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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum selektiven Betreiben von Beleuchtungseinrichtungen
eines an ein Kraftfahrzeug angehängten
Anhängers
mit einer Betriebsspannung, wobei in dem Kraftfahrzeug Ansteuersignale
generiert und wobei diese Ansteuersignale zu dem Anhänger übertragen und
dort empfangen werden.
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Weiterhin bezieht sich die Erfindung
auf eine Vorrichtung zum selektiven Betreiben von Beleuchtungseinrichtungen
eines an ein Kraftführzeug
angehängten
Anhängers
mit einer Betriebsspannung, wobei in dem Kraftfahrzeug ein Signalgenerator
zum Generieren von Ansteuersignalen vorgesehen ist, wobei eine Übertragungseinrichtung
zum Übertragen dieser
Ansteuersignale zu dem Anhänger
vorgesehen ist und wobei er in dem Anhänger ein Signalempfänger für diese
Ansteuersignal vorgesehen ist.
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Die Bezeichnung Anhänger deckt
hier sowohl Anhänger
für ein
Kraftfahrzeug mit eigenen Achsen als auch Anbauten an die Karosserie
eines Kraftfahrzeugs ab, soweit diese Anbauten über eigene Beleuchtungseinrichtungen
verfügen.
Die Bezeichnung Kraftfahrzeug deckt insbesondere Personenkraftwagen
und Lastkraftwagen, aber auch jede andere angetriebene Zugeinheit
ab. Bei mehreren hintereinander an eine Zugeinheit angehängten Anhängern fällt neben
der vordersten Zugeinheit auch jeder mittlere Anhänger, der
seinerseits einen weiteren Anhänger
zieht, unter den Begriff Kraftfahrzeug.
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Die Angabe "in dem Anhänger" ist innerhalb dieser Patentanmeldung überdies
nicht so zu verstehen, dass sie sich zwingend auf einen geschlossenen
Innenraum des Anhängers
bezieht. Sie ist vielmehr allgemein mit dem Sinngehalt "im Bereich des Anhängers" zu interpretieren,
als Gegensatz zu dem Bereich des Kraftfahrzeugs.
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Bei den Beleuchtungseinrichtungen
des Anhängers,
die hier von Bedeutung sind, handelt es sich insbesondere um alle
oder eine Auswahl aus den folgenden Beleuchtungseinrichtungen: Fahrtrichtungsanzeiger
links und rechts, Schlussleuchte links und rechts, Umrissleuchte
links und rechts, Begrenzungsleuchte links und rechts, Kennzeichenleuchte links
und rechts, Bremsleuchte links und rechts, Nebelschlussleuchte sowie
Rückfahrleuchte.
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STAND DER
TECHNIK
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Derzeit werden die Beleuchtungseinrichtungen
von Anhängern,
die an Kraftfahrzeuge angehängt
sind, dadurch mit einer Betriebsspannung betrieben, dass die Betriebsspannungen
für die
Heckleuchten des Kraftfahrzeugs mit elektrischen Leitungen direkt
zu dem jeweiligen Anhänger
weitergeleitet und dort den Beleuchtungseinrichtungen des Anhängers zur
Verfügung
gestellt werden. D.h., die in dem Kraftfahrzeug generierten Ansteuersignale
sind in diesem Fall die Betriebsspannungen für die den Beleuchtungseinrichtungen
des Anhängers
entsprechenden Heckleuchten des Kraftfahrzeugs.
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Zur Übertragung der Betriebsspannungen für die Heckleuchten
des Kraftfahrzeugs zu dem jeweiligen Anhänger werden bislang elektrische
Leitungen verwendet, wobei an dem Kraftfahrzeug eine an die Kraftfahrzeugelektrik
angeschlossene Kupplungsdose vorgesehen ist, in die ein Kupplungsstecker
eingesteckt wird, von dem eine mehradrige elektrische Leitung in
den Anhänger
führt.
