DE3004734C2 - Prüfeinrichtung in Form eines Schraubendrehers zum Anzeigen einer elektrischen Spannung bzw. zur Phasenprüfung am Wechselspannungsnetz - Google Patents

Description

a) Innerhalb des isolierenden Griffes (2) des Schraubendrehers (1) sind einander gegenüberliegende Führungsrillen (3,4) für die Leiterplatte (5) angeordnet,

b) an dem der Schraubendrehklinge (6) zugewandten Ende der Leiterplatte (5) ist ein Mehrfachsteckkontakt (7) angebracht, der die Schraubendrehklinge (6) mitte^:, klemmender Vorsprünge (8) festhält und den elektrischen Kontakt zur Trennverstärkerschaltung gewährleistet,

c) die auswechselbare Batterie (9) befindet sich in einem Sicherheits-Batterie-Gehäuse (10) und steht mit Kontaktfedern (11,12) in Klemmkontakt, die mit der Leiterplatte (5) elektrisch und mechanisch verbunden sind, wobei die Kontaktfedern (12) in weitere Kontaktfedern (13) übergehen, die mit der Metallkappe (14) in Berührung stehen, die den Berührungskontakt der Prüfeinrichtung bildet,

d) die Leiterplatte (5) enthält als Prüfschalter einen Drehschalter, der aus einer Spiralfeder (15) besteht, deren eines Ende (16) aus der Ebene der Spirale senkrecht abgebogen und mit der gedruckten Schaltung der Leiterplatte (5) elektrisch und mechanisch verbunden ist, deren anderes Ende als gerades Stück (17) über eine Öffnung (18) in der Leiterplatte (S) verläuft und in einen senkrecht aus der Spiralebene abgebogenen Teil (19) übergeht, der mit dem in der Leiterplatte (5) elektrisch und mechanisch befestigten senkrechten Gegenkontakt (20) in Berührung kommt, wenn der Drehknopf (21), dessen Schaft (22) in der öffnung (18) steckt und in einem Schlitz (23) das gerade Stück (17) der Spiralfeder (15) enthält, durch Betätigung des mit radialen Rillen (24) versehenen Griffteiles (25) in Richtung des Pfeiles (26) gedreht wird,

e) der Drehknopf (21) des Prüfschalters ist in einer abgestuften öffnung (27) des Griffes (2) drehbar befestigt.

2, Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaft (22) des Drehknopfes (21) Rastvorsprünge (31) angebracht sind_rdie den Drehknopf (21) im Zusammenwirken mit dem unteren Teil (32) der atigestuften Öffnung (27) drehbar festhalten.

3, Prüfeinrichtung nach Anspruch l oder 2, daduich gekennzeichnet, daß der Griffteil (25) des Drehknopfes (21) in den oberen Teil (33) der abgestuften öffnung (27) derart eingesetzt ist, daß die Erhebungen (34) zwischen den Radialrillen (24) in der Ebene der Oberfläche des Griffes (2) liegen.

4. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß im Griffteil (25) des Drehknopfes (21) eine Vertiefung (35) vorgesehen ist, die im Zusammenwirken mit dem Vorsprung (36) im oberen Teil (33) der abgestuften öffnung (27) die Drehung des Prüfschalters begrenzt

5. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fenster (28) eine geriffelte Flachlinie (30) angeordnet ist

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung in Form eines aus Griff und Schraubendrehklinge bestehenden Schraubenziehers zum Anzeigen einer elektrischen

ίο Spannung, die wenigstens einen Transistor in Darlingtonschaltung, ein unter einem Fenster im Griff angeordnetes optisches Anzeigeelement und eine Spannungsquelle in Form einer auswechselbaren Batterie enthält und einen Innenwiderstand hat, der so

ii hochohmig ist, daß der Prüfstrom durch den menschlichen Körper fließen kann, und die Batterie eine aus auf einer Leiterplatte befestigten aktiven und passiven Bauelementen aufgebaute Trennverstärkerschaltung versorgt und auch die Energie zum Aufleuchten des optischen Anzeigeelementes liefen, der erforderliche Signalstrom zum Nachweis der zu prüfenden Spannung über wenigstens einen hochohmigen Vorwiderstand auf die Trennverstärkerschaltung geleitet wird und durch einen Prüfschalter die Batteriespannung über einen Widerstand auf den Eingang des Trennverstärkers geschaltet werden kann und hierdurch die Funktionsfähigkeit der Einrichtung (Bauelemente der Trennverstärkerschaltung und Batterie) ständig kontrollierbar ist. Es ist bekannt, daß zum Anzeigen des Vorhanden seins einer elektrischen Spannung, beispielsweise an den Steckdosen des Wechselspannungsnetzes, Glimmlampen-Tester mit einem Vorwiderstand verwendet werden. Diese Geräte können auch dafür benutzt werden, daß festgestellt wird, welcher der Netzspannungspole einer Steckdose gegenüber Erde Spannung führt (Phasenprüfung). Zu diesem Zweck sind diese Geräte in erster Linie beispielsweise als Schraubendreher bzw. Schraubenzieher ausgebildet, weil im Anschluß an die Phasenprüfung meist ein Abtrennen oder Befestigen einer Anschlußklemme folgt. Die bekannten Geräte dienen vor oder nach dem Arbeiten an einer elektrischen Leitung der Überprüfung ob Spannung vorhanden ist und welcher der beiden Pole Spannung führt.

Bei den bekannten Prüfgeräten der geschilderten Art ist die als Schraubenzieher ausgebildete Prüfspitze der eine Pol, während der andere Pol von der Prüfperson berührt wird, so daß der Prüfstrom, der im vorliegenden

Falle, gleichzeitig auch der das Aufleuchten bewirkende Anzeigestrom ist, durch den menschlichen Körper gegen Erde abfließt.

Die Verwendung von Glimmlampen bei den bekannten Geräten und die volle Ausnutzung der Spannung gegen Masse als Anzeigestrom bringt eine Reihe von unter bestimmten Umständen gefährlichen Nachteilen mit sich.

Sind die Ableitbedingungen gegen Masse besonders gut, beispielsweise wenn die Prüfperson auf einer geerdeten Metallplatte steht, dann ist der durch den menschlichen Körper fließende Strom hoch abhängig von dem Innenwiderstand des Prüfgerätes. Dieser Innenwiderstand kann eher nicht beliebig hoch gewählt werden (etwa 500 kOhm), weil dann der Anzeigestrom nicht ausreicht, um das Anzeigeelement beispielsweise die Glimmlampe, zu einem erkennbaren Aufleuchten zu veranlassen. Dies gilt insbesondere bei heller Tageslichteinstrahlung (Sonnenlicht) oder bei relativ heller Innenraumbeleuchtung oder auch dann, wenn die Prüfperson auf einem relativ hochohmigen Boden (Plastikbelag des Fußbodens, Kunststofftep.Oich, Gummiplatte) steht In all diesen Fällen könnte die Prüfperson irrtümlich annehmen, daß ein nicht erkennbares oder zu geringes Aufleuchten des Anzeigeelements das NichtVorhandensein von Spannung an der Spannungsquelle vortäuscht

Ein weiterer Nachteil der bekannten Geräte besteht darin, daß die Prüfperson vor dem Prüfvorgang selbst nicht ohne weiteres feststellen kann, ob das Prüfgerät funktionsfähig ist Diese Funktionsunfähigkeit kann bedingt sein durch einen Defekt in den vorhandenen Bauelementen oder den entsprechenden Zuleitungen.

Ein weiterer, besonders wesentlicher Nachteil der bekannten Geräte resultiert aus folgendem Umstand.

Der menschliche Körper verträgt, je nach persönlichem Gesundheitszustand, nur eine gewisse maximale Stromstärke ohne persönliche Gefährdung, die in der Größenordnung von 1 mA bis 5 mA liegt. Um aus Sicherheitsgründen diesem Risiko vorzubeugen, ist es erforderlich, bei den bekannten Prüfgeräten den Vorwiderstand relativ hochohmig zu wählen mit der Konsequenz, daß der Anzeigestrom nicht mehr ausreicht, die als Anzeigeelement verwendete Glimmlampe zu einem ausreichend erkennbaren Leuchten zu veranlassen.

In der DD-PS 45194 ist eine Kontaktprüfspitze beschrieben, die als Polsucher, Spannungsprüfer und Kontaktprüfgerät geeignet ist und bei der in einem zylindrischen Hohlkörper eine Stromquelle, eine Glimmlampe, eine Glühlampe und ein Widerstand untergebracht und zwischen die Prüfspitze an einem Ende des Hohlkörpers und einer Kontaktbuchse, die vorzugsweise am anderen Ende des Hohlkörpers angeordnet ist, geschaltet sind, während ein in den zylindrischen Hohlkörper angeordneter Schaltkontakt bei Betätigung den Widerstand und die Glimmlampe außer Funktion setzt. Wird diese bekannte Prüfspitze bei hohen Spannungen insbesondere im Wechselstromnetz als Phasenprüfer benutzt, dann fließt, wenn durch Betätigung des Schaltkontaktes Widerstand und Glimmlampe außer Funktion gesetzt sind, der gesamte Prüfstrom über die Batterie und durch den menschlichen Körper. Es ist offensichtlich, daß dieses Gerät keinerlei Sicherungsvorkehrungen für den Benutzer enthält.

Im DE-Gm 74 0! 610 ist eine Vorrichtung zum Prüfen vor. elektrischen Leitungen beschrieben, bei der ein stabförmig ausgebildetes Isolationsgehäuse vorgesehen ist, das in einem Sphaftabschnitt eine Batterie enthält und bei dem der Spitzenabschnitt als Einsteckraum für eine an sich bekannte Leiterplatte dient, die einen nach Darlington angeschlossenen Transistor und eine Lumi-

neszenzdiode in einem Fenster des Gehäuses als optische Spannungsanzeige aufweist Am Spitzenabschnitt des Isolationsgehäuses kann seitlich ein Berührungskontakt angeordnet sein, der zur Funktionskontrolle der Vorrichtung dient und mit den auf der

ίο Leiterplatte angeordneten Stromkreisen so verbunden ist, daß bei gleichzeitiger Berührung der Prüfspitze und des Berührungskontaktes die Lumineszenzdiode aufleuchtet, wodurch der Ladezustand der Batterie im Schaftteil des Isolationsgehäuses überprüft werden

ii kann. Die bekannte Vorrichtung soll dazu dienen, daß auch Spannungen unter 60 V noch angezeigt werden, jedoch geht nicht hervor, wie eine solche Spannungsmessung mit den Gegebenheiten der dortigen Schaltung durchgeführt werden kann. Andererseits ist das Messen

2(i hoher Spannungen lebensgefährlich, was auch durch zusätzliche Vorwiderstände mit tier bekannten Schaltung nicht zu beseitigen ist.

Bei den gegenwärtig in der Praxis zur Phasenprufung überwiegend benutzten Schraubenziehern mit eingebauter Glimmlampe wird gemäß Vorschrift des Verbundes deutscher Elektrotechniker (VDE-Vorschrift) gefordert daß in den Bedienungsanleitungen solcher Glimmlampenprüfer Hinweise angebracht sind, die auf den engen Spannungsbereich (maximal 250 V),

«ι auf die Wahrnehmbarkeit der Anzeige (Sonnenlicht), auf den Ableitwiderstand (z. B. bei Holztrittleitern und hochisolierender Unterlage) und auf den Umstand hinweisen, daß der Spannungs- und Phasenprüfer kurz vor Benutzung auf einwandfreie Funktion geprüft

i") werden soll.

