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Blinkgebereinrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine
Blinkgebereinrichtung tür Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer astabilen Kippschaltung
eft das Puls-Pausenverhältnis bestimmenden Schaltelementen, die über ein elektromagnetisches
Schaltmittel oder einen Halbleiter-Leistungsschalter zwei oder mehrere parallelgeschaltete
Blinklampen steuert, und einem Stromüberwachungs-Schaltmittel im gemeinsamen Lampenstromkreis.
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Es ist bekannt, den gemeinsamen Lampenstromkreis einer Blinkgebereinrichtung
mit eine. Stromüberwachungs-Schaltmittel, z.B, einem elektromagnetischen Relais,
zu überwachen. Umfaßt der Lampenstromkreis nur zwei parallelgeschaltete BlinklaIpen,
dann ist es noch verhältnismässig einfach, das Stroiüberwacbungs-Schaltuittel so
auszulegen, daß ee bei den vorkommenden Schwankungen der Betriebs spannung bei ordnungsgemäßem
Lampenstromkreis anspricht, bei Ausfall einer Blinklampe aber sicher nicht mehr
anspricht.
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Sind in den Laipenstroikreis Jedoch drei oder sogar vier Blinklampen
einbezogen, dann kann die Überwachung der Funktionsfähigkeit der Blinklampen über
ein einziges Stroaüberwachungs-Schaltmittel nicht mehr sicher vorgenosen werden.
Der Grund dafür liegt in erster Linie in der Toleranz der Betriebsspannung und dem
daraus resultierenden schwankenden Lampenstrom. Es lässt sich dabei nicht vermeiden,
daß sich z.B. bei zwei parallelgeschalteten Blinklaipen und Überspannung ein Strom
im gemeinsamen Lampenstromkreis einstellt, der gleich groß oder sogar größer sein
kann als bei drei prallelgesohaltoten Blinklaipen und Unterspannung. Das Stromüberwachungs-Schaltmittel
im gemeinsamen Lampenstromkreis kann nicht mehr
so ausgelegt werden,
daß der Schaltzustand der parallelgeschalteten Bllnklarpen eindeutig angezeigt werden
kann. Noch schwieriger sind die Verhältnisse, wenn vier Blinkla-pen, z.B. eines
Kraftfahrzeuges mit Anhänger, parallelgeschaltet sind und der Ausfall einer Blinklampe
signalisiert werden soll.
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Bekannte Blinkgebereinrichtungen sehen daher sogenannte Mehrkreisschaltungen
mit getrennten Strömüberwachungs-Schaltmitteln vor, bei denen in der Regel nur zwei
Blinklampen parallelgeschaltet sind und die Überwachung auf den Ausfall einer Blinklaupe
abgestimmt ist. Derartige Blinkgebereinrichtungen erfordern neben de. erhöhten Schaltungsaufwand
auch eine umfangreichere Verdrahtung ii Kraftfahrzeug.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Blinkgebereinrichtung für Kraftfahrzeuge
zu schatten, bei der ohne Stromkreisaufteilung auch drei bis vier Blinklampen eines
gemeinsamen Lampenstromkreises eindeutig mit einem einzigen Stromüberwachungs-Schaltmittel
überwacht erden können. Die Blinkgebereinrichtung für Kraftfahrzeuge, bestehend
aus einer astabilen Kippschaltung mit das Puls-Pausenverhältnis bestimmenden Schaltelementen,
die. über ein elektromagnetisches Schaltmittel oder einen Halbleiter-Letstungsschalter
zwei oder mehrere parallelgeschaltete Blinklampen steuert, und einem Stromüberwachungs-Schaltmittel
im gemeinsamen Laipenstroikreis ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß
eine astabile Kippschaltung verwendet ist, deren Puls-Pausenverhältnis mit ansteigender
Betriebsspannung kleiner und ait abnehmender Betriebsspannung grösser wird und deren
Periodendauer nahezu unabhängig von der Große der Betriebsspannung ist. Bei der
Ausgestaltung der astabilen Kippschaltung wird davon Gebrauch gemacht, daß der resultierende
Strom im gemeinsamen Lampenstromkreis der Blinkgebereinrichtung auch vom Puls-Pausenverhältnis
der steuernden astabilen Kippschaltung abhängig ist, falls die Pausenzeit zwischen
zwei Pulsen im Verhältnis zur Abkühlungszeitkonstanten der Blinklappen klein bleibt.
Da dies in vorliegenden Fall zutrifft,
wird durch die gewählte Abhängigkeit
des Puls-Pausenverhältnisses eine Kompensation der Stromänderungen bei schwankender
Detriebsspannung erreicht. Es ergeben sich selbst bei vier Blinklampen und Betriebsspanungsschwankungen
bis zu # 20 % eindeutige Strombereiche für ein Stromüberwachungs-Schaltmittel.
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Eine fUr den Einsatz in einer derartigen Blinkgebereinrichtung geeignete
Kippschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß oinesymmetrische Transistor-Kippschaltung
verwendet ist, bei der die Pausenzeit des den Lampenstromkreis steuernden Transistors
so beeinflußt ist, daß bei ansteigender Betriebsspannung die I>ausenzeit zunimmt
und bei abnehmender Betriebsspannung abnimmt. Die Kippschaltung ist z.n. mit PNP-Transistoren
aufgebaut, bei der der Emitter des den Lampenstromkreis steuernden Transistors auf
ein gegenüber dem Bezugspotential negatitores Potential gelegt ist. Dies kann in
einfachster weise dadurch erreicht werden, daß in die Emitterzuleitung eine in Sperr-Itichtung
betriebene Zenerdiode eingeschleift ist, die über einen getrennten Speisewiderstand
auf eine konstante Emittervorspannung eingestellt ist. Eine astabile Kippsclialtung
dieser Art kann in gleicher Weise auch it NPN-Transistoren aufgebaut werden, wenn
die entsprechenden Polaritäten vertauscht werden.
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Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung dargestellten astabilen
Kippschaltung näher erläutert, die die geforderte Abhängigkeit des Puls-Pausenverhältnisses
von der Betriebsspannung aufweist.
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Die astabile Kippechaltung mit den beiden Transistoren Ti und T2 wird
durch zeitbestimmende Elemente C1, R4 und C2, R3 in periodische Schwingungen versetzt,
wobei der Transistor T2 abwechselnd leitend und nichtleitend wird. Der Arbeitswiderstand
R2 kann z.D. ein Blinkrelais sein, das den Lampenstromkreis mit dem Stromüberwachungsrelais
steuert. Die Kondensatoren Ci und C2 sowie die Widerstände R3 und R4 können gleich
ausgelegt werden. Die astabile Kippschaltung hat dann ein Puls-Pausenverhältnis
von 1:1.
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Läßt man zunächst die Zenerdiode æ mit dem Speisewiderstand Rt außer
Acht, dann arbeitet die bistabile Kippschaltung wie folgt: In der Hellphase ist
der Transistor T2 leitend und der Kondensator Ci ist auf die Betriebsspannung Ub
aufgeladen, wobei der rechte Anschluß posiives und der linke Anschluß negatives
Potential führt. Zu Beginn der Dunkelphase entlädt sich der Kondensator Ci Uber
den leitenden Transistor Ti, den Widerstand R4 und die Batterie Ub. Die Zeitkonstante
in diesem Kreis wird durch den Kondensator Ci und den Widerstand 114 bestimmt. Es
gilt daher T = C1.R4 . Zu Beginn der Entladung gilt Uc = Ub und im Entladekreis
ist die treibende Spannung Uo = 2Ub, da sich die Ladespannung des Kondensators Ci
und die Batteriespannung Ub addieren. Für den Entladevorgang gilt: t Ue = Uo (i
- e -T) und da Uc = Ub und Uo = 2Ub gilt t Ub = 2Ub (i - e T). Daraus folgt t =
O,7.T Die Entladezeit t, die die Pausenzeit des Transistors T2 darstollt, ist also
nur von der Zeitkonstanten T abhängig.
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Wird in die Emitterleitung des Transistors T2 die Zenerdiode Z eingeschaltet,
dann wird eine konstante Emittervorspannung -Uz erzeugt, die über den Speisewiderstand
R1 auch bei nichtleitandem Transistor T2 aufrechterhalten wird.
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Die Ladespannung Uc (les Kondensators Ci zu Beginn der Dunkelphase
ist nunmehr durch Uc = Ub - Uz gegeben. Für die Speisespannung kann wieder annähernd
Uo#2Ub gesetzt werden.
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Für die Pausenzeit t des Transistors T2 läßt sich ableiten: t Uo =
Uo (1 - e ), wobei Uc = Ub - Uz und Uo = 2Ub.
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t Daraus folgt: Ub - Uz = 2Ub (1 - e-t/T) und t = -T.ln [1/2 (1 +
Us/Ub)]
Wie diese Gleichung illr die Entladezeit des Kondensators
Cl und damit für die Pausenzeit t des Transistors T2 erkennen läßt, ist eine Abhängigkeit
von der Betriebsspannung Ub erreicht, wie sie nach der Erfindung gefordert ist.
Da die Spannung Uz an der Zenerdiode Z nur Werte von Null bis Ub annehmen kann,
kann sich auch die Pausenzeit t nur von t = O,7.T bis t = c ändern. Die Klammerausdrucke
können nur Werte von 0,5 bis 1 annehmen.
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Nimmt die Betriebsspannung zu, dann wird der Klammerausdruck kleiner,
d.h. der Wert für die Pausenzeit nimmt zu. Nimmt die Betriebsspannung Ub dagegen
ab, dann wird der Klammerausdruck größer, d.h. der Wert für die Pausenzeit nimmt
ab.
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Betrachtet man die Puiszeit des Transistors T2, dann ist die Entladezeit
des Kondensators C2 zu ermitteln, der zu Beginn der Bellphase auf die Betriebsspannung
Ub aufgeladen ist. Die Entladung erfolgt über den Widerstand R3, den leitenden Transistor
T2, die Zenerdiode Z und die Batterie Ub. In dieser Kreis ist die treibende Spannung
Uo = 2Ub - Uz, da der Spannungsabfall an der Zenerdiode zu berücksichtigen ist.
Bei diesen Voraussetzungen läßt sich in gleicher Weise für die Pulszeit ti ableiten:
Ub-Uz t1 = - T.ln 2Ub-Uz Die Auswertung dieser Gleichung zeit, daß mit zunehmender
Betribsspannung die Pulazeit geringfügig abnimmt und bei abnehmender Betriebsspannung
geringfügig zunimmt. Dies unterstütz die Kompensationswirkung der variablen Pausenzeit
und bringt zudem eine Stabilisierung in der Schaltfrequenz.