DE3013233A1

DE3013233A1 - Schalter, insbesondere fuer das bremslicht eines lkw

Info

Publication number: DE3013233A1
Application number: DE19803013233
Authority: DE
Inventors: Francois Vinkel
Original assignee: TORRIX ETS
Current assignee: TORRIX ETS
Priority date: 1979-04-03
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1980-10-23
Also published as: GB2047003A

Description

Die Erfindung betrifft Schalter zur Steuerung der Speisung irgendeiner elektrischen Last von einer Gleichspannungsquelle aas und betrifft insbesondere die Steuerung von Fahrzeugbremslichtern, insbesondere von schweren Fahrzeugen oder LKW.

Die Steuerung von Bremslichtern eines Fahrzeuges erfolgt üblicherweise mittels eines mechanischen Unterbrechers, d. h. eines Unterbrechers, der ein mechanisch bewegliches Kontaktorgan hat und der in den Speisekreis eingeschaltet ist, welcher die Bremslichter mit einer Gleichspannungsquelle, beispielsweise einer Batterie, verbindet.

Derartige Unterbrecher sind im allgemeinen schnellschaltende oder Kippelemente, und diese Unterbrecher sind ausreichend, wenn die Gesamtleistungsaufnahme der zu steuernden Bremslichter relativ gering ist, was bei leichten Fahrzeugen der Fall ist.

Wenn es sich jedoch um schwere Fahrzeuge handelt, so ist die Gesamtleistungsaufnahme der zu steuernden Bremslichter sehr groß.

Die Leistungsaufnahme kann bis zu 300 Watt steigen.

Die Batterie von schweren Fahrzeugen geben üblicherweise eine Nominalspannung von 24 Volt ab. Bei Bremslichtern beträgt der Strombedarf bei einer Einschaltung bei einer Gesamtleistung von etwa 300 Watt etwa 80 Ampere, wobei der Nominalstrom dann auf 10 Ampere gehalten wird.

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Jeder mechanische Unterbrecher ist nicht in der Lage, lange Zeit derart hohe Einschaltströme aufzunehmen, selbst wenn man mechanische Unterbrecher nach Art eines Kippschalters oder mit einer schnellen Schaltfrequenz verwendet. Der bei der öffnung des Unterbrechers entstehende Funken- oder Lichtbogen führt sehr schnell zu einer Zerstörung der Kontakte, so daß der Unterbrecher bald nicht mehr betriebsbereit ist.

Um diesen Nachteil auszuschalten, könnte man gemäß üblicher Praxis auf anderen Gebieten ein Leistungsrelais zwischen dem mechanischen Unterbrecher und dem Bremslicht, welches gesteuert werden soll, einschalten.

Es handelt sich hierbei aber bezüglich der in Betracht stehenden Leistungen um eine kostspielige Lösung.

Man könnte auch einen gesteuerten statischen Unterbrecher, beispielsweise vom Typ eines Thyristors, einschalten, der kein mechanisches Organ enthält und deshalb nicht Beschädigungen ausgesetzt ist.

Derartige gesteuerte statische Unterbrecher entwickeln im Betrieb jedoch sehr viel Wärme, die abgeführt werden muß.

Für eine in Betracht gezogene Leistung von 300 Watt kann die Temperatur eines derartigen gesteuerten statischen Unterbrechers beispielsweise 500 C erreichen, wenn nicht für eine entsprechende Kühlung Sorge getragen wird.

Derartige Kühlungen, beispielsweise Radiatoren oder Gebläse, haben jedoch einen großen Raumbedarf, und es ist schwierig,

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diese in den relativ begrenzten Abmessungen, die in den Fahrzeugen zur Verfügung stehen, unterzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Schalter zu schaffen, durch den diese Schwierigkeiten ausgeschaltet werden und der es ohne nennenswerte Erhitzung ermöglicht, relativ große Leistungen zu steuern.

Insbesondere soll durch die Erfindung ein Schalter zum Steuern der elektrischen Speisung irgendeiner Last geschaffen werden, insbesondere zur Speisung von Fahrzeugbremslichtern, wobei der Schalter einen gesteuerten statischen Unterbrecher aufweist, der beispielsweise ein Thyristor sein kann, und der in den Speisekreis eingeschaltet ist, welcher die Last mit den Anschlüssen einer Gleichspannungsquelle verbindet. Dieser Schalter ist dadurch gekennzeichnet, daß dem gesteuerten statischen Unterbrecher ein mechanischer Umschalter zugeordnet ist, dessen beweglicher Kontakt zwischen einer ersten Stellung oder Ruhestellung, in der der gesteuerte statische Unterbrecher gesperrt ist, und einer zweiten oder Arbeitsstellung beweglich ist, in der, nachdem der Unterbrecher gesperrt wurde und der Umkehrschalter die Ruhestellung verlassen, der statische Unterbrecher wieder gesperrt wird und direkt ein Speisekreis für die Last unter Umgehung des statischen Unterbrechers hergestellt wird.

Der gesteuerte statische Unterbrecher ist lediglich während der Zeit in Betrieb, in der der mechanische Umschalter von seiner Ruhestellung in seine Arbeitsstellung umschaltet, und diese Zeit kann ausreichend klein gehalten werden, und zwar in der Größenordnung von einer oder einigen Millisekunden, so daß eine Erwärmung nicht auftritt.

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Der mechanische Umschalter ist bezüglich der Stromspitzen beim Schließen und öffnen sparsam, und das Schließen und öffnen erfolgt getrennt durch den gesteuerten statischen Unterbrecher.

Außer der langen Betriebszeit, die mit dem erfindungsgemäßen Schalter möglich ist, bringt dieser noch den Vorteil mit sich, daß er außerordentlich einfach ist, einen geringen Platzbedarf hat und billig herzustellen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Steuerschalters,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile des mechanischen Umschalters der Steuerschaltung,

Fig. 3 eine Axialschnittansicht des Umschalters, genommen längs der Ebene III-III der Fig. 2,

Fig.4A und 4B schematisch den Übergang des mechanischen Umschalters aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung,

Fig.5A und 5B den Fig. 4A und 4B entsprechende Darstellungen des Überganges des mechanischen Umschalters aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung und

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Fig. 6 und 7 Schaltbilder anderer Ausführungsformen.

Der in Fig. 1 dargestellte Steuerschalter 10 dient zur Steuerung der elektrischen Speisung irgendeiner Last 11, beispielsweise der Bremsleuchte eines Fahrzeuges, und zwar ausgehend von einer nicht dargestellten Gleichstromquelle, beispielsweise einer Batterie, von der lediglich der positive Pol 12 dargestellt ist. Der negative Pol dieser Quelle liegt an Masse, wobei die entsprechenden elektrischen Kreise über Masse geschlossen werden. Der Steuerschalter 10 weist einen gesteuerten statischen Unterbrecher 13 auf, der vorzugsweise ein Thyristor ist, welcher durch eine Steuerelektrode gesperrt und entsperrt werden kann. Dieser Unterbrecher ist über die Anode und die Kathode mit dem Klemmen der Gleichstromquelle verbunden, wobei dieser Unterbrecher zwischen der positiven Klemme 12 der Gleichstromquelle und der Masse liegt. Die Steuerelektrode 14 des Thyristors liegt unter Zwischenschaltung eines Begrenzungswiderstandes 15 am positiven Anschluß 12.

Gemäß der Erfindung ist einem derartigen gesteuerten statischen Unterbrecher 13 ein mechanischer Umschalter 16 zugeordnet, dessen Kontakt 17 zwischen einer ersten Stellung oder einer Ruhelage, in der der gesteuerte statische Unterbrecher gesperrt bleibt, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, die die Arbeitsstellung bildet und in der durch Aufgabe seiner Ruhestellung nach dem Entsperren des Unterbrechers 13 direkt ein Speisekreis für die Last 11 als Abzweigung gegenüber dem gesteuerten statischen Unterbrecher 13 gebildet wird.

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In seiner Ruhestellung, die in Fig. 1 gezeigt ist, verbindet der bewegliche Kontakt die beiden Ruhekontakte P₁ und P„, die einerseits über eine Leitung 19 mit der Steuerelektrode 14 verbunden sind, und andererseits mit dem negativen Anschluß der Stromquelle, wobei es sich hier beim dargestellten Ausführungsbeispiel um die Masse handelt.

