DE3030600A1 - Schwingungsfuehleranordnung - Google Patents

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u.Z.: Pat 32/7-80E München,, den

GM 32/8-80E 13. August 1980

vS/6/mi

Institute for Industrial Research and Standards,

Dublin, Republik Irland

- SCHWINGUNGSFÜHLERANORDNUNG

Beanspruchte Priorität: Datum: 14. August 1979

Land: Republik Irland Az.: 1560/79

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GEYER, HAGEMANN ^:&-PARTNER ..- S

PATENTANWÄLTE ₃0306OO

Jestouchesstraße 60 · Postfach 400745 · 8000 München 40 -Telefon 089/304071* -Telex 5-216136 hage d Telegramm hageypalent -Telekopierei <)Β')·.Κ)4071

Institute for Industrial München, den

Research and Standards,

Dublin, Republik Irland ¹³· ^{AuguSt 198}°

u.Z.: Pat 32/7-80E vS/6/mi

GM 32/8-80E

SCHWINGUNGSFÜHLERANORDNUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingungsfühleranordnung gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Schwinungsfühleranordnungen, oft auch als Massenträgheitsfühler- oder Beschleunigungsmesser-Anordnungen bezeichnet, sind heute weit verbreitet. Beispielsweise werden sie in Sicherungsanlagen für Gebäude oder dgl. oder in Schutzeinrichtungen für Maschinen oder dgl. verwendet. Derartige Schwingungsfühleranordnungen sind als Schalter ausgebildet, die durch eine Bewegung des gesamten Schalters infolge von Beschleunigungskräften, beispielsweise Schwingungen, Stoßen, Erschütterungen oder dgl. betätigbar sind.

Sie sind insbesondere bei Haushaltsgeräten, wie Waschmaschinen oder Trockenschleudern mit Vorteil verwendbar. Hierbei können die Schwingungsfühleranordnungen so als Schalter eingesetzt werden, daß bei zu starken Schwingungen, z.B. infolge einer überlast oder exzentrischen Belastung der Trommel die elektrische Energieversorgung unterbrochen wird. Schwingungsfühleranordnungen sind auch in Fahrzeugen einsetzbar, um deren elektrische Anlage im Fall eines Aufpralles abzuschalten. Ferner ist eine als Schalter wirkende

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Schwingungsfühleranordnung bei einem Auto zur Sicherung gegen einen unberechtigten Eingriff einsetzbar.

Im allgemeinen zeigt das Ansprechverhalten von Schwingungsfühleranordnungen eine gewisse Frequenzabhängigkeit. Schwingungsfühleranordnungen weisen häufig wenigstens zwei Bauelemente auf, die Abschnitte einer elektrischen Leiterschleife darstellen. Schwingungen der Schwingungsfühleranordnung bewirken eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Bauelementen und damit ein öffnen oder Schließen der elektrischen Leiterschleife. Häufiger weisen Schwingungsfühleranordnungen eine elektrisch leitende Trägheitsmasse auf, die auf einem Paar von ebenfalls elektrischleitenden und im Abstand angeordneten Lagerteilen bzw. Lagerungselementen gelagert ist. Die Trägheitsmasse und die Lagerungselemente bilden gemeinsam einen Abschnitt innerhalb einer elektrischen Leiterschleife. Schwingungen einer derartigen Schwingungsfühleranordnung führen dazu, daß die Trägheitsmasse von den Lagerungselementen abhebt und hierdurch die elektrische Leiterschleife unterbrochen wird. Auch das Ansprechen der zuletzt genannten Schwingungsfühleranordnung ist in der Regel freguenzabhängig, d.h. abhängig von der auf die Schwingungsfühleranordnung einwirkenden Frequenz. Häufig ist einer derartigen Schwingungsfühleranordnung ein Analysator nachgeschaltet, welcher die von der Schwingungsfühleranordnung abgegebenen Signale analysiert und bei bestimmten Signalen einen Alarm auslöst oder einen Schalter öffnet.

Sicherungs- und Schutzanlagen der obengenannten Gattung sollten ausreichend zwischen wenigstens zweierlei Gruppen.von Schwingungen unterscheiden können, nämlich solchen Schwingungen, die aufgrund natürlicher Phänomene in einem Gebäude, einer Struktur oder einer

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Maschine hervorgerufen werden, und solchen Schwingungen, die als Folge eines Einbruchversuches in ein Gebäude oder einerStruktur oder infolge einer drohenden Zerstörung einer Maschine hervorgerufen werden. Die obengenannten natürlichen Phänomene sind z.B. der Straßenverkehr, Umweltbedingungen wie Sturm oder gegen ein Fenster oder einen Zaun fliegende Vögel. Bei einem Einbruchsversuch werden häufig Schwingungen durch Sägen, Glasschneiden, Kitt aufmeißeln oder Fensterbruch hervorgerufen. Es hat sich gezeigt, daß durch natürliche Phänomene hervorgerufene Schwingungen in der Regel eine große Amplitude und eine niedrige Frequenz haben, mit anderen Worten energiereiche Schwingungen sind. Die bei einem Einbruchsversuch erzeugten Schwingungen dagegen haben gewöhnlich eine geringe Amplitude aber eine hohe Frequenz. Mit anderen Worten handelt es sich hierbei um energiearme Schwingungen.

Bei allen Sicherungs- und Schutzanlagen stellt sich das Problem der Vermeidung von Fehlalarmen. Bei den bekannten Sicherungs- und Schutzanlagen ist die Verwendung eines relativ komplexen und daher teuren Analysators, welcher die Frequenzen der von der Schwingungsfühleranordnung abgegebenen Signale analysiert, erforderlich. Die Verwendung eines derartigen Analysators ist im wesentlichen deswegen erforderlch, weil einige Schwingungsfühleranordnungen eine vergleichsweise geringe Ansprechempfindlichkeit aufweisen. Demgemäß wird seit langem intensiv an dem Problem der Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit von Schwingungsfühleranordnungen gearbeitet. Ein Beispiel für einen Schwingungsfühler mit erhöhter Ansprechempfindlichkeit ist aus der DE-PS 28 28 202 bekannt. Bei dem bekannten Schwingungsfühler ist die Trägheitsmasse durch einen elektrisch leitenden Stab realisiert, dessen beide Enden auf einer Lagerspur ruhen. Jede Lagerspur wird hierbei durch den Rand eines Loches in einer elektrisch

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leitenden Platte gebildet. Demgemäß wird das gesamte Auflager für den elektrisch leitenden stab^ durch ein Paar elektrisch leitender Platten mit darin vorgesehenen Löchern gebildet. Dieser bekannte Schwingungsfühler weist eine relativ hohe Ansprechempfindlichkeit auf. Ferner hat er den Vorteil, daß die Frequenzabhängigkeit des Ansprechverhaltens des Schwingungsfühlers dadurch leicht und schnell geändert werden kann, daß der elektrisch leitende Stab in seinem Aufbau oder seiner Formgebung geändert wird. Zur Vermeidung von Fehlalarmen infolge von zufällig hervorgerufenen, insbesondere durch natürliche Phänomene hervorgerufenen Schwingungen ist es jedoch auch bei dem aus der DE-PS 28 28 202 bekannten Schwingungsfühler erforderlich, einen relativ komplexen und damit teuren Analysator nachzuschalten.

Ferner ist aus der GB-PS 12 63 076 ein Schwingungsfühler bekannt, der im wesentlichen aus einer gewöhnlich auf einem Auflager ruhenden elektrisch leitenden Kugel besteht. Hierbei ist das Auflager aus drei Stiften oder Füßchen aufgebaut, wobei zwei Füßchen elektrische Kontaktelemente darstellen. Hebt nun die Kugel infolge einer Schwingung vom Auflager ab, dann wirkt dieser Schwingungsfühler als Schalter, der die beiden Kontakte einer als Detektor eingesetzten Leiterschleife unterbricht. Auch der aus der GB-PS 12 63 076 bekannte Schwingungsfühler benötigt zur Vermeidung von Fehlalarmen einen vergleichsweise komplexen und damit teuren Schwingungsanalysator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Schwingungsfühleranordnung unter weitestgehender Beibehaltung der Vorteile bekannter gattungsgemäßer Schwingungsfühleranordnungen zu vereinfachen, insbesondere derart weiterzuentwickeln, daß eine Änderung des Ansprechverhaltens der Schwingungsfühler-

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anordnung auf vorgegebene Schwingungen mit einfachen Mitteln steuerbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der im folgenden verwendete Begriff "Struktur" wird als Sammelbegriff für Gebäude, Maschinen oder dgl. verwendet.

Wegen der pendelnden Aufhängung des Lagers für den Schwingungsfühler an der Struktur bilden zunächst 0 einmal die pendelnden Lagerungselemente des Lagers und der Schwingungsfühler gemeinsam ein Pendel, im folgenden "Verbundpendel" genannt. Werden nun der Struktur Schwingungen aufgeprägt und diese auf die Schwingungsfühleranordnung übertragen, dann hängt es von der Schwingungsenergie ab, ob das Verbundpendel insgesamt oder aber nur der Schwingungsfühler, nicht dagegen das Lager in Schwingungen gerät. Ist nämlich die auf die Schwingungsfühleranordriung übertragene Energie so hoch, daß sie das Trägheitsmoment des Verbundpendels, d.h. also das aus dem pendelnd aufgehängten Teil des Lagers und dem Schwingungsfühler resultierende Trägheitsmoment,überwindet, kommt es zu einer gemeinsamen Schwingung- des Verbundpendels. Die der Struktur aufgeprägte Schwingungsenergie wird durch die Schwingung des Verbundpendels verbraucht. Der Schwingungsfühler kann demnach aus energetischen Gründen nicht zu zusätzlichen Schwingungen angeregt werden. Reicht jedoch die der Struktur aufgeprägte Schwingungsenergie nicht aus, das Trägheitsmoment des Verbundpendels zu überwinden, dann verbleibt das pendelnd aufgehängte Lager stationär und überträgt die- Schwingungen auf den Schwingungsfühler. Da gemäß den vorstehenden Ausführungen die hochenergetischen Schwingungen eine große Amplitude und eine geringe Frequenz aufweisen,

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also Schwingungsparameter haben, die typisch für natürliche Phänomene sind, werden derartige der Struktur aufgeprägte Schwingungen nicht vom Schwingungsfühler an-■ gezeigt. Bei einem auf die Struktur einwirkenden Schwingungsspektrum mit Schwingungen unterschiedlicher Energie werden die hochenergetischen Schwingungen vom Verbundpendel sozusagen aufgefangen, während die niedrig energetischen Schwingungen vom Schwingungsfühler angezeigt werden. Die erfindungsgemäße Lösung führt demnach dazu, daß die Abhängigkeit des Ansprechverhaltens auf vorgegebene Schwingungen zunächst insoweit steuerbar ist, daß Schwingungen einer bestimmten Art (mit vorgegebenen Amplituden und Frequenzen) im wesentlichen vom Verbundpendel angezeigt - und nicht auf den Schwingungsfühler selbst übertragen -, während Schwingungen einer anderen vorgegebenen Art (anderer vorgegebene Amplituden und Frequenzen) im wesentlichen vom Schwingungsfühler angezeigt werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Schwingungsfühleranordnung mit beliebiger Ausrichtung und unter einem beliebigen • Winkel an einer geneigten Oberfläche angebracht werden kann, ohne daß dessen Funktionsfähigkeit hierdurch beeinträchtigt werden würde oder die Schwingungsfühleranordnung sogar geändert werden müßte. Dieser Vorteil gilt inbesondere gegenüber den aus der DE-PS 28 28 202 und der GB-PS 12 63 076 bekannten Schwingungsfühleranordnungen. Denn die aus der GB-PS 12 63 076 bekannte Schwingungsfühleranordnung muß für einen wirksamen Betrieb stets so angeordnet werden, daß die Stützfüße für den Schwingungsfühler vertikal ausgerichtet sind. Dies bedeutet, daß die bekannte Schwingungsfühleranordnung entweder mit einer ver- ° stellbaren Grundplatte oder einer anderen Justiereinrichtung zur genauen Positionierung der Stützfüße bestückt sein muß. Diese Forderung wirft Probleme beim

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Anbau der Schwingungsfühleranordnung an einem schmalen Fensterstab oder Fensterflügelrahmen, insbesondere an einem geneigten Fensterflügelrahmen eines Kippfensters auf. Zwar werden die mit der aus der GB-PS 12 63 0 76 bekannten Schwingungsfühleranordnung einhergehenden Probleme teilweise durch die aus der DE-PS 28 28 202 bekannte Schwingungsfühleranordnung insoweit behoben, als sie innerhalb einer Ebene in jeder beliebigen Richtung an der Struktur befestigt werden kann. Eine Selbstausrichtung des Lagers findet aber bei der bekannten Schwingungsfühleranordnung nicht statt, wohl dagegen bei der erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung.

Durch Veränderung des Trägheitsmoments des Verbundpendeis kann das Ansprechverhalten der Schwingungsfühleranordnung auf bestimmte Schwingungen verändert werden, beispielsweise durch Veränderung des wirksamen Trägheitsmoments des Pendellagers und/oder des Schwingungsfühlers. Durch unterschiedliche Formgebung des Pendellagers und/oder des Schwingungsfühlers kann die Eigenfrequenz dieser Teile und damit die des Verbundpendels verändert werden. Hieraus resultiert ebenfalls eine Änderung des Ansprechverhaltens der Schwingungsfühleranordnung, insbesondere des Schwingungsfühlers auf bestimmt vorgegebene Schwingungen. Durch die vorgegebenen Änderungen, kann die Schwingungsfühleranordnung beispielsweise auf das Ansprechen ganz bestimmter Frequenzen abgestimmt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich;aus den dem Anspruch 1 folgenden Ansprüchen.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 2 verbindet die Vorteile der aus der DE-PS 28 28 202 bekannten Schwingungsfühler anordnung mit den erfindungsgemäß erzielten Vorteilen, wobei die Schwingungsfühleranordnung so geschaltet

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sein kann, daß sie lediglich auf niederenergetische Schwingungen, d.h. auf Schwingungen mit geringer Amplitude und hoher Frequenz anspricht.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 3 stellt eine, besonders einfache Ausführungsform'des Pendellagers dar.

Die Kreis symmetrie, der Schwingungs -Zapfen gemäß Anspruch 4 gewährleistet eine Lageunabhängigkeit der Aufhängung der Aufhängeelemente. Der in der Mitte zwischen den Schwingungs-Zapfen angeordnete Isolator sorgt für eine saubere elektrische Trennung der Schwingungs-Zapfen bei gleichzeitiger gegenseitiger Ausrichtung der Schwingungs-Zapfen zueinander.

Ein besonders einfacher Schwingungsfühler wird durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 5 realisiert. Ein derartiger Schwingungsfühler kann leicht in seiner Form und in seinem Gewicht verändert werden, was zu einer Veränderung des Ansprechverhaltens der Schw'ingungsfühleranordnung auf vorgegebene Schwingungen führt.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 6 führt zu einem besonders einfach herstellbaren Pendellager, dessen Einzelteile bequem und schnell auswechselbar und damit veränderbar sind. Durch Veränderung der Lagerungselemente kann wiederum das Ansprechverhalten der erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung auf vorgegebene Schwingungen 5 geändert werden.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 8 hat nicht nur den Vorteil, daß durch die beiden elektrisch leitenden Stäbe die Variationsmöglichkeit zu Änderung des Ansprechverhaltens vergrößert wird, sondern darüberhinaus auch die Wahrscheinlichkeit, auf Fehlalarme anzusprechen, verringert wird.

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Die Maßnahme gemäß Anspruch 9 hat den Vorteil einer erhöhten Unabhängigkeit der Betriebssicher,heit der Schwingungsfühleranordnung von der Lage des Stabes. Darüberhinaus ist das Ansprechverhalten eines symmetrischen Stabes auf vorgegebene Schwingungen leichter überschaubar als eines unsymmetrischen Stabes-

Mit der Maßnahme gemäß Anspruch 10 wird der elektrische Kontakt zwischen dem Stab und den Lagerungselementen erhöht.

Die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 11 und 12 sind bevorzugte Ausführungsbeispiele für mögliche Änderungen des Trägheitsmoments des Stabes bei gleichzeitiger Sicherung desselben gegen ein Herausrutschen aus dem Pendellager.

Eine besonders hohe Symmetrie wird durch die Maßnahme gemäß Anspruch 13 erzielt.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 14 stellt einen punktförmigen elektrischen Kontakt sicher und führt gleichzeitig zu einer durch die Polygonform bestimmten Eigenfrequenz des Schwingungsfühlers.

Statt einer stabförmigen Trägheitsmasse ist nach der Ausführungsform gemäß Anspruch 15 eine elektrischleitende Kugel vorgesehen. Eine Kugel zeichnet sich durch ein Höchstmaß an Symmetrie aus und stellt daher insbesondere eine von der Lage der Kugel unabhängige Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung sicher.

Die. Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 16 bis 18 stellen ein besonders einfaches Pendellager für eine kugelförmige Trägheitsmasse dar, wobei auch hierbei das Pendellager so ausgestaltet ist, daß dessen Trägheitsmoment und/oder dessen Eigenfrequenz leicht veränderbar sind.

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Die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 19 bis 22 stellen weitere Ausführungsbeispiel für einen einfachen Schwingungsfühler und dessen Pendellager dar, mit der Möglichkeit einer leichten Auswechselbarkeit und einer Veränderung des Trägheitsmomentes und/oder der Eigenfrequenz der Lageriemente und/oder der Trägheitsmasse.

Eine vollkommene Unabhängigkeit der Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung von ihrer Ausrichtung zur Struktur, insbesondere vom Montagewinkel bzw. einer eventuellen Neigung der Struktur gegenüber der Senkrechten und/oder Horizontalen wird durch die Maßnahme gemäß Anspruch 23 erzielt. Die Unabhängigkeit der Ausrichtung zwischen der erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung und der Struktur wird mit dieser Maßnahme gegenüber der aus der DE-PS 28 28 202 bekannten Schwingungsfühleranordnung mindestens um einen weiteren Freiheitsgrad erhöht. Diese Maßnahme stellt darüberhinaus auch sicher, daß die Schwingungsfühleranordnung, insbesondere die Lagerteile und die Trägheitsmasse selber ausschließlich unter dem Gesichtspunkt der Steuerbarkeit der Abhängigkeit des Ansprechverhaltens auf vorgegebene Schwingungen hergestellt werden könne, ohne daß hierbei Rücksicht auf die Ausrichtung zwischen der Schwingungsfühleranordnung und der Struktur genommen werden müßte.

In den Ansprüchen 24 und 25 sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Ausführungsform gemäß Anspruch 23 wiedergegeben, die in einfacher und gleichzeitig betriebssicherer Weise die Führung der elektrischen Ströme sicherstellen und gleichzeitig eine bequeme Auswechselbarkeit der Trägheitsmasse und/oder der Lagerelemente, beispielsweise zur Veränderung des Ansprechverhaltens der Anordnung auf bestimmte Schwin-

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gungen, gewährleisten.

Die Maßnahmen gemäß Ansprüchen 7 und 26 dienen einer das Schwingungsverhalten minimal beeinflussenden Lagerung der Aufhängeelemente an den Schwingungs-Zapfen. Gleichzeitig stellt diese Art der Lagerung einen besonders guten elektrischen Kontakt zwischen den beiden vorstehend genannten Teilen sicher.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen zu einer Schwingungsfühleranordnung führen, die bereits von sich aus zumindest eine gewisse. Voranalyse der auf sie einwirkenden Schwingungen durchführt. Beispielsweise kann die Schwingungsfühleranordnung so ausgelegt werden, daß sie nur auf niederenergetische Schwingungen, beispielsweise solche, die durch einen versuchten Einbruch in ein Gebäude hervorgerufen werden, anspricht. Demgemäß kann ein vergleichsweise einfacher und dementsprechend billiger Analysator der Schwingungsfühleranordnung nachgeschaltet werden, falls ein solcher Analysator überhaupt erforderlich sein sollte.

Darüberhinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Schwingungsfühleranordnung durch eine weitgehende, gemäß den Merkmalen nach Anspruch .2 3 voll kommen e, Unabhängigkeit von der Ausrichtung zur zu überwachenden Struktur aus. Bei der·erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung nimmt der Schwingungsfühler nämlich stets die richtige Position ein. Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Schwingungsfühleranordnung dadurch aus, daß ihr Ansprechverhalten auf vorgegebene Schwingungen leicht veränderbar ist, da das Trägheitsmoment des aus dem Schwingungsfühler bzw. der Trägheitsmasse und des Pendellagers resultierenden Verbundpendel·?, das Trägheitsmoment der Trägheitsmasse, das Trägheitsmoment des Pendellagers, die Form des Pendellagers,

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die Form der Trägheitsmasse und/oder deren Aufbau leicht und schnell geändert werden könne. -Eine stabförmige Trägheitsmasse stellt eine besonders hohe Ansprechempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung sicher.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen noch näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten

Ausführungsbeispieles; Fig. 2 eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile

II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei ein Teil dieses Ausführungsbeispieles weggebrochen ist; Fig. 4 eine ebene Schnittansicht in Richtung der

Pfeile IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine vergrößerte ebene Schnittansicht in Richtung der Pfeile V-V in Fig. 3; Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Schnittansieht,

wobei jedoch zwei Bauteile der Schwingungsfühleranordnung voneinander getrennt sind; Fig. 7 eine ebene Draufsicht auf eine Einzelheit (Sockelteil) des Ausführungsbeispiels gemäß

Fig. 3;
Fig. 8 eine vergrößerte Schnittansicht, ähnlich den

Fig. 5 und 6, aus der weitere Einzelheiten ' erkennbar sind;

Fig. 9a bis 9d unterschiedliche Montagepositionen

des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels;

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Fig. 10a bis )M ΊΟΟ unterschiedliche Formen von Schwingungsfühlerstäben zur Verwendung in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 9; Fig. 11a bis 11h

weitere Ausführungsformen für stabförmige Trägheitsmassen und Löcher bzw. Auflager zur Verwendung für die in den Fig. 1 bis beschriebenen Ausführungsbeispiele; Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines weiteren

Ausführungsbeispieles; Fig. 13 eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile

XIII-XIII in Fig. 12;

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels;

Fig. 15 eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile XV in Fig. 14.

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Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schwingungsfühleranordnung 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schwingungsfühleranordnung 1 weist einen Schwingungsfühler 2 auf, der Teil einer elektrisehen Schaltung ist. Die elektrische Schaltung wird später noch erläutert. Ein Pendellager 3 haltert den Schwingungsfühler 2 pendelnd an einem Gebäude, einer Maschine oder dgl., im folgenden Struktur 4 genannt. Zwischen dem Pendellager 3 und der Struktur 4 ist eine geeignete Grundplatte (nicht dargestellt) vorgesehen. Das Pendellager 3 weist elektrisch leitende Tragbügel 12 auf. Mittels des noch zu erläuternden Pendellagers 3 werden bestimmte Schwingungen der Struktur 4 nicht auf den Schwingungsfühler 2 übertragen. Das Pendellager 3 weist ein Aufhängerpaar auf, das durch ein Paar von im Abstand angeordneten, elektrisch leitenden und voneinander isolierten Aufhängeplatten 5 realisiert ist. Die Aufhängeplatten 5 sind ein wichtiger Bestandteil der

Schwingungsfühleranordnung 1. Sie hängen von einem Paar elektrisch leitender Schwingzapfen 7 herab. Die Schwingzapfen 7 haben kreisförmigen Querschnitt und sind über ein Isolierstück 8 miteinander verbunden. In jeder Aufhängeplatte 5 ist ein Loch 10 vorgesehen, in welches ein Schneidenlager 9 hineinragt. Die Schneidenlager 9 stehen in Eingriff mit den Schwingzapfen 7. Jedes Schneidenlager stellt einen elektrischen Kontakt zwischen den Aafhängeplatten 5 und den Schwingzapfen. 7 her. Die elektrisch leitenden Tragbügel 12 verbinden die Schwingzapfen 7 mit der Struktur 4. In den Trag-30. bügeln 12 sind Löcher 14 zur Aufnahme von Schrauben (nicht dargestellt) vorgesehen.

Der Schwingungsfühler 2 weist eine elektrisch leitende, träge Masse > im folgenden Trägheitsmasse genannt, auf. Die .Trägheitsmasse ist durch einen elektrisch leitenden Stab 18 realisiert. Der Stab 18 stützt sieh auf einem Paar von im Abstand angeordneten

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Lagerungselementen ab. Die Lagerungselemente sind Teil einer Lagerspar 19, im folgenden auch Auflager genannt. Jedes Auflager besteht im wesentlichen aus der Kante eines Loches 20 in der Aufhängeplatte 5. Die Größe jedes Loches hängt von der Querschnittsfläche des Stabes 18 ab. Sie ist so groß gewählt, daß der Stab 18 vom Auflager 19 abheben kann. Im unteren Abschnitt jedes Auflagers 19 ist eine Aussparung 21 vorgesehen. Jede Aussparung 21 bildet ein Paar von Sch.neidenlagern 22 zur Abstützung des Stabes 18. Die Schneidenlager 22 dienen der Verbesserung des elektrischen Kontaktes zwischen dem Stab 18 und dem Auflager 19. Die Tragbügel 12, die Schwingzapfen 7, die Aufhängeplatten 5 und der Stab 18 stellen demnach zusammen eine elektrische Leiterschleife dar. Ein durch diese Leiterschleife fließender Strom wird unterbrochen, sobald der Stab 18 vom Auflager 19 abhebt. Elektrische Leiter 24 und 25 sind mit den Tragbügeln 12 und einem Relais oder sonstigen Überwachungsgerät (nicht dargestellt) verbunden.

Die Massenträgheit der aus den Aufhängeplatten 5 und dem Stab 18 gebildeten Einheit ist so hoch, daß diese Einheit nicht in Schwingungen gerät, wenn Schwingungen geringer Energie von außen auf sie einwirken - der Stab 18 und die Aufhängeplatten 15 führen in diesem Fall also keine gemeinsamen Schwingungen aus. Die vorstehend genannten Schwingungen niedriger Energie sind Schwingungen mit einer geringen Amplitude und hohen Frequenz, beispielsweise Schwingungen in der Größenordnung von 1000 Hz. Gleichzeitig ist die träge Masse des aus den Aufhängeplatten 5 und dem Stab 18 gebildeten Verbundes

; so gewählt, daß hochenergetische Schwingungen dessen Trägheitswiderstand überwinden und ihn zu Schwingungen anregen. Derartig hochenergetische Schwingungen sind Schwingungen mit einer großen Amplitude und geringen Frequenz, beispielsweise Schwingungen unter 100 Hz.

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Wird demnach die Schwingungsfühleranordnung 1 Schwingungen unterhalb 100 Hz ausgesetzt, dann nimmt das aus den Aufhängeplatten 5 und dem Stab 18 gebildete Verbundpendel die Schwingungsenergie auf.Dies führt dazu, daß der Stab 18 nicht zu selbständigen Schwingungen angeregt wird. Die vorstehend genannte Elemente aufweisende elektrische Leiterschleife bleibt daher geschlossen, denn die Aufhängeplatten 5 und der Stab 18 schwingen gemeinsam, so daß der Stab 18 in Kontakt mit seinem Auflager 19 bleibt. Wirken jedoch auf die Schwingungsfühleranordnung 1 Schwingungen in der Größenordnung von 1000 Hz ein, dann bleiben zwar die Aufhängeplatten 5 stationär, sie übertragen jedoch die externen Schwingungen auf den Stab 18. Dieser beginnt zu schwin- ·.

gen und damit die elektrische Leiterschleife zu öffnen und zu schließen.

In Betriebsstellung ist die Schwingungsfühleranordnung an einer Struktur 4 befestigt, und die elektrischen Leiter 24 und 25 stellen eine elektrische Verbindung zu einem Steuer- oder überwachungsgerät her. Werden der Struktur 4 hochfrequente Schwingungen geringer Amplitude aufgeprägt, dann wird die Schwingungsenergie durch die Schwingungsfühleranordnung bis zum Stab 18 übertragen. Der Stab 18 beginnt zu schwingen, was zu einem Öffnen und Schließen der durch die Schwingungsfühleranordnung gebildeten Leiterschleife führt. Das durch dieses Öffnen und Schließen gebildete Signal wird zu dem Steueroder überwachungsgerät geführt, das seinerseits einen Alarm auslöst. Haben jedoch die auf die Struktur einwirkenden Schwingungen eine große Amplitude aber geringe Frequenz, dann kommt es zu einer gemeinsamen Schwingung der Aufhängeplatten 15 und des Stabes 18. Die Schwingung des aus den Aufhängeplatten 5 und dem Stab 18 gebildeten Verbundes verbraucht die auf die Struktur einwirkende Schwingungsenergie. Eine darüber

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hinausgehende Schwingung kann demnach auf den Stab 18 nicht übertragen werden.

Die in den Fig. 3 bis 9 dargestellte Schwingungsfühleranordnung 30 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Sie weist einen Schwingungsfühler 31 auf, der schwingend an einem Pendellager 32 aufgehängt ist. Der Schwingungsfühler 31 und das Pendellager 32 sind ähnlich den in den Fig. 1 und 2 dargestellten entsprechenden Teilen. Gleiche Teile werden in den anhand der Fig. 1 und 2 sowie 3 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Pendellager 32 mittels eines Montageteils 33 und eines Sockelteiles 34 an der Struktur 4 befestigt. Das Montageteil 33 sorgt für eine zusätzliche orthogoanle Schwenkachse für das Pendellager 32. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß der Schwingungsfühler 31 stets eine vorgegebene Stellung einnimmt - dies ist anhand der Fig. 9a bis 9d veranschaulicht -,und zwar unabhängig von der Orientierung der Schwingungsfühleranordnung 30 zur Struktur 4. Das Montageteil 33 wird nachstehend erläutert.

Der Schwingungsfühler 31 weist ein Paar elektrischleitender Stäbe 18 auf. Die Auflager 19 werden durch die Kanten von zwei Löchern 20 in jeder Aufhängeplatte 5 gebildet. Dies ergibt sich besonders deutlich aus Fig 4. Die Verwendung von Stäben 18 im Schwingungsfühler. 31 macht ihn weniger empfindlich gegen niedrigfrequente Schwingungen, da durch die Verwendung von zwei Stäben 18 das Trägheitsmoment des aus den Aufhängeplatten 5 und den Stäben 18 gebildeten Verbundes weiter erhöht wird.Gleichzeitig wird hierbei die Empfindlichkeit der Schwingungsfühleranordnung

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gegenüber hochfrequenten Schwingungen nicht wesentlich beeinflußt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die den Schwingungsfühler 31 aufweisende Leiterschleife nur dann unterbrochen, wenn üeide Stäbe 18 gleichzeitig von ihren Schneidenlagern 22 abgehoben sind.

Die Stäbe 18 bestehen aus vergoldetem Messing und weisen einen Mittelabschnitt 35 auf. Der Mittelabschnitt 35 hat einen vergrößerten Durchmesser und dient zur Erhöhung des Trägheitsmomentes des Stabes 18. Ferner weist jeder Stab 18 Abschnitte 36 auf, deren Durchmesser ebenfalls vergrößert ist. Die Abschnitte 36 befinden sich nahe den Aufhängeplatten 5 und verhindern ein Herausgleiten des Stabes 18 aus den Löchern 20. Der elektrische Kontakt zwischen jedem Stab 18 und dem zugehörigen Schneidenlager 22 wird durch einen abgeschrägten Abschnitt 37 am Ende jedes Stabes 1 8 erhöht. Die Schwingzapfen 7 sind in ähnlicher Weise abgeschrägt. Auch hierdurch wird der elektrische Kontakt zwischen dem Schneidenlager 9 und dem Schwingzapfen 7 verbessert.

Im Isolierstück 8 sind Löcher 38 vorgesehen, in welche die Schwingzapfen 7 eingesteckt sind.

Das Montageteil 33 weist ein Paar im wesentlichen L-förmiger Bügel 39 und 40 auf. Die Bügel 39 und 40 sind elektrisch -leitend, voneinander isoliert und auf einer Verbundwelle 41 gehaltert. Die Bügel 39 und 40 bestehen im wesentlichen aus vergoldetem Messing. Die Verbundgwelle 41 wird später noch beschrieben. In den Bügeln 39 und 40 sind Löcher 42 ausgeformt, welche Endabschnitte der Schwingzapfen 7 mit Preßsitz auf- · nehmen. Die aus den L-förmigen Bügeln 39, 40, den Schwingzapfen 7 und dem Isolierstück 8 gebildete Anordnung stellt die Halterung für das Pendellager 32 dar, wobei die beiden Bügel 39 und 40_gemeinsam ein U bilden.

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Die Verbundwelle 41 weist eine elektrisch leitende äußere Schwenkwelle 45 und eine elektrisch leitende innere Schwenkwelle 46 auf. Die innere Schwenkwelle ist koaxial zur äußeren Schwenkwelle 45 angeordnet.

Die Schwenkwellen 45 und 46 bestehen aus vergoldetem Messing. Sie sind über eine Isolierhülle 47 gegeneinander isoliert. Am Ende der inneren Schwenkwelle 4 6 ist eine durch Abschrägung erhaltene Lagerspur 48 vorgesehen, die in Dreheingriff mit dem Rand eines Loches 49 im L-förmigen Bügel 39 steht. Die äußere Schwenkwelle 45 weist eine ähnliche, ebenfalls durch Abschrägung erhaltene Lagerspur 50 auf, die in Dreheingriff mit dem Rand eines Loches 51 im Bügel 40 steht. Infolge der Abschrägung der Lagerspuren 48 und 50 wird der elektrische Kontakt zwischen den Schwenkwellen 45, 46 und den Bügeln 39, 40 verbessert. Ein Flansch 53 am Ende der inneren Schwenkwelle 46 und eine Beilagscheibe 54 halten den Bügel 39 an der Schwenkwelle 46. In ähnlicher Weise halten ein Flansch 55 und eine Beilagscheibe 56 den Bügel 40 an der Lagerspur 50. Die Beilagscheiben 54 und 56 sind voneinander durch einen Flansch 57 auf der Isolierhülle 4 7 getrennt. Ferner ist eine sich verjüngende Einführöffnung 59 vorgesehen, die in Richtung der Bohrung der äußeren Schwenkwelle 4 5 weist. Sie dient zur Erleichterung des Zusammenbaus der inneren Schwenkwelle welle 46 und der äußeren Schwenkwelle 45. Die innere Anlenkwelle 46 hat außerdem einen Abschnitt 60, der gegenüber dem restlichen Teil der Welle dünner ist und ebenfalls den Zusammenbau der beiden Schwenkwellen

45 und 46 vereinfacht. i

Die äußere .Schwenkwelle 4 5 ist mit einem Schraubengewinde 61 versehen, aas i_n eine entsprechende elektrische Schraubfassung 62 im Sockelteil 34 eingreift·

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Am Innenende der inneren Schwenkwelle 46 ist ein elektrischer Kontaktflansch 63 vorgesehen, der mit einem elektrischen Kontakt 64 in der elektrischen Schraubfassung 62 eingreift. Die durch die Schwingungsfühleranordnung 30 gebildete elektrische Leiterschleife kann daher über die elektrische Schraubfassung 62 und den elektrischen Kontakt 64 bequem mit einem Steuer- oder Überwachungsgerät verbunden werden. Vorstehend geschilderte Art der Verbindung ermöglicht es auch, die Schwingungsfühleranordnung 30 in einfacher Weise vom Sockelteil 3 4 zu lösen, und zwar einfach durch Herausschrauben der äußeren Schwenkwelle 45 aus der elektrischen Schraubfassung 62. Demgemäß kann die Schwingungsfühleranordnung 30 besonders bequem !ausgewechselt werden. Auch kann die Schwingungsfühleranordnung in Prüfgeräte mit einer entsprechenden Schraubfassung leicht eingeschraubt und dort überprüft werden.

Die Schwingungsfühleranordnung wird von einem im wesentlichen kugelförmigen Gehäuse, im folgenden Kug.elgehäuse 67 genannt, eingekapselt. Das Kugelgehäuse 67 besteht im wesentlichen aus zwei Halbkugeln 68 aus Kunststoff-Formteilen. Die HalbkugeJn 68 gehen in plattenartig ausgebildete Teile, im folgenden Plattenteile 6 9 genannt, über. Nach dem Zusammenbau der beiden Halbkugeln 68 wird zwischen den Plattenteilen 69 eine öffnung 70 freigelassen. Die Öffnung 70 greift mit einer Ringausnehmung 71 in der äußeren Schwenkwelle 45 ein. Die Plattenteile 69 bilden einen Deckel für den Sockelteil 34. Der Sockelteil 34 weist eine Grund- · platte 73 und eine hieran angeformte, vorstehende ■ zylindrische Wand 74 auf.

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Im Sockelteil 34 sind Leiteranschlußstücke 76 und 77 vorgesehen, die mit der Schraubfassung 6 2 bzw» dem inneren Kontaktflansch 64 verbunden sind. Die Leiteranschlußstücke 76 und 77 dienen zur Verbindung der Schwingungsfühleranordnung 30 mit (nicht dargestellten) elektrischen Leitern, die von einem Steuer- oder Überwachungsgerät (ebenfalls nicht dargestellt) ausgehen. Die Anordnung der Leiteranschlußstücke 76 und 77 ergibt sich beispielsweise aus Fig., 7. Ebenfalls in Fig. 7 ist eine Leiter-Einführöffnung 78 dargestellt, die in der Grundplatte 73 ausgeformt ist=, Ein magnetischer Reed Schalter 80 wird von einem einstückig am Sockelteil 34 angeformten Haltebügel 81 festgehalten (s. auch Fig.-4). Der Reed-Schalter 80 ist über Kontaktklemmen 82 mit dem Steuer- oder Überxvachungsgeräf verbindbar. Eine elektrisch leitende Verriegelungsschraube dient zur Positionierung des Plattenteils 69 im Sockelteil 34 (Fig. 4). Die Verriegelungsschraube 83 greift mit einer Schraubfassung 84 im Sockelteil 34 ein (Fig. 7). Hierdurch wird ein elektrischer Kontakt zwischen einem elektrischen Klemmenpaar 85 und 86 hergestellt. Diese Maßnahme dient dazu, daß bei einer Entfernung der Schwingungsfühleranordnung 30 vorn Sockelteil 34 die Verriegelungsschraube 83 aus der Schraubfassung 84 herausgeschraubt und damit die elektrische Leiterbahn zwischen dem Klemmenpaar 85 und 86 unterbrochen werden muß. Das Klemrnenpaar 85 und 86 kann mit dem Steuer- oder Überwachungsgerät verbunden werden, so daß eine Unterbrechung der Leiterbahn infolge eines Versuches, die Schwingungsfühieranorämmg 30 unwirksam zu machen, zu einem Alarm führt« In der · Grundplatte 73 sind Montagelöcher 87 vorgesehen, um das Sockelteil 34 bequem an der Struktur 4 befestigen zu können.

