DE2042573C3 - Überwachungseinrichtung für ohmsche Verbraucher an Wechselspannung, vorzugsweise Signallampen für den Straßenverkehr - Google Patents

Description

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Störimpulse unterdrückt. In weiterer Ausgestaltung kehrssignalanlage ab- und stattdessen auf Gelbblinken

der Erfindung können als Prüfschalter vom Frequenz- geschaltet werden.

generator durchsteuerbare Verstärker, vorzugsweise Dies erfolgt durch eine entsprechende Und- bzw, Transistoren, vorgesehen sein, deren Verstärker- bzw. Oder-Verknüpfung der einzelnen Haltlampen I bis Kollektorspannungen über Richtleiterbrücken an in 5 IV, wie dies an Hand der F i g. 3 nunmehr näher er· die Verbraucherstromkreise eingoschleiften Übertra- läutert werden soll. In die Stromkreise der Haltlamgern abgreifbar sind. Durch reinen Halbwellenbetrieb, pen I bis IV sind die Übertrager Ül bis Ü4 eingealso durch Verzicht auf Glättungsmittel für die ein- schleift und an deren Sekundärseite die Richtleiterzelnen Richtleiter sinkt der Speisestrom der chm- brücken Gr 1 bis Gr 4 mit daran parallel Hegender sehen Verbraucher und damit auch die Betriebsspan- io Zenerdioden D 1 bis D 4 angeschaltet. Diese Richtnung an den einzelnen Prüfschaltern mit der doppel- leiterbrücken GrI, D 1 bis Gr 4, D 4 lief era die KoI-ten Frequenz der Betriebsspannung jeweils auf Null lektorspannungen für die als Prüfschalter dienender ab und diese Nulldurchgänge können zu Störimpul- Transistoren 71 bis 7 7, während die noch vorhandesen Anlaß geben. Bei der doch ziemlich hohen Fre- nen Transistoren 7 8 bis 710 als Leerschalter an eine quenz dieser Störimpulse können diese aber vom 15 Gleichspannungsquelle angeschlossen sind.
Auswerteschalter als vom Prüffrequenzgenerator her- Dabei sind die Transistoren 71,73, 74 und die rührend verarbeitet werden und somit einen erforder- Transistoren 7 5, 77 jeweils zu Und-Gattern U1 bzw liehen Alarm verhindern. Zur Vermeidung dieser Ge- U 2 und diese über die Richtleiterbrücken Gr 5 bzw fahr läßt der Ausblendschalter im Bereich der Null- Gr 6 mit den Prüf schal tern 7 2 bzw. TC zu Oderdurchgänge der Speiseströme weder Stör- noch Nutz- 10 Gattern 01 bzw. 02 verknüpft. Solange also entwedei impulse durch, so daß der Auswerteschalter eindeutig die vom Und-Gatter U 1 überwachten Haltlamjcdc Störung als solche zu erkennen vermag. pen 11, III, IV oder die vom Prüfschalter 72 über-

Es ist auch vorteilhaft, daß die jeweils als Und- wachte Haltlampe I und die entweder vom Und-Gat-Gatter hintereinander geschalteten Prüfschalter nur ter (7 2 übeiwachten Haltlampen III, IV oder die geradzahlig vorgesehen sind, und daß bei einer an 25 durch den Prüfschalter 7 6 überwachte Haltlampe Il sich erforderlichen ungeraden Zahl Prüfschalter die- aufleuchten, ist alles in Ordnung. Die Rechteckspansen ein an Gleichspannung angeschalteter Leerschal- nung von 9 kHz des Prüfgenerators 7G kann demter zugeschaltet ist. Weiterhin können den einzelnen nach über einige der Transistoren 71 bis 710, übei Gleichrichterbrücken zur Spannungsbegrenzung die zugehörigen Oder-Gatter 01,02 und über der Zenerdioden parallel geschaltet sein und jeweils zwei 30 Transistor 7 21 den Auswerteschalter S angezoger Und-Gatter können durch ein Oder-Gatter und meh- halten. Dieser hält damit seinjn Kontakt* geschlos· rere solcher Oder-Gatter können zu einem Und-Gat- sen — der zunächst von Hand m betätigen war — ter logisch miteinander verknüpft sein. und liefert so die Betriebsspannung für die Haltlam·

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich pen I bis IV. Gesteuert werdjn diese Lampen übei

aus einem in seiner Schaltung dargestellten Ausfüh- 35 ihre Steuerschalter 1 bis 4 von der durch den Syn-

rungsbeispiel. chronmotor Sy antreibbaren Schaltwalze W als Pro·

Es zeigen: grammgeber.

Fig. 1 eine einfache Kreuzung mit mehreren teil- In der Schaltung noch dargestellte WiderständeR 1

weise feindlichen, teilweise freundlichen Verkehrs- bis R 16 und Kondensatoren C1 bis C 4 sollen nur die

flüssen, 40 richtigen Spannungsverhältnisse für die Transisto-

Fig. 2 ein Schema der einander feindlichen und ren71 bis 710 liefern; sie brauchen deshalb nichi

freundlichen Verkehrsflüsse, weiter beschrieben zu werden.

F i g. 3 die Schaltung eines Ausführungsbeispiels, Fällt nun die Haltlampe I aus, so brennen nun-

Fig. 4 ein Spannungs- und Impulsdiagramm der mehr die Haltlampen III und IV, da die Halt-Schaltung gemäß Fig. 3, 45 lampe II ihren zugehörigen Verkehrsfluß ΙΓ freigeber

Fig. 5 ein Ladediagramm des KondensatorsC21, sollte (vgl. oben).

Fig. 6 ein anderer Schaltungsvorschlag für den Damit sperren die Transistoren 71, 7 2 und vorr

Ausblendschalter und Prüfgenerator 7G flließt kein Ruhestrom mehr an der

Fig. 7 ein Diagramm der Betriebsspannung und AuswerteschalterS. Nun erzeugt aber gem. Fig. A der Nutzimpulse am Auswerteschalter. 50 jeder Nulldurchgang des Speisestroms der Halt-Die gemäß Fig. 1 dargestellte Kreuzung zeigt vier lampe III am Transistor 7 4 einen Störimpuls, der Haltlampen I bis IV, die entsprechend bezeichnete der Kondensator C1 verlängert und in seiner Phase Verkehrsflüsse Γ bis IV steuern. verschiebt. Folgen nun bei einer größeren Verkehrs-

In F i g. 2 sind dabei die einander feindlichen Ver- signalanlage dem Kondensator C 1 weitere Transisto-

kehrsflüsse durch ein »X« und die einander freund- 55 ren und Kondensatoren und wechselt jeweils eine un-

liehen Verkehrsflüsse durch eine »0« gekennzeichnet. gerade Anzahl Transistoren mit einem Kondensatoi

Bei Vergleich der beiden Figuren ist ohne weiteres zu ab, so wird der Störimpuls dadurch noch weiter ir

erkennen, daß nur die Verkehrsflüsse III' und IV ein- seiner Phase verschoben. Dies zeigt der gestricheli

ander nicht behindern, während alle übrigen Ver- und strichpunktiert dargestellte Störimpuls,
kehrsflüsse zueinander feindlich sind. Demnach müs- 60 Mehrere solcher »Störsender« in einer Kette vor

sen also bei Freigabe, z. B. des Verkehrsflusses ΙΓ, Transistoren und Kondensatoren können demnach

alle ihm feindlichen Verkehrsflüsse Γ, III', IV, durch durch solche zeitlich zueinander versetzte Störimpulse

Aufleuchten ihrer zugehörigen Haltlampen I, III und den Auswerteschalter angezogen halten und somii

IV, durch Aufleuchten ihrer zugehörigen Haltlam- unwirksam machen.

pen I, III und IV gespeni werden, da sonst Verkehrs- 65 Diese Phasenverschiebung des Störimpulses wird

gefährdende Situationen eintreten könnten. Deshalb jedoch durch eine gerade Anzahl Transistoren z. B,

muß auch bei Ausfall einer dieser erforderlichen 7 6,710 vor jedem Kondensator, z.B. C4 vermie-

Haltlampen I, III und IV sofort die gesamte Ver- den. Erforderlichenfalls sind Ixi einer ungeraden An-

zahl von als Prüfschalter verwendeten Transistoren T 6 ein weiterer an eine Gleichspannung angeschalteter Transistor T10 als Leerschalter zuzuschalten. Damit können Störimpulse nur in einem engen, auf etwa 3 msec, um den Nulldurchgang der Speisespannung begrenzten Bereich auftreten. In diesem Bereich unterdrückt aber der als Ausblendschalter wirkende Transistor T 21 alle Nutz- und Störimpulse, so daß letztere keinen Schaden anrichten können.

Der ÜbertragerO21 gem. Fig. 3 liefert nämlich in Verbindung mit der Richtleiterbrücke Gr 21 nur positive Halbwellen Un an den Kondensator C 21. Er wird also gemäß F i g. 5 während des Spannungsanstiegs der positiven Halb-wellen U>_t geladen und bei ihrem Spannungsabstieg wieder teilweise entladen. Über den Richtleiter D 22 und die Widerstände R 22, R 23 fließt also ein entsprechender Lade- und über den Richtleiter D 21 und den Widerstand Λ 21 ein entsprechender Entladestrom. Der Kondensator C 21 wird also im Rhythmus der positiven Halbwellen U>, ge- und entladen (Spannungsverlauf Ui-), wobei dieser Ladevorgang die Kollektorspannung für den Ausblendschalter Γ 21 liefert. Dagegen fehlt die Kollektorspannung am Ausblendschalter T 21, während sich der Kondensator C 21 entlädt. Damit läßt also der Ausblendschalter Γ 21 im Bereich der Nulldurchgänge der Speisespannung weder Nutz- noch Störimpulse durch. Der Auswerteschalter 5 fällt also ab, wenn die Haltlampe I ausfällt oder im Übertragungsweg des Überwachungs>ruhestroms ein Fehler vorkommt.

Der AuswerteschalterS muß also eine kleine Abfallverzögerung von etwa 3 msec aufweisen, damit er die ruhestromfreie Pause um den Nulldurchgang der Speisespannung zu überbrücken vermag. Solange also alle erforderlichen Haltlampen, nämlich die Lampen I, III und IV brennen, fließt der Ruhestrom vom Prüffrequenzgenerator TG über entsprechende Prüf- und Leerschalter Γ1 bis 710, über den Ausblendschalter T 21 und den Übertrager U 22 an den Auswerteschalter 5. Damit bleibt dieser trotz der Ausblendpausen von etwa 3 msec wegen seiner entspre-S chenden Abfallverzögerung angezogen und die Verkehrssignalanlage ist betriebsbereit. Fällt dagegen — wie oben beschrieben — die Haltlampe I aus, so unterbricht sie den erforderlichen Ruhestromkreis und bringt damit den Auswerteschalter S zum Abfallen.

ίο Zwischenzeitlich auftretende Störimpulse werden durch den Ausblendschalter T 21 unterdrückt und können damit keinen Schaden anrichten. L)er dem Ausblendschalter T 21 nachgeschaltete Übertrager U 22 hat dabei nur die Aufgabe, den AuswerteschalterS gleichstrommäßig gegenüber dem Ausblendschalter Γ 21 zu entkoppeln. Bei einem Defekt des Ausblendschalters T 21 — wenn dieser also ständig sperrt — wird nämlich so der Auswerteschalter S nicht von der Kollektorspannung des Ausblendschal-

ϊο ters T 2 fälschlicherweise ständig angezogen gehalten. Der AusblendschalterT21 gem. Fig. 6 ist mit seiner Basis ebenfalls an den Widerstand R16 angeschlossen. Die übrige Schaltung vor diesem Widerstand R 16 gleicht der linken Hälfte der Schaltung gem. Fig. 3 und konnte deshalb hier weggelassen werden. Der Ausblendschalter T 21 erhält hier seine Kollektorspannung vom Widerstand R 24 und dieser ist über eine Richtleiterbrücke Gr 21 unmittelbar an die Betriebsspannung U angeschaltet.

se Wie Fig. 7 zeigt, ist auch hier der Ausblendschalter Γ 21 im Bereich der Nulldurchgänge der gleichgerichteten Betriebsspannung U_it für Nutz- und Störimpulse undurchlässig (ß.^,), da er dann keine Kollektorspannung erhält. Die Störimpulse können

also ebenfalls keinen Schaden anrichten. Dagegen läßt der Ausblendschalter Γ 21 auch hier im übrigen Bereich die Nutzfrequenz/„ vom Prüffrequenzgenerator TG passieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

durchsteuerbarer Verstärker, vorzugsweise ein Patentansprüche: Transistor (21*) vorgesehen ist, dessen Verstär ker- bzw. KoUektorspanaung über eine Richtlei-

1. Überwachungseinrichtung für ohmsche Ver- terbrücke (Gr 2Y) an die Betriebsspannung (U) braucher an Wechselspannung, vorzugsweise 5 der ohmschen Verbraucher (I... IV) äbgreifbar Signallampen im Straßenverkehr, deren über ist

Richtleiter in die Stromkreise der einzelnen Ver- 9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgen-

braucher eingeschleifte zu »Und«- und »Oder«- den, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerte-

Gatter entsprechend den Überwachungsvorschrif- schalter (S) durch einen ihm unmittelbar vorge-

ten miteinander logisch verknüpfte und nur für 10 schalteten Übertrager (O 22) von der Gleiclispan-

Spannung einer Richtung verwendbare Prüf- nung der Überwachungseinrichtung entkoppelt ist. schalter durch einen Prüffrequenzgenerator und

einen Auswertschalter ruhestromübenvachbar

sind, dadurch gekennzeichnet, daß die

Richtleiter (Gr 1... Gr 4) der einzelnen Verbrau- 15 Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungscher (I... IV im reinen Halbwellenbetrieb arbei- einrichtung für ohmsche Verbraucher an Wechselten, und daß dem Auswerteschalter (S) ein eben- spannung, vorzugsweise Signallampen für den Strafalls durch die Betriebsspannung (U) der ohm- ßenverkehr, deren über Richtleiter in die Stromkreise sehen Verbraucher(I...FV) steuerbarer Aus- der einzelnen Verbraucher eingeschleifte zu »Und«- biendschalter(721) vorgeschaltet ist, der die im 30 bzw. »Oder«-Gattern entsprechend den ÜberBereich der einzelnen Speisestrom-Nulldurch- wachungsregeln miteinander logisch verknüpfte und gänge an den einzelnen Prüf schaltern (71... 77) nur für Spannung einer Richtung verwendbare Prüfmöglicherweise entstehenden Störimpulse unter- schalter durch einen Prüffrequenzgenerator und einen drückt. Auswerteschalter ruhestromübenvachbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 Jeder Ausfall oder falsche Steuerung einer Haltkennzeichnet, daß als Prüf schalter vom Prüffre- lampe kann bei Verkehrssignalanlagen schwere Unquenzgenerator durchsteuerbare Verstärker, vor- fälle zur Folge haben. Dabei genügt es aber nicht, nur zugsweise Transistoren (71... 77) vorgesehen die Haltelampen auf ordnungsgemäßes Funktionieren sind, deren Verstärker- bzw. Kollektorspannun- zu überwachen, sondern auch die Überwachungseingen über Richtleiterbrücken (Gr 1... Gr 4) an in 30 richtung selbst muß vollkommen sicher arbeiten und die Verbraucherstromkreise eingeschleiften Über- entsprechend rasch ansprechen. Denn selbst ein kurtragern(l/1... 1/4) äbgreifbar sind. zes, falsches Aufleuchten einer Freifahrtlampe würde

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- vom Verkehrsteilnehmer wahrgenommen werden und durch gekennzeichnet, daß die jeweils als »Und«- könnte diesen zu einem falschen Verhalten ve ran las-Gatter hintereinandergeschalteten Prüfschalter 35 sen. Nun sind bereits Einrichtungen bekannt, bei (z. B. 7 2 und 7 8) nur geradzahlig vorgesehen denen nur für Spannung einer Richtung verwendsind, bare Prüfschalter in die Stromkreise der einzelnen

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- Haltlampen über Richtleiter und entsprechende Glätkennzeichnet, daß bei einer ungeraden Zahl Prüf- tungsmittel eingeschleift sind (deutsche Auslegeschalter (z. B. 76) diesen ein an Gleichspannung 40 schrift 1295 425). Diese Glättungsmittel haben aber angeschalteter Leerschalter (T 10) zugeschaltet ist. ein verzögertes Ansprechen der Überwachungsein-

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgen- richtung zur Folge und deshalb können zwischen dem den, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Ausfall einer Haltlampe und dem Ansprechen der Richtleiterbrücken (Gr 1... Gr 4) Zenerdioden Einrichtung bis zu 100 msec, verstreichen. Eine Frei-(D 1, D 4) zur Spannungsbegrenzung parallelge- 45 fahrtlampe wird jedoch bereits nach 30 msec, vom schaltet sind. Verkehrsteilnehmer erkannt und kann damit die

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgen- obengenannten Fehler verursachen.

den, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

»Und«-Gatter (U 1) und ein Prüfschalter (7 2) überwachungseinrichtung mit in die Stromkreise der bzw. jeweils zwei »Und«-Gatter durch ein »Oder«- 50 einzelnen Haltlampen über Richtleiter eingeschleiften

Gatter (01) und mehrere solcher »Oder«-Gatter und nur für Spannung einer Richtung verwendbaren

(01,02) zu einem »Und«-Gatter(01 und 02) mit- Prüfschaltern zu schaffen, die bei Ausfall einer HaIt-

einander logisch verknüpft sind. lampe praktisch sofort anspricht und somit die oben-

7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgen- genannten Fehler vermeidet.

den, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausblend- 55 Erfindungsgemäß wird dies bei einer Überschalter ein vom Prüffrequenzgenerator (Tg) wachungseinrichtung für ohmsche Verbraucher an durchsteuerbarer Verstärker, vorzugsweise ein Wechselspannung, deren über Richtleiter in die Transistor (7 21) vorgesehen ist, dessen Verstär- Stromkreise der einzelnen Verbraucher eingeschleifte ker- bzw. Kollektorspannung über einen Rieht- und nur für Spannung einer Richtung verwendbare leiter (D 22) an einem über eine Richtleiterbrücke 60 Prüfschalter durch einen Prüffrequenzgenerator und (Gr 21) durch die Betriebsspannung (U) der ohm- einen Auswerteschalter ruhestromüberwachbar sind, sehen Verbraucher (I... IV) aufladbaren Kon- dadurch erreicht, daß die Richtleiter der einzelnen densator (C 21) abgreifbar ist, der einen besonde- Verbraucher im reinen Halbwellenbetrieb arbeiten, ren Entladekreis (R 21) vorzugsweise mit einem und daß dem Auswerteschalter ein ebenfalls durch weiteren Richtleiter D 21) aufweist. 65 die Betriebsspannung der ohmschen Verbraucher

8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgen- steuerbarer Ausblendschalter vorgeschaltet ist, der die den, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausblend- im Bereich der einzelnen Speisestrom-Nulldurchgänge schalter ein vom Prüffrequenzgenerator (Tg) an den Prüfschaltcrn möglicherweise entstehenden