In der in Fig. 4B dargestellten Arbeitsstellung verbindet der bewegliche Kontakt die beiden Arbeitskontakte P., und P., wobei über eine Abzweigungsleitung 20 der positive Anschluß 12 der Gleichstromquelle mit der Last 11 unter Umgehung des Unterbrechers 13 verbunden wird, wobei zwischen diesen Teilen dieser Unterbrecher 13 angeordnet ist.

Zur Steuerung steht der bewegliche Kontakt 17 des mechanischen Unterbrechers 16 beim dargestellten Ausführungsbeispiel unter der Einwirkung eines axial beweglich montierten Stößels 22. Ein derartiger Stößel 22 ist schematisch in Fig. 1 gestrichelt dargestellt und weist bei der Darstellung in den Fig. 2 und 3 die Form eines Stabes auf.

Dieser Stößel 22 wird selbst einerseits in einer ersten Richtung durch ein Steuerorgan verschoben, wobei es sich beispielsweise um die bewegliche· Membran eines auf Druck ansprechenden Elementes handelt, welches in den Bremssteuerkreis des Fahrzeugs eingeschaltet ist, und diese Membran ist schematisch bei 23 in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Andererseits wird dieser Stößel 22 in entgegengesetzter Richtung durch eine Rückstellfeder 24 beaufschlagt, die sich gegen ein festes Element 25 abstützt.

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Das Steuerorgan 23 und die Rückstellfeder 24 sind schematisch in Fig. 1 in einem Block dargestellt.

Vorzugsweise unterliegt, wie dargestellt, der bewegliche Kontakt 17 des mechanischen Umschalters 16 ferner der Einwirkung einer Differenziereinrichtung, die bewirkt, daß zeitlich das Ablösen von Kontakten P₁, P_? oder P_, P₄, mit denen dieser bewegliche Kontakt zusammenarbeitet, moduliert wird.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der bewegliche Kontakt 17 durch ein einfaches Plättchen gebildet, und die Differenziereinrichtung besteht einerseits aus dem Stößel 22, welcher dieses Plättchen durchsetzt, wobei zu diesem Zweck in diesem Plättchen eine öffnung 26 vorgesehen ist, und andererseits aus zwei Schnellauslösefedern 27A und 27B. Diese Schnellauslösefedern 27A und 27B erstrecken sich zu beiden Seiten des Stößels 22 und stützen sich an diesem Stößel an zwei Punkten ab, die in Achsrichtung des Stößels im Abstand voneinander angeordnet sind.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Feder 27A zwischen einem Teil des Randes 28A der öffnung 26 des beweglichen Kontaktes 17 und stützt sich dort an einer vorspringenden Zunge 29A ab, und andererseits dem Boden einer Aussparung 3OA, die im Stößel 22 ausgebildet ist. In ähnlicher Weise erstreckt sich die Feder 27B zwischen dem Rand 28B der öffnung 26 des beweglichen Kontaktes 17 und wird dort durch eine vorspringende Zunge 29B gehalten und dem Boden einer Aussparung 3OB, die im Stößel 22 ausgebildet ist. Gemäß der Erfindung sind die Mittel-

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ebenen MA und MB der Böden der Aussparungen 3OA und 30B im Stößel 22, die praktisch die Abstützpunkte der Federn 27A und 27B bilden, axial gegeneinander um eine Strecke D versetzt, wie es durch unterbrochene Linien in der Fig. 3 veranschaulicht wurde.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ruhelage befindet sich der Stößel 22 unter der gemeinsamen Einwirkung des Steuerorgans 23 und der Rückstellfeder 24 in einer Gleichgewichtsstellung, in der, wie dargestellt, die Kipp- oder Schnellauslösefeder 27A, 27B, die zwischen sich einen Winkel bilden, das Plättchen, welches den beweglichen Kontakt 17 bildet, gegen die Ruhekontakte P.. und P_ halten, die zu diesem Zweck, wie auch die Arbeitskontakte P, und P., mit Kontaktansätzen ausgerüstet sind.

