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"Erdbebenvorwarngerät"
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Die Erfindung hetrifft ein Erdbebenvorwarngerät.
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Durch Erheben und die von ihnen ausgelösten Schäden sind in den letzten
Jahren viele Menschen zugrunde gekommen, meist deshalb, weil sie nicht rechtzeitia
von dem Beben gewarnt und von einstürzenden Häusern begraben wurden.
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Im Gegensatz zu einer Reihe von Tieren welche die bevorstehenden Gefahren
zu ahnen scheinen, verfügt der Mensch nicht über ein eigenes Vorwarnsystem, das
beispielsweise auf die gerinnen, bevorstehenden Erdbeben vorausnehenden Schwingungen
ansnrechen würde. Meteologische und andere geodätische Stationen sind zwar in der
Tane mit ihren Seismographen derartige Schwingungen aufzufannen. Die bis zum Aushruch
des eigentlichen Bebens verbleibende Zeit ist jedoch zu gering, um eine wirksame
Vorwarnung der Bevölkerung über Radio, Fernsehen oder Zeitungen vornehmen zu können.
Im übrigen werden derartine Warnungen auch viele Personen nicht erreichen, beispielsweise
wenn diese im Schlaf sind und kein Radio oder Fernseher angeschaltet ist.
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Der vorliegenden Erfindung liest daher die Aufgabe zuarunde, ein preiswertes,
einfaches und funktionssicheres Erdbebenvorwarngerät zu schaffen, das ohne großen
Aufwand auch von ungeübten Personen in ihren eisrenen Wohn- und Schlafräumen angebracht
werden kann und bereits die ersten und kleinsten Schwingungen mit Sicherheit anzeigt,
so daß ihnen ein recht: zeitiges Verlassen der einsturzgefährdeten Gebäude möglich
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Erdbebenvorwarngerät
gelost, das aekennzeichnet ist durch einen elektrischen Alarmgeber, in dessen Stromkreis
ein Unterbrecherschalter eingebaut ist, der aus einer an einem Ende fixierten und
an seiner freien Ende mit einer Gewicht versehenen elektrisch leitenden und in alle
Richtunnen auslenkbaren
Pendel hesteht, das zwischen der Gewicht
und seinem
hängepunkt durch eine kreisförmige ringsum von elektrisch leitendem Material begrenzte
Öffnung hindurchreicht.
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Unter einer Auslenkbarkeit nach allen Richtungen wird hierbei die
Möglichkeit verstanden, bezüglich der Horizontalen Schwingunaen in alle Winkellagen
des Vollkreises durchzuführen. Die Bezeichnuna elektrisch leidendes Pendel bedeutet,
daß durch das Pendel bei einer Berührung desselben mit dem rings um die Öffnung
angeordneten elektrisch leitenden Material ein Strom von diesem zu dem Aufhängepukt
oder umgekehrt fließen kann.
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Das erfindungsgemäße Erdbebenvorwarngerät ist einfach und mit wenigen
Bauteilen herzustellen, und snricht hereits bei aeringsten Erschütterungen an. (etwa
2 auf der Richterskala) .
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Auch schlafende oder ruhende Personen werden durch den ausgelösten
Alarm zu einem Zeitpunkt gewarnt, an dem sie selbst noch nichts von einem Erdbeben
spüren, so daß sie sich rechtzeitig in Sicherheit bringen kennen.
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Aus der DT-PS 1 27 919 ist zwar eine als Einbruchsicherung vorgesehene
elektrische Alarmvorrichtung bekannt, bei der ein starres Pendel um einen unterhalb
einer als Lochplatte ausaebildeten Stromschlußplatte liegenden Drehpunkt in jeder
Richtung schwingen kann. niese Maßnahme bezweckt es, ein Verbiegen des starren Pendels
zu vermeiden. Die Stromschlußplatte liest lose auf einer Unterlage auf und wird
bei jedem Ausschlag des Pendels verschohen, wobei sie eleichzeiticv dessen Bewegungen
dämpft. Es ist jedoch nicht sichergestellt, daß die Stromschlußplatte nach Betätigung
wieder in ihre Ausgangslage zuriickkehrt.
