DE2903141A1

DE2903141A1 - Druckempfindliche einrichtung

Info

Publication number: DE2903141A1
Application number: DE19792903141
Authority: DE
Inventors: Lars Jarder
Original assignee: JARDER
Current assignee: JARDER
Priority date: 1978-01-31
Filing date: 1979-01-27
Publication date: 1979-08-02
Also published as: GB2013891A; SE7801148L; US4233523A; BE873797A; DE2903141C2; GB2013891B; IT1109753B; JPS54114278A; IT7919572A0; CH638044A5; NL7900332A; SE410123B; CA1122300A; JPS5927852B2

Description

Lars Jarder · A 36 398 -die

41 Lomvaegen, den 23.1.1979 Sollen tuna, Sweden- 2903141

Bengt Ahlstroem
2A Malmvaegen
Sollentuna, Sweden

Die Erfindung betrifft eine druckempfindliche Einrichtung, insbesondere zur Verwendung als Signalgeber, beispielsweise zur Auslösung eines Alarms oder eines Betätigungssignals für Türen und dergleichen.

Es ist bekannt, daß durch Änderung der relativen Lage zweier elektrischer Spulen deren Kopplung und damit deren Gegeninduktivität geändert werden kann. Ebenso ist es bekannt, daß durch Änderung der geometrischen Form einer Spule deren Eigeniduktivität geändert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und preisgünstige druckempfindliche Einrichtung zu schaffen, deren Funktion auf diesem Prinzip beruht.

Diese ■ Aufgabe wird gemäß der Erfindung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Infolge der elektromagnetischen Eigenschaften dieser Einrichtung wird bei Änderung des magnetischen Flusses ein Strom in dem Schirm er-

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zeugt, der in einer indifferenten Anzahl imaginärer Strompfade verläuft und einen Widerstand für die Flußänderung bildet, wodurch eine Gegeninduktivität zwischen der Spule und dem Schirm entsteht, welche, vom Oszillator aus gesehen, eine Änderung der Gesamtinduktivität verursacht.

Der Abstand zwischen dem Schirm und der Leiterschleife kann durch mechanische Belastung der Einrichtung vermindert werden, wodurch eine erhöhte Gegeninduktivität erzeugt wird, welche den induktiven Widerstand am Eingang des Oszillators weiterhin vermindert.

Der Schirm bildet für die Leiterschleife eine den induktiven Widerstand beeinflussende Spule und ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß er das magnetische Feld der Leiterschleife umgibt, so daß gleichzeitig eine Abschirmung gegen Störungen durch äußere magnetische Felder erreicht wird.

Wenn mehrere Drahtschleifen verwendet werden, die in gegeneinander geneigten geometrischen Ebenen angeordnet sind, so wird bei Einwirken äußerer mechanischer Belastungen auf die Einrichtung zusätzlich zur Änderung der elektromagnetischen Verbindung zwischen den Leiterschleifen und dem Schirm eine Änderung des induktiven Widerstandes zwischen den Leiterschleifen selbst erhalten.

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Ist die Leiterschleife in der Nähe des Schirmes angeordnet, so wird sie bei mechanischer Belastung der Einrichtung auch in ihrer geometrischen Form verändert, wobei ihre Eigeninduktivität geändert wird.

Durch Kombination der erörterten Eigenschaften und Vorteile kann eine Einrichtung erhalten werden, die hinsichtlich ihrer Form, ihrer Empfindlichkeit und Ausrichtbarkeit optimal ist. Durch Wahl eines geeigneten flexiblen oder elastischen, nichtleitenden Materials kann die Einrichtung so ausgebildet werden, daß sie bei Entlastung von der mechanischen Last ihre ursprünglicheForm wieder erhält. Die Empfindlichkeit der Einrichtung ist nicht nur durch die Eigenschaften, sondern auch durch die Menge des flexiblen, nichtleitenden Materials bestimmt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist gegen Umwelteinflüsse unempfindlich. Ihre Funktion wird durch unterschiedliche Witterungseinflüsse nicht beeinträchtigt, und sie kann korrosionsfest ausgebildet werden. Außerdem kann diese Einrichtung ohne Schwierigkeiten an bestehenden Konstruktionen angebracht werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, welche schematisch einige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung darstellen.