Wenn sich unter der Einwirkung des Steuerorgans 23 der Stößel 22 axial in Richtung des Pfeiles F bei der Darstellung in Fig. 3 gegen die Einwirkung der Rückstellfeder 24 bewegt, ist die Kipp- oder Schnellauslösefeder 27B, die gegen die Seite des Ruhekontaktes P- einwirkt, die erste, die eine neutrale Lage erreicht, in der die Mittelebene MB des Bodens der Aussparung 3OB des Stößels 22 in der Ebene des Plättchens liegt, welches den beweglichen Kontakt 17 bildet.

Bei weiterer axialer Verschiebung des Stößels 22 in Richtung des Pfeils F in Fig. 3 bewirkt deshalb die Kippoder Schnellauslösefeder 27B ein Lösen des Plättchens, welches den beweglichen Kontakt 17 bildet, vom Ruhekontakt P₂, und dieses Kontaktorgan wird dann bis zum Kontakt mit diesem in Richtung des Arbeitskontaktes P. bewegt, wie es Fig. 4A zeigt.

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Auf diese Weise nimmt der bewegliche Kontakt 17momentan eine Zwischenstellung an, in der dieser Kontakt vom -Ruhekontakt P₂ gelöst ist, der mit der Masse verbunden ist, wobei der bewegliche Kontakt 10 noch mit dem Ruhekontakt P₁ verbunden bleibt, der mit der Steuerelektrode 14 verbunden ist.

Diese Zwischenstellung ist jedoch lediglich von kurzer Dauer.

Vorzugsweise ist aus noch zu erläuternden Gründen der Abstand D zwischen den Abstützpunkten der Kipp- oder Schnellauslösefedern 27A, 27B am Stößel 22 ausreichend gering, beispielsweise in der Größenordnung von 0,2 bis 0,4 mm, damit das Überschreiten des neutralen Punktes durch die Kipp- oder Schnellauslösefeder 27B das Überschreiten des neutralen Punktes durch die andere Kippfeder 27A nach sich zieht.

Der bewegliche Kontakt 17 erreicht praktisch den Arbeitskontakt P. nicht,ehe eine Lösung vom Ruhekontakt P₁ erfolgte.

Obwohl sich der bewegliche Kontakt 17 vom Ruhekontakt P₂ löst, ehe er sich vom Ruhekontakt P₁ löst, nimmt dieser praktisch gleichzeitig seine in Fig. 4B dargestellte Arbeitsstellung ein, in der dieser bewegliche Kontakt gegen die beiden Arbeltskontakte P₃ und P. anliegt. Die Bewegung aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung erfordert praktisch eine sehr begrenzte Zeit in der Größenordnung von einer oder mehreren Millisekunden beispielsweise.

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Mit anderen Worten bedeutet dieses, daß der bewegliche Kontakt 17 quasi gleichzeitig die Arbeitskontakte P₃ und P. erreicht, wobei er jedoch zuerst Kontakt mit dem Arbeitskontakt P. macht, der seinerseits am positiven Anschluß 12 liegt.

Wenn der Stößel 22 unter der Einwirkung der Rückstellfeder 24 eine entgegengesetzte Bewegung durchführt, so überschreitet die Kipp- oder Schnellauslösefeder 27A als erste die neutrale Stellung derart, daß, wie in Fig. 5A dargestellt, der bewegliche Kontakt 17 sich zuerst vom Arbeitskontakt P₃ löst, bevor eine Lösung vom Arbeitskontakt P. erfolgt.

Wie jedoch bereits dargelegt, erreicht der bewegliche Kontakt 17 praktisch gleichzeitig die Ruhekontakte P₁ und P₂ , wie es Fig. 5 zeigt, wobei wiederum zuerst Kontakt mit dem Ruhekontakt P₁ gemacht wird.

Die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Schalters ist die folgende. In der Ruhestellung des mechanischen Umschalters 16, die in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, wird der gesteuerte statische Unterbrecher 13 in der Sperrstellung gehalten. Die Steuerelektrode 14 liegt an Masse, und jede unbeabsichtigte Zündung wird somit ausgeschaltet.

Wenn sich unter Einwirkung des Steuerorgans 23, 24 der bewegliche Kontakt 17 des mechanischen Umschalters 16 vom Ruhekontakt P₂ löst, so wird die Verbindung der Steuerelektrode 14 mit der Masse unterbrochen.

Der gesteuerte statische Unterbrecher 14 wird dadurch unmittelbar durch eine dauernde Verbindung seiner Steuerelektroden 14 mit dem positiven Anschluß 12 der Gleich-

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Stromquelle über den Widerstand 15 leitend, und die Last 11 wird unmittelbar über diesen Unterbrecher 13 gespeist.

Wenn der bewegliche Kontakt 17 des mechanischen Umschalters 16 seine Arbeitsstellung erreicht, so wird der gesteuerte statische Unterbrecher 13 ausgeschaltet. Es wird die gleiche Spannung gleichzeitig an die Anode und an die Kathode desselben angelegt. Ferner wird gleichzeitig direkt ein Speisekreis für die Last 11 geschlossen, der aus der Leitung 20 besteht, an die die Arbeitskontakte P., und P. in der Arbeitsstellung angeschlossen sind.

Die Einschaltung des gesteuerten statischen Unterbrechers 13 ist auf die Zeit begrenzt, in der sich der bewegliche Kontakt 17 des mechanischen Umschalters 16 aus seiner Ruhestellung in seine Arbeitsstellung bewegt, und wenn diese erreicht ist, tritt der mechanische Umschalter 16 anstelle des gesteuerten Unterbrechers bei der Speisung der Ladung 11, so daß der Speisestrom nicht mehr durch den statischen Unterbrecher 13 strömt.

Bei der Rückkehr des beweglichen Kontaktes 17 wird, wenn dieser sich vom Arbeitskontakt P. löst, die direkte Speisung der Last 11 unterbrochen, und gleichzeitig liegt die Kathode des Unterbrechers nicht mehr am positiven Anschluß, und der gesteuerte statische Unterbrecher 13 wird wiederum in Betrieb gesetzt.

Wenn jedoch der bewegliche Kontakt 17 wieder seine in Fig. 5B dargestellte Ruhelage erreicht, wird der gesteuerte statische Unterbrecher 13 wieder derart polarisiert, daß er gesperrt wird.

Wie bereits vorher wird die leitende Öffnung des gesteuerten statischen Unterbrechers 13 auf diejenige Zeit begrenzt,

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in der sich der bewegliche Kontakt 17 des mechanischen Umschalters 16 aus seiner Arbeitsstellung in seine Ruhestellung bewegt.

Durch die Differentialeinrichtung, die erfindungsgemäß am beweglichen Kontakt vorgesehen ist, wird eine auch nur kurzzeitige unbeabsichtigte Verbindung des Ruhekontaktes P- mit dem Arbeitskontakt P₃ durch den beweglichen Kontakt ausgeschaltet. Eine derartige Verbindung würde einen Kurzschluß des gesteuerten statischen Unterbrechers 13 bedeuten, der zu einer Zerstörung desselben führen kann.

Beim Öffnen wird ein Kurzschluß der Gleichstromquelle ebenfalls dadurch ausgeschaltet, daß sich der bewegliche Kontakt 17 zuerst vom Arbeitskontakt P₃ löst, und dadurch wird eine Verbindung dieses Arbeitskontaktes P₃ mit dem Ruhekontakt P₃ durch den beweglichen Kontakt 17 ausgeschaltet.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist eine Diode 35 zwischen die Elektrode 14 und dem Ruhepol P₁ eingeschaltet, um die Folgsi einer etwaigen Verbindung des Ruhepols P₁ mit dem Arbeitspol P₄ auszuschalten, was beispielsweise durch ein Aufprallen des beweglichen Kontaktes 17 auf diesen Kontakt erfolgen könnte.

Diese Diode 35 schaltet eine direkte Speisung der Steuerelektrode 14 über den positiven Anschluß 12 durch eine derartige Verbindung aus.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform weist der mechanische Unterbrecher 16 einen an sich bekannten Aufbau auf. Ein Ende des beweglichen Kontaktes 17 ist dauernd mit einem mittleren Anschluß P¹ verbunden, während das andere

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Ende dieses beweglichen Kontaktes 17 sich zwischen zwei Kontakten P"1 und P"2 beweqen kann. Der Kontakt P¹M bildet den Ruhekontakt und der andere Kontakt P"2 bildet den Arbeitskontakt.

Der mittlere Anschluß P¹ des mechanischen Umschalters 16 steht mit der Kathode des gesteuerten statischen Unterbrechers 13 in Verbindung. Der Ruhekontakt P"1 steht mit der Steuerelektrode 14 des statischen Unterbrechers in Verbindung und der Arbeitskontakt P"2 steht mit dem positiven Anschluß 12 in Verbindung.

Bei einem derartigen mechanischen Umschalter 16 ist ein Kondensator 40 zwischen dem positiven Anschluß der Gleichspannungsquelle und der Steuerelektrode 14 des gesteuerten statischen Unterbrechers 13 vorgesehen, und praktisch liegt dieser Kondensator 40 zwischen dem positiven Anschluß 12 und dem Ruhekontakt P"1 des mechanischen Umschalters und ist parallel zum Begrenzungswiderstand 15 geschaltet.

Andererseits ist dieser Kondensator mit dem Begrenzungswider stand gemäß der Frequenz des beweglichen Kontaktes 17 des mechanischen Umschalters 16 beim Schließen, wenn dieser sich vom Ruhekontakt zum Arbeitskontakt bewegt, abgestimmt.

Eine derartige Frequenz kann bei der Größenordnung von 1000 Prallbewegungen pro Sekunde liegen, wobei dieser Wert nur als Beispiel angegeben ist und nicht die vorliegende Erfindung begrenzen soll.

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Wenn beim Schließen des beweglichen Kontaktes 17 des mechanischen Umschalters 16 dieser den Ruhekontakt P"1 verläßt, so wird der gesteuerte Unterbrecher 13 leitend. Das Potential der Steuerelektrode 14 steigt über das der Kathode an, und zwar durch die Verbindung, die zwischen dieser Elektrode 14 und dem positiven Anschluß 12 der Gleichspannungsquelle über den Begrenzungswiderstand 15 erfolgt.

Wenn jedoch der bewegliche Kontakt 17 des mechanischen Umschalters 16 seinen Arbeitskontakt P"2 berührt, wird das gleiche Potential der Anode und der Kathode des gesteuerten statischen Unterbrechers 13 zugeführt, so daß dieser gesperrt wird, und die Speisung der Last 11 erfolgt über den mechanischen Umschalter 1 6.

Bei einem Rückprall des beweglichen Kontaktes 17 des mechanischen Umschalters 16 von seinem Arbeitskontakt P"2, der zu einer augenblicklichen Unterbrechung der Speisung der Ladung 11 führen könnte, hält der Kondensator 40 das Potential der Steuerelektrode 14 des statischen Unterbrechers 13 auf einem Wert, der höher ist als der der Kathode, wodurch die Sperrung aufgehoben wird. Die Sperrung des Unterbrechers erfolgt erst wieder dann, wenn diese Rückprallbewegung vollständig beendet ist.

Dies ist der Grund, warum der Kondensator 40 derart an den Grenzwiderstand 15 angepaßt werden soll, mit dem er einen Schwingkreis bildet, und zwar als Funktion der Rückprallfrequenz des beweglichen Kontaktes 17.

Durch den Kondensator 40 wird eine sichere Betriebsweise erzielt.

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Beim öffnen des mechanische Umschalters 16, wenn der bewegliche Kontakt 17 seinen Arbeitskontakt P" 2 verläßt, tritt der Kondensator 40 wieder in Tätigkeit. Ermöglicht in einer ersten Stufe dieser Kondensator, der vorher über den Widerstand 15 entladen wurde, die augenblickliche Anlegung einer Spannung an die Steuerelektrode 14 des Unterbrechers 13, die größer ist als die der Kathode, die nun nicht mehr am positiven Anschluß 12 liegt, und dadurch wird dieser Unterbrecher 13 augenblicklich gesättigt. Während der Bewegung des beweglichen Kontaktes 17 des mechanischen Umschalters 16 von seinem Arbeitskontakt P"2 auf seinen Ruhekontakt P"1 kann sich der Kondensator wieder über den Widerstand 15 aufladen, so daß, wenn der bewegliche Kontakt 17 den Ruhekontakt P"1 erreicht, ein gleiches Potential der Anode und der Kathode des Unterbrechers 13 zugeführt werden kann, wodurch dieses augenblicklich gesperrt wird.

Die Last 11 wird dann über den Kondensator 40 gespeist. Da dieser jedoch eine sehr geringe Kapazität hat, wird diese Speisung sehr schnell beendet.

Da zwischen der Anode und der Kathode des gesteuerten statischen Unterbrechers 13 mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Kondensator 40 beim öffnen ein Kurzschluß hergestellt wird, ist in diesem Fall die Verwendung eines gesteuerten statischen Unterbrechers mit Sperrung oder Löschung durch eine Steuerelektrode nicht unbedingt erforderlich.

Es genügt, daß der gesteuerte statische Unterbrecher eine ausreichend geringe Löschzeit oder Ausschaltzeit, beispielsweise in der Größenordnung von 2 Mikrosekunden, hat,

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wie es beispielsweise bei sogenannten schnellen Thyristoren der Fall ist.

Es sei bemerkt, daß, wenn die Ruhestellung des beweglichen Kontaktes 17 auf dem Kontakt P"1 erreicht ist, zwischen der Anode und der Kathode des Unterbrechers 13 eine Kurzschlußschaltung der Steuerelektrode 14 derart erfolgt, daß alle Streuspannungen, die ein unbeabsichtigtes Zünden des Unterbrechers hervorrufen könnten, ausgeschaltet v/erden, wobei bemerkt werden muß, daß dessen Sperrzustand ein instabiler Zustand ist.

Der erfindungsgemäße Schalter ist außerordentlich zuverlässig.

Es sei ferner bemerkt, daß in der Arbeitsstellung des beweglichen Kontaktes 17 auf dem Arbeitskontakt P"2 eine unbeabsichtigte Zündung des gesteuerten statischen Unterbrechers 13 praktisch keine nachteiligen Folgen hat.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung liegt keiner der Anschlüsse des mechanischen Umkehrschalters direkt selbst an der Masse, und dies bildet einen Sicherheitsfaktor für den zugeordneten gesteuerten statischen Unterbrecher.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, und es können Abänderungen vorgenommen werden, die im Rahmen der Erfindung liegen.

Insbesondere muß der gesteuerte statische Unterbrecher nicht notwendigerweise ein Thyristor sein. Es kann auch ein anderer äquivalenter Halbleiter verwendet werden.

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Wenn man einen Thyristor verwendet, so ist es selbst im Fall des in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen nicht unbedingt erforderlich, einen durch eine Steuerelektrode sperrbaren und entsperrbaren Thyristor zu verwenden. Ein derartiger Thyristor wird jedoch bevorzugt verwendet, da hierdurch eine große Einfachheit erreicht werden kann.

Der erfindungsgemäße Schalter weist einen Thyristor 13 auf, der in den Speisekreis und der Last 11 eingeschaltet ist, und diesem Thyristor ist ein mechanischer Umschalter 16 zugeordnet, dessen beweglicher Kontakt 17 zwischen einer Ruhestellung beweglich ist, in der der Thyristor 13 gesperrt wird, und einer Arbeitsstellung, wobei, nachdem der Thyristor entsperrt wurde und der Schalter seine Ruhestellung verlassen hat, dieser Thyristor wieder gesperrt wird und ein Speisekreis für die Last 11 unter Umgehung des Thyristors eingeschaltet wird.

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Claims

MÜLLBR-BORiJ · DEWEt · SCH-5>t · Hi¹KTSL

P AT B N TA W AVl. L T E

30Ί3233 -J. APR. 198U

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWAUTVON 1927-197S) DR. PAUL DEUFEL, DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. D1PL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS.

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

MANoATAiREs agrees pres l'office europeen des brevets

Hl/Gei.-T 1463

Etablissements TORRIX, 92300 Levallois Perret / Frankreich

Schalter, insbesondere für das Bremslicht eines LKW

Patentansprüche

.",Schalter zur Steuerung einer elektrischen Last, insbeson- ^—'^ dere eines Fahrzeugbremslichtes mit einem gesteuerten statischen Unterbrecher, der beispielsweise ein Thyristor ist und in diesen Speisekreis eingeschaltet ist und die Last mit den Anschlüssen einer Gleichspannungsquelle verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß dem gesteuerten statischen Unterbrecher (13) ein mechanischer Umschalter (16) zugeordnet ist, dessen beweglicher Kontakt (17) zwischen einer ersten oder Ruhestellung, in der der Unterbrecher blockiert ist, und einer zweiten oder Arbeitsstellung beweglich ist, in der, nachdem der gesteuerte Unterbrecher entsperrt wurde und nachdem die Ruhestellung ver-

