Elektrische Vorrichtung zum Schutz an einer Wand oder Raumdecke aufgehängter oder auf einem Sockel oder in einer Vitrine aufgestellter beweglicher Gegenstände gegen Diebstahl oder Beschädigung Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung zum Schutz an einer Wand oder Raumdecke aufgehäng ter oder auf einem Sockel oder in einer Vitrine auf gestellter beweglicher Gegenstände gegen Diebstahl oder Beschädigung, bestehend aus mindestens einem in der Aufhängung oder Aufstellung des Gegenstandes ange brachten Fühler, damit verbundenen zugehörigen An passungsverstärkern zur Umwandlung der Signale der Fühler und einer an den Ausgang des oder der An passungsverstärker angeschlossenen Alarmeinrichtung.
Zum Schutz beweglicher Gegenstände gegen Dieb stahl oder Beschädigung können bekannte, mit Ultra schall oder elektromagnetischen Wellen arbeitende Raumschutzanlagen verwendet werden, die jede Bewe gung in dem geschützten Bereich registrieren und ge gebenenfalls eine Alarmeinrichtung in Betrieb setzen.
In Räumen, in denen die Gegenstände der öffent- lichkeit zugänglich gemacht werden, z. B. in Museen, ist dieses Verfahren nicht anwendbar, da jede Bewegung von Personen die Einrichtung auslösen würde.
Weiterhin wird versucht, die zu schützenden Gegen stände durch dicht vor den Gegenstanden angebrachte Licht- oder Infrarotschranken zu schützen, so dass bei jeder Durchdringung der Schranke Alarm ausgelöst wird. Solche Vorrichtungen machen jedoch di,e Konstruktion einer auf den zu schützenden Gegenstand genau an gepassten Anlage notwendig. Spätere Änderungen sind daher nicht möglich. Ausserdem gestatten solche Vor richtungen nicht ein hinreichend nahes Herantreten der Besucher. Darüber hinaus kann eine solche Anlage zu Fehlalarmen führen, wenn z. B. Insekten die Licht schranke durchfliegen.
Weitere bekannte Vorrichtungen verwenden aus die sen Gründen Einrichtungen, die direkt mit dem zu schüt zenden Gegenstand verbunden sind, und die, auf jede Bewegung oder Wegnahme des Gegenstandes anspre chen. Zum Beispiel ist es bekannt, am Gegenstand, z. B. an der Rückseite eines Bildes oder Bilderrahmens oder auf der Unterseite eines aufgestellten Gegenstandes, einen Metallstreifen anzubringen, der im Ruhestand zwei Kontakte überbrückt, jedoch bei Wegnahme des Gegen standes den Stromkreis öffnet und zur Alarmgabe 'führt. Häufig werden auf diese Weis:. mehrere Gegenstände in eine Schleifenleitung einbezogen, so dass bei Unterbruch an irgendeiner Stelle der Schleife Alarm ausgelöst wird.
Bei einer anderen, in der deutschen Patentschrift Nr.<B>1108</B> 111 beschriebenen Anordnung ist an dem zu schützenden Gegenstand, z. B. auf der Rückseite ,eines Bildes, ein Magnet angebracht, der im Ruhezustand einen dahinter angebrachten Kontakt schliesst, bei Weg nahme des Gegenstandes jedoch eine Öffnung des Kon taktes verursacht.
Bei Einrichtungen dieser Art muss stets an dem zu schützenden Gegenstand eine Veränderung vorgenom men werden, die im Interesse der Werterhaltung nicht immer wünschenswert ist. Ausserdem können solche Vor richtungen leicht durch Kurzschluss der Leitungen oder durch Verwendung eines Fremdmagneten ausser Betrieb gesetzt werden. Weiterhin muss auch hier die Vorrich tung an jeden zu schützenden Gegenstand speziell an gepasst werden, und es sind für jeden Gegenstand spe zielle Installationen notwendig.
Andere bekannte Vorrichtungen registrieren jede Ortsveränderung des zu schützenden Gegenstandes. Zum Beispiel beschreibt die deutsche Patentschrift Nr. 1 121<B>507</B> eine Anordnung, bei der an der Rückseite eines Gemäldes ein flächenhaftes überbrückungsglied angebracht wird, wobei eine Alarmgabe dann erfolgt, wenn sich die Kapazität zwischen diesem überbrük- kungsglied und ortsfesten Fühlern ändert. Auch dieses Verfahren weist den gleichen Nachteil auf, dass der zu schützende Gegenstand verändert werden muss, und dass ortsfeste Einrichtungen für jeden Gegenstand einzeln an gepasst werden müssen.
Bei einer weiteren Anordnung nach der deutschen Patentschrift Nr. 1232 857 wird' nicht die Bewegung des Gegenstandes selbst benutzt, sondern die Bewegung eines Widerlagers, auf das der zu schützende Gegen stand gestellt oder gehängt wird. Auch diese Konstruk tion macht eine Anpassung an den jeweiligen Gegen stand und Änderungen am Gegenstand selbst notwendig.
Weiterhin wird versucht, die beim Diebstahl oder bei einer Beschädigung des Gegenstandes auftretenden Er schütterungen zur Alarmgabe auszunutzen. Die schwei zerische Patentschrift Nr. 278 149 beschreibt eine sol che Einrichtung, bei der durch die auftretenden Er schütterungen ein Kontakt unterbrochen wird. Eine sol che Anlage lässt sich durch Vermeidung von Erschüt terungen beim Diebstahl leicