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Diese
Erfindung betrifft allgemein Gefahrenmelder. Insbesondere betrifft
sie elektrische Betriebsschalter für wand- und deckenmontierte
Geräte
wie zum Beispiel Gefahrenmelder, und insbesondere einen wiederholt
verwendbaren Ein/Aus-Schalter, der jedes Mal in Eingriff genommen
und aus der Eingriffnahme gelöst
wird, wenn das Gerät
oder der Melder installiert bzw. abgebaut wird.
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Es
sind viele Arten von Gefahrenmeldern bekannt, wie zum Beispiel Feuer-,
Rauch-, Gas-, Wärme-
und Näherungs(Bewegungs-)
Melder, die in Wohn- und Gewerbegebäuden eingesetzt werden. Man
bezeichnet sie auch als Umgebungsüberwachungsgeräte oder
-melder, und sie arbeiten mit internen und externen Stromquellen.
Die internen Stromquellen sind im Allgemeinen Einzel- oder Mehrfachbatterien
von praktisch jedem handelsüblichen Typ,
einschließlich
jener, die generisch als "mit
langer Lebensdauer" (long-life)
bezeichnet werden. Obgleich die vorliegende Erfindung nicht nur
für die
Verwendung von langlebigen Batterien gilt, wird doch ihr größter Nutzeffekt
mit solchen Batterien realisiert, weil moderne Produktionsverfahren
und Wirtschaftsweisen den Gedanken gefördert haben, Melder und andere
mit Batterien arbeitende Geräte
mit eingebauten Batterien zu versenden. In der Tat ist bei einigen
Geräten
die Batteriestromversorgung in den Arbeitsschaltungsaufbau eingesetzt
und sogar festverdrahtet; aber dieses Merkmals kann man sich nur
bedienen, wenn auf die Einhaltung der geltenden technischen Sicherheits-
und Transportvorschriften geachtet wird, die möglicherweise eine Bewegung
von unter Strom stehenden elektrischen Geräten verbieten. Des Weiteren
ist es aus Sicht der Batterielebensdauer im Allgemeinen un zweckmäßig, dass
das Gerät
unter Strom steht, während
es versendet wird oder während
es in den Beständen
des Händlers
gelagert wird. Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, dieses
Merkmal der "ruhenden" und trotzdem installierten
Batterie auszunutzen, und es wird zunächst der Stand der Technik
besprochen.
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Zum
Beispiel betrifft das Dokument
EP
1 045 354 eine Alarmvorrichtung mit einer deckenmontierten
Basis mit einem Netzkabelanschluss für den Anschlussklemmenblock.
Dann wird ein Alarmkörper elektrisch
und mechanisch mit der Basis verbunden, indem er in die Ebene der
Basis eingeschoben wird.
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Im
US-Patent Nr. 5,578,996, das für
einen LONG LIFE DETECTOR erteilt wurde, wird ein scheinbar herkömmlicher
oberflächenmontierbarer Umgebungsmelder
offenbart, der in seinem Aufbau folgendes enthält: eine Montagehalterung;
eine Basis, die einen Teil eines einmal verwendbaren, zerbrechlichen
und drehbaren Schaltmechanismus' enthält, den
komplementären
Schalterabschnitt, der auf einer Leiterplatte getragen wird, die
ebenfalls an der Basis befestigt ist und eine festverdrahtete langlebige
Batterie hält,
und eine Schutzabdeckung. Der Melder bleibt bis zu seiner Installation
inaktiv, wofür
ein Schraubendreher mit einer Flach- oder Meißelschneide in einen Schlitz
des Schalters eingeführt und
gedreht werden muss, um eine zerbrechliche Arretierung zu zerbrechen,
wodurch der Schalter geschlossen und der Melder aktiviert wird.
Bis zur Aktivierung verhindert der zerbrechliche Schalter die Montage
des Melders an seiner Halterung; wobei die Halterung keinem anderen
Zweck dient als der (ordentlichen) Befestigung des Melders an einer
Oberfläche.
Nachdem der Melder seine Nutzungsdauergrenze erreicht hat, wird
der Melder von seiner Halterung genommen, und es wird wieder ein
Schraubendreher verwendet, um den oben erwähnten Schalter in eine Batterie-"Stromabzugs"-Position zu drehen,
in der ein zweiter Schalters betätigt
werden kann, um Strom aus der Batterie abzuziehen. Anschließend wird
die Einheit entsorgt. Diese Offenbarung sagt nichts darüber aus,
ob der Schalter zu einer Rückwärtsbewegung
befähig
ist, die es ermöglichen
würde,
die Einheit zu deaktivieren, um sie abzunehmen, zu lagern und später an andere
Orte zu verbringen; in den (offenbarten) alternativen Ausführungsformen ist
eine Rückwärtsbewegung
ausgeschlossen.
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In
einer anderen Offenbarung, US-Patent Nr. 5,793,295, die einen DETECTION
APPARATUS AND METHOD bereitstellt, ist ein Arbeitsschaltmechanismus
für einen
Gassensor gezeigt, der ein Keilelement zum Unterbringen eines Batteriesatzes
verwendet, aber es wird kein Gedanke eines Merkmals einer schaltungsintegrierten
Batterie geäußert. Der Keil
aktiviert beim Einschieben die Schaltung unabhängig vom Installationsstatus
des Sensors. Das steht dem oben angesprochenen Merkmal einer "ruhenden" installierten Batterie
entgegen, das vom Anmelder der vorliegenden Erfindung beabsichtigt
ist.
