Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberprüfung der Funktionsfähigkeit einer Glühlampe.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 434 859 AI ist bereits eine Anordnung zur Überwachung der Funktionsfähig- keit einer Glühlampe bekannt. Dabei wird das Verhältnis des Widerstandes des Lampenstromkreises im ausgeschalteten Zu¬ stand zum Widerstand der Anordnung im eingeschalteten Zu¬ stand ermittelt, und mit dem für die jeweils zu überwa¬ chende Glühlampe gültigen Verhältnis des Kalt-Warm-Wider- standes unter Berücksichtigung der Leitungswiderstände zur Abgabe einer Meldung für das Überwachungsergebnis vergli¬ chen.

Diese Anordnung hat zum einen den Nachteil, daß eine voll¬ ständige Überwachung der Funktionsfähigkeit einschließlich der Erfassung möglicher Kurz- oder Nebenschlüsse nicht durch ausschließliche Anwendung des sogenannten "DunkelStromverfahrens" möglich ist. Vielmehr muß zur Be¬ stimmung des Istwertes des Widerstandsverhältnisses eine erste Messung des sogenannten Kaltwiderstandes und eine zweite Messung des sogenannten Warmwiderstandes durchge¬ führt werden. Zur Ermittlung des Kaltwiderstandes wird der Glühlampe nur so niedrige Energie zugeführt, daß diese nicht aufleuchtet. Bei der Ermittlung des Warmwiderstandes dagegen wird die Glühlampe mit normaler Energie gespeist, so daß ein vollständiges Aufleuchten eintritt.

Die bekannte Anordnung ist zudem aufwendig, da für die Er¬ mittlung der Widerstandswerte zwei präzise Meßgeber zur

Erfassung des Lampenstromes und der Lampenspannung notwen¬ dig sind. Zudem erfordert die Anordnung einen hohen Rechen¬ aufwand, da die Widerstandswerte bzw. WiderStandsVerhält¬ nisse als absolut richtige Meßwerte verarbeitet und gespei- chert werden müssen. Zudem muß die Energiequelle zur Spei¬ sung der Anordnung schaltbar ausgeführt sein, da diese ne¬ ben der Abgabe hoher, der Nennleistung entsprechender Energie für die Warmwiderstandsmessung auch niedrige Ener¬ gie für die Kaltwiderstandsmessung bereitstellen muß. Die bekannte Anordnung hat den weiteren Nachteil, daß sie über eine gute Stromregelung verfügen muß, da insbesondere die Messung des Warmwiderstandes bei voll aufleuchtender Glüh¬ lampe stets im gleichen Arbeitspunkt erfolgen muß. Andern¬ falls wären die erfaßten Werte insbesondere für den War wi- derstand mit einem großen Meßfehler behaftet. Zudem erfor¬ dert die Messung bei der bekannten Anordnung einen gewissen Zeitaufwand, da sowohl bei der Messung des Kaltwider¬ standes, als auch des Warmwiderstandes nach Anschaltung der Energiequelle der Eintritt eines stationären Zustandes im jeweiligen Arbeitspunkt abgewartet werden muß.

Zudem scheint es mit der bekannten Vorrichtung nur bedingt möglich zu sein, die Alterung der Glühlampe zu erfassen und rechtzeitig vor einem zu erwartendem Totalausfall zum Aus- tausch derselben aufzufordern. Bei der Langzeiterfassung des Warmwiderstandes wird nämlich nicht berücksichtigt, ob dessen Veränderung allein auf die allmähliche Verdampfung der Glühwendel zurückzuführen ist, bzw. ob diese auch von anderen Ursachen beeinflußt wird, z. B. korrosionsbedingten Änderungen der Kontaktwiderstände in Anschlußklemmen, Lam¬ penfassungen und dergleichen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein

Verfahren und eine bevorzugte Vorrichtung anzugeben, mit der eine vollwertige Überprüfung der Funktionstüchtigkeit

der Glühlampe bei allen möglichen Fehlerfällen, d. h. bei Glühfaden- bzw. Leitungsbruch und bei Kurz- oder Neben¬ schluß, auf eine wesentlich einfachere und dennoch voll¬ ständig sichere Weise erfolgen kann, ohne daß es zur Funk- tionsprüfung notwendig ist, die Lampe in den vollständig eingeschalteten, aufleuchtenden Zustand zu bringen.

