DE2605114A1

DE2605114A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung von elektrischen verbrauchern

Info

Publication number: DE2605114A1
Application number: DE19762605114
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Arnold
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-02-10
Filing date: 1976-02-10
Publication date: 1977-08-11
Also published as: DE2605114C2; SE7701432L; SE408876B; GB1570764A

Description

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26.1.1976 Ws/Hm

Anlage zur

P at e nt anmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 STUTTGART 1

Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektrischen-. Verbrauchern. ^4ftfts-4Cr aft fahr g»as^s-

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere von Glühlarapen eines Kraftfahrzeuges, wobei jede zu überwachende Verbrauchergruppe bzw. jeder Verbraucher über einen Schalter mit einem niederohmigen Meßwiderstand in Reihe geschaltet ist und wobei die jeweils zwischen Verbraucher und Meßwiderstand bzw. zwischen Schalter und Meßwiderstand abgegriffene Spannung einem Schwellwertschalter einer elektronischen Schalteinrichtung zugeführt ist, in deren Ausgang ein Signalgeber, vorzugsweise eine Signallampe liegt, und die bei eingeschalteten intakten- Verbrauchern

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im Sperrzustand gehalten ist, bei Ausfall eines Verbrauchers dagegen in den stromleitenden Zustand umgesteuert wird.

Bei einer solchen bekannten Schaltungsanordnung wird der Spannungsabfall eines jeden Meßwiderstandes, der jeweils einem Verbraucher bzw. einer Verbrauchergruppe zugeordnet ist, einem Schwellwertschalter zugeführt. Meßwiderstand und Schwellwertschalter sind so aufeinander abgestimmt, daß bei intakten Verbrauchern der Spannungsabfall am Meßwiderstand den Schwellwertschalter im Sperrzustand hält, so daß an seinem Ausgang kein Signal auftritt, welches die Signallampe einzuschalten vermag (DT-OS 21 47 681). Bei einer Stromunterbrechung am Verbraucher - z.B. beim Durchbrennen einer Glühlampe tritt am Meßwiderstand kein Spannungsabfall mehr auf. Dadurch wird der Schwellwertschalter in seinem anderen Schaltzustand gesteuert, wodurch an seinem Ausgang ein Signal auftritt, das nunmehr über einen steuerbaren Halbleiter die Signallampe einscnaltet. Die Signallampe erlischt, sobald der Verbraucher abgeschaltet wird bzw. sobald die Unterbrechung beseitigt wird.

Diese Lösung hat den Nachteil, daß beispielsweise ein Defekt am Schalter des zu überwachenden Verbrauchers nicht angezeigt wird. So ist z.B. die Überwachung der Brenislichtlampen eines Kraftfahrzeuges für die Verkehrssicherheit von erheblicher Bedeutung. Sie ist jedoch unvollkommen, wenn nicht auch der Bremslichtschalter auf seine Funktion überwacht wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß ein Defekt an der Signallampe nicht bemerkt wird, so daß dadurch die Überwachung der elektrischen Verbraucher ohne Wissen des Fahrzeuglenkers aufgehoben ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei der sowohl die Punktion des Schalters der zu überwachenden Verbraucher als auch die Funktion der Signallampe vom Fahrzeuglenker überprüft werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Eingang des Schwellwertschalters über eine Prüftaste an die Versorgungsspannung der Schaltungsanordnung anschließbar ist, wobei am Ausgang des Schwellwertschalters ein Signalspeicher angeschlossen ist, der einen Rücksetzeingang aufweist, welcher über ein Differenzierglied an dem Schalter der zu überwachenden Verbraucher angeschlossen ist und dessen Ausgangssignal über einen steuerbarpn Halbleiter den Signalgeber ansteuert.

Befindet sich eine für den Verbraucher vorgesehene Sicherung vor dem Schalter, so ist es besonders vorteilhaft, wenn lediglich Meßwiderstand und Schalter durch die Prüftaste überbrückt sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanrodnung zur Überwachung einer Bremslichtanlage eines Kraftfahrzeuges und

Fig. 2 den Schaltungsaufbau der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung mit zusätzlichen überwaehungsstufen für das Sicherungselement sowie für weitere Verbraucher.

Bei der in Fig. 1 und 2·gezeigten Schaltungsanordnung ist eine Versorgungsleitung 10 am Bordnetz eines Kraftfahrzeuges anzuschließen. In Fig. 1 ist diese Versorgungsleitung 10 über einen Bremslichtschalter 11 mit einer

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Leitung 12 verbunden, an die zwei parallel geschaltete Bremslichtlampen 13a und 13b von je 5 W angeschlossen sind. Zur Überwachung dieser Glühlampen ist ein in der Leitung 12 eingefügter Meßwiderstand lh von 150 mSl vorgesehen, dessen Spannungsabfall über den Abgriff 15 einem Schwellwertschalter l6 zugeführt wird. Der Ausgang des Sehwellwertscbalters 16 ist mit dem Setzeingang .S_- eines Signalspeichers 17 verbunden, dessen Ausgang Q am Steuereingang eines Halbleiters 18 angeschlossen ist. Die Schaltstrecke dieses Halbleiters 18 liegt mit einer an der Versorgungsleitung IO angeschlossenen, als Signalgeber dienenden Signallampe 19 in Reihe. Der Signalspeicher 17 ist ferner mit einem Rücksetzeingang _R. versehen, der über ein Differenzierglied 20 am Abgang des Bremslichtschalters 11 angeschlossen ist. Parallel zum Bremslichtschalter 11 und dem damit in Reihe liegenden Meßwiderstand 14 ist eine Prüftaste 21 geschaltet.

Im folgenden wird die Wirkungsv/eise dieser Schaltungsanordnung näher erläutert. Zur Überprüfung der Signallampe 19 wird beispielsweise vor Beginn einer Fahrt die Prüftaste 21 vom Fahrzeugführer kurzzeitig betätigt. Damit gelangt das Pluspotential der Versorgungsleitung 10 über die Prüftaste 21 und über den Abgriff 15 zum Eingang des Schwellwertschalters 16. Das auf diese Weise erzeugt Eingangssignal am Schwellwertschalter 16 schaltet diesen ebenfalls für kurze Zeit um, so daß an seinem Ausgang kurzzeitig ein Signal erscheint, das in dem Setzeingang S des Signalspeichers 17 läuft. Dadurch wird am Ausgang Q des Signalspeichers 17 ein bleibendes Signal erzeugt, welches den Halbleiter l8 in den stromleitenden Zustand durchsteuert. Die Signallampe 19 muß folglich während und nach der Betätigung der Prüftaste 21 aufleuchten. Leuchtet die Signallampe nicht auf, so liegt entweder ein Defekt in der Kontrollschaltung oder ein Defekt der Signallampe 19 vor.

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In einem weiteren Schritt kann nunmehr auch die Funktion des Bremslichtschalters 11 überprüft werden, in dem dieser kurzzeitig betätigt wird. Durch die Betätigung gelangt die Spannung der Versorgungsleitung 10 auf das Differenzierglied 20, an dessen Ausgang ein kurzer Impuls auftritt, der in den Rücksetzeingang R des Signalspeichers 17 läuft und diesen löscht. Dadurch wird nunmehr der Halbleiter 18 in den Sperrzustand umgesteuert und die Signallampe 19 verlischt folglich bei einwandfrei arbeitetendem Bremslichtschalter 11 und intakten Lampen 13a und 13b. Bei einem Defekt am Bremslichtschalter 11 würde am,Differenzierglied 20 kein Spannungsimpuls erzeugt, der dem Speicher 17 löscht - d.h. bei einem Defekt des Bremslichtschalters würde die Signallampe 19 weiter brennen und damit den Defekt anzeigen.

Es woll nun noch die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung beim Durchbrennen einer Bremslichtlampe 13a oder 13b erläutert werden. In diesen Fall wird bei Betätigung des Bremslichtschalters 11 nur noch der halbe Strom in der Leitung 12 und somit auch im Meßwiderstand 14 fließen gegenüber dem Strom, der bei intakten Bremslichtlampen fließt. Polglich ist auch der Spannungsabfall am Meßwiderstand nur noch halb so groß. Der Schwellwertschalter 16 ist so eingestellt, daß nunmehr seine Schwellspannung unterschritten wird, so daß an seinem Ausgang ein Signal auftritt, das in den Setzeingang des Signalspeichers 17 gelangt und diesen Speicher umschaltet. Da am Rücksetzeingang des Signalspeichers 17 lediglich mit dem Schließen des Bremslichtschalters 11 ein kurzzeitiger Spannungsimpuls auftritt, das Signal am Setzeingang jedoch langer stehen bleibt, kann der Speicher 17 beim Ausfall einer Bremslichtlampe nicht zurückgesetzt werden, solange die defekte Lampe nicht ausgetauscht ist. Am Ausgang Q des Speichers bleibt daher das Signal stehen, so daß der Halbleiter 18 in den stromleitenden Zustand gehalten wird und die Signallampe eingeschaltet bleibt. Da die Versorgungsleitung 10 in der

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Regel ober einen nicht dargestellten Zündschalter mit der Fahrzeugbatterie verbunden, ist, 'läßt sich die Signallampe 19 bei einem Befekt der Bremslichtlampen 13a oder 13h; nur dtxrch Ausschalten· des Zündschalters loschen»

Ixt Fig. 2 ist eine erweiterte Schaltungsanordnung zur Überwachung mehrerer Verbraucher dargestellt* wobei der Sehaltungsaufbau des Signalspeichers 1? zur überwachung der Bremslichtanlage eines Kraftfahrzeuges im Detail dargestellt ist- Bie Bremsliehtlampen 13a und 13b sind hier über den Meßwiderstand 1^₅ den. Breraslichtschalter 11 sawie über- eine Sicherung 3Q mit der Versorgung⁵leitung löⁱ verbunden, die beispielsweise ober einen nicht dargestellten Mndschalter mit dem Pluspol des Bardnetzes eines? Kraftfahrzeuges verbunden ist. Das Differenzierglied 20 besteht häer aus einem Kondensator 31 und einem zwischen seinem Ausgang und der. Masse geschalteten Widerstand! 32- Her· Sigpalspeieher IT ist im. wesentlichen aus zwei kampleiaentSrea Transistoren 53.und 3^ aufgebaut» von denen der- erste ein MPM-leitertder Eingangstransistor 33 isfe- Der Eingangstraaisistar 33 ist.über einen Sbllektorwiderstand: 55 sowie über einen weiteren dazu in Reihe liegenden Widerstand; 36 und einer Sicherung 37 ¹⁰^t ^^er ^ersorgLmg^leifcung 1Q^: verbunden. Er ist emitterseitig Ober einem weiteren Widerstaruä 3S mit. Kasse verbunden und seine Basis ist mifc.äem.Setz-eingang S des Speichers 17 verbunden. Der zweite transistor 34 ist ein BIP-leitender Äusgangstraasisto-r, der emxt-terseitig über einen Abgriff 39 eines aus zwei in. Heihe geschalteten. Widerständen ^O und kl gebildeten .Spanmungsteilers und über die Sicherung 37 mit der Versorgungsleitung 10 verbunden ist. Sein KolletctoranschluE bildet aen Speicherausgang Q..Die Basis beider Transistoren 33 und 3^ ist in. Form einer Halteschaltung Jeweils über einen Widerstand Ψ2 bzw. 43 mit dem Kollek- . tor des anderen Transistors verbunden. Der Ausgang des Schwellwertschalters 16 ist über den Setzeingang S unmittelbar mit der Basis des Eingangstransistors 33 verbunden.

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Außerdem ist der Kondensator- 31 des Blfferenzlerglledes _?;·. 20 über den Rücksetzeingang R und ober eine Diode 44 mit dem Basiswiderstand 43 des Äusgangstranslstors, 34·. · verbunden. Um beim Einschalten der Fersorgungsspannung. äen Ausgangs transistor 34 In dem Sperrzustand zu lialten, Ist der Kollektorwiderstand 36 des Eingangstransistors von einem Kondensator 45 überbrückt. .: λ._; >

Da die Sicherung 30 fite¹ die Brems· IIehtlampen 13a und 13b-/ vor dem BremsLichtschalter 11 angeordnet Ist, wurde zur Überwachung dieser Sicherung ein zusätzliches Ebntrollglied 5Ö vorgesehen, das Im wesentlichen aas einem über eine Leitung 55 an dem Abgang der Sicherung 30 angeschlossenen Spannungsteiler und aus zwei In Reihe geschalteten Widerständen 51 und 52 besteht. Ber Äusgangstranslstor 34 des Signalspeichers IT wird hier In vortellhaftar Welse zur Überwachung der Sicherung 30 mit ausgenutzt _s Indem seine Basis über eine Diode 53 an dem Abgriff 54 des Spannungsteilers 51, 52 angeschlossen Ist_

Hut der In FIg. 2 gezeigter^ ,Sch.a.itun^sa.n.as'änniig, können auch weitere Yerbraucher* wie z.B. die Rttcicllehtlamperij, die Parkllehtlampen -Oder die- Kennzeichenbeleuchtung eines Kraft fahr setiges überwacht werden. In einem solchen. Fall· sind die zu. überwachenden Lampen 60 eines Stromkreises über einen Meßwlderstandi 6.1 einem Schaltei» 62· und einer. Sicherung 63 mit der:'¥ersorgungsleitung IO verbunden-^ Mm Keßwiderstand 6l Ist hler" der Eingang eines welteren.Schifell wertschalters l6a angeschlossen, dessen Spannungsversorgung vor dem" Meßwiderstand Sl abgegriffen· Ist. Der Ausgang., des.. Schwellwertsehalters l6a Ist über einen Widerstand 64 und über- eine am Ausgang dies Signalspeiehers If angeordnete . Diode 65 mit diesem parallel geschaltet. Beide Ausgänge sind gemeinsam über -einen weiteren Widerstand SS mit .der Basis eines NPM-leltenden Transistors l8a verbündest,.

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der emitterseitig auf Masse liegt und an dessen Kollektoranschluß die mit der Leitung 10 verbundene Signallampe ■ 19 über eine Diode 67 und einem dazu in Reihe geschalteten Widerstand 68 angeschlossen ist.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung näher erläutert. Beim Anlegen einer Spannung an die Versorgungsleitung 10 gelangt diese zunächst über die Sicherung 37 und den Kondensator 45 sowie über den Widerstand 43 zur Basis des Ausgangstransistors 34 des Signalspeichers 17 und hält diesen im Sperrzustand, so daß am Ausgang Q kein Signal auftritt. Der Transistor l8a bleibt daher gesperrt und die Signallampe 19 bleibt dunkel.

Zur überwachung der Signallampe 19 sowie zur überwachung der Funktion des Bremsliohtschalters 11 läuft nun der zu Fig. 1 beschriebene Vorgang ab, indem zunächst die Prüftaste 21 kurzzeitig betätigt wird. Dadurch tritt am Ausgang des Schwellwertsehalters 16 und somit über den Setzeingang S des Speichers 17 an der Basis des Eingangstransistors 33 ein Signal auf, durch das dieser Transistor in den stromleitenden Zustand gelangt. Das Kollektorpotential wird dadurch abgesenkt und folglich auch über die Widerstände 35 und 43 das Basispotential des Ausgangstransistors 34. Durch ein entsprechend eingestelltes Potential am Abgriff 39 des Spannungsteilers 40, 41 wird nunmehr durch diese■Absenkung des Basispotentials der Ausgangstransistor 34 in den stromleitenden Zustand gesteuert, wodurch sein Kollektorpotential angehoben wird. Dieses Potential gelangt wiederum über den Widerstand 42 zur Basis des Eingangstransistors 33 und hält diesen auch nach dem Öffnen der Pürftaste 21 weiterhin in den stromleitenden Zustand. Das auf diese Weise am Ausgang Q des Speichers 17 gesetzte·Signal gelangt über die Diode 65 und über den Widerstand 66 zur Basis des Transistors l8a und steuert diesen in den stromleitenden Zustand. Die Signallampe 19 muß nun aufleuchten und damit den Fahrzeugführer anzeigen, daß die Überwachungschaltung und die Signallampe selbst in Ordnung ist.

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Beim Betätigen des Bremslichtschalters 11 wird dann die Spannung an das Differenzierglied 20 gelegt, so daß ein Spannungsimpuls über den Rücksetzeingang R des Speichers 17 sowie über die Diode 44 und.den Widerstand 43 zur Basis des Ausgangstransistors 34 gelangt.und diesen in den Sperrzustand steuert. Dadurch wird jetzt das Signal am Ausgang Q gelöscht und auch der Eingangstransistor 33 kippt damit in den Sperrzustand zurück. Als Folge davon wird auch der Transistor l8a für die Signallampe 19 gesperrt und die Signallampe 19 verlischt. Sollte die Signallampe 19 jedoch nicht verlöschen, so liegt ein Defekt am Bremslichtschalter 11 vor.

Beim Ausfall einer der Bremslichtlampen 13a bzw. 13b tritt ebenfalls am Schwellwertschalter 16 ein Signal auf. Mit diesem Signal wird nunmehr erneut der Eingangstransistor

33 in den stromleitenden Zustand gesteuert und infolgedessen über die Widerstände 35 und 43 wird auch der Ausgangstransistor 34 in den stromleitenden Zustand durchgesteuert. Am Ausgang Q des Speichers 17 tritt folglich ein Signal auf, durch das - wie oben beschrieben - die Signallampe 19 eingeschaltet wird.

Das Kontrollglied 50 zur Überwachung der Sicherung 30 bleibt für die vorgenannten Störungsfälle unwirksam, da das Potential am Abgriff 54 des Spannungsteilers 51, 52 so eingestellt ist, daß die Diode 53 in Sperrichtung beansprucht ist. Beim Druchschmelzen der Sicherung 30 gelangt jedoch über die Leitung 55 kein positives Potential mehr auf den Spannungsteiler, so daß am Abgriff 54 das Massepotential wirksam wird. Die Diode 53 wird nun leitend und über die Steuerstrecke des Ausgangstransistors

34 fließt nunmehr ein Steuerstrom über die Diode 53 und dem Widerstand 52 zur Masse. Dadurch wird der Ausgangstransistor 34 in den stromleitenden Zustand durchgesteuert und durch den Eingangstransistor 33 in diesen Zustand gehalten. Das

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dabei am Ausgang Q des Speichers 17 auftretende Signal schaltet die Signallampe 19 ein und macht auf diese Weise auf den Defekt der Sicherung aufmerksam.

Unabhängig von der Überwachung der Bremslichtanlage des Kraftfahrzeuges werden durch den Schwellwertschalter löa die Glühlampen 60 überwacht. Bei Ausfall einer dieser Lampen spricht bei geschlossenem Schalter 62 der Schwellwertschalter l6a an und steuert über den Ausgangswiderstand 64 und den Basiswiderstand 66 den Transistor l8a in den stromleitenden Zustand, so daß die Signallampe 19 aufleuchtet.

Sollen weitere Verbraucherkreise mit der Signallampe überwacht werden, so ist in jedem Verbraucherkreis ein entsprechender Meßwiderstand vorzusehen, über den ein ihm zugeordneter Schwellwertschalter angesteuert wird. Die Ausgänge der Schwellwertschalter lassen sich jeweils über Widerstände parallel schalten, so daß sie unabhängig voneinander den Transistor 18a für die Signallampe 19 ansteuern können.

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Leerseite

Claims

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Ansprüche

[ l.l Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere von Glühlampen eines Kraftfahrzeuges, wobei jede zu überwachende Verbrauchergruppe bzw. jeder Verbraucher über einen Schalter mit einem niederohmigen Meßwiderstand in Reihe geschaltet ist und wobei die jeweils zwischen Verbraucher und Meßwiderstand abgegriffene Spannung einem Schwellwertschalter einer elektronischen Schalteinrichtung zugeführt ist, in deren Ausgang ein Signalgeber, vorzugsweise eine Signallampe liegt, und die bei eingeschalteten intakten Verbrauchern im Sperrzustand gehalten ist, bei Ausfall eines Verbrauchers dagegen in den'stromleitenden Zustand umgesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Schwellwertschalters (16) über eine Prüftaste (21) an die Versorgungsspannung anschließbar ist und wobei am Ausgang des Schwellwertschalters (16) ein Signalspeicher (17) angeschlossen ist, der einen Rückset zeingang (R) aufweist, welcher über ein Differenzierglied (20) an dem Schalter (11) der zu überwachenden Verbraucher (13a, 13b) angeschlossen ist und dessen Ausgangssignal über einen steuerbaren Halbleiter (18) den Signalgeber (19) ansteuert.

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Meßwiderstand (l4) und Schalter (11) durch die Prüf taste (21) überbrückt- sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalspeicher (17) aus zwei komplementären Transistoren (33, 34) aufgebaut ist, von denen der erste ein NPN-leitender Eingangstransistor (33) ist, der über einen Widerstand (35, 36) kollektorseitig mit einer Versorgungsleitung (10) und über einen weiteren Widerstand (38) emitterseitig mit Masse verbunden ist, von denen der zweite ein PNP-leitender Ausgangstransistor (34) ist, der emitterseitig über einen Spannungsteilerabgriff (39) mit der Versorgungsleitung (10) verbunden ist und kollektorseitig den Speicherausgang (Q) bildet, und wobei die Basis beider Transistoren (33, 34) in Form einer Halteschaltung jeweils über einen Widerstand (42, 43) ^mit dem Kollektor des anderen Transistors verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schwellwertscharters (l6) mit der Basis des Eingangstransistors (33) verbunden ist.

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5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Differenzierglied dienender Kondensator (31) über eine Diode (¹Ik) mit dem Basiswiderstand (43) des Ausgangstransistors (34) verbunden ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektorwiderstand (36) des Eingangstransistors (33) von einem Kondensator (45) überbrückt ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichent, daß zur Überwachung einer vor dem Schalter (11) angeordneten Sicherung (30) die Basis des Ausgangstransistors (34) des Speichers (17) über eine Diode (53) mit dem Abgriff (54) eines Spannungsteilers (51, 52) verbunden ist, der an dem Abgang der zu überwachenden Sicherung (30) angeschlossen ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (Q) des Speichers (17) zum Ausgang einer oder mehrerer Schwellwertschalter (löa) zur überwachung weiterer Verbraucher (60) parallel geschaltet ist, die -gemeinsam an dem Steuereingang eines Halbleiters (l8a) liegen, dessen Schaltstrecke mit dem Singalgeber (19) in Reihe geschaltet ist.

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