Signalgerät

Abstract

 Es wird ein Signalgerät, insbesondere zur Anzeige von Betriebszuständen von Maschinen und Anlagen mit wenigstens zwei verschiedenen Signalgeneratoren für wenigstens zwei unterschiedliche Signale vorgeschlagen, wobei wenigstens ein Signalgenerator über eine Steuereinheit elektrisch bzw. elektronisch ansteuerbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Signalgerät soll die Signalfunktion auch bei Störfaktoren aus der Umgebung, wie Umgebungslicht oder Umgebungslärm gewährleistet bleiben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass wenigstens ein Umgebungssensor (6) zur Erfassung einer die Wahrnehmung des Signals beeinträchtigenden Störgröße aus der Umgebung des Signalgeräts (1) vorhanden ist und eine Steuereinheit (3) für eine störgrößenabhängige Signalsteuerung ausgebildet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Signalgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Signalgeräte, insbesondere zur Anzeige von Betriebszuständen in Maschinen und Anlagen mit wenigstens zwei verschiedenen Signalgeneratoren für wenigstens zwei unterschiedliche Signale, sind bereits handelsüblich. So ist beispielsweise eine sogenannte Signalsäule zum modularen Aufbau mit der Druckschrift EP 0 755 494 B1 bekannt geworden, bei der verschiedenartige Segmente zu einer Signalleuchte mit Sockel und Deckel kombinierbar sind. Weiterhin sind in derartigen Signalgeräten auch akustische Signalgeneratoren, wie beispielsweise Piezo-Summer oder dergleichen, zu finden.

[0003] Derartige Signalgeräte werden u.a. dazu verwendet, um bei Maschinen und Anlagen die Betriebszustände oder Defekte bestimmten Bedienpersonen anzuzeigen und gegebenenfalls Warnsignale zu erzeugen.

[0004] Insbesondere bei einem Einsatz an Maschinen und Anlagen besteht hierbei häufig die Gefahr, dass die Signalfunktion durch Umgebungsgeräusche oder Umgebungslicht beeinträchtigt wird.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Signalgerät vorzuschlagen, bei der die Signalfunktion auch bei Störfaktoren aus der Umgebung, wie Umgebungslicht oder Umgebungslärm gewährleistet bleibt.

[0006] Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Signalgerät der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Dementsprechend zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Signalgerät dadurch aus, dass wenigstens ein Umgebungssensor zur Erfassung einer die Wahrnehmung des Signals beeinträchtigenden Störgröße aus der Umgebung des Signalgeräts vorhanden ist und eine Steuereinheit für eine störgrößenabhängige Signalsteuerung vorgesehen wird.

[0008] Auf diese Weise ist es möglich, das Signal selbsttätig an die entsprechenden Störgrößen aus der Umgebung so anzupassen, dass es stets deutlich wahrnehmbar ist.

[0009] In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird hierbei die Steuereinheit so ausgebildet, dass die Signalgebung und die Sensorabfrage intermittierend stattfinden. Durch eine solche intermittierende Abfolge wird sichergestellt, dass der Umgebungssensor die entsprechende Störgröße aus der Umgebung unabhängig von dem funktionsgemäßen Signal des Signalgeräts erfasst.

[0010] Denkbar wäre jedoch auch die gleichzeitige Störgrößenerfassung über den Sensor und Signalerzeugung über das Signalgerät bzw. einen Signalgenerator des Signalgeräts, wobei entsprechende Maßnahmen zur Erkennung bzw. Trennung der Störgröße von dem über den Signalgenerator erzeugten Signal vorzusehen sind. Derartige Maßnahmen können beispielsweise einen Filter oder dergleichen beinhalten.

[0011] Die o.a. intermittierende Vorgehensweise stellt jedoch eine besonders leicht realisierbare und daher bevorzugte Ausführungsform für eine umgebungsabhängige Signalerzeugung dar.

[0012] In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Sensorfunktion sowie die Funktion des Signalgenerators von der gleichen Baueinheit wahrgenommen. Es ist beispielsweise möglich, mit einem sogenannten bidirektionalen Schallwandler einerseits aus einem elektrischen Signal ein Signalgeräusch zu erzeugen und zum anderen aus Schallwellen, die auf den Schallwandler treffen, elektrische Signale zu bilden, die elektronisch auswertbar sind. Eine entsprechende Bauart ist auch mit optischen Bauelementen denkbar. So kann beispielsweise mit einer oder mehreren LED einerseits ein Signallicht erzeugt und andererseits aus eintreffendem Licht ein Spannungs- bzw. Stromsignal gewonnen werden, durch das eine LED als auch Sensorelement verwendbar ist.

[0013] In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein visueller Signalgenerator z.B. eine oder mehrere LED sowie ein entsprechender Fotosensor zur Erfassung von Umgebungslicht vorgesehen. In diesem Fall bildet das erfindungsgemäße Signalgerät ein Leuchtsignal, wie es beispielsweise anhand der eingangs beschriebenen Leuchtsäulen bekannt ist.

[0014] Ein erfindungsgemäßes Signalgerät lässt sich jedoch in gleicher Weise auch in Form eines akustischen Signalgebers mit einem Schallgenerator sowie einem Schallsensor als Umgebungssensor realisieren. Auch Schallsignale können erfindungsgemäß an die entsprechende Störgröße des Umgebungsschalls angepasst werden.

[0015] In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein intensitätsempfindlicher Umgebungssensor vorgesehen. Ein solcher Sensor erfasst die Helligkeit bzw. die Lautstärke in der entsprechenden Umgebung und ist dafür geeignet, die Intensität des entsprechenden Signals, d.h. die Lautstärke oder die Helligkeit so an die Umgebung anzupassen, dass das Signal ausreichend wahrnehmbar ist.

[0016] Eine andere Ausführungsform sieht einen Sensor vor, der auf eine andere Eigenschaft der Störgröße, beispielsweise die Frequenz oder die Richtung, empfindlich ist. Hierdurch ist es zum Beispiel möglich, die Frequenz des Signals, d.h. beispielsweise die Farbe eines Leuchtmittels oder den Klang bzw. die Tonhöhe eines Schallgenerators, an die entsprechende Störgröße der Umgebung anzupassen.

[0017] Auch die Kombination der vorgenannten Ausführungsbeispiele, d.h. die Erfassung und Steuerung bzw. Regelung verschiedener Parameter der Störungen aus der Umgebung, beispielsweise Intensität, Frequenz und/oder Richtung, ist im Rahmen der Erfindung in einem Signalgerät denkbar.

[0018] In einer Weiterbildung der Erfindung werden zwei oder mehrere steuerbare Signalgeneratoren vorgesehen. Dies können beispielsweise zwei verschiedenfarbige Leuchtmittel oder aber auch zwei Schallquellen unterschiedlicher Tonhöhe sein. Auch die Kombination einer Schallquelle mit einem Leuchtmittel kommt für diese Ausführungsform in Frage.

[0019] Bevorzugt werden in diesem Fall auch zwei oder mehrere Sensoren vorgesehen, um die Störungen der Umgebungen, angepasst den jeweiligen Signalgenerator zu erfassen. So ist es beispielsweise von Vorteil, wenn für ein rotes Leuchtmittel auch ein Sensor vorgesehen wird, der zumindest in diesem Frequenzbereich empfindlich ist. Ebenso ist beispielsweise bei einem Schallgenerator in einem bestimmten Frequenzbereich die Kombination mit einem entsprechenden Sensor sinnvoll.

[0020] In einer Weiterbildung der Erfindung wird weiterhin wenigstens ein Signalsensor zur Erfassung eines von dem bzw. den Signalgeneratoren erzeugten Signals vorgesehen. Auf diese Weise ist eine Rückkopplung in die Steuereinheit möglich, so dass letztlich eine Regelung des Signals, beispielsweise im Hinblick auf Intensität oder Frequenz, möglich ist, die einen ausreichenden Kontrast zu Störgrößen der Umgebung sicherstellt. So kann beispielsweise ein bestimmter Intensitätsunterschied zwischen Störgröße und Signal geregelt eingestellt werden. Die hierzu erforderliche Regeleinheit wird separat oder als Baueinheit mit der Steuereinheit ausgeführt.

[0021] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.

[0022] Im Einzelnen zeigen

Figur 1

ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Signalgeräts mit Leuchtmitteln und

Figur 2

ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Signalgeräts mit Schallquelle.

[0023] Das Signalgerät 1 gemäß Figur 1 umfasst ein Netzteil 2 zur Bereitstellung der Stromversorgung, eine Steuereinheit 3 sowie einen Impulsgenerator 4. An dem Impulsgenerator 4 sind Leuchtdioden 5 angeschlossen. Vorliegend sind beispielsweise vier Leuchtdioden vorhanden.

[0024] Der Impulsgenerator 4 ist sowohl mit dem Netzteil 2 als auch mit der Steuereinheit 3 verbunden. Er erhält über das Netzteil 2 seine Versorgungsspannung und wird über die Steuereinheit 3 gesteuert.

[0025] Ein Fotosensor 6 ist mit einer Schaltstufe 7 verbunden, die einen Schalter, vorliegend in Form des Transistors 8, umfasst. Vorliegend wird der Transistor 8 über die Leitung 9 mittels dem Impulsgenerator 4 geschaltet, der wiederum über die Steuereinheit 3 gesteuert wird. Der Transistor 8 könnte jedoch ohne weiteres auch unmittelbar von der Steuereinheit 3 geschaltet werden.

[0026] Eine Kapazität 10 befindet sich ebenfalls im Stromkreis des Fotosensors 6. Die Kapazität glättet das Sensorsignal des Fotosensors 6 und verhindert u.a. einen unerwünschten Gleichstromanteil in diesem Stromkreis.

[0027] Eine Verstärkungseinheit 11 verstärkt mit Hilfe eines Verstärkers 12 das Sensorsignal des Fotosensors 6. Der Ausgang 13 des Verstärkers 12 wird auf den negativen Eingang eines ersten Komparators 14 sowie auf den positiven Eingang eines zweiten Komparators 15 geschaltet. Eine Referenzspannung 16 definiert mit Hilfe einer Serienschaltung von drei Widerständen 17, 18, 19 zwei unterschiedliche Potentiale 20, 21, die auf den jeweils noch nicht durch den Sensor belegten Eingang der Komparatoren 14, 15 gelegt sind.

[0028] Die beiden Komparatoren 14, 15 liefern auf diese Weise jeweils bei Überschreiten eines über die Potentiale 20, 21 definierten Schwellwert ein Signal über die Signalleitungen 22, 23 an die Steuereinheit 3.

[0029] Ein Gerät mit einer Schaltung gemäß Figur 1 ist in der Lage, eine Leistungssteuerung der LED 5 vorzunehmen, die abhängig ist von der Helligkeit bzw. Intensität des Umgebungslichtes. Das Umgebungslicht wird über den Fotosensor 6 erfasst sowie über die Verstärkereinheit und die Komparatoren 14, 15 ausgewertet. In diesem Fall kann die Leistungsregelung in drei Stufen erfolgen.

[0030] Ohne Sensorsignal von den Komparatoren 14, 15 wird die LED 5 mit normaler Standardleistung betrieben. Bei Überschreiten eines Schwellwertes liefert der Komparator 15 ein Signal, wodurch in einer ersten Stufe die Leistung über die Steuereinheit 3 und den Impulsgenerator 4 erhöht wird. Nach Überschreiten eines zweiten Schwellwertes mit entsprechendem Signal über den Komparator 14 kann die Steuereinheit 3 mittels des Impulsgenerators 4 die LED 5 in einer weiteren höheren Leistungsstufe betreiben.

[0031] Die der Schaltstufe 7 nachgeordneten elektronischen Bauelemente können durch Schalten über den Transistor 8 von dem Umgebungssensor 6 abgeschaltet werden. Dies ist insbesondere bei einer Ausführung von Vorteil, bei der der Umgebungssensor 6 im Einflussbereich der Signalgeneratoren, d.h. vorliegend der Leuchtdioden 5, liegt. In diesem Fall kann ein intermittierender Betrieb stattfinden, d.h. die Verstärkereinheit 11 sowie die Nachfolgeelektronik wird nur bei ausgeschalteter LED 5 mittels dem Transistor 8 eingeschaltet. Auf diese Weise wird unabhängig von der Emission der Leuchtdioden 5 das Umgebungslicht erfasst und ausgewertet.

[0032] Weiterhin wird über das Ausschalten mittels des Transistors 8 die Verstärkereinheit 11 vor einem zu starken Eingangssignal geschützt, wenn der Umgebungssensor 6 von der LED 5 beleuchtet wird.

[0033] Das Gerät gemäß Figur 1 stellt eine besonders einfache Variante dar, in der frequenzunabhängig die Intensität des Umgebungslichtes erfasst und abhängig von Schwellwerten die Leuchtintensität der LED in drei Leistungsstufen angesteuert wird. Grundsätzlich ist mit entsprechend aufwändiger Elektronik auch eine kontinuierliche Steuerung möglich. Eine solche Steuerung kann auch andere Parameter berücksichtigen, wie beispielsweise die Frequenz des Umgebungslichtes, die Tageszeit, usw.. Weiterhin sind auch mehrere Umgebungssensoren 6 zur Erfassung und Auswertung verschiedener Störgrößen oder verschiedener Eigenschaften von Störgrößen denkbar.

[0034] Das Gerät gemäß Figur 2 entspricht im Wesentlichen dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, wobei nunmehr anstelle der LED 5 und des Fotosensors 6 ein bidirektionaler, elektroakustischer Schallwandler 24 vorgesehen ist. Dieser Schallwandler 24 dient einerseits als Signal- bzw. Schallgenerator, um das gewünschte Signal bei entsprechender Ansteuerung über die Steuereinheit 3 und den Impulsgenerator 4 zu erzeugen. Der Schallwandler 24 ist hierzu über die Leitungen 25, 26 an den Impulsgenerator 4 angeschlossen.

[0035] Vorliegend wird andererseits auch der Umstand genutzt, dass der Schallwandler 24 bidirektional arbeitet, d.h. beim Auftreffen von Schallwellen ist der Schallwandler 24 in der Lage, ein Ausgangssignal auf den Leitungen 25, 26 zu erzeugen, das über die Sensorleitungen 27, 28 abgegriffen und wie im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ausgewertet wird. Somit dient der Schallwandler 24 zugleich als Schallgenerator und Schallsensor. Dies ist im intermittierenden Betrieb möglich, da einerseits bei Schallerzeugung die Sensorelektronik über den Transistor 8 abgeschaltet ist und andererseits der Schallwandler 24 ohne Ansteuerung über den Impulsgenerator 4 als Sensor zur Verfügung steht. Die Leitungen 25, 26 werden hierzu vorzugsweise in der Phase ohne Schallerzeugung hochohmig abgeschlossen.

[0036] Die Ausführungsform gemäß Figur 2 kann auch als optisches Signalgerät ausgestaltet werden. Anstelle des bidirektionalen Schallwandlers 24 werden hierbei ein oder mehrere bidirektionale optische Elemente, beispielsweise eine oder mehrere LED eingesetzt. Wie bereits eingangs angegeben, sind LED nicht nur in der Lage, bei entsprechender Bestromung Licht abzustrahlen, sondern es kann bei einfallendem Licht mittels LED auch ein Strom- bzw. Spannungssignal gewonnen werden. Eine LED ist demnach zugleich als Signalgenerator und als Sensor verwendbar.

[0037] Die dargestellten Ausführungsformen beschreiben nur beispielhaft vergleichsweise einfache Verwirklichungen der Erfindung. Auch bei einem akustischen Signalgerät gemäß Figur 2 ist die Verwendung mehrerer Schallerzeuger und mehrerer Sensoren ebenso möglich, wie die Auswertung unterschiedlicher Eigenschaften bzw. Parameter des Umgebungsschalls, beispielsweise neben der Intensität auch die Frequenz oder die Richtung, aus der die Umgebungsgeräusche kommen.

[0038] Bei einer richtungsabhängigen Auswertung kann beispielsweise gesteuert von verschiedenen Schallwandlern auch ein entsprechend unterschiedlicher Schall in unterschiedliche Richtungen abgestrahlt werden.

[0039] Wesentlich bei der Erfindung ist eine Berücksichtigung von Störungen aus der Umgebung bei der Erzeugung des entsprechenden Signals. Auch Kombinationen von akustischen und visuellen Signalerzeugern mit entsprechender Ansteuerung sind im Rahmen der Erfindung denkbar.

Bezugszeichenliste:

[0040] 

1

Signalgerät

2

Netzteil

3

Steuereinheit

4

Impulsgenerator

5

Leuchtdioden

6

Fotosensor

7

Schaltstufe

8

Transistor

9

Leitung

10

Kapazität

11

Verstärkungseinheit

12

Verstärker

13

Ausgang

14

Komparator

15

Komparator

16

Referenzspannung

17

Widerstand

18

Widerstand

19

Widerstand

20

Potential

21

Potential

22

Signalleitung

23

Signalleitung

24

Schallwandler

25

Leitung

26

Leitung

27

Sensorleitung

28

Sensorleitung

Ansprüche

1. Signalgerät, insbesondere zur Anzeige von Betriebszuständen von Maschinen und Anlagen mit wenigstens zwei verschiedenen Signalgeneratoren für wenigstens zwei unterschiedliche Signale, wobei wenigstens ein Signalgenerator über eine Steuereinheit elektrisch bzw. elektronisch ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Umgebungssensor (6) zur Erfassung einer die Wahrnehmung des Signals beeinträchtigenden Störgröße aus der Umgebung des Signalsgeräts (1) vorhanden ist und die Steuereinheit (3) für eine störgrößenabhängige Signalsteuerung ausgebildet ist.

2. Signalgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein intermittierender Betrieb der Signalerzeugung und der Signalerfassung vorgesehen ist.

3. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gleiche Bauelement (24) zur Signalerzeugung und zur Signalerfassung vorgesehen ist.

4. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein visueller Signalgenerator (5) und ein visueller Umgebungssensor (6) zur Erfassung von Umgebungslicht vorgesehen ist.

5. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein akustischer Signalgenerator (24) und ein akustischer Sensor (24) für die Erfassung von Umgebungsschall vorgesehen ist.

6. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungssensor (6, 24) intensitätsempfindlich ist.

7. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungssensor (6, 24) frequenzabhängig und/oder richtungsabhängig ist.

8. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung der Intensität des Signalgenerators (5, 24) vorgesehen ist.

9. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung der Frequenz des Signalgenerators (5, 24) vorgesehen ist.

10. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere steuerbare Signalgeneratoren vorgesehen sind.

11. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Umgebungssensoren zur Erfassung und Auswertung unterschiedlicher Störgrößen vorhanden sind.

12. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Signalsensor zur Erfassung von Signaleigenschaften wie der Intensität, der Frequenz, der Richtung usw. des vom Signalgenerators erzeugten Signals vorhanden ist.

13. Signalgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung des vom Signalgenerator erzeugten Signals unter Berücksichtigung der Auswertung der vom Signalsensor sowie vom Umgebungssensor erfassten Messwerte vorgesehen ist.

Zeichnung