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Hintergrund der Erfindung
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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Signalhörner für Fahrzeuge
und insbesondere eine elektronische Signalhornscheibe, die keinen Kontaktpunkt
aufweist und ein kontaktloses Signalhorn mit einem fotoelektrischen
Unterbrecher.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Im
allgemeinen sind Signalhörner
Warnvorrichtungen, die ein Warnsignal erzeugen, wenn sich ein Fahrzeug
bewegt, und sie werden in Signalhörner des Scheibentyps und solche
des Gehäusetyps
aufgeteilt, und zwar gemäß dem Resonanzverfahren, sowie
in elektrische Kontaktsignalhörner
und elektronische Signalhörner
gemäß der Betriebsart.
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Wie
in 1A dargestellt, fließt in einem elektrischen Signalhorn
des Scheibentyps dann, wenn ein Signalhorn-Schalter 140 geschlossen
wird, Strom durch beide Enden des Schalters und fließt dann
zurück
zu den Klemmen eines Akkus 105, nachdem er über den
Kontaktpunkt 131 eines Ständers und den Kontaktpunkt
einer Feder 132 durch eine Spule gelaufen ist. In diesem
Fall wird, sobald der Strom fließt, ein Eisenkern 120,
um den die Spule gewickelt ist, magnetisiert, um wie ein Elektromagnet zu
arbeiten und einen Anker 113 anzuziehen. Der Anker 113 drückt auf
die Feder, während
er gegen den Eisenkern 120 gezogen wird. Während die
Feder leitend wird, indem sie mit dem Kontakt in Berührung tritt,
wird der Ständer
von dem Anker abwärts
gedrückt,
so daß der
Strom nicht länger
fließen
kann. Wenn der Strom nicht länger
fließen
kann, verliert der Eisenkern 120 seine elektromagnetische
Kraft und somit kehrt der Anker 113 in seine Ausgangsstellung durch
die elastische Kraft 112 zurück, die mit dem Anker 113 gekoppelt
ist. Sobald der Anker 113 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt,
kommt die Feder, die von dem Anker 113 gedrückt wird,
mit dem Ständer
wieder in Berührung,
und zwar aufgrund ihrer eigenen elastischen Kraft, und somit fließt durch
den Eisenkern 120 Strom. Wenn der Strom durch den Eisenkern 120 fließt, wirkt
der Eisenkern 120 wie ein Elektromagnet, und der Anker 113 wird
wieder angezogen. Durch Wiederholen der obigen Vorgänge erzeugt
das Signalhorn einen Warnton.
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In
diesem Fall wird die Schwingungsfrequenz des Signalhorns durch die
Zeit bestimmt, die für
die Hin- und Herbewegung des Ankers 113 erforderlich ist
und die der federnden Kraft der Membran 112 zuordbar ist,
welche mit dem Anker gekoppelt ist.
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Das
oben beschriebene Kontaktscheiben-Signalhorn ist so gestaltet, daß die Membran 112 und ein
Resonator 111 koaxial mit dem Anker 113 fixiert sind,
so daß der
von der Membran 112 erzeugte Ton durch den Resonator 111 mit
Hilfe der Resonanz verstärkt
wird. Ein derartiges Kontaktscheiben-Signalhorn erfordert eine Konstruktion
zur Steuerung des durch die Spule fließenden Stroms, so daß aufgrund ihres
internen Aufbaus eine magnetische Kraft erzeugt wird. Dieser Aufbau
kennzeichnet sich dadurch, daß dann,
wenn ein großer
Strom, der in der Lage ist, die Spule zu magnetisieren, durch Kontaktpunkte
gesteuert wird, die an dem Ständer
und der Feder angebracht sind, ein großer Funken an den Kontaktpunkten
auftritt, sobald der Ständer
mit der Feder in Berührung
kommt und danach von der Feder getrennt wird. Auf diese Weise beinhaltet
ein Schaltverfahren unter Verwendung von Kontaktpunkten Nachteile,
die darin bestehen, daß die
Kontaktpunkte beschädigt
werden, verursacht durch einen Funken, wobei der Grad der Beschädigung der
Kontaktpunkte proportional zu der Betriebszahl des Signalhorns ernsthafter
Natur ist, wodurch sich die Lebensdauer des Signalhorns verkürzt. Ein
weiterer Nachteil besteht darin, daß der beim Schalten auftretende
Funke die Ursache für
Radiostörungen
und elektromagnetische Interferenz(EMI)-Störungen sein kann, die bewirken
können,
daß andere
elektronische Systeme fehlerhaft arbeiten.
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Darüber hinaus
kann aufgrund der Tatsache, daß sich
die Temperatur der Kontaktpunkte wegen der Funken erhöht, Verschleiß auftreten,
und die Oxidation der Kontaktpunkte wird beschleunigt, so daß die Leitfähigkeit
der Kontaktpunkte abnimmt, wodurch wiederum ein Leitungsversagen
eintritt.
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Als
Verfahren zur Verbesserung eines solchen Leitungsversagens wurde
ein Nichtkontaktscheiben-Signalhorn entwickelt, bei dem ein elektrischer
Kontaktpunkt von einem vorhandenen elektrischen Signalhorn des Scheibentyps
entfernt.
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Darüber hinaus
wurde ein Plan vorgeschlagen, der keinen Kontaktpunkt verwendet,
sowie ein elektronisches Signalhorn, das einen frequenzgesteuerten(Impuls)-Schaltkreis verwendet,
wie in 1B gezeigt. Dieses elektronische
Signalhorn ist jedoch insofern nachteilig, als es eine relativ große Anzahl
elektronischer Teile erfordert sowie teure integrierte Schaltkreise
(ICs), beispielsweise eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) oder
dergleichen, die benötigt
wird, um Impulse zu erzeugen, wodurch sich die Kosten erhöhen. Darüber hinaus
ist ein derartiges elektronisches Signalhorn insofern nachteilig,
als es normalerweise so betrieben werden kann, wenn eine Frequenz,
die sich für
die Rückstellkraft
einer Membran eignet, erzeugt wird, wobei jedoch dann, wenn das
elektronische Signalhorn einer Umgebung ausgesetzt wird, in der
hohe Temperaturen herrschen, beispielsweise in der Nachbarschaft
des Motors eines Fahrzeugs, die kennzeichnenden Werte der entsprechenden
elektronischen Teile (Kondensator, Widerstand, Kristall-Oszillator,
usw.), die die Frequenz steuern, aufgrund der Temperaturschwankungs-Eigenschaften der
elektronischen Teile variieren, wodurch die Oszillator-Frequenz
variiert.
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Wenn
auf diese Weise die Oszillator-Frequenz variiert, ergibt sich ein
Problem, weil die Frequenz-Resonanz mit einer Wiederherstellungsperiode,
die der elastischen Kraft einer Membran zuzuordnen ist, welche Schwingungen
verursacht, sich verschiebt und dadurch die Tonfärbung des Signalhorns zerstört wird
und der Tonspiegel abnimmt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Demzufolge
ist die Aufgabe der Erfindung unter Berücksichtigung der oben genannten
Probleme, die beim Stand der Technik auftreten, darin zu sehen,
ein elektronisches Signalhorn des Scheibentyps bzw. elektronische
Signalhornscheibe zu schaffen, bei dem die elektrischen Kontaktpunkte
die Hauptfaktoren sind, welche sowohl ein betriebliches Versagen
während
der Benutzung des Signalhorns als auch die Verkürzung der Lebensdauer des Signalhorns
ausgeschaltet werden können
und ein Signalhorn geschaffen wird, das einen fotoelektrischen Unterbrecher
(Fotosensor) in einem Nichtkontakt-Schaltsystem benutzt wird, ohne
Abrieb zu bewirken, und zwar anstelle von Kontaktpunkten, die die
Hauptfaktoren dafür
sind, daß sowohl
ein betriebliches Versagen während
der Benutzung des Signalhorns auftritt als auch die Lebensdauer
des Signalhorns verkürzt
wird.
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Im
einzelnen heißt
das, daß zur
Lösung
der obigen Probleme, die den Funken zuzuschreiben sind, welche bei
dem herkömmlichen
elektrischen Kontaktsignalhorn auftreten, die vorliegende Erfindung
ein Nichtkontakthorn schafft, das Funken und Geräusch eliminiert, indem ein
Schaltverfahren aus einem herkömmlichen
Kontakt-Schaltverfahren zu einem Impuls-Antriebverfahren geändert wird,
das keine Kontaktpunkte benutzt, und indem ein fotoelektrischer
Unterbrecher (Fotosensor) Verwendung findet.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
schlägt
die Erfindung ein elektronisches Signalhorn des Scheibentyps vor,
das Wiederholen eines Betriebs, bei dem Strom durch eine Spule fließt, die
um einen Eisenkern gewickelt ist, einen Ton erzeugt, wobei der Eisenkern
magnetisiert wird und dann ein Anker angezogen wird. Dieses Verfahren
bzw. diese Vorrichtung umfaßt
einen Schaltkreis zur selektiven Stromzufuhr zu der Spule, einen
Impuls erzeugenden Zeitgeber-Schaltkreis zur periodischen Erzeugung
und Abgabe von Impulsen an den Schaltkreis und einen Impuls-Verhältnis-Einsteil-Schaltkreis
zur Justierung der EIN-/AUS-Zeiten einer Periode des Impulses.