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MÜNCHEN 86, SIEBERTSTR. 4 ■ POB 860720 · KABEL: MUEBOPAT · TEL. (089) 474005 TELECOPIER XEROX 400 · TELEX 5-2428S

lassen wurde, der statische Unterbrecher wieder ausgeschaltet wird und direkt ein Speisekreis der Last unter Umgehung des statischen Unterbrechers hergestellt wird.
2. Schalter nach Anspruch 1, bei dem der gesteuerte statische Unterbrecher durch eine Steuerelektrode gesperrt und geöffnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des gesteuerten statischen Unterbrechers an dem positiven Anschluß der Spannungsquelle vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Begrenzungswiderstandes angeschlossen ist, daß die Ruhekontakte des mechanischen Unterbrechers in eine Leitung eingeschaltet sind, welche die Steuerelektrode und den negativen Anschluß der Spannungsquelle miteinander verbindet und daß die Arbeitskontakte des mechanischen Umschalters in eine Umgehungsleitung eingeschaltet sind, die den positiven Anschluß der Spannungsquelle mit der Last unter Umgehung des gesteuerten statischen Unterbrechers verbindet.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt des mechanischen Umschalters unter der Einwirkung einer Differenziereinrichtung steht, die zeitlich das Lösen der Kontakte von denen, mit denen sie zusammenarbeitet, verändert oder moduliert.
4. Schalter nach Anspruch 2, bei welchem der bewegliche Kontakt des mechanischen Umschalters bei Einwirkung eines axial beweglichen Stößels ausgesetzt ist und wobei eine Schnelllösfeder zwischen diesem Stößel und dem beweglichen Kontakt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenziereinrichtungen in der Weise gebildet sind, daß der Stößel eine in dem beweglichen Kontakt vorgesehene Öffnung

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durchsetzt und daß zwei Kippfedern vorgesehen sind, die sich zu beiden Seiten des Stößels erstrecken und sich an diesem an zwei Stellen abstützen, die in Achsrichtung des Stößels im Abstand voneinander angeordnet sind.
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Äbstützstellen der Kippfedern am Stößel ausreichend gering ist, damit das Überschreiten eines neutralen Punktes einer der Federn unter der Einwirkung des Stößels das überschreiten eines neutralen Punktes für die andere Feder erfolgt, ehe die Bewegung des beweglichen Kontaktes beendet ist.
6. Schalter nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruhekontakt, von dem sich der bewegliche Kontakt des mechanischen Umschalters zuerst löst, derjenige ist, der mit dem negativen Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden ist.
7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator zwischen dem positiven Anschluß der Spannungsquelle und der Steuerelektrode des gesteuerten statischen Unterbrechers eingeschaltet ist.
8. Schalter nach Anspruch 7, bei welchem die Steuerelektrode des gesteuerten statischen Unterbrechers einerseits über einen Begrenzungswiderstand mit dem positiven Anschluß der Spannungsquelle verbunden ist und andererseits mit einem der Ruhekontakte des mechanischen Umschalters, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator zwischen dem positiven Anschluß und dem Ruhekontakt parallel zum Widerstand geschaltet und mit diesem abgestimmt ist.

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Schalter nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei welchem der mechanische Umschalter einen an sich bekannten Aufbau aufweist, wobei ein Ende des beweglichen Kontaktes dauernd mit einem Anschlußpunkt verbunden ist, während das andere Ende des beweglichen Kontaktes zwischen zwei seitlichen Kontakten bewegbar ist, von denen einer ein Arbeitskontakt und der andere ein Ruhekontakt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Anschluß des mechanischen Umschalters mit der Kathode des gesteuerten statischen Unterbrechers verbunden ist, daß der Ruhekontakt mit der Steuerelektrode des Unterbrechers verbunden ist und daß der Arbeitskontakt mit dem positiven Anschluß der Spannungsquelle verbunden ist.

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