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Strom-Spannungs-Relais zur Überwachung von Blinkanlagen an Kraftfahrzeugen
Die Erfindung befaßt .sich vornehmlich mit der Verbesserung der Überwachung von
Blinklampenanlagen, wie sie zur Faihrurichtunigsanz,eige an Kraftfahrzeugen und
:auch für andere Zwecke verwendeit werden. Durch diese Überwachung soll sofort angezeigt
werden, wenn eine der meist gruppenweise arbeitenden Blinklampen ausfällt. Die bisher
üblichen überwachungseiinrichtungen sprechen auf dis Stärke dein bei eingeschalteteLr
Anlage fließenden Stromes: an. Diese Kontrolle ist aber bei Verwendung von: mehr
als: einer Lampe in einer Gruppe wegen der unveTmeidlichen starken Schwan,-kungen
in des- zur Verfügung stehenden Spannung sehr schwierig durchzuführen,, da die Stromstärke
für die niedrigste Spannung bei zwei Lampen und. diejenige für die höchste Spannung
nach Ausfall einer Lampe sich nur wenig Damit bleibt für das, Kontrollrelans der
bekannten AusfühTung nur ein eng begrenzter Einstellbereich, der um so enger wird,
je mehr Blinklampen in einer Gruppe bei den auftretenden Span:nungsun,texschieden
gleichzeitig überwacht werden sollen.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis. aus., d:a:ß diiesen Mängeln
in einfacher und wirkungsvoller Weise abgeholfen werden kann durch eine Schaltungsweise,
wie sie in anderen Fällen, bei denen jedoch dis Problemstellung der Erfindung nicht
veirlag, bekannt ist. Die Erfindung sieht nämlich vor, daß zur Überwachung von;
Blinklampen an Kraiftfabirzeugen, von welchen Blinklampen jeweils
mehrere
-im selben Stromkreis Liegen, und eingeschaltet sind, wobei das Kontaktrelais.
auf die Stärke des bei eingeschalteten Lampen fließenden Stromes anspricht, ein:
an, sich bekanntes. Strornspannungsrelais, verwendet wird. Es ist dabei gedacht
an jene bekannten Stromspannungsrelais zum ' Schallten von: Strom aufnehmenden;
elektrischen Geräten, bei denen zusätzlich zu der vom Strom eines überwachten Organs.
durchflossenen H aup:twicklung mindestens eine an. gleicher Spannungsquelle Uiegende
Nebenwicklung vorgesehen; ist, die ein dem Feld der- Hauptwicklung entgegengerichtetes
Feld erzeugt und auf dieses so abgestimmt ist, daß die entgegengerichteten Felder
bei einem vorbestimmten (gestöa tm bzw. einwandfreien Zustand der Anlage) einander
so weit aufheben, daß das Relais nicht bzw. nicht mehr anzieht.
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Diese Strbmispannungsrelans. hei mnan z. B. schon verwendet bell sogenanaten
Selbststartern. Das sind Kraftfahrznugamlas;ser, die automatisch die Brennkratftmaischine
dann wieder anwerfen, wenn sie aus irgendeinem Grund ohne Ausschaltender Zündung
stehengeblieben ist. In, einem; anderen: Fahl hat man Stromspannüngsrelais der erwähnten
Art zum automatischen Einschalten einer Reservelampe nasch dien Wegfahl einer ihr
zugeordneten einzigen Hauptlampe verwandet. Ins keinem, der vorbekannten Fälle war
aber erkannt, daß man, mit dieser Schaltungsweises die eingangs gezeigten Schwierigkeiten
bei der angestrebten Kontrollanzeige des Ausfalls einer einzigen Lampe aufs, einer-
Serie von zwei oder mehr im gleichen Stromkreis liegenden Lampen beheben und dadurch
auch bei größten; Schwankungen der Batteriespannung des Kraftfahrzeugs den. Ausfall
einer solchen Lampe auch aus einer größeren. Serie sicher anzeigen konnte.
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Dieses Schalterprinzip für das ÜberwachungsreAais dien Blinklampen
kann in dien Praxis auf die verschiedenste Weise verwirklicht werden. Es kann z.
B. einte solche Abstimmung der Nebenwicklung auf die Hauptwicklung vorgesehen sein,
da.ß die einander entgegengerichteten Felder bei einwandfreiem Zustand der Anlage
einander so weit aufheben:, daß die: Wirkung des Restfeldes: von der Ankerfeideir
eineis Reilais überwunden wird., bei dem sich ein. Rwhekontaktpaar im Stromkreis
des Überwaichungtsorgans schließt bzw. im Rhythmus des Blinkgebers. öffnet und schließt.
Wenn: also, alle Lampen einer Blinkanlage betriebsbereit sind und vom Ström durchflossen
werden, heben sich die Wirkungen der magnetischen Felder am Relais auf, und der
Ruhekontakt schließt, da dieser normale Zustand vom Überwachungsorgan angezeigt
werden: soll, deal Kontrollampenstromkreis, Die Kontrolllampe leuchtest also, j
e nasch, Sehakung bei ordnungsgemäßer Anlage siandig auf oder blinkt im Rhythmus
des Gebers mit.
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Mars kann aber auch die Anlage so, gestalten, daß eine Abstimmung
der Nebenwicklung auf die Hauptwicklung gewählt wiT@d, bei der die einander entgegengeriahtetxn
Felder bei Ausfall eines bestimanten Teils der einzelnen Aggregate des über-Wachten
Organs einander so weit aufheben, daß die Wirkung des. Restfeldes: von der Ankerfelder
eines Relais überwunden wird, bei dem sieh ein Arbeitskontaktpaar im Stromkreis
dies Überwachungsorgans öffnet.
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In. der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
schematisch dargiestellt. Darin zeigt Fig. i das Schailtsahema für eine Anlage,
bei der bei ordnungsgemäßem Zustand der Anlage die Felder praktisch gleich sind;
FYg. z das Schaftschema für eine Anlage, bei der bei gestörtem Zustand der Anlage
die Felder nur noch geringen Größenunteirscbied haben.; Big. 3 ein Schaltschema
entsprechend Fig. i, woben im Nebenkreis, zusätzlich ein Widerstand und verschiedene
Anzapfungen in der Nebenwicklung vorgesehen sind; Fig. 4 ein Schafschema entsprechend
Fig.. i, woben die Nebenwicklung ans parallelen Zweigen besteht, die teilweise zu-
und abgeschaltet werden können; Fig. 5 ein Schaltschema entspT.ech:end F:ig. i,
wobe' die Hauptwicklung zusätzlich mit einem Schalter an bestimmten Stellen angezapft
werden kann; Fsg.6 ein Schaltschema, bei dem. Haupt- und Nebenwicklung auf verschiedenen
Keimschenkeln aufgebracht sind und ein Feldabgleiah durch Lufts,paltänderung erreicht
wird.
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Bei der Einrichtung nach Fig. i ist der Kern des ÜberwaohungsTeilatis
mit i bezeichnet. Darauf ist eine Hauptwicklung 2, deren Stromeis mit dickem. Linien
dargestellt ist, und eine, Nebenwicklung 3 (dünne Linien) gewickelt, und zwair
jeweils im entgegengesetzten Sinne.
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Der Stromkreis der Hauptwicklung geht vom Pluspoil der Batterie über
einem; Blinkgeber 6 zu dieser Hauptwicklung 2 und von, ihr zu einem Schalter B.
Der Schalliter kann wahlweise auf eine neutrale Mittelstellung oder auf einen der
seitlichen, Gegenkontakte geschaltet werden, so daß entweder die Lampen g' der linken
Gruppe oder diejenigen der rechten Gruppe in den Stromkreis geschaltet sind und
blinkend aufleuchten. Zu einrar Gruppe gehören jeweils. normalerweise zwei Lampen
(ausgezogen gezeichnet). Es können aber auch mehr, z. B. vier, Lampen g zu einer
Gruppe gehören (zus,ätzlich ,gestrichelt gezeichnet).
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Der Stromkreis der dünn gezeichneten Nebenwicklung zweigt vom Pluspol
der Batterie ausgehend vor denn, Blinkgeber zur Wioklüng 3 ab, und führt dann von
der Wicklung 3 sofoirt zur Masse zurück.