— A —

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Es zeigen

Fig. 1 eine Einrichtung mit einem eingebetteten Einzelleiter,

Fig. 2 eine Einrichtung mit einem Doppelleiter,

Fig. 3 eine Abwandlung der Einrichtung nach Fig.2 mit zwei winklig zueinander angeordneten, voneinander getrennten Doppelleitern,

Fig. 3A einen Schnitt längs der Linie 3A - 3A in Fig.3,

Fig. 4A und

Fig. 4B eine druckempflindliche Matte mit der erfindungsgemäßen Anordnung, im Längsschnitt bzw. in Draufsicht.

Die druckempfindliche Einrichtung nach Fig. 1 enthält einen Einzelleiter 10, der in einem ringförmigen Körper 11 aus nichtleitendem, flexiblem oder elastischem Material, vorzugsweise Weichgummi, eingebettet ist. Der flexible Körper 11 ist vollständig von einem flexiblen, leitenden Schirm 12 umgeben, der seinerseits von.einer Schutzschicht 13 abgedeckt ist, welche beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi bestehen kann. Die gesamte Anordnung ist ringförmig. Die Enden des Leiters 10 sind an einen reaktanzabhängigen Detektorkreis angeschlossen, so daß eine Änderung der Induktivität der Leiterschleife 10 gemessen werden kann. Die Induktivität der Schleife ändert sich bei Einwirkung von äußeren mechanischen Kräften auf die Anordnung, wobei die Indukti-

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vitätsänderung zum Teil auf einer Änderung der elektromagnetischen Verbindung bzw. Kopplung zwischen der Leiterschleife 10 und dem Schirm 12 und zum Teil auf einer Änderung der geometrischen Form der Schleife beruht.

Eine andere Ausführungsform ist in Fig.2 dargestellt. Diese Einrichtung enthält eine Doppelleitung in Form einer Schleife 20, die. in einem Körper 21 aus nichtleitendem, flexiblem oder elastischem Material eingebettet ist. An der Außenseite des Körpers 21 ist ein flexibler leitender Schirm 22 angeordnet, der außen von einer äußeren Schutzschicht 23 abgedeckt ist.

Diese Anordnung arbeitet in gleicher Weise wie diejenige nach Fig. 1, wobei die Enden des Schirmes 22 voneinander getrennt sind, so daß im Vergleich mit der ringförmigen Anordnung nach Fig.1 ein Gebilde geringerer Dicke erhalten wird.

Eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 2 ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Einrichtung enthält zwei Leiterschleifen 3o' und 30", die in um 90° gegeneinander versetzten Ebenen liegen und innerhalb eines Körpers 31 aus nichtleitendem, flexiblem oder elastischem Material angeordnet sind, welcher selbst von einem flexiblen, leitenden Schirm 32 umgeben ist, der eine Schutzschicht 33 aufweist. Zusätzlich zu den Änderungen der elektromagnetischen Verbindung bzw. Kopplung zwischen den Leiter-

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schleifen und dem Schirm, die sich aus der Anwendung von mechanischen Kräften auf die Einrichtung ergeben, entstehen hierbei Änderungen der zwischen den beiden Schleifen vorhandenen Gegeninduktivität. Die Schleifen 30' und 30" können entweder in Serie oder parallel zu dem reaktanzabhängigen Detektorkreis geschaltet werden.

Die Einrichtungen nach den Fig. 1 bis 3 sind vor allem als Schutzvorrichtungen gegen Verklemmen von Türen, Maschinenwerkzeugen und dergleichen geeignet, da sie auf in beliebigen Richtungen wirkende Belastungen empfindlich sind. Diese Einrichtungen können aber auch beispielsweise als Alarm- oder Berührungs- Signalgeber verwendet werden, ebenso als Indikatoren für Biegeoder Verdreh-Beanspruchungen.