Diese Einschränkungen sind aus verständlichen Gründen unbefriedigend und — da es sich bei diesen Prüfgeräten um die am meisten verwendeten elektrischen Prüfgeräte bei Laien und Fachleuten handelt —

·»<> auch wenig praxisnah und vor allen Dingen nicht sicherheitsgerecht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfgerät zu schaffen, dessen Konstruktion und Auslegung unter Vermeidung der geschilderten

■n Nachteile die nachgenannten Forderungen gleichzeitig erfüllt:

1. Ein besonders hoher Innenwiderstand zur Reduzierung des Prüfstromes und zum erhöhten Schutz für

>(> die Prüfperson.

2. Selbst bei einer Hochohmigkeit des Gerätes von mehr als 1 MOhm soll noch eine eindeutig helle Anzeige für das Vorhandensein einer Spannung stattfinden.

■>5 3. Eine Hochohmigkeit von mindestens 10 MOhm soll angestrebt werden, um die Anzeige von der Höhe des Ableitwiderstandes gegen Erde unabhängig zu machen, damit keine allzu große Spannungsteilung zwischen innenwiderstand und Ableitwiderstand gegen Erde auftritt.

Das üeräl soll also selbst auf hochisoliertem Boden eine Anzeige als Nachweis einer Spannung ermöglichen. Die Eigenkapazität der Prüfperson müßte zur Kopplung gegen Erde ausreichen.

h> 4. Vor dem Pr'Uvorgang soll eine Kontrolle der Funktionsfähigkeit des Gerätes gewährleistet sein, damit aus Sicherheitsgründen gewährleistet ist, daß im Falle eines defekten Prüfgerätes die Prüfperson

einen unter Umständen gefährlichen Fehlschuß dahingehend nicht ziehen kann, die zu prüfende Leitung sei spannungsfrei.

5. Möglichst unter allen Einstrahlungsbedingiingen von Fremdlicht soll eine eindeutig helle Anzeige möglich sein.

6. Der Testspannungsbereich soll vor allem nach oben über die 250 V ausgeweitet werden, damit auch bei höheren Spannungen gegen Erde keine Gefahr für den Benutzer besteht. Die Betriebsspannungsgrenze von 1000 V ist mindestens anzustreben.

7. Die untere Grenzspannung für die Anzeige soll auf eine für den menschlichen Körper unschädliche Größenordnung von etwa 40 V bis 50 V herabgesetzt sein.

8. Die Prüfeinrichtung soll einfach montierbar sein, um die Herstellungskosten gering zu halten, damit der Preis des Gerätes für den Endverbraucher

2f!nehrnbär Und mit dern Pr?!? für d^pr/C'^tll?^p ahi>r hi*.hpr

Die in der Prüfeinrichtung verwirklichte elektrische Schaltung stellt sicher, daß die Trennverstärkerschaltung Signalstrom- und Anzeigestromkreis trennt, indem am Eingang des Prüfkreises die Empfindlichkeit des Trennverstärkers den Signalstrom bestimmt und bei genügend hohem Verstärkungsfaktor die gewünschte Hochohmigkeit erreicht wird und am Ausgang des Trennverstärkers die für den Prüfstrom erforderliche Energie der Batterie entnommen wird, wobei gleichzeitig die Funktionsfähigkeil der Prüfeinrichtung selbsttätig, d. h. ohne äußere Spannungsqtielle. prüfbar ist.

Die konstruktive Ausgestaltung der Prüfeinrichtung gemäß der Erfindung gewährleistet, daß die in der Aufgabenstellung aufgeführten Forderungen voll erfüllt werden.

Die Einführung einer Hilfsspannungsquelle. nämlich der Batterie, stellt die Möglichkeil dar, die aus Sicherheitsgründen bestehenden Forderungen, die beim

rlpr Tprhnik nirhl v\c\rh/c\uv

nicht sichere Geräte vergleichbar ist. 9. Die Sicherheit der Prüfeinrichtung darf auch beim Auswechseln der Batterie nicht beeinträchtigt sein. 10. Durch besondere Wahl soll ein Prüfschaltcr vorhanden sein, der einen Prüfvorgang auf Funktionsfähigkeit des Gerätes bei gleichzeitiger Phasenprüfung unmöglich macht oder so erschwert, daß die Bedienungsperson daran gehindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Prüfeinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) Innerhalb des isolierenden Griffes des Schraubendrehers sind einander gegenüberliegende Füh rungsrillen für die Leiterplatte angeordnet.

b) an dem der Schraubendrehklinge zugewandten Ende der Leiterplatte ist ein Mehrfachsteckkontakt angebracht, der die Schraubendrehklinge mitteis klemmender Vorsprünge festhält und den elektrischen Kontakt zur Trennverstärkerschaltung gewährleistet.

c) die auswechselbare Batterie befindet sich in einem Sicherheits-Battene-Gehäuse und steht mit Kontaktfedern in Klemmkontakt, die mit der Leiterplatte elektrisch und mechanisch verbunden sind, wobei die Kontaktfedern in weitere Kontaktfedern übergehen, die mit der Metallkappe in Berührung stehen, die den Berührungskontakt der Prüfeinrichtung bildet.

d) die Leiterplatte enthäh als Prüfschaltor einen Drehschalter, der aus einer Spiralfeder besieht, deren eines Ende aus der Ebene der Spirale senkrecht abgebogen und mit der gedruckten Schaltung der Leiterplatte elektrisch und mechanisch verbunden ist. deren anderes Ende j!s gerades Stück über eine Öffnung m der Leiterplatte verläuft und in einen senkrecht aus der Spiralebene abgebogenen Teil übergeht, der mit dem in der Leiterplatte elektrisch und mechanisch befestigten senkrechten Gegenkontakt in Berührung kommt, wenn der Drehknopf, dessen Schaft in der Öffnung steckt und in einem Schlitz das gerade Stuck der Spiralfeder enthält, durch Betätigung des mit radialen Rillen versehenen Griffteiies in Richtung des Pfeües ^edrshi wird.

e) der Drehknopf des Prufschalters ist in einer abgestuften öffnung des Griffes drehbar befestigt.

lösbar waren, zufriedenstellend zu erfüllen.

Zunächst ermöglicht die Hilfsspannungsquelle, den Anzeigestrom größer zu dimensionieren als den Signalbzw. Prüfstrom. wenn man einen Trennverstärker /wischenschaltet. Weiterhin ermöglicht die Einführung eines Trennverstärkers, den Signal- bzw. Prüfstrom um Größenordnungen zu reduzieren.

Der solchermaßen abgeschwächte Signal- bzw. Prüfstrotr erlaubt die Einführung eines weit hochohmigeren Vorwiderstandes und letztere Maßnahme gleichzeitig eine Ausweitung des Spannungsbereiches der Prüfeinrichtung.

Die Einführung einer Hilfsspann'ingsquellc erfordert über auch z.w ingend eine Testmöglichkeit, ob die jeweils eingesetzte Batterie die Funktion noch einwandfrei gewährleistet, und damit ist. sofern man in den Batterietest auch die beteiligten Bauelemente einbezieht — auch gleichzeitig die Forderung nach einem Funktionstest erfüllbar.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 die in der Prüfeinrichtung realisierte Schaltung.

F i g. 2 die Prüfeinrichtung in Draufsicht und etwa in natürlicher Größe.

F i g. 3 einen Schnitt durch den Griff gemäß llll-lll in F i g. 2.

F i g. 4 einen Schnitt durch den Griff und das Batteriegehäuse gemäß IV-IV in F i g. 2,

Fig. 5 die mit sämtlichen Teilen der Schaltung \ ersehene Leiterplatte, die im Innenraum des Gaffes der Prüfeinrichtung untergebracht ist,

F ι g. 6 einen Ausschnitt, der die Verbindung der Leiterplatte mit der Schraubendrehklinge verdeutlicht. Fig. 7 bis 10 Herstellung und konstruktive Gestaltung des Prufschalters.

Die in F i g. 1 gezeigte Schaltung, deren Funktionsw eise später noch erläutert wird, enthäh die Prüfspitze 6 und den Berührungskontakt 14. Die Prüfspitze 6 ist über den Hochohmwiderstand 37 mit dem Transistor 38 und den Widerständen 40 und 42 verbunden. Die Transistoren 38 und 39 stellen den Darlington-Verstärker dar. der wegen der hohen Stromverstärkung hier engesetzt wird. Dieser Darlington-Verstärker bringt eine hohe Grundempfindlichkeit des Gerätes, so daß es möglich ii!. über den aus dem Hochohmwiderstand 37 und dem Vorwiderstand 40 gebildeten Spannungsteiler die untere Ansprechschwelle in einem Bereich von etwa 1 V

bis etwa 80 V wählbar zu dimensionieren. Der Strombegrenzungswiderstand 41 für den Anzeigestrom der aus der Batterie 9 über die Leuchtdiode 29 fließt, gestattet es, die Heiligkeit der Leuchtdiode 29 in weiten Grenzen zu wählen. Natürlich spielt hierbei die begrenzte Kapazität einer wegen des geringen Raumbedarfs kleinen Batterie 9 eine entscheidende Rolle.

Dies;.· Batterie 9 scheint grundsätzlich ein Problem darzustellen, da in einem Schraubenziehergriff vom Volumen her eine größere Batterie nicht untergebracht werden kann. Selbst bei einer Kohle/Zink-3atterie mit einer Anlieferungskapazität von etwa 3OmAh ergibt sich bei einem l.ciichtdiodcnstrom von 7 mA eine Lebensdauer unter Zugrundelegung von Tests einer Dauer von je fünf Sekunden für 3085 Anwendungen.

Λη/ahl der Prüfungen

An/uhldcr Prüfungen

Kapazität · -IWX)

Anzeigestrom Prüfdauer 3OmAh ■ 3600s/h

7mA ■ 5s
Anzahl der Prüfungen - 3085.

Da es z. B. Alkali/Mangan-Batterien gibt, die eine höhere Kapazität haben, dürfte es in absehbarer Zeit bei korrekter Dimcnsionicrung der Schaltung sogar zu durchaus zufriedenstellenden F.rgebnisscn auch hinsichtlich der Mindcstbctätigungszahlen kommen.

Bei "ormalcn Batterien ist sogar anzunehmen, daß der Normalbcnutzcr die Anzahl der theoretisch möglichen Anwendungen gar nicht vornehmen kann, da Primärbattcricn durch Sclbstentladiing eine begrenzte Lebensdauer haben, die auch ohne Betätigung nach einem oder zwei Jahren die Funktion des Spannungstesters nicht mehr sicherstellen. Auch hier ist eine Lösung möglich, da es zwischenzeitlich hochwertige Batterien gibt (z.B. Silberoxyd Batterien), die eine Mindestprimär-l.cbcnsdauer von fünf Jahren besitzen.

Für die Prüfeinrichtung wird eine im Handel befindliche Batterie mit einer Spannung von 12 V als VOi icMium vijigcNLTiiiigcn, uie etwa 2/ min lung im uiiu einen Durchmesser von etwa IO mm aufweist.

Bei den Überlegungen zur Dimensionierung der Schaltung wurde wie folgt vorgegangen:

Aus den eingangs genannten Forderungen resultiert, daß der Prüfstrom relativ gering sein soll. Es ist sogar anzustreben, den Prüfstrom um ein Mehrfaches unter die Grenze des zulässigen Stromes zu legen, um damit nicht nur der Sicherheit des Anwenders zu dienen, sondern auch um den Vorwiderstand möglichst hochohmig gestalten zu können, denn damit wird ein weiterer Vorteil der Schaltung ermöglicht.

Ein Vorwiderstand von etwa IO MOhm erlaubt neben dem geringen Prüfstrom auch eine Ausweitung des Batteriespannungsbereiches und eine weitgehende Unabhängigkeit von den Bedingungen des Ableitwiderstandes. Ein Vorwiderstand von 10 MOhm bedingt selbst bei 1000 V AC oder bei !4!4 V,„ nur einen Strom von 114μΑ. während dieser Prüfstrom bei einem herkömmlichen Glimmlampentester und 470 kOhm Vorwiderstand bei 250 V AC 752 uA beträgt. Anders formuliert: Der 20fache Vorwiderstand bedingt bei gleicher Spannung nur '/20 des Prüfstromes.

Die Auswahl des Widerstandes muß jedoch sehr gewissenhaft erfolgen. Bei so hohen Betriebsspannungen, die jetzt aufgrund der Schaltung möglich sind.

empfiehlt es sich, ausschließlich ungewendelte Massewiderstände zu nehmen, die weit höhere Durchbruchsspannungen haben, und es empfiehlt sich ferner, kunststoffgekapselte Widerstände einzusetzen, die selbst bei hoher Luftfeuchtigkeit keine Erniedrigung der Durchschlagsfestigkeit aufweisen.

Der Widerstand 40, der als Teilwiderstand wirkt. sollte die extrem hohe Empfindlichkeit, die durch den Darlington-Verstärker erreicht wird, definiert mindern.

Bei einer Stromverstärkung von 300 eines Einzeltransistors ergibt sich beim Darlington-Verntärker ein Stromverstärkungsfaktor von 90 000. Bei einem Anzeigestrom selbst von 20 mA bedingt dies einen Eingangsstrom von 222 nA oder bei einem Vorwiderstand von 10 MOhm ohne Teilerwiderstand eine untere Anzeigegrenze für die Eingangsspannung von etwa 2 V. Diese extreme Eingangsspannungsempfindlichkeit ist bei einem Phasenprüfer dieser Art gar nicht sinnvoll.

Thpnrplicrh proikl cirh altn pin Rpr-lipminttcKprm^h

von etwa 2 V bis 1000 V. Die untere Grenze für die Spannungsempfindlichkeit muß also hinaufgesetzt werden, damit nicht auf etwa toten Leitungen vorhandene einsprechende Spannungen (induktiv oder kapazitiv) mitangezeigt werden. Demzufolge sollte durch den Widerstand 40 die Spannungsempfindlichkeit absichtlich auf etwa 80 V bis 90 V zurückgenommen werden.

Ferner sollte — ebenfalls aus Sicherheitsgründen — dafür gesorgt werden, daß die Testschaltung, die die Batteriespannung auf den Eingang der Trennverstärkerschaltung schaltet, in ihrer Ansprechschwelle kritischer ist als die Anzeigegrenze bei Benulzung des Spannunsprüfers an der unteren Spannungsgrenzc von etwa 80 V. um auszuschließen, daß die Testschaltung — selbst bei verminderter Batteriespannung — nach Funktion anzeigt, während die Hauptprüffunktion nicht mehr gewährleistet ist. Aus diesem Grunde ist der Widerstand 42 eingefügt worden.

In F i g. 2 ist mit X die gesamte, als Schraubendreher ausgeführte Prüfeinrichtung bezeichnet. Der Griff 2 geht über einen Ring 43, der das Abrutschen der Finger verhindern soll, in einen spitzen Teil zu. der die Schraubendrehklinge 6 aufnimmt. Das gesamte Gehäuse für die Prüfeinrichtung besteht aus gut isolierendem Kunststoffmaterial. Die Verdrehung der durch Spritztechnik eingebetteten Schraubendrehklinge 6 innerhalb des Gehäuses wird durch Ansätze 45 verhindert.

Im Inneren des Griffes 2 sind einander gegenüberliegend Führungsrillen 3 und 4 angebracht, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist.

In Fig.4 ist das Sicherheits-Batterie-Gehäuse 10 hier im herausgefahrenen Zustand — gezeigt.

Dis Batterie-Gehäuse ist in der DE-OS 27 56 830 im einzelnen beschrieben. Im vorliegenden Fall wird Schuiz beansprucht für die besonders vorteilhafte Verwendung eines solchen Sicherheits-Batterie-Gehäuses bei der Prüfeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

F i g. 4 zeigt, daß das Gehäuse 10 aus dem Griff 2 herausgeschoben ist. Das Gehäuse 10 ist jedoch nicht völlig herausnehmbar, weil die Vorsprünge 44 dem entgegenstehen. Anstelle der Vorsprünge 44 kann auch eine die Gesamtlänge des Gehäuses 10 sich erstreckende Wulst vorgesehen sein. Da in diesem begrenzt herausgenommenen Zustand des Gehäuses 10 die Öffnung 46 des Griffes 2 nach wie vor verschlossen bleibt, wei! im Gehäuse 10 nur eine pjnde, der Batterie 9 angepaßte Ausnehmung vorhanden ist. ist es nicht möglich, daß die Kontakte 11 oder 12 berührt werden

können. Die Vorspränge 47 dienen zum Einrasten des Gehäuses 10 im völlig in den Griff 2 eingesetzten Zustand.

Die Vorsprünge 44 sind vorzugsweise abgeschrägt, wie es in Fig.4 durch die Linien 48 angedeutet ist, so daß die Vorsprünge 44 gewissermaßen als Widerhaken wirken. Das Batterie-Gehäuse 10 kann auf diese Weise in die öffnung 46 des Griffes 2 durch einen kräftigen Druck eingeTlihrt werden und ist danach nicht mehr herausnehmbar.

Auf der in F i g. 5 gezeigten Leiterplatte 5 ist auf der Rückseite in an sich bekannter Weise die gedruckte Schaltung aufgetragen, durch die die einzelnen elektrischen Bauelemente miteinander entsprechend dem Schaltbild verschaltet werden. An dem der Schraubendrehklinge 6 zugewandten Ende der Leiterplatte 5 ist ein Mehrfachsteckkontakt 7 angebracht, der — wie in F i g. 6 gezeigt — mit die Schraubendrehklinge 6 umgreifenden klemmenden Vorsprüngen 8 versehen ist.

Es ist bei der konstruktiven Gestaltung der Prüfeinrichtung auf genaue Maßeinhaltung der einzelnen Teile Wert zu legen. Dadurch, daß die Leiterplatte 5 in die innerhalb des Griffes 2 einander gegenüberliegend angebrachten Rillen 3,4 eingreift, ist die Montage besonders einfach, denn es wird durch kräftigen Druck erreicht, daß die Schraubendrehklinge 6 in den Mehrfachsteckkontakt 7 gelangt und dort durch die klemmenden Vorsprünge 8 gehalten wird.

Die auswechselbare Batterie 9 befindet sich in dem an sich bekannten Sicherheits-Batterie-Gehäuse 10 und steht (vgl. Fig. 5) mit Kontaktfedern Il und 12 in Klemmkontakt, die mit der Leiterplatte 5 elektrisch und mechanisch verbunden sind. Die Kontaktfeder 12 geht in eine weitere mehrteilige Kontaktfeder 13 über, die mit der Metallkappe 14 (vgl. Fig. 2) in elektrischem Druckkontakt steht. Die Metallkappe 14 bildet den Berührungskontakt der Prüfeinrichtung.

Auf der Leiterplatte 5 (vgl. Fig. 5) sind ferner die elektrischen Bauelemente unter Anwendung der gleichen Bezifferung dargestellt (vgl. Fig. I).

Schließlich enthält die Leiterplatte 5 einen als Prüfschalter dienenden Drehschalter, der aus einer

C-: Ir_nJ_n. ic :.

weitere Abbiegung in U-Form zur Bildung eine«; Zapfens, der in einer weiteren Öffnung in der Leiterplatte 5 festgelegt wird.

Die bisherigen Herslellungsschrittc sind in den F i g. 7 und 8 gezeigt.

In Fig. 9 ist dargestellt, daß der Bügel 49 zwischen den Stücken 19 und 20 nunmehr entfernt ist.

Fig. 10 zeigt daß ein Drehknopf 21 in die öffnung 18 der Leiterplatte 5 eingesetzt ist. Am Einsetzende weist der Schaft 22 des Drehknopfes 2± einen Schlitz 23 auf, der das gerade Stück 17 der Spiralfeder aufnimmt. Bei Betätigung des Griffteils 25 in Richtung des Pfeiles 26 kommen die beiden Stücke 19 und 20 in Berührung, so daß der elektrische Kontakt geschlossen wird. Die Spiralfeder wird dabei gespannt und entspannt sich unter Lösen des elektrischen Kontaktes, wenn die Betätigung des Drehknopfes beendet wird. Im Griffteil 25 sind radiale Rillen 24 angebracht, deren Flanken so ausgerichtet sind, daß die Erhebungen 34 zwischen den Radialrillen 24 sich dem betätigenden Finger entgegenrichten.

Am Schaft 22 des Drehknopfes 21 sind Rastvorsprünge 31 angebracht, die den Drehknopf 21 im Zusammenwirken mit dem unteren Teil 32 der abgestuften öffnung 27 im Griff 2 (vgl. F i g. 2) drehbar festhalten.

Der Griffteil 25 des Drehknopfes 21 ist in den oberen Teil 33 der abgestuften öffnung 27 im Griff 2 derart eingesetzt, daß die Erhebungen 34 zwischen den Radialrillen 24 in der Ebene der Oberfläche des Griffes 2 liegen.

Im Griffteil 25 des Drehknopfes 21 ist eine Vertiefung 35 vorgesehen, die im Zusammenwirken mit dem Vorsprung 36 im oberen Teil 33 der abgestuften Öffnung 27 im Griff 2 die Drehung des Prüfschalters begrenzt.

Der entscheidende Gesichtspunkt für die konstruktive Gestaltung der Prüfeinrichtung war, wie schon bei den Überlegungen zur Auslegung der elektrischen Schaltung — die Sicherheit für den Bedienenden. Richtungsgebend hierfür ist vor allen Dingen auch die VDE-Vorschrift Nr. 680.

Durch die zusätzlichen die VDE-Mindest.orderungen

angeordneten geraden Teil 17 besteht, dessen Ende 19 mit dem Gegenkontakt 20 zusammenwirkt.

Herstellung und konstruktiver Aufbau dieses Drehschalters sind in den Fig. 7 bis 10 dargestellt und werden nachfolgend erläutert.

Zunächst wird aus einem Draht mit guten Federeigenschaften eine Spiralfeder 15 gebogen, deren eines Ende 16 in die Leiterplatte 5 eingesetzt und auf der Rückseite mit den dort befindlichen Leiterbahnen verlötet ist. Das andere Ende der Spirale 15 ist ein gerades Stück 17, das in ein rechtwinklig abgebogenes Stück 19 übergeht, welches wiederum durch rechtwinkliges Abbiegen in ein in die Gegenrichtung weisendes Stück 20 übergeht Die Stücke 19 und 20 des Federdrahtes sind über einen Bügel 49 miteinander verbunden.

Das auf diese Weise geformte einstückige Element wird ohne irgendwelche Vorspannung in Löchern der Leiterplatte 5 eingesetzt und in an sich bekannter Weise mit den Leiterbahnen der gedruckten Schaltung durch Löten verbunden.