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Der den einieni Kontakt 41 eines Kontaktpaares 44 42 tragende Anker
5 des Relais ist mit ausgezogenem: Linien im angezolgenen Zustand gezeichnet. Sollange
das Relais unwirksam ist, bleibt es in, der- die Kontakte 4i, 42- schließenden (gestrichelt
gezeichneten) Stellung (Ruhekontakt). Bei geschlossenem Kontaktpaar 41, 42 verläuft
der hinter der Hauptvicklung a aus deren Stromkreis abzweigende Kontrollampenstromlkreis
- über den Anker 5, das Kontaktpaar 41, 42 und die Kontrolllampe
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zur Masse. Die Amperewindun gs.zahl der gegenläufig zur Hauptwicklung 2 gewickelten.
Nebenwicklung 3 ist so abgestimmt, daß das von ihnen; erzeugte magnetische Feld
gerade dasjenige aufhebt, das, entgegengerichtet, von der Hauptwicklung 2 beim Brenners
sämtlicher Lampen g einer Gruppe erzeugt wird.. Bei diesem Normalzustand bleibt
das Relais i wirkun slos. Der Ruhekon.talct 41, 42 hält den Kontrollampenstromkreis
geschlossen, die Kontrollampe leuchtet ständig auf, solange eine Gruppe der Lampen
g eingeschaltet ist. Brennt nun eine Lampe; g einer der beiden Lampengruppen durch
und wird diese Lampengruppe eingeschaltet, so: fließt in der Hauptwicklung 2 nur
noch der halbe Strom (oder bei drei oder vier, Lampen, in einer Gruppe nur noch
zwei Drittel oder drei Viertel des seitherigen Stromes). Hierbei überwiegt das Feld
der Wicklung 3. Das Relais wird wirksam und der Anker 5 angezogen bzw. das: Kontaktpaar
4 getrennt (ausgezogen gezeichnet). Die Konrtrollampe 7 erlischt also: beim Ausfall
einer Lampe einer gerade eingeschaltetem Gruppe bzw. leuchtet beim Einschalten einer
Lampengruppe mit einer defekten Lampe nicht auf, und der Bedienende erkennt daran,
daß mindestens eine Lampe der eingeschalteten Gruppe defekt sein muß.
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Die beschriebene überwachun:gsschaltung ist weitgehend von der Spannung
der Stromquelle unabhängig. Wenn nur die Kraftreserve des Relais genügend groß ist,
so kann praktisch selbst bei größeren Spannungsunterschieden immer ein einwandfreies
Arbeiten der Überwachung erreicht werden., da die beiden in, den Wi.oklungen 2 und
3 fließendem Ströme praktisch in, der- gleichem, Ab-
hängigkeit von der sich
ändernden Spannung stehen.
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In Fig.2 ist wiederum ein Relais mit einem Kern i i, Hauptwicklung
12 und einer Nebenwicklung 13 dargestellt. Auch hier geht der Strom der Hauptwicklung
12 über einen Blinkgeber 16 zu einem Schalter 18, von diesem wahlweise auf die linke
oder die rechte Gruppe der Blinklampen 1g und von dort zur Masse. In diesem Fall
zweigt jedoch. der Stromkreis der Nebenwicklung 13 erst hinter dem Blinkgeber von
demjenigen der Wicklung 12 ab und geht von der Wicklung 13, wie in Fig. i, unmittelbair
zur Masse. Das Relais ist beim Beispiel nach Fig. 2 jedoch abweichend von Fig. i
mit einem: Arbeitskontaktpaar 141, 142 ausgerüstet. Der Kontakt 1q.2 ist am Anker
15 vorgesehen. Der Gegenkontakt 141 liegt an Masse. Der Stromkreis der Konrorflillampem:17
zweigt vom Hauptstromkreis hinter der Wicklung 12 abi und führt über die Lampe 17,
den Anker 15 und das Kontaktpaar 141, 142 zur Masse.
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Die Wicklungen 12 und 13 sind in diesem Falle so, aufeinander abgestimmt,
daß das von ihrem gegenläufigen, Windungen; jeweils erzeugte magnetische Feld sich
nur dann und so weit aufhebt, daß, wenn eine der Lampen 1g ausgefallen ist, der
Anker abfällt. Dies bedingt, daß das Feld der Nebenstiromwicklung 13 unter Berücksichtigung
der Rückst@el1-kraft der Ankerfeder und der Blinklampenzahl abgestimmt wird.
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Wenn. bei dieser Schaltung alle Lampen, ig einer eingeschaltetem,
Gruppe in Ordnung sind, so verursacht die Differenz zwischen den Feldern. der Wicklung
12 bzw. 13 ein Anziehen des Ankers. 15 und Schließen des Kontaktpaares 41, 142.
Die Kantral:la@mpe 17 leuchtet also für die Dauer der Einschaltung dauernd auf.
Wird nun die Blinkanlage eingeschaltet, solange eine der Lampen. i9 defekt ist,
so, heben sich in diesem Falle die Felder der entsprechend abgestimmten Wicklungen
12 und 13 so weit auf, daß der Anker abfällt. Die Kontakte 14 fallen ab, und der
Stromkreis der Kontrolllampe 17 isst unterbrochen. Das Nichtaufleuchten dieser Lampe
zeigt also dem Fahrer sofort an, daß in der gerade eingeschalteten Lampengruppe
eine Lampe defekt ist.
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Fig.3 zeigt ein Überwachungsrelais. mit einem Kern 2i, auf den i eines
Hauptwicklung 22 und eine im entgegengesetzten Sinne gewiake:l:te, angezapfte Nebenwicklung
23 aufgebracht isst.
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Vom Pluspol ausgehend, fließt der Blinklampenstrom über de, Blinkgeber
26 zur Hauptwicklung 22 und von dort zu einem Schalter 28, der wahlweise auf die
eine oder andere Gruppe der Blinklampen 29, geschaltet werden. kann. Von den Blinklampen
2g aüe fließt der Strom zur Masse.
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Die Nebenwicklung 23 isst vor dein Blinkgeber abgenommen und wird
über einen Widerstand 3o g espeist. i Mit einem Schalter 3 1, der einerseits
an Masse liegt, ist sie an verschiedenen Punkten anz.apfbar.
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Der Kontrollampenkre:is, hier abgenommen zwischen dem Blinkgeber und
der Hauptwicklung, geht über den Anker 25, die Kontakte (Ruheikontakte) 241 und
242 und die Kontrollampe 27 zur Masse.
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Hier sind die Wicklungen 22 und 23 so aufeinander abgestimmt, daß
sich die Felder ihrer gegenläufigen, Windungen: dann, aufheben, wenn die Anlege
in Ordnung ist (im Prinzip also, wie beim Beispiel nach Fig. i).
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Normalerweise ist das Relais für zwei Blinklampen abgestimmt. Sollen
nun: drei, vier oder mehr Blinklampen betätigt werden, wählt man mit dem Schalter
31 die entsprechend bezeichnete Anzapfung. Dadurch wird die Amperewindungszahl der
Nebenwicklung der der Hauptwicklung angeglichen. Die Vergrößerung des ohmschen Widerstands
des Nebenkreises durch die Zuschal.tung von Windungen wird mit dem Widerstand 3o
aus.-geregelt-In Fig. 4 isst auf einen Magnetkern 41 eine Hauptwicklung q.2 und
eine gegenläufige Nebenwicklung, bestehend aus den beiden parallel geschalteten
Zweigen 431 und 432, aufgebracht. Letztere ist durch einen Schialter 5i wahlweise
zuschaltbar und je nach Blinklampenzahl einzustellen. Vom Pluspol ausgehend, fließt
der Strom über dein, Blinkgeber 46, Hauptwirklung q.2, Schalter 48 wahlweise zu
einer Gruppe der Blinklampen 49 und von; dort nach Masse.
Der Nebenstromkreis
liegt hier vor dem Blinkgeber. Der Strom fließt je nach Schalterstellung 5 i über
die Parallelschaltung von Zweig 43i und 4322 oder über den Zweig 43 i allein zur
Maisse.
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Der Kontrollampemkreis wird zwischen dein Blinkgeber 46. aus der Hauptwicklung
42 abgenommen. Der Strom fließt über die Kontrollampe 4,-, Anker 45, Kontaktpaar
144 1423 zur Masse,.
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Im Prinzip entspricht auch hier die Arbeitsweise der in Fig. i dargestellten..
Im. ungestörten Betriebszustand ist -wieder der Kern 51 feldlos. Normalerweise
erfoilggt der Abgleich bei zwei Blinklampen je Gruppe. Zur Erzeugung der notwendigen,
gegen die Hauptwicklung wirkenden Amperecvindungen: in der Nebenwicklung beim Betrieb
mit drei- Blinklampen wird, hier die nach Bedarf mit Schalter 5 1 zu- und,
abischaltbare Zusatzwicklung verwendet. Für vier und mehr Blinklampen je Gruppe
sind weitere Zus.a,tzwicldungen vorgesehen.
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Ini Fig. 5 befindet sich anzf einem Kern 6.1 eine anzaipfbiare, vom
Blinklampenstrorcn durahfloissene Hauptwicklung 62 und eine in ihrer magnetischen.
Wirkung entgegenwirkende Nebenwicklung 63.
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Vom Pluspol herkommend, fließt der Blinkstrom vom Blinkgeber 66 aus-
über mindestens einem; Teil der Hauptwicklung 62, den Schalter 71, den Schalter
68 wahlweise zu einer Gruppe der Blinklampen 69 und; dann; zur Masse. Der Ansohluß
der Nebenwicklung 63 liegt vor dem Blinkgebier 66, ihr Ende an Masse.
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Zwischen Blinkgeber- 66- und Hauptwicklung 62 wird der Kontroillsitromkreds
abgenommen. Der Strom fließt übler die Kontakte 642 und 641 über den Anker 65 nach
der Köntrollampe 67 und von dort nach Masse.
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Die Wicklungen 62 und 6.3 sind hier' so, aufeinande x aibgeglichen,
daß sich ihre magnetischen Wirkungen nm normalen Betriebszustand aufheben. Die Wirkungsweise
entspricht also- der zu Fig. i beschriebenen. Sollen diese Verhältnisse auch; für
den Fall »drei Lampen« gelten, so muß die Anzahl der Hauptstromwindungen mit Hilfe
des Schadterrs 71
im umgekehrtem, Verhältnis der Stromzunahme verringert werden,
um für den normalen Betriebiszustamd wieder ein gegenseitiges Aufheben der Felder
im, Kern 61 zu erreichen;. Bei. vier und mehr Blinklampen in der Gruppe sind entsprechend
-weniger Windungen; in der Hauptwicklung notwendig, deren die Amperewindungen im
Nebienstromireis. bleiben konstant.
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In Fig.6 befindet sich auf einem ziveüschenkligen Kern gi die Hauptwicklung
92 auf dem einen Schenkel und die Nebenwicklung 93, der Hauptwicklung 92 entgegenwirkend,
auf denn anderen Schemkd. Auf der einen Seite sind die Schenkel miteinander magnetisch,
leitend verbunden:, während sie auf der anderen Seite durch einem Luftspalt 9,11
getrennt sind. Mit Hilfe eines schwenkbaren'Teils gi2 kann die maignetische Leitfähigkeit
im Kernkreis geändert werden.
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Über den Blinkgeber 96 ankommend, fließt der Strom durch die Hauptwicklung
92 zum Schaltez
| 98 und von dort wahlweise über eine, der beiden |
| Gruppen der Blinklampen gg zur Masse. Der Strom |
| der Nebenwicklung 93 wird vor, dem Blinkgeber 96 |
| abgenommen und- fließt durch: die Nebenwicklung |
| zur Masse. D=er Strom für den I,'-ontroillampenkrei;s, |
| abgenomnnen vor der Hauptwicklung 92, fließt über |
| die Kontakte 942, 94i, den Anker 95 zur kontrall- |
| lampa 97 und vorm dort zur Masse. |
| Im noirmalen Betriebszustand hebt sich die |
| magnetische Wirkung der b:edden Wicklungen auf, |
| der Anker 95 fällt abi und schließt damit den Strorn.- |
| kress der Kontrollam e 97. |
| Beim Ausfall einer Blinklampe bleibt ein Rest- |
| feld: beistehen, das den Anker 95 anzieht und. damit |
| dem; Kontrodlampe.nkreis unterbricht, Soll die Auf- |
| hebung der Maignetfedder im, normalen Beitriebis- |
| zustand auch. für drei, vier und mehr Blinklampen |
| erfolgen, so läßt sich der Abgleich durch Ändern |
| des, Luftspalts, d. h. durch Änderung der magne- |
| tischen Leitfähigkeit im Eisenkreis erreichen; sonst |
| i(st die Arbeitsweise-, wie bei. zwei Blinklampen- |