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Ein
EXTENDED LIFE SMOKE DETECTOR, wie er im US-Patent Nr. 5,444,434 offenbart ist,
vermeidet die Verwendung eines physischen Ein/Aus-Schalters. Das
Vermeiden des Schalters soll gemäß dem dort
erklärten
Zweck Störungen
ausschließen,
die infolge einer unsachgemäßen oder
unachtsamen Handhabung eintreten können. Die vom Patentinhaber
gestellten Aufgaben werden erfüllt,
indem das Gerät
in einem anfänglich
betriebsbereiten Modus gebaut wird, Batterien mit langer Lebensdauer
(bis zu 12 Nutzungsjahren) bereitgestellt werden und die Wahrscheinlichkeit
einer versehentlichen oder fahrlässigen
Deaktivierung vermieden wird, indem der Schalter oder das Abschaltmittel
einbehalten wird. In der bevorzugten Ausführungsform werden die Batterien
im Werk in die Schaltung eingelötet, und
die Außenabdeckung
wird dauerhaft an dem (betriebsbereiten) Melder befestigt.
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Frühere Gefahrenmelder
wurden mit einem Schaltmodus versehen, der sich zwar von der Form der
vorliegenden Erfindung unterscheidet, aber trotzdem eine Deaktivierung
eines Teils seiner Schaltung ermöglichte.
Ein solches Gerät
ist im US-Patent Nr. 4,313,110 mit dem Titel SMOKE ALARM HAVING TEMPORARY
DISABLING FEATURES gezeigt. In dieser zum Stand der Technik gehörenden Anmeldung
wird Batteriestrom selektiv nur an Abschnitte der Schaltung des
Gerätes
angelegt oder von Abschnitten der Schaltung des Gerätes getrennt,
um das Alarmsignal vorübergehend
stummzuschalten. Jedoch wird weiterhin Strom zu den wichtigen Bereichen
geleitet, was einen automatischen Alarm (oder eine automatische
Alarmaktivierung) im Gefahrenfall gewährleistet. Ein Betriebsmodus
wird ursprünglich hergestellt,
wenn die Batterien angeschlossen werden, unabhängig davon, wann das Gerät installiert wird.
In ähnlicher
Weise offenbart US-Patent
Nr. 4,389,635, für
eine INTERFACING ATTACHMENT FOR REMOTE MECHANICAL FIRE ALARMS einen Schalter,
der Teil eines Relaissystems ist. Die Schalterfunktion wird magnetisch
induziert und kann unterbunden werden, wenn eine Abschirmung (ein
magnetischer Spoiler) dazwischengeschoben wird. Das Auslösen des
(lokalen) Feueralarms, was eine im Wesentlichen mechanische Aktivität ist, führt zum Antreiben
eines Hebels, der die Abschirmung zwischen dem Schalter und einem
nahegelegenen Magneten zurückzieht,
wodurch der Schalter geschlossen wird und eine räumlich abgesetzte Alarmschaltung
aktiviert wird.
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Drei
der oben besprochenen US-Patente, nämlich die Nummern 5,578,996,
5,793,295 und 5,444,434, und speziell ihre Figuren, werden durch Bezugnahme
in den vorliegenden Text aufgenommen, um den Stand der Technik zu
zeigen.
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Die
folgenden Begriffe haben die ihnen beigegebenen Bedeutungen, die
in dieser Spezifikation noch weiter definiert werden können:
Brücke (Überbrücken) – ist gleichbedeutend
mit Kurzschluss (Kurzschließen)
und meint eine elektrische Verbindung oder ein elektrisches Verbinden zwischen
zwei oder mehr voneinander getrennt angeordneten Kontakten oder
Schaltungsabschnitten;
verbinden (verbindbar) – ist gleichbedeutend
mit zusammenpassen (zusammenpassbar) und zusammenfügen (zusammenfügbar) in
allen Verbzeitformen und meint eine Vereinigung von zwei oder mehr Teilen,
Abschnitten oder Elementen zur komplettierten Form oder zum komplettierten
Modus, wofür
sie konstruiert wurden, zum Beispiel zum Herstellen einer elektrischen
Durchgängigkeit
zwischen zwei oder mehr Kontakten;
Gegenstück – ist die Menge, die übrig bleibt,
nachdem ein Teil oder ein Abschnitt von einer Einheit oder einem
Ganzen entfernt oder abgetrennt wurde, und ist sowohl bestimmt als
auch diskret;
Kontakt(e) – sind
ein (oder mehrere) Punkte einer elektrischen Schaltung, die einen
Leiter freilegen; Vorrichtung, Gerät, Bauelement – meint
allgemein etwas, das ersonnen oder gebaut wurde, kann aber auch
ein Design oder eine Struktur sein, je nachdem, welcher Gebrauch
im konkreten Kontext gemacht wird;
antreiben (Antrieb) – bezieht
sich auf einen Gegenstand, ein Teil usw. oder eine Kraft, womit
eine Bewegung oder ein Zustand bewirkt wird;
ineinandergreifen – meint
das Einsetzen oder Anordnen zwischen einer Lamelle, einer Klappe
oder einer Lasche und wird im vorliegenden Text benutzt, um bestimmte
bajonettartige Verbindungen in der Vorrichtung zu beschreiben;
unterbrechen
(Unterbrechung) – ist
eine Lücke
in einer Schaltung oder der Vorgang oder der Zustand des Unterbrechens
oder Öffnens
einer Schaltung;
trennbar – meint,
dass ein Ganzes in zwei oder mehr nicht-betriebstüchtige Teile aufgeteilt werden
kann; Federvorbelastung – meint
das Verwenden eines beliebigen
federnden Gegenstandes zum Halten
einer Position oder zum Zurückkehren
in eine Position; und
trennen (getrennt) – sind grammatisch nicht korrekt, werden
aber im gesamten Text verwendet und meinen entkoppeln (entkoppelt),
weil diese Wörter
eine Einzelschrittaktivität
im Gegensatz zu einer zwei Schritte umfassenden Zusammenfüge-Aktivität bedeuten.
