DE3923723A1 - Anzeigevorrichtung fuer die funktionsfaehigkeit von fallempfindlichen geraeten - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von Anzeigevorrichtungen für die Funktions­ fähigkeit von fallempfindlichen oder stoßempfindlichen Geräten nach der Gattung der Anspruchs 1. Bei der Produktion oder dem Transport von Geräten kann es vorkommen, daß Geräte auf den Boden fallen oder einen starken Stoß erhalten. Dadurch werden die Geräte beschädigt bzw. im Extremfall außer Betrieb gesetzt. Es wäre zum Beispiel mög­ lich, daß die Biegefeder, an der die seismische Masse angeordnet ist, plastisch verformt wird und somit nicht mehr die gewünschte, einge­ stellte Beschleunigungsschwelle aufweist. Da sich die Biegefeder aber bereits im fertig eingebauten Zustand, d. h. in einem abge­ schlossenen Gehäuse befinden, ist von außen nicht durch eine Sicht­ prüfung erkennbar, ob die Geräte sich noch in einem verwendbaren Zu­ stand befinden. Um dies festzustellen, müßten alle Geräte aufwendig durch eine Prüfvorrichtung nochmals vor dem Einbau überprüft werden. Dies erweist sich aber bei einem serienmäßigen Einsatz dieser Geräte als ungeeignet.

Um Beschädigungen der Geräte bei einem ungewollten Aufprall auf den Boden ausschließen zu können, kann auch die Biegefeder mit einem re­ lativ hohen Sicherheitsfaktor hergestellt werden. Dadurch werden aber auch die Auslösewerte bzw. die Auslösefunktionen der Biegefeder verändert. Sichere Rückschlüsse, ob nicht doch die Biegefeder be­ schädigt wurde, sind nicht möglich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß in einer einfachen und schnellen Sichtprüfung der Geräte erkennbar ist, ob sie beschädigt sind oder nicht. Durch die konstruktive Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung wird sogleich das Gerät außer Funktion ge­ setzt, so daß von der Auswerteschaltung des Geräts oder auch vom Be­ treiber die uneingeschränkte Funktionsfähigkeit des Geräts erkannt werden kann. In den besonderen Ausführungsbeispielen nach den An­ sprüchen 13 und 14 kann die Auslösung des Fallsensors über ein Sichtfenster optisch erkannt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Anzeigevor­ richtung möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Längsschnitte durch einen Fallsensor in Ruhestellung und in der Stellung nach der Auslösung, die

Fig. 2 und 3 jeweils Abwand­ lungen nach dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, die

Fig. 4, 5, 6, 8 je ein Ausführungsbeispiel in Ruhestellung und in Stellung nach Auslösung und die

Fig. 7 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1a und in der Fig. 1b, der Seitenansicht von Fig. 1a, ist mit 10 das nicht näher dargestellte Gehäuse eines Fallsensors 11 bezeichnet, das in oder an einem fall- oder stoßempfindlichen Gerät z. B. einem Beschleunigungssensor befestigt ist. Mit Hilfe iner Kunststoffhülse 12 ist ein Ende 13 einer vorgespannten Biegefeder 14 am Gehäuse 10 befestigt. Am anderen Ende 15, dem freien Ende der Biegefeder 14 ist eine zweite Kunststoffhülse 16 angeordnet. Auf der dem Ende 13 der Biegefeder 14 zugewandten Seite der Kunststoffhül­ se 16 befindet sich ein Permanentmagnet 17, dessen Polarität und so­ mit die magnetische Anziehungskraft zum Ende 13 hin gerichtet ist. Dort ist an der Kunststoffhülse 12 eine ferromagnetische, als weich­ magnetisches Joch dienende Platte 18 angeordnet, an der in Ruhestel­ lung des Fallsensors 11 der Permanentstempel 17 aufsitzt. Je nach Di­ mensionierung des Permanentmagneten 17 kann sich zwischen der Plat­ te 18 und dem Permanentmagneten 17 ein Luftspalt 19 befinden, der als zusätzliche Kunststoffschicht ausgebildet sein kann. Um die wirksame Magnetkraft zu erhöhen, kann am Permanentmagneten 17 ein Flußleitbügel 20 angeordnet sein. Ferner befindet sich am Ende 15 der Biegefeder 17 eine Kontaktfeder 23, die mit einem am Gehäuse 10 befindlichen Kontakt 24 in Wirkverbindung steht.

In Ruhestellung befindet sich der Fallsensor 11 in der in der Fig. 1a dargestellten Stellung. Aufgrund der wirksamen Magnetkraft des Permanentmagneten 17 sitzt dieser auf der Platte 18 auf. Die Vorspannung der Biegefeder 14 ist geringer als die wirksame Magnet­ kraft. Durch die Dimensionierung der Magnetkraft des Permanentmagne­ ten 17 und der Vorspannung der Biegefeder 14 ist eine Auslöseschwel­ le für den Fallsensor 11 vorgegeben.

Fällt der Fallsensor 11 und das mit ihm fest verbundene fallempfind­ liche Gerät aus einer bestimmten Höhe auf den Boden herab, so greift eine Beschleunigungskraft an, die bei Überschreiten der Auslöse­ schwelle den Fallsensor 11 auslöst. Dadurch können Beschleunigungen aus allen Richtungen, außer in Richtung der wirksamen Magnetkraft, zur Auslösung des Fallsensors 11 führen. Die angreifende Beschleuni­ gungskraft unterstützt die Vorspannung der Biegefeder 14, so daß die wirksame Magnetkraft überwunden und der Permanentmagnet 17 von der Platte 18 getrennt wird. Dadurch wird der Kontakt 23 und der Kon­ takt 24 geschlossen, so daß ein Meßsignal ausgelöst wird bzw. das fallempfindliche Gerät in einen Schaltzustand versetzt wird, der eine Beschädigung des Geräts signalisiert. Die Stellung des Fallsen­ sors 11 nach der Auslösung ist in der Fig. 1c dargestellt.

Um die Empfindlichkeit des Fallsensors 11 zu erhöhen, kann zusätz­ lich an der Biegefeder 14, z. B. im Biegebereich, eine Zusatzmasse 25 angeordnet sein. Dadurch kann die Beschleunigungsschwelle feiner eingestellt werden, und es ist eine exakte Auslösung möglich.

In der Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 3a ist es möglich, ohne elektrische Prüfung allein durch eine optische Sicht­ prüfung festzustellen, ob der Fallsensor ausgelöst hat oder nicht. Das Gehäuse 10a des Fallsensors 11 ist hierbei aus Kunststoff herge­ stellt und weist im Bereich der Platte 18a ein Sichtfenster 30 auf. Als Sichtfenster genügt es, wenn das Kunststoffgehäuse hier als dün­ ne Kunststoffhaut ausgebildet ist. Das weichmagnetische Joch wird durch die Platte 18a ausgebildet. Diese Platte 18a muß mindestens eine Bohrung 31 aufweisen, damit durch das Sichtfenster 30 der Per­ manentmagnet 17a erkennar ist. Die Sichtprüfung wird vereinfacht, indem der Permanentmagnet 17a mit einer leuchtenden Farbe, z. B. in rot lackiert ist.

Befindet sich der Fallsensor 11 in der Ausgangsstellung, so ist durch das Sichtfenster 30 der Permanentmagnet 17a erkennbar. Bei dem in der Fig. 3b dargestellten, ausgelösten Zustand des Fallsen­ sors 11 ist das Sichtfenster 30 dunkel, da der reflektierende Perma­ nentmagnet 17a von der Platte 18a getrennt ist.

