WO2002099763A1

WO2002099763A1 - Piezo-elektrische signalvorrichtung

Info

Publication number: WO2002099763A1
Application number: PCT/EP2002/005040
Authority: WO
Inventors: Volker Keller
Original assignee: Invensys Metering Systems Gmbh Ludwigshafen
Priority date: 2001-06-02
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2002-12-12
Also published as: DE20109304U1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine elektromechanische Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen, bestimmt zur Verwendung in batteriebetriebenen Geräten, die in einem geschlossenen Gehäuse mit einer dem Benutzer des Gerätes zugänglichen Frontplatte (1) untergebracht sind. Sie besteht aus einer piezokeramischen Scheibe (4), die auf der Rückseite der Frontplatte (1) befestigt ist, wobei die Piezoscheibe (4) sowohl elektrische als auch akustische Signale abgibt.

Description

PIEZO-E EKTRISCHE SIGNALVORRICHTUNG

Beschreibung:

Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen

Technisches Gebiet:

Die Erfindung betrifft elektromechanische Vorrichtungen zur Erzeugung von Signalen, bestimmt zur Verwendung in batteriebetriebenen Geräten, die in einem geschlossenen Gehäuse mit einer dem Benutzer des Gerätes zugänglichen Frontplatte untergebracht sind.

Stand der Technik:

Soll der Benutzer eines elektronischen Gerätes bestimmte Aktionen auslösen können, werden an einer dem Benutzer zugänglichen Frontplatte des Gerätes geeignete elektromechanische Vorrichtungen, Taster, Tasten usw. angeordnet. Derartige Vorrichtungen sind in großer Zahl und in vielfältiger Ausführung handelsüblich. Sie werden in Bohrungen befestigt, die der Gerätehersteller zuvor hergestellt hat.

Genauso zahlreich sind die Signalvorrichtungen, die die Aufmerksamkeit eines Benutzers auf das Gerät bzw. einen bestimmten Betriebszustand desselben ziehen sollen. Diese Signalvorrichtungen wirken auf das Auge, das Ohr oder den Tastsinn des Benutzers. Auch diese Vorrichtungen müssen häufig in Bohrungen des Gehäuses montiert werden.

In vielen Fällen soll das Gerätegehäuse jedoch nicht angebohrt werden. Auch für diesen Fall bietet die Industrie geeignete Vorrichtungen an, die auf der Rückseite der Frontplatte montiert werden. Um diese Vorrichtungen verwenden zu können, muss die Frontplatte jedoch bestimmte Eigenschaften besitzen. Bei optischen Vorrichtungen muss sie transparent sein, bei kapazitiven Vorrichtungen muss sie isolierende Eigenschaften haben, bei akustischen und mechanischen Vorrichtungen muss sie schwingfähig sein. Um funktionieren zu können, müssen viele der handelsüblichen Vorrichtungen ständig mit elektrischer Energie gespeist werden. Dies macht diese Vorrichtungen ungeeignet für die Verwendung in batteriebetriebenen Geräten.

Darstellung der Erfindung:

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die insbesondere für batteriebetriebene Geräte geeignet ist und die mit praktisch allen in der Praxis vorkommenden Frontplatten eingesetzt werden kann, ohne dass diese angebohrt werden müssen.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass eine piezo-keramische Scheibe vorgesehen ist, die auf der Rückseite der Frontplatte befestigt ist und dass die Piezoscheibe sowohl elektrische als auch akustische Signale abgibt.

Die erfindungsgemäße Signalvorrichtung hat eine Vielzahl von Vorteilen. Zunächst ist das Material der Frontplatte für die einwandfreie Funktion ohne Bedeutung. Die einzige Bedingung ist, dass die Frontplatte elastisch nachgiebig ist. Des weiteren muss die Frontplatte nicht angebohrt werden. Die Befestigung der Piezoscheibe auf der Rückseite der Frontplatte kann mit jedem beliebigen Mittel erfolgen, beispielsweise mittels Kleber. Piezoscheiben geben bei mechanischer Belastung ohne weiteres Spannungen von 1 bis 2 V ab, so dass zur Auswertung der Signale nur ein kleiner Elektronikaufwand nötig ist. Schließlich sind derartige Piezoscheiben sehr preiswert.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass dieselbe Piezoscheibe auch als akustischer Signalgeber eingesetzt wird, so dass kein weiterer Signalgeber nötig ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine erste Elektronikschaltung vorgesehen, die einen von der Piezoscheibe erzeugen Spannungsimpuls verstärkt und auswertet. Da derartige Piezoscheiben wie schon erwähnt einen recht hohen Impuls von 1 bis 2 V abgeben, ist nur eine minimale Elektronik erforderlich, was der Verwendung in batteriebetriebenen Geräten sehr entgegenkommt. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht wie schon erwähnt darin, dass die Piezoscheibe auch als Schallgeber verwendet werden kann. Zu diesem Zweck ist eine zweite Elektronikschaltung vorgesehen, die ein hörfrequentes Wechselspannungssignal an die Piezoscheibe anlegt. Auf diese Weise kann die Piezoscheibe dem Benutzer Quittungssignale, Alarmsignale usw. übermitteln, ohne dass dazu ein merklicher Mehraufwand erforderlich ist.

Wird die Piezoscheibe so auf der Frontplatte befestigt, dass es zu einer akustischen Resonanz kommt, so kann ein lautes, durchdringendes Signal erzeugt werden.

Vorteilhafterweise kann zwischen Piezoscheibe und Frontplatte ein metallischer Träger montiert sein. Dieser kann als Elektrode benutzt werden. Auch ermöglicht er eine Abstimmung der akustischen Eigenschaften.

Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für einen Einsatz in batteriegespeisten Verbrauchszählern, z. B. Wasser- und Wärmezählern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen jeweils rein schematisch

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Frontplatte mit elektromechanischer Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 1 und

Fig. 3 die Signalerzeugungsvorrichtung mit zugehöriger Elektronik.

Wege zur Ausführung der Erfindung und gewerbliche Verwertbarkeit:

Fig. 1 als Draufsicht und Fig. 2 als Seitenansicht zeigen eine Frontplatte 1 eines nicht näher dargestellten elektronischen Gerätes, unter der in diesem Ausführungsbeispiel eine Ziffernanzeige 2 so montiert ist, dass der Benutzer die Anzeige erkennen kann. Damit der Benutzer in dem Gerät bestimmte Aktionen auslösen kann, ist auf der Rückseite der Frontplatte 1 eine elektromechanische Signalerzeugungsvorrichtung 3, 4 befestigt. Diese besteht aus einem Träger, beispielsweise einer Metallfolie, und einer piezo-elektrischen Keramikscheibe 4 mit entsprechenden Anschlussdrähten 5, 5'. Sobald der Benutzer auf die Frontplatte 1 über der Signalvorrichtung 3, 4 drückt, gibt diese den Druck über die Trägerfolie 3 an die Piezoscheibe 4 weiter, die daraufhin an den Anschlussdrähten 5, 5' einen Spannungsimpuls von 1 bis 2 V abgibt.

Fig. 3 zeigt eine denkbare Beschaltung der Signalvorrichtung 3, 4 mit einer ersten Elektronikschaltung 10 und einer zweiten Elektronikschaltung 20. Die erste Elektronikschaltung 10 verstärkt den durch Druck auf die Frontscheibe 1 von der Piezoscheibe 4 erzeugten Gleichspannungsimpuls, der ihr über die Anschlussdrähte 5, 5' zugeführt wird, und wertet ihn aus. Bei der zweiten Elektronikschaltung 20 handelt es sich um einen Oszillator, der eine hörfrequente Wechselspannung erzeugt und diese ebenfalls über die Anschlussdrähte 5, 5' an die Piezoscheibe 4 abgibt, worauf diese ein hörfrequentes akustisches Signal erzeugt. Dieses Signal wird über die Trägerfolie 3 auf die Frontplatte 1 übertragen und von dort an die Umgebung abgestrahlt. Sind Signalgeber 3, 4 und Frontplatte 1 auf Resonanz abgestimmt, so kann mit geringem Energieaufwand ein lautes Quittungs- oder Alarmsignal erzeugt werden.

Es hat sich herausgestellt, dass eine solche Signalvorrichtung sich besonders eignet zur Verwendung in batteriebetriebenen Verbrauchszählern, insbesondere Wärmezählern oder Wasserzählern.

Claims

Ansprüche:

1. Elektromechanische Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen, bestimmt zur Verwendung in batteriebetriebenen Geräten, die in einem geschlossenen Gehäuse mit einer dem Benutzer des Gerätes zugänglichen Frontplatte (1) untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine piezo-kera mische Scheibe (4) vorgesehen ist, die auf der Rückseite der Frontplatte (1) befestigt ist, und dass die Piezoscheibe (4) sowohl elektrische als auch akustische Signale abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Elektronikschaltung (10) vorgesehen ist, die einen von der Piezoscheibe (4) erzeugten Spannungsimpuls verstärkt und auswertet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Elektronikschaltung (20) vorgesehen ist, die eine hörfrequente Wechselspannung an die Piezoscheibe (4) anlegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Piezoscheibe (4) und Frontplatte (1) ein metallischer Träger (3) montiert ist.

5. Verbrauchszähler, insbesondere Wärme- oder Wasserzähler, enthaltend eine Signalvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4.