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Alle
anderen technischen Begriffe haben ihre herkömmlichen Bedeutungen oder werden
parenthetisch im Zusammenhang mit ihrem Gebrauch definiert.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Absicht, die oben angesprochenen Probleme
zu lösen.
Die Aufgabe wird durch den Schalter gemäß dem unabhängigen Anspruch 1, dem Gefahrenmelder
gemäß Anspruch
13 und dem Verfahren gemäß Anspruch
21 gelöst.
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Weitere
Vorteile, Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung gehen aus
den abhängigen
Ansprüchen,
der Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen hervor.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Gefahrenmelder. Insbesondere
betrifft sie elektrische Betriebsschalter für wand- und deckenmontierte
Geräte
wie zum Beispiel Gefahrenmelder. Genauer gesagt, betrifft sie einen
wiederholt verwendbaren Ein/Aus-Schalter, der jedes Mal in Eingriff
genommen und aus der Eingriffnahme gelöst wird, wenn das Gerät oder der
Melder installiert bzw. abgebaut wird.
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Die
vorliegende Erfindung überwindet Schwächen des
Standes der Technik, indem sie ein Gerät, einen Gefahrenmelder, mit
einem Ein/Aus-Schaltmechanismus versieht, der zur physischen Mehrfachnutzung
(mehrfachen Verwendung) geeignet ist, d. h. er kann wiederholt zum
Aktivieren und Deaktivieren einer elektrischen Schaltung verwendet
werden. Dieser Ein/Aus-Schalter wird im Gegensatz zu den Arten,
die üblicherweise
in derzeitigen Gefahrengeräten,
-sensoren oder -meldern verwendet werden, erst durch das Zusammenfügen von zwei
oder mehr trennbaren Abschnitten eines solchen Gerätes betriebsfähig gemacht.
Bis der Schalter aktiviert wird, befindet sich das Gerät, das Batterien
enthält
und im Übrigen
dafür bereit
ist, unter Strom gesetzt zu werden, in einem Ruhezustand.
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Gemäß der Erfindung
enthält
ein (Haupt-) Abschnitt des Gerätes
oder Melders (im Weiteren bezieht sich "Sensor" nur auf ein bestimmtes Element) im
Wesentlichen alle Betriebsschaltungen, die Stromquelle und Sensorelemente,
einschließlich
seiner Schutzabdeckung. Innerhalb der Schaltung ist eine Unterbrechung
angeordnet, die aus einer einfachen Einzelpunkt-Trennstelle besteht,
die durch zwei freiliegende, voneinander getrennt angeordnete leitfähige Punkte
auf einer Leiterplatte verkörpert
werden, welche die Schaltung, die Stromquelle und die Sensorelemente
enthält
und trägt.
Der Hauptabschnitt ist dafür
konstruiert, sein Gegenstück
zu kontaktieren und mit ihm zusammengefügt zu werden, wobei die Hauptfunktionen
des Gegenstücks
darin bestehen, als eine oberflächenmontierbare
Halterung zu dienen und den Hauptabschnitt sicher zu halten. Das
Zusammenfügen,
das bevorzugt durch sowohl Inkontaktbringen als auch Drehen (zwei
Schritte) der zwei erwähnten
Abschnitte des Gerätes
bewerkstelligt wird, bringt mindestens zwei gemeinsam getragene,
verschachtelte Laschen miteinander in Eingriff oder ergreift zwei
oder mehr Bajonettverbinder und bewirkt eine gleichzeitige Schalteraktivierung.
Diese Einrichtung gewährleistet
vorteilhafterweise, dass das Gerät
erst dann elektrisch aktiviert wird, wenn seine zwei Hauptabschnitte
bei richtiger Installation zusammengefügt sind. Ein weiterer Vorteil
dieser Bauweise ist, dass sie nominal verhindert, dass das Gerät versehentlich
in einem deaktivierten Zustand montiert wird, nachdem es ordnungsgemäß installiert
ist. Ein Auseinandernehmen durch Gegendrehung des Hauptabschnitts
(ein einzelner Schritt) bewirkt ein sofortiges Öffnen des Schalters. Somit wird
der Schalter nur aktiviert, wenn der Hauptabschnitt und sein Gegenstück zusammengefügt werden.
Das installierte Gerät
wird deaktiviert, indem man eine einzelne Gegendrehungsbewegung
an seiner Schutzabdeckung ausführt.
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Der
Schaltmechanismus enthält
ein Kurzschlusselement und ist in eine Position federvorbelastet,
die von der Unterbrechung entfernt liegt, und ein Zusammenfügen der
zwei Abschnitte des Gerätes
drängt
das Kurzschlusselement mit ihm in Kontakt. In einer weiteren Ausführungsform
ist die Unterbrechung so federvorbelastet, dass sie sich zu einer erwarteten
Kurzschlussschienenstelle erstreckt, die von der Schiene erst bei
vollständigem
Zusammenfügen
der Abschnitte eingenommen wird. In einer weiteren Ausführungsform
enthält
der Schaltmechanismus einen Führungskeil.
Das Gerät
wird erst aktiviert, wenn der Keil vollständig in das Gerät eingeschoben
ist, wodurch zwei oder mehr Kontaktfedern elektrisch miteinander
verbunden werden.