In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 wirkte die Magnetkraft des Permanentmagneten 17 gegen die angreifende Beschleu­ nigungskraft. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4a bzw. 4b wird die Kraft einer Feder ausgenützt. Hierzu wird eine als Kugel 35 ausgebildete seismische Masse von zwei Biegefedern 36, 37 in ihrer Grundposition gehalten. Die seismische Masse besteht dabei aus elek­ trisch nicht leitendem Material während die Biegefedern 36, 37 aus elektrisch leitendem Material bestehen. Die beiden Biegefe­ dern 36, 37 sind in einen elektrischen Stromkreis geschaltet, der durch die Kugel 35 in der Ruhestellung des Fallensors 11 unterbro­ chen ist. Zur besseren Fixierung der Kugel 35 zwischen den beiden Biegefedern 36, 37 haben diese je eine eingeprägte Vertiefung 39. Beide Biegefedern 36, 37 weisen eine aufeinander zu wirkende Vor­ spannung auf.

In der in der Fig. 4a dargestellten Ruhestellung des Fallsensors 11 besteht zwischen den beiden Biegefedern 36, 37 aufgrund der Kugel 35 keine elektrische Verbindung. Greift eine die vorgegebene Beschleu­ nigungsschwelle überschreitende Beschleunigung am Fallsensor 11 an, so rutscht die Kugel 35 zwischen den beiden Biegefedern 36, 37 her­ aus und die beiden Biegefedern 36, 37 federn aufgrund ihrer Vorspan­ nung gegeneinander. Der elektrische Kontakt wird dadurch geschlos­ sen, und die Auswerteschaltung 38 kann ein Meßsignal anzeigen. Die Beschleunigungsschwelle wird dabei durch die jeweilige Vorspannung der beiden Biegefedern 36, 37 und durch die Tiefe der Vertiefun­ gen 39 bestimmt. Mit Hilfe des Fallsensors 11 können Beschleunigun­ gen aus allen Richtungen außer in Klemmrichtung der beiden Biegefe­ dern 36, 37 bestimmt werden.

Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 wird die Beschleunigungs­ schwelle durch die Gleitreibung zweier Teile zueinander vorgegeben. Hierzu ist im Gehäuse 10c ein Zapfen 42 ausgebildet, dessen Stirn­ seite als Kugelpfanne 43 ausgebildet ist. In die Kugelpfanne 43 greift ein Zapfen 44 einer seismischen Masse 45 ein. Diese seismi­ sche Masse 45 besteht aus einem Kugelkopf 46, an dem der Zapfen 44 angeordnet ist, und einem Gegenlager 47, wobei sich zwischen beiden eine vorgespannte Druckfeder 48 befindet. Das Gegenlager 47 weist zur Führung der Druckfeder 48 eine Verlängerung 49 auf. Ferner ist das Gegenlager 47 kegelförmig ausgebildet und ist in einer Vertie­ fung 50 des Gehäuses 10c gelagert. Am Kugelkopf 46 ist eine Kontakt­ feder 51 befestigt, die mit einem am Gehäuse des Geräts angeordneten Kontakt 52 in Wirkverbindung steht.

In Ruhestellung des Fallsensors 11 liegt der Stift 44 der seismi­ schen Masse 45 in der Kugelpfanne 43 des Zapfens 42 auf. Die vorge­ gebene Beschleunigungsschwelle wird dabei vom Gewicht der seismi­ schen Masse 45 und von der Vorspannung der Druckfeder 48 bestimmt. Mit Hilfe des Fallsensors 11c können Beschleunigungen aus allen Richtungen, außer in Achsrichtung des Zapfens 44 erfaßt werden. In den Fig. 5c bis 5e sind die jeweiligen Stellungen der seismischen Masse nach der Auslösung durch eine aus unterschiedlicher Richtung angreifende Beschleunigungskraft dargestellt. In allen Fällen rutscht der Zapfen 44 aus der Kugelpfanne 43 heraus, wodurch die Kontaktfeder 51 mit dem Kontakt 52 einen elektrischen Stromkreis schließt. Wird durch die angreifende Beschleunigungskraft der Zap­ fen 44 geringfügig aus dem Zentrum der Kugelpfanne 43 herausbewegt, so wird die Kraft der Beschleunigung durch die Vorspannung der Druckfeder 48 verstärkt, so daß der Zapfen 44 nicht mehr zurückrut­ schen kann, sondern der Fallsensor 11 ausgelöst wird. In der Fig. 5c greift die Beschleunigungskraft von oben auf den Fallsen­ sor 11 ein, während sie in der Fig. 5d in umgekehrter Richtung, das heißt von unten auf den Fallsensor 11, einwirkt. Bei der in Fig. 5e dargestellten Stellung nach der Auslösung des Fallsensors 11 greift die Beschleunigungskraft senkrecht in die Zeichenebene hinein auf den Fallsensor 11 ein.

Statt die seismische Masse 45 mit Hilfe eines kegelförmigen Gegenla­ gers 47 im Gehäuse 10c zu lagern, kann auch jedes andere in allen Richtungen, oder falls nur eine Beschleunigung aus einer bestimmten Richtung detektiert werden soll in dieser Richtung bewegliche Lager, verwendet werden.

Auch in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6 und 7 wird die Beschleunigungsschwelle durch eine Gleitreibungskraft bestimmt. Hier wird bei der in der Fig. 6a dargestellten Ruhestellung des Fallsen­ sors eine vorgespannte Kontaktfeder 50 mit Hilfe eines Sicherungs­ bolzens 56 in ihrer Position fixiert. Die seismische Masse 57 ist als Pendel ausgebildet und am Sicherungsbolzen 56 befestigt. Sie be­ steht aus einem biegsamen Draht 58 und der eigentlichen Masse 59. Ferner sind wieder die Gegenkontakte 60 im Gehäuse 10c angeordnet.

Überschreitet die angreifende Beschleunigung die vorgegebene Be­ schleunigungsschwelle, so wird der Sicherungsbolzen 56 aus seiner Halterung gelöst, wodurch die vorgespannte Kontaktfeder 50 sich auf den Gegenkontakt 60 hinbewegen kann und einen elektrischen Strom­ kreis schließt. In den Fig. 7a bis 7d ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 mit einem Sichtfenster 63 zur optischen Beobachtung des Zustands des Fallsensors 11 dargestellt. Die Ausbildung des Sicht­ fensters 63 stimmt dabei weitgehend mit dem Sichtfenster 30 des Aus­ führungsbeispiels nach der Fig. 3 überein. Das Sichtfenster 63 be­ steht aus einer Vertiefung 64, wobei nur eine dünne Gehäuseschicht stehen bleibt. Die Kontaktfeder 55 ist im Bereich des Sichtfen­ sters 63 mit einem leuchtenden Farbstoff beschichtet, z. B. rot lackiert. Befindet sich der Fallsensor, wie in Fig. 7a dargestellt, in Ruhestellung, so liegt die Kontaktfeder mit dem farbigen Bereich am Sichtfenster 63 an. Der Kontrolleur kann somit durch eine ein­ fache Sichtüberprüfung erkennen, daß der Fallsensor nicht ausgelöst ist und somit das zu überwachende, fallempfindliche Gerät sich in unbeschädigtem Zustand befindet. In der Fig. 7c ist der Fallsensor in seiner Stellung nach der Auslösung dargestellt, d. h. die Kontakt­ feder 55 liegt am Kontakt 60 an. Das Sichtfenster 63 ist in dieser Stellung dunkel, so daß der Kontrolleur auf einen ausgelösten Fall­ sensor 11 rückschließen kann.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8a bis 8c ist die Be­ schleunigungsschwelle durch die Sollbruchstelle eines Drahts 68 be­ stimmt. Hierbei ist in einem Gehäuse 69 des Fallsensors 11 die seis­ mische Masse 70 mit Hilfe eines Drahts 68 frei aufgehängt. Sowohl der Draht 68 als auch die seismische Masse 70 besteht aus elektrisch leitendem Material, so daß der Stromkreis der Auswerteschaltung 71 geschlossen ist. Das Gehäuse 69 ist dabei aus elektrisch nicht lei­ tendem Material hergestellt.

