DE2150502C2 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Blinksignalen mit annähernd rechteckigen Lichtstromimpulsen - Google Patents

Description

Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Hrlindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausfiihrungsbeispiel. Eis zeigt

1- i g. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen .Schaltungsanordnung und

1' i g. 2 Schaubilder zum Erläutern der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F ι g. I.

F i £. 1 zeigt eine erlindtingsgemäße Schaltungsanordnung, deren Aufbau in großen Teilen demjenigen des Ausfiihrungsheispiels nach dem deutschen Patent 1766 423 einspricht. An eine Batterie 40 kann über einen Blinkschalter 41 und einen Knotenpunkt 42 die Serienschall ung einer Signallampe 43, der Parallelschaltung eines Widerstands 44 und eines Kondensators 45, eines Knotenpunkts 46 und einer Diode 47 angeschlossen werden. Ferner ist eine mit 48 bezeichnete JJilfs.sparmungscjuelle vorgesehen, welche einen npn-Transistor 49 aufweist, dessen Emitter mit dem Minuspol der Batterie 40 verbunden ist, wahrend parallel zu seiner Basis-Emitter-Strecke ein Schalter 52 liegt, der von einem Zeitglied 53 belätigbar ist, welches nach dem Schließen des Blinkgebers 41 den Schalter 52 während einer Zeit At geöffnet hält, die \on der Spannung U an der Batterie 40 abhängig ist, so daß die Hilfsspannungsquelle 48 während dieser Zeit der Signallampe 43 Spannlingsimpulse zuführt.

Über einen Widerstand 54 ist die Basis des Transistors 49 mit einem Knotenpunkt 55 verbunden, und letzterer ist über einen als Anschvvinghilfe dienenden Widerstand 56 mit dem Knotenpunkt 42 und über eine Rückkopplungsspule 57 mit Minus verbunden, wobei die Spule 57 mit einer Spule 58 (zwischen dem Kollektor und dem Knotenpunkt 42) und einer Spule 59 gekoppelt ist, deren eines Ende mit dem Knotenpunkt 42 und deren anderes Ende über eine Diode 60 in it dem Knotenpunkt 46 verbunden ist. Parallel zur Spule 59 liegt ein Kondensator 62. Die Anoden der beiden Dioden 47 und 60 sind mit dem Knotenpunkt 46 verbunden.

Für den Anschluß des Zeilgliedes 53 gibt es mehrere Möglichkeiten.

Das elektronische Zeitglied 53 ist an die Batterie 40 angeschlossen, so daß ihm die Batteriespannung U zugeführt wird. Über den Eingang 63, der mit dem Knotenpunkt 42 verbunden ist, wird das Zeitglied beigeschlossenem Blinkschalter ausgelöst. Die beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:

Der Blinkschalter schaltet zur Zeit .'„ ein und bei I₁ aus. Beim Schließen des Blinkgebers 41 wird im Augenblick /₀ die Spannung der Batterie 40 an die Lampe 43, die Hilfsspannungsquelle 48 und den auslösenden Eingang 63 des Zeitgliedes 53 gelegt. Hierdurch öffnet das Zeitglied 53 den Schalter 52, so daß die Hilfsspannungsqueile 48, die hier als selbsterregter Transistoroszillator aufgebaut ist, zu schwingen beginnt und an der Spule 59 Impulse 64 (F i g. 2a) abgibt, welche eine höhere Spitzenspannung haben als die von der Batterie 40 der Lampe 43 zugeführte Spannung, die in F i g. 2 a mit 43' bezeichnet ist. Die Signallampe 43 erhält also zunächst eine überhöhte Spannung, so daß ihr Lichtstrom sehr schnell ansteigt und die Lichtstromkurve eine sehr steile Vorderflanke erhält.

Fig. 2b zeigt die Verhältnisse für den Fall, daß das Zeitglied 53 den Schalter 52 nach einer fest eingestellten Zeit wieder schließt, also mit ,Ir = const, wie es beim Gegenstand des Hauptpatentes der Fall ist. In diesem Fall ist der Verlauf des Lichlsiroms Φ sehr stark Min tier (iröße der Spannung i.' abhängig. Die Kurve 66 /eigl den Lichtstrom für den Fall, daß die Balterie 40 ihre Nennspannung hat. Die Kurve 67 zeigt den Lichtstrom bei Überspannung und die Kurve 68 bei Unterspannung. Ersichtlich erhall man in diesen drei Fällen ein sehr unterschiedliches Signalbild.

F i g. 2c zeigt die Verhältnisse bei der ertindungsgemäßen Schaltung, und zwar rHgl die Kurve 70 den

ίο Verlauf des Lichtstroms bei Nennspannung. In diesem Fall hält das Zeilglied 53 den Schalter 52 vom Zeitpunk! /_u bis zum Zeitpunkt λ, geöffnet, also während einer Zeitspanne l/_:„ deren Länge der Zeitspanne I/ entspricht, so daß die Kurve 70 genau der Kurve 66 entspricht.

Ist die Spannung der Batterie 40 zu niedrig, so erhält man die Kurve 71 (F i g. 2c), da der Schaller 52 in diesem Fall vom Zeitgiied 53 langer geöffnet gehalten wird, nämlich von /₀ bis t_t entsprechend einer Zeitspanne. I/,. Ersichtlich weicht die Vorderflanke der Kurve 71 nur sehr wenig von derjenigen der Kurve 70 ab, so daß für einen Betrachter die Blinksignale auch bei Unterspannung praktisch genauso aussehen wie bei Normalspannung.

1st die Spannung der Batterie 40 zu hoch, so erhält man die Kurve 72 (F i g. 2c), da der Schalter 52 in diesem Fall vom Zeitglied 53 kürzer geöffnet gehalten wird als bei Nennspannung, nämlich von I₀ bis /„ entsprechend einer (kurzen) Zeitspanne Iz₂. Auch die Vorderflanke der Kurve 72 weicht in diesem Fall nur sehr wenig von der Vorderfianke der Kurve 70 ab. so (.laß sich auch hier das Signalbild gegenüber Nennspannung praktisch nicht verändert. Außerdem zeigt der Vergleich mit der Kurve 67, daß die Signallampe 43

bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wesentlich geringeren Belastungen ausgesetzt wird, so daß eine größere Lebensdauer zu erwarten ist. Gegenüber dem bisher aus Patent 1 766 423 bekannten Stand der Technik ist der durch die Erfindung erreichte Fortschritt darin zu sehen, daß

1. bei Unterspannung die Warnwirkungeines Blinklichts verbessert wird, weil auch bei Unterspannung der Lichtstrom der Glühlampe mit großer Steilheit auf eine konstante Flankenhöhe ansteigt. Die wirksame Lichtstrom-Zeit-Fiäche ist vergrößert worden,

2. die Lichtstromschwankung eines rechteckigen Lichtimpulses als Folge der sich ändernden Spannung verkleinert ist. Unabhängig von der Spannung entsteht ein gleichbleibender Lichteindruck. Dies ist besonders wertvoll bei Verkehrs-Blinkanlagen, z. B. an Bahnübergängen oder Straßenkreuzungen, wo unabhängig von vorübergehenden Spannlingsschwankungen stets ein einheitliches Signalbild gewährleistet sein muß.

Die erwünschte Spannungsabhängigkeit des Zeitsteuergliedes 53 kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden: z. B. läßt sie sich durch eine monostabile

^6υ Kippstufe erreichen, bei der der Kondensator der zeitbestimmenden /JC-Rückführung durch Beschälten mit einer Zencrdiode stets auf eine konstante Spannung geladen wird. Steigt die Speisespannung der als Zeitglied dienenden Kippschaltung, so entlädt sich dieser Kondensator in kürzerer Zeit als bei niedrigerer Spannung und bewirkt dadurch eine Verkürzung der Zeit. Ii.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. schaltdauer der Hilfssp;innungsijiiclle durch Zeit-Patentanspruch: Steuereinrichtungen zu bestimmen. Dort läßt sich aber

   nur der Lichtstromanstieg durch die Höhe der Über-

   Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Blink- spannung und durch die Vorwahl einer bestimmten. Signalen mit annähernd rechteckigen Lichtstroin- 5 aber dann konstanten Betriebszeit beeinflussen. Eine impulsen, bestehend aus einer Gleichspannungs- solche Bestimmung der Einschaltdauer der Hilfsquelle, einer als Niedervoltglühlampe ausgebilde- spannungsquellc kann die vorher erwähnten Nachten Signallampe, gegebenenfalls zwecks Anpas- ;eile nicht beseitigen.

   sung an unterschiedliche Zuleitungslängen aus Die Erfindung bezweckt eine Weiterbildung der

   einem in Reihe mit der Signallampe geschalteten io Anordnung des Hauptpatenies mit dem Ziel, den Vorwiderstand und aus einem Blinkgeber, wobei Lade- und Belustungsziistand der Batterie zu bcrückder Signallampe bzw. der Reihenschaltung aus sichtigen, um so ein gleichbleibendes Signalbild zu Signallampe und Vorwiderstand eine im Verhält- gewährleisten.

   nis zur Impulslänge der Lichtstromimpul.se kurz- Dies wird bei einer eingangs genannten Schaltungs-

   zcitig betriebene Hilfsspannungsquehe parallel 15 anordnung m.ch dem Hauptpatent dadurch erreicht, geschaltet ist, die zusätzlich zur normalen Blink- daß erfindungsgemäß zum Steuern der Einschaltdauer spannung eine Überspannung erzeugt, deren Fre- der Hilfsspannungsquelle eine von der Speisespanquenz groß ist im Verhältnis zur Blinkfrequenz. nung der Anlage abhängige Zeilsteuereinrichtung nach Patent 1766 423, dadurch gekenn- vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie bei steize i ch η et, daß zum Steuern der Einschaltdauer 20 gender Spannung die Einschaltdaucr der Hilfsspan-(Ii) der Hilfsspannungsquelle (48) eine von der nungsquellc verkürzt und bei fallender Spannung Speisespannung der Anlage abhängige Zeitstcucr- diese Einschaltdauer verlängert,
   einrichtung (53) vorgesehen ist, die so ausgebil- Der Einfluß der Höhe der Betriebsspannung auf

   det ist, daß sie bei steigender Spannung die Ein- den Lichtslrom wird also dadurch kompensiert, daß schaltdauer (M) der Hilfsspannungsquelle (48) 25 je nacii der Höhe der Spannung der Anlage die Einverkürzt und bei fallender Spannung diese Ein- schaltdauer der Hilfsspannungsquelle verändert wird; schaltdauer verlängert. hierdurch gelingt es, die Höhe der Einschaltflanke

   des Lichtstroms auf einem annähernd konstanten

   Niveau zu halten und ein von der Betriebsspannung

   30 praktisch unabhängiges Signalbild zu erzielen. Auf

   einfachste Weise gelingt es hiermit auch, den bei

   Das Hauptpatent betrifft eine Schaltungsanordnung Unterspannung in Blinksignalanlagen bisher prinzur Erzeugung von Blinksignalen mit annähernd zipiell auftretenden Wirkungsverlust der Blinksignale rechteckigen Lichtstromimpulsen, bestehend aus zu reduzieren. Bisher mußte man sich mit diesen Tateiner Gleichspannungsquclle, einer als Niedervolt- 35 sachen abfinden, wollte man nicht eine aufwendige glühlampe ausgebildeten Signallampe, gegebenenfalls Spannungsstabilisierung anwenden,
   zwecks Anpassung an unterschiedliche Zuleitungs- Es ist für die Stromversorgung von Elektronen-

   langen aus einem in Reihe mit der Signallampe ge- blitzgeräten zwar auch eine Schaltungsanordnung beschalteten Vorwiderstand und aus einem Blinkgeber, kanntgeworden, bei der durch die Entladung eines wobei der Signallampe bzw. der Reihenschaltung aus 40 Kondensators die Stärke des Elektronenblitzes beein-Signallampe und Vorwiderstand eine im Verhältnis flußt werden soll. Abgesehen davon, daß die Lichtzur Impulslänge der Lichtstromimpulse kurzzeitig bc- impulse bei Elektronenblitzgeräten nur wenige tautriebene Hilfsspannungsquelle parallel geschaltet ist, sendstel Sekunden andauern, während die Lichtdie zusätzlich zur normalen Blinkspannung eine stromimpulse zur Speisung der für Signallampen vorÜberspannung erzeugt, deren Frequenz groß ist im 45 zugsweise verwendeten Niedervoltglühlampen in der Verhältnis zur Blinkfrequenz. Größenordnung von etwa 500 ms liegen, ist der Ein-

   Vielfach werden Blinklichtsignalanlagen aus Si- satz von Kondensatoren — wie im Hauptpatent becherheitsgründen mit Batterien betrieben, und die reits erwähnt — wegen der geringen Betriebsspan-Ladespannung solcher Batterien kann abhängig vom nung dieser Glühlampen zu aufwendig, da die Kon-Ladezustand in ziemlich weiten Grenzen schwanken. 50 densatoren große Kapazitätswerte aufweisen müßten, Da diese Batterien in der Regel auch für die Speisung die einen wirtschaftlich nicht mehr vertretbaren Aufmotorischer Antriebe, z. B. zum Antrieb von Schran- wand hervorrufen würden. Dazu kommt, daß es bei ken eingesetzt werden, tritt eine kurzzeitige Absen- Elektronenblitzgeräten ausschließlich darum geht, kung der Spannung auf einen tieferen Wert bei Be- den Leitwert des Blitzes gleich groß zu halten, so daß lastung der Batterie durch den Strom dieser Motoren 55 also nur die Höhe des Lichtstromes, nicht aber der auf, die ebenfalls eine Schwächung der Signale her- Verlauf der Lichtstrom-Zeitfläche von Bedeutung ist. vorruft. Bekanntlich weist der Lichtstrom einer Die Entladungslampen bei dem Blitzgerät sprechen Glühlampe eine exponentielle Abhängigkeit von praktisch trägheitslos an, können aber über eine länderen Batteriespannung auf. Dies hat zur Folge, daß gerc Zeit, wie sie im vorliegenden Fall bei Blinkmit sinkender Spannung der Lichtstrom beträchtlich 60 Signalen benötigt wird (etwa 500 ms), keine Lichtabnimmt und die Wirkung der Blinklichtsignale ver- signale aufrechterhalten. Das ist nur mit Hilfe von mindert wird. Hierdurch erhält man je nach dem Glühlampen möglich, bei denen das Problem des Lade- und Belastungszustand der verwendeten Bat- schnellen Ansprechend und der Abhängigkeit von der terie ein unterschiedliches Signalbild. Ähnliche Er- Anlagenspannung auftritt. Es ist bekannt, daß die scheinungen treten auch auf, wenn die Signalanlage 65 Lichtstärke mit der Zeit nach besonderen Gesetzen aus Gleichrichtern gespeist wird, die sehr stark be- verläuft. Die damit verbundenen Probleme der Belastet sind. einflussung des Signalbildes treten bei Elektronen-Es ist aus dem Hauptpatenl zwar bekannt, die Ein- blitzgeräten nicht auf.