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Zum bestimmungsgemäßen Gebrauch der Schwingungsfühleranordnung 30 wird das Sockelteil 34 an der Struktur 4 befestigt. Die elektrischen Leiteranschlußstücke 76, 77, die Kontaktstücke 82 und das Klemmenpaar 85 und 86 werden mit dem Steuer- 'oder überwachungsgerät verbunden. Die Schwingungsfühleranordnung 30 wird dann mit dem Sockelteil 34 dadurch verbunden, daß die äußere Schwenkwelle 45 in die Schraubfassung 62 eingeschraubt wird. Im Anschluß hieran wird die Verriegelungsschraube 83 in die Schraubfassung 84 eingeschraubt. Da der Schwingungsfühler 31 pendelnd an den Schwingzapfen 7 aufgehängt ist, die Schwingzapfen 7 ihrerseits um die Achse der inneren und äußeren Schwenkwellen 45 und 46 schwenken können, stellt die sich insgesamt ergebende Aufhängung eine Kardanaufhängung dar. Demgemäß richtet sich der Schwingungsfühler 31 stets selbst in die richtige Betriebslage aus, so daß die Aufhängeplatten 5 die Stäbe T8 in einer betriebstähAgen Stellung haltern, was insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Wirken nun auf die Schwingungsfühleranordnung 30 Schwingungen großer Amplitude und geringer Frequenz ein, beispielsweise Schwingungen mit einer Frequenz im Bereich von 100 Hz, dann reicht die Energie dieser Schwingungen aus, das Trägheitsmoment des aus den Aufhängeplatten 5 und den Stäben 18 gebildeten Verbundes zu überwinden. Demgemäß beginnt in einem solchen Fall der Verbund

zu schwingen. Die Schwingungsenergie wird hierbei vom Verbund aufgenommen und nicht nur auf die Stäbe 18 übertragen. In einem solchen Fall schwingen demnach die Stäbe 18 nicht. Werden jedoch der ; Struktur 4 hochfrequente Schwingungen mit geringer Amplitude aufgeprägt, beispielsweise Schwingungen, die durch ein Meißeln oder Schneiden von Glas entstehen - beispielsweise wenn ein Einbrecher in ein Gebäude eindringen will - dann reicht die Energie derartiger

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Schwingungen nicht aus, das Trägheitsmoment des aus den Aufhängeplatten und Stäben gebildeten Verbundes zn überwinden ο Demgemäß bleiben in einem solchen Fall die Άαχ-hängeplatten 5 stationär, Die Schwirsgungsenergie v>ixd dann direkt über die Aufhängeplatten 5 auf die Stäbe 18 übertragen« Die Stäbe 18 beginnen dann zu schwingen» Die Schwingung der Stäbe 13 verursacht ein Öffnen und Schließen der durch die Schwingungsfühleranordnung 30 gebildeten Leiterschleife« Das öffnen und Schließ-en der Leiterschleife stellt ein Signal dar,. welches dem Steuer- oder Überwachungsgerät augeführt wird, das seinerseits einen Alarm auslöst=

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß solche Schwingungen der Struktur 4 dazu führen, daß die Stäbe IS von den Schneidenlagern 22 ablieben und hierdurch einen 7-ilarin auslösen, die durch einen Einbrecher hervorgerufen werden, der versucht in ein Gebäude einzudringen, Zufällige Schwingungen, die beispielsweise dadurch hervorgerufen werden., daß Vögel gegen ein Fenster oder dgl.

fliegen, führen nicht su einem Ansprechen des Schwingungsfühlers 31, weil die Aufhängeplatten 5 und die Stäbe 18 in einem solchen Fall zu gemeinsamen Schwingungen angeregt werden= Diese gemeinsame Schwingung verbraucht die Schwingungsenergie <. so daß es nicht zu einem Abheben der Stäbe 18 kornrat =

Ein besonderer Vorteil des dargestellten Äusführungsbeisp.iels, insbesondere von dessen Teil zur Montage des Schwingungsfühlers 30 an das Sockelteii 34, besteht darin, daß eine defekte Schwingungsfühleranordnung leicht und schnell auswechselbar ist.

Der dargestellte Montageteil 33 und das Pendellager 32 ermöglichen eine 360"-Schwenkung des Schwingungsfühlers 31 in zwei zueinander orthogonalen Ebenen. Der Schwin™ Institute for Industrial Research and Standards - 32 Pat 32/7-80E, GM 32/8-80E

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gungsfühler nimmt daher stets die richtige Ausrichtung ein, und zwar unabhängig vom Montagewinkel.der Schwingungsfühleranordnung 30 zur Struktur 4. Diese Verhältnisse sind besonders deutlich in den Fig. 9a bis 9d für einige typische Montagewinkeldargestellt.

In den Fig. 10a bis 10c und 11a bis 11h sind unterschiedliche Anordnungen von Stäben 18 und Löchern 20 in den Aufhängeplatten 5 dargestellt. Die dargestellten Ausführungsbeispiele stellen lediglich bevorzugte Formen dar, jedoch keineswegs eine vollständige Wiedergabe sämtlicher Möglichkeiten.

Der in den Fig. 12 und 13 dargestellte Schwingungsfühler 90 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Schwingungsfühler dar. Der Schwingungsfühler 90 kann gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen in der Schwingungsfühleranordnung aufgehängt werden. In den Figuren ist nur ein Teil der erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung dargestellt. Teile, die denen in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen gleichen, sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der dargestellte Schwingungsfühler 90 weist eine träge Masse auf, die durch eine elektrisch leitende Kugel 91 aus vergoldetem Messing realisiert ist. Die Kugel 91 stützt sich auf einem Paar elektrisch leitender, im Abstand angeordneter Auflagerteile 92 ab. Die Auflagerteile werden durch die unteren, nach innen gebogenen Abschnitte der Aufhängeplatten 5 gebildet. Ein Paar von nach oben stehenden Lagerfüßchen 93 ist auf jedem Auflagerteil 92 angeordnet. Die Lagerfüßchen 93 tragen die Kugel 91 Die Lagerfüßchen 93 haben Punktkontakt mit der Kugel 91. Hierdurch wird der elektrische Kontakt zwischen den Lagerfüßchen 93 und der Kugel 91 verbessert. Die Aufhängeplatten 5 weisen oberhalb der Kugel 91 nach innen gekröpfte Abschnitte 95 auf. Die nach innen

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gekröpften Abschnitte 95 verhindern, daß die Kugel 91 so stark von den Lagerfüßchen 93 abhebt, daß sie sich gegenüber diesen vollständig verschiebt und ggf. herausfällt.

Vorstehend genanntes Ausführungsbeispiel der Schwingungsfühleranordnung arbeitet ähnlich wie die vorangegangenen Ausführungsbeispiele. Das aus der Kugel 91 und den Aufhängeplatten 5 resultierende Trägheitsmoment ist so groß, daß niederfrequente Schwingungen mit großer Amplitude den aus der Kugel 91 und den Aufhängeplatten 5 gebildeten Verbund zu einer gemeinsamen Schwingung veranlassen. Eine hiervon unabhängige Schwingung der Kugel 91 findet in diesem Fall nicht statt. Auf der anderen Seite führt eine hochfrequente Schwingung mit geringer Amplitude nicht zu einer gemeinsamen Schwingung des aus der Kugel 91 und den Aufhängeplatten 5 bestehenden Verbundes. Demgemäß wird die Schwingungsenergie einer derartigen Schwingung über die Aufhängeplatten 5 direkt auf.die Kugel 91 übertragen. Die Kugel 91 gerät hierdurch in Schwingungen, die zu einem öffnen und Schließen der durch die Schwingungsfühleranordnung gebildeten Leiterschleife führen.

Die Fig. 14 und 15 zeigen einen Ausschnitt aus einem weiteren Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Schwingungsfühleranordnung. Das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung gleicht in vielen Punkten den bereits vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Auch hierbei sind wieder einander gleiche Teile mi^:t gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Ein als träge Masse

-.. vorgesehener Schwingungsfühler 96 weist ein elektrisch leitendes, kurzes Stabstück auf, das durch eine vergoldete Scheibe 97 aus Messing besteht. Die Messingscheibe 97 ist in Längsrichtung zwischen einem Rinnen-Institute for Industrial Research and Standards - 34 Pat 32/7-80E, GM 32/8-80E

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paar 98 gehaltert. Sie liegt hierbei auf den Kanten 99 der einzelnen Rinnen 98 auf. Die Rinnen 98 bestehen aus vergoldetem Messing und sind gegeneinander isoliert. Sie liegen auf einem Isolatorstück 100 auf. Das Isolatorstück 100 liegt auf nach innen gerichteten Abschnitten 101 der Aufhängeplatten 5 auf. Die Aufhängeplatten 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel an der Stelle 102 über einen Isolationss.treifen 103 miteinander verbunden. Elektrische Isolatorplatten 106 zu beiden Seiten des Rinnenpaares 98 halten die Scheibe 97 in Wirkstellung. Ein leichter elektrischer Leiter 104 verbindet die eine Rinne 98 mit einer Aufhängepla.tte 5. Die andere Rinne 98 ist mittels eines elektrischen Leiters 105 mit der anderen Aufhängeplatte 5 verbunden.

Durch diese Verbindung wird die elektrische Leiterschleife durch die Schwingungsfühleranordnung vervollständigt.

Auch der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Schwingungsfühleranordnung gleicht in vielen Punkten dem Betrieb der vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele. Wirkt eine hochfrequente Schwingung mit niedriger Amplitude auf die Schwingungsfühleranordnung ein, beginnt die Scheibe 97 zu schwingen. Sie hebt hierbei von den Kanten 99 der Rinnen 98 ab und öffnet damit die elektrische Leiterschleife. Wirken dagegen niederfrequente Schwingungen mit hoher Amplitude auf die Schwingungsfühleranordnung ein, dann kommt es zu einer gemeinsamen Schwingung des Schwingungsfühlers 96 und der Aufhängeplatten 5. Der so schwingende Verbund absorbiert die Schwingungsenergie, so daß weitere Schwingungen auf die Scheibe 97 nicht übertragen werden.

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Statt der dargestellten Schwingungsfühler können auch andere Schwingungsfühler in der erfindungsgemäßen Schwingungsfühleranordnung verwendet werden. Beispielsweise kann der aus der deutschen Patentschrift 28 28 202 bekannte Schwingungsfühler verwendet werden. Insbesondere kann auch ein Schwingungsfühler mit zwei elektrisch leitenden, relativ zueinander sich bewegenden Teilen verwendet werden.

Anstelle von Messing können auch andere Werkstoffe für die elektrisch leitenden Komponenten verwendet werden, beispielsweise Silber, Kupfer, Stahl und dgl. Auch die geschilderte Vergoldung der elektrisch leitenden Komponenten stellt lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dar.

Statt der Aufhängeplatten 5 können auch im Abstand angeordnete, L'-förmige Aufhängestangen verwendet werden, welche die träge Masse des Schwingungsfühlers auf ihren unteren Ästen haltern, "tatt der beiden Aufhängeglieder, irisbesondere der beiden Aufhängeplatten, kann auch nur ein einziges Aufhängeglied verwendet werden. In diesem Fall werden leichte elektrische Leiter mit den Aufhängeteilen bzw. Auflagern des Schwingungsfühlers verbunden, so' daß eine durch die Schwingungsfühleranordnung führende elektrische Leiterschleife entsteht.

Die Anordnung des elektrischen Reed-Schalters stellt lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Gleiches gilt für den Montageteil 33.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß sich die vorstehend beschriebene Schwingungsfühleranordnung in besonderem Maße für die Montage an einem Gebäude, einer Maschine oder einer sonstigen Struktur eignet. Erfin-

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dungsgemäß wurde ein Weg zur Lösung des bei Schwingungsfühleranordnungen verwendeten Sicherungs- oder Schutzanlagen auftretenden Problemes von Fehlalarmen aufgezeigt. Erfindungsgemäß besteht hierbei im wesentliehen die Schwingungsfühleranordnung aus einem Schwingungsfühler, der einen Teil einer elektrischen Leiterschleife darstellt und an einem Pendellager 3 aufgehängt ist. Das Pendellager 3 wird im wesentlichen durch zwei elektrisch· leitende Aufhängeplatten 5 gebildet. Der Schwingungsfühler 2 weist eine elektrisch leitende träge Masse 18 auf, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf Schneidenkanten 22 von in den Aufhängeplatten 5 gebildeten Lagerspuren 19 ruhen. Das aus dem Verbund von Schwingungsfühler 2 und Aufhängeplatten-5 resultierende Trägheitsmoment ist so groß, daß hochenergetische Schwingungen den aus den Aufhängeplatten 5 und dem Schwingungsfühler 2 gebildeten Verbund zu einer gemeinsamen Schwingung veranlassen. Schwingungen geringer Energie dagegen vermögen eine Schwingung des aus Aufhängeplatten 5 und Schwingungsfühler 2 gebildeten Verbundes nicht hervorzurufen. Demgemäß führen nur niederenergetische Schwingungen zu einem Abheben der Trägheitsmasse 18 von den Lagerspuren 19. Das Abheben der Trägheitsmasse 18 bewirkt ein Öffnen der elektrischen Leiterschleife. Die erfindungsgemäße Schwingungsfühleranordnung spricht demnach in besonderem Maße auf Schwingungen geringer Energie an.

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Claims (26)

1. GEYER, HAGEMANK Ä^: PARTNER ..^: J (J $ β ίρ QQ

   PATENTANWÄLTE

   M) ■ Postfach 400745 - 8000 München 40 -Telefon O8'J/3O4O7V -Telex 5-216136 hage d -Telegramm hageypaient ■ Ti-Ickopien-r

   Institute for Industrial München, den

   Research and Standards, ^ _{August 1980}

   Dublin, Republik Irland ~ m ι ■

   ' * vS/6/mx

   u.Z.: Pat 32/7-80E
   GM 32/8-80E

   ANSPRÜCHE

   1J Schwingungsfühleranordnung mit einem Schwingungsfühler, der von einem an einer zu überwachenden Struktur befestigbaren Lager gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager als pendelnd an der Struktur (4) befestigbares Pendellager (3; 32) ausgebildet ist, welches nur bestimmte Schwingungen der Struktur auf den Schwingungsfühler (2; 31; 90; 97) überträgt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) der Schwingungsfühler (2; 31; 90; 97) eine elektrisch-leitende Trägheitsmasse aufweist,

   b) das Pendellager (3; 32) ein Paar elektrisch leitender, im Abstand und elektrisch isoliert voneinander angeordnete Lagerungselemente aufweist,

   c) die Trägheitsmasse auf den Lagerungselementen gelagert ist und

   • d) mit diesen einen Teil einer elektrischen Leiterschleife bildet, die bei einem Abheben der Trägheitsmasse von wenigstens einem Lagerungselement infolge von auf diese übertragene Schwingungen elektrisch unterbrochen wird.

   ^:-.^:: '■.: 303OiQO
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) das Pendellager (3; 32) ein Paar elektrisch leitende Aufhängeelemente aufweist,

   b) die Aufhängeelemente im Abstand und elektrisch voneinander isoliert an einem Paar ebenfalls elektrisch leitender und voneinander elektrisch isolierter Schwingungs-Zapfen (7) aufgehängt sind,

   c) die Schwingungs- Zapfen (7)' eine gemeinsame Achse haben TO und an der Struktur (4) befestigbar sind und

   d) die Aufhängeelemente und die Sc'hwingungs-Zapfen (7) Bestandteil der durch den Schwingungsfühler (2; 31; 90; 96) führenden Leiterschleife sind.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungs-Zapfen (7)

   a) einen kreisförmigen Querschnitt haben,

   b) über einen in der Mitte zwischen ihnen angeordneten elektrischen Isolator miteinander verbunden sind und

   c) Endabschnitte aufweisen, die für einen Pendeleingriff in in den Aufhängeelementen vorgesehenen Löchern (10) ausgebildet sind.
5. 5. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche

   2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse wenigstens ein elektrisch leitender Stab (18) ist und jeweils ein Lagerungselement in jeweils einem Aufhängeelement angeordnet ist.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, : - daß

   a) die Aufhängeelemente Aufhänge-Platten (5) sind,

   b) jedes Lagerungselement Teil einer durch ein Loch (20) in der Aufhänge-Platte (5) gebildeten Lagerspur (19) ist und

   c) das Loch (20) so groß ist, daß der Stab (18) von

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   der Lagerspur (19) abheben kann.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Lagerspur (19) eineAusnehmung (21) vorgesehen ist, die gemeinsam mit der Lagerspur (19) ein Paar Schneidenlager (22) zur Lagerung des Stabes (18) bildet.
8. 8. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche

   5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägheitsmasse zwei Stäbe (18) vorgesehen sind und jeder Stab (18) auf einem für ihn eigens vorgesehenen Paar Lagerungselemente gelagert ist.
9. 9. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche

   5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stab (-18) einen symmetrischen Querschnitt aufweist.
10. 10. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Lagerungselementen gelagerten Abschnitte des Stabes (18) eine abgeschrägte Oberfläche (37) haben.
11. 11. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden an die Lagerungselemente angrenzenden und sich zwischen diesen befindenden Abschnitte des Stabes (18) eine größere Querschnittsfläche haben als die auf den Lagerungselementen gelagerten Stababschnitte.
12. 12. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (35) des Stabes (18) eine größere Querschnittsfläche als die an den Mittelabschnitt (35) angrenzenden Stababschnitte hat.

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    Io ίο too
13. 13. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (18) einen kreisförmigen Querschnitt hat.
14. 14. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (18) einen polygonförmigen Querschnitt hat.
15. 15. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche

    2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse eine elektrisch leitende Kugel (91) ist und die Lagerungselemente in den Aufhängelementen vorgesehen sind.
16. 16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängeelemente Aufhänge-Platten (5) sind und jeweils ein Lagerungselement ein von jeweils einer Aufhänge-Platte (5) nach innen, in Richtung des anderen Lagerungselementes vorstehender Lagerabschnitt · (92) ist.
17. 17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerabschnitt (92) ein Paar nach oben vorstehender, punktförmig an der Kugel (91) endender Lagerfüßchen (93) aufweist.
18. 18. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Kugel (91) eine Barriere (95) zur Verhinderung einer übermäßigen Aufwärtsbewegung der Kugel (91) angeordnet ist.
19. 19. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche

    2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse ein elektrisch leitendes, stabförmiges Klötzchen ist, das in seiner Längsrichtung auf den Lagerungselementen gelagert ist.

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    ioiokoo
20. 20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Klötzchens parallel zur Achse der Schwingungs-Zapfen (7) ausgerichtet ist.
21. 21. Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß

    a) die Aufhängeelemente Aufhänge-Platten (5) sind,

    b) die Aufhänge-Platten (5) an ihren unteren Enden mittels eines elektrischen Isolators (100, 103) miteinander verbunden sind,

    c) die Lagerungselemente auf dem Isolator' (100, 103) ruhen und

    d) jeweils ein Lagerungselement mit jeweils einer Aufhänge-Platte (5) elektrisch verbunden ist.
22. 22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß

    a) die Lagerungselemente die unteren Kanten eines Paares von rinnenförmigen Lagerelementen (98) sind, die im Abstand, einander gegenüberliegend und hierbei zu einem Gebilde mit kastenförmigem Querschnitt angeordnet sind,

    b) das stabförmige Klötzchen die Form einer Scheibe (97) hat und

    c) die Scheibe (97) innerhalb des Paares der rinnenförmigen Lagerelemente (98) durch elektrisch isolierende, an den offenen Enden des Lagerelementenpaares angeordnete Platten (106) gehalten wird.
23. 23. Anordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Pendellagers (3; 32) an der Struktur (4) ein schwenkbares Montageteil (33) vorgesehen ist und die Schwenkachse des Montageteils (33) im wesentlichen orthogonal zur Pendelachse des Pendellagers (3; 32) ausgerichtet ist.

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    -β-
24. 24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß im Montageteil (33)

    a) eine Verbundwelle (41) mit einem Paar elektrischleitender, koaxial zueinander und elekrtisch isoliert voneinander angeordneter Schwenkwellen (45, 46) vorgesehen ist,

    b) das eine Ende der Verbundwelle (41) zur Befestigung an der Struktur (4) ausgebildet ist,

    c) am anderen Ende der Verbundwelle (41) ein Paar elektrisch-leitender, voneinander elektrisch isolierter und im wesentlichen L-förmiger Bügel (39, 40) schwenkbar angeordnet ist, wobei die Bügel (39, 40) gemeinsam eine U-förmige Halterung bilden,

    d) der eine Bügel (40) um die äußere Schwenkwelle (45) und der andere Bügel (39) um die innere Schwenkwelle (46) schwenkbar angeordnet ist,

    e) die freien Schenkel der Bügel (39, 40) zueinander und zur Achse der Verbundwelle (41) im wesentlichen parallel ausgerichtet sind und hierbei von der Verbundwelle (41) wegweisen und

    f) die Schwingungs-Zapfen (7) von den freien Schenkelenden der durch die Bügel (39, 40) gebildeten ü-förmigen Halterung nach innen vorstehen.
25. 25. Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß

    a) die äußere Schwenkwelle (45) ein Gewinde für einen Eingriff mit einer Schraubfassung (62) aufweist, b) die Schraubfassung (62) elektrisch leitend und

    in einem mit der Struktur (4). unmittelbar verbindbaren Sockelteil (34) angeordnet ist und c) in der Schraubfassung (62) ein gesonderter elektrischer Kontakt (64) zur leitenden Verbindung mit der inneren Schwenkwelle (46) vorgesehen ist.

    Institute for Industrial Research and Standards - 7 Pat 32/7-80E, GM 32/8-80E

    130026/0331

    030600
26. 26. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungs-Zapfen (7) abgeschrägte Oberflächenbereiche zur Verbesserung des elektrischen Kontaktes mit den Lagerungselementen aufweisen.

    Institute for Industrial Research and Standards - 8 Pat 32/7-80E, GM 32/8-80E

    130026/0331