Greift eine Beschleunigung an, die die Beschleunigungsschwelle über­ schreitet, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel Beschleunigungen aus allen Richtungen bestimmt werden können, so reißt der Draht 68 durch, und die Masse 70 fällt auf den Boden des Gehäuses 69 herab. Der elektrische Stromkreis der Auswerteschaltung 71 wird dadurch un­ terbrochen und ein Meßsignal ausgelöst.

Claims (14)

1. Anzeigevorrichtung für die Funktionsfähigkeit von fallempfindli­ chen und stoßempfindlichen Geräten, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät einen Fallsensor (11) mit mindestens einer seismischen Masse (17) aufweist, die bei Einwirken einer Fallbeschleunigung aus ihrer Ruhelage ausgelenkt wird und einen elektrischen Kon­ takt (23, 24) auslöst, so daß ein defektes Gerät erkennbar ist.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse des Fallsensors (11) ein Permanentmagnet (17) ist, der an einem Arm (15) einer vorgespannten Biegefeder (14) ange­ ordnet ist und daß der eine Arm (13) der Biegefeder (14) am Gehäu­ se (10) des Fallsensors (11) befestigt ist und der andere Arm einen Gegenkontakt (23) aufweist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Permanentmagneten (17) ein den magnetischen Fluß leitender Bü­ gel (20) angeordnet ist.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Biegefeder (14) eine zusätzliche, als seismische Masse wirkende Zusatzmasse (25) angeordnet ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse aus elektrisch nicht leitendem Material (35) besteht und zwischen zwei aus elektrisch leitendem Material bestehenden, vorgespannten Federn (36, 37) eingespannt ist.

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (36, 37) Vertiefungen (39) zur Aufnahme der seismischen Masse (35) aufweisen.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 und/oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse eine Kugel (35) ist.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse aus einem Kugelkopf (46) und einem Gegenla­ ger (47) besteht, zwischen denen sich eine vorgespannte Druckfe­ der (48) befindet, daß der Kugelkopf (46) eine Nase (44) aufweist, so daß in Ruhestellung des Fallsensors (11) der elektrische Kontakt geöffnet ist, und daß das Gegenlager (47) beweglich im Gehäuse (10c) des Fallsensors (11) gelagert ist.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gehäuseinnenwand ein Zapfen (42) ausgebildet ist, an den die Nase (44) des Kugelkopfs (46) in Ruhestellung anliegt.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine, einen elektrischen Kontakt aufweisende, vorgespannte Fe­ der (55) von einem Sicherungselement (56) in Ausgangsstellung fi­ xiert ist, daß die seismische Masse (59) am Sicherungselement (56) befestigt ist und daß das Sicherungselement (56) bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle aus ihrer Befestigung gelöst wird.

11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse (70) mit Hilfe eines elektrisch leitenden Drahts (68) in einem Gehäuse (69) aus elektrisch nicht leitendem Material aufgehängt ist.

12. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bereich der Biegefeder (14) im Gehäu­ se (10) ein Sichtfenster (63) ausgebildet ist, um die Auslösung des Fallsensors (11) überwachen zu können.

13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefeder (55) mindestens im Bereich des Sichtfensters (63) eine farbige Beschichtung aufweist.

14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (17a) eine farbige Markierung aufweist und sich im Gehäuse (10a) ein Sichtfenster (30) befindet, um die Auslösung des Fallsensors (11) beobachten zu können.