In den Fig. 4A und 4B ist eine erfindungsgemäß ausgebildete druckempfindliche Matte dargestellt. Eine solche Matte kann beispielsweise als Impulsgeber zum automatischen öffnen von Türen oder zum Inbetriebsetzen von Rolltreppen und dergleichen verwendet werden, aber auch als Alarm-Signalgeber und für ähnliche Zwecke.

er Die Matte enthält eine Leitfechleife 40, die in einer einzigen Ebene angeordnet ist und deren Windungszahl und Verlauf dem vorgesehenen Zweck entsprechend dimensioniert sind. Beiderseits der Leiterschleife ist je eine Metallplatte 42' bzw. 42" angeordnet, und die beiden Platten sind von der Schleife durch ei-

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ne Schicht 41 aus nichtleitendem, flexiblem oder elastischem Material getrennt. Die obere Metallplatte 42' ist vorzugsweise flexibel, um die Empfindlichkeit der Einrichtung insbesondere hinsichtlich punktförmigen oder sonst unregelmäßig verteilten Belastungen zu erhöhen. Diese obere Platte ist mit einer flexiblen, verschleißfesten Schutzschicht 43 abgedeckt. Die Arbeitsweise der Einrichtung nach den Fig. 4A und 4B entspricht derjenigen der Anordnung nach Fig.1.

Wenn der Detektorkreis einen Oszillator enthält, so erzeugt eine Induktivitätsänderung der beschriebenen Einrichtungen eine Frequenzänderung des Oszillators. Zweckmäßig können geringe Frequenzänderungen in der Weise gemessen werden, daß die Anzahl der von dem Oszillator erzeugten Impulse innerhalb zweier aufeinanderfolgender Zeitintervalle gleicher Länge gezählt wird und die Impulszahlen aus diesen beiden Zeitperioden verglichen werden. Die abgegebenen Impulse können auch dazu verwendet werden, die Zeitintervalle zu bestimmen, innerhalb deren ein Oszillator mit fester Frequenz einen Zähler triggert. Unterschiedliche Impulszahlen bzw. Zeitintervalle unterschiedlicher Länge zeigen daher die mechanische Betätigung der Einrichtung an.

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Claims

Lars Jarder A 36 398 -die

Lomvaegen, den 22.1.1979

Sollentuna, Swedtm

Bengt Ahlstroem,
2A Malmvaegen,
Sollentuna, Sweden

PATENTANSPRÜCHE

( 1 Λ Druckempfindliche Einrichtung, insbesondere zur Verwendung als Signalgeber, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Körper (11; 21; 31; 41) aus flexiblem oder elastischem, nicht leitendem Material mindestens eine elektrisch leitende Schleife (1o; 2o; 3o', 3o"; 4o) eingebettet ist, die an einenjreaktanzabhängigen Detektorkreis wie einen Oszillator od. dergl. angeschlossen ist, und daß an mindestens einer Seite des Körpers (11; 21; 31; 41) ein Schirm (12; 22; 32; 42', 42") derart angeordnet ist, daß beim Aufbringen mechanischer Kräfte die Induktivität der Schleife geändert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung eines Einzelleiters (10) innerhalb des nichtleitenden Materials der Schirm (12) eine flexible Umhüllung (13) aufweist, deren Enden an derjenigen Stelle, an der die Enden der Leiterschleife an den Detektorkreis angeschlossen sind, einander benachbart oder miteinander verbunden sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung einer Doppelleiter-Schleife (20) innerhalb des nichtleitenden Materials der Schirm (22) eine flexible Umhüllung (23) aufweist, deren Enden nicht miteinander verbunden sind.

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4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des flexiblen, nichtleitenden Materials (31) zwei Doppelleiter-Schleifen (3ο¹ und 3ο") angeordnet sind, die winklig zueinander in um etwa 90° gegeneinander versetzten Ebenen liegen.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb des nichtleitenden Materials (41) befindliche Leiterschleife (4o) mehrere in einer gemeinsamen Ebene liegende Windungen aufweist, deren Verlauf vorzugsweise der Umrißform des Körpers angepaßt ist, insbesondere geradlinige, rechtwinklig zueinanderliegende Abschnitte aufweist, und daß beiderseits der Schleifenebene zwei den jeweiligen Schirm bildende'Metallplatten (4 2· und 42") angeordnet sind, die von der Leiterschleife (4o) durch eine Schicht des flexiblen oder elastischen, nichtleitenden Materials getrennt sind.

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