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Die: DT-PS 4 34 861 beschreibt einen Schalter in Form eines lahilen
Pendels der im Falle eines Frdhehens ein Abschalten des
elektrischen
Stromes bewirken soll und die Explosionsgefahr bei Rohrbrüchen und nhnli chen im
Zusammenhang damit auftretenden Störungen zu verringern. Das labile Pendel ist starr
ausgebildet und in einer Kugelform gelagert Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Erdbebenvorwarngerätes ist das Pendel zumindest im Bereich
der von dem elektrisch leitenden Material he«renzten Öffnung, vorzugsweise jedoch
über seine gesamte Länge von einer elektrisch leitenden Gliederkette gebildet. Als
besonders zweckmäßig ist hierfiir eine Kugelkette, d.h.
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eine Kette bei der einzelne kleine Kugeln aus einen' leitenden Material
durch dazwischenliegende lose in den Kugeln gehalterte Stifte verbunden sind. Derartige
Kugelketten kommen beispielsweise irn sanit-ren Bereich vielfach zur Anwendung.
Diese Kugelketten sind zwischen allen Gliedern in jeder Richtung auslenkbar, so
dan ein an ihrem Ende befindliches Gewicht in der Ebene schwingen kann, in der eine
entsprechende Kraft auf dies wirkt.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn die von der elektrisch leitenden
Material begrenzte Öffnung rotationssymmetrisch zur Pendellängsachse und vorzugsweise
kreiszylindrisch ist und wenn sie längs des Pendels eine derartige Lage einnimmt,
daß die Kugel der Kugelkette im Inneren der Öffnung liegt.
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Mit Längsachse des Pendels wird dabei die Dichtung verstanden, die
es während seiner Ruhelage einnnimmt. Bei einer Auslenkung des Pendels kommt die
in der Öffnung gelegene Kugel in Anlage an das sie in einer kleinen Abstand urigebene
elektrisch leitende Material. Durch die Beweglichkeit der einzelnen Kettenglieder
kann das Dendel in den unterhalb der Öffnung gelegenem Bereich zu einer größeren
Amplitude ausschlagen während gleichzeitia die Kugel an der Öffnungswand dung ahrollt
und damit einen sicheren elektrischen Kontakt gewährleistet.
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Vorzugsweise ist die von den' elektrisch leitenden Material begrenzte
Öffnung von einer metallenen Lochplatte gebildet welche zweckmäßigerweise längs
des Pendels verstellbar ist.
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Hierdurch kann eine besonders gute Anpassung an die regional unterschiedlichen
normalerweise erwartenden Frequenzen von Erdstößen vorgenommen werden.
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Das erfindungsgemäße Erdbebenvorwarngerät enthält zweckmäßigerweise
zumindest eine Justiereinrichtung zum Einstellen der relativen Lagen von Aufhängepunkt
und Mffnuna, um zum einen Pehlalarme auszuschließen und zum anderen eine hohe Empfindlichkeit
zu gewährleisten.
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Es ist besonders praktisch wenn das Erdbebenvorwarngerät als Wandgerät
ausgebildet ist, da hierdurch die vom rdboden auf das Gebäude iibertraclenen Schwingungen
rasch zu der Gerät kommen und da zum anderen lediglich bei seiner Aufhängunc ein
Justieren notwendig ist. Dieses justieren ist dann besonders einfach, wenn die befestigung
des Wandgeräts über zwei zueinander hohenversetzte Schrauben erfolgen, von denen
zumindest eine in einem horizontalen langloch gefihrt ist.
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Als Alarmgeber wird zweckmäßigerweise ein akustischer Alarmgeber verwendet,
vorzugsweise eine Glocke oder ein Gong.
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Bei einer derartigen Ausbildung des Erdbebenvorwarngeräts ist cs vorteilhaft,
zur Signalverdoppelung zu den rsnterbrecherschalter einen Quecksilber-Unterbrecherschalter
in Reihe zu schalten, der mechanisch von einem federbelasteten von einer Spule angezogenen
Yern betätigt wird, welcher durch sein hin-und herschwingen auf einen Schallgeber
schlägt.
