DE4241146C2

DE4241146C2 - Elektronische Signaleinrichtung

Info

Publication number: DE4241146C2
Application number: DE19924241146
Authority: DE
Inventors: Manfred Reith
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: DE4241146A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Signaleinrichtung, insbesondere zur Überwachung von Sicherungs- und Abtrenneinrichtungen, mit einem piezo keramischen Schallgeber und mit einem gleichstrom- oder wechselstromgespei sten RC-Generator, wobei die Kapazität des piezokeramischen Signalgebers als Kapazität des RC-Generators ausgenutzt ist.

Elektronische Signaleinrichtungen der zuvor in ihrem grundsätzlichen Aufbau beschriebenen Art sind seit langem und vielfach bekannt. Insbesondere sind solche bekannt, bei denen der piezokeramische Schallgeber von einem RC-Gene rator gespeist wird, - natürlich mit einem Wechselstrom einer im Hörbereich liegenden Frequenz.

Bei der bekannten elektronischen Signaleinrichtung, von der die Erfindung ausgeht (vgl. die DE-C-31 11 109), ist der Schallgeber als Dreielektro denwandler ausgeführt, der eine Masseelektrode, eine Treiberelektrode und eine Rückkopplungselektrode aufweist. Zu dieser Signaleinrichtung gehören ferner eine Verstärkerschaltung und eine Rückkopplungsschaltung, wobei die Verstärkerschaltung mit der Treiberelektrode verbunden ist und die Rückkopp lungsschaltung die Rückkopplungselektrode zum Eingang der Verstärkerschaltung rückkoppelt.

Im übrigen ist eine elektronische Signaleinrichtung mit einem piezokerami schen Schallgeber bekannt (vgl. die DE-A-33 28 907), bei der die Energie einer aufgeladenen Spule über den Schallgeber entladen wird und dem Schall geber ein spannungsgesteuerter Schalter parallel geschaltet ist. Dabei wird der dem Schallgeber parallel geschaltete spannungsgesteuerte Schalter durch Impulse angesteuert, die von einem Zeitglied herrühren können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache elektro nische Signaleinrichtung der eingangs angegebenen Art anzugeben.

Die erfindungsgemäße Signaleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem piezokeramischen Schallgeber ein spannungsgesteuerter Schalter, insbesondere eine bidirektionale Triggerdiode, parallelgeschaltet und steuert der span nungsgesteuerte Schalter den Entladevorgang des RC-Generators.

Die erfindungsgemäße elektronische Signaleinrichtung ist - bauelementemäßig und schaltungstechnisch - besonders einfach; sie benötigt funktionsnotwendig nur den piezokeramischen Schallgeber, einen Ladewiderstand und den spannungs gesteuerten Schalter.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße elektronische Signaleinrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Erläuterung bevorzugter, zeichnerisch dargestellter Ausfüh rungsbeispiele verwiesen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfin dungsgemäßen elektronischen Signaleinrichtung,

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße elektronische Signal einrichtung in Verbindung mit einer Sicherungs- und Abtrennein richtung,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektro nischen Signaleinrichtung, wiederum in Verbindung mit einer Siche rungs- und Abtrenneinrichtung, und

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Spannungsverlaufs an dem piezo keramischen Schallgeber der erfindungsgemäßen elektronischen Signaleinrichtung.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte elektronische Signaleinrichtung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem piezokeramischen Schallgeber 1 und einem RC-Generator 2, der gleichstrom- oder wechselstromgespeist sein kann. Zu dem RC-Generator gehört natürlich ein Ladewiderstand 3. Die Kapazität des piezokeramischen Schallgebers 1, die im Bereich von einigen Nanofarad liegt, ist als Kapazität des RC-Generators 2 ausgenutzt.

Wie die Fig. bis 3 zeigen, ist dem piezokeramischen Schallgeber 1 ein span nungsgesteuerter Schalter 4, in allen Ausführungsbeispielen eine bidirektio nale Triggerdiode (DIAC), parallel geschaltet, - so daß der spannungsge steuerte Schalter 4 den Entladevorgang des RC-Generators 2 steuert. Dabei ist der Ladewiderstand 3 des RC-Generators 2 so bemessen, daß nach dem Ansprechen des spannungsgesteuerten Schalters 4 kein Strom entsteht, der als Haltestrom den spannungsgesteuerten Schalter 4 dauerhaft im geschalteten Zustand hält.

Im übrigen zeigen die Figuren, daß in den dargestellten Ausführungsbeispie len die Signaleinrichtung nicht nur akustisch, sondern auch optisch arbei tet. Dem RC-Generator 2 ist nämlich eine Glimmlampe 5 parallel geschaltet, und in Reihe zu der Parallelschaltung aus dem RC-Generator 2 und der Glimm lampe 5 liegt ein Vorwiderstand 6. Die Glimmlampe 5 und der Vorwiderstand 6 stellen nicht nur den optisch arbeitenden Teil der dargestellten Signal einrichtung dar, sie erfüllen darüberhinaus vielmehr auch eine zusätzliche Funktion in bezug auf den akustisch arbeitenden Teil der Signaleinrichtung. Die dem RC-Generator 2 parallel geschaltete Glimmlampe 5 führt nämlich in Verbindung mit dem Vorwiderstand 6, der in Reihe zu der Parallelschaltung aus dem RC-Generator 2 und der Glimmlampe 5 liegt, zu einer Spannungsstabi lisierung der Versorgungsspannung für den RC-Generator 2, - so daß die er findungsgemäße elektronische Signaleinrichtung mit unterschiedlichen hohen Betriebsspannungen - in einem bestimmten Betriebsspannungsbereich - ar beiten kann.

Die Fig. 4 zeigt den Spannungsverlauf an dem piezokeramischen Schallgeber 1 der erfindungsgemäßen elektronischen Signaleinrichtung, und zwar für den Fall einer Wechselstromspeisung, Wechselstrom mit 50 Hz:

Beim Ansteigen der Wechsel Spannung - positive Halbwelle - laden sich die Kapazitäten des piezokeramischen Schallgebers 1 und des spannungsgesteuer ten Schalters 4 so lange auf, bis die Schwellspannung des spannungsge steuerten Schalters 4 erreicht ist. Ist die Schwellspannung des spannungs gesteuerten Schalters 4 erreicht, schaltet dieser durch; die Spannung über dem spannungsgesteuerten Schalter 4 bricht zusammen, und es fließt kurz zeitig ein Entladestrom. Der spannungsgesteuerte Schalter 4 fällt wieder in den Sperrzustand zurück, und das Aufladen der Kapazitäten des piezoke ramischen Schallgebers 1 und spannungsgesteuerten Schalters 4 beginnt er neut. Der Lade- und Entladevorgang wiederholt sich solange, bis die spei sende Wechselspannung - in der positiven Halbwelle - betragsmäßig so gering geworden ist, daß die Schwellspannung des spannungsgesteuerten Schalters 4 nicht mehr erreicht wird.

Bei der negativen Halbwelle der speisenden Wechselspannung verläuft der Lade- und Entladevorgang in gleicher Weise wie zuvor beschrieben, weil als span nungsgesteuerter Schalter 4 eine bidirektionale Triggerdiode vorgesehen ist.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Anwendung der erfindungsgemäßen elektronischen Signaleinrichtung zur Überwachung von Sicherungs- und Abtrenneinrichtungen, beispielsweise in einem Niederspannungsnetz.

Der in Fig. 2 dargestellten elektronischen Signaleinrichtung ist die Reihen schaltung aus einem Varistor 7 und einer Sicherung 8 parallel geschaltet; die Sicherung 8 dient zur Abtrennung des Varistors 7 im Falle einer Überlastung. Die Verbindung des Varistors 7 mit der Sicherung 8 ist mit der Verbindung der Glimmlampe 5 mit dem Vorwiderstand 6 - und damit mit dem RC-Generator 2 - verbunden. Im Normalbetrieb stellt die Sicherung für den RC-Generator 2 und für die Glimmlampe 5 praktisch einen Kurzschluß dar; es wird weder ein aku stisches noch ein optisches Signal erzeugt. Hat jedoch die Sicherung 8 ange sprochen, so wird sowohl ein akustisches Signal - vom piezokeramischen Schall geber 1 - als auch ein optisches Signal - von der Glimmlampe 5 - abgegeben.

Bei dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Signalein richtung, das Fig. 3 zeigt, ist noch ein Trennschalter 9 vorgesehen, mit dem der akustische Teil der dargestellten Signaleinrichtung von deren optischen Teil abgetrennt werden kann, so daß der optische Teil der Signaleinrichtung auch ohne den akustischen Teil betrieben werden kann.

Claims

1. Elektronische Signaleinrichtung, insbesondere zur Überwachung von Siche rungs- und Abtrenneinrichtungen, mit einem piezokeramischen Schallgeber und mit einem gleichstrom- oder wechselstromgespeisten RC-Generator, wobei die Kapazität des piezokeramischen Signalgebers als Kapazität des RC-Generators ausgenutzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem piezokeramischen Schallge ber (1) ein spannungsgesteuerter Schalter (4) insbesondere eine bidirektio nale Triggerdiode, parallel geschaltet ist und der spannungsgesteuerte Schal ter (4) den Entladevorgang des RC-Generators (2) steuert.

2. Elektronische Signaleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Ladewiderstand (3) des RC-Generators (2) so bemessen ist, daß nach dem Ansprechen des spannungsgesteuerten Schalters (4) kein Strom entsteht, der als Haltestrom den spannungsgesteuerten Schalter (4) dauerhaft im geschal teten Zustand hält.

3. Elektronische Signaleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekenn zeichnet, daß dem RC-Generator (2) eine Glimmlampe (5) parallel geschaltet ist und in Reihe zu der Parallelschaltung aus dem RC-Generator (2) und der Glimmlampe (5) ein Vorwiderstand (6) liegt.