Die zuverlässige
Herstellung von elektrischen Kontakten in der Kupplung aus Kupplungsdose
und Kupplungsstecker ist nicht unproblematisch. Die Kontaktelemente
in der Kupplungsdose und dem Kupplungsstecker sind erheblichen Witterungseinflüssen ausgesetzt,
so dass die Gefahr besteht, dass zumindest einzelne Kontakte über die
Kupplung verloren geht. Außerdem
besteht die Gefahr von Kabelbrüchen
im Bereich der Verbindung der Fahrzeugelektrik zu der am Fahrzeug
vorgesehenen Kupplungsdose und insbesondere im Bereich der mehradrigen
elektrischen Leitung, die von dem Kupplungsstecker in den Anhänger führt. In
der Folge kann es dazu kommen, dass einzelne Beleuchtungseinrichtungen
des Anhängers nicht
mehr mit einer Betriebsspannung betrieben werden, wenn dies erforderlich
ist. Dieses Ausfallen von Beleuchtungseinrichtungen ist insbesondere dann
fatal, wenn der Anhänger
die entsprechenden Heckleuchten des Kraftfahrzeugs nach hinten abdeckt.
Ein weiteres Problemfeld stellen Falschanschlüsse von Polen an dem Kupplungsstecker und/oder
der Kupplungsdose durch nicht qualifizierte Personen dar, in deren
Folge beispielsweise die Blinker des Anhängers auf der falschen Seite
betätigt werden,
oder das Bremslicht an Stelle des Rückfahrtlichts betätigt wird
und umgekehrt.
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AUFGABE DER
ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch
ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. vorteilhafte Ausführungsformen
des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis
10 bzw. 12 bis 20 dargelegt.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Bei der Erfindung werden nicht mehr
die Betriebsspannungen für
die Heckleuchten des Kraftfahrzeugs unmittelbar zum Betreiben der
Beleuchtungseinrichtung des an das Kraftfahrzeug angehängten Anhängers verwendet.
Vielmehr wird mit den in dem Anhänger
empfangenen Ansteuersignalen dort eine Spannungsquelle geschaltet,
um die Betriebsspannungen für
die Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen. D.h., die Ansteuersignale,
die zu dem Anhänger übertragen
werden, enthalten nur noch die Information, welche Beleuchtungseinrichtungen
betrieben werden sollen. Die hierfür notwendige elektrische Leistung
wird separat bereitgestellt. Dieser Ansatz ermöglicht es, von der bisherigen
massiven elektrischen Verkabelung über eine Kupplung zwischen
dem Anhänger
und dem Kraftfahrzeug abzurücken.
Die Erfindung ist aber auch mit einer herkömmlichen Verkabelung zwischen
Anhänger
und Kraftfahrzeug umzusetzen. Dabei wir eine erhöhte Funktionssicherheit gegenüber dem
Stand der Technik dadurch erzielt, dass von den typischerweise 7
oder 13 Polen einer elektrischen Verbindung zwischen Anhänger und
Kraftfahrzeug über
eine Kupplung nur wenige funktionsfähig sein müssen, um die Beleuchtungseinrichtungen
des Anhängers
zuverlässig
zu betreiben. Bevorzugt ist es aber, von einer solchen Verkabelung
mit spezieller Kfz-Kupplung ganz Abstand zu nehmen.
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So können die Ansteuersignale über ein
Datenübertragungskabel
von dem Kraftfahrzeug zu dem Anhänger übertragen
werden. Das Datenübertragungskabel
kann dabei ein elektrisches oder auch ein optisches Datenübertragungskabel
sein. Wichtig ist, dass über
das Datenübertragungskabel
keine Leistung von dem Kraftfahrzeug an den Anhänger übertragen werden muss. Für Datenübertragungskabel
stehen bereits Kupplungen zur Verfügung, die auch unter widrigen
Witterungsbedingungen einsatzfähig
sind. Es kann dabei auf hochkorrosionsbeständige Materialien zurückgegriffen
werden, ohne dass hierdurch zu hohe Kosten entstehen, weil die einzusetzenden
Materialmassen nur gering sind. Es sind auch hochflexible Datenübertragungskabel
verfügbar,
bei denen ein Kabelbruch nahezu ausgeschlossen ist.