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Um zu vermeiden das sich die Batterien des Erdbebenvorwarngeräts während
des Transportes oder der Montage vorzeitig entladen, ist zweckmäßigerweise in dem
Stromkreis des Alarmgeräts ein Ein- Aus- Schalter eingebracht. Durch Anklemmen
eines
Klingelknonfs narallel zu dem Unterbrechrschalters läßt sich das Erdbebenvorwarngerät
gleichzeitig auch als Hausglocke verwenden. Wenn der Ein- Aus- Schalter, wie in
Fia. 3 gezeigt, durch die Parallelschaltung des Klinaelknopfes überbrückt ist kann
Erdbebenvorwarngerät unabhängig von der Klingel vorübergehend abgeschaltet werden.
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Als hesonders günstig hat es sich erwiesen, wenn zwischen der Kugel
und der sie umgebenden Wandung in der Öffnung ein Ahstand von etwa 0,2 his o,5 mm,
vorzuasweise von etwa o,3 mm besteht, falls die Kugel der Kugelkette einen Durchmesser
von etwa 2,5 bis etwa 5 mm, vorzugsweise etwa 3,3 mm haben und/oder wenn die von
dem elektrisch leitenden Material begrenzte Öffnung in einem Abstand von Aufhängepunkt
angeordnet ist, der etwa 40% bis etwa 80%, vorzugsweise etwa 65% bis 70% der Pendellänge
beträgt.
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Die beiligende Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dient
der weiteren Erläuterung der Erfindung.
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Fig 1 zeigt eine persnektivische Vorderansicht von einem Frdbehenvorwarnqerit.
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Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Geräts
nach Abnahme des die Vorderseitenfläche einnehmenden Deckels, aus der Anordnung
und Funktion des Geräts hervorgehen.
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Fig 3 zeigt eine Schaltskizze des in Fig. 1 und 2 gezeigten Gerätes.
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Das in den Zeichnunaen dargestellte Ausführungsbeispiel enthält als
Alarmgeber einen herkömmlichen Gong wie er normalerweise bei Türklingeln verwendet
wird. Da ein derartiaer Gong als solches bekannt ist, wird auf die diesbezüglichen
Einzelheiten im Folgenden nur kursorisch eingegangen.
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Das Erdbebenvorwarngerät 1 enthält in einem rechteckigen Gehause aus
einer isolierenden Crundnlatte 2 und einem schachtelförmigen auf der Vorderseite
eine kreisförmige Schallaustrittsöffnung 4 durchbrochenen Deckel 3 die mechanischen
und elektrischen Bauelemente welche normalerweise einen Gong bilden. Es sind dies
insbesondere die an Vorsnrüngen 5 und 6 der Grundplatte lose gehalterten Schallgeberhleche
7 und 8, welche durch Stöße der Enden 9 und 10 eines Ankers 11 zur Tonabgabe angeregt
werden, brenn eine Snule 12 vom Strom durchflossen wird, wobei eine an dem Pnker
11 angreifenden Rückhohlfeder 13 den zunächst zu dem Schallgeber 8 hingezogenen
Anker von diesem hinweg und mit dem Ende 9 an das Schallgeberblech 7 befördert.
Die Spule 12 ist mit einer Spannungsquelle 14 in Reihe geschaltet, die im dargestellten
Falle aus vier Trockenelementen 14 a bis 14 d besteht. Der zur Snule 12 führende
Stromkreis kann durch einen Ein- aus- Schalter 15 unterbrochen bzw. geschlossen
werden. Bezüglich der hisherigen Merkmale unterscheidet sich das Erdbebenvorwarngerät
nicht von der Anordnung eines bekannten handelsüblichen Gongs.
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Zur Weiterbildung dieses Geräts zu dem Erdbebenvorwarngerät ist an
der Grundplatte 2 aus einem isolierenden Material ein Blechwinkel 16 angebracht.
Der Blechwinkel enthält in seinem unteren abgebogene Ende 16 a einen zu einer Sicke
führenden Spalte 16 b, über welche eine Kugelkette 17 mittels eines der die einzelnen
Kugeln 17 a zusammenhaltenden Verbindungsstifte 17 b eingehängt werden kann. Die
Kugelkette besteht ebenfalls aus einem leitenden Material, vorzugsweise aus Metall.
An ihrem unteren freien Ende tragt die Kugelkette ein Gewicht 18, das im dargestellten
Falle von einer Bleikugel aebildet ist.
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Die Kugelkette 17 läuft im Bereich ihres unteren Drittels durch eine
Öffnung 19 einer metallenen Lochnlatte 2c, die mittels einer Stellschraube 21 in
einer in der Grundplatte 2 angebrachten Führung 22 längs des Pfeiles 23 verstellbar
ist.
Die Bohrung 19 in der Lochplatte 2o eist einen Durchmesser auf der etwa größer ist
als der Durchmesser der Kugeln 17 a.
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In den von der Spannungsquelle 14 zu der Snule 13 F fließenden Stromkreises
sind der Blechwinkel 1 6 und die metallenen Lochnlatte 20 so eingefügt, daß zu der
Snule 13 lediglich dann ein Strom fließen kann, wenn eine der Kugeln 17 a der Kugelkette
mit der Wandung der Öffnung 19 in Berührung tritt und der Stromkreis von dem Blechwinkel
16 Der die Kugelkette 17 und die Lochplatte 2o geschlossen ist. Dieser Zustand wird
lediglich dann erreicht, wenn durch Erschütterungen die Kugelkette 17 mit dem an
ihrem Ende befindlichen Gewicht 18 zu schwingen beginnt Die Länge der Kugelkette
17 ist derart hemessen, daß ihr freies Ende durch eine an der Unterseite des Gehäuses
vorgesehene Öffnung 23 nach Außen tritt. Die Öffnung ist ausreichend groß gehalten,
daß auch Schwingungen mit großer Amplitude stattfinden können.
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Zur Signalverdoppelung ist ein Quecksilberschalter 24 vorgesehen,
der wie aus Fig. 3 hervoreeht, el.ren Teil der Serienschaltung zwischen Spannungsquelle
und Spule hi ldet. Der ur eine senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 2 hin und herschwenkbare
Quecksilberschalter 24 enthält einen Betätigungshebel 25, der bei einer Bewegung
des Ankers 11 von dieser mitgenommen wird. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, daß
das Ende des Betätigungshebels gabelförmig augebildet ist und der Anker 11 zwei
entsprechende Bünde enthält, welche das gabelformige Ende mitnehnen.
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Die Montage des in den Zeichnuneen dargestellten Erdbebenvorwarngeräts
an der Wand erfolgt r; ttels zweier nicht gezeigter Schrauben, welche durch Langlöcher
26,27 hindurchreichen.
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Die Langlöcher erlauben die notwendige Ausrichtung des Geräts um sicherzustellen,
daß die Kugelkette 17 im Ruhezustand nicht an der Wandung der Bohrung 19 anliegt.
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Falls es erwünscht ist, daß Erdbebenvorwarngerät gleichzeiti auch
als Klingel zu verwenden, wird der aus den Bauelementen 16 bis 20 gebildete Unterbrecherschalter
28 - wie schematisch in Fig. 3 angedeutet - von einem dazu parallel geschaltenen
Klingelkopf 29 überbrückt, so daß unabhängig von dem Schaltzustand des Unterbrechungsschalters
28 bei einem Eindrücken des Klingelknopfes 29 in Richtung des Pfeiles ein Strom
zur Spule 12 fließt und damit ein Signal ausgelöst wird.
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Es ist selbstverständlich auch möglich die Spannungsversorgung des
Erdbebenvorwarngeräts anstelle durch Trockenelemente durch das etz oder über andere
Spannungsquellen vorzunehmen.
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In einem nraktischen Beisniel kommt eine 19o mm lange Kugelkette zur
Verwendung mit einem kugeldurchmesser von 3,3 mm.
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Am unteren Ende der Kugelkette ist eine Bleikugel mit einem Durchmesser
von 18 mm und einer Masse von 25 g befestigt.
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In einem Abstand von etwa 130 mm vom Aufhängepunkt der Kugelkette
ist ein Kupferwinkel nagbracht, der eine zylindrische Bohrung mit einem Durchmesser
von 4,2 mm aufweist.