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Die
Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser
verstanden. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
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1 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Sicht von oben auf einen
Gefahrenmelder, der die Erfindung enthält, in einer ersten Ausführungsform.
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2 ist
ein geschnittener Seitenaufriss des Gerätes von 1, der eine
Zusammenfügevorrichtung
zwischen zwei Abschnitten des Gerätes, die abgedeckte Basis und
die Montagehalterung veranschaulicht.
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3 ist
ein geschnittener Seitenaufriss des Gerätes von 1, das die
Erfindung, in einer ersten Ausführungsform,
unmittelbar vor seiner Aktivierung.
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4 ist
die Illustration von 3, welche die Erfindung im aktivierten
Zustand zeigt.
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5 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von oben eines
Gefahrenmelders, der die Erfindung enthält, in einer zweiten Ausführungsform.
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6 ist
ein geschnittener Seitenaufriss des Gerätes von 5 ohne Abdeckung,
der die zweite Ausführungsform
unmittelbar vor ihrer Aktivierung zeigt.
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7 ist
die Illustration von 6 mit Abdeckung, welche die
Erfindung im aktivierten Zustand zeigt.
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8 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von unten auf drei
einzelne Sektionen eines Gefahrenmelders, wobei eine dritte Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht ist.
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9 ist
ein geschnittener Seitenaufriss des Gerätes von 8, welche
die dritte Ausführungsform
unmittelbar vor ihrer Aktivierung zeigt.
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10 ist
die Illustration von 9 mit Abdeckung, welche die
Erfindung im aktivierten Zustand zeigt.
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11 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von oben auf einen
Gefahrenmelder, der die Erfindung enthält, in einer vierten Ausführungsform.
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12 ist
eine auseinandergezogene Ansicht, die eine mögliche Anordnung der Kontaktfedern
auf der Leiterplatte zeigt.
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13 ist
eine perspektivische Ansicht des Aktivierungskeils, der in 11 gezeigt
ist.
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14 ist
eine Draufsicht auf den Aktivierungskeil von 13.
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15 ist
ein geschnittener Seitenaufriss, der die Eingriffnahme von Aktivierungskeil-Arretierungslaschen
in der vierten Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt.
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16 ist
ein auseinandergezogener geschnittener Seitenaufriss, der den Aktivierungskeil der
vierten Ausführungsform
in der Aus- (deaktivierten) Position zeigt.
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17 ist
ein auseinandergezogener geschnittener Seitenaufriss, der den Aktivierungskeil der
vierten Ausführungsform
in der Ein- (aktivierten) Position zeigt.
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18 ist
ein auseinandergezogener geschnittener Seitenaufriss, der den Aktivierungskeil der
vierten Ausführungsform
in der Ein- (aktivierten) Position zeigt und das Gerät vollständig an
der Montagehalterung montiert zeigt.
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19 ist
eine perspektivische Ansicht eines optionalen Aktivierungskeils
für eine
Variante der vierten Ausführungsform.
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20 ist
eine auseinandergezogene Schnittansicht, die den Aktivierungskeil
von 19 in der Aus-Position zeigt.
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In
dieser gesamten Beschreibung sind möglicherweise viele Melderelemente,
die man aus dem Stand der Technik kennt, nicht gezeigt, aufgezählt oder
besprochen. Aus diesem Grund, und nach einer detaillierten Offenbarung
verschiedener Ausführungsformen,
werden nur Variationen (Versionen) des erfindungsgemäßen Schaltmechanismus' herausgestellt.
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Wenden
wir uns den Zeichnungen zu, wo in 1 ein Gefahrenmelder 10 gezeigt
ist, wie er typisch für
die Art ist, für
welche die Erfindung gedacht ist, mit einer Montagehalterung 12,
einer Basis 14, einer im Wesentlichen Elektronik/Strom/Sensor (ESS)-Sektion 16 und
einer Schutzabdeckung 18. Die ESS-Sektion 16 enthält für den Zweck
dieser Offenbarung grundsätzlich
alle (nicht gezeigten) notwendigen Schaltungen, die für den konkreten
Gefahrenmelder typisch sind. Diese Schaltungen befinden sich auf
einer Leiterplatte 20, die auch dafür geeignet ist, Batterien 22 daran
zu befestigen. Eine Unterbrechung 24 ist in der Schaltung
als eine Einzelpunkt-Trennstelle in Durchgängigkeit angeordnet und wird
in einer beispielhaften Ausführungsform
durch elektrisch leitfähige
Punkte definiert, die im vorliegenden Text als Kontaktinseln 26 bezeichnet
werden. Die Kontaktinseln 26 liegen auf der Unterseite
der Platine 20 frei und – auch wenn das nicht notwendig
ist (wie später
noch besprochen wird) – in
unmittelbarer Nähe
zueinander. Die Platine 20 ist so hergerichtet, dass sie
in der Basis 14 aufgenommen werden kann, und kann durch
den Einschub eines hervorstehenden Teils 30 in ein Führungsloch 28 (weitere
Führungselemente
sind nicht gezeigt) so geführt
werden, dass sich die Unterbrechung direkt über dem Kurzschlusselement 32,
das in der Basis 14 gehalten wird, befindet.
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Die
Basis 14 weist ein integral ausgebildetes Scharnier 34 auf,
auf dem ein Kurzschlusselement 32 angeordnet ist. Das Scharnier 34 ist
in seiner einfachsten Form ein Klappenabschnitt der Basis, der, wenn
er aus seiner koplanaren Ruhestellung in der Basis ausgelenkt und
nicht auf irgend eine Weise festgehalten wird, in federartiger Weise
(Federvorspannung) in diese Stellung zurück vorgespannt wird. Zu den übrigen Aspekten
der Basis 14 gehören zwei
nach unten abstehende Lamellen oder Laschen 36, die einander
diametral gegenüberliegend
beabstandet sein können.
Die Laschen 36 können
dafür ausgelegt
sein, mit ihren nach oben gerichteten Gegenlaschen 37 der
Halterung 12 ineinanderzugreifen und sich gegenseitig zu
erfassen, wodurch ein Zusammenfügen
der Basis 14 und der Halterung 12 nach einer Drehung
im Uhrzeigersinn des einen Elements relativ zum anderen bewirkt
wird. Abschließend
in dieser Figur, und einzigartig für diese Version, gibt es noch
zwei rampenartige Anschläge 38,
die auf der Halterung 12 – in der Draufsicht um 180
Grad zueinander versetzt – angeordnet
sein können
und nach oben aus einer Position hervorstehen, die beim Zusammenfügen – und erst
dann – die
Spitze des Scharniers 34 nach oben drückt und das Kurzschlusselement 32 veranlasst,
den Spalt zwischen den (Kontakt-) Inseln 26 der Unterbrechung 24 zu überbrücken. Wenn
also die Basis 14 auf die Halterung 12 ausgerichtet
und in die Halterung 12 geführt wird und so eingefügt wird,
dass sie mit den Laschenpaaren 36, 37 ineinandergreift,
so vervollständigen
die zwei Abschnitte (die ESS-Basis und ihre Halterung) die Betriebseinheit.
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Zum
größten Teil
zeigt 2, wie 1, einen Aufbau, der drei offenbarten
Ausführungsformen der
Erfindung gemein ist. Sie dient dazu, den zusammengefügten Zustand
von zwei Abschnitten eines Melders zu veranschaulichen, der die
vorliegende Erfindung enthält.
Diese zwei Abschnitte des Melders 10 enthalten: die ESS-Basis 40, welche
die feste Leiterplatte 16 enthält, die in der Basis 14 installiert
ist, mit ihren hervorstehenden Lasche(n) 36; und das zusammenpassende
Gegenstück 42,
einschließlich
der Halterung 12 mit ihren Gegenlasche(n) 37.
Im zusammengefügten
Zustand ist die Lasche 37 bajonettartig in die angegebene
Position eingesetzt, die je nach dem konkreten Fertigungsverfahren
ineinandergreifend sein kann. Die übrigen Figuren befassen sich
mit den übrigen
Versionen der Erfindung, die insofern als generisch bezeichnet werden,
als alle eine Form der Unterbrechung einer ansonsten durch Strom
aktivierten Schaltung und ein Kurzschlusselement vorschreiben, dass
in eine Überbrückung der Unterbrechung
gedrängt
wird, um das Wirtsgerät
zu aktivieren.
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3 zeigt,
in geschnittenem Seitenaufriss, den Abschnitt der ESS-Basis 40 über dem
Gegenstück 42.
Die Spitze des Scharniers 34 trägt das Kurzschlusselement 32,
das sich unter der Platine befindet, aber von der Unterbrechung 24 (nicht
zu sehen) versetzt ist, weil, wie durch die Trennung S angedeutet,
die Abschnitte noch nicht durch den Vorgang eines Inkontaktbringens-und-Drehens
zusammengefügt
wurden, wie zuvor beschrieben wurde. In 4 ist das
Zusammenfügen
erfolgt, und der Anschlag 38 wurde unter die Spitze des
Scharniers 34 gedreht und berührt diese, wodurch das darauf
angeordnete Kurzschlusselement 32 in Kontakt mit der durch
die Platine 16 ausgerichteten Unterbrechung 24 (nicht
zu sehen, aber grob in Strichlinie dargestellt) an der Unterseite
der Leiterplatte 20 (siehe 1) gedrängt wird.
Wie gezeigt, wird die Durchgängigkeit
der Schaltung wiederhergestellt, und das Gerät ist elektrisch aktiv. Wenn
die Abschnitte 40, 42 durch eine bloße Drehung
entgegen der Drehung des Zusammenfügens bei der Installation getrennt
werden, so wird der Anschlag 38 von der Spitze des Scharniers 34 fort
bewegt, und es entspannt sich oder wird federartig in seine normale
Ruhestellung (nicht-ausgelenkte Stellung) zurück vorgespannt, und die Schaltung
ist unterbrochen.
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Eine
zweite Ausführungsform
kann realisiert werden, indem man den ersten Zusammenfüge-Aktivierungsmodus
verwendet oder die Anbringung des Kurzschlusselements physisch ändert und
das Anschlagelement völlig
weglässt. 5 – 7 veranschaulichen
beispielhaft diese Version. Die Unterbrechung 24 ist zwar
im Vergleich zur oben besprochenen Ausführungsform anders geformt,
und sie weist eine engere Kontaktinselanordnung 27 auf,
doch sie ist im Wesentlichen elektrisch mit der ersten Ausführungsform
identisch. Diese Unterscheidung in (Version(en)) der Erfindung liegt
spezifisch in den Details für
das Kurzschließen/Überbrücken der
Unterbrechung 24, was in dieser Ausführungsform mittels des Kurzschlusselements 32,
des federbelasteten Schafts 33, der in der Kapsel 35 gehalten
wird, und der Haltewirkung der Öffnung 39 bewerkstelligt
wird. Diese Ausführungsform
leitet sich von den Anforderungen der Fertigungsweise des Herstellers
ab, ob eine sehr kurze Anordnung aus Schaft (nicht gezeigt) und
Anschlag 38, wie in den 1, 3,
und 4 gezeigt, oder die Alternative aus den 5–7 hergestellt
wird. In jedem Fall ist es eine Oberfläche oder ein Teil der Halterung 12,
die bzw. der zwangsläufig
ein brückentragendes
Element in Richtung der Unterbrechung drängt, aber erst beim Zusammenfügen der
Abschnitte 40 und 42. Diese Unterscheidung wird
sofort anhand der 6 und 7 deutlich,
wo ein Gerät
zu sehen ist, das ansonsten im Wesentlichen in den meisten Details
und in der Funktionsweise das gleiche ist wie in den 3 und 4.
