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Alarmanlage, insbesondere für Fahrzeuge
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Alarmanlage nach
dem Hauptpatent. Derartige Alarmanlagen haben mindestens einen Lagesensor für das
zu sichernde Objekt und sprechen nach ihrer Aktivierung an, wenn sich die Neigung
des Objektes ändert oder Beschleunigungskräfte an diesem auftreten. Bei einem Ausführungsbeispiel
nach dem Hauptpatent ist der Lagesensor von einem Behälter gebildet, der fest mit
einem Teil des zu sichernden Objekts verbunden ist, mehrere Elektroden trägt und
teilweise mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit angefüllt ist, welche je nach
Lage des Behälters die Elektroden mehr oder weniger benetzt. Bei dieser Anordnung
bilden die Elektroden den bzw. die ersten Kontaktkörper, wogegen die Flüssigkeit
als zweiter Kontaktkörper dient, der sich unter dem Einfluß der Schwerkraft frei
gegenüber dem zu sichernden Objekt und den ersten Kontaktkörpern bewegen und einstellen
kann. Dabei werden die Widerstandswerte zwischen den Elektroden variiert und ein
aus einen gebildetes Brückensignal einer elektronischen Schalteinrichtung eingegeben,
welche bei Aktivierung der Anlage
den Anfangswert des Signals speichert,
mit dem jeweils abgegebenen Signal laufend vergleicht und die Warneinrichtung auslöst,
wenn das laufende Signal vom gespeicherten Anfangssignal um einen vorgegebenen Wert
abweicht.
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Diese Anordnung benötigt eine Speichereinrichtung für das Anfangssignal
und einen Komparator nebst einem Differenzverstärker zum stetigen Vergleich mit
dem jeweils abgegebenen Signal des Lagesensors. Wenn die Signalgeber-Anordnung Neigungsänderungen
des Fahrzeugs in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen erfassen und auswerten
soll, muß eine zweite Speichereinrichtung oder mindestens ein zweiter Komparator
mit Differenzverstärker vorgesehen werden.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine Speichereinrichtung
und ein Komparator zum Festhalten und Vergleichen des Anfangssignals mit den laufenden
Signalen entfällt und die Signalgeber-Anordnung insgesamt einfacher aufgebaut sein
kann als bei der Anordnung nach dem Hauptpatent. Der erste Kontaktkörper wird bei
Aktivierung der Anlage unabhängig von Größe und Richtung der Neigung des zu sichernden
Objekts einfach in der senkrechten Lage arretiert und parallel zum zweiten Kontaktkörper
gestellt, so daß der Anfangswert des Widerstandes zwischen beiden Kontaktkörpern
unabhängig von der Lage des Objektes immer gleich groß ist und daher bei Erfassung
der Neigung des zu sichernden Objekts eleminiert werden kann. Bei einer bevorzugten
Ausführung ist vorgesehen, daß bei Aktivierung der Anlage der zweite Kontaktkörper
den ersten nicht oder nur an einer elektrisch nicht
leitenden Fläche
berührt, so daß der Anfangswert des Widerstandes praktisch unendlich groß ist, und
daß im Alarmfall sich beide Kontaktkörper leitend berühren und der Widerstand dadurch
einen vernachlässigbar kleinen Wert annimmt. Dadurch werden ausreichend große Schaltspannungen
erzeugt, so daß sich Verstärkerelemente in der die Warneinrichtung ansteuernden
elektronischen Schalteinrichtung erübrigen.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Kontaktkörper als ein
den zweiten Kontaktkörper umgebendes Hohlpendel ausgebildet ist, dessen Innenwand
mit mindestens einer Kontaktfläche versehen ist, die mit dem zweiten Kontaktkörper
zusammenarbeitet. Dadurch ist erreicht, daß mit ein- und demselben Lagesensor die
Neigung des zu sichernden Objekts um jede beliebige Achse ermittelt und ausgewertet
werden kann.
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Der zweite Kontaktkörper kann wie beim Hauptpatent eine elektrisch
leitende Flüssigkeit sein. Nach der vorliegenden Erfindung wird demgegenüber jedoch
vorgeschlagen, den zweiten Kontaktkörper als ein gestalt festes Bauteil auszubilden
und derart pendelnd zu lagern, daß er bei Aktivierung der Anlage den ersten Kontaktkörper
nicht berührt und nur im Alarmfall zur Anlage an diesen kommt.
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Bei einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, den zweiten Kontaktkörper
als Pendelstab auszubilden, der elektrisch isoliert im Inneren des als Hohlpendel
ausgebildeten
ersten Kontaktkorpers pendelnd gelagert ist. In diesem
Fall braucht der erste Kontaktkörper nur eine einzige, in sich geschlossene Kontaktbahn
zu haben oder kann durchgehend aus elektrisch leitendem Material hergestellt sein.
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Zur Vermeidung von Fehlalarmen kann die Aufhängung des zweiten Kontaktkörpers
gedämpft sein.
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Eine einfache konstruktive Ausführung der Sperre für den ersten Kontaktkörper
ergibt sich, wenn diesem eine Feder zugeordnet ist, welche ihn gegen seinen Pendellagersitz
drückt und dort bei aktivierter Anlage schüttelsicher festhält, und wenn zum Lösen
der Sperre ein Elektromagnet vorgesehen ist, dessen Anzugskraft die Sperrkraft der
Feder neutralisiert bzw. überwindet.
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Die Anordnung kann wie beim Hauptpatent vorteilhaft so getroffen sein,
daß ein Alarm erst mit einer gewissen Verzögerung ausgelöst wird, um dem rechtmäßigen
Benutzer des Objektes das Ausschalten der Alarmanalge zu ermöglichen bzw. erleichtern.
Ferner ist es vorteilhaft, auch die Sperre für den ersten Kontaktkörper nach dem
Einschalten der Anlage verzögert zur Wirkung kommen zu lassen, damit z.B. der Fahrer
eines zu sichernden Fahrzeugs dieses nach dem Einschalten der Anlage noch verlassen
kann und die Arretierung des ersten Kontaktkörpers gegenüber dem Fahrzeug durch
das Gewicht des Fahrers nicht verfälscht wird.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
Es zeigen Figur 1 schematisch eine Alarmanalge für ein Kraftfahrzeug im Bereitschaftszustand,
Figur 2 den Lagesensor der Anlage nach Figur 1 Im Alarmzustand und Figur 3 ein Signaldiagramm
der Schaltung nach Figur 1.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Anlage hat einen Lagesensor
10, der an einem gestellfesten Tragblech 12 des Fahrzeugs befestigt und mit zwei
pendelnd gelagerten Kontaktkörpern 14 und 16 versehen ist.
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Der Kontaktkörper 14 ist als metallisches Hohlpendel ausgebildet und
hat einen Kugelkopf 18, der am Rand 20 einer kreisrunden Öffnung in einer Lagerplatte
22 pendelnd gelagert ist. Die Lagerplatte 22 ist an einem Isolierblock 24 befestigt,
der das tragende Element des Lagesensors bildet. Der Kontaktkörper 16 ist als Pendelstab
ausgebildet, welcher sich in einer zylindrischen Bohrung 26 des Kontaktkörpers 14
erstreckt und an einer in den Kontaktkörper 14 eingesetzten Isolierscheibe 28 mit
einer gewissen Reibung behaftet pendelnd gelagert ist. In den Isolierblock 24 ist
koaxial zur Öffnung in der Lagerplatte 22 eine Magnetspule 30 eingesetzt, in deren
Bohrung ein Stift 32 aus Weicheisen beweglich geführt ist, welcher von einer Feder
34 gegen den Kugelkopf 18 des Xontaktkörpers 14 gedrückt ist.
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Der Lagesensor 10 bildet mit einer elektrischen Schalteinrichtung
40 eine Signalgeber-Anordnung, welche eine Warneinrichtung 42 ansteuert, die aus
einem akustischen Warnelement 4h und eier optischen Warr.anzeige h besteht.
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Die Schalteinrichtung 40 hat einen Hauptschalter 48 zum Ein- und Ausschalten
der Alarmanalge, der in einer vom
positiven Pol einer Versorungsspannungsquelle
zum Eingang eines Verzögerungsglieds 50 und zu dem einen Eingang eines ODER-Gatters
52 führenden Leitung liegt. Der Ausgang des Verzögerungsglieds 50, durch das eine
eingangs angelegte Anstiegsflanke um die Zeit v1 verzögert wird, ist mit dem einen
Eingang eines UND-Gatters 54 und mit dem einen Anschluß eines Relais 55 verbunden,
dessen anderer Anschluß über Masse mit dem negativen Pol der Versorgungsspannungsquelle
verbunden ist. Die Schaltkontakte des Relais 55 liegen im Stromkreis der Magnetspule
30 und sind geschlossen, wenn das Relais 55 stromlos ist. Bei Erregung nach Schließen
des Hauptschalters 48 unterbricht das Relais 55 den Stromkreis der Magnetspule 30,
worauf die Feder 34 den Stift 32 an den Kontaktkörper 14 andrückt. Die Verzögerungszeit
v1 des Verzögerungsglieds 50 ist so bemessen, daß der Fahrer nach Schließen des
Schalters 48 aus dem Fahrzeug aussteigen kann, bevor das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes
50 zu den nachgeschalteten Funktionsteilen gelangt.
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Der Ausgang des UND-Gatters 54 ist an den Setzeingang eines Flipflops
56 angeschlossen, dessen Rücksetzeingang mit dem Ausgang des ODER-Gatters 52 verbunden
ist. Der Ausgang des Flipflops 56 ist an den Eingang eines zweiten Verzögerungsgliedes
58 angeschlossen, dessen Ausgang mit der Warneinrichtung 42 und über ein drittes
Verzögerungsglied 60 mit dem zweiten Eingang des ODER-Gatters 52 verbunden ist.
Das Verzögerungsglied 58 verzögert die Anstiegs flanke eines Ausgangssignales des
Flipflops 56 um die Zeit v2. Diese Zeit ist so bemessen, daß eine berechtinte Person
in das Fahrzeug einsteigen und die Alarmanlage ausschaiten kann, bevor das Ausgangssignal
des Flipflops
56 zur Warneinrichtung 42 gelangt. Die Anstiegsflanke
des Ausgangssignals des Verzögerungsglieds 58 wird durch das Verzögerungsglied 60
um die Zeit v3 verzögert.
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Diese Zeit bestimmt die Dauer des Alarms, wenn der Hauptschalter 48
so lange geschlossen bleibt. Die Setz- und die Rücksetzeingänge der elektronischen
Funktionselemente sind als dynamische Eingänge ausgebildet, die auf Signalanstiegsflanken
ansprechen. Der Rücksetzeingang des Flipflops 56 spricht zusätzlich auf Signalrückflanken
an. Für die Realisierung der Schaltung müssen entweder handelsübliche Bauelemente
verwendet werden, die solche dynamischen Eingänge aufweisen, oder es müssen gewöhnlich
als RC-Glieder ausgebildete Dynamik-Glieder den Eingängen der Funktionselemente
vorgeschaltet sein.
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Durch Schließen des Hauptschalters 48 wird ein Signal U48 (Figur 3)
an den Eingang des Verzögerungsglieds 50 angelegt, das an dessen Ausgang um die
Zeitspanne v1 verzögert als Signal U50 erscheint. Durch die Anstiegsflanke des Signals
U48 wird das Flipflop 56 über das ODER-Gatter 52 zurückgesetzt. Durch die Anstiegs
flanke des Signals U50 wird die Magnetspule 30 über das Relais 55 stromlos gemacht,
wonach die Feder 34 über den Stift 32 den Kontaktkörper 14 in der senkrechten Lage
festhält, in welche er sich zuvor selbsttätig eingestellt hat. Der Kontaktkörper
14 wird dadurch in einer bestimmten Winkelstellung gegenüber dem Tragblech 12 bzw.
der Karosserie des zu sichernden Fahrzeugs arretiert. Die beiden Kontaktkörper 14
und 16 sind danach so lange parallel zueinander angeordnet, als das Fahrzeug seine
Neigung, die es bei Aktivierung der Anlage einnimmt, beibehält. Durch die Parallelstellung
der beiden Kontaktkörper 14 und 16 ist die vom Pluspol über den Lagesensor 10 führende
elektrische Leitung
unterbrochen, so daß das UND-Gatter 54 das
Ausgangssignal U50 des Verzögerungsglieds 50 nicht an den Setzeingang des Flipflops
56 treten läßt und die Warneinrichtung 42 nicht betätigt wird.
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Wenn die Neigung des Fahrzeugs durch Fremdeingriff verändert oder
das Fahrzeug beschleunigt wird, ändert der innere Kontakt körper 16 seine Winkellage
gegenüber dem äußeren Kontaktkörper 14. Wenn die Lageänderung bzw.
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Beschleunigung einen vorgegebenen Wert überschreitet, legt sich der
Kontaktkörper 16 leitend an den Kontaktkörper 14 an, wie in Figur 2 dargestellt.
Dadurch wird auch an den in der Zeichnung oberen Eingang des UND-Gatters 54 ein
positives Signal angelegt, so daß dieses durchschaltet und das vom Ausgang des Verzögerungsglieds
50 kommende Signal U50 an den Setzeingang des Flipflops 56 gelangen läßt. An dessen
Ausgang bildet sich danach ein Signal U56, welches durch das Verzögerungsglied 58
als Signal u58 verzögert an die Warneinrichtung 42 und das Verzögerungsglied 60
weitergegeben wird. Wenn während der vom Verzögerungsglied 58 hervorgerufenen Verzögerungszeit
v2 die Anlage durch Öffnen des Hauptschalters 48 nicht ausgeschaltet wird, löst
die Warneinrichtung 42 den Alarm aus, der so lange andauert, bis das Ausgangssignal
U60 des Verzögerungsglieds 60 über das ODER-Gatter 52 das Flipflop 56 zurücksetzt.
Ein Zurücksetzen des Flipflops 56 erfolgt auch beim Öffnen des Hauptschalters 48,
weil auch die Rückflanke des Signals U48, wie bereits erwähnt, den gewünschten Schaltvorgang
auslöst. Mit dem Öffnen des Hauptschalters 48 wird auch das Relais 55 stromlos,
worauf dieses seine Kontakte schließt und die Magnetspule 30 unter Spannung setzt.
Dadurch wird der Stift 32 angezogen und der Kontaktkörper 14 freigegeben, der sich
danach
unter dem Einfluß der Schwerkraft und unabhängig von der
Lage des Fahrzeugs wieder in seine senkrechte Lage zu stellen vermag.
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Der mit dem Stift 32 zusammenarbeitende Oberflächenbereich des Kugelkopfes
18 kann zweckmäßig aufgerauht oder mit einem feinen Raster versehen sein. Die Dämpfung
des inneren Kontaktkörpers 16 verhindert, daß der Alarm bereits bei kurzzeitigen,
z.B. durch Windstöße oder spielende Kinder verursachten Neigungsänderungen des Fahrzeugs
anspricht.