DE3783594T2 - Verfahren und vorrichtung zur zeitgesteuerten enteisung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Sequentiell-Zeitgebersteuervorrichtungen, die üblicherweise beim sequentiellen Anlegen von elektrischem Strom an Lasten in einer Schaltung für gewünschte Zeitperioden Anwendung finden. Insbesondere betrifft diese Erfindung Festkörper-Folgesteuerungsvorrichtungen, wie sie zum sequentiellen Anlegen von elektrischem Strom über gewünschte Zeitperioden an elektrothermischen Enteisern verwendet werden, die bei der Vermeidung oder der Entfernung von Eisansatz auf Eis ansetzenden Flächen, wie z.B. Flugzeugtragflächen, Anwendung finden.
• Strukturen entweder zum Entfernen von Eisansatz von Flächen oder zum Verhindern von Eisansatz auf dafür anfälligen Flächen, wie solche, die mit Tragflächen, Schwanzflächen und Flugzeugstreben zusammenhängen, sind bekannt. Wenn derartige Vorrichtungen die Ansammlung von Eis verhindern, bezeichnet man die Vorrichtungen als Vereisungsschutzvorrichtungen.
• Wenn derartige Vorrichtungen in periodischen Abständen Eisansammlungen entfernen, bezeichnet man die Vorrichtungen häufig als Enteiser.
• Üblicherweise weisen Vereisungsschutzvorrichtungen zwei grundlegende Arten auf, wobei die eine die Einführung eines Fluids, das die Eigenschaft hat, Eisbildung zu unterdrücken, auf eine Fläche ist; und die zweite das Erwärmen einer Eis ansetzenden Fläche derart, daß eine kontinuierliche Flächentemperatur aufrechterhalten wird, die ausreichend hoch ist, um die Eisbildung an ihr zu verhindern. Bei den Enteisern fallen die Enteisungsverfahren üblicherweise in eine von drei Kategorien, die eine ist das Einführen eines Fluids unter die Eisansammlungen auf der Eis ansetzenden Fläche derart, daß die Bindung zwischen der Fläche und dem Eis geschwächt wird, wodurch die Kraft des Fluids, wie z.B. Luft, die sich über die Fläche bewegt, das Eis entfernen kann; die zweite besteht in dem periodischen Erwärmen der Fläche, um die Bindung zwischen der Fläche und dem Eis zu schwächen, so daß das Eis durch den Luftstrom entfernt werden kann; die dritte besteht in der periodischen Verformung der Eis ansetzenden Fläche durch Aufblasen, z.B. durch das Einsetzen eines pneumatischen Enteisers an ihr.
• Was thermische Einrichtungen zum Schützen vor Vereisung oder zum Enteisen von Eis ansetzenden Flächen anbelangt, so erfolgt die Erwärmung üblicherweise entweder durch die Verwendung von elektrothermischen Kissen, die über oder unmittelbar unter einer Eis ansetzenden Fläche angelegt werden oder durch die Einführung eines Fluids unter die Eis ansetzende Fläche, wie z.B. aus der Verdichterstufe einer Turbine abgeleitete Gase, dessen Temperatur ausreichend erhöht ist, um für eine gewünschte Vereisungsschutz- oder Enteisungsfunktion zu sorgen. Wo ein Schutz vor Vereisung erfolgen soll, wird üblicherweise jede dem Vereisungsschutz dienende Wärmequelle kontinuierlich betrieben. Daher werden zum Schutz vor Vereisungen verwendete elektrothermische Kissen generell während der Zeitperioden, während denen ein Vereisungsschutzvermögen erwünscht ist, generell kontinuierlich aktiviert.
• Im Gegensatz dazu werden die elektrothermischen Kissen mit Enteisungsfunktion üblicherweise intermittierend betrieben. Teilweise ist ein intermittierender Betrieb wünschenswert aufgrund des Gewichts und der Leistungsverbrauchseigenschaften der zum Betrieb von elektrothermischen Enteiserkissen erforderlichen elektrischen Generatorausrüstung. Wenn solche Kissen nur in zeitgesteuerten Perioden betrieben werden und der Betrieb derartiger Kissen sequentiell derart geordnet erfolgt, daß relativ wenige während einer bestimmten Zeitperiode betrieben werden, wird die Größe und der Leistungsverbrauch, der mit der für die Unterstützung des elektrothermischen Enteisens ausreichenden elektrischen Generatorausrüstung zusammenhängt, bedeutend verringert.
• Damit die elektrothermischen Enteiserkissen, jedes während einer gewünschten Zeitperiode, in sequentiell geordneter Weise betrieben werden können, ist es erforderlich geworden, mit den Enteiserkissen betriebsmäßig verbundene Folgezeitgeber und eine für den Betrieb der Enteiserkissen verwendete Stromquelle zu schaffen, die derart ausgestaltet ist, daß sie das korrekte Anlegen von elektrischem Strom an die elektrothermischen Kissen sequentiell ordnen. Üblicherweise weisen derartige Folgezeitgeber oder Zeitgebersteuerungsvorrichtungen eine elektromechanische Vorrichtung auf, die derart ausgestaltet ist, daß sie elektrischen Strom sequentiell über gewünschte Zeitperioden an verschiedene elektrothermische Enteiserkissen an Bord eines Flugzeugs anlegt. Bei dieser Verwendung stellen diese Enteiserkissen elektrische Lasten in einer Lastschaltung daß, die an einer elektrischen Stromquelle beginnt und an einem Punkt niedriger Referenzspannung endet, über den der elektrische Stromfluß nach Passieren durch die Lasten zu der elektrischen Stromquelle zurückkehrt.
• Bei elektromechanischen Zeitgebersteuerungsvorrichtungen fließt der zu einer bestimmten Last fließende Strom über Kontakte in der mechanischen Folgesteuerungsvorrichtung durch die Zeitgebersteuerungsvorrichtung. Die elektromechanische Folgesteuerungsvorrichtung oder die Zeitgebersteuerungsvorrichtung erfordert aufgrund des sie passierenden großen Stromflusses Kontakte mit einem relativ erhöhten Oberflächenbereich, die derart ausgestaltet sind, daß sie große, zu den Lasten durch die mechanische Folgesteuerung fließende elektrische Ströme übertragen können. Folglich erfordern diese elektromechanischen Folgesteuerungen üblicherweise starke elektrische Stellglieder, die derart ausgestaltet sind, daß sie Änderungen üblicherweise durch Rotieren der Kontakte in der elektromechanischen Folgesteuerung ausführen, was erforderlich ist, um die Reibungsinterferenzen zwischen den aneinander angreifenden Kontakten in der elektromechanischen Folgesteuerung zu überwinden. Durch das Vorhandensein dieser großen elektrischen Stellglieder für derartige elektromechanische Folgesteuerungen zusammen mit einer verhältnismäßig voluminösen physischen Ausgestaltung derartiger Folgesteuerungen durch das Vorhandensein relativ großer elektrisch leitfähiger Stromübertragungskontakte in der Folgesteuerung neigen derartige elektromechanischen Zeitgebersteuerungsvorrichtungen dazu, schwer zu sein. Da das Gewicht bei den meisten Flugzeugen von großer Bedeutung ist, ist es wünschenswert, das mit den Zeitgebersteuerungsvorrichtungen zusammenhängende Gewicht soweit wie möglich zu reduzieren.
• Gleichermaßen war bisher üblicherweise die Bewegung einer jeden elektromechanischen Folgesteuerung in derartigen Zeitgebersteuerungsvorrichtungen durch eine mechanische Uhr vorgegeben, die das elektrische Stellglied üblicherweise derart aktiviert, daß es die in der elektromechanischen Zeitgeberfolgesteuerung angeordneten Kontakte zu der nächsten Folgesteuerungsposition rotiert. Derartige Uhren neigten ebenfalls dazu, voluminös und verhältnismäßig schwer zu sein und daher könnte eine Zeitgebersteuerungsvorrichtung, bei der das für derartige Uhrmechanismen erforderliche Gewicht und Volumen wirksam reduziert ist, von wesentlichem Nutzen bei der Herstellung von Zeitgebersteuerungsvorrichtungen zur Verwendung bei Flugzeugenteisungssystemen sein.
• Bisher benötigten Zeitgebersteuerungsvorrichtungen einen oder mehrere Strommesser, um das Betriebspersonal eines Flugzeugs, in dem eine Zeitgebersteuerungsvorrichtung zur Steuerung von sequentiellen Enteisungsvorgängen mittels der Menge des zu einem bestimmten Enteiser fließenden elektrischen Stroms während Zeitfolgebetriebs zu informieren. Daher mußte das Flugzeugbedienpersonal notwendigerweise die Strommesser unter Beobachtung halten, um sicherzustellen, daß Störungen in einem oder mehreren Enteiserkissen nicht zu einer Störung der Enteiserfunktion führten. Die auf Strommesserablesungen basierende Beobachtung eines niedrigen oder eines besonders hohen elektrischen Stromflusses wäre für den Flugzeugbetreiber ein Anzeichen dafür gewesen, daß die Enteisungsfunktion hinsichtlich eines oder mehrerer Enteiserkissen nicht wie gewünscht war.
• Beim Betrieb eines Flugzeugs jedoch müssen Piloten eine Vielzahl von Aktivitäten erfüllen. Dementsprechend haben Systeme, die hinsichtlich unterschiedlicher Funktionen an Bord eines Flugzeugs eine Ja/Nein-Anzeige haben, an Popularität gewonnen. Insbesondere hinsichtlich Enteisern könnte eine Ja/Nein-Anzeige unter Verwendung von beispielsweise roten und grünen Lichtern von wesentlichem Nutzen bei der Herstellung von Enteisersystemen für Flugzeuge sein.
• Die EP-A-0 105 410 beschreibt eine Festkörper-Zeitgebersteuerungsvorrichtung für ein Enteisungssystem eines Flugzeugs, in dem jede Last oder Wärmewiderstand mit einem Schalter verbunden ist. Die parallelen Schaltungsabzweiger, die aufeinanderfolgend eine Last und einen Schalter aufweisen, bilden eine Parallelschaltung, die durch einen Meßwiderstand mit einer Stromquelle und einer begrenzten Leistungsquelle zur Impedanzmessung verbunden ist. Auf einer Multiplexbasis werden zwei Variablen, d.h. Spannung und Impedanz, unabhängig voneinander gemessen. Zum Messen der Impedanz ist ein Differenzverstärker vorgesehen, der an einem Eingang eine von dem Lastelement abgeleitete Spannung empfängt und an seinem anderen Eingang eine von der begrenzten Leistungsquelle abgeleitete Referenz-Spannung. Ein Festkörperschalter, z.B. ein Feldeffekttransistor, führt das Schalten zwischen Erwärmen und Impedanzmessung durch. In der Schaltung werden mikroelektronische Bauelemente verwendet.
• Die GB-A-1 167 578 offenbart eine Enteisungseinrichtung für ein Flugzeug, in der Erwärmungselemente mit Erwärmungsströmen auf zeitgestaffelter Basis versorgt werden. Jeder Erwärmungswiderstand ist in Reihe geschaltet mit einem Schaltelement und eine Meßschaltung ist in dem Leitungsnetz zum Speisen der Erwärmungswiderstände vorgesehen.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Festkörper-Zeitgebersteuerungsvorrichtung und ein Verfahren unter Verwendung einer Festkörper-Zeitgebersteuerungsvorrichtung zu schaffen, die zum sequentiellen Anlegen von elektrischem Strom an individuelle Lasten ausgestaltet sind, wodurch eine einfache und wirksame Steuerung der Ströme zu den individuellen Lasten geschaffen und die leichte Beobachtung der Richtigkeit der Betriebsbedingungen zugelassen wird.
• Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 9 gelöst.
• Die vorliegende Erfindung schafft eine Zeitgebersteuerungsvorrichtung zum zeitlich abgestimmten, wenn erwünscht, sequentiellen Anlegen von elektrischem Strom an eine oder mehrere individuelle Lasten. Die Zeitgebersteuerungsvorrichtung weist eine Lastschaltung auf, die derart ausgestaltet ist, daß sie elektrischen Strom von einer Quelle durch individuelle Lasten überträgt. In der Lastschaltung ist wenigstens eine mit jeder einzelnen Last in der Lastschaltung verbundene Festkörperschalteinrichtung, vorzugsweise ein Feldeffekttransistor, vorgesehen. Eine Steuerschaltung ist vorhanden, die derart ausgestaltet ist, daß sie das Anlegen von elektrischem Strom durch die Lastschaltung verursacht.
• Die Steuerschaltung weist eine Einrichtung auf, die zum Erkennen einer relativen Größe von zu einer bestimmten individuellen Last, während elektrischer Strom an sie angelegt ist, fließendem elektrischem Strom ausgestaltet ist und auch dafür, die ermittelte Größe mit einer gewünschten Größe zu vergleichen und weiterhin dafür, eine elektrische Anzeige zu liefern, die funktionell derart angeordnet ist, daß sie eine Beendigung des elektrischen Stroms zu der bestimmten individuellen Last initiiert, wenn die Größe des elektrischen Stromflusses, der der bestimmten individuellen Last zugehörig ist, in unerwünschter Weise von der gewünschten Größe abweicht. Weiterhin weist die Steuerschaltung eine Festkörper-Unterbrechereinrichtung mit einer Rücksetzeinrichtung auf, die derart ausgestaltet ist, daß sie einen elektrischen Stromfluß zu einer bestimmten individuellen Last auf die Initiierung der elektrischen Anzeige hin beendet. Die Zeitgebersteuerungsvorrichtung weist ferner eine Festkörper-Zeitgebereinrichtung innerhalb der Steuerschaltung auf, die derart ausgestaltet ist, daß sie die Festkörper-Schalteinrichtung derart aktiviert, daß der elektrische Strom sequentiell für eine gewünschte Zeitperiode an individuelle Lasten angelegt wird.
• Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Lastschaltung und die Steuerschaltung betriebsmäßig durch feste Leiter anstelle von Drahtlitzenleitern verbunden. Außerdem weist wenigstens eine der Schaltungen eine Spannungsstoß-Schutzeinrichtung da auf, wo in der Zeitgebersteuerungsvorrichtung Festkörperbauteile benutzt oder verwendet werden, die für von außen erzeugte Spannungsstöße anfällig sind, die jederzeit auftreten können, ob die Zeitgebersteuerungsvorrichtung In Betrieb ist oder nicht. In bevorzugten Ausführungsbeispielen können diese Schutzeinrichtungen entweder diese Übergänge begrenzen oder sie an die Last weitergeben.
• Die Erkennungseinrichtung enthält eine Einrichtung zum Einführen einer Spannungsdifferenz in die Lastschaltung, unabhängig von solchen Spannungsdifferenzen, die direkt durch das Passieren anderer Ströme durch ein Bauelement der Schaltung ohne die Last hervorgerufen werden, eine Verstärkereinrichtung, die derart ausgestaltet ist, daß sie auf diese Spannungsdifferenz hin reagiert und sie verstärkt, eine Vergleichseinrichtung, die derart ausgestaltet ist, daß sie die durch die Verstärkereinrichtung gelieferte verstärkte Spannungsdifferenz mit einer oberen Begrenzung dafür vergleicht, und daß sie die initiierende elektrische Anzeige der Unterbrechereinrichtung zuführt, während die verstärkte Spannungsdifferenz die obere Begrenzung übersteigt. Gleichermaßen enthält die Unterbrechereinrichtung einen Festkörper-Schaltleiter mit einer Sensorelektrode und ist derart ausgestaltet, daß sie aktivierende elektrische Signale von Sensorelektroden der Festkörper-Schalteinrichtung, die in der Zeitgebersteuerungsvorrichtungs-Lastschaltung verwendet wird, festhaltend abnimmt, und ist ferner derart ausgestaltet, daß sie durch das Anlegen der initiierenden elektrischen Anzeige, die der Sensorelektrode des Festkörper-Schaltleiters von der Erkennungseinrichtung zugeführt wird, aktivierbar ist, sowie eine Einrichtung zum Rücksetzen der Unterbrechereinrichtung.
• Bei der Zeitgebersteuerungsvorrichtung weist die Festkörper-Zeitgebereinrichtung einen Festkörper-Oszillatorzeitgeber und eine Festkörper-Folgesteuerung auf, wobei der Oszillatorzeitgeber derart ausgestaltet ist, daß er elektrische Zeitgebungssignale erzeugen kann und die Folgesteuerung betriebsmäßig geschaltet und derart ausgestaltet ist, daß sie auf die elektrischen Zeitgebungssignale hin reagiert und das Anlegen des elektrischen Stroms zu jeder Festkörper-Schalteinrichtung während gewünschter Zeitperioden sequentiell ordnet. Außerdem weist die Zeitgeber-Steuerungseinrichtung vorzugsweise eine Einrichtung zum Aktivieren der visuellen Anzeige des Betriebs status von entweder der Last- oder der Steuerschaltung auf. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist diese visuelle Anzeige ein sogenanntes Idiotenlicht.
• Bei weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen weist die Zeitgebersteuerungsvorrichtung eine Stromquelle erhöhter Spannung, vorzugsweise einen Gleichstrom- Gleichstromwandler, auf, der derart ausgestaltet und betriebsmäßig geschaltet ist, daß er einen gewünschten Stromfluß mit einer Spannung, die die der Lastschaltung zur Verfügung stehende Speisespannung übersteigt, sowie ein Paar Komparatoren. Einer der Komparatoren ist derart ausgestaltet und betriebsmäßig geschaltet, daß er die verstärkte Spannungsdifferenz mit einer oberen Spannungsbegrenzung vergleichen kann, und dort, wo die verstärkte Spannungsdifferenz die obere Spannungsbegrenzung übersteigt, ist der Komparator derart ausgestaltet und betriebsmäßig geschaltet, daß er ein visuelles Signal aktiviert. Der verbleibende Komparator ist derart ausgestaltet und betriebsmäßig geschaltet, daß er die verstärkte Spannungsdifferenz mit einer unteren Spannungsbegrenzung vergleichen kann, und dort, wo die verstärkte Spannungsdifferenz die untere Spannungsbegrenzung nicht übersteigt, ist dieser verbleibende Komparator derart ausgestaltet und betriebsmäßig geschaltet, daß er ein visuelles Signal liefert. Die Quelle des elektrischen Stroms erhöhter Spannung wird betriebsmäßig wenigstens einem der Komparatoren zugeführt.
• Vorzugsweise wird eine betriebsmäßige Verbindung zwischen den Komparatoren in der Zeitgebersteuerungsvorrichtung und anderen Funktionsvorrichtungen, wie z.B. der Unterbrechungseinrichtung oder den visuellen Signalen in der Zeitgebersteuerungsvorrichtung durch den Einsatz von optischen Kopplern erzielt.
• Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die individuellen Lasten in der Lastschaltung elektrothermische Enteiserkissen.
• Die obenerwähnten sowie andere Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden deutlicher in Zusammenhang mit einer Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zusammen mit den folgenden Zeichnungen, die einen Bestandteil der Beschreibung bilden.
• Figur 1 ist ein schematisches Schaltbild einer Zeitgebersteuerungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
• In bezug auf die Zeichnung zeigt Figur 1 eine Lastschaltung 10 zusammen mit einer Steuerschaltung 12, die eine Zeitgebersteuerungsvorrichtung 14 bilden, die derart ausgestaltet ist, daß sie übertragungsmäßig elektrischen Strom, der an einer (DC) Gleichspannungsquelle 16 zur Verfügung steht, an mehreren Lasten 18,18' anlegt und danach an einem Punkt geringer Referenzspannung 20, der in Figur 1 als Masse daßgestellt ist. Ein Verbindungsblock 22 trennt Teile der Lastschaltung 10' und Teile der Steuerschaltung 12', die an einem Flugzeug oder einer anderen Vorrichtung, die die Zeitgebersteuerungsvorrichtung 14 verwenden, verdrahtet sind, von verbleibenden Teilen der Schaltungen 10,12, die in einer Zeitgebersteuerungsvorrichtung 14 an Bord eines Flugzeugs enthalten sind. Bei dem höchst bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Zeitgebersteuerungsvorrichtung 14 ein Bordgerät mit zwei Schaltungen, wobei die Teile 10 der in der Zeitgebersteuerungsvorrichtung enthaltenen Lastschaltung auf einer sogenannten Leistungsplatte 24 angeordnet sind; Teile der in der Zeitgebersteuerungsvorrichtung 14 enthaltenen Steuerschaltung 12 sind auf einer sogenannten Steuerplatte 26 angeordnet. Diese Platten 24,26 können von jeder beliebigen geeigneten oder herkömmlichen Art sein, doch sind sie üblicherweise aus einem geeigneten Kunststoffmaterial geformt, auf dem Folienleiterbahnen und durchgehende Löcher vorgesehen sind, durch welche Bauelemente der Schaltungen 10,12 Positioniert und in elektrisch leitendem Verhältnis mit den Folien verbunden sind. Die Bildung von Schaltplatten und das betriebsmäßige Anbringen von Bauelementen daran bei der Herstellung elektronischer Vorrichtungen ist bekannt.
• Die sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zeitgebersteuerungsvorrichtung 14 angebrachte Lastschaltung 10,10' weist mehrere Abzweigbahnen 28,28' auf, die derart ausgestaltet sind, daß sie elektrischen Strom zu den Lasten 18,18' leiten. Jede Abzweigung 28,28' weist eine oder mehrere Festkörper-Schalteinrichtungen 30 auf; jede Festkörper-Schalteinrichtung 30 weist eine Sensorelektrode 32 auf. Mehrere Widerstände 34 sind vorgesehen und betriebsmäßig geschaltet, um unerwünschte Oszillationen der Festkörper-Schalteinrichtung 30 zu verhindern. Pull-down-Widerstände 36 sind vorgesehen und betriebsmäßig derart geschaltet, daß sie an den Sensorelektroden 32 verfügbare elektrische Signale im Lauf der Zeit abnehmen. Die Pull-down-Widerstände 36 sind insbesondere dafür vorgesehen, Signale von den Sensorelektroden 32 nach Abschalten der Lastschaltung 10 abzunehmen. Das Bemessen und die Auswahl von Pull- down-Widerständen zur Ausübung der Funktion der Widerstände 34,36 ist bei der Schaltungskonstruktion bekannt.
• Ein von Hand zu betätigender Stromunterbrecher 38 kann wahlweise in der Lastschaltung 10 vorhanden sein. Es sollte klar sein, daß der von Hand zu betätigende Stromunterbrecher 38 eine Sicherung oder ein geeigneter rücksetzbarer oder nichtrücksetzbarer Stromunterbrecher sein kann.
• Zwischen dem Verbindungsblock 22 und der Leistungsschaltplatte 24 sind elektrische Zwischenverbindungen 40,40',40" vorgesehen, die vorzugsweise mit und aus Festleitern im Unterschied zu Litzenleitern oder Folienleitern an Schaltplatten hergestellt sind.
• Während es sich bei einem vibrationsanfälligen Betrieb, wie üblicherweise bei mit Kolbenmotor versehenen Flugzeugen, herausgestellt hat, daß flexibler Litzendraht zur Herstellung solcher Verbindungen erwünscht ist und das feste Verbinder früh zu Sprödbruch neigen, hat sich bei der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung herausgestellt, daß feste Leiter, wie z.B. Volldraht oder Busse, in Verbindung mit Volldraht zur Herstellung der Verbindungen 40,40',40" verwendet werden können und eine recht zufriedenstellende Nutzdauer aufweisen. Überraschenderweise ist durch die Verwendung von festen Leitern bei der erfindungsgemäßen Zeitgebersteuerungsvorrichtung die Konstruktion vereinfacht und trägt zur Festigung der Vibrationsresistenz der Anordnung bei.
• In der Lastschaltung 10 ist ein Nebenwiderstand 42 vorhanden. Der Nebenwiderstand 42 ist derart ausgestaltet, daß er eine Spannungsdifferenz in der mit dem Nebenwiderstand verbundenen Lastschaltung induziert. Die mit dem Nebenwiderstand zusammenhängende Spannungsdifferenz ist separat und von jeder in der Lastschaltung 10 auftretenden Spannungsdifferenz aufgrund von elektrischem Stromfluß durch die Bauteilelemente der Lasten 18,18' getrennt und dem durch die Lastschaltung 10 fließenden elektrischen Strom angepaßt. Der Nebenwiderstand 42 sollte vorzugsweise aus einem Material bestehen, das einen Tieftemperaturwiderstandskoeffizienten aufweist, so daß er einen relativ konstanten Widerstandswert über einen breiten Temperaturbereich hat.
• Die Festkörper-Stromschalteinrichtung 30 kann eine beliebige geeignete oder herkömmliche Vorrichtung sein, die derart ausgestaltet ist, daß sie eine elektrische Bahn für das Leiten von elektrischem Strom durch die Schalteinrichtung 30 auf das Anlegen eines bestimmten elektrischen Signals hin, d.h. ein aktivierendes elektrisches Signal, zu den Sensorelektroden 32 errichtet. Derartige Vorrichtungen sind bei der Schaltungskonstruktion bekannt und können z.B. Feldeffekttransistoren (FET) sein. Vorzugsweise sind die Festkörper-Stromübertragungseinrichtungen 30 keine Latchvorrichtungen, d.h. die Einrichtungen 30 sind keine Stromübertragungseinrichtungen, die in einem Strom übertragenden oder einem leitenden Zustand verbleiben, nachdem das aktivierende elektrische Signal von den Sensorelektroden 32 entfernt worden ist.
• Die Steuerschaltung 12 weist ein Zeitgeber-Folgesteuerungsteil 50, ein Gleichstrom-Gleichstromwandlerteil 52, ein Komparatorteil 54 und ein Verriegelungsteil 56 auf.
• Das Verriegelungsteil 56 weist eine Unterbrechereinrichtung 58 auf. Die Unterbrechereinrichtung 58 wirkt derart, daß sie elektrischen Strom von den Sensorelektroden 32 der Festkörper-Stromübertragungseinrichtung 30 in dem Fall abnimmt, daß es gewünscht wird, daß der Stromfluß dadurch zum Schutz der Schaltung beendet werden sollte. Die Unterbrechereinrichtung 58 weist eine Festkörper-Stromschaltvorrichtung 60 mit einer Sensorelektrode 62 auf. Die Festkörper-Schaltvorrichtung 60 weist Strom leitende Elektroden 64,64' auf. Beim Anlegen eines initiierenden elektrischen Signals an die Sensorelektrode 62 wird die Schaltvorrichtung 60 leitend und leitet unter Verwendung der Elektroden 64,64' elektrischen Strom durch die Vorrichtung 60. In der Unterbrechereinrichtung wirkt ein Pull-down-Widerstand 66 derart, daß er initiierende elektrische Signale von den Sensorelektroden 62 abnimmt. Ein Kondensator 68 wirkt derart, daß er Rauschen an der Sensorelektrode 62 entkoppelt und ein zweiter Kondensator 69 wirkt derart, daß er eine Neigung der Schaltvorrichtung 60, sich aufgrund Überspannungsspitzen einzuschalten, unterdrückt. Die Elektrode 64 ist betriebsmäßig über die Dioden 70,70' geschaltet oder verbunden und der Widerstand 34 mit den Sensorelektroden 32 der Stromübertragungseinrichtung 30 in der Leistungsschaltung oder der Lastschaltung 10. Ein Paar optischer Koppler 72,72' wirkt derart, daß es elektrischen Strom zu den Sensorelektroden 32 der Stromübertragungseinrichtung 30 und zu der Elektrode 64 der Festkörper-Stromschaltvorrichtung 60 über die Dioden 70,70' leitet.
• Wenn die Unterbrechereinrichtung 58 durch das Anlegen des initiierenden elektrischen Stroms an die Sensorelektrode 62 "eingeschaltet" ist, wird die Vorrichtung 60 leitend und nimmt elektrische Signale von den Sensorelektroden 32 ab. Die von den Elektroden 32 abgezogenen elektrischen Signale gehen weiter über eine Diode 74 und eine Schalteinrichtung 86 zu einer niedrigen Referenzspannung, die Masse 20 in Figur 1.
• Die Gleichstromleistungsquelle 16 steht der Steuerschaltung 12 über einen Schalter 76 zur Verfügung. Ein Widerstand 78 wirkt derart, daß er eine Sicherung gegen übermäßigen Stromfluß durch Teile der Steuerschaltung 12 bildet. Die Gleichspannung ist an einem Widerstand 80 verfügbar. Der Widerstand 80 zusammen mit dem Widerstand 66 wirken derart, daß sie einen Spannungsteiler bilden. Ein optischer Koppler 82 wirkt derart, daß er dem Widerstand 80 reduzierte Spannung entnimmt und die reduzierte Spannung durch eine Diode 84 an der Sensorelektrode 62 anlegt, während der optische Koppler 82 "eingeschaltet" ist. Das Anlegen der Spannung an der Sensorelektrode 62 wirkt derart, daß die Schaltvorrichtung 60 eingeschaltet wird. Das Einschalten der Schalteinrichtung 60 unterbricht in effektiver Weise die Sensorelektroden 32, indem elektrische Signale von den Sensorelektroden 32 entfernt werden, um die von den Sensorelektroden 32 gesteuerten Vorrichtungen 30 auszuschalten. Ein Widerstand 77 zusammen mit einer Diode 79 wirkt derart, daß ein Stromfluß- oder Haltestromniveau erzeugt wird, das ausreicht, um zu gewährleisten, daß die Schaltvorrichtung "eingeklinkt" bleibt.
• Eine Festkörpervorrichtung 86 wie beispielsweise ein FET-Transistor mit einer Sensorelektrode 88 und Leitelektroden 89,89' ist derart ausgestaltet, daß sie ein zeitlich abgestimmtes elektrisches Signal an der Sensorelektrode 88 empfängt und eine Leitbahn unter Verwendung der Leitelektroden 89,89' derart errichtet, daß die Leitelektrode 64' mit der Masse 20 durch die Diode 74 betriebsmäßig verbunden wird. Ein Pull-down-Widerstand 90 ist derart ausgestaltet, daß er elektrische Spannung von der Sensorelektrode 88 abnimmt, während die Schaltung 12 im Ruhezustand ist.
• Das Gleichstrom-Gleichstromwandlerteil 52 kann von jeder beliebigen geeigneten oder herkömmlichen Art sein, wie beispielsweise Schaltregler, Sperrwandler, Vorwärtswandler, Offline-Schaltregler, Ab- und Aufwärtsregler, Gegentakt-Wandler oder Voll- oder Halbbrückenwandler. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Teil 52 eine Spannungsleiter aus mehreren logischen Invertern 92, die derart ausgestaltet sind, daß sie zwischen einem Hoch- und einem Niederspannungszustand alternieren und dadurch eine Rechteckwelle zusammen mit einer Leiter 94 aus Dioden 96 erzeugen, wobei die Schienen 97 der Leiter 94 durch Kondensatoren 98 unterbrochen sind.
• Das Gleichstrom-Gleichstromwandlerteil 52 erzeugt eine jede ihm zugeführte Spannung übersteigende Spannung. Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 ist durch eine Diode 99 eine Spannung von 28 Volt DC verfügbar. Die erhöhte Spannung ist für das Komparatorteil 54 über eine Diode 100 und einen FET-Transistor 101 mit einem Abtastanschlußbein 102 verfügbar. Ein Widerstand 103, eine Zener-Diode 104 und der FET-Transistor 101 wirken derart, daß sie einen Spannungsregler errichten, wodurch gewährleistet ist, daß an dem Gleichstrom-Gleichstromwandler konstante Spannung verfügbar ist.
• Ein oberer und ein unterer Spannungsparameter zum Betrieb der logischen Inverter 92 wird unter Verwendung einer Zener-Diode 105 erstellt. Diese Zener-Diode 105 führt ein Spannungssignal einer Sensorelektrode 106 einer Festkörper-Vorrichtung 107 zu, die derart ausgestaltet ist, daß sie für die logischen Inverter 92 eine Niederspannung erzeugt. Ein Widerstand 108 wirkt zusammen mit der Zener-Diode 105 und der Festkörper- Vorrichtung 107 derart, daß sie den logischen Invertern 92 eine im wesentlichen geregelte Niederreferenz-Spannung zuführen.
• Das Zeitgeber-Folgesteuerungsteil 50 weist einen programmierbaren Zeitgeber oder sogenannten Oszillator- Zeitgeber 110 und eine Festkörper-Folgesteuerung 112 auf. Festkörper-Oszillatorzeitgeber und Festkörper- Folgesteuerungen sind in der Elektronik bekannt.
• Bei dem Zeitgeber-Oszillator oder dem programmierbaren Zeitgeber 110 wirkt ein Paar Widerstände, nämlich ein Widerstand 114 und ein Potentiometer 116 mit einem Widerstand 118 und einem Kondensator 119 zur Schaffung externer Bauelemente zusammen, die dafür erforderlich sind, daß der Zeitgeber-Oszillator mit einer gewünschten Schnelligkeit oder Frequenz oszillieren kann. Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 hat der Widerstand 114 üblicherweise ungefähr 1000 kOhm und der Potentiometer 116 ungefähr 500 kohm, während der Widerstand 118 ungefähr 2000 kOhm aufweist. Der Kondensator 119 wird üblicherweise mit 0,001 pF ausgewählt. Der Zeitgeber- Oszillator 110 erzeugt ein Ausgangssignal, das der Folgesteuerung 112 über einen Anschlußstift 124 zur Verfügung steht. Dieses Signal steht ebenfalls dem Abtastanschlußbein 88 einer Festkörper-Vorrichtung 86 zur Verfügung. An dem Abtastanschlußbein 88 arbeitet das Zeitgebungsfunktionssignal derart, daß die Unterbrechereinrichtung durch Rücksetzen der Unterbrecherfestkörper-Vorrichtung 60 zurückgesetzt wird.
• Eine Diode 126 und ein Kondensator 128 wirken derart, daß sie für die Folgesteuerung 112 während kurzer Diskontinuitäten in der von der Quelle 16 her kommenden Gleichstromzufuhr Strom zurückhält. Ein Widerstand 129, ein Kondensator 137 und eine Diode 130 wirken derart, daß sie das Signal von dem Anschlußstift 124 differenzieren.
• Durch die manuelle Betätigung des Schalters 76 werden der Oszillator-Zeitgeber 110 und die Folgesteuerung 112 schrittweise durch die Betätigungszyklen der Last 18,18' geleitet.
• Die an dem Anschlußstift 124 des programmierbaren Zeitgebers oder Oszillatorzeitgebers 110 verfügbaren Signale sind differenziert und an einem Anschlußstift 132 der Folgesteuerung 112 verfügbar. Die an diesem Anschlußstift erhaltenen Signale wirken derart, daß der Ausgang der Folgesteuerung 112 zwischen einem Paar Anschlußstifte 134,136 wechselt. Diese Anschlußstifte 134,136 sind betriebsmäßig mit den Sensorelektroden 138,140 verbunden, die mit Festkörperschalteinrichtungen 142,142', üblicherweise FETs, verbunden sind. Die Festkörper-Schaltvorrichtungen 142,142' wirken derart, daß sie elektrischen Strom durch die optischen Kopplungsvorrichtungen 72,72' zu einer Festkörper-Schalteinrichtung 144 leiten. Die feste Schalteinrichtung 144 läßt den Strom von den Festkörper-Schaltvorrichtungen 142,142' durch, solange an einer Sensorelektrode 146 der Festkörper-Schalteinrichtung 144 Spannung verfügbar ist. Durch Verwendung einer Zener-Diode 150, die derart wirkt, daß eine Spannung an der Sensorelektrode 146 errichtet wird, wird eine Spannung an der Sensorelektrode 146 aufrechterhalten; durch diese Spannung kann die Steuerschaltung 50 wirken. Eine verbleibende elektrisch leitende, mit der Festkörper-Schaltvorrichtung 144 verbundene Elektrode 148' ist derart ausgestaltet, daß sie über die Elektrode 89 die Festkörperschalteinrichtung 86 mit der Einrichtung 142 betriebsmäßig verbindet. Widerstände 150,150' wirken derart, daß sie den Stromfluß durch die optischen Koppler 72,72' begrenzen.
• In dem Komparatorteil 54 ist ein Verstärker 152 mit High- 154 und Low-Anschlußbeinen 154' vorgesehen, der betriebsmäßig mit den Betriebs- oder Lastschaltungen 10 derart geschaltet ist, daß die durch den Nebenwiderstand 42 erzeugte Spannungsdifferenz über den Verstärker 152 verfügbar ist. Ein Paar Widerstände 155,156 sind betriebsmäßig mit dem Verstärker 152 derart geschaltet, daß sie eine Verstärkungsfunktion für den Verstärker ausüben. Der Spannungsverstärker 152 ist derart ausgestaltet, daß er ein Mehrfaches der durch den Nebenwiderstand 42 an einer Elektrode 158 des Spannungsverstärkers 152 erzeugten Spannungsdifferenz liefert. Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 ist der Spannungsverstärker eine integrierte Schaltung LM1245J oder ein Äquivalent, die eine durch die umsichtige Auswahl der Widerstände 155,156 einstellbare Multiplikation schafft. Wenn die durch den Nebenwiderstand 42 erzeugte Spannungsdifferenz nicht vorher meßbar ist, wird sie dadurch meßbar. "Meßbar" bedeutet, daß sie bei der Steuerung der Steuerschaltung 12 verwendet werden kann.
• Ein Komparator 160 mit High- 162 und Low-Anschlußbeinen 162' und einer Ausgangselektrode 164 ist vorgesehen. Die an der Elektrode 158 verfügbare multiplizierte Spannungsdifferenz ist an der Elektrode 162' verfügbar. Ein durch Widerstände 166,168 gebildeter Spannungsteiler ist zum Reduzieren der von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 52 über die Festkörper-Regelvorrichtung 101 verfügbaren Spannung vorgesehen, und die geteilte Spannung ist an der Elektrode 162 des Komparators 160 verfügbar. Wo die an der Elektrode 162' verfügbare multiplizierte Spannungsdifferenz die reduzierte erhöhte Spannung, die von dem Spannungsteiler zwischen den Widerständen 166,168 an der Elektrode 162 verfügbar ist, übersteigt, ist der Komparator derart ausgestaltet, daß er an der Elektrode 164 ein initiierendes elektrisches Signal liefert.
• Dieses initiierende elektrische Signal 164 ist an dem optischen Koppler 82 verfügbar. Ein Widerstand 170 wirkt derart, daß er die Komparatorschaltung 54 gegen übermäßigen Stromfluß schützt. Wenn das initiierende elektrische Signal an dem optischen Koppler 82 verfügbar ist, erzeugt der elektrische Koppler 82 ein elektrisches Signal, das an der Sensorelektrode 82 der Festkörper-Schalteinrichtung 60 in dem Verriegelungsteil 58 verfügbar ist. Die Aktivierung der Festkörpereinrichtung 60 unterbricht effektiv den elektrischen Stromfluß in der Lastschaltung 10 durch das Abnehmen von aktivierenden elektrischen Signalen von den Sensorelektroden 32 der elektrischen Stromschalteinrichtung 30.
• Ein Paar zusätzlicher Komparatoren 172,174 ist in dem Komparatorteil 54 vorgesehen. Die an der Elektrode 158 verfügbare multiplizierte Spannungsdifferenz wird sowohl an einer High-Elektrode 176 des Komparators 172 als auch einer Low-Elektrode 178 des Komparators 174 verfügbar gemacht. Eine Elektrode 180 des Komparators 172 ist derart ausgestaltet, daß sie eine Spannung aufnimmt, die an einem Potentiometer 182 verfügbar ist, der derart ausgestaltet ist, daß er elektrischen Strom einer durch eine Zener-Diode 183 errichteten Spannung aufnimmt. Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 beträgt diese Spannung ungefähr 6,4 Volt oder weniger. Wenn die an der High-Elektrode 176 des Komparators 172 verfügbare Spannung die an der Low-Elektrode 180 des Komparators 172 verfügbare Spannung übersteigt, liefert der Komparator ein aktivierendes elektrisches Signal an einer Elektrode 184.
• An einem Potentiometer 186 ist ein zusätzliches Signal reduzierter Spannung verfügbar, das betriebsmäßig mit einer High-Elektrode 188 des Komparators 174 verbunden ist. Wenn die Spannung an der High-Seite des Komparators 174 nicht von der an der Elektrode 178 verfügbaren Spannung überstiegen wird, macht der Komparator 174 ein aktivierendes elektrisches Signal an einer Elektrode 198 verfügbar. Die Elektroden 184,198 sind durch Dioden 192,193 betriebsmäßig verbunden und an einem Leuchtdioden-(LED-)Teil eines optischen Kopplers 195 verfügbar. Ein Widerstand 196 wirkt derart, daß er die Komparatorschaltung 54 vor übermäßigem Stromfluß schützt. Die Komparatoren 172,174 wirken derart, daß sie obere und untere Spannungsbegrenzungen, zwischen denen die verstärkte Spannungsdifferenz liegen muß, errichten. Wo die an der Elektrode 158 verfügbare verstärkte Spannungsdifferenz nicht zwischen den von den Komparatoren 172,174 errichteten Spannungsbegrenzungen liegt, wird die optische Kopplungsvorrichtung 195 aktiviert. Die von dem Gleichstrom-Gleichstromwandler 94 über die Festkörper-Regeleinrichtung 101 zur Verfügung gestellte erhöhte Spannung wird ebenfalls durch die Verwendung eines Widerstands 200 an den Detektorseiten der optischen Koppler 72,72' verfügbar und wird dadurch an den Sensorelektroden 32 derart verfügbar gemacht, daß die Ausgangsfestkörper-Schalteinrichtung 30 sich "einschaltet".
• Eine Festkörper-Stromschalteinrichtung 202 ist vorgesehen, die eine Sensorelektrode 204 aufweist, die betriebsmäßig zum Empfang elektrischen Stroms von der Gleichstromquelle 16 über einen Pull-up-Widerstand 206 und einen Widerstand 78 ausgestaltet ist. Die an der Sensorelektrode 204 empfangene Spannung aktiviert die Festkörper-Schalteinrichtung 202 derart, daß sie elektrischen Strom von der Gleichstromquelle 16 durch die Stromschalteinrichtung 202 und eine Diode 208 zu einer Niederspannungsreferenz, Masse 20, über Elektroden 89,89' einer Festkörper-Schaltvorrichtung 86 und einer Diode 74 leitet.
• Ein optisches oder visuelles Anzeigeelement, bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 ein grünes Licht 210, ist zwischen der Gleichstromquelle 16 und der Festkörper-Schalteinrichtung 202 vorgesehen, so daß das Leiten von elektrischem Strom durch die Festkörper- Schalteinrichtung 202 das grüne visuelle Anzeigeelement 210 aktiviert.
• Durch das Aktivieren des optischen Kopplers 195 wird an den Sensorelektroden 212,214 eines jeweiligen Paars Festkörper-Schalteinrichtungen 216,218 elektrischer Strom verfügbar gemacht. Die Festkörper-Schalteinrichtung 216 ist derart ausgestaltet, daß sie elektrische Signale von einer Sensorelektrode 204 der Festkörper-Schalteinrichtung 202 abnimmt und dadurch einen Fluß von elektrischem Strom durch das grüne visuelle Anzeigeelement 210 beendet. Die Festkörper-Schalteinrichtung 218 ist derart ausgestaltet, daß sie elektrischen Strom von der Gleichspannungsquelle 16 durch die Festkörper-Schalteinrichtung 218, die Diode 208, die Elektroden 89,89' der Festkörper-Schalteinrichtung 86 und die Diode 74 zu der Masse 20 leitet. Ein rotes visuelles Anzeigeelement oder optisches Anzeigeelement 220 ist zwischen der Gleichstromquelle 16 und der Festkörper-Schalteinrichtung 218 angeordnet und wird aktiviert, wenn elektrischer Strom hindurch zu der Masse 20 geleitet wird.
• Dynamischer Übergangsschutz erfolgt durch die Verwendung von Zener-Dioden 230,231 für die Festkörper-Vorrichtungen 72,72'. Überspannungsclipper 232,233 und 234 sorgen in verschiedenen Bereichen der Schaltung 14 in bekannter Weise für Übergangsclipfähigkeit. Die Übergangsclipeinrichtungen 232-234 sind derart ausgestaltet, daß sie Bauelemente der Schaltungen 10,12 schützen, ungeachtet dessen, daß bestimmte dieser Bauelemente für geringere Spannungen als Übergangs spitzen bemessen sind, von denen gewöhnlich angenommen wird, daß sie potentiell in den Schaltungen 10,12 vorhanden sind.
• Dioden 236,236' werden mit Zener-Dioden 238,238' gepaart, um in der Hauptstromleitung vorhandene Überspannungen an die Lasten 18,18', wie es erforderlich ist, weiterzugeben, indem ein ausreichendes elektrisches Signal an die Sensorelektroden 32 angelegt wird, um wenigstens teilweise Leitfähigkeit durch die Festkörpervorrichtungen 30 herzustellen, bis das Passieren der Überspannung durch die Zener-Dioden 230,231 über die Festkörper-Vorrichtungen 72,72' derart wirken kann, daß das aktivierende elektrische Signal an den Sensorelektroden 32 angelegt wird.
• Im Betrieb wird die Zeitgeber-Steuerungsvorrichtung 14 durch die Initiierung von elektrischem Stromfluß dorthindurch durch das Schließen des Schalters 76 aktiviert. Der Oszillator-Zeitgeber 110 wird dadurch aktiviert, der Zeitfolgesteuerung 112 Zeitgebersignale zuzuführen. Die Zeitfolgesteuerung 112 legt abwechselnd aktivierende elektrische Signale an die Festkörper- Schalteinrichtung 142,142' an und dadurch durch die optischen Koppler 72,72', die abwechselnd Sätze der Stromschalteinrichtung 30 durch Anlegen des aktivierenden elektrischen Signals an ihre Sensorelektrode 32 aktivieren.
• Daraufhin setzt der elektrische Stromfluß durch die stromübertragende Festkörpereinrichtung 30 zu den Lasten 18,18' von der Gleichspannungsquelle 16 ein und wechselt zwischen den Lasten 18,18', abhängig davon, ob aktivierende elektrische Signale an der Elektrode 134 oder 136 verfügbar sind. Durch den Betrieb der Lastschaltung 10 und des Nebenwiderstands 42 entsteht eine Spannungsdifferenz. Diese Spannungsdifferenz wird an dem Verstärker 152 erkannt, verstärkt und die verstärkte Spannungsdifferenz wird den Komparatoren 160,172,174 zur Verfügung gestellt. Der Komparator 160 bestimmt, ob die verstärkte Spannungsdifferenz eine obere Begrenzung übersteigt, eine Anzeige eines Kurzschlusses in einer der Lasten 118,118', und wenn die verstärkte Spannungsdifferenz die obere Begrenzung übersteigt, wird der optische Koppler 82 aktiviert, an die Sensorelektrode 62 der Stromschalteinrichtung 60 in dem Verriegelungsbereich 58 ein initiierendes elektrisches Signal anzulegen. Die Aktivierung der Festkörper- Schalteinrichtung 60 unterbricht die Lastschaltung 10, so daß sie sich in ausgeschaltetem Zustand befindet, indem sie elektrischen Strom von den Sensorelektroden 32 abnimmt.
• Wo die verstärkte Spannungsdifferenz zwischen einer oberen Spannungsbegrenzung an dem Komparator 172 und einer unteren Spannungsbegrenzung an dem Komparator 174 liegt, ist das grüne visuelle Anzeigeelement 210 unter Verwendung der Festkörper-Schalteinrichtung 202 beleuchtet. Wenn die oberen oder die unteren Strombegrenzungen überschritten werden, wird das rote visuelle Anzeigeelement 220 durch die Festkörper-Stromschalteinrichtung 218 aktiviert. Die Stromschalteinrichtung 216 unterbricht die Stromschalteinrichtung 202 derart, daß das grüne visuelle Anzeigelement 210 abgeschaltet wird.
• Der Gleichstrom-Gleichstromwandlerteil 52 liefert elektrischen Strom erhöhter Spannung zur Verwendung durch den Verstärker 152, die Komparatoren 160,172,174 und zur Aktivierung der Stromübertragungseinrichtung 30. Der Festkörperschalter 144 dient dazu, elektrischen Stromfluß durch die optischen Kopplungsvorrichtungen 72,72' praktisch sofort zu verhindern, wenn die Schaltung 50 durch das öffnen des Schalters 76 deaktiviert wird.
• Obwohl vier Stromübertragungseinrichtungen 30 zum Anlegen von elektrischem Strom an jede Last 18,18' dargestellt sind, können auch, abhängig von der Abmessung und der Auswahl von sowohl der Lasten 18,18' als auch der Stromübertragungseinrichtungen 30, weniger oder mehr als vier erforderlich sein. Das heißt, der bestimmte, zu der Last geleitete Strom (Ampere) kann eine bestimmende Auswirkung auf die Anzahl der Stromübertragungseinrichtungen 30 haben, die erforderlich sind, die Erfindung zu bewirken und durchzuführen.
• Es sollte klar sein, daß die Zeitfolgesteuerung derart ausgestaltet sein kann, daß sie, obwohl sie in Figur 1 so daßgestellt ist, daß sie die zeitliche Abfolge zwischen zwei Lasten 18,18' bestimmt, die Zeitabfolge unter einer größeren Anzahl von Lasten in gleicher oder ähnlicher Weise bestimmen kann.
• In der Schaltung von Figur 1 sind die Stromschalteinrichtungen 142,142',144,202,216,218,86 und 101 üblicherweise IRFD120 FET-Transistoren oder ähnliches. Üblicherweise ist die Spannungsregeleinrichtung 107 ein PNP- Transistor. Die Komparatoren 160,172,174 und der Verstärker 152 kann jeder geeigneten oder herkömmlichen Art sein und üblicherweise sind es LM124J Betriebsverstärker oder ähnliches. Die Stromschalteinrichtung 60 ist üblicherweise ein sogenannter Silizium-Steuer- Gleichrichter (SCR).
• Es sollte klar sein, daß verschiedene Varianten der Zeitgebersteuerungsvorrichtuntg der vorliegenden Erfindung möglich sind, ohne von dem Geist und dem Rahmen der folgenden Ansprüche abzuweichen. Insbesondere, doch nicht in einschränkender Weise, kann die Stromübertragungseinrichtung 30 so ausgestaltet sein, daß sie elektrischen Strom an eine mit einem elektromechanischen (nicht daßgestellten) Relais verbundene Spule legt, wobei das elektromechanische Relais derart ausgestaltet ist, daß es elektrischen Strom zwischen einer Gleichspannungsquelle 16 und Lasten 18,18' leitet.

Claims (16)

1. Festkörper-Zeitgebersteuerungsvorrichtung (14) zum zeitgesteuerten, sequentiellen Anlegen von elektrischem Strom an wenigstens eine individuelle Last, mit:

a) einer Lastschaltung (10,10'), die zum Anlegen elektrischen Stromes von einer Quelle (16) elektrischen Potentials an einzelne individuelle Lasten (18,18') ausgebildet ist, und die zwischen der Quelle und den einzelnen individuellen Lasten eine von den individuellen Lasten getrennte Widerstandseinrichtung (42) aufweist, die zum Einbringen einer dem Stromfluß durch die Lasten proportionalen, meßbaren Spannungsdifferenz ausgebildet ist; und

b) einer zum Erzeugen elektrischer Aktivierungssignale ausgebildeten Steuerschaltung (l2), die betriebsmäßig derart geschaltet ist, daß sie dadurch das sequentielle Anlegen elektrischen Stromes für die gewünschten Zeitperioden über die Lastschaltung an die in der Lastschaltung enthaltenen einzelnen individuellen Lasten bewirkt;

c) wenigstens einer elektrischen Festkörper-Stromschalteinrichtung (30), die eine Sensorelektrode (32) aufweist und in der Lastschaltung mit jeder der einzelnen individuellen Lasten geschaltet ist, wobei jede der Festkörper-Schalteinrichtungen betriebsmäßig mit der Steuerschaltung (12) zur Aktivierung durch das Anlegen eines elektrischen Aktivierungssignals an ihre Sensorelektrode geschaltet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (12) aufweist:

d) einen Festkörper-Verstärker (152) und einen betriebsmäßig damit verbundenen Festkörper-Komparator (160),

wobei der Festkörper-Verstärker (152) zum Liefern einer Verstärkung der Spannungsdifferenz ausgebildet ist und der Festkörper-Komparator (160) zum Vergleichen der verstärkten Spannungsdifferenz mit einem vorbestimmten Wert und, wenn diese verstärkte Spannungsdifferenz den vorbestimmten Wert übersteigt, zum Liefern einer initiierenden elektrischen Anzeige (164) ausgebildet ist;

e) eine Festkörper-Unterbrechereinrichtung (58), die in der Steuerschaltung (12) enthalten ist und betriebsmäßig mit der Lastschaltungs-Festkörper-Schalteinrichtung (30) verbunden ist und zum Beenden des Fließens von elektrischem Strom zu einer einzelnen individuellen Last (18,18') auf die initiierende elektrische Anzeige hin ausgebildet ist, wobei die Unterbrechereinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie die elektrischen Aktivierungssignale aus der Festkörper- Schalteinrichtung in der Lastschaltung zum Beenden des elektrischen Flusses durch diese ableitet;

f) eine Rücksetzeinrichtung (86), die in der Steuerschaltung (12) enthalten ist und die derart ausgebildet und geschaltet ist, daß sie die Unterbrechereinrichtung (58) zum Beenden des elektrischen Stromflusses durch diese deaktiviert;

g) einen Festkörper-Oszillatorzeitgeber (110), zusammen und in betriebsmäßiger Verbindung mit einer Festkörper-Folgesteuerung (112), die beide in der Steuerschaltung (12) enthalten sind, wobei der Zeitgeber zum Liefern elektrischer Zeitsteuerungssignale an die Folgesteuerung in von dem Oszillatorzeitgeber bestimmten gewünschten Intervallen ausgebildet ist und die Folgesteuerung zum Empfang der elektrischen Zeitsteuerungssignale des Oszillatorzeitgebers ausgebildet ist und derart ausgebildet und betriebsmäßig geschaltet ist, daß sie daraufhin die elektrischen Aktivierungssignale initiiert, welche sequentiell elektrischen Strom durch die Festkörper-Schalteinrichtung (30) in der Lastschaltung (10,10') an die einzelnen individuellen Lasten (18,18') innerhalb der Lastschaltung legen; und

h) wobei der Oszillatorzeitgeber (110) ferner zum Liefern weiterer elektrischer Signale an die Rücksetzeinrichtung ausgebildet und betriebsmäßig geschaltet ist.

2. Zeitgebersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer optischen Kopplungseinrichtung (82), die derart ausgebildet und geschaltet ist, daß sie durch die initiierende elektrische Anzeige des Komparators (160) aktiviert wird und die initiierende elektrische Anzeige an die Unterbrechereinrichtung (58) legt.

3. Zeitgebersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Stromquelle (52) erhöhter Spannung, die derart ausgebildet und geschaltet ist, daß sie einen gewünschten Stromfluß mit einer Spannung liefert, welche eine für die Lastschaltung (10) zur Verfügung stehende Versorgungsspannung übersteigt, zusammen mit zwei Komparatoren (172, 174), von denen einer der Komparatoren derart ausgebildet und betriebsmäßig geschaltet ist, daß er die verstärkte Spannungsdifferenz mit einem oberen Spannungswert vergleicht, und derart ausgebildet und betriebsmäßig geschaltet ist, daß er, wenn die verstärkte Spannungsdifferenz den oberen Spannungswert übersteigt, ein visuelles Signal aktiviert, wobei der andere Komparator derart ausgebildet und betriebsmäßig geschaltet ist, daß er die verstärkte Spannungsdifferenz mit einem unteren Spannungswert vergleicht, und derart ausgebildet und betriebsmäßig geschaltet ist, daß er, wenn die multiplizierte Spannungsdifferenz die untere Spannungsgrenze nicht überschreitet, ein visuelles Signal liefert, wobei die elektrische Stromquelle (52) erhöhter Spannung zum Liefern von elektrischem Strom mit hoher Spannung an wenigstens einen der Komparatoren (172, 174) ausgebildet ist.

4. Zeitgebersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit einem optischen Koppler (195), der derart ausgebildet und betriebsmäßig geschaltet ist, daß er durch einen elektrischen Ausgangs strom von wenigstens einem der beiden Komparatoren (172,174) aktiviert wird, und der ferner derart ausgebildet und betriebsmäßig geschaltet ist, daß er ein elektrisches Ausgangssignal zum Aktivieren der visuellen Anzeigevorrichtung (210, 220) erzeugt.

5. Zeitgebersteuerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1-4, ferner mit wenigstens einer dynamischen Übergangsverarbeitungseinrichtung oder einem Übergangsbegrenzer, der zum Dämpfen der Spannungsübergänge in wenigstens einer Schaltung, der Steuerschaltung oder der Lastschaltung, ausgebildet und betriebsmäßig geschaltet ist.

6. Zeitgebersteuerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1-5, wobei die Lastschaltung (10,10') und die Steuerschaltung (12) miteinander durch Verwendung fester Stromleiter betriebsmäßig verbunden sind.

7. Zeitgebersteuerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1-6, wobei die Stromquelle (52) erhöhter Spannung ein Gleichstrom-Gleichstromwandler ist.

8. Zeitgebersteuerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1-7, wobei die individuellen Lasten (18,18') elektrothermische Enteiser sind.

9. Verfahren, das eine Festkörper-Zeitgebersteuerungsvorrichtung (14) verwendet, die zum sequentiellen Anlegen von elektrischem Strom an individuelle Lasten (18,18') ausgebildet ist, wobei die individuellen Lasten in einer Lastschaltung (10,10') enthalten sind, die zum Anlegen elektrischen Stromes von einer elektrischen Potentialquelle (16) durch die individuellen Lasten an einen Punkt mit geringer Referenzspannung (20) ausgebildet ist, und die daßin eine Widerstandseinrichtung (42) zum Einbringen einer von den individuellen Lasten unabhängigen Spannungsdifferenz zwischen der Quelle und den individuellen Lasten aufweist, und ferner mit einer Steuerschaltung (12), die derart ausgebildet ist, daß sie das Anlegen von elektrischem Strom durch die Lastschaltung über gewünschte Zeitperioden sequentiell an in der Lastschaltung enthaltene individuelle Lasten bewirkt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Verwenden einer in der Lastschaltung (10,10') enthaltenen elektrischen Festkörper-Stromschalteinrichtung (30) in der Lastschaltung (10,10'), Übertragen von elektrischem Strom auf individuelle Lasten (18,18') und Aktivieren der Festkörper-Stromschalteinrichtung (30) durch Anlegen einer elektrischen Aktivierungsanzeige an eine Sensorelektrode (32) derselben;

b) Vergleichen eines Signals in der Steuerschaltung (12), das die Spannungsdifferenz zu einer vorbestimmten Spannung repräsentiert, und, wenn die vorbestimmte Spannung von dem die Spannungsdifferenz repräsentierenden Signal überstiegen wird, Liefern einer initiierenden elektrischen Anzeige;

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

c) Verwenden einer Festkörper-Unterbrechereinrichtung (58) in der Steuerschaltung (12), Ableiten der elektrischen Aktivierungsanzeige von der Festkörper-Schalteinrichtung (30) in der Lastschaltung, um den elektrischen Fluß durch diese durch Aktivieren der Festkörper-Schalteinrichtung zu beenden, um den Laststrom in Reaktion auf die initiierende elektrische Anzeige (164) zu unterbrechen;

d) Liefern, in der Steuerschaltung (12), elektrischer Zeitsteuerungssignale von einem Festkörper-Zeitgeberoszillator (110) und Verwenden einer auf die elektrischen Zeitsteuerungssignale reagierenden Festkörper- Folgesteuerung (112), Bewirken eines sequentiellen Anlegens des elektrischen Stroms durch die Festkörper-Schalteinrichtung (30) in der Lastschaltung an die individuellen Lasten in Reaktion auf die elektrischen Zeitsteuerungssignale;

e) periodisches Rücksetzen der Unterbrechereinrichtung (58) durch das Ausgangssignal des Zeitgeberoszillators (110).

10. Verfahren nach Anspruch 9, mit dem Schritt des optischen Koppelns (82) der Quelle der initiierenden elektrischen Anzeige, um eine optisch übertragene initiierende elektrische Anzeige an die Unterbrechereinrichtung (58) zu liefern.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 9 oder 10, mit den folgenden Schritten: a) Vergleichen eines die Spannungsdifferenz repräsentierenden Signals mit einer oberen Spannungsgrenze und, wenn ein die Spannungsdifferenz repräsentierendes Signal die obere Spannungsgrenze überschreitet, Aktivieren eines visuellen Signals; b) Vergleichen eines die Spannungsdifferenz repräsentierenden Signals mit einer unteren Spannungsgrenze und, wenn ein die Spannungsdifferenz repräsentierendes Signal die untere Spannungsgrenze nicht überschreitet, Erzeugen eines visuellen Signals; c) Vorsehen einer Quelle elektrischen Stromes (52) mit einer Spannung, welche die der Lastschaltung zur Verfügung stehende Versorgungsspannung übersteigt, und Verwenden der höheren Spannung bei dem Vergleich zwischen einem die Spannungsdifferenz repräsentierenden Signal und der oberen Spannungsgrenze.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 9-11, ferner mit dem Schritt des optischen Koppelns (82, 195) der sich aus dem Vergleich eines die Spannungsdifferenz repräsentierenden Signals mit der oberen und der unteren Spannungsgrenze ergibt, mit der visuellen Anzeige (210, 220).

13. Verfahren nach den Ansprüchen 9-12, ferner mit dem Schritt des Begrenzens von in wenigstens einer der Schaltungen vorhandenen Übergängen.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 9-13, ferner mit dem Schritt des betriebsmäßigen Verbindens der Last(10,10') und der Steuerschaltung (12) unter Verwendung von Festkörper-Leitern.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 9-14, ferner mit dem Schritt des Verwendens eines Gleichstrom-Gleichstromwandlers als Stromquelle (52) erhöhter Spannung.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 9-15, wobei die individuelle Last (18,18') wenigstens ein elektrothermischer Enteiser ist.