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Aifred Steinhoff Günter Schipper
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Überruhrstraße 432 Bestener Straße 187 4300 Essen 14 4270 Dorsten
Willibald Rittei Klaus Hessler Lauenbüschken 22 Nettelbeckstraße 76 f 4300 Essen
1 4630 Bochurn 1 betreffend ein "Betriebsmäßig bewegbares Maschinenelement mit einem
elektrischen Betriebsstundenzähler"
Die Erfindung betrifft ein betriebsmäßig
bewegbares Maschinenelement; insbesondere eine drehende teile Illit einem elektrischen
Betriebsstundenzähler, wobei der betriebsstundenzähler einen Zeitgeber, einen Bewegungsindikator,
einen Betriebsstundenspeicher und ggf. eine Anzeigeeinheit aufweist.
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bei betriebsmäßig bewegbaren Maschinenelementen, also beispielsweise
hin--und herbewegbaren Pleuelstangen, drenenden Wellen od. dgl., ist es seit langer
Zeit bekannt, mechanisch arbeitende Betriebsstundenzähler zu verwenden. Seit längerem
sind aber auch eiektrisch arbeitende Betriebsstundenzähler bekannt. Derartige Betriebsstundenzähler
werden eingesetzt, da die Ermittlung der Setriebsstunden, d. h. der Fahrzeiten und
der Stillstanaszeiten bewegbarer 4aschinenelemente einerseits von betriebsinterner,
beispielsweise statistischer dedeutung ist, andererseits und insbesondere dann von
edeutung ist, wenn Gewährieistungsansprüche in Frage stehen.
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Selbst dann, wenn elektrische Betriebsstundenzähler vorgesehen sind,
sind unabsichtlfche oder absiclltiicne Fehler bei der Ermittlung der Fahrzeiten
und Stillstandszeiten nicht ausgeschlossen. Mit anderen Worten sind die bislang
bekannten elektrischen betriebsstundenzähler relativ leicht manipulierbar. Derartige
Manipulationen sind in der Praxis tatsächlich auch relativ häufig, insbesondere
um bei einer an sich schon abgelaufenen Gewährleistungsphase noch Gewährleistungsansprüche
durchsetzen zu können.
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Ausgehend von dem zuvor erläuterten Stand der TechniK iiegt der Erfindung
nun die Aufgabe zugrunde, ein betriebsmäßig bewegbares ,taschinenelement mit einem
elektrischen Betriebsstundenzähler anzugeben, bei dem Manipulationen des Betriebsstundenzählers
schwierig oder gar unmöglich sind.
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Das erfindungsgemäße Maschinenelement, bei dem die zuvor aufgezeigte
Aufgabe gelöst ist, ist zunächst dadurch gekennzeichnet, daß der betriebsstundenzähier
eine integrierte Stromversorgung aufweist. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis
zugrunde, daß tatsächlich die häufigste Manipulationsart bei elektrischen Betriebsstundenzählern
das AbKlemmen der Energieversorgung ist.
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Dies wird nun erfindungsgemäß dadurch unmöglich gemacht, daß die Stromversorgung
für den Betriebsstundenzähler in den Betriebsstundenzähler selbst integriert wird.
Da nun keine externe Energieversorgung mehr benötigt wird, ist es auch unmöglich,
an dieser Stelle Manipulationen vorzunehmen.
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Eine integrierte Stromversorgung kann auf verschiedene Weise verwirklicht
werden. Zunächst ist es ohne weiteres möglich, als integrierte Stromversorgung eine
batterie vorzusehen. Da ein Betriebsstundenzähler für ein erfindungsgemäßes Maschinenelement
an sich einen relativ geringen Stromverbrauch hat, kann eine solche batterie durchaus
ausreichend Klein sein.
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Gleichwohl ist es natüriich notwendig, von Zeit zu Zeit eine solche
uotterie auszuwechsein. Davon ausgehend geht eine weitere Lehre aer Erfindung, der
besondere Bedeutung zukommt, danin, das erfindungsgemäße i-laschineneiement so auszugestalten,
daß die integrierte Stromversorgung des Betriebsstundenzählers einen Permanentmagneten
und eine Hilfsspule aufweist una daß der Permanentmagnet und die Hilfsspule relativ
zueinander bewegbar sind.
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Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, daß aus der bewegung
des Maschinenelementes selbst auf induktive leise nie notwendige Energie zum getrieb
aes Betriebsstundenzählers gewonnen werden kann. Dabei ist es grundsätzlich egai,
ob die Hilfsspule gegenüber dem Permanentmagneten oder der Perrnanentrnagnet gegenüber
der Hiifsspule bewegt wird.
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Bei der zuvor erläuterten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Maschinenelementes
wird ner betriebsstundenzähier nur dann mit Stron versorgt, wenn sich das Maschinenelement
tatsächlich bewegt. Um zu einer permanenten Stror,lversorgung des Betriebsstundenzählers
zu gelangen, kann es in diesem Faii zweckmäßig sein, die Hilfsspuie über einen Gleichrichter
mit einer Pufferbatterie zu verbinden. Stillstandszeiten des Maschinenelementes
werden hier von der Pufferbatterie bezüglich aer Stromversorgung des betriebsstundenzähler
überbrückt. Die Pufferbatterie wird in den Fahrzeiten des Maschinenelementes immer
wieder aufgeladen.
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Hisichtlich der Ausgestaltung des Bewegungsindikators gibt es verschiedene
Möglichkeiten, so kann bei einer drehenden leise beispielsweise als Bewegungsindikator
des Betriebsstundenzähler ein Fliehkraftschalter vorgesehen sein. Wird das Maschinenelement
bewegt, dreht also in diesem Faii die heile, so ist der Fliehkraftschalter eingeschaltet
und die Zeitimpulse des Zeitgebers können im Betriebsstundenspeicher gespeichert
werden. Ist der Fliehkraftschalter ausgeschaltet, well das Maschinenelement stillsteht,
so gelangen die Impulse des Zeitgebers nicht an den Betriebsstundenspeicher.
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Weist nun die integrierte Stromversorgung des Betriebsstundenzählers
einen Perrilanentrilagneten und eine Hilfsspule auf, wird also die Energie für den
Betrieb des Betriebsstundenzählers aus der bewegung des llaschinenelementes gewonnen,
so besteht die Möglichkeit, die Stromversorgung gleichzeitig als bewegungsindiKator
auszubilden. Dieser Konstruktion liegt die Überlegung zugrunde, daß aie Relativbewegung
von Permanentmagnet uno Hilfsspule ja gerade die bewegung des i-laschineneiementes
inuiziert.
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Die Tatsache, daß der Betriebsstundenzähler erfindungsgemäß eine integrierte
Stromversorgung aufweist, ermöglicht eine weitgehende Flexibilität bei der Anordnung
des betriebsstundenzählers. Zunächst kann der Betriebsstundenzähler im wesentlichen
in einem gesonderten, ortsfesten Trägerteil angeordnet sein. Wenn dabei gesagt wird,
daß der Betriebsstundenzähler "in wesentiichen" so angeordnet ist, so heißt das
beispielsweise dann, wenn die integrierte Stromversorgung einen Permanentmagneten
und eine-Hiifsspule aufweist, daß nur der Permanentmagnet nicht an oem ortsfesten
Trägerteil angeordnet ist. Der Permanentmagnet-ist dann nämlich praktischerweise
in oder an dem bewegbaren Maschinenelement angeordnet.
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Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der besondere bedeutung zukommt,
ist der Betriebsstundenzähler des bewegbaren Maschinenelementes im wesenteichen
in
oder an dem bewegbaren Maschinenelement angeoranet. Dazu kann das bewegbare Maschinenelement
mit einem manschettenartigen Trägerteil versehen sein, das den Betriebsstundenzähler
trägt. Das Maschinenelement selbst kann aber auch mit einer nusnehlnung versehen
sein, in die oer Betriebsstundenzahler eingesetzt ist. aile Manipulationsmöglichkeiten
an dem zetriebsstundenzähler sind dann praKtisch ausgeräumt. bei einer integricrten
Stroriversorgung mit Permanentmagnet und Hilfsspule müßte allerdings der Permanentmagnet
in einem ortsfesten Magnethalter angeordnet sein. Ein soicher ortsfester Magnethalter
läßt sich aber ohne weiteres unauffällig in oder an einem Lager für das bewegbare
Maschinenelement unterbringen.
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Die zuvor erläuterte Lehre der Erfindung ist nicht auf das reine Zählen
una Speichern von ßetriebsstunden beschränkt. Mit den Möglichkeiten heutiger Mikroelektronik
läßt sich ohne weiteres neben dem Betriebsstundenspeicher oder anstelie des Betriebsstundenspeichers
ein Ereignisspeicher vorsehen.
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tit einem solchen Ereignisspeicher läßt sich beispielsweise das Anfahren
und Abbremsen eines entsprechenden Maschinenelementes registrieren. Damit wird der
Tatsache Rechnung getragen, daß bei iianchen Maschinenelementen ein dauerndes gleichmäßiges
Fahren kaun Verschleiß verursacnt, sondern hinsichtlich des Verschleißes nur das
Anfahren oder HbDremsen von Bedeutung ist.
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Ist ein Ereignisspeicher vorgesehen, so kann in diesem Ereignisspeicher
ohne weiteres neben den Ereignissen als solchen die jeweilige Ereigniszeit abgespeichert
werden.
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Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, bei einem I3etriebsstundenzähler
für ein erfindungsgemäßes bewegbares Maschinenelement zwar eine hnzeigeeinheit vorzusehen,
auf dieser Anzeigeeinheit eine anzeige aDer nur auf llunsch erscheinen zu lassen.
Dies ist einerseits hinsichtlich des Energieverbrauches des betriebsstundenzählers
vorteilhaft, andererseits kann so verhindert werden, daß unbefugte Personen die
Anzeige ablesen. Dazu ist
es zweckmäßig, die Anzeigeeinheit über
einen Sicherheitsschalter Illit dem Betriebsstundenspeicher und/oder, fails ein
Ereignisspeicher vorgesehen ist, mit dem Ereignisspeicher zu verbinden. Ein solcher
Sicherheitsschalter kann beispielsweise als Magnetschalter, nämlich als Reed-Relais,
ausgebildet sein. Während noflaalerweise die Anzeigeeinheit dunkei ist uno nicht
anzeigt, kann sie hier über den Sicherheitsschaiter von einer Überwachungsperson
leicht aktiviert werden.
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Soil nach außen hin nicht erkennbar sein, daß ein bewegbares Maschinenelenrnt
fit einer Betriebsstundenzähler versehen ist, so ist es zweckmäßig, bei anordnung
des Betriebsstundenzählers in dem bewegDaren Maschinenelement selbst, die Anzeigeeinheit
mit der Oberfläche des Maschinenelementes abschließen zu lassen una oberflächenmäßig
an aas liaschineneier,lent anzupassen.
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tier Betriebsstundenzähler ist hier nicht nur versteckt una i,1anipulationssicher
untergebracht, sondern überdies auch über die Anzeigeeinheit praktisch nicht erkennbar.
Hier liat es sich gezeigt, daß mit einer Anzeigeeinheit besonders gute Ergebnisse
zu erzieien sina, die eine Flüssigkristallanzeige aufweist. Gleichwohl ist die Verwendung
einer Flüssigkristallanzeige nicht auf diesen Fall beschränkt.
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Über die zuvor erläuterten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Maschineneienientes
hinaus lassen sich natürlich noch viele weitere Ausgestaltungen finden. Insbesondere
mit Hilfe moderner elektronischer Mittel lassen sich in den Betriebsstundenzähler
vieie Funktionen integrieren. llelche Möglichkeiten es dabei irn einzelnen gibt,
soll an dieser Stelle nicht weiter eriäutert werden.
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Im folgenden wird die erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiei
eines erfindungsgemäßen Maschinenejementes mit einem elektrischen Betriebsstundenzähler,
Fig.
2 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 entlang der Linie II- 11, Fig.
3 ein zweites Ausführungsbeispiei eines erfindungsgemäßen ilaschinenelementes mit
einel elektrischen 8etriebsstundenzähier, Fig. 4 einen Schnitt durch den Gegenstand
nach Fig. 3 entlang der Linie IV- IV, Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles
eines Betriebsstundenzählers, Fig. 6 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausfuhrungsbeispieles
eines betriebsstunoenzählers.
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Fig. 4 zeigt zunächst ein betriebsmäßig bewegbares Maschinenelement
i, nämlich eine drehende Welle. An diesem Maschinenelement 1 ist ein elektrischer
Betriebsstundenzähler 2 angeordnet. Der Betriebsstundenzähler z weist, insoweit
in Fig. 5 dargestellt, einen Zeitgeber 3, einen dewegungsindikator 4, einen Betriebsstundenspeicher
5 und eine Anzeigeeinheit o auf. Die genaue Konstruktion des Betriebsstundenzählers
2 wird später noch detaiiiiert erläutert.
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Erfindungsgemäß weist der Setriebsstunaenzähler 2, dies ebenfalls
aus Fig. 5 erkennbar, in Fig. 1 nur angedeutet, eine integrierte Stromversorgung
7 auf.
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Dies ergibt sich aus Fig. 1 daraus, daß der Betriebsstundenzähler
2 keinerlei Anschlußieitungen aufweist.
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Als integrierte Stromversorgung 7 ist im hier und in Fig. 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel eine Batterie vorgesehen. Aus Fig. 5 ergibt sich im übrigen
auch, daß hier als bewegungsindikator 4 ein Flienkraftschalter vorgesehen ist.
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Aus den Fig. j und 2 ergibt sich, daß der betriebsstundenzähler 2
an aei bewegbaren aschinenelement 1 selbst angeordnet ist. Dazu ist an dem Maschinenelement
1 ein manschettenartiges Trägerteil 8 vorgesehen, das gemeinsam mit dem i4aschineneleinent
1 bewegbar ist. Dieses Trägerteil 8 weist eine Aufnahme 9 für den Betriebsstundenzähler
2 auf.
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Das in Fig. 3 dargestellte nusführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Maschinenelementes 1 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargesteiiten Ausführungsbeispiel
dadurch, daß der Betriebsstundenzähler 2 in der bewegbaren Maschinenelement j selbst
angeordnet ist. Dazu weist das bewegbare Maschinenelement 1 selbst die Aufnahme
o für den betriebsstundenzähier 2 auf, was Fig. 4 besonders deutiich erkennen läßt.
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In Fig. 4 ist in übrigen gestrichelt ein Permanentmagnet 10 angedeutet,
der bei einer alternativen husführungsforrl des uetriebsstunåenzählers 2 Verwendung
finden kann. bei dieser alternativen Ausführungsform des ijetriebsstundenzählers
2 ist der Betriebsstundenzähler 2 zwar im wesentlichen in der Aufnahme 9 im Maschinenelement
@ selbst angeordnet, der Permanentmagnet 10 jedoch ist in einem gegenüber dem Maschinenelement
ortsfesten Magnethalter angeordnet. Liter Betriebsstundenzähler 2 ist dabei, das
ist in Fig. 4 nicht dargestellt, mit einer Hilfsspule versehen, so daß aus der bewegung
des Maschinenelementes 1 und damit der bewegung der Hilfsspule im Magnetfeld des
Permanentmagneten 10 die notwendige Energie zur Versorgung des Betriebsstundenzählers
2 gewonnen werden kann.
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Fig. 5 ist zuvor schon mehrfach angesprochen worden. In Fig. 5 ist
ein Ausführungsbeispiel eines Betriebsstundenzählers 2 mit Zeitgeber 3, Bewegungsindikator
4, Betriebsstundenspeicher 5, Anzeigeeinheit 6, und Stromversorgung 7 gezeigt. iJeben
diesen baugruppen ist als Verknüpfungsstufe noch ein UNi-Gatter 11, ein binärer
Vorteiler 12 und ein Treiber 3 für die Anzeigeeinheit 6 vorgesehen. Im übrigen weist
der Zeitgeber 3,
wie angedeutet, einen Quarzoszillator 14 auf.
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Dann, wenn der Bewegungsindikator 4 eine Bewegung indiziert und den
entsprechenden kontakt schließt, können die Zeitimpulse des Zeitgebers 3 über das
UND-Gatter 0'i an den Vorteiler 12 gelangen. Dies Zeitimpulse werden ii Vorteiler
52 geteiit, so dalS am ausgang oes Vorteilers 12 beispielsweise ein Impuls pro Betriebsstunde
auftritt. Die Ausgangsimpuise des Vorteiiers 12 werden in den Betriebsstundenspeicher
5 gezänit und so gespeichert und aul3erdem in der Anzeigeeinheit 6 angezeigt.
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Das in Fig. 6 dargestellte blockschaltbild unterscheidet sich insoweit
von dem in Fig. 5 dargestellten blockschaltbild, als die Anzeigeeinheit o über einen
Sicherheitsschalter 15 mit dem Betriebsstundenspeicher 5 verbunden ist. Dieser Sicherheitsschalter
15 ist als Magnetsschalter ausgebildet und mit dem Bewegungsindikator 4 gemeinsam
als Doppelschalter ausgeführt.