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Es ist aber auch möglich, die
Ansteuersignale über
eine kabellose Datenübertragungsstrecke von
dem Kraftfahrzug zu dem Anhänger
zu übertragen.
Dies kann beispielsweise auf elektromagnetischem Wege geschehen,
wobei insbesondere klassische Funkstrecken mit Sender und Empfänger gemeint
sind. Es ist auch eine akustische Übertragung, beispielsweise
durch Ultraschallsignale oder eine optische Übertragung durch Lichtsignale
ohne Kabel möglich.
Unter eine optische Übertragung
würde es auch
fallen, wenn eine Kamera auf dem Anhänger die Heckleuchten des Kraftfahrzeugs überwacht,
um so die Ansteuersignale für
die das Betreiben der Beleuchtungseinrichtung des Anhängers zu
empfangen.
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Die Spannungsquelle, die unter Verwendung des
Ansteuersignals zum Bereitstellen der Betriebsspannung für die Beleuchtungseinrichtung
des Anhängers
geschaltet wird, kann in dem Anhänger selbst
vorgesehen sein. Dabei kann es sich um eine Batterie, einem einer
Achse des Anhängers
zugeordneten Generator oder ein Solarpaneel an dem Anhänger handeln.
Auch eine Kombination derartiger Spannungsquellen ist möglich. Die
in dem Anhänger für die Beleuchtungseinrichtung
zur Verfügung
zu stellende elektrische Energie kann auch dadurch begrenzt werden,
dass die Beleuchtungseinrichtungen durch moderne, energiesparende
Leuchtdiodentechnik ausgebildet werden.
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Es ist aber auch möglich, dass
die Spannungsquelle für
die Versorgung der Beleuchtungseinrichtungen des Anhängers eine
Spannungsquelle des Kraftfahrzeugs ist, deren Spannung dem Anhänger über eine
Versorgungsleitung zugeführt
wird. Die Versorgungsleitung kann eine zweiadrige Versorgungsleitung
sein, wobei die Spannung der Spannungsquelle zwischen den beiden
Adern der Versorgungsleitung anliegt. Es kann aber auch eine einadrige
Versorgungsleitung sein, wenn die Erde des Kraftfahrzeugs über eine
mechanische Zugkupplung oder eine andere mechanische metallische
Verbindung zwischen dem Anhänger
und dem Kraftfahrzeug auf den Anhänger übertragen wird. In diesem Fall
liegt dann die Spannung der Spannungsquelle zwischen der einadrigen
Versorgungsleitung und der Erde des Kraftfahrzeugs an.
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Wenn eine Versorgungsleitung zwischen den
Anhängern
und dem Kraftfahrzeug verläuft,
können
die Ansteuersignale für
die Übertragung
von dem Kraftfahrzeug zu dem Anhänger
der Spannung auf der Versorgungsleitung aufmoduliert werden.
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Bei der Erfindung ist es bevorzugt,
wenn die empfangenen Ansteuersignale in dem Anhänger auf Konsistenz geprüft werden.
Auf diese Weise kann die Übertragungssicherheit
für die
Ansteuersignale verbessert werden. Beispielsweise können die
Ansteuersignale mit einer sehr hohen Wiederholungsfrequenz übertragen
werden und in dem Anhänger
kann geprüft
werden, ob beispielsweise mindestens drei identische Wiederholungen
derselben Ansteuersignale vorliegen, bevor diese akzeptiert werden.
Es können
aber auch andere Prüfprotokolle
für die
Ansteuersignale verwendet werden, wie sie in der Datenübertragungstechnik
allgemein Anwendung finden.
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Bei der Erfindung ist es ebenfalls
bevorzugt, wenn die Beleuchtungseinrichtungen des Anhängers in
dem Anhänger
auf Funktion geprüft
werden, um festzustellen, ob alle Beleuchtungseinrichtungen einsatzbereit
sind oder ob beispielsweise ein Leuchtkörper einer Beleuchtungseinrichtung
ausgefallen ist. Wenn ein solcher Fehler festgestellt wird, ist
es wichtig, diese Information in das Kraftfahrzug zurückzuführen. Dies
kann über
ein einfaches, in dem Anhänger
erzeugtes und für
den Fahrer des Kraftfahrzeugs sicht- oder hörbares Warnsignal geschehen.
Bevorzugt ist es aber, wenn entsprechende Signale von dem Anhängersignal
zurück
an das Kraftfahrzeug übertragen
werden, die der Fahrzeugelektronik zugeführt werden. Die Fahrzeugelektronik
moderner Kraftfahrzeuge ist bereits dazu vorgesehen, den Fahrer
auf Ausfälle
von Beleuchtungseinrichtungen oder dgl. hinzuweisen.
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Aber auch in anderen Zusammenhängen ist es
von Vorteil, wenn von dem Anhänger
Signale zurück
an das Kraftfahrzeug übertragen
werden. Diese Signale können
beispielsweise dokumentieren, wie die Beleuchtungseinrichtungen
des Anhängers
tatsächlich
betrieben werden. In dem Kraftfahrzeug können dann die Signale mit den
Ansteuersignalen verglichen werden, um festzustellen, ob dieser
Betrieb der Beleuchtungseinrichtungen dem geforderten Betrieb entspricht.
Anderenfalls können
Gegenmaßnahmen
veranlasst oder Warnungen an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben
werden.
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Die Umsetzung der vorliegenden Erfindung ist
unter Verwendung von elektrischen und elektronischen Bausteinen
möglich,
die dem Fachmann als solche bekannt sind und problemlos zur Verfügung stehen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand
in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und
beschrieben.
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1 zeigt
ein Kraftfahrzeug und einen von diesem gezogenen Anhänger jeweils
mit Beleuchtungseinrichtungen in einer Seitenansicht.
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2 zeigt
schematisch eine erste Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Betreiben der Beleuchtungseinrichtungen des
Anhängers
gemäß 1.
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3 zeigt
schematisch eine zweite Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Betreiben der Beleuchtungseinrichtungen des
Anhängers
gemäß 1.
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4 zeigt
ein Detail der Vorrichtung gemäß 2 oder 3 mit einer Datenübertragungsleitung zwischen
dem Kraftfahrzeug und dem Anhänger
gemäß 1,
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5 zeigt
eine alternative Ausführungsform
zu dem Detail gemäß 4 mit einer kabellosen Datenübertragungsstrecke.
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6 zeigt
eine alternative Ausführungsform
zu dem Detail gemäß 4 unter Aufmodulation von
Ansteuersignalen auf eine Versorgungsleitung, und
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7 zeigt
eine Ausführungsform
einer Spannungsquelle in dem Anhänger
gemäß 1 zum Betreiben seiner Beleuchtungseinrichtungen.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, an das ein Anhänger 2 angehängt ist.
An dem Kraftfahrzeug 1 ist eine mechanische Zugkupplung 3 vorgesehen,
an die ein Deichsel 4 des Anhängers 2 angehängt ist.
Der Anhänger 2 verfügt über eine
eigene Achse 5 mit Rädern 6.
Der Anhänger 2 könnte aber auch
direkt an die Karosserie 7 des Kraftfahrzeugs 1 angebaut
sein, also ohne Zugkupplung 3, Deichsel 4 und
Achse 5 mit Rädern 6.
Der Anhänger 2 verfügt über eigene
Beleuchtungseinrichtungen 8 an seiner Rückseite, die synchron zu den
Heckleuchten 9 des Kraftfahrzeugs angesteuert werden sollen.
Hiermit befasst sich die vorliegende Erfindung. Die verschiedenen
Arten der Heckleuchten 9 bzw. Beleuchtungseinrichtung 8 sind
dem Fachmann bekannt und werden hier nicht noch einmal aufgezählt.
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2 zeigt
die Vorrichtungsdetails einer ersten Vorrichtung zum Betreiben der
Beleuchtungseinrichtungen 8 des Anhängers 2 synchron zu
den Heckleuchten 9 des Kraftfahrzeugs 1 gemäß 1. Im Bereich des Kraftfahrzeugs 1 steuert
eine elektronische Steuerung 10 eine Schaltung 11 an,
die die von einer Spannungsquelle 12 kommende Spannung für den Betrieb
der Heckleuchten 9 des Kraftfahrzeugs 1 schaltet.
Die Betriebsspannungen für
die einzelnen Heckleuchten 9, von denen hier exemplarisch drei
dargestellt sind, werden in dem Kraftfahrzeug 1 einem Signalgenerator 13 zugeführt, der
hieraus Ansteuersignale 14 generiert. Nur die Ansteuersignale 14 werden
hier von dem Kraftfahrzeug 1 zu dem Anhänger 2 übertragen.
Herkömmlich
würden
die Betriebsspannungen, die von der Schaltung 11 für die Leuchten 9 ausgegeben
werden, an den Anhänger 2 weitergeleitet.
Hier empfängt
ein Signalempfänger 15 auf
dem Anhänger 2 die
Ansteuersignale 14. und eine Schaltung 16 schaltet
in Abhängigkeit
von den Ansteuersignalen 14 die Spannung einer Spannungsquelle 17,
um die Beleuchtungseinrichtungen 8 des Anhängers 2 mit
Betriebsspannungen 18 zu versorgen. wie sich aus 2 offensichtlich ergibt,
ist die Funktion der Schaltungen 11 und 16 im
Wesentlichen gleich. In jedem Fall wird eine Spannung von einer
Spannungsquelle 12 bzw. 17 für den Betrieb von Beleuchtungseinrichtungen 9 bzw. 8 geschaltet.
Der Signalgenerator 13 gemäß 2 kann entfallen, wenn die von der Steuerung 10 auf
die Schaltung 11 gegebenen Ansteuersignale unmittelbar
als Ansteuersignale 14 verwendbar sind. In jedem Fall können aber
als Eingangssignale des Signalgenerators 13 die Ansteuersignale
von der Steuerung 10 verwendet werden, sofern diese an
geeigneter Stelle des Kraftfahrzeugs 1 zur Verfügung stehen.
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Bei der Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß 3 ist die Steuerung 10 zugleich
der Signalgenerator 13 für die Ansteuersignale 14.
Weiterhin ist die Spannungsquelle 12 des Kraftfahrzeugs 1 zugleich
die Spannungsquelle 17 zur Versorgung der Schaltung 16 für das Schalten
der Betriebsspannungen 18 zu den Beleuchtungseinrichtungen 8.
Hierfür ist
zusätzlich
eine Versorgungsleitung 19 zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und
dem Anhänger 2 vorgesehen.
Als weiterer Unterschied der Vorrichtung gemäß 3 zu der Vorrichtung gemäß 2 ist eine Überwachungseinrichtung 20 auf
dem Anhänger 2 vorgesehen,
die die Funktion der Beleuchtungseinrichtung 8 kontrolliert
und ein Überwachungssignal
an den Signalempfänger 15 abgibt,
der hier zugleich als Signalgenerator 21 dient und in Rückrichtung
zu den Steuersignalen 14 Signale 22 von dem Anhänger 2 zu
dem Kraftfahrzeug 1 überträgt. Die
Signale 15 gelangen dort in die Steuerung 10.
Darüber
hinaus kann die Überwachungseinrichtung 20 auch überprüfen, wie
die Beleuchtungseinrichtungen 8 tatsächlich betrieben werden und
dies über
den Signalgenerator 21 an die Steuerung 10 mitteilen.
Die Steuerung 10 kann wiederum vergleichen, ob die tatsächliche
Funktion der Beleuchtungseinrichtungen 8 mit den Ansteuersignalen 14 harmoniert,
so dass sichergestellt ist, dass die Beleuchtungseinrichtungen 8 tatsächlich richtig funktionieren.
Als weiterer Kontrollschritt kann der Signalempfänger 15 nur solche
Ansteuersignale akzeptieren, die bei einer hochfrequenten Wiederholung
der Ansteuersignale eine feste Anzahl von Malen gleich sind und
erst dann die Ansteuersignale an die Schaltung 16 weitergeben.
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4 skizziert
eine erste Ausführungsform der
Datenübertragung
zwischen dem Signalgenerator 13 und dem Signalempfänger 15 gemäß 2 oder 3. Hier handelt es sich um ein Datenübertragungskabel 23 in
Form einer zweiadrigen elektrischen Leitung 24. Das Datenübertragungskabel 23 könnte aber
beispielsweise auch auf einem Lichtleiterkabel basieren. Das Datenübertragungskabel 23 erlaubt
eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Signalgenerator 13 und
dem Signalempfänger 15,
die bei einer Kommunikation in Richtung von dem Anhänger 2 zu
dem Kraftfahrzeug 1 zusätzlich
die Funktion eines Signalempfängers 25 und
des Signalgenerators 21 gemäß 3 haben.
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In 5 ist
eine kabelloser Datenübertragungsstrecke
skizziert, bei der der Signalgenerator 13 auch als Signalempfänger 25 für elektromagnetische
Wellen 26 ausgebildet ist, ebenso wie der Signalempfänger 15 auch
als Signalgenerator 21 arbeitet, um Ansteuersignale 14 von
dem Kraftfahrzeug 1 zu dem Anhänger 2 einerseits
und Signale 22 in der umgekehrten Richtung von dem Anhänger 2 zu
dem Kraftfahrzeug 1 andererseits zu übertragen.
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6 skizziert
eine weitere Möglichkeit
der Datenübertragung
in beiden Richtungen zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem
Anhänger 2.
Hier werden die Ansteuersignale 14 und die Signale 22 der Spannung
auf der Versorgungsleitung 19 von der Spannungsquelle 12 des
Kraftfahrzeugs 1 zu der Schaltung 16 in dem Anhänger 2 aufmoduliert.
Bei der Versorgungsleitung 19 kann es sich um eine einadrige
Leitung handeln, wenn beispielsweise die Erde des Kraftfahrzeugs 1 anderweitig,
beispielsweise über
Zugkupplung und Deichsel dem Fahrzeug 2 zugeführt wird.
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7 skizziert
eine Spannungsquelle 17 für den Anhänger 2, die unabhängig von
dem Kraftfahrzeug 1 ist. Eine Steuerschaltung 27 der
Spannungsquelle 17 gibt entweder die Spannung eines Solarpaneels 28 und/oder
einer Batterie 29 aus, je nachdem, wie viel Spannung das
Solarpaneel 28 zur Verfügung stellt.
Bei der Nachtfahrt wird das Solarpaneel 28 kaum Spannung
liefern. Dann muss ganz auf die Batterie 29 zurückgegriffen
werden. Bei abgestelltem Anhänger
kann aber die Batterie 29 über das Solarpaneel 28 wieder
aufgeladen werden. Wenn gleichzeitig die Beleuchtungseinrichtung 8 des
Anhängers 2 energiesparend
ausgelegt sind, beispielsweise auf der Basis von Leuchtdiodentechnik,
ist ein Ausfall der Spannungsquelle 17 nicht zu befürchten.
Statt oder zusätzlich
zu dem Solarpaneel 28 könnte
auch ein Generator vorgesehen sein, der von der Achse 5 des Anhängers 2 gemäß 1 angetrieben wird.
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Anhänger
- 3
- Zugkupplung
- 4
- Deichsel
- 5
- Achse
- 6
- Rad
- 7
- Karosserie
- 8
- Beleuchtungseinrichtung
- 9
- Heckleuchte
- 10
- Steuerung
- 21
- Signalgenerator
- 22
- Signal
- 23
- Datenübertragungskabel
- 24
- Elektrische
Leitung
- 25
- Signalempfänger
- 26
- Welle
- 27
- Steuerschaltung
- 28
- Solarpaneel
- 29
- Batterie
- 30
- Datenübertragungsstrecke
- 11
- Schaltung
- 12
- Spannungsquelle
- 13
- Signalgenerator
- 14
- Ansteuersignale
- 15
- Signalempfänger
- 16
- Schaltung
- 17
- Spannungsquelle
- 18
- Betriebsspannung
- 19
- Versorgungsleitung
- 20
- Überwachungseinrichtung