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Die
Erfindung betrifft eine Signaleinheit zur Signalisierung von wenigstens
einem Betriebszustand von einem technischen Gerät wie einer Maschine, einer
Anlage, eines Fahrzeugs oder dergleichen mit wenigstens einem akustischen
Signalgeber zur Erzeugung eines akustischen Signals.
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Stand der Technik
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Signalgeräte sind
zum Signalisieren von Betriebszuständen an technischen Geräten, wie
Maschinen, Anlagen oder Fahrzeugen, vielfach im Einsatz. Sie dienen
u.a. dazu, Betriebsstörungen
solcher Maschinen oder Anlagen akustisch und/oder optisch zu signalisieren,
so dass das Bedienpersonal in der Lage ist, diese zu erkennen und
zu beseitigen. Weiterhin können
derartige Signalgeräte
auch Betriebszustände
signalisieren, von denen Gefahren für die Umgebung bzw. für Personen
in der Umgebung ausgehen.
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Um
Maschinen oder Anlagen in ihrer Kapazität nach Möglichkeit auszulasten, werden
diese häufiger
im Dauerbetrieb eingesetzt.
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Bei
vielen Fertigungsbetrieben laufen solche Maschinen im Wesentlichen
voll automatisch, so dass nur sehr wenig Bedien- und Überwachungspersonal
vorgesehen wird. Hierbei ist es nicht zu vermeiden, dass einzelne
Maschinen oder Anlagen zeitweise nicht überwacht werden können, so
dass es zu unerkannten Betriebsstörungen mit den damit verbundenen
negativen Begleiterscheinungen, wie beispielsweise ein Betriebsausfall
oder gar zu Gefahrensituationen kommen kann.
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Nimmt
eine Bedienperson das Signal bzw. den Alarm war, so wird beispielsweise
mit Hilfe eines Schalters, wie z.B. eines Notausschalters oder dergleichen,
in vielen Fällen
das technische Gerät
angehalten bzw. die Energieversorgung für das technische Gerät unterbrochen.
Anschließend
beseitigt die Bedienperson den Fehler und schaltet das technische
Gerät ein
bzw. stellt die Energieversorgung wieder her.
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Darüber hinaus
ist bereits aus der Druckschrift
DE 20 2004 011 814 U1 ein Mess- und Warngerät bekannt
geworden, wobei mittels einer Quittiertaste der Benutzer die Wahrnehmung
des Alarmes bzw. akustischen Signals quittieren muss. Erst nach Quittieren
des Alarmsignals wird der akustische Alarm abgeschaltet.
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Nachteilig
bei derartigen Signaleinheiten ist jedoch der vergleichsweise große konstruktive
Aufwand und zudem der hiermit verbundene Platzbedarf.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Signaleinheit zur Signalisierung von
wenigstens einem Betriebszustand von einem technischen Gerät wie einer Maschine,
eine Anlage, eines Fahrzeugs oder dergleichen mit wenigstens einem
akustischen Signalgeber zur Erzeugung eines akustischen Signals
vorzuschlagen, mit der der konstruktive Aufwand und/oder Platzbedarf
verringert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch
die in den Unteransprüchen
genannten Maßnahmen
sind vorteilhafte Ausführungen
und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Dementsprechend
zeichnet sich eine erfindungsgemäße Signaleinheit
vor allem dadurch aus, dass der akustische Signalgeber zusätzlich als
Sensor der Sensoreinheit ausgebildet ist. Mit dieser vorteilhaften
Maßnahme
wird in eleganter Weise eine Mehrfachfunktion des akustischen Signalgebers
als Sensor zum Erfassen der Quittierung verwirklicht. Hiermit wird
der konstruktive Aufwand reduziert, was eine besonders günstige Umsetzung
der Erfindung bedeutet. Darüber
hinaus kann hierdurch eine besonders kleine bzw. wenig Platz beanspruchende Sensoreinheit
gemäß der Erfindung
umgesetzt werden, wodurch sich die Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Signaleinheit
erweitern. Insbesondere bei beengten Platzverhältnissen ist dies von besonderem
Vorteil.
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Gemäß der Erfindung
wird es beispielsweise möglich,
das Quittieren der Signalisierung bzw. Warnung durch eine Bedienperson
zu nutzen, um beispielsweise neue Funktionalitäten zu verwirklichen. In vorteilhafter
Weise kann eine Benachrichtigung der Steuerung bzw. Kontrolleinheit
des technischen Geräts
vorgesehen werden.
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Alternativ
oder in Kombination hierzu kann eine Signalisierung des quittierten
Betriebszustandes durch die Signaleinheit umgesetzt werden, so dass beispielsweise
weitere Personen erkennen können, dass
die Signalisierung bzw. Warnung bereits durch eine Bedienperson
wahrgenommen wurde.
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Vorteilhafterweise
ist wenigstens ein Eingabeelement zum Eingeben der Quittierung durch
eine Bedienperson vorgesehen.
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Das
Eingabeelement kann z.B. als Kontaktfläche, Taster, Mikrofon etc.
ausgebildet werden, so dass eine vorteilhafte Eingabe der Quittierung
durch die Bedienperson realisierbar ist.
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Vorzugsweise
ist die Sensoreinheit zum Erfassen eines ersten Parameters des akustischen
Signals ausgebildet. Hiermit wird es möglich, beispielsweise eine
Veränderung
des akustischen Signals als Quittierung wahrzunehmen und in vorteilhafter
Weise, z.B. für
die Benachrichtigung der Gerätesteuerung
oder dergleichen, zu nutzen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist der erfasste Parameter wenigstens die Amplitude
und/oder die Frequenz des Signals. Die Amplitude bzw. die Frequenz
des Signals ist beispielsweise mit Hilfe handelsüblicher Komponenten erfassbar,
so dass eine wirtschaftlich günstige
Umsetzung der Erfindung möglich
ist.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Sensoreinheit
eine Kontrolleinheit zum Soll-Ist-Vergleich des Parameters, wobei
die Quittierung den Ist-Wert erzeugt.
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Hiermit
wird eine Veränderung
des Signals in eleganter Weise erfassbar. Der Soll-Wert entspricht im
Wesentlichen dem Signal vor der Quittierung. Beispielsweise ist
eine dynamische Anpassung des Sollwertes mit Hilfe der vorteilhaften
Kontrolleinheit realisierbar. Das bedeutet, dass nicht zwangsweise
ein feststehender bzw. idealisierter Soll-Wert des Signals, z.B.
fest abgespeichert in der Kontrolleinheit vorliegt, sondern dass
beispielsweise der Soll-Wert erst nach der Erzeugung des Signals
erfasst und für den
Soll-Ist-Vergleich gemäß der Erfindung
herangezogen wird.
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Hier
kann beispielsweise der Soll-Wert Bruchteile einer Sekunde nach
dem Generieren des Signals ermittelt werden.
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Hierdurch
wird in vorteilhafter Weise eine Veränderung des akustischen Signalgebers
bzw. eine Drift des Signals, insbesondere aufgrund von Alterungserscheinungen
etc., ohne nachteilige Auswirkungen auf den Soll-Ist-Vergleich gemäß der Erfindung
ermöglicht.
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Beispielsweise
bedeutet eine Veränderung des
Parameters um etwa 10%, 20% oder 40%, vorzugsweise um ca. 30% eine
Quittierung, die entsprechend vorteilhaft nutzbar ist.
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Vorzugsweise
ist der akustische Signalgeber zum Signalisieren des quittierten
Betriebszustandes ausgebildet. Mit Hilfe dieser Maßnahme wird
es beispielsweise für
Personen möglich,
die Quittierung auch ohne Sichtkontakt wahrzunehmen.
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Vorteilhafterweise
ist die Kontrolleinheit zum Ändern
eines zweiten Parameters des akustischen Signals ausgebildet.
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Insbesondere
ist der zweite, zu ändernde Parameter
wenigstens die Lautstärke
und/oder das Vorhandensein des Signals.
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Hierdurch
ist die Wahrnehmung der Quittierung vor allem für Personen besonders einfach.
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In
einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist wenigstens ein optischer
Signalgeber vorgesehen. Hiermit kann einerseits eine optische Signalisierung
realisiert werden, beispielsweise mit Hilfe von Leuchten in den
Signalfarben, die durch Personen besonders einfach und/oder in relativ
lauten Werkshallen oder dergleichen wahrnehmbar sind.
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Andererseits
kann durch den optischen Signalgeber eine mehrstufige Signalisierung
der Signaleinheit umgesetzt werden. Dies bedeutet, dass beispielsweise
in einer ersten Warn- bzw. Alarmstufe der optische Signalgeber oder
der akustische Signalgeber in Betrieb ist und in einer zweiten Stufe
der jeweils andere Signalgeber oder beide Signalgeber gleichzeitig
in Betrieb sind. Auch könnte
das Signalisieren beider Signalgeber als dritte Stufe verwendet werden.
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Beispielsweise
ist der optische Signalgeber als Glühbirne oder dergleichen ausgebildet.
Vorzugsweise ist der optische Signalgeber als eine Leuchtdiode zur
Erzeugung eines optischen Signals ausgebildet. Leuchtdioden zeichnen
sich einerseits dadurch aus, dass sie eine besonders lange Lebensdauer aufweisen,
sehr wenig Energie verbrauchen und vergleichsweise klein ausgebildet
sind. In einer besonderen Variante der Erfindung sind mehrere Leuchtdioden
vorgesehen, so dass beispielsweise eine große Leuchtkraft und/oder ein
großes
Leuchtfeld, insbesondere ein Rundumleuchten, verwirklicht werden kann.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung ist die Kontrolleinheit zum Ändern eines Parameters des
optischen Signalgebers, insbesondere des Leuchtdiodenparameters
ausgebildet, beispielsweise kann mit Hilfe der Kontrolleinheit die Leuchtdiode
ein- bzw. ausgeschaltet, gegebenenfalls die Farbe der Leuchtdiode
und/oder die Leuchtkraft der Leuchtdiode verändert werden.
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Vorteilhafterweise
ist der optische Signalgeber zum Signalisieren des quittierten Betriebszustandes
ausgebildet.
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Beispielsweise
kann der quittierte Betriebszustand durch die vorgenannten Änderungen
des Leuchtdiodenparameters angezeigt werden.
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In
einer besonderen Variante der Erfindung umfasst der akustische Signalgeber
wenigstens ein Piezoelement. Mit Hilfe eines entsprechenden Piezoelementes
kann in besonders einfacher Weise ein akustisches Signal generiert
werden.
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Darüber hinaus
kann mit Hilfe eines Piezoelementes ein vergleichsweise kleiner
bzw. wenig Platz beanspruchender akustischer Signalgeber umgesetzt
werden, so dass die Signaleinheit entsprechend klein ausführbar wird.
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Weiterhin
kann auf bereits handelsübliche Piezoelemente
zurückgegriffen
werden, wodurch eine wirtschaftlich günstige Umsetzung der Erfindung verwirklicht
wird. Beispielsweise wird das Piezoelement als Metallscheibe mit
aufgebrachter Piezokeramik ausgebildet.
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In
vorteilhafter Weise wird eine Berührung und/oder Verformung des
akustischen Signalgebers, insbesondere des Piezoelementes, und/oder
eines Gehäuses
der Signaleinheit mit Hilfe der Sensoreinheit erfassbar, wodurch
die Erfassung der Quittierung des Signals gemäß der Erfindung in besonders
eleganter Weise realisiert wird. Bei einem Piezoelement ist hierbei
insbesondere von Vorteil, dass sich durch die Berührung bzw.
die Verformung die Amplitude und/oder Frequenz des Schwingens des
Piezoelementes verändert.
Diese Veränderung
wird in vorteilhafter Weise mit Hilfe der Sensoreinheit bzw. Kontrolleinheit,
insbesondere mittels dem erfindungsgemäßen Soll-Ist-Vergleich, wahrnehmbar
und als Quittierung des Signals gemäß der Erfindung erfasst.
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In
einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist die Signaleinheit
als Signalsäule
ausgebildet, die insbesondere ein Akustikmodul mit dem akustischen
Signalgeber und/oder wenigstens ein Leuchtmodul mit dem optischen
Signalgeber aufweist. Hiermit ist eine besonders flexible Anpassung der
Signaleinheit an unterschiedlichste Anforderungen möglich.
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Vorteilhafterweise
ist wenigstens eine Sendeeinheit mit einem Sender zur drahtlosen
Datenübertragung
auf einen Empfänger
vorgesehen. Hiermit kann beispielsweise die Quittierung des Signals durch
die Person an eine vom Signalgeber, insbesondere vom akustischen
und/oder optischen Signalgeber, entfernten Stelle erfolgen. Beispielsweise
sind entsprechende Signaleinheiten vergleichsweise weit oben am
technischen Gerät
angeordnet. Dagegen kann die Quittierung des Signals gemäß der Erfindung
in einer für
die Bedienperson gut erreichbaren Stelle der Maschine platziert
werden, ohne dass z.B. eine materielle Verbindung bzw. eine Drahtverbindung
oder dergleichen zum Signalgeber vorhanden ist.
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Beispielsweise
ist das Eingabeelement in einer separaten Baueinheit integriert,
die insbesondere mit der Sensoreinheit bzw. Kontrolleinheit der
Signaleinheit drahtlos in Verbindung steht.
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Ausführungsbeispiel
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der
Figuren nachfolgend näher
erläutert.
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Im
Einzelnen zeigt:
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1 schematisch
eine Signaleinheit gemäß der Erfindung
in unterschiedlichsten Betriebsstufen und
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2 ein
schematisches Blockschaltbild einer Signaleinheit gemäß der Erfindung.
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In 1 ist
eine Signaleinheit mit einem Gehäuse 1 dargestellt,
in dem ohne nähere
Darstellung eine oder mehrere Leuchtdioden integriert sind. Das Gehäuse 1 ist
beispielsweise lichtdurchlässig
in roter Farbe ausgeführt,
so dass beim Leuchten der Leuchtdiode ein rotes Signallicht erzeugt
wird.
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Darüber hinaus
weist die Signaleinheit einen Summer 2 auf, der als Piezoelement
ausgebildet ist. Das Piezoelement umfasst eine Messingscheibe mit einer
Piezokeramik, die durch Anlegen einer elektrischen Wechselspannung
zum Summen bzw. zum Erzeugen eines akustischen Signals ausgebildet
ist.
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Beispielsweise
summt der Summer 2 mit ca. 2 kHz.
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Beispielsweise
leuchtet die LED sobald ein Vorfall 3 der Signaleinheit übermittelt
wird (erste Alarmstufe). In einer zweiten Alarmstufe wird ein weiterer
Vorfall 3 der Signaleinheit übermittelt, so dass der Summer 2 ein
akustisches Signal generiert. Die Alarmierung mit leuchtenden Leuchtdioden
und summendem Summer 2 entspricht Stufe 1 gemäß 1.
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Eine
Person 4 nimmt das akustische und/oder das optische Signal
wahr und quittiert gemäß Stufe
2 der 1 die Wahrnehmung durch ein Berühren bzw.
Drücken
des Gehäuses 1 im
Bereich einer Kontaktfläche 5.
Hierdurch wird der Piezosummer 2 etwas verformt und somit
gedampft bzw. die Amplitude und/oder Frequenz des Summers 2 wird verändert. Diese
Veränderung
wird durch die nicht näher
dargestellte Kontrolleinheit erfasst und als Quittierung bewertet.
Das bedeutet, dass hierbei der Summer 2 sowohl als akustischer
Signalgeber als auch als Sensor für die Quittierung ausgebildet
ist bzw. verwendet wird. Der Summer 2 bzw. Sensor 2 realisiert
somit eine Doppelfunktion, wodurch sich gemäß der Erfindung der konstruktive
und/oder regelungstechnische Aufwand deutlich verringert.
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Die
Quittierung kann beispielsweise dafür genutzt werden, dass z.B.
das zu überwachende technische
Gerät ein
entsprechendes elektrisches Signal erhält. Die Quittierung kann gegebenenfalls von
der Signaleinheit und/oder vom technischen Gerät in bestimmten Anwendungsfällen protokolliert werden,
so dass die erfolgte Quittierung später nachprüfbar ist.
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Aufgrund
der Quittierung gemäß der Stufe
2 in 1 wird beispielsweise mit Hilfe der nicht näher dargestellten
Kontrolleinheit der Summer 2 leiser betrieben oder ausgeschaltet
und/oder die nicht näher dargestellte
Leuchtdiode ausgeschaltet oder gedimmt.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
gemäß 1 wird
in Stufe 3 deutlich, dass in diesem Fall der Summer 2 ausgeschaltet
wird und die Leuchtdiode nach der Quittierung weiter in Betrieb
ist.
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In
dieser Phase (Stufe 3) kann die beispielsweise vorgekommene Störung des
technischen Gerätes,
das den Vorfall 3 ausgelöst
hat, von der Person 4 beseitigt werden.
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Vorzugsweise
wird nach Beseitigung der Störung
oder des Fehlers vom technischen Gerät ein elektrisches Signal der
Signaleinheit übermittelt,
wodurch beispielsweise die Signalisierung beendet wird. Das bedeutet
im dargestellten Ausführungsbeispiel,
dass auch die nicht näher
dargestellte Leuchtdiode abgeschaltet wird. Der hierdurch erreichte
Zustand der Signaleinheit entspricht im Wesentlichen dem Ausgangszustand,
bevor der Vorfall 3 der Signaleinheit übermittelt wurde.
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In 2 ist
schematisch ein Blockschaltbild für eine Signaleinheit gemäß der Erfindung
dargestellt. Ein Signalgeber 6 umfasst sowohl den Summer 2 als
auch mehrere Leuchtdioden 7 bzw. eine Leuchteinheit 7.
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Der
Summer 2 wird mit Hilfe eines Oszillators 9 mit
Endstufe zum Schwingen bzw. zum Summen angeregt. Eine Spannungsversorgung 8 versorgt
sowohl die Leuchteinheit 7 als auch den Oszillator 9 bzw.
Summer 2 und darüber
hinaus einen Schalter 12 für die Quittierung sowie eine
Auswerteeinheit 10 mit Mikrocontroller und einen Verstärker 11.
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Die
Signaleinheit ist mittels Anschlüsse 13 beispielsweise
für eine
Klemmleiste oder dergleichen ausgestattet, so dass eine vorteilhafte
Verbindung zum technischen Gerät
und/oder einem Sender bzw. Empfänger
zur drahtlosen Übermittlung
von elektrischen Signalen verwirklicht werden kann.
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Die
Auswerteeinheit 10 kontrolliert die Amplitude und die Frequenz
des Summers 2 mit Hilfe des Verstärkers 11.
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Weiterhin
führt die
Auswerteeinheit 10 einen Vergleich der Amplitude bzw. Frequenz
des Summers 2 durch, wobei die beim Einschalten des Summers 2 vorhandenen
Werte als Soll-Wert bewertet werden.
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Durch
die Berührung
bzw. leichte Verformung des Gehäuses 1 und
somit des am Gehäuse 1 angeordneten
bzw. fixierten Summers 2 wird die Amplitude und die Frequenz
des Summers 2 etwas verändert,
was durch die Auswerteeinheit 10 erfasst wird und beispielsweise
bei einer Änderung
um etwa 30% als Quittierung des ausgegebenen Signals bewertet wird.
Hierdurch wird eine elektrisches Signal generiert, das beispielsweise
dazu ausgebildet ist, die Lautstärke
des Summers 2 zu verringern bzw. zu verändern und/oder die Leuchtintensität der Leuchteinheit 7 zu
verändern
bzw. zu verringern.
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Das
als Quittierung generierte elektrische Signal wird beispielsweise
zusätzlich
an die externe Steuerung bzw. Kontrolleinheit des zu überwachenden
technischen Gerätes übermittelt
und gegebenenfalls protokolliert.
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Im
in 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel wird beispielsweise
der Summer 2 durch die Quittierung bzw. Berührung des
Summers 2 ausgeschaltet, so dass lediglich die Leuchteinheit 7 weiter leuchtet.
Nach Beseitigung des Vorfalls 3, der zur Generierung zur
Signalisierung führte, übermittelt
beispielsweise das technische Gerät bzw. die externe Steuerung
ein elektrisches Signal, so dass mit Hilfe des Schalters 12 die
Spannungsversorgung 8 unterbrochen wird und somit sowohl
der optische Signalgeber bzw. die Leuchteinheit 7 als auch
der akustische Signalgeber bzw. Summer 2 außer Betrieb
gesetzt wird.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Summer
- 3
- Vorfall
- 4
- Person
- 5
- Kontaktfläche
- 6
- Signalgeber
- 7
- Leuchteinheit
- 8
- Spannungsversorgung
- 9
- Oszillator
- 10
- Auswerteeinheit
- 11
- Verstärker
- 12
- Schalter
- 13
- Anschluss