Die Aufgabe wird gelöst mit dem Verfahren von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen desselben und eine dazugehö- rige bevorzugte Vorrichtung zur Überprüfung der Funktions- tüchtigkeit der Glühlampe sind in den Unteransprüchen an¬ gegeben. Die Erfindung wird desweiteren unter Zuhilfenahme der nachfolgend kurz angeführten Figuren näher erläutert . Dabei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Lampenstromkreises gemäß der Erfindung, Fig. 2 charakteristische Lampenstromverläufe nach Anschal¬ tung einer Glühlampe an eine VersorgungsSpannung für drei unterschiedliche Funktionszustände der Lampe,

Fig. 3 drei charakteristische Stromverläufe nach Anschal¬ tung einer Glühlampe mit abnehmenden Lampenstromist- werten jeweils zu Beginn der Anschaltung, und Fig. 4 die drei charakteristischen Lampenstromverläufe von Fig. 3, wobei gemäß der Erfindung die Zeitdauer bis zur Erfassung des jeweils zweiten Istwertes des Lam¬ penstromes mit Abnahme der Größe des ersten Istwer¬ tes verlängert sind.

Fig. 1 zeigt einen Lampenstromkreis mit einer Glühfadenlam¬ pe 2, der nach Anschaltung an eine Energiequelle 1 mit der Versorgungsspannung UL ein Lampenstrom II zugeführt werden. Der Leitungswiderstand des Lampenstromkreises ist durch ei¬ nen diskreten Ersatzwiderstand 3 symbolisiert. Bei der Energiequelle 1 handelt es sich bevorzugt um einen Netzan-

Schluß mit einer über einen Gleichrichter nachgeschalteten Pufferbatterie.

Gemäß der Erfindung weist der Lampenstromkreis von Fig. 1 eine Meßeinrichtung 4 zur Erfassung des Istwertes des La - ^■ penstromes II und eine steuerbare Schalteinrichtung 5 für eine An- bzw. Abschaltung der Glühlampe 2 an die Versor¬ gungsspannung U _jj . Ferner ist eine Steuereinrichtung 6 vor¬ handen, welche die Glühlampe 2 durch Betätigung der Schalt- einrichtung 5 für einen vorgebbaren Zeitraum T an die Ver¬ sorgungsspannung UL anschaltet, und welche gemäß der Er¬ findung einen ersten Istwert ILA ^unα ^ einen zweiten Istwert ILE des Lampenstromes von der Meßeinrichtung 4 zu bestimm¬ ten Zeitpunkten erfaßt. Erfindungsgemäß bildet die Steuer- einrichtung 6 die Differenz Δ I = ILA ~ T-LE ^aus °^ ^{en Ist} ~ werten des Lampenstromes II und wertet diese zur Detektion der Funktionsfähigkeit der Glühlampe 2 aus. Ein Zustands- signal Z signalisiert dabei den Funktionszustand.

Das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer dementsprechend gestalteten vorteilhaften Vorrichtung wird desweiteren anhand von Fig. 2 erläutert. Dort sind in den Fällen A, B, C drei charakteristische Verläufe des Lampen¬ stromes II dargestellt, welche bei drei unterschiedlichen Funktionszuständen der Glühlampe nach Anschaltung derselben an die VersorgungsSpannung auftreten.

Fall A in Fig. 2 zeigt zunächst den charakteristischen Stromverlauf einer intakten Glühlampe. Dabei springt im Moment der Anschaltung an die VersorgungsSpannung der Lam¬ penstrom II auf einen Anfangstromwert ILA- ^M:Lt zunehmender Erwärmung des Glühfadens nimmt dessen Innenwiderstand zu und somit der Lampenstrom II ab, so daß sich der in Fig. 2 Fall A dargestellte, einer fallenden e-Funktion ähnliche Verlauf des Lampenstromes I einstellt. Gemäß der Erfin-

düng wird nun zu Beginn der Anschaltung ein erster Istwert ILA des Lampenstromes II und am Ende eines vorgegebenen Zeitraumes T nach der Anschaltung ein zweiter Istwert ILE gemessen. Erfindungsgemäß wird die Differenz Δ I = ILA ~ ILE der beiden Istwerte bestimmt und hieraus eine Aussage über die Funktionstüchtigkeit der Glühlampe abgeleitet. Dabei kann auf das Vorhandensein einer ordnungsgemäßen Funktionstüchtigkeit der Glühlampe bereits dann geschlossen werden, wenn die Differenz Δ I einen vorgegebenen unteren Grenzwert überschritten hat.