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Die
Impuls-Verhältnis-Einstelleinheit
weist vorzugsweise einen variablen Widerstand auf und variiert ein
Verhältnis
der EIN-Zeit zur AUS-Zeit des Impulses durch Variieren eines Widerstandswertes des
variablen Widerstands.
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Vorzugsweise
weist das elektronische Scheiben-Signalhorn des weiteren einen konstanten
Spannungsschaltkreis auf, mit dem eine konstante Spannung bewirkt
wird, welche auf den Impulsgenerator-Zeitgeber-Schaltkreis übertragen
wird oder auf eine eine Umkehrpolarität blockierenden Schaltkreis, um
zu verhindern, daß eine
Umkehrspannung dem Schalt-Schaltkreis zugeführt wird.
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Der
Schalt-Schaltkreis ist vorzugsweise an einem Körper des Signalhorn fixiert.
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Darüber hinaus
weist die vorliegende Erfindung zur Lösung der obigen Aufgabe ein
Signalhorn auf, das einen fotoelektrischen Unterbrecher benutzt, wobei
das Signalhorn durch wiederholten Betrieb, bei dem Strom durch eine
Spule fließt,
die um einen Eisenkern gewickelt ist, einen Ton erzeugt, dabei wird der
Eisenkern magnetisiert, und ein Anker wird dann angezogen, wobei
ein Licht blockierendes Panel vorhanden ist, mit dem ein aus der
Vorrichtung austretendes Licht blockiert wird, sowie eine Licht-Empfangsvorrichtung
vorhanden ist, um aus der Licht emit tierenden Vorrichtung austretendes
Licht am Erreichen der Licht-Empfangsvorrichtung
zu hindern, wobei ferner ein Schalt-Schaltkreis zur selektiven Stromzufuhr
zu der Spule und ein fotoelektrischer Unterbrecher, der die Licht
emittierende Vorrichtung aufweist, vorhanden sind sowie die Licht-Empfangsvorrichtung,
wobei ferner der fotoelektrische Unterbrecher den Schalt-Schaltkreis so steuert,
daß dann, wenn
Licht von der Licht emittierenden Vorrichtung abgegeben wird, das
die Licht-Empfangs-Vorrichtung erreicht, der Schalt-Schaltkreis eingeschaltet
wird, während
dann, wenn das Licht blockierende Paneel zwischen die Licht emittierende
Vorrichtung und die Licht empfangende Vorrichtung angeordnet wird
und das von der Licht emittierenden Vorrichtung abgegebene Licht
durch das Licht blockierende Paneel blockiert wird, um zu verhindern,
daß das
Licht die Licht-Empfangs-Vorrichtung erreicht, der Schalt-Schaltkreis ausgeschaltet
wird.
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Das
Licht blockierende Paneel ist vorzugsweise auf dem Anker angeordnet
und bewegt sich zusammen mit dem Anker, während der fotoelektrische Unterbrecher
auf einem Ständer
angeordnet und so ausgebildet ist, daß er die Zeiten für die Lichtblockierung
und Freigabe der Lichtblockierung in Abhängigkeit von einer Relativlage
des Licht blockierenden Paneels und des fotoelektrischen Unterbrechers einstellt.
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Das
einen fotoelektrischen Unterbrecher benutzende Signalhorn weist
vorzugsweise des weiteren einen konstanten Spannungsschaltkreis
auf, der eine konstante Spannung bewirkt, die dem fotoelektrischen
Unterbrecher aufgedrückt
wird, oder einen Umkehrpolarität
blockenden Schaltkreis zur Verhinderung, daß eine umgekehrte Spannung
dem Schalt-Schaltkreis zugeführt
wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und anderen Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in
Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen noch klarer verständlich.
in den Zeichnungen sind:
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1A und 1B schematische
Darstellungen herkömmlicher
Signalhörner,
wobei 1A ein Kontakt-Signalhorn und 1B ein
elektronisches Signalhorn zeigen;
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2 ein
Schaltungsbild eines elektronischen Signalhorns gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ein
anderes Schaltungsbild eines elektronischen Scheibentyp-Signalhorns
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ein
Schaltbild einer Ausführungsform, für die das
elektronische Scheibentyp-Signalhorn gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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5 ein
Schaltungsbild eines Signalhorns, das einen fotoelektrischen Unterbrecher
verwendet, gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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6A bis 6E schematische
Darstellungen einer Ausführungsform,
für die
das einen fotoelektrischen Unterbrecher verwendende Signalhorn gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei 6A die Kopplung
eines Licht-Blockierungspaneels, die 6B und 6C die
Kopplung eines fotoelektrischen Unterbrechers und die 6D und 6E eine
Ansicht der inneren Konstruktion des Signalhorns zeigen.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Im
folgenden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Was
ein elektronisches Scheibentyp-Signalhorn, das keinen Kontaktpunkt
aufweist, anbelangt, so erfolgt die Beschreibung unter Bezug auf
die erste Ausführungsform,
und was ein Signalhorn ohne Kontakt anbelangt, das einen fotoelektrischen
Unterbrecher verwendet, so erfolgt die Beschreibung mit Bezug auf
eine zweite Ausführungsform.
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Erste Ausführungsform
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In
der ersten Ausführungsform
wird ein elektronisches Scheibentyp-Signalhorn beschrieben, das keinen
Kontaktpunkt aufweist.
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Die
Ausführungsform
hat einen Impulsgeneratorschaltkreis zur Erzeugung einer Frequenz,
passend zu den Kennzeichen der Feder einer Membran und eines Schalt-Schaltkreises,
der einen Feldeffekt-Transistor (FET) zum Schalten des magnetisierenden
Stroms einer Spule verwendet, und zwar unter Benutzung eines erzeugten
Impulses, um die obigen technischen Probleme zu lösen.
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Die
Konstruktion der vorliegenden Erfindung wird im Detail mit Bezug
auf 2 beschrieben.
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Eine
Diode D2 ist eine Umkehrpolarität-Blockierungsschaltung
und wirkt dahingehend, daß der Strom
blockiert wird, um dadurch das Signalhorn der vorliegenden Erfindung
vor Beschädigung
zu schützen,
sobald Gleichstrom (DC) an die umgekehrten Polaritäten angeschlossen
wird.
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Ein
Widerstand R1, eine Diode ZD1 (Zenerdiode) konstanter Spannung und
ein Kondensator C1 bilden einen Schaltkreis konstanter Spannung.
Wenn eine abnormale Spannung, die gleich oder größer ist als eine Regelspannung,
auf die Diode ZD1 konstanter Spannung einwirkt, wird die Diode ZD1
konstanter Spannung betrieben, als wenn sie kurzgeschlossen wäre, und
damit dem auf die abnormale Spannung zurückzuführenden Strom ermöglicht,
zur Erde abzufließen.
Im Gegensatz dazu setzt dann, wenn eine Spannung, die geringer ist
als die Regelspannung auf die Diode ZD1 konstanter Spannung einwirkt,
die konstante Spannungsdiode ZD1 die Schaltung außer Betrieb,
wodurch dem von einer Stromquelle kommenden Strom ermöglicht wird,
in einen Impuls-Generator-Zeitgeber-Schaltkreis U1 zu fließen. Auf
diese Weise wird der Impuls-Generator-Zeitgeber-Schaltkreis U1 oder dergleichen unter
eine konstante Spannung gesetzt.
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Mittlerweile
wird der Kondensator C1 des konstanten Spannungsschaltkreises ordentlich
aufgeladen und entladen, sobald eine abnormale Spannung angelegt
ist, wodurch die Spannung, die auf den Impuls-Generator-Zeitgeber-Schaltkreis
U1 einwirkt, konstanter gehalten werden kann.
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Der
konstante Spannungsschaltkreis ist ein Schaltkreis zur Aufrechterhaltung
einer konstanten Spannung in der Weise, daß der Impuls-Generator-Zeitgeber-Schaltkreis U1 einen
Impuls erzeugen kann, der ein gleichförmiges EIN-/AUS-Verhältnis hat,
ohne durch die Schwankung der Zufuhrspannung beeinflußt zu werden.
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Ein
Schaltkreis, der aus Widerständen
R6, R7 und R9 sowie einem Kondensator C2 aufgebaut ist, ist ein
Impulsverhältnis-Einsteil-Schaltkreis
zur Einstellung der EIN-/AUS-Zeiten des Rechteck-Quellenimpulses,
so daß diese
EIN-/AUS-Zeiten des Rechteck-Quellenimpulses in einem gleichförmigen Verhältnis gehalten
werden, um die Membran 212 des Signalhorns durch den Impuls-Generator-Zeitgeber-Schaltkreis
U1 gleichförmig
schwingen zu lassen.
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Da
das Signalhorn durch Zeiten gekennzeichnet ist, die für sein Krümmen (Biegen)
und die diesbezügliche
Rückstellung
benötigt
werden, und zwar in Abhängigkeit
von den Eigenschaften des Materials der Membran 212, kann
ein guter Klang abgegeben werden, wenn diese Zeiten in geeigneter
Weise eingestellt sind. Sonst kann ein aggressiver Klang bzw. Ton
ausgestrahlt werden. D. h., ein guter Klang läßt sich durch geeignetes Einstellen
der Biegezeit und der Rückstellzeit
in Abhängigkeit
von den EIN-/AUS-Zeiten des Rechteck-Quellenimpulses abgeben. Daher
werden bei der vorliegenden Erfindung die EIN-/AUS-Zeiten durch
Einstellen des Wertes eines variablen Widerstandes gesteuert, wodurch
ein optimaler Klang erzeugt werden kann, der zu den Eigenschaften
der Membran 212 paßt.
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D.
h., das Verhältnis
der EIN-Zeit zur AUS-Zeit wird durch die folgende Gleichung bestimmt: EIN-/AUS-Verhältnis
= R9/(R6 + R7 + 2·R9)
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Wenn
daher der Widerstand R7 ein variabler Widerstand ist und sein Widerstandswert
eingestellt wird, wird das optimale EIN-/AUS-Verhältnis erhalten und
dadurch läßt sich
der optimale Klang abstrahlen.
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Ein
Schaltkreis, der aus den Widerständen R3
und R4 und einem FET Q2 zusammengesetzt ist, ist ein Schalt-Schaltkreis,
der so aufgebaut ist, daß er dem
Strom ermöglicht,
nur während
der Zeit durch eine Spule U2 zu fließen, für die der durch den Impuls-Generator-Zeitgeber-Schaltkreis
U1 erzeugte Impulse in Zuordnung zu dem erzeugten Impuls EIN geschaltet
ist.
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Das
Scheibentyp-Signalhorn der vorliegenden Erfindung kann einen idealen
Klang erzeugen, wenn die Membran 212 bei einem geeigneten
Verhältnis
von EIN-Zeit zu AUS-Zeit schwingt, d. h. einem Verhältnis der
EIN-Zeit von 65% zur AUS-Zeit von 35%, und zwar in Abhängigkeit
von den Eigenschaften eines Kohlenstoff-Stahlbleches, das für die Membran 212 benutzt
wird. Demzufolge wird, wie oben beschrieben, der Widerstand R7 als
veränderlicher
Widerstand verwendet, so daß die
Zeiten des Impulses in Übereinstimmung
mit den Eigenschaften der Membran 212 eingestellt werden
können.
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Darüber hinaus
wird der Kondensator C2 zur Überwindung
des Problems eines oszillierenden Impulses, der sich aufgrund von
Schwankungen der Eigenschaften der elektronischen Teile in einer
Hochtemperaturumgebung wegen der Benutzungseigenschaften eines Fahrzeugs ändert, als
ein metallisierter Polyester-Filmkondensator
eingesetzt, der gegen Temperaturschwankungen relativ robust ist.
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Bei
der obigen Ausführungsform
sind die Umkehrpolarität-Blockierungsschaltung
und die Konstantspannungsschaltung nicht notwendigerweise erforderlich
und können
wahlweise hinzugefügt
werden. D. h., wie in 3 gezeigt, es ist möglich, sowohl
die Umkehrpolarität-Blockierungsschaltung
als auch die Konstantspannungsschaltung oder jede der beiden Schaltungen
wegzulassen und dann das Signalhorn zu bauen.
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Als
nächstes
wird die Antriebsfolge der Membran 212 im Detail beschrieben.
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Zuerst
werden, während
am Gitter G der FET Q2 durch die Widerstände R3 und R4, die mit der Gleichstromquelle
VCC verbunden sind, positive Leistung zugeführt wird, der Abfluß D und
die Quelle S der FET Q2 elektrisch angeschlossen, und der Strom
fließt
durch die Spule U2, wodurch die Spule U2 wie ein Elektromagnet wirkt.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Anker 213, der an die Membran 212 und
den Resonator 211 gekoppelt ist, durch den Eisenkern 220,
der wie ein Elektromagnet wirkt, angezogen. Der Anker 213 wird
während
der EIN-Schaltzeit des Impulses angezogen, der durch die dritte
Klemme des Impulsgenerator-Zeitgeber-Schaltkreises U1 erzeugt wird. Mittlerweile
ist während
der AUS-Zeit die positive Leitung mit der Erde GND verbunden, und zwar
durch die dritte Klemme des Impulsgenerator-Zeitgeber-Schaltkreises
U1 über
den Widerstand R3. Demzufolge sind während der AUS-Zeit der Abfluß D und
die Quelle S des FET Q2 elektrisch getrennt, so daß der Strom,
der der Spule U2 ermöglicht,
wie ein Elektromagnet zu arbeiten, nicht fließt und damit der Anker 213,
der von dem Elektromagneten angezogen wird, in seine Ausgangsposition zurückkehrt,
und zwar aufgrund der Federwirkung der Membran 212.
