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PATENTANSPRÜCH E Sensor für Neigung und Erschütterung, gekennzeichnet durch die kombinierte Anordnung neigungsempfindlicher und erschütterungsempfindlicher Bauelemente im gleichen Sensorgehäuse (1).
2. Sensor für Neigung und Erschütterung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass seine neigungsempfindlichen Teile im wesentlichen bestehen aus einem im Sensor gehäuse (1) pendelartig aufgehängten Stift (5), der mit einem oberen Anschlussstück (4) elektrisch leitend verbunden ist, sowie aus einer im Sensorgehäuse (1) über dem unteren Ende des Stiftes (5) und zur Achse des Stiftes (5) in Ruhelage senkrecht liegenden, elektrisch leitenden, mit einem unteren Anschlussstück (10) verbundenen Platte (8), die eine zum Stift (5) in dessen Ruhelage konzentrischen Öffnung (9) besitzt, wobei der Luftspalt zwischen dem Stift (5) und der Berandung der Öffnung (9) das diskriminierende Element zur Erfassung der kleinsten Neigung bildet,
und dass seine erschütterungsempfindlichen Teile im wesentlichen bestehen aus einem piezoelektrischen Element (13), das zwischen der unteren Platte (8) und einer Halterung (11) eingespannt und elektrisch mit einem auf der Halterung 1) angebrachten dritten Anschlussstück (12) verbunden ist.
3. Sensor für Neigung und Erschütterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der neigungsempfindliche Teil über ein oberes Anschlussstück (4) und ein unteres Anschlussstück (10) über elektrische Leiter mit einem elektronischen Schaltkreis in Verbindung steht, der ein Signal unterdrückt, das von kurzzeitigen Berührungen zwischen Stift (5) und unterer Platte (8) herrühren.
4. Sensor für Neigung und Erschütterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sein erschütterungsempfindlicher Teil über das dritte Anschlussstück (12) mit einem elektronischen Schaltkreis über elektrische Leiter verbunden ist, der die Wirkungen unterhalb der Diskriminatorschwelle liegender Erschütterungen unterdrückt.
5. Verwendung eines Sensors nach Anspruch 1 in einem Münztelefonapparat.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor, der in Anlagegehäuse eingebaut wird und ein elektrisches Signal abgibt, wenn das Anlagegehäuse über ein bestimmtes Mass hinaus geneigt oder wenn es merklichen Erschütterungen unterworfen wird.
Der Sensor wird vorwiegend für kleine Verkaufsautomaten mit Münzannahme verwendet, die unbefestigt auf Tischen oder dergleichen bereitstehen, wie z.B. gewisse Münztelefone. Bei solchen Automaten wird die Münzannahme gestört, wenn man sie zu sehr neigt, was z.B.
geschehen kann, wenn man sie in die Hand nimmt. Ferner sind solche Automaten gegen Einbruchsversuche zu sichern, die zum Ziele haben, an den aufgesammelten Münzvorrat zu gelangen, was stets mit Erschütterungen des Verkaufsautomaten verbunden ist.
Aus der Patentanmeldung GB 2075261 A ist ein Neigungsdetektor bekannt geworden, bei dem in einem zylindrischen Gehäuse mit leitfähiger Innenwand eine leitfähige Masse an einem leitfähigen Draht aufgehängt ist und die Innenwand berührt, wenn eine vorgegebene Neigung eintritt, so dass ein Stromkreis geschlossen wird. Das Gerät hat eine Zusatzeinrichtung, die Alarm gibt, wenn der Draht reisst. Es ist für Gabelstapler oder dergleichen bestimmt.
Aus der Patentschrift EP 0 074 289 sind ferner Neigungsmelder bekannt geworden, bei denen eine an einem Draht hängende Masse in vier Richtungen Kontakte berühren kann, und die zur Betätigung von Spielautomaten eingesetzt werden können. Weiter sind aus der DE-PS 2703401 Einrichtungen zur Steuerung vorwiegend von Hebezeugen bekannt geworden, bei denen die Betätigung durch Neigen eines hängenden Gehäuses erfolgt, in dem innen auf Kugeloder Rollenlagern ein Bauteil hängend gelagert ist, der bei genügender Neigung einen von zwei oder vier Kontakten berührt.
Darüber hinaus sind auch Erschütterungssensoren seit langem bekannt. Ein auf Basis eines piezoelektrischen Elementes arbeitender Sensor ist z.B. in der US-PS 4470044 A beschrieben. Die Anwendung solcher Sensoren zur Meldung von Einbruchsversuchen bedingt ein elektronisches Auswertegerät mit einer diskriminierenden Schaltung, die alle von Erschütterungen herrührenden Signale unterdrückt, wenn diese so klein sind, dass sie nicht sicher von einem Einbruchsversuch herrühren.
Die vorliegende Erfindung vereinigt in kombinierter Anordnung sowohl neigungsempfindliche wie auch erschütterungsempfindliche Bauteile im gleichen Sensorgehäuse. Sie ist zuverlässig und in einfacher Weise aufgebaut, somit auch herstellungstechnisch vorteilhaft.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Sie zeigt einen Querschnitt durch einen Sensor für Neigung und Erschütterung. Er besitzt ein beispielsweise zylindrisches Sensorgehäuse 1, das aus isolierendem Material besteht.
Im Sensorgehäuse 1 befindet sich in der Figur oben eine mit einer Mutter 2 befestigten leitfähigen Durchführung 3, die ein oberes Anschlussstück 4 trägt. An der Durchführung ist pendelnd ein Stift 5 befestigt, wobei die Befestigung z.B.
über einen Haken 6 und eine Öse 7 erfolgen. Durch diese Aufhängung ist der Stift 5, der in der Ruhelage beispielsweise in der Achse des Sensorgehäuses 1 liegt, in jeder Richtung eines Halbraumes beweglich und mit dem Anschlussstück 4 leitend verbunden. Oberhalb des unteren Endes des Stiftes 5 ist eine leitfähige Platte 8 in das Sensorgehäuse 1 eingesetzt.
Diese besitzt eine zur Ruhelage des Stiftes 5 konzentrische Öffnung 9. Der Luftspalt zwischen Stift 5 in Ruhelage und der Berandung der Öffnung 9 stellt das diskriminierende Element für die Erfassung der kleinsten Neigung durch den Sensor dar. Auf der Platte 8 befindet sich das untere Anschlussstück 10.
Neigt man das Sensorgehäuse 1 so weit, dass der nur der Schwerkraft unterworfene Stift 5, wie z.B. durch die Lage 5' des Stiftes 5 angedeutet, den Rand der Öffnung 9 berührt, so wird der Stromkreis zwischen dem oberen Anschlussstück 4 und dem unteren Anschlussstück 10 geschlossen. Das dadurch bewirkte elektrische Signal kann z.B. für eine Alarmgabe oder zum Schliessen der Münzeingabe verwendet werden.
Bei einer ruckartigen seitlichen Verschiebung des Sensorgehäuses 1 schwingt der Stift 5 infolge seiner Trägheit gegen die Platte 8 und berührt diese kurzzeitig. Dieses Verhalten kann in einem an die Anschlussstücke 4, 10 angeschlossenen elektrischen Schaltkreis von dem Verhalten bei Neigung unterschieden werden, so dass der Alarm oder dergleichen in einem solchen Falle unterdrückt werden kann.
Im selben Sensorgehäuse ist zwischen der Platte 8 und einer vorzugsweise dazu parallelen Halterung 11, die ein mit beispielsweise einer Niete befestigtes drittes Anschlussstück
12 trägt, ein piezoelektrisches Bauelement 13 eingesetzt.
Dieses erzeugt bei Erschütterungen hochfrequente Wechselströme, deren Amplitude proportional zu Amplitude der Erschütterungen ist. Durch einen über das untere Anschlussstück 10 und das dritte Anschlussstück 12 angeschlossenen elektronischen Schaltkreis kann man die Wirkung von unter halb einer Diskriminatorschwelle liegenden Erschütterungen unterdrücken, die nicht mit Sicherheit von einem Einbruchsversuch herrühren.
Es ist durch die Erfindung ein Sensor geschaffen worden, der Neigungen und Erschütterungen feststellen kann, sobald diese ein vorgegebenes Mass überschreiten. Der Sensor ist daher geeignet, unzulässige Neigungen oder von Einbruchsversuchen herrührende Erschütterungen zu melden.
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PATENT CLAIMS Sensor for inclination and vibration, characterized by the combined arrangement of tilt-sensitive and vibration-sensitive components in the same sensor housing (1).
2. Sensor for inclination and vibration according to claim
1, characterized in that its tilt-sensitive parts essentially consist of a pendulum-like pin (5) in the sensor housing (1), which is electrically conductively connected to an upper connector (4), and one in the sensor housing (1) above the lower end of the pin (5) and, in the rest position, perpendicular to the axis of the pin (5), electrically conductive plate (8) connected to a lower connecting piece (10), which has an opening (9 ), the air gap between the pin (5) and the edge of the opening (9) forming the discriminatory element for detecting the smallest inclination,
and that its vibration-sensitive parts essentially consist of a piezoelectric element (13) which is clamped between the lower plate (8) and a holder (11) and is electrically connected to a third connector (12) mounted on the holder 1).
3. Sensor for inclination and vibration according to claim 2, characterized in that the inclination-sensitive part via an upper connector (4) and a lower connector (10) via electrical conductors is connected to an electronic circuit that suppresses a signal from brief contact between pin (5) and lower plate (8).
4. Sensor for inclination and vibration according to claim 2, characterized in that its vibration-sensitive part is connected via the third connector (12) to an electronic circuit via electrical conductors, which suppresses the effects of vibrations lying below the discriminator threshold.
5. Use of a sensor according to claim 1 in a payphone.
The invention relates to a sensor which is installed in the system housing and emits an electrical signal when the system housing is inclined to a certain extent or when it is subjected to noticeable vibrations.
The sensor is mainly used for small vending machines with coin acceptance, which are available on tables or the like, e.g. certain pay phones. With such machines, the coin acceptance is disturbed if you tilt it too much, which e.g.
can happen if you pick it up. Furthermore, such machines must be secured against attempts to break in, the aim of which is to access the collected coin supply, which is always associated with vibrations of the vending machine.
From the patent application GB 2075261 A an inclination detector has become known in which a conductive mass is suspended from a conductive wire in a cylindrical housing with a conductive inner wall and touches the inner wall when a predetermined inclination occurs so that a circuit is closed. The device has an additional device that gives an alarm if the wire breaks. It is intended for forklifts or the like.
From the patent EP 0 074 289 inclination detectors are also known, in which a mass hanging on a wire can touch contacts in four directions, and which can be used to actuate gaming machines. Furthermore, from DE-PS 2703401 devices for controlling mainly hoists have become known, in which the actuation takes place by tilting a hanging housing, in which a component is suspended hanging on ball or roller bearings, which, with a sufficient inclination, has one of two or four contacts touched.
In addition, vibration sensors have also been known for a long time. A sensor based on a piezoelectric element is e.g. in US-PS 4470044 A described. The use of such sensors to report intrusion attempts requires an electronic evaluation device with a discriminatory circuit which suppresses all signals resulting from vibrations if they are so small that they do not originate from an intrusion attempt.
The present invention combines both inclination-sensitive and vibration-sensitive components in the same sensor housing in a combined arrangement. It is reliable and constructed in a simple manner, and is therefore also advantageous in terms of production technology.
An embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows a cross section through a sensor for inclination and vibration. It has, for example, a cylindrical sensor housing 1 which is made of insulating material.
In the top of the figure in the sensor housing 1 there is a conductive bushing 3 fastened with a nut 2 and carrying an upper connecting piece 4. A pin 5 is attached to the bushing so that the attachment is e.g.
done via a hook 6 and an eyelet 7. As a result of this suspension, the pin 5, which in the rest position lies, for example, in the axis of the sensor housing 1, is movable in any direction of a half space and is conductively connected to the connector 4. A conductive plate 8 is inserted into the sensor housing 1 above the lower end of the pin 5.
This has an opening 9 which is concentric with the rest position of the pin 5. The air gap between the pin 5 in the rest position and the edge of the opening 9 represents the discriminating element for the detection of the smallest inclination by the sensor. The lower connecting piece 10 is located on the plate 8 .
If the sensor housing 1 is inclined so far that the pin 5, which is only subjected to gravity, such as indicated by the position 5 'of the pin 5, touching the edge of the opening 9, the circuit between the upper connector 4 and the lower connector 10 is closed. The electrical signal caused thereby can e.g. be used for an alarm or to close the coin entry.
In the event of a jerky lateral displacement of the sensor housing 1, the pin 5 swings against the plate 8 due to its inertia and briefly touches it. This behavior can be distinguished in an electrical circuit connected to the connecting pieces 4, 10 from the behavior when inclined, so that the alarm or the like can be suppressed in such a case.
In the same sensor housing is between the plate 8 and a bracket 11, preferably parallel thereto, which has a third connection piece fastened, for example, with a rivet
12 carries, a piezoelectric component 13 is used.
In the event of vibrations, this generates high-frequency alternating currents whose amplitude is proportional to the amplitude of the vibrations. An electronic circuit connected via the lower connection piece 10 and the third connection piece 12 can suppress the effect of vibrations which are below half a discriminator threshold and which do not originate with certainty from an attempted break-in.
A sensor has been created by the invention, which can determine inclinations and vibrations as soon as they exceed a predetermined dimension. The sensor is therefore suitable for reporting impermissible inclinations or vibrations caused by attempts to break in.