordnetzes und in weiter Spanne unabhängig
von Temperatur- und- Spannungsänderungen sowie Feuchtigkeitseinflüssen sind. Bei
der Massenfertigung sind die Exemplar-und Toleranzstreuungen der Bauteile praktisch
ohne Einfluß.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden anschließend im einzelnen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild des elektronischen Blinklichtgebers
Fig.
2 die Anordnung der Blinklichtlampen mit Fahrtrichtungsschalter und Warnblinkschalter
und Fig. 3a bis 3c Einzelheiten für Zusatzbedingungen.
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Der Blinklichtgeber besteht im wesentlichen aus zwei Transistoren
T1 und T2 (Fig.1) des pnp-Typs, einem Kondensator C, einem Relais Rel mit einem
Arbeitskontakt rel, einem Meßwiderstand R1 sowie einigen weitereñ=Schaltelementen.
Zwei Blinklampen B1 sind über einen Blinkschalter BS an die Anschlußbuchsen 1 und
2 angeschlossen. Die Versorgungsspannung U3 liegt mit ihrem negativen Pol an der
Anschlußbuchse 1 und mit ihrem positiven Pol an der mit +12V bezeichneten Anschlußbuchse
3. Der Blinklampenstrom fließt im Betriebsfall von der positiven Anschlußbuchse
3 über die positive Versorgungsleitung 5, den Meßwiderstand R1, den Arbeitskontakt
rel, die Anschlußbuchse 2, den geschlossenen Blinkschalter BS und die Blinklampen
Bl zur negativen Anschlußbuchse 1. Für den Einsatz des Blinklichtgebers in Kraftfahrzeugen
werden zwei Gruppen von Blinklampen Blli und Blre über einen Fahrtrichtungsschalter
FS mit einer Mittelstellung "Aus", wie in Fig.2 dargestellt, an die Anschlußbuchsen
1 und 2 angeschlossen.
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Der Meßwiderstand R1 (Fig.1) besitzt einen an den Blinklampenstrom
angepaßten Widerstand in der Größenordnung von 0,05 , so daß bei einer Normalbelastung
durch beispielsweise zwei Blinklampen an ihm ein Spannungsabfall von etwa 0,2 Volt
auftritt. Der Arbeitskontakt rel des Relais Rel ist durch einen Widerstand R2 überbrückt,
der als Arbeitswiderstand nur dann vorgesehen werden sollte, wenn bei einem rauhen
Betrieb des Blinklichtgebers zwischen den Anschlußbuchsen 1 und 2 Nebenschlüsse
durch Verschmutzung oder Wasser auftreten können, um ein Anlaufen des Blinklichtgebers
zu verhindern.
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An den Spannungsteilerpunkt 9 des Blinklampenstromkreises zwischen
dem Meßwiderstand R1 und dem Arbeitskontakt rel sind der Emitter des ersten Transistors
T1 über einen relativ niederohmigen Emitterwiderstand R3 und der Emitter des zweiten
Transistors T2 direkt angeschlossen. Der Kollektor des ersten Transistors T1 ist
einerseits über einen Kollektorwiderstand R4 mit der negativen Versorgungsleitung
6 und andererseits über den Kondensator C mit der Basis des zweiten Transistors
T2 verbunden. Die Basis des ersten Transistors T1 liegt an einem Spannungsteiler
zwischen der positiven und negativen Versorgungsleitung 5 bzw. 6, wobei der Zweig
zur positiven Seite aus der Reihenschaltung eines verhältnismäßig niederohmigen
Widerstandes R5 mit einer Diode D in Durchlaßrichtung und der Zweig zur negativen
Seite'aus einem Abgleichwiderstand R6 gebildet ist.
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Neben dem erwähnten Rondensator C sind an die Basis des zweiten Transistors
T2 noch ein hochohmiger Widerstand R7 zum Spannungsteilerpunkt 10 des Blinklampenstromkreises
an der Anschlußbuchse 2 sowie ein Widerstand R8 zur positiven Versorgungsleitung
5 angeschlossen. Das Relais Rel liegt mit einem parallel geschalteten Dämpfungswiderstand
R9 im Kollektorstromkreis des zweiten Transistors T2.
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Für die Funktion des Blinklichtgebers lassen sich die statischen Zustände
Ruhe, Normalbetrieb, Störfall, Warnblinken unterscheiden: 1. Ruhezustand: Der Blinkschalter
BS für die Anschaltung der Blinklampen B1 ist offen, und an die Anschlußbuchsen
1 und 3 ist eine Versorgungsspannung U3 von z.B. 12 Vtlt angeschlossen. Der erste
Transistor T1 befindet sich im leitenden Zustand, weil wegen des fehlenden Blinklampenstromes
am Meßwiderstand R1 keine Spannung abfall, die Spannung am Meßpunkt 9 gleich der
Versorgungsspannung +12 Volt und die Basis durch den Spannungsteiler R5, Diode D
und
gegenüber dem Emitter ausreichend negativ gehalten ist.
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Der zweite Transistor T2 ist dagegen gesperrt, denn durch den Widerstand
R8 und die parallel dazu liegende Reihenschaltung der Widerstande R7, R2 und R1
liegen Basis und Emitter praktisch auf dem gleichen Potential von +12 V.
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Das Relais wird nicht erregt.
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2. Normal betrieb: a) Anfangszustand: In dem Auganblick, in dem der
Blinkschalter BS eingeschaltet wird, springt das Potential am Spannungsteilerpunkt
10 durch die im kalten Zustand sehr niederohmigen Blinklampen B1 fast auf Null Volt,
so daß die Spannung an der Basis des zweiten Transistors T2 über den Spannungsteiler
R7, R8 nach negativ verschoben und der zweite Transistor T2 leitend wird. Das Relais
Rel spricht an, und der Arbeitskontakt rel schließt.
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b) Ein-Zustand: Die Blinklampen B1 liegen an Spannung, und am Meßwiderstand
R1 erzeugt der Blinklampenstrom einen Spannungsabfall von etwa 0,2 Volt, so daß
an den Spannungsteilerpunkten 9 und 10 etwa +11,8 Volt auftreten. Diese Spannungsverschiebung
am Emitterwiderstand R3 ins Negative gegenüber der unveränderten Spannung an der
Basis vermindert den Kollektorstrom auf etwa 1 bis 20% von 1 0marx, wodurch die
Spannung am Kollektorwiderstand R4 stark negativ abgesenkt wird. Hierdurch wird
die Spannung an der Basis des zweiten Transistors T2 mittels des Kondensators C
ebenfalls nach negativ verschoben. Mit der durch die Kapazität des Kondensators
C und die Widerstände R4, R8 parallel R7, R1 bestimmten Zeitkonstante wird der Kondensator
C aufgeladen und die Spannung an der Basis des zweiten Transistors T2 gegen +12
Volt angehoben, bis der Kollektorstrom den Haltestrom des Relais Rel unterschreitet
und ds Relais abfällt.
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c) Aus-Zustand: Der Arbeitskontakt rel öffnet, die Blinklampen B1
erloschen und die Spannung am jpannungsteilerpunkt 9 springt wieder auf +1? Volt.
Der erste Transistor T1 wird wieder leitend, und die Spannung am Kollektor von
Transistor
T1 wird positiver, wodurch die Spannung an der Basis des zweiten Transistors T2
weiter nach positiv verlagert und der zweite Transistor T2 gesperrt gehalten wird,
obwohl die Spannung am Spannungsteilerpunkt 10 auf nahezu Null Volt abgesunken ist.
Der Kondensator C wird durch den Spannungsteiler, der aus den Widerständen R8, R,und
den Blinklampen B1 gebildet ist, und den Kollektorwiderstand R4 so weit entladen,
bis die Spannung an der Basis den Transistor T2 wieder in den leitenden Zustand
bringt. Das Relais Rel spricht wieder an und schaltet die Blinklampen B1 über den
Arbeitkontakt rel ein. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis der Blinkschalter BS
die Blinklampen abschaltet.
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3. Störfall: Es wird angenommen, daß eine der Blinklampen B1 ausgefallen
ist: Es kann nur noch der halbe Blinklampenstrom fließen mit der Folge, daß im Ein-Zustand
des Blinklampenstroms am Meßwiderstand R1 nur noch ein reduzierter Spannungsabfall
von etwa 0,1 Volt auftreten kann.
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Der Verstärkungsgrad der ersten Transistorstufe ist so bemessen, daß
in der Hell-Phase abhängig vom geforderten Verhältnis von Stör- zu Grundfrequenz
ein Kollektorstrom von etwa 30 bis 75% von Icmax fließt, wobei am Kollektorwiderstand
ein Spannungsabfall von etwa der halben Versorgungsspannung auftritt. Da sich unter
diesen Umständen der Kondensator C nicht mehr auf die wesentlich höhere Spannung
wie beim regulären Blinkbetrieb aufladen kann, wird das Ende der Aufladung schneller
erreicht und auf diese Weise die Blinkfrequenz erhöht.
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4. Warnblinken: Es sollen zum Warnblinken sämtliche vier Blinklampen
Blli und Blre gleichzeitig periodisch eingeschaltet werden. Zu diesem Zweck werden
die Blinklampen gemaß Fig.2 an die Anschlußbuchsen 1 und 2 angeschlossen und der
Warnblinkschalter WS betatigt. Der Blinklampenstrom nimmt dabei gegenüber dem regulären
Blinkbetrieb den doppelten
Wert an, und im vorliegenden Fall wird
am Meßwiderstand R1 ein Spannungsabfall von etwa 0,4 Volt auftreten. Der Arbeitspunkt
der ersten Verstärkerstufe ist so bemessen, daß bei einem Spannungsabfall von 0,4
Volt am Meßwiderstand R1 der erste Transistor T1 nahezu sperrt, womit dem Kondensator
C die Möglichkeit gegeben wird, sich noch höher aufzuladen, als dies beim regulären
Blinkbetrieb möglich ist. Die Folge ist, daß die Biinkfrequenz beim Warnblinken
etwas niedriger liegt als beim normalen Richtungsblinken.
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Mit den Schaltungszusätzen nach den Fig.3a bis 3c können spezielle
Schaltungseigenschaften erzielt werden. Es läßt sich z.B. das Hell-Dunkel-Verhältnis
mit einem Widerstand R10 in der Leitung zwischen Kondensator C und Kollektor des
Transistors T1 gemäß Fig.3a und in Verbindung mit einer parallel geschalteten Diode
D2 gemäß den Fig.3b und 3c in weiten Grenzen einstellen.
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Es wird betont, daß die angegebenen Spannungen nur beispielsweise
gelten. Die beschriebene Schaltung läßt sich ohne weiteres auch mit npn-Transistoren
auslegen.