Die Erfindung hat somit den Vorteil, daß es nicht notwendig ist, die Stromistwerte ILA ^un ILE ^τa ~--- ^- ⁿ ^ ^r sehr großen absoluten Genauigkeit zu erfassen. Es ist bereits voll ausreichend, das Auftreten eines Abfalles Δ I des Lampen¬ stromes nach Anschaltung an eine Versorgungsspannung zu de- tektieren. Liegt nämlich gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Fall B ein Glühfaden- oder Zuleitungsbruch vor, so weisen der erste Istwert ILA ^ZU Beginn der Anschaltung und der bei Ablauf des vorgegebenen Zeitraumes T gemessene zweite Ist¬ wert ILE jeweils den Wert 0 auf, und die Differenz Δ I ist ebenfalls 0. Aufgrund des nichtauftretenden La pen- stromabfalles nach deren Anschaltung an die Versorgungs- Spannung kann dieser Fehlerfall sicher detektiert werden. In der gleichen Weise kann gemäß dem Fall C in Fig. 2 ebenfalls das Auftreten eines Kurz- oder Nebenschlusses des Lampenfadens der Glühlampe 2 bzw. der Zuleitungen mit der Erfindung sicher erfaßt werden. Auch in diesem Fall tritt nach Anschaltung an die VersorgungsSpannung nicht der charakteristische Lampenstromabfall auf. Vielmehr weisen der erste Istwert ILA des Lampenstromes zu Beginn der Anschaltung und der zweite, nach Ablauf des vorgegebenen Zeitraumes T gemessene Istwert ILE einen annähernd gleich großen Wert auf, so daß die Differenz wiederum annähernd 0 ist, d. h. Δ I = 0.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich somit beson¬ ders dadurch aus, daß zur Erfassung aller Lampenfunktions- zustände die Bildung einer Differenz aus zwei Stromistwer¬ ten ausreichend ist, wobei der erste Istwert I A ^ZU Beginn einer Anschaltung an eine VersorgungsSpannung und der zwei¬ te Istwert ILE ^na ch Ablauf eines vorgegebenen Zeitraumes T danach abgegriffen werden. Gemäß einem weiterem Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Dauer des Zeitraumes T abhängig von der aktuellen Größe des ersten Istwertes zu Beginn einer Anschaltung derart vorgegeben, daß bei Auf¬ treten einer Abnahme des ersten Istwertes insbesondere im Vergeich zur erwarteten Größe von dessen Nennwert, die Dauer des Zeitraumes bis zur Messung des zweiten Istwertes verlängert wird. Dies wird desweiteren unter Zuhilfenahme der in den Fig. 3,4 dargestellten Verläufe näher erläutert.

In Fig. 3 sind drei charakteristische Stromverläufe I, II, III dargestellt, welche nach Anschaltung der Glühlampe an eine VersorgungsSpannung auftreten. Die Verläufe unter- scheiden sich dabei in der Größe des zu Beginn der An¬ schaltung auftretenden ersten Istwertes des Lampenstromes. So weist der erste Verlauf I einen großen ersten Istwert ILIA auf, welcher bevorzugt mit dem in diesem Moment zu er¬ wartenden Normalstromwert übereinstimmt. Im Vergleich dazu ist im Fall II der erste Istwert IL2A merklich kleiner und hat im Fall III weiter auf die Größe IL3A abgenommen. Wer¬ den in allen drei Fällen nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraumes T = Tl = T2 = T3 jeweils die zweiten Istwerte des Lampenstromes ILIE' ^I L2E» ^I L3E gemessen, so nehmen die Differenzen Δ ILI Δ IL2» -- ^I L3 aus den gemessenen Istwer ^¬ ten zunehmend ab. Die Ursache für eine Abnahme der jeweils ersten Istwerte des Lampenstromes und demzufolge der auf¬ grund der zunehmenden Abflachung des jeweiligen Abfalles des Lampenstromes abnehmenden Werte der Differenzen Δ IL2' Δ IL3 können in einer vorübergehenden Abnahmeder Versor

gungsspannung UL bzw. in unterschiedlichen Werten des Leitungswiderstandes 2 im Lampenstromkreis aufgrund Standortbedingter unterschiedlicher Leitungslängen liegen. In einem solchen Fall kann trotz vollständiger Funktions¬ fähigkeit der Glühlampe die Differenz aus den zu Beginn und mit Ende des vorgegebenen Zeitraumes T = Tl = T2 = T3 gemäß der Darstellung von Fig. 3 erfaßten Istwerten des Lampenstromes zu klein sein, um eine vorgegebene Schalt- schwelle zu überschreiten.

Zur Beherrschung diese Falles wird die Dauer des Zeitraumes T, Tl, T2 bzw. T3 erfindungsgemäß abhängig von der aktuel¬ len Größe des ersten Istwertes ILIA» ^I L2A, ■ ^I L3A ^zu Beginn einer Anschaltung derart vorgegeben, daß bei Auftreten einer Abnahme des ersten Istwertes gemäß den in Fig. 3,4 dargestellten Fällen I, II, III die Dauer des Zeitraumes Tl, T2, T3 bis zur Messung des jeweils zweiten Istwertes ^I L1E' ^I L2E' ^I L3E verlängert wird.

Dies ist in Fig. 4 dargestellt. Dort wird beim ersten Ver¬ lauf I zu Beginn der Anschaltung ein erster Istwert ILIA und nach Ablauf des Zeitraumes Tl der zweite Istwert LIE gemessen. Hieraus kann eine Differenz Δ ILI abgeleitet werden, deren Wert ausreichend groß ist, um den ordnungsge- mäßen Funktionszustand der Glühlampe zu detektieren. Im Vergleich dazu tritt im Fall II zu Beginn der Anschaltung ein erster Istwert IL2A des Lampenstromes auf, welcher ei¬ nen reduzierten Wert hat. Erfindungsgemäß wird die Dauer des Zeitraumes T2 verlängert und der zweite Istwert IL2E erst mit dessen Ablauf ermittelt. Aufgrund dieser Zeitraum¬ verlängerung ist sichergestellt, daß bei intakter Glühlampe wiederum eine Differenz Δ IL2 = T-L2A ~ ^J 2E ^m ~- -- ^e:Lneιn Wert auftreten kann, der zur sicheren Detektion der ordnungsgemäßen Funktionstüchtigkeit ausreichend ist. In der gleichen Weise wird im Fall III in Fig. 3 der Zeitraum

T3 bis zur Messung des zweiten Istwertes IL3E wiederum ver¬ längert, da zu Beginn der Anschaltung der Glühlampe ein er¬ ster Istwert I 3A "^t erneut reduzierter Amplitude aufge¬ treten ist. Die weitere Verlängerung des Zeitraumes T3 stellt auch hier sicher, daß bei intakter Glühlampe die Differenz Δ IL3 = IL3A ~ ~^l _ι 3E einen derart großen Wert aufweist, daß eine sichere Detektion der ordnungsgemäßen Funktionstüchtigkeit der Glühlampe möglich ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird im Inneren des Zeitraumes T bzw. Tl, T2, T3 mindestens ein weiterer, dritter Istwert gemessen, welcher zeitlich zwi¬ schen dem ersten und zweiten Istwert liegt. Durch Hinzu¬ nahme derartiger, weiterer Meßpunkte kann das erfindungsge- mäße Verfahren weiter verfeinert werden. Liegt z. B. ein Kurz- oder Nebenschluß gemäß der Darstellung von Fig. 2, Fall C vor und ereignet sich gleichzeitig während des Zeit¬ raumes C ein Spannungseinbruch, so ist in diesem seltenen Ausnahmefall der zweite Istwert ILE am Ende von T kleiner als ILA» obwohl beide Werte annähernd gleich sein müßten. Es tritt nun eine merkliche Differenz zwischen beiden Ist¬ werten auf, so daß fälschlich ein fehlerfreier Lampenstrom¬ kreis gemeldet werden würde.

Wird in diesem Fall ein dritter, dazwischen liegender Ist¬ wert erfaßt, so hat dieser annähernd die Größe des zweiten bzw. ersten Istwertes abhängig davon, ob sich der Span¬ nungseinbruch vor oder nach der Erfassung des dritten Ist¬ wertes ereignet. Aufgrund dieser Übereinstimmung kann somit trotz des Auftretens eines Spannungseinbruches das Vorlie¬ gen des Fehlerfalles "Kurz- oder Nebenschluß" sicher er¬ kannt werden. Werden gemäß dieser Ausführung der Erfindung noch weitere Istwerte während der Zeitdauer T bzw. Tl, T2, T3, erfaßt, so kann trotz des Vorliegens von noch kompli- zierten und somit erheblich selteneren Fehlerkonstellation

insbesondere in Verbindung mit sprungartig veränderlichen Speisespannungen die sichere Erkennung des jeweiligen Funk¬ tionszustandes der Glühlampe sichergestellt werden.

Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungs¬ form der Erfindung wird die Dauer des Zeitraumes T gemäß Fig. 2 , bzw. der Zeiträume Tl, T2, T3 gemäß Fig. 3,4 insbe¬ sondere durch die Steuereinrichtung 6 in Fig. 1 derart vor¬ gegeben, daß während dessen Ablauf noch kein Aufleuchten der Glühlampe 2 eintritt, und diese insbesondere wiederum mittels der Steuereinrichtung 6 am Ende des Zeitraumes T, Tl, T2 bzw. T3 nach Messung des zweiten Istwertes ILE' ^I L1E' ^I L2E bzw. IL3E des Lampenstromes I wieder von der VersorgungsSpannung UL getrennt wird. Auf diese Weise ist es besonders vorteilhaft möglich, daß eine vollständige Funktionsüberwachung der Glühlampe ausschließlich in "dunklem Zustand" stattfindet. Es ist somit bei der Erfin¬ dung in keinem Fall notwendig, die Glühlampe zur Funktions¬ überwachung in den vollständig aufleuchtenden Zustand zu bringen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Glühlampe z. B. in einer abgelegenen Signalanlage nur sel¬ ten betätigt wird, und eine Anschaltung der Lampe lediglich zum Zwecke der Funktionsüberwachung u. U. Mißverständnisse über die Bedeutung der Signalanschaltung zur Folge hätte.

Diese Ausführung ist in den Fig. 2,3,4 bereits zeichnerisch angedeutet. So sind dort die Enden der Zeiträume T bzw. Tl, T2, T3, bei denen jeweils die zweiten Istwerte I E bzw. ILIE» ^I L2E» ^I L3E des Lampenstromes II erfaßt werden mit ei- ner senkrechten strichlierten Linie dargestellt. Wird in diesem Moment die Lampe wieder von der VersorgungsSpannung getrennt, so bricht der Lampenstrom ab und es ergeben sich die kompakten Lampenstromimpulse I, II, III mit abfallendem Verlauf. Die Dauer der Zeiträume Tl, T2, T3 ist dabei so gewählt, daß auch in den Fällen der Verlängerung der Dauer

der Zeiträume gemäß Fig. 4 kein Aufleuchten der Glühlampe auftritt. Da nämlich z. B. im Fall II von Fig. 4 der erste Istwert IL2A kleiner ist als der Vergleichswert I IA ^von Fall I, kann ein derartig verkleinerter Strom mit einem entsprechend weniger ausgeprägtem Abklingverhalten für ei¬ nen längeren Zeitraum T2 die Glühlampe 2 durchströmen, ohne daß ein Aufleuchten derselben zu befürchten ist. Aufgrund des niedrigeren Lampenstromes zwischen den Werten IL2A bzw. IL2E erwärmt sich der Glühfaden entsprechend langsamer, so daß auch am Ende eines verlängerten Zeitraumes T2 bzw. T3 noch keine Aufleuchtung eingetreten ist. Die Lampe kann so¬ mit nach Abgriff des zweiten Istwertes des Lampenstromes mit Ende des Zeitraumes Tl, T2, T3 ohne Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Überprüfungs- verfahren bzw. der ÜberprufungsVorrichtung wieder von der VersorgungsSpannung getrennt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung kann die ak¬ tuelle Dauer des Zeitraumes T bzw. Tl, T2, T3 bevorzugt mit Hilfe der Beziehung

T = K

A2

vorgegeben werden. Dabei stellt K eine vom Typ der Lampe abhängige Konstante dar, und A ist der Istwert des Lampen¬ stromes zu Beginn der Anschaltung an die VersorgungsSpan¬ nung, d. h. A = ILA bzw. ILIA bzw. IL2A bzw. IL3A- Selbstverständlich auch ohne Einschränkung der Erfindung der Lampenstrom auch über das Ende des jeweiligen Zeitrau¬ mes hinaus weiterfließen und die Glühlampe vollständig zur Aufleuchtung gebracht werden. Dementsprechend ist in den Fig. 2,3,4 der abfallende Verlauf von II jeweils im Fall A bzw. I auch über das Ende des Zeitraumes T bzw. Tl hinaus

in Form einer strichlierten Linie verlängert. Für das er¬ findungsgemäße Verfahren spielt es somit überhaupt keine Rolle, ob es zur Funktionsüberprüfung einer Glühlampe im sogenannten "dunklen Zustand" bzw. jeweils zu Beginn einer vollständigen Anschaltung eingesetzt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist schlie߬ lich auch dazu geeignet, daß die Steuereinrichtung 6 nach einer vollständigen Einschaltung der Glühlampe 2 den Lam- penstrom II durch eine pulsartige Betätigung der Schaltein¬ richtung 5 mit einem vorgebbaren Puls-Pausen-Verhältnis auf einen vorgegebenen Wert regelt. Die Bauelemente La pen- strommeßeinrichtung 4, Schalteinrichtung 5 und Steuerein¬ heit 6 gemäß Fig. 1 sind somit sowohl für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, als auch für eine Rege¬ lung des Lampenstromes bei vollständiger Einschaltung der Glühlampe vorteilhaft einsetzbar.