Um eine übermäßige Beanspruchung der Lötstelle am Teil 16 durch Torsion zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Spirale 15 in der Nähe der Abbiegestelle zsti Teil 16 nochmals zu befestigen, beispielsweise durch eine

Ul/V.I».lll1.tLVItU\.ll L~lg\.ll.3\.tlUI tV.ll, » VM UIIVIII VlIV, VJVI Hochohmigkeit und die der Testbarkeit. ergeben sich — verglichen mit dem herkömmlichen Aufbau der Glimmlampentester — geringfügig andere Gesichtspunkte als sie den VDE-Forderungen zugrunde liegen. Diese seien im folgenden dargestellt:

Die Schraubendrehklinge 6 ist, um eine sichere, drehfeste Aufnahme im Schraubendreher 1 zu erhalten, eingespritzt. Der Isoliermantel im Bereich der als Prijfelektrode dienenden Schraubenklinge 6 und des Griffes 2 ist in einem Spritzvorgang hergestellt.

Das Fenster 28 für die Leuchtanzeige 29 stellt eine geriffelte Flachlinse 30 dar, um einmal das Licht auf eine größere Fläche zu verteilen, um durch die ringförmige Unterteilung der Leuchtfläche die Leuchtdichte zu steigern, um den Blickwinkel zu vergrößern und um durch die Rauhigkeit der Oberfläche Reflexionen von Fremdlicht zu mindern.

Der Testschalter (F i g. 7 bis 10) wurde so ausgebildet, daß eine Auslösung des Testvorganges durch Druck oder Schub bei der normalen Benutzung als Phasenprüfer oder Schraubenzieher nicht erfolgen kann. Vielmehr wurde ein Drehschalter eingebaut der normalerweise nur durch eine Zwei-Hand-Bedienung einen eindeutigen Test der Funktionsfähigkeit von Schaltung und Batterie ermöglicht.

Das Sicherheits-Batterie-Gehäuse 10 wurde, wie ar sich bekannt, so gestaltet daß es bei Normalbedienung nicht geli-ckert oder gelöst werden kann. Trotz dieser Forderung ist die Batterie 9 durch Herausziehen des schubkastenförmigen Einsatzes IO leicht zu wechseln. ; Dabei ist sichergestellt, daß sie nicht in falscher Polaritätsrichtung eingeführt werden kann, wie es in der DEOS 27 56 830 beschrieben ist.

Es ist ferner sichergestellt, daß der Bedienende nicht durch Manipulation an den Innenteil der Prüfeinrich- im tung gelangen kann. Forderungen dieser Art sind zwar in den VDE-Vorschriften nicht enthalten, sind aber analog den dort enthaltenen Vorschriften aufgebaut, die eine Veränderung des Innenaufbaus von außen nicht ermöglichen jollen. ι'.

Die Berührelektrode, die als Metallkappe 14 durch Eigenrastung mittels Vertiefungen 50 auf den Griff 2 irreversibel aufgezogen wird, hat den Vorteil, daß auch eine seitliche Kontaktierung bei normaler Handhabung des Schraubenziehers möglich ist, und >" entspricht ^:m Sinn den Vorschriften, daß sie ohne massiven Eingriff (Zerstörung) am Gerät nicht demontierbar ist. Die Prüfeinrichtung kann von außen durch den Laien ohne Zerstörung nicht demontiert werden und trotz Batterieeinschubes kann kein Eingriff _>■ vorgenommen werden.

Auf dem Deckel 51 des Batterie-Gehäuses 10 können die technischen Daten und der Hinweis, daß eine Verwendung nur nach Batterie- und Funktionstest erfolgen soll, enthalten sein. »

Der Innenaufbau der Prüfeinrichtung ist im wesentlichen nach Sicherheitsgesichtspunkten erfolgt und ist natürlich so konstruiert, daß eine möglichst einfache (kostengünstige) und kontaktsichere (zuverlässige) Montage erfolgen kann. i

Alle elektronischen Funktionselemente sind auf einer Leiterplatte angeordnet, die in axialer Richtung in das Gehäuse eingeschoben werden kann. Auf der Leiterplatte 10 findet sich der Mehrfachsteckkontakt 7 zur Kontaktierung mit der Schraubendrehklinge 6 (F i g. 6). Dieser Mehrfachkontakt 7 besteht aus U-förmig gebogenem Steckerkontakt aus einem federnden

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Hierbei wird die zylinderförmige Schraubendrehkliiige 6, die am Ende angefaßt ist. in zwei Löcher in dem U-förmigen Steckerkontakt 7 geschoben. Die Löcher sind als Mehrfachfedern ausgebildet. In jedem der beiden Löcher greifen jeweils vier klemmende Vorsprünge 8 mit ihren Schneidkanten auf die Außenwandung der Schraubendrehklinge. Theoretisch greifen also μ acht voneinander unabhängige Federelemente als Mehrfachkontakt auf die Klinge 6.

Diesem Eingangskontakt nachgeschaltet ist der Sicherheitswiderstand 37. Dieser Sicherheitswiderstand ist — wie schon erwähnt — ein nicht gewendelter =>i Massewiderstand mit Kunststoffumhüllung nach speziellen MIL-Spezifikationen, vor allem was seine Durchschlagsfestigkeit und mechanische Festigkeit anbetrifft. Nachgeschaltet diesem Widerstand sind die elektronischen Baueinheiten.

Eine besondere Konstruktion stellt der Drehschalter dar. Es wurde für die eingeengten Raumverhältnisse und bei den relativ hohen Forderungen an die Sicherheit die vorher erläuterte preisgünstige Lösung gefunden.

Das Prinzip eines Drehschalters wurde gewählt, um bei normaler Handhabung des Schrauber.drehgriffes [zum Prüfen und Schrauben) den Testschalter nicht auslösen zu können. Der Schalter wird durch ein einziges Teil realisiert, das gemäß Aufgabenstellung folgende Forderungen erfüllt:

a) Positionierung der beiden Schaltkontakte (Arbeitskontakt 19 und Festkontakt 20),

b) Rückstellfedermoment,

c) Kontaktierung mit der Leiterkarte 6.

d) Selbstreinigungseffekt an den Kontakten 19 und 20.

Vorzugsweise ist der Innenwidersuind der Prüfeinrichtung zwischen Prüfspitze 6 und Masse bei einer zu prüfenden Spannung von 220 V Wechselstrom gleich oder größer als 2 MOhm und ist der durch den menschlichen Körper fließende l'rüfstrom kleiner als 0.1 mA.

Für die Trennverstärkerschaltutit' können nicht nur einer oder mehrere Transistoren verwendet werden, sondern auch Mehrfachverstärker, beispielsweise Operationsverstärker, die es gestatten, den .Signalstrom durch Erhöhung der Vorwiderstände noch um einige Größenordnungen zu verringern.

Als optisches Anzeigeelement können l.ouchtd'odcn (LED), Flüssigkristallanzeigen (LCD) mil entsprechendem Ansteuerelement oder ähnliches verwendet werden.

Auch einfache Glimmlampen oder Farbcnlampen sind geeignet, jedoch nur dann, wenn ein ausreichend hoher Anzeigestrom von der Batterie geliefert werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Widerstandswen für den Hochohmwiderstand 10 MOhm. der Widerstandswen für den Teilerwiderstand 40 270kOhm. der Widerstandswen für den Vorwiderstand 41 470 0hm und der Widerstandswen für den Widerstand 42 1.5 MOhm. Die Batterie liefert eine Spannung von 12 V.

Bei diesen Werten beträgt der Eingangswiderstand der Prüfeinrichtung 10 MOhm, der Prüfstrom (bei 250 V Wechselstrom und Gleichstrom) 0,035 mA. der Spannungsbereich gemessen gegen Erde 80 V bis 250 V Wechsel- und Gleichstrom. Der Sicherheitsfaktor gegen Spannungsüberhöhung ist sechsfach.

Bezugs/eichenliste

1 Schraubendreher

2 isolierender Griff des Schraubendrehers

3 Führungsrille innerhalb des Griffes

4 Führungsrille innerhalb des Griffes

5 Leiterplatte, die die gedruckte Schaltung, die Kontakte für die Batterie und einen Mehrfachsteckkontakt trägt

6 Schraubendrehklinge

7 Mehrfachsteckkontakt

8 klemmende Vorsprünge in Mehrfachsteckkontakt

9 auswechselbare Batterie

10 Sicherheits-Batterie-Gehäuse

11 Kontaktfedern für den Plus-Pol der Batterie

12 Kontaktfedern für den Minus-Pol der Batterie

13 Kontaktfedern für den Berührungskontakt

14 Metallkappe, die den Berührungskontakt bildet,

15 Spiralfeder des Prüfschalters

16 abgebogenes Ende der Spiralfeder

17 gerades Stück der Spiralfeder

18 öffnung in der Leiterplatte

19 abgebogener Teil am geraden Stück

20 GegenkoRtakt des Prüfschaiters

21 Drehknopf

22 Schaft des DrehknoDfes

13

23 Schlitz im Schaft des Drehknopfes

24 Radialrillen im Griffteil

25 Griffteil des Drehknopfes

26 Drehrichtung des Drehschphers

27 abgestufte öffnung im Griff des Schraubendrehers

28 Fenster im G riff

29 Leuchtdiode

30 Flachlinse

31 Rastvorsprünge am Schaft des Drehknopfes

32 unterer Teil der abgestuften öffnung

33 oberer Teil der abgestuften öffnung

34 Erhebungen zwischen den Radialrillen

35 Vertiefung im Griffteil des Drehknopfes

36 Vorsprung im oberen Teil der abgestuften Öffnung

37 Hochohmwiderstand

38 Transistor

39 Transistor

40 Teilerwiderstand

41 Strombegrenzungswiderstand 42 Vorwiderstand

43 Abrutschsicherung

44 Vorsprünge am Batteriegehäuse

45 Ansätze an der Schraubendrehklinge

46 Öffnung im Batteriegehäusc

ίο 47 Vorsprünge zum Einrasten des Batten«

48 Abschrägungen an den Vorsprüngen 4<

49 Bügel an der Spiralfeder

50 Vertiefungen an der Metallkappe

51 Deckel des Batteriegehäuses

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1, Prüfeinrichtung in Form eines aus Griff und Schrcubendrehklinge bestehenden Schraubenziehers zum Anzeigen einer elektrischen Spannung, die wenigstens einen Transistor in Darlingtonschaltung, ein unter einem Fenster im Griff angeordnetes optisches Anzeigeelement und eine Spannungsquelle in Form einer auswechselbaren Batterie enthält und einen Innenwiderstand hat, der so hochohmig ist, daß der Prüfstrom durch den menschlichen Körper fließen kann, und die Batterie eine aus auf einer Leiterplatte befestigten aktiven und passiven Bauelementen aufgebaute Trennverstärkerschaltung versorgt und auch die Energie zum Aufleuchten des optischen Anzeigeelementes liefert, der erforderliche Signalstrom zum Nachweis der zu prüfenden Spannung über wenigstens einen hochohmigen Vorwiderstand auf die Trennverstärkerschaltung geleitet y.'ird und durch einen Prüfschalter die Batteriespannung über einen Widerstand auf den Eingang des Trennverstärkers geschaltet werden kann und hierdurch die Funktionsfähigkeit der Einrichtung (Bauelemente der Trennverstärkerschaltung und Batterie) ständig kontrollierbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: