SE434578B - Kopplingsanordning for overvakning av en likstromsmatad belastning - Google Patents

Description

7906705-4 2 terade ingången på en som operationsförstärkare 0P utbildad differen- tialförstärkare i schmitt-triggerkoppling, varvid den inverterade ingången är lagd till jord genom en kondensator C, och vidare spolen L tillsammans med kretskapacitansen bildar en svängningskrets, som är dämpad av det med mätspolen L parallellkopplade mätmotstândet R3, att vidare den nämnda inverterade ingången genom ett förkopplingsmotstånd R5 är ansluten till en av två delmotstând R1,R2 bildad spänningsledare, som är ansluten mellan matningsspänningskällan UÉ och jord, och var- vid slutligen operationsförstärkarens OP utgång dels genom ett mot- stånd är återkopplad till den icke-inverterade ingången och dels är ansluten till felindikatorn. .

Mätspolen med efterkopplad elektronik kan anbringas på varje god- tyckligt ställe av den strömförande förbrukarledningen, genom att den exempelvis påclipsas.

Någon.delning av ledningar behövs ej.

I mätspolen induceras alltid en spänning, när en ändring av förbrukarströmmen och därmed omkring ledaren ett magnetiskt fält, som i och för sig förändras, föreligger.

Detta växelfält erhålles i momentet för in- och urkopplingen, även när förbrukaren faller ur under driften. 2 Vid alla andra tidpunkter är fältets differentiella ändring över tiden lika med noll.

Då riktningen av den i mätspolen inducerade spänningen är beroende av fältändringens riktning och även av strömändringens riktning, kan man entydigt avgöra, om förbrukaren in- eller urkopplats.

Spolen bildar tillsammans med kapaciteten i kopplingsanordningen en svängningskrets.

Det parallellt med spolen kopplade mätmotstândet dämpar sväng- ningskretsen så starkt, att det aperiodiska gränsfallet föreligger.

På så sätt erhåller man som inkopplingsimpuls blott ett negativt och som urkopplingsimpuls blott ett positivt spänningsförlopp.

För utvärdering och avregistrering av de upptagna impulserna an- vändes en sammankopplad operationsförstärkare i Schmitt-Trigger-koppling.

Vilopotentialen av den inverterande ingången är så vald, att den r-nivåerna ligger i mitten av hystereskurvan. mellan :urigge att spänningsimpulserna in- resp urkopplar Därigenom uppnås, Schmitt-Triggern och den sista impulsen avregistreras.

Det blir fastlagt, att spänningen vid utgången vid positiv poten- tial skall motsvara tillståndet "förbrukardefekt".

För att få veta, om förbrukaren är inkopplad, mbrytaren, exempelvis medelst en uttages distribu- tionsspänning för sensorn bakom strö extra distributionsledning. 3 7906705-4 Kondensatorn vid den inverterande ingången sörjer för, att ut- gången med inkopplingen av distributionsspänningen har bestämd positiv potential.

Då vid funktionsduglig förbrukare inkopplingsimpulsen upptages av spolen, återtippas Schmitt-Triggern omedelbart åter efter inkopplingen, så att informationen "förbrukare i ordning" blir synlig vid utgången.

Toppvärdet av den av spolen avgivna spänningen uppnås allt efter kopplingens kapacitet och spolens induktivitet några mikrosekunder efter inkopplingen. Operationsförstärkarens utgång leder närmare bestämt för en mycket kort tid hög potential, vilket dock ej uppfattas optiskt.

En defekt, som uppträder under förbrukarens drift, har en positiv impuls till följd, som åter kopplar Schmitt-Triggern på hög potential. Även en glappkontakt uppfattas, då utgången med sitt logiska tillstånd alltid följer förbrukarströmmens periodiska ändring och dess riktning.

Med frånkopplingen av förbrukaren frånkopplas även sensorns distributionsspänning, så att den till följd av en defekt framkomna felindikeringen försvinner.

För att frånkoppla störningar är det nödvändigt att skydda mät- spolen mot magnetiska fält tillhörande angränsande ledningar.

Härför kan huset innehållande kopplingsanordningen byggas så, att ett minsta avstånd mellan spole och närmaste ledningar garanteras. Före- trädesvis är så ordnat, att åtminstone mätspolen är magnetiskt avskärmad.

För att underlätta spänningsdistributionen och för att spara en extra distributionsledning föreslås, att på ett ställe i påklämnings- området förbrukarledningens isolering genomtränges av en knivkontaktartad spänningsuttagare. Kopplingsanordningen enligt uppfinningen reagerar inte med falska signaler på spänningsvariationer resp på inf och urkopplings- impulserna.

En väsentlig fördel med uppfinningen består i, att kopplingsanord- ningen utan sönderdelning av ledningar även i efterhand kan anbringas på varje godtyckligt ställe av en förbrukarledning i ett fordonsledningsnät.

Det har visat sig, att den i mätspolen inducerade spänningen ofta inte räcker till för att inge en tillräckligt stark signal i den efter- kopplade elektroniken, särskilt när på grund av ringa strömupptagning av förbrukare en ändring av strömmen till följd av en förbrukares bortfall och därmed även ändringen av det magnetiska fältet omkring ledaren likaledes blott är ringa.

Uppfinningen har ytterligare som en uppgift, att av få lätt monterbara detaljer åstadkomma en av en lekman även i efterhand i ett fordonsledningsnät installerbar anordning, som kan bestå av en eller flera förbrukarledningar att övervaka, vilka förstärker de i mätspolar 7906705-4 4 inducerade spänningarna.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att mätspolen som kärna har en genom spolkroppen skjutbar magnetmellanplatta, på vardera av båda sidorna parallellt med spollindningen försedd med en slits, i vil- ken platta en med lämpliga fötter försedd parallellt med mätspolen lig- gande, ledaren omslutande hästskomagnet är inskjutbar, varvid alla funktionsdelar är omslutna av ett hus eller hölje.

Medelst den ledaren omslutande magneten, vilken ligger parallellt e med denna ledare, infângas de av den strömgenomflutna ledaren frambragta I varigenom den i mätspolen inducerade spänningen 1 fältlinjerna och samlas, förstärkas. Genom hästskomagnetens inskjutbarhet i magnetplattan möjlig- göres att vid installeringen av anordningen i ett fordonsledningsnät i förväg dra ur magneten, lägga in ledningen utan särtagning och åter sticka på magneten.

Kraven 4 till 10 anger olika utföranden. Så är hästskomagnetens längd över ledaren bestämmande för måttet på uppfångade fältlinjer. Vid en.längd minst lika med spollindningen uppnås för praktiskt bruk redan en tillräcklig inauktiensfesrstärlming (krav 4) .

De på båda sidor om spolkroppen anordnade väggarna enligt krav 5 uppfyller en mångfaldig uppgift. Först bildar de lindningsrummet.

Stöttningen av spolsidokanterna mot husets mellanvägg ger kroppen en tillräcklig stadga och de stabiliserar därvid hela konstruk- tionen i förbindelse med konstämneshuset. Medelst de vid undre vägg- kanterna tillformade reglingsfötterna fastgöres spolkroppen i ledar- plattan. Omkring de båda från en vägg utsträckta tapparna lindas de av- isolerade spoländarna. Tapparna sticker efter utförd montering av spol- kroppen genom motsvarande hål i ledarplattan, varmed dess inmonterings- läge är bestämt och därmed en polaritetsförväxling i spolens lindnings- riktningsmening är utesluten för en serietillverkning.

Genom vinkelställningen av slitsarna, till den genom de båda tappupptagningshålen gående räta linjen enligt kravet 5 erhålles vid spolkroppens montering på ledarplattan en fast- spol- göring, påsättning av spolkroppen. 7 Med spetsen av kontaktstiftet - krav 7 - genomstickes ledarens isolering och lades därmed ledarens spänningspotential till en ledar- bana på ledarplattan. Varje förbrukarströmkrets, som skall övervakas, behöver ett särskilt kontaktstift.

Genom att enligt krav 7 de på ledarplattans obeskiktade sida med sina fastgöringsändar liggande plattstickpropparna är fastlödda med sina kloändar, d v s på den motliggande med ledarbanor beskiktade sidan av ledarplattan, har ett skydd erhållits mot upprivning eller avlyftning som upptar reglingsfötternaï som förhindrar en i betydelsen av en polaritetsförväxling falsk l .proppar. 5 7906705-4 av ledarbanorna från deras underlag, såsom kan komma till stånd vid en böjningspåkänning av stickproppsstiften, exempelvis vid instickning eller utdragning av plattstickproppshylsor.

Med husets utformning i ett stycke enligt krav 8«, genom fast- bindning av lock- och bottendel vid husmanteln erhålles en förenkling såväl vid delframställningen som även för anordningens montering och dess installering i fordon.

Utformningen av förstärkningslister.på mellan-plattan enligt krav .9 möjliggör på ena sidan inläggningen av ledningar av olika tvär- snitt i rännor och på andra sidan en stöttning av listerna mot spolkrop- pen, vilket är av betydelse på grund av hästskomagneternas tryck på ledningarna, som överförs från dessa till listerna, då annars spollind- ningarna kan skadas.

Genom de till magneterna anpassade urtagningarna på locket - krav 10 - erhålles en god magnetstyrning. Den redan genom motsvarande verktygsutformning givna förspänningen av locket inåt åstadkommer en intim kontakt av magneterna med ledningarna, varigenom fältlinjerna helt upp- fångas och tillika en rasslingsfri passning av detaljerna erhålles.

Under hänvisning till bifogade ritningsfigurer redogöres nu i det följande för olika utföringsexempel. Därvid visar fig 1 en kopglingsanord- ning,fig 2 en detalj i tvärsnitt, fig 3 ett längssnitt genom kopplingsan- ordningen med inlagda ledningar enligt uppfinningen, fig 4 ett snitt genom kopplingsanordningen enligt snittlinjen III-III och fig 5 en vy ovanifrån av ledarplattan med spolkroppar, kontaktstift och plattstick- Mätspolen L med sitt parallellkopplade motstånd R är matad med distributionsspänningen UB och över ett förkopplingsmotstånd R4 förbunden med den icke inverterande ingången av en som operationsförstärkare OP utformad differensförstärkare i Schmitt-Trigger-koppling, som likaledes är ansluten till distributionsspänningen UB och till jord. Operations- förstärkarens OP utgång är över ett motstånd R6 återkopplad med den icke inverterande ingången.

Den inverterande ingången är jordad över en kondensator C och över ett förkopplingsmotstånd R5 ansluten till en av delmotstånden R1, R bildad spänningsdelare, som är matad av distributionsspänningen UB, varvid motståndet R2 är jordat.

I fig 2 visas-den isolerade förbrukarledningen 1, omkring vilken vid strömflöde ett magnetfält 2 är uppbyggt.

I magnetfältet 2 är spolen L anordnad, som reagerar på ändringar i fältet. _ Huset 101 består av husmanteln 102 med det på en sida över film- schaïneret 103 bundna locket 104 och den på andra sidan likaledes medelst 7906705-4 filmscharneret 105 tillfogade bottendelen 106. En med sprutförfarandet tillfogad mellanplatta 107 uppviar på ytan fönster 108, över vilka lister 109 med rännor 134 för inläggning av förbrukarledningar 110 ligger. Spol- kroppar 111 har vardera två eidoväggar 112, 112', mellan vilka i spolhål- kärnans 113 område lindningarna 114 är förda. Från sidoväggarnas 112, 112' undre kanter sträcker sig reglingsfötter 115, 115', som sticker genom slitear 116, 116' i ledarplattan 117. På en sidovägg 112' befinner sig förutom den ena reglingsfoten 115' även två tappar 118, omkring vilka spollindningens 114 avisolerade ändar är lindade. För dessa tappar 118 är i ledarplattan 117 anbragta upptagningshål på en rät linje, till vilken slitsarna 116, 116' står i en vinkel. Vid inmonteringen av en spolkropp 111 i ledarplattan inskjutes denna först med reglingsfötterna 115, 115' i slitsarna 116, 116' och vrides sedan så, att tapparna 118 kommer att stå i ledarplattans hål. De spolsidiga takkanterna av spolkroppens 111 sido- väggar 112, 112' stöder sig med de föreänkta yttre änddelarna 119 mot mellanplattan 107, medan de utstående mellanstyckena 120 upptager lister- na 109, så att de icke utövar tryck på lindningarna 114. I spolkropparnas 111 hålkärnor 113 är magnetmellanplattor 121 inskjutna. Hästskomagneterna 122 skjuter med fötterna 123 på båda sidorna av spolkroppen in i magnet- mellanplattornas slitsar 124. Ett kontaktstift 125 är med fottappen 126 fastsatt i ledarplattan 117, vilken fottapp med sin ände är fastlödd vid en ledarbana 127. Kontaktstiftets 125 spets 128 genomtränger efter inlägg- ning av förbrukarledningen 110 och påstickningen av magneten 122 ledning- ens 11O isolering. På ledarplattan 117 är plattstickproppar 129 fastgjorda med klor 130 och sammanlödda med ledarbanor.

Efter insättning av den komplett bestyckade ledarplattan i huset, varvid denna stöder sig på den omlöpande avsatsen 131 i husmanteln 102, fälles bottendelen 106 över filmscharneret 105 in i husinnerrummet. En om- löpende krage 132 i bottendelen 106 stöder sig mot husmanteln 102. Ett clipssteg 133, som är fermat på den mittemot filmangjutningen 105 liggande kanten samt på de båda sidokanterna av bottendelen 106, griper in i ett spår på husmanteln 102 och bildar läsningen. Ät huslocksidan till inlägges íörbrukarledningarna 110 i listernae 109 ränna 134, påstickes hästsko- magneterna 122 och vidfälles lockdelen 104 över filmscharneret 103, varvid en förclipsning erhålles av lockdelen 104 med husmanteln 102, såsom an- givet för bottendelen 106;

Claims (10)

7906705-4 P a t e n t k r a v :

1. Kopplingsanordning för övervakning av en likströmsmatad belastning, vars ena anslutning är jordad, särskild för övervazning av en glödlampa i ett motorfordon, varvid en mätspole (L) är anordnad i det magnetfält som bildas då ström flyter i en ledare (1) mellan belastningen och en strömbrytare för belastningen, vilken mätspoles (L) ingång är ansluten till en matningsepänningskälla (UB), och var- vid vidare ett motstånd är parallellkopplat med mätspolen och kopp- lingsanordningen driver en felindikator, k ä n n e t e c k n a d av att mätspolen (L) är likspänningsmatad och anordnad parallellt med den övervakade ledaren (1) och att dess utgång är ansluten till den icke- inverterade ingången på en som operationsförstärkare (OP) utbildad differentialförstärkare i schmitt-triggerkoppling, varvid den inver- terade ingången är lagd till jord genom en kondensator (C), och vidare spolen (L) tillsammans med kretskapacitansen bildar en svängningskrets, som är dämpad av det med mätspolen (L) parallellkopplade mätmotståndet (R ), att vidare den nämnda inverterade ingången genom ett förkopp- lingsmotstånd (RS) är ansluten till en av två delmotstånd (R1,R2) bildad spänningsdelare, som är ansluten mellan matningsspänningskällan (UB) och jord, och varvid slutligen operationsförstärkarens (OP) utgång dels genom ett motstånd är âterkopplad till den icke-inverterade ingången och dels är ansluten till felindikatorn.

2. Kopplingsanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone mätspolen (L) är magnetiskt avskärmad mot främmande fält.

3. Kopplingsanordning enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att matningsspänningen (UÉ) tas ut från ledaren medelst en knivkontakt eller dylikt.

4. šopplingsanordning enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a d av att mätspolen (L) som kärna upptar en genom spolkrop- pen (111) skjutbar magnetmellanplatta (121), som på ömse sidor och parallellt med spollindningen (114) är försedd med en slits (124), i vilken platta en med lämpliga fötter (123) försedd, parallellt med mät- spolen liggande och ledaren (110) omslutande hästskomagnet (122) är in- skjutbar med fötterna (123) i slitsarna (124), varvid alla funktions- delar är omslutna av ett hus (101), och att hästskomagneten (122) före- trädesvis har en längd som är minst lika med spollindningens (114) längd. 7906705-4 OJ

5. Kopplingsanordning enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att spolkroppen (111) på vardera sidan utmed längden har en vägg (112, 112'), vars spolsidiga överkanter stöder sig med de yttre för- sänkta ändarna (119) mot mellanplattan (107) i ett hus (101) och vars mellanstycken (120) tar upp förstärkningslister (109), medan på var och en av de undre kanterna en förreglingsfot (115, 115') och blott på en vägg (112') två tappar (118) utgår, vilka går igenom och griper om en ieaarplatta ( 1 17),

6. Kopplingsanordning enligt kraven 4 - 5, k ä n n e t e c k - n a d av att slitsar (116, 116') i ledarplattan (117) för upptagning av förreglíngsfötterna (115, 115') står i en vinkel till den fenom de båda tappupptagningshålen (118) bildade räta linjen.

7. Kopplingsanordning enligt kraven 4 - 6, k ä n n e t e c k - n a d av att i ledarplattan (117) minst ett i änden koniskt format och i en spets slutande kontaktstift (125), som med spetsen (128) genom- tränger en ledares (110) isolering, med fotändan griper genom ledar- plattan (117) och genom lödning är förbunden med en ledarbana (127), och att på ledarplattan (117) plattstickproppar (129) företrädesvis är kloartat (130) fastgjorda, varvid kloändarna är hoplödda med ledarbanor.

8. Kopplingsanordning enligt kraven 4 - 7, k ä n n e t e c k - n a d av att ett som termoplastgjutdel framställt hus (101), på vilket lock (104) och bottendel (106) över filgångjärn (103, 105) är formade i ett stycke, som genom clipssammanfogning (133) med husmanteln (102: bildar ett allsidigt slutet rum, lägesfixerade upptar alla funktions- delar.

9. Kopplingsanordning enligt kraven 4 - 8, k ä n n e t e c k ~ n a d av att husmellanplattan (107) har förstärkningslister (109) med på en sida anordnade längsrännor (134), i vilka ledare (110) med olika tvärsnitt är inläggbara och vilkas motliggande ytor stöder sig mot spolkropparnas (111) mittstycken,(120). 0

10. Kopplingsanordning enligt kraven 4 - 9,' k ä n n e t e c k - n a d av att i locket (104) urtagningar, anpassade till hästskomaga neterna (122), är anordnade, i vilka magneterna ligger med gavelytorna, varvid locket (104) har en sådan förspänning, att magneterna (122) alltid ligger mot ledarna (110).