Die Unterbrechung ist nicht gezeigt, aber sie ist, wie aus 5 zu
ersehen ist, dauerhaft über
dem vom Schaft 33 getragenen Kurzschlusselement 32 angeordnet. Eine
Kapsel 35 enthält
den Schaft 33, der in einen abgesenkten oder Ruhezustand
(relativ zur Unterbrechungskontaktinselanordnung 27) positioniert und
durch die Feder 29 vorbelastet ist. 6 zeigt speziell
im Detail die Installationseinrichtung vor dem Zusammenfügen: Der
Abschnitt 40 ist über
dem Abschnitt 42 angeordnet; die Laschen befinden sich
in der Ausrichtung TA; und das Kurzschlusselement 32 ist
von der Unterbrechung entfernt angeordnet. Im zusammengepassten
Zustand M von 7 haben, nachdem die Abschnitte
zusammengedrückt
und gedreht wurden, die Bajonettverbindungslaschen ineinandergegriffen,
und der Schaft 33, nachdem er auf eine Fläche der
Halterung 12 hinaufgerutscht ist, hat das Kurzschlusselement 32 in
einen Überbrückungskontakt
mit den Unterbrechungskontaktinseln 27 gedrückt. Eine
Umkehrung dieses Drehungsschrittes bringt den Schaft 33 in
seine Position zurück,
und die Feder 29 spannt ihn wieder in seine abgesenkte
Ruhestellung vor.
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In
einer dritten Ausführungsform
des Schalters, die in den 8–10 gezeigt
ist, ändern
sich nur die physischen Details des Schalters und der Unterbrechung,
aber die elektrische Funktion bleibt im Ergebnis des Zusammenfüge-Prozesses und des Gegendrehungsschrittes
nominal die gleiche. 8, die verschiedene Komponenten
des Gerätes
zeigt, veranschaulicht die ESS-Sektion 16, von der ein Paar
voneinander getrennt angeordnete, abwärts federvorbelastete Stifte 41 nach
unten abstehen, die unter der Platine verlaufende Verlängerungen
der (nicht gezeigten) Kontakte der Unterbrechung 24 darstellen
und die elektrisch der Schaltungstrennstelle der ersten und der
zweiten Ausführungsform
entsprechen. Die Basis 14 hat einen normalen Aufbau mit
einer Bajonettverbindungslasche 36 und einen Schlitz 42,
durch den hindurch die Stifte passieren können. Die Halterung 12 hat
die komplementäre
Anordnung mit der Bajonettverbindungslasche 37 und eine
leitfähige
Schiene 44 auf ihrer Oberseite. Diese Schiene ist so geformt
und angeordnet, dass die Ausrichtung der Abschnitte 40, 42 und
ihr Kontakt es maximal einem einzigen der Stifte 41 gestattet,
die Schiene 44 zu kontaktieren, wodurch die Trennstelle in
der Schaltung beibehalten wird. 9 zeigt
die Laschenausrichtung TA und die Stifte 41 in vollständig verlängerter
Position. Die leitfähige
Schiene 44 ist versetzt und ist nicht in Kontakt mit den
Stiften 41. Ein Blick auf 10 offenbart
die Abschnitte 40, 42 im zusammengefügten Zustand
M, und beide Stifte kontaktieren die Kurzschlussschiene, um einen
geschlossenen Schaltkreis herzustellen. Eine Gegendrehung eines
der Abschnitte trennt den Schaltkreis, wie in der ersten und der
zweiten Version. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass die federvorbelasteten
Stifte auch anders konstruiert sein können, zum Beispiel mit abwärts gerichteten
leitfähigen
Lamellen oder Laschen.
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Eine
vierte Ausführungsform,
die in den 11–20 gezeigt
ist, ähnelt
den drei vorherigen Ausführungsformen
insofern, als sie eine Montagehalterung 12, eine Basis 14,
eine ESS-Sektion 16, eine Schutzabdeckung 18 und
einen Schalter enthält,
der dazu dient, das Gerät
zu aktivieren (d. h. es mit elektrischem Strom zu verbinden). Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich aber auch von den oben beschriebenen. 11 zeigt
einen Aktivierungskeil 60 (der weiter unten noch näher besprochen
wird) und vier Federkontakte 82, die direkt auf der gedruckten
Leiterplatte 20 montiert sind. Zur besseren Erkennbarkeit
der bildlichen Darstellung und zum Zweck der Hervorhebung der Funktionalität des Schalters
enthält
die gedruckte Leiterplatte 20 die meisten der Komponenten
nicht, die mit dem Schalter nichts zu tun haben.
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Die
gedruckte Leiterplatte 20 enthält neben anderen elektronischen
Komponenten ein oder mehrere (mindestens zwei sind bevorzugt) Paare
Federkontakte 82, die parallel miteinander verbunden sind, so
dass, wenn mindestens ein einzelnes Paar durch den Aktivierungskeil 60 überbrückt (d.
h. elektrisch geschlossen oder kurzgeschlossen) wird, das Gerät (der Gefahrenmelder 10)
aktiviert wird. Es können mehrere
Federkontakte 82 direkt auf die Leiterplatte 20 gelötet werden. Über ihnen
befindet sich ein Schlitz 84 in der Leiterplatte 20.
Der Schlitz 84 hat ungefähr die gleiche Form wie die
Querschnittsform eines leitfähigen
Elements (d. h. des Keils 60), das von der Unterseite der Platine 20 her
durch den Schlitz 84 geschoben werden kann, um das Gerät zu aktivieren. Jedes
Paar Federkontakte 82 kann einen Kontakt, der auf einer
Seite des Schlitzes 84 angeordnet ist, und einen weiteren
Kontakt auf der gegenüberliegenden
Seite des Schlitzes 84 enthalten. Wie oben angesprochen,
ist die Verwendung mehrerer Paare bevorzugt, die elektrisch parallel
zueinander geschaltet sind, um die Zuverlässigkeit des Gerätes zu erhöhen. Eine
vergrößerte Ansicht
von Federkontakten 82, die versetzt zueinander angeordnet
sind, ist in 12 gezeigt. Die versetzt angeordneten
Kontakte 82 gestatten sowohl das Einstellen der Kraft,
die zum Einführen
des Aktivierungskeils 60 zwischen die Kontakte benötigt wird,
als auch eine Vereinfachung des Prozesses des Anlötens der
Federkontakte 82 an die Leiterplatte 20.
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Der
Aktivierungskeil 60, der in den 13–14 näher gezeigt
ist, besteht aus einem leitfähigen
Material oder ist mit einem leitfähigen Material beschichtet.
Getempertes Federmessing oder ein sonstiges Metall ist bevorzugt.
Während
der Produktion wird, nachdem der Gefahrenmelder dieser Ausführungsform
im Wesentlichen vollständig
zusammengebaut (zusammengeschnappt) wurde, der lose (d. h. an nichts
befestigte) Aktivierungskeil 60 in den Aktivatorschlitz
in der Basis 14 von der Seite gegenüber der Leiterplatte 20 eingeschoben
(wie in 11 gezeigt). Der Aktivierungskeil 60 ist
vollständig
einzuschieben, d. h. bis sein horizontaler unterer Vorsprung 68 bündig mit
der Unterseite der Basis 14 abschließt, um das Gerät elektrisch
zu testen. Der Aktivierungskeil 60 wird dann aus der Platine
gezogen (d. h. zurückgezogen),
wobei sein unerwünschtes
vollständiges
Entfernen aus dem Gerät
mittels der zwei Arretierungslaschen 66 verhindert wird,
die beim Herausziehen des Keils 60 aus der Basis 14 einen
widerhaken- oder ankerförmigen
Kontakt mit der Oberseite einer Aktivierungskeilführung 72 herstellen (11 und 15),
die an der Basis 14 ausgeformt oder anderweitig angeordnet
ist (siehe 15). Diese Arretierungslaschen 66 verhindern
ein versehentliches Entfernen oder Trennen des Aktivierungskeils 60 von
dem Gerät,
wodurch das Risiko entfällt,
dass er verloren geht.
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13, 14,
und 16 zeigen eine einzelne Ausdellung 62 auf
der Mittelachse des Aktivierungskeils 60. Die Ausdellung 62 hat
den Zweck, einen plötzlichen
Anstieg des Widerstandes zu bewirken, wenn der Keil 60 in
die Basis 14 geschoben wird. Während des Vorgangs des Einschiebens
des Keils 60 zeigt das erste Einsetzen des Widerstands an,
dass die Arretierungslaschen 66 teilweise ausgelenkt sind
und dass sich der Keil 60 immer noch in der Aus-Position
befindet. Ein Weiterschieben des Keils 60 über die
Aus-Position hinaus erfordert aufgrund der höheren Reibung zwischen der
Aktivatorausdellung 62 und der entsprechenden Basisführungswand 74 eine
größere Kraft.
Dabei wird die Vorderkante des Keils 60 zwischen den Federkontakten 82 eingekeilt,
um sie auszulenken und dadurch eine zuverlässige elektrische Verbindung
und Auslenkung des Keils 60 im Bereich der Ausdellung herzustellen, wenn
die Ausdellung 62 durch die Führungswand 74 niedergedrückt wird
(16 und 17).
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Kehren
wir zu 16 zurück, wo das Gerät mit dem
Keil 60 in der Aus-Position gezeigt ist. Wie gezeigt, befindet
sich der Keil 60 noch nicht in Kontakt mit den Federkontakten 82,
und die Ausdellung 62 befindet sich noch nicht in Kontakt
mit der Führungswand 74.
Ein Merkmal dieser Ausführungsform ist,
dass sie einen Schutz davor bietet, das Gerät zu installieren, ohne es
zu aktivieren. Wenn sich der Keil 20 in der Aus-Position
befindet, so steht der untere Vorsprung 68 von der Basis 14 hervor,
wo er das Herstellen der Bajonettverbindung zwischen der Basis 14 und
der Montagehalterung 12 behindert. Erst, wenn der Keil 20 vollständig (d.
h. bis zur AUS-Position) hineingeschoben wird, wie in 17 gezeigt, kann
man das Gerät
an der Montagehalterung 12 befestigen, wie in 18 gezeigt.
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17–18 sind
Querschnittsansichten des Gerätes
mit dem Keil 60 in der Aus-Position. Der Keil 60,
wie gezeigt, befindet sich zwischen den Federkontakten 82 in
elektrischem Kontakt mit ihnen. Des Weiteren wird die Ausdellung 62 in
der Führungswand 74 eingekeilt,
was zu einer geringfügig aus
der lotrechten Ausrichtung des Hauptkörpers des Keils 60 führt.
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Aufgrund
der Kraft, die aufgewendet werden muss, um den Aktivierungskeil 60 in
die Kontaktfedern 82 einzuschieben (die sich auf der Leiterplatte 20 befinden),
kann es zweckmäßig sein,
die Mittel zu modifizieren, mit denen die Leiterplatte 20 in
die Basis 14 hinein montiert wird. Zum Beispiel kann es zweckmäßig sein,
die Leiterplatte 20 starr an der Basis 14 nahe
dem Schlitz 84 zu befestigen, um ein Durchbiegen der Leiterplatte 20 während des
Einschiebens des Keils 60 zu verhindern. Optional kann die
Schutzabdeckung 18 mit einer oder mehreren (nicht gezeigten)
Rippen versehen werden, die sich zur Oberseite der Leiterplatte 20 erstrecken,
wenn die Schutzabdeckung 18 an ihrer Position eingeschnappt
wird. Diese Rippen haben den Zweck, die Leiterplatte 20 sicher
an ihre Position zu drücken,
so dass sie nicht durch die Kraft durchgebogen wird, die zum Einschieben
des Aktivierungskeils 60 erforderlich ist.
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Der
Aktivierungskeil 60 kann eine andere Form haben, als sie
oben offenbart ist. Zum Beispiel zeigt 19 einen
von vielen optionalen Keilen 60', der für eine entsprechende Basis
geformt ist, die diesen Keil 60' durch eine geschlitzte Leiterplatte 20 hindurch
in Kontakt mit einem oder mehreren Paaren Federkontakten 82 führen kann.
Zwei Auskerbungen 61, 63 auf jeder Seite des Aktivierungskeils 60' stellen zwei
eigenständige
Positionen für
den eingeschobenen Keil bereit. Die zwei oberen Auskerbungen 63 entsprechen
der Aus-Position, und die zwei unteren Auskerbungen 61 entsprechen
der Ein-Position, wenn der Aktivator mit zwei angeformten Rasten 77 (20)
in der Basis 14 zusammengefügt wird. 20 zeigt
den Aktivierungskeil 60' von 19,
der in das Gerät
in der Aus-Position eingeschoben ist. Der Aktivierungskeil 60 kann
des Weiteren eine oder mehrere (zwei sind gezeigt) Arretierungslaschen 66' enthalten.
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Der
Durchschnittsfachmann erkennt, dass zahlreiche andere Keilformen
in der vorliegenden Ausführungsform
verwendet werden können.
Zum Beispiel können
ein runder (massiver oder röhrenförmiger)
Keil mit Schlitzen, wie zum Beispiel denen, die in 19 gezeigt
sind, oder Rasten verwendet werden. Der Aktivierungskeil in Vorderansicht
kann auch einem Großbuchstaben
T ähneln,
wobei zwei Laschenvorsprünge
(siehe 19) den Weg des Keils begrenzen,
wenn er herausgezogen wird. Des Weiteren kann man, anstatt einen
Aktivator hineinzuschieben, auch in Betracht ziehen, einen runden
Aktivierungskeil in zwei oder drei Blattfedern mit flachem Querschnitt
hineinzuschrauben oder hineinzudrehen, die um 180 bzw. 120 Grad
voneinander beabstandet sind, wenn man senkrecht zur Oberfläche der
gedruckten Leiterplatte schaut. Der oben beschriebene Überbrückungsmechanismus
und seine optionalen Variationen beinhalten das Hineinschieben oder
Hineinschrauben eines leitfähigen
Aktivators zwischen zwei oder mehr Federkontakte, um den Schaltkreis zu
dem Gefahrenmelder zu schließen.
Man kann auch einen nicht-leitfähigen
Aktivator in Betracht ziehen, der V-förmig, U-förmig, kanal- oder kappenförmig ist
und der auf zwei oder mehr Federkontakte geschoben werden kann,
um sie zusammenzudrängen, wodurch
der elektrische Schaltkreis geschlossen wird.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform
gilt für
einen Gefahrenmelder, bei dem die Leiterplatte 20 eine
Kupferlaminierung für
Elektronik auf nur einer Seite aufweist (hauptsächlich aus Kostengründen). Modifikationen
an dem Aktivatorkeil 60 oder anderen Komponenten der Erfindung
zur Aufnahme einer doppelseitigen Leiterplatte liegen klar innerhalb
des Geltungsbereichs dieser Erfindung.
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Alle
offenbarten Versionen der Erfindung umfassen ähnliche Designkonzepte und
sind strukturell grundsätzlich
gleich. Das heißt,
ein elektronisches Gerät,
das einen offenen Schaltkreis aufweist, aber ansonsten betriebsbereit
ist, wird unter Nicht-Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel Transport,
Lagerung, Auslage am Verkaufsort usw., in einem inaktiven Zustand
gehalten. Die volle Aktivität
des Gerätes
wird bei seinem Zusammenfügen
mit seinem komplementären
Abschnitt hergestellt, was ein Schließen eines offenen Schaltkreises
bewirkt und/oder erfordert. Der untergeordnete Aspekt einer Kurzschlussschiene
oder eines Kurzschlusselements, die bzw. der an einem angetriebenen
Träger angebracht
ist, kann vermieden werden, indem man einfach statt dessen einen
leitfähigen
Träger
verwendet.