DE3418588A1

DE3418588A1 - Signalgebergeraet fuer die wandlung einer druckverformung in ein elektrisches signal

Info

Publication number: DE3418588A1
Application number: DE19843418588
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Hoermann KG Antriebstecknik
Current assignee: Hoermann KG Antriebstecknik
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1985-11-21

Description

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Signalgebergerät für die Wandlung einer Druckverformung in ein elektrisches Signal mit den Oberbegriffen des Anspruches 1.

Solche Signalgebergeräte werden beispielsweise für Zählzwecke, für die Auslösung von Bewegungsvorgängen, Alarmzuständen, Sicherheitsbedürfnissen oder dergleichen verwendet, sie sollen ermöglichen, daß bei Auftreten eines Druckes sei es durch Räder, den Fuß, Hindernisse oder dergleichen ein Signal abgegeben wird, das den vorgenannten Zwecken entsprechende Vorgänge auslöst. -

Solche Signalgebergeräte findet man beispielsweise in Form von leistenförmigen Schwellen zur Feststellung der Verkehrsdichte auf bestimmten Verkehrswegen, als Trittmatte zum automatischen Öffnen von Geschäftslokaltüren oder dergleichen. Ähnliche Geräte gibt es auch zur Ampelsteuerung und vorstellbar ist darüber hinaus die Auslösung eines Alarms bei unbefugtem Betreten eines Raumes oder dergleichen mehr.

Man könnte solche Verformungserscheinungen durch Auftreten eines äußeren Druckes in pneumatische Druckstöße·umwandeln und über einen Schalter entsprechend auswerten; ^:Solche_Gebereinrichtungen sind jedoch von der dynamischen Größenordnung des Druckauftrittes abhängig, langsame Änderungen lassen sich nur schwer erfassen. Eine solche pneumatisqhe Einrichtung ist darüber hinaus wartungsbedürftig, weil ein Druckverlust in dem pneumatischen Druckkörper selbst nicht automatisch angezeigt wird. Schließlich bereiten Temperatur- und Luftdruckänderungen Schwierigkeiten.

In zuverlässigerer Weise könnte man solche Signalgebergeräte mit elektrischen Leitungen und dergleichen, beispielsweise

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in Gestalt von Schaltfolien, aneinandergereihten Schaltelementen oder mit Materialien, die auf Druck ihren elektrischen Widerstand oder Übergangswiderstand ändern, ausrüsten. Im einfachsten Falle ließe sich dies durch paarweise einander zugeordnete elektrische Leiter bewerkstelligen, die im unverformten Zustand des Gerätes voneinander beabstandet sind und bei Auftreten einer Verformung miteinander in Berührung gebracht werden. Diese elektrischen Schaltelemente und Leiter ließen sich dabei derart hintereinander schalten, daß bei Ausfall eines Elementes oder Unterbrechung einer Leitung ein entsprechender Ruhestromkreis geöffnet wird, so daß ein angeschlossenes Signalempfangs- und Schaltgerät diesen Unterbrechungszustand selbsttätig anzeigt. Von Nachteil ist dabei eine Verschmutzung und Korrosionsgefahr vorhandener Kontaktflächen. Selbst bei gegen äußere Einflüsse hermetisch abgeschlossenem Gerätehohlraum und/oder Einsiegeln solcher Schaltelemente in Folien und dergleichen treten in solchen Kleinklimaräumen, wie sie der gegen Eindringen von Schmutz geschlossen auszubildende Gerätemantel umgibt, insbesondere Feuchtigkeitsänderungen auf,' die Korrosionen und zumindest Beeinträchtigungen der Widerstandsverhältnisse nach sich ziehen. Vor allem aber dürften solche auf der Basis von Widerstandsänderungen arbeitenden Abtasteinrichtungen in der Herstellung teuer sein und einen kostenintensiven Materialaufwand erfordern.

Der_Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, ein Signalgebergerät der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen,, das kostengünstig herstellbar ist, wartungsfrei und zuverlässig arbeitet und von Umwelteinflüssen unabhängig bzw. gegenüber Schwankungen, beispielsweise der Temperatur, leicht kompensierbar ist.

Ausgehend von einem Signalgebergerät mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfin- ^; dungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

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Das erfindungsgemäße, auf elektrischer Abtastbasis arbeitende Signalgebergerät vermeidet metallische Kontakte und damit die Messung einer Widerstandsänderung im Falle der Verformung durch Auftreten einer Druckbeanspruchung. Es werden vielmehr Feldgrößen abgetastet, was zur Folge hat, daß die Leiter bzw. Leitergruppen jeweils vollständig isoliert ummantelt ausgebildet sein können. Selbst eine Oxydation und eine gewisse Feuchtigkeitsänderung innerhalb des Gerätehohlraumes bleiben - zumindest bei Abtastung des magnetischen Feldes - ohne Einfluß. Damit arbeitet dieses Signalgebergerät praktisch wartungsfrei. Sein Aufbau ist einfach zu gestalten, Temperaturänderungen haben nur Einfluß auf den elektrischen Widerstand der Leiter und der Zuleitungen und lassen sich durch bekannte Maßnahmen, beispielsweise den Einsatz von elektrischen Bau-' elementen mit umgekehrt verlaufender Temperaturcharakteristik kompensieren.

Eine erste Möglichkeit der widerstandsfreien Abtastung des Verformungszustandes besteht in der Überwachung des elektrischen Feldes, in dem man das ein Signalelement bildende Lei- ι terpaar als Kondensator betreibt. Die Leiter werden -dabei derart angeordnet, daß sie ihren Abstand voneinander bei Verformung des Gerätes bzw. dessen verformbaren Abschnittes verändern, so daß die dadurch auftretnde Kapazitätsänderung durch ein entsprechendes Signalempfangsgerät ausgewertet werden kann. Zu diesem Zweck kann der aus Leitern gebildete Kondensator Teil eines Schwingkreises sein, der mit einer bestimmten Resonanzfrequenz im normalen Betriebszustand schwingt. Bei Verformung des Gerätes durch Auftreten einer Druckbeanspruchung ändert sich die Resonanzfrequenz, die Frequenzabweichung kann durch bekannte elektrische Schaltungs maßnahmen erfaßt und zur Abgabe eines Signals ausgenutzt werden, das den gewünschten, bei Auftreten des Druckes auszulösenden Vorgang bewirkt. Durch Sicherstellen eines bestimmten Leckstromes, beispielsweise durch konkret bemessene hochohmige Brücken zwischen den Leitern, kann die Einrichtung auch

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auf Leiterbruch überwacht werden, beispielsweise durch einen überlagerten Gleichstrom.

In bevorzugter Ausführung wird die Abtastung magnetischer Wertänderungen, die bei druckabhängiger Verformung des Signalgebergerätes hervorgerufen werden, zu einer entsprechenden Signalerzeugung ausgenutzt. Zu diesem Zwecke werden die Leiter zu einer Spulenwindung zusammengeschlossen, derart, daß die sich etwa parallel zur Ebene des verformbaren Abschnittes des Gerätemantels erstreckenden Leiter die Längszweige einer solchen Spulenwindung bilden. Durch paralleles Anordnen mehrerer solcher Längszweige von Windungen und deren Hintereinanderschaltung zu einer entsprechend mehrlagigen Spule läßt sich die Abtastempfindlichkeit bedeutend erhöhen. Die in Richtung des Umlaufsinnes parallel liegenden Längszweige der Windungen bilden dann eine Leitergruppe.

Ordnet man die beiden Leiter bzw. Leitergruppen derart in Verformungsrichtung des Gerätes hintereinanderliegend an, daß bei Auftreten eines Druckes und damit einer entsprechenden Verformung sich die Leiter bzw. Leitergruppen einander nähern, legt man die Windungs- bzw. Spulenebene also in die Verformungsrichtung, so erhält man bei auftretender Verformung eine Verringerung der von der Windung bzw. der Spule umgriffenen Fläche, was zu einer Änderung der Selbstinduktion dieser Windung bzw. Spule führt. Diese Selbstinduktionsänderun kann wiederum durch ein Signalaufnahmegerät entsprechend erfaßt und in ein Signal der jeweils zweckentsprechenden Art umgeformt werden. Die Spule bildet dabei bevorzugt den Teil eines Schwingkreises mit bestimmter Resonanzfrequenz, die durch Änderung der von den Spulenwindungen umgriffenen Fläche eine entsprechende Abweichung erfährt, die in bekannter Weise durch eine elektrische Schaltung festgestellt und zur Bildung des jeweils benötigten Signales ausgenutzt werden kann.

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Die Formgebung des Signalgebergerätes richtet sich nach dem Einsatzzweck, insbesondere nach der Art der anzuzeigenden Druckverformung, sei es durch großflächige Druckaufnahmemöglichkeit, beispielsweise in Form einer Matte für die Aufnahme eines Schrittdruckes, sei es in Leistenform zur Aufnahme eines Drucksignales durch Autoräder oder dergleichen mehr. Die Formgebung kann auch durch den Ort der Anbringung bestimmt sein, es kann sich dabei auch um bewegliche Gegenstände handeln, die bei Auftreffen auf ein Hindernis ein Signal auslösen sollen.

Diese und weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, insbesondere im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung wiedergegebenen AusfUhrungsbeispielen, deren nachfolgende Beschreibung ' die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch ein erstes AusfUhrungsbeispiel eines-leistenförmigen Signalgebergerätes, beispielsweise - " als Abtastleiste, Zählleiste oder dergleichen;

Figur 2 einen schematischen Längsschnitt durch das AusfUhrungsbeispiel gemäß Figur 1 auf die verwendete Spule beschränkt;

Figur 3 einen schematischen Querschnitt durch ein weiteres AusfUhrungsbeispiel eines leistenförmigen Signalgebergerätes;

Figur 4 einen schematischen Längsschnitt durch das AusfUhrungsbeispiel gemäß Figur 3 beschränkt auf die Wiedergabe der Spule und des verwendeten Metallstreifens;

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Eine andere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, den magnetischen Widerstand des Magnetkreises der ein- oder mehrlagigen Spule zu verändern. Zu diesem Zweck wird die pro Signalelement vorgesehene Spule derart in dem Gerät bzw. Geräteteilbereich angeordnet, daß die Verformungsrichtung des verformbaren bzw. nachgiebig versetzbaren Abschnittes des Gerätemantels etwa senkrecht zur Spulenebene gerichtet ist. Ein etwa über die Länge der Leiter parallel zu diesen verlaufender ein- oder mehrteiliger Streifen aus magnetisch leitendem Werkstoff, beispielsweise Weicheisen, wird derart an dem Gerät bzw. dessen Bodenbereich oder dem verformbaren Abschnitt angeordnet, daß er im Falle der Verformung seinen Abstand zur Spulenebene ändert. Auf diese Weise wird ebenfalls die Spuleninduktivität beeinflußt, was in einer entsprechenden Signalauswertung, beispielsweise nach vorgeschilderter Art, erfaßbar ist.

Anstelle eines oder zusätzlich zu einem Streifen der vorerwähnten Art kann ein Streifen aus Dauermagnetwerkstoff verwendet werden, der bei entsprechender Anordnung im Falle der Verformung eine Spannung in der ein- oder mehrlagigen Spule induziert, was zunächst als dynamisches Signal auswertbar ist. Zusätzlich ändert sich der magnetische Widerstand des Magnetfeldes der Spule, insbesondere dann, wenn neben dem permanentmagnetischen Werkstoff noch ein magnetisch leitfähiger Werkstoffbereich an oder in dem Streifen vorhanden ist.

Anstelle eines solchen dauermagnetischen Streifens läßt sich auch eine Magnetfeld-Erregerspule entsprechend anordnen, die ebenfalls ein dynamisches Signal im Falle der Verformung in der Abtastspule induziert und durch ein magnetisches Wechselfeld auch ein statisches Anzeigen des Verformungszustandes ermöglicht. ■ - ·

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Figur 5 eine Schemaskizze eines Speise- und Signalauswertegerätes, an das die Leiter nach den wiedergegebenen Ausführungsbeispielen anschließbar sind;

Figur 6 einen schematischen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Signalgebergerätes in Form einer betret- oder befahrbaren Matte;

Figur 7 eine Schemaskizze einer Spulenanordnung für das in Figur 6 wiedergegebene Ausführungsbeispiel;

Figur 8 einen schematischen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Signalgebergerätes in Form einer betretbaren oder befahrbaren Matte;

Figur 9 eine schematische Skizze der Spulenanordnung mit zugeordnetem Metallstreifen zur Verwendung in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8. .

Figur 1 zeigt die Querschnittskontur eines leistenförmigen Signalgebergerätes in Gestalt eines Gummihohlwulstes, der mit Hilfe von hinterschnitten ausgebildeten'Einrastnoppen oder -leisten 2 in entsprechend ausgebildete Aufnahmeöffnungen im Bereich einer nicht dargestellten Bodenzarge einrastend festlegbar ist, in welche die Signalgeberleiste sich beispielsweise zu Verkehrszählungszwecken befindet. Zwischen den die Einrastleisten 2 aufweisenden Profilstegen erstreckt sich der Bodenbereich 3 der Leiste bzw. des Wulstes, der im Einbauzustand an der Bodenfläche der nicht dargestellten Zarge anliegt. Dem Bodenbereich 3 liegt ein Abschnitt 4 gegenüber, der bei Druckbeaufschlagung -

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beispielsweise durch ein Fahrzeugrad - auf den Bodenbereich 3 zugerichtet (Pfeil 22) verformt wird, und zwar elastisch. In den Profilseitenbereichen sind der Bodenbereich 3 und der Abschnitt 4 über Stege 21 miteinander verbunden, so daß zwischen den Stegen, dem Bodenbereich und dem Abschnitt ein Hohlraum 5 gebildet wird, der bei unverformtem Profil einen kreis- bzw. elliptischen Querschnitt aufweist. Seitlich des Abschnittes 4 laufen die Stege 21 in dünnwandige Lappen 23 aus, die auf die Fahrbahnfläche zurückgebogen sind und als Auffahrhilfe dienen.

Beim Beispiel der Figur 1 ist einmal etwa in der Längsmitte des Bodenbereiches 3 sowie in der Längsmitte des Abschnittes 4 je eine in Längsrichtung der Leiste durchgehende Aussparung 6 für die Aufnahme von Leitern 7 bzw. 7' vorgesehen. Die elektrischen Leiter 7 bzw. 7' verlaufen also in Längsrichtung des Gummihohlwulstes bzw. der Geberleiste 1 über praktisch deren Länge hinweg und liegen hinsichtlich der Verformungsrichtung 22 beabstandet hintereinander. Wird der Abschnitt 4 des Gummihohlwulstes 1 durch Auffahren eines Fahrzeugrades oder dergleichen auf den Bodenbereich 3 zu verformt, so wird der Leiter 7' im Abschnitt 4 gegen den Leiter 7 im Bodenbereich 3 des Wulstes 1 versetzt, und zwar wenigstens bereichsweise, wie dies bei 12 in Figur 2 hinsichtlich zweier koaxialer Fahrzeugräder angedeutet ist.

Die beiden Leiter 7 und 7¹ können "Platten" eines Kondensators sein, zwischen denen über den Hohlraum 5 hinweg ein elektrisches Feld aufgebaut wird. Zweckmäßig sind die Leiter 7 und 7' dann bandförmig ausgebildet und mit ihren Breitflächen einander zugewandt. In diesem Falle des Kondensatorbetriebs enden die Leiter 7 und 7¹ an dom einen Ende des Gummihohlwulstes 1 frei, während sie

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am anderen Ende des Wulstes über Anschlüsse 10 mit einer Speise- und Auswerteschaltung 11 verbunden sind, ein Beispiel dafür ist in Figur 5 angegeben. Diese Speise- und Auswerteschaltung 11 legt an die Leiter 7 und 7' eine Spannung an, die das elektrische Feld durch den Hohlraum 5 bewirkt. Der Kondensator aus den Leitern 7 und 7' ist Teil eines Schwingkreises zusammen mit anderen zugehörigen Elementen in der Detektorschaltung 17 der Speise- und Auswerteschaltung 11 (Figur 5). Die Resonanzfrequenz dieses Schwingkreises wird bei unverformtem Abschnitt 4 eingestellt. Tritt bei Druckbeaufschlagung und damit Verformung eine Abstandsänderung zwischen den Leitern 7 und 7¹ auf, so wird aufgrund der dadurch verursachten Kapazitätsänderung der Schwingkreis verstimmt, was von der Detektorschaltung 17 in bekannter Weise wahrgenommen und in ein Aussteuersignal für ein Relais 18 umgeformt wi'rd, das seinerseits einen Ruhestromkreis 20 für ein angeschlossenes. Zählwerk unterbricht oder in anderer Weise schaltet, wie dies in Figur 5 schematisch angedeutet ist.

In bevorzugter Ausführung werden die Leiter 7 und 7* als Längszweige einer Spulenwindung ausgebildet, d.h. sie sind an dem einen Ende des Gummihohlwulstes 1 miteinander verbunden und an dem anderen Ende des Wulstes Ϊ mit, den Anschlüssen 10 verbunden, wie dies Figur 2 verdeutlicht. Die dadurch gebildete einlagige Spule 8 (Figur 2) kann auch mehrlagig, d.h. aus mehreren Windungen bestehen, die hintereinander geschaltet bzw. fortlaufend gewickelt sind und jeweils Längszweige 7 und 7' aufweisen. Die Summe der Längszweige 7 bildet eine Leitergruppe des Leiterpaares 7, 7', während die anderen Längszweige 7' die andere Leitergruppe bilden. Durch die Erhöhung der Windungszahl wird der Selbstinduktionskoeffizient dieser Spule beträchtlich erhöht.

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Bei dieser Ausgestaltung werden die Leiter 7, 7' bzw. die Drähte der Windung vornehmlich mit rundem Querschnitt und insbesondere als Litze ausgebildet, wodurch deren Verformbarkeit erleichtert wird.

Die Spule 8 ist über eine Verbindungsstrecke 9 und die Anschlüsse 10 mit einer Speise- und Auswerteschaltung verbunden, wie sie schematisch in Figur 5 wiedergegeben ist. Die Spule bildet zusammen mit entsprechenden Bauelementen in dem Detektor 17 der Schaltung 11 wiederum einen Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz mit von der Selbstinduktivität der Spule 8 abhängt. Diese Selbstinduktivität ist abhängig von der von den Spulenwindungen umgriffenen Fläche, also im wesentlichen von der Fläche zwischen den Leiterzweigen 7 und 7¹. Im unverformten Zustand des Abschnittes 4 bzw. des Gummihohlwulstes 1 bei vollem Querschnitt des Hohlraumes 5, wie in Figur 1 gezeigt, tritt eine bestimmte Resonanzfrequenz auf. Wird nunmehr durch Druckbeaufschlagung der Abschnitt- 4 auf den Bodenbereich 3 des Wulstes 1 hin verformt, so wird die Fläche zwischen den Spulenzweigen 7 und 7' entsprechend verringert, was zu einer Verstimmung des Resonanzkreises und damit einer entsprechenden Veränderung der zuvor im unverformten Zustand als Normalbetriebswert erfaßten Resonanzfrequenz führt. Diese Abweichung wird im Detektor 17 der Schaltung 11 (Figur 5) ausgewertet und in ein Signal für die Erregung des Relais 18 umgeformt, durch dessen dadurch hervorgerufenen Schaltzustand der Speisekreis eines Zählwerkes unterbrochen bzw. derart geschaltet, daß das Zählwerk fortschreitet.

Diese Spulenbildung der Leiter 7 und 7¹ hat den Vorteil einer besonders einfachen Überwachung der Anlage auf Betriebsbereitschaft. Bei Bruch eines Spulendrahtes oder

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im Bereich der Verbindungsleitung etc. wird der Schwingkreis unterbrochen, was zu einer Störungsanzeige durch das Relais 18 über die Kontakteinrichtung 19 führt. Die Betriebsbereitschaft der Anlage wird somit selbsttätig überwacht.

Diese selbsttätige Betriebsüberwachung gilt auch für das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4. Bei diesem letzteren Ausführungsbeispiel sind Aufnahmeöffnungen 13 für Leiter 14 bzw. 14', die eine ein- oder mehrlagige Spule 15 (Figur 4) bilden, in den Längskantenabschnitten , nahe dem Bodenbereich 3 des Gummihohlwulstes 1 in dessen V Längsrichtung verlaufend ausgebildet, so daß die mit ihren Längszweigen die Leiter bzw. Leitergruppen 14 und 14' bildende Spule 15 hinsichtlich der Windungsebene derart gelegen ist, daß die Verformung des Abschnittes 4 bei -■ Aufbringen eines entsprechenden Druckes etwa senkrecht zu der Spulenebene gemäß dem Pfeil 22 gerichtet ist," also um 90° gegenüber der Spulenebene des Beispieles nach den Figuren 1 und 2, bei dem die Verformungsrichtung -parallel zur Spulenebene verläuft, gedreht. .· ,

Der Spulenebene gegenüberliegend ist in dem verformbaren Abschnitt 4 ein sich über die Längserstreckung der Leiter bzw. 14' erstreckender Streifen 16 aus magnetisch leitendem Werkstoff, beispielsweise Weicheisenblech, angeordnet, der, zur besseren Verformbarkeit in Quer- und/oder Längsrichtung unterteilt sein kann. Bei unverformtem Zustand ist der Streifen 16 entsprechend weit von der Spulenebene entfernt, es ergibt sich eine bestimmte Selbstinduktivität der Spule 15, die zusammen mit weiteren Bauteilen im Detektor 17 der Schaltung 11 (Figur 5) einen Schwingkreis, mit bestimmter Resonanzfrequenz bildet, die dem unverformten Zustand des Gummihohlwulstes 1 entspricht. Wird

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durch Aufbringen einen abzutastenden Druckes in Richtung des Pfeiles 22 der Gummiwulst 1 bzw. dessen Abschnitt 4 verformt, so bewegt sich der Streifen 16 auf die Spulenebene zu, wodurch die Induktion der Spule 15 verändert wird. Die dadurch bedingte Verstimmung des Schwingkreises führt zu einer Frequenzabweichung, die im Detektor 17 ausgewertet und in ein Ansprechsignal für das Relais 18 umgeformt wird, das daraufhin den Weiterschaltekreis 20 des nicht dargestellten angeschlossenen Zählwerkes bzw. zwischengeschalteter Verbindungselemente oder dergleichen unterbricht oder anderweitig beeinflußt.

Anstelle des Streifens 16 aus nicht magnetisch leitfähigem Werkstoff, wie Eisenblech, kann dieser Streifen in abgewandelter Ausführung aus einem Permanentmagnetwerkstoff gebildet sein oder einen solchen enthalten. Im Falle.der Verformung wird dann in der Spule 15 eine Spannung induziert die wiederum durch eine Auswerteschaltung feststellbar und in ein Abschaltsignal umformbar ist. Der Streifen 16 kann hinsichtlich seiner Materialeigenschaft dabei derart ausgebildet sein, daß neben dem dynamischen Spannungsimpuls auch eine Veränderung der Induktivität der Spule statischer Art erfolgt, wie dies im Zusammenhang mit dem Streifen aus magnetisch leitendem Werkstoff vorstehend geschildert wurde. Man kann demnach das Auftreten einer Druckbeanspruchung des Gummihohlwulstes 1 durch einen Impuls anzeigen und gleichzeitig eine der Verformung entsprechende Dauerverstimmung eines Schwingkreises erreichen.

In Figur 4 ist der Streifen 16 schraffiert dargestellt, um ihn vor dem Hintergrund der Spulenebene zu verdeutlichen

Es darf noch nachgetragen werden, daß bei dem eingangs geschilderten Betrieb der Leiter 7 und 7' als Kondensator

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die in Figur 5 dargestellte Verbindungsleitung 25 zwischen den entsprechenden Leiterenden der Leiter 7 und 7' nicht vorhanden ist.

Ein solches Signalgebergerät in Leistenform eignet sich auch besonders für die Überwachung von Durchgängen, Durchfahrten oder dergleichen, die durch Türen oder Tore, insbesondere solche mit horizontaler oder vertikaler Bewegungsrichtung verschlossen werden sollen. Dabei muß sichergestellt sein, daß zumindest im Zuge der Schließbewegung die Türe oder das Tor bei Auftreffen auf ein Hindernis angehalten oder hinsichtlich der Antriebsrichtung umgekehrt wird. Zu diesem Zwecke wird die in den Durchgang oder die Durchfahrt weisende Kante des Tür- bzw. Torblattes mit einem solchen leistenförmigen Signalgebergerät ausgestattet. Das Auftreffen auf ein Hindernis äußert sich in einem Druck auf die Leiste mit den vorstehend erwähnten Folgen der Signalabgabe. Ein Gummihohlwulst beispielsweise kann so weich ausgebildet sein, daß damit auch unerwartet . mit dem schließenden Tor kollidierende Personen ohne Schaden zu nehmen, vor einer Weiterbewegung der Türe oder des Tores geschützt werden.

In den Figuren 6 bis 9 sind zwei Beispiele für die Ausbildung .des Signalgebergerätes in For.m einer "Matte schematisch wiedergegeben, die beispielsweise als Trittmatte für das Auslösen eines Alarms, das Öffnen einer Tür oder dergleichen ausgebildet sein kann oder auch die Auflage von Gegenständen feststellt, um beispielsweise eine Ampelanlage zu steuern, eine Waage in Gang zu setzen und dergleichen mehr.

Das Funktionsprinzip des Ausführungsbeispieles nach den Figuren 6 und 7 entspricht demjenigen· nach den Figuren 1

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und 2, während das Ausführungsbeispiel nach den Figuren und 9 in der Teilbereichsausbildung den Funktionsgrundsätzen des AusfUhrungsbeispieles nach den Figuren 3 und entspricht.

Diese Ausführungsbeispiele - siehe Figuren 6 und 8 lassen sich als eine Nebeneinanderanordnung von leistenförmigen Geräteausführungen nach den Figuren 1 bzw. 3 verdeutlichen. Die einzelnen Windungen aus den Leitern 7, 7¹ bzw. Spulen mit Längszweigen 7, 7¹ entsprechen der gleichnamigen Spule 8 mit den Längszweigen 7, 7' in Figur die einzelnen Spulen sind lediglich gemäß Figur 7 hintereinander geschaltet. Es läßt sich auch eine Parallelschaltung denken, doch muß dann die Betriebsbereitschaftsüberwachung durch entsprechend mehrere Einzelkreise vorgenommen werden. Bei Druckbelastung in Richtung des Pfeiles 22 nähern sich die Spulenzweige 7 und 7¹ in den druckbelasteten Bereichen einander an, was in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 geschildert zu einer Alarmauslösung über ein angeschlossenes Speise- und Signalauswertegerät entsprechend Figur 5 führt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 sind die Leiter 14 und 14' wiederum spulenbildend gemäß Figur 9 hintereinander geschaltet, ein an die Anschlüsse 10 angeschlossenes Speise-Signalauswertegerät gemäß Figur 5 zeigt Druckbelastungen in Richtung des Pfeiles 22 an. Sinn der Matte ist, die Abtastfläche über den verformbaren Abschnitt 4 entsprechend zu vergrößern. Die parallel zu den Leitern bzw. Spulenzweigen 14 und 14' und in Verformungsrichtung entsprechend beabstandet angeordneten Streifen 16 können aus magnetisch leitendem Werkstoff oder permanentmagnetischem Werkstoff bestehen, die Funktion

der Einzelzellen der Matte entspricht derjenigen der

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Leiste nach den vorhergehenden Ausführungsbeispielen.·

Die Matten 26 der AusfUhrurigsbeispiele nach den Figuren G bis 8 können auch in anderer Weise unterteilt werden, grundsätzlich lassen sich auch Einzelbereiche vorstellen, die kürzer als die Länge und die Breite der" Matte sind. Die Leiter und gegebenenfalls die Streifen 16 sind dann auf diese Teilbereiche zu beschränken, die Zusammenschaltung hat so zu erfolgen, daß eine selbsttätige Betriebsüberwachung möglich ist. Dabei ist es möglich, einen Teil der Teilbereichsleiter bzw. Leitergruppen, d.h. Spulen in Reihe zu schalten und eine Mehrzahl solcher Reihenschaltungen einzeln zu überwachen. Dann sind entsprechend mehrere Anschlüsse 10 erforderlich.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 sind die Windungen - natürlich auch als mehrlagige Spulen ausführbar - in Reihe geschaltet, wie dies Figur 7 praktisch verdeutlicht. . Die Windungen mit den Längszweigen 7 und 7· pro Teilbereich werden von Teilbereich zu Teilbereich in Reihe miteinander verbunden, und die beiden Enden werden den Anschlüssen 10 zugeführt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 8 werden die pro Teilbereich, vorgesehenen Windungen mit den Längszweigen 14 und 14· von Teilbereich zu Teilbereich miteinander in Reihe verbunden, die beiden Enden werden den Anschlüssen 10 zugeführt.

Die Matten 26 der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 6 und 8 sind mit Abstützstreben 27 versehen, die den elastisch verformbaren Abstand zwischen dem Abschnitt 4 und dem Bodenbereich 3 der Matte zwischen den einzelnen Teilbereichen sicherstellen. Grundsätzlich ist es möglich, diese Stütz-

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streben 27 verhältnismäßig steif auszugestalten und die Verformung den Teilbereichen des Abschnittes 4 jeweils zwischen zwei StUtzstreben 27 zu überlassen. Es ist jedoch auch denkbar, die Stützstreben 27 elastisch zusammendrückbar zu gestalten, so daß großflächigere Drücke ebenfalls abgetastet werden können. Die Ausgestaltung im einzelnen ist entsprechend an die jeweilige Verwendungsart anzupassen.

Anstelle eines Streifens aus einem permanentmagnetischen Werkstoff läßt sich an entsprechender Stelle des Abschnittes 4 des leistenförmigen Signalgebergerätes 1 bzw. an entsprechenden Stellen der Teilbereiche des Abschnittes 4 der Matte 26 eine bzw. jeweils eine Spule verwenden, die bei 24 in den Figuren 3 und 8 angedeutet ist. Diese Spule generiert bei entsprechender Speisung ein Magnetfeld, das ähnlich demjenigen des permanentmagnetischen Streifens auf die Spule 15 bzw. die Windungen mit den Längszweigen und 14' einwirkt. Insoweit findet auch eine gegenseitige Beeinflussung der jeweils einander gegenüberliegenden beiden Spulen statt, die eine zusätzliche Variabilität in der Ausgestaltung der Speise- und Auswerteschaltung ermöglicht. Von besonderem Vorteil ist, daß die Verformung des Abschnittes 4 nicht etwa bis zum Bodenbereich 3 hin durchgeführt werden muß, um ein Verformungssignal auszulösen. Je nach Schwellwertgestaltung kann bereits eine geringere· Annäherung des Abschnittes 4 an den Bodenbereich 3 genügen, um das Vorhandensein einer Druckbelastung bei entsprechender Anfangsverformung anzuzeigen, so daß die Einrichtung entsprechend feinfühlig arbeitet und eine Nachlaufstrecke durch Restverformung des Gummihohlprofils 1 bzw. der Matte 26 gegeben ist.

Die Auswertung der bei Druckbelastung und damit Verformung des Gummihohlwulstes 1 bzw. der Matte 26 erfolgenden Änderung

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des elektrischen oder magnetischen Feldes wurde im Zusammenhang mit einem Schwingkreisbetrieb geschildert, dem Fachmann sind dafür Speise- und Auswerteschaltungen in vielfältiger Ausführung bekannt. Auch läßt sich eine andere Auswertung dieser Feldänderungen vornehmen, was hier keiner näheren Erläuterung bedarf.

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Claims

Dipl.-Iiig. Otto Hügel. Dipl.-Ing. Manfred Säger, PiilonUinwältc, Cosimastr. 81, D-8 München 81 Hörmann KG 12.475 Antriebs- und Steuerungstechnik Fl/st Remser Brook Il Harsewinkel 2 3418588 Signalgebergerät für die Wandlung einer Druckverformung in ein elektrisches Signal ANSPRÜCHE

1. Signalgebergerät für die Wandlung einer Druckverformung in ein elektrisches, Signal, insbesondere in Gestalt einer Leiste,' Maite^dder dergleichen, beispielsweise für Zählzwecke·,*'Auslösung von Bewegungsvorgängen, Alarnfz'us£änden;V Sicherheitsanliegen und dergleichen, mit einem Gerätemantel, der zumindest in einem der Druckbeaufschlagung auszusetzenden Abschnitt in Druckrichtung - insbesondere elastisch - verformbar und/oder nachgiebig ausgebildet- ist und wenigstens ein unter Druckbeaufschlagung seine räumliche Gestalt änderndes Signalelement aufweist, daß an ein Speise- und Signalauswertegerät anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Signalelement ein Paar elektrische Leiter (7, 7¹; 14, 14') - auch in Form von Leitergruppen - umfaßt, die sich etwa parallel zu wenigstens einem Teilbereich des zu verformenden Abschnittes (4) erstrecken und in jeder Verformungslage des Abschnittes (4) berührungsfrei voneinander beabstandet gehalten sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiter (7, 7") bzw

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Leitergruppen in Verformungsrichtung (22) des Abschnittes (4) gesehen beabstandet angeordnet sind.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiter (14, 14' ) quer zur Verformungsrichtung (22) des Abschnittes (4) beabstandet angeordnet sind.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiter (7, 7' ; 14, 14') bzw. Leitergruppen einander gegenüberliegende Längszweige einer eine oder mehrere Windungen aufweisenden Spule (8; 15) sind.

5. Gerät nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß an in Verformungsrichtung (22) des Abschnittes (4) von den Leitern (14, 14') beabstandeter Stelle ein einstückig oder durchgehend ausgebildeter Streifen (16) aus magnetisch" leitfähigem oder permanent magnetischem Werkstoff angeordnet ist, der sich etwa parallel zu den Leitern (14, 14') über die Länge wenigstens eines Teilbereiches des Abschnittes (4) erstreckt. -

6. Gerät nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß an in Verformungs-» richtung (22) des Abschnittes (4) von den Leitern (14, 14') beabstandeter Stelle eine Magnetfeld-Generatorspule (24) angeordnet ist, deren Längszweige sich etwa parallel zu den Leitern (14, 14') über praktisch die Länge wenigstens eines Teilbereiches des Abschnittes (4) erstrecken.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiter (7, 7;

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ipl.'hig. Otto I'lüi'cl, Dipl.-Ing. M;mfrccl Siitser, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Hörmann KG Harsewinkel - 3 -

14, 14') bzw. die Spulendrähte als Litzen ausgebildet sind.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiter (7, 7') Bandform aufweisen und breitflächig einander gegenüberliegend angeordnet sind.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Leiter (7) bzw. die eine Leitergruppe des Leiterpaares (7, 7') in dem eine Abstützfläche aufweisenden Bodenbereich (3) des Gerätes (1; 26) und der andere Leiter (7¹) bzw. die andere Leitergruppe in dem in Verformungsrichtung (22) gegenüberliegenden, bei Verformung auf den Bodenbereich (3) zu beweglichen Bereich des verformbaren Abschnittes (4) des Gerätes (1; 26) angeordnet sind. . .

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (14, 14') bzw. die Leitergruppen des Leiterpaares in dem eine Abstützfläche aufweisenden Bodenbereich (3) des Gerätes (1; 26) und der Streifen (16) aus magnetisch leitfähigem oder permanent magnetischen Werkstoff bzw. die Generatorspule (24) in dem in Verformungsrichtung (22) gegenüberliegenden, bei Verformung auf den Bodenbereich (3) zu beweglichen Bereich des Abschnittes (4) des Gerätes (1; 26) angeordnet sind oder umgekehrt.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiter (7, 7¹;

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Hörmann KG Harsewinkel - 5 - .

die Form von dem Raum zwischen dem Bodenbereich (3) und dem Abschnitt (4) in Einzelräume unterteilen.

16. Gerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiter (7, 7¹; 14, 14') bzw. Leitergruppen und gegebenenfalls der Streifen (16) aus magnetisch leitfähigem oder permanent magnetischem Werkstoff bzw. die Magnetfeld-Generatorspule (24) in einer der. Unterteilung durch die Abstützstreben (27) entsprechenden Anzahl gleichmäßig verteilt angeordnet sind..

17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch " g e -

k e η η ζ ei c h n_s.e t , daß die Leitergruppen insgesamt oder je Raum' eine^^lipiralig verlaufende •mehrlagige Spule (8; 15) bilden.

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18. Gerät nach Anspruch 17,dadurch S ^e. ~ ' " kennzeichnet, - daß die Spulen- (8; 15) miteinander in Reihe verbunden sind. ' .

19. Gerät nach Anspruch 17, dadurch ge kennzeichnet , daß die Enden sämtlicher

- Spulen (8; 15) jeweils mit zwei außenseitig des Gerätemantels zugänglich angeordneten Anschlußausbildungen verbunden sind.

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Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81 Hörmann KG Harsewinkel -A- O 4 I O 0 8 O

14, 14') bzw. die Leitergruppen, der Streifen (16) aus magnetisch leitfähigem oder permanent magnetischem Werkstoff bzw. die Generatorspule (24) in ihrer Gesamtheit von einer Abschirmung gegen äußere Einflüsse in Gestalt eines metallischen Belages, eines engmaschigen Drahtgeflechtes, einer Folie oder dergleichen umfaßt sind, die an oder in dem umgebenden Gerätemantel des Gerätes (1; 26) bzw. dessen verformbaren Abschnittes (4) angeordnet ist.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter bzw. Leitergruppen spiral- oder mäanderförmig verlaufend angeordnet sind.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät die Form einer Leiste - insbesondere in Gestalt eines Gummihohlwulstes (1) - aufweist, ..über praktisch deren Gesamtlänge sich die Leiter (7, 7';'14, 14') bzw. Leitergruppen und gegebenenfalls der Streifen (16) aus magnetisch leitfähigem oder permanent magnetischem Werkstoff bzw. die Magnetfeld-Generatorspule (24) erstrecken.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät die Form einer Matte (26) aufweist, zwischen deren Bodenbereich (3) und deren druckbeaufschlagbaren Abschnitt (4) eine Vielzahl - insbesondere elastisch - verformbarer Abstützstreben (27) angeordnet sind.

15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Abstützstreben (27

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