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Der
Vorgang, bei dem der Anker 213 während der EIN-Zeit des Rechteck-Wellenimpulses angezogen
und während
der AUS-Zeit rückgestellt wird,
wiederholt sich. Durch Wiederholen des Vorgangs gerät die Membran 212 in
Schwingungen und damit erzeugt das Signalhorn einen Ton.
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In
diesem Fall wird, wenn die Zeit, in der die Membran 212 durch
ihre eigene elastische Kraft zurückgestellt
wird, mit der AUS-Zeit des Impulses identisch wird, der optimale
Warnton erzeugt. Wenn die AUS-Zeit kürzer als diese eingestellt
wird, dann wird die Membran 212 wieder angezogen, bevor
sie in ihre Ausgangslage zurückkehrt,
so daß die
Membran 212 nicht ausreichend schwingen kann, wodurch es
für das
Signalhorn unmöglich
gemacht wird, einen zufriedenstellenden Ton zu erzeugen.
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Der
Rechteck-Wellenimpuls kann unter Verwendung einer Operations-Verstärkerschaltung
(OP AMP) oder anderer Schaltungen sowie der für die vorliegende Erfindung
verwendeten Impulsgenerator-Zeitgeber-Schaltung für allgemeine
Zwecke erzeugt werden.
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Eine
FET Q2, die zum Schalten benutzt wird, ist ein Schaltvorrichtung
zur Steuerung des Ausgangsstroms gemäß einer Eingangsspannung und wird
wie eine FET Q2 mit einem extrem kleinen EIN-Schalt-Widerstand von
etwa 0,1 Ohm benutzt, so daß es
dem Strom ermöglicht
wird, durch die zu schaltende Spule U2 zu fließen. Alternativ dazu besteht
die Möglichkeit,
eine Schaltung einzusetzen, die einen typischen Leistungstransistor
verwendet, wobei jedoch ein Nachteil dadurch gegeben ist, daß, weil
der EIN-Schalt-Widerstand groß ist,
im Verhältnis
zu der Stärke
des fließenden
Stroms viel Wärme erzeugt
wird, so daß eine
ausreichend wärmefeste Konstruktion
erforderlich ist.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist daher, wie in 4 gezeigt,
die FET Q2 direkt mit dem Körper des
Signalhorns fest verbunden, so daß die Joulesche Wärme, die
durch den Strom erzeugt wird, der die FET Q2 schaltet, bei Benutzung
des Metallbleches des Signalhornkörpers abgestrahlt wird. Dazu kommt,
daß dann,
wenn die FET Q2 benutzt wird, eine FET Q2 des Isoliertyps Verwendung
findet, bei der ein fester Teil durch Verwendung eines Isolators so
gegossen ist, daß die
benutzte FET Q2 von dem Körper
des Signalhorns elektrisch isoliert ist.
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Zweite Ausführungsform
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird ein Nichtkontakt-Signalhorn, das einen fotoelektrischen Unterbrecher
U11 benutzt, im folgenden beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung ist, wie aus 5 ersichtlich,
so gestaltet, daß an
das Gatter eines Transistors Q11 gemäß dem Ausgang eines fotoelektrischen
Unterbrechers (Fotosensor) U11, in dem eine Licht emittierende Einheit
U112 und eine Licht empfangende Einheit U111 integriert sind, eine
Spannung angelegt wird. Aufgrund dessen sind der Abfluß und die
Quelle des Transistors Q11 elektrisch so angeschlossen, daß Strom
durch eine Spule U2 fließt. Dementsprechend
wirkt die Spule U2 wie ein Elektromagnet, und deshalb wird ein Anker 613 von
dem Elektromagneten angezogen.
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Wenn
der Anker 613 angezogen wird, blockiert eine Licht blockierende
Platte 614, die an dem Anker 613 angebracht ist,
von dem fotoelektrischen Unterbrecher U11 ausgehendes Licht, wie
aus 6 ersichtlich, wodurch der Ausgang
des fotoelektrischen Unterbrechers U11 gesperrt wird. Demzufolge wird
die Gatterspannung des Transistors Q11 blockiert, und auch der durch
die Spule U2 fließende Strom
wird unterbrochen, wodurch die Spule U2 eine Magnetkraft verliert.
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In
diesem Fall kehrt der Anker 613, der angezogen war, durch
die elastische Kraft der Membran 612 in seine Ausgangsstellung
zurück,
und die Licht blockierende Platte 614, die mit dem Anker 613 verbunden
ist, wandert nach oben, so daß Licht
durch den fotoelektrischen Unterbrecher U11 fällt. Durch Wiederholen dieses
Vorgangs wird die Membran 612 in Schwingungen versetzt,
und auf diese Weise wird ein Warnton erzeugt.
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In
dem Schaltkreisdiagramm (5) gemäß der vorliegenden Erfindung
ist eine Diode D11 ein Umkehr-Polaritäts-Blockierungs-Schaltkreis
und ist eine Schutzvorrichtung, die mit der Gleichstromquelle so
in Reihe geschaltet ist, daß verhindert
wird, daß die
Polaritäten
der Gleichstromquelle den Schaltkreis der vorliegenden Erfindung
selbst dann beeinflussen, wenn die Polaritäten der externen angeschlossenen Gleichstromquelle
sich ändern.
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Eine
Zener-Diode ZD12 und ein Kondensator C11 bilden einen Schaltkreis
konstanter Spannung, der es ermöglicht,
daß der
Licht emittierenden Einheit U112 eine konstante Spannung zugeführt wird,
und zwar unabhängig
von der Höhe
der gelieferten Eingangsspannung.
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D.
h., daß dann,
wenn eine abnormale Spannung an die Diode ZD12 konstanter Spannung
angelegt wird, die gleich oder größer ist als eine reguläre Spannung,
die Zener-Diode ZD12 arbeitet als wenn sie kurzgeschlossen ist,
so daß der
ganze Strom, der der abnormalen Spannung zuordbar ist, veranlaßt wird,
zur Erde abzufließen.
Im Gegensatz dazu, schaltet dann, wenn eine Spannung der Zener-Diode ZD12 zugeführt wird,
die kleiner ist als die reguläre Spannung,
die Zener-Diode
ZD12 den Schaltkreis ab, so daß Strom
von der Stromquelle durch den fotoelektrischen Unterbrecher 11 fließen kann.
Auf diese Weise wird eine abnormale Spannung daran gehindert, an
den fotoelektrischen Unterbrecher U11 oder dergleichen angelegt
zu werden, so daß der
fotoelektrische Unterbrecher U11 in die Lage versetzt wird, Licht
bei einem gleichförmigen
Verhältnis
zu emittieren.
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Mittlerweile
wird der Kondensator C11 der Schaltung konstanter Spannung erstmalig
geladen und dann entladen, sobald eine abnormale Spannung angelegt
wird, wodurch der an den fotoelektrischen Unterbrecher U11 angelegten
Spannung eine größere Konstanz
gegeben werden kann.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sind die die umgekehrte Polarität blockierende
Schaltung und die Schaltung konstanter Spannung nicht absolut notwendig
und können
wahlweise je nach den Umständen
eingesetzt werden.
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Im
einzelnen wird nun eine Beschreibung unter Bezug auf die 6A bis 6E gegeben,
die ein Beispiel zeigen, bei dem die zweite Ausführungsform angewendet wird.
D. h., der Fotosensor (fotoelektrischer Unterbrecher) U11 ist ein
Sensor zur Steuerung einer Licht empfangenden Vorrichtung, sobald Licht,
das von der Licht emittierenden Einheit U112 ausgesandt wird, die
Licht empfangende Einheit U111 erreicht. Der fotoelektrische Unterbrecher
U11 hat die Funktion des Blockierens des Ausgangs der Licht empfangenden
Einheit, sobald das Licht gesperrt wird.
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Das
Signalhorn der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, daß der fotoelektrische
Unterbrecher U11 an einem Ständer 630 angebracht
ist, um zu ermöglichen, daß seine
Stellung ähnlich
den herkömmlichen
Kontakt-Signalhörnern
eingestellt werden kann, und die Licht blockierende Platte 614,
die aus einem Metall oder einem Kunststoffmaterial gefertigt ist,
ist an dem Anker 613 so angebracht, daß zum Zeitpunkt des Anziehens,
wie in den 6D und 6E gezeigt,
Licht blockiert wird, so daß der
Transistor Q11 angeschlossen ist, um den Magnetisierungsstrom der
Spule U2 gemäß dem Ausgang
des fotoelektrischen Unterbrechers U11 (Licht empfangende Vorrichtung)
zu steuern.
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Darüber hinaus
ist festzustellen, daß beim Stand
der Technik die Lage des Ständers
durch Manipulierung einer Schraube oder dergleichen eingestellt
wurde, um dadurch die Zeit zu steuern, in der die Kontaktpunkte
voneinander getrennt oder miteinander verbunden sind. In ähnlicher
Weise ist der fotoelektrische Unterbrecher auf dem Ständer angeordnet,
und die Licht blockierende Platte ist auf dem Anker installiert.
Darüber
hinaus wird die senkrechte Lage des Ständers, d. h. die Relativlage
der Licht blockierenden Platte und des Ständers (fotoelektrischer Unterbrecher)
durch Verwendung einer Schraube oder dergleichen justiert, um dadurch
zu ermöglichen,
daß die
Zeit, während
der der fotoelektrische Unterbrecher U11 Licht blockiert oder die
Lichtblockade freigibt, zu steuern.
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Durch
diese Einstellung der Justierung kann ein Ton, der für die Membran
am besten geeignet ist, abgegeben werden. Der Grund dafür ist darin
zu sehen, daß das
Signalhorn durch die Zeiten gekennzeichnet ist, die für sein Krümmen (Biegen)
und sein Zurückstellen
erforderlich sind, und zwar in Abhängigkeit von der Eigenschaft
des Materials der Membran und im Hinblick darauf, daß ein guter
Ton abgegeben werden kann, wenn die Zeiten in geeigneter Weise eingestellt
sind, andererseits ein aggressiver Ton ausgesendet werden kann.
D. h., durch geeignetes Einstellen der Biegezeit und der Wiederherstellungs-
oder Zurückführungszeit
läßt sich
ein guter Ton erzeugen. Daher kann die vorliegende Erfindung einen
optimalen Ton austragen, der zu den Eigenschaften der Membran paßt, indem
die Zeiten eingestellt werden, die für die Lichtblockierung und
die Freigabe der Lichtblockierung erforderlich sind, und zwar durch
Justieren der Position des Ständers.
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Wie
oben beschrieben, hat die vorliegende Erfindung mit der obigen Konstruktion
die Vorteile, daß ein
elektronisches Signalhorn des Scheibentyps einen optimalen Warnton
dadurch erzeugen kann, daß das
Verhältnis
der EIN-Schaltzeit zu AUS-Schaltzeit
eines Schwingungsimpulses auf 65:35 eingestellt wird, und zwar in Übereinstimmung mit
der elastischen Kraft einer Membran, wobei ein variabler Widerstand
vorgesehen wird, um in der Lage zu sein, das Verhältnis der
EIN-Schaltzeit zur AUS-Schaltzeit
des Schwingungsimpulses leicht einzustellen, wobei ferner der Strom,
der durch eine Spule fließt,
unter Verwendung eines Halbleiters FET geschaltet wird, um auf diese
Weise Produkte mit einer verbesserten Lebensdauer im Vergleich zu
einem herkömmlichen
Kontaktsignalhorn zu schaffen, und wobei Geräusche der elektromagnetischen Strahlung,
die den Funken an den Kontaktpunkten zugeordnet sind, ausgeschaltet
werden.
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Darüber hinaus
ist die vorliegende Erfindung auch deshalb vorteilhaft, weil in
einem Nichtkontakt-Signalhorn, das einen fotoelektrischen Unterbrecher
verwendet, Funken ausgeschaltet werden können, und zwar unter Verwendung
eines Fotosensors, genannt fotoelektrischer Unterbrecher, anstelle
der Verwendung von Kontaktpunkten, die elektromagnetische Geräusche verursachen,
und wobei ein Strom, der durch eine Spule fließt, in einer Nichtkontaktweise
geschaltet werden kann, während
die Frequenzeigenschaften eines herkömmlichen Kontakt-Signalhorns
ungeändert
bleiben, so daß keine
Funken auftreten und damit elektromagnetische Geräusche beseitigt
werden, so daß das
Problem der Verkürzung der
Lebensdauer der Produkte aufgrund der Abrasion der Kontaktpunkte,
die auf die Funken zurückgehen,
gelöst
wird und auf diese Weise die Betriebsdauer des Signalhorns erheblich
verlängert
werden kann.
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Obgleich
die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nur zum Zwecke der Illustration erläutert worden
sind, versteht es sich für die
auf diesem Gebiet tätigen
Fachleute, daß vielfältige Modifikationen,
Ergänzungen
und Austauschvorgänge
möglich
sind, ohne vom Schutzbereich und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen,
die in den beigefügten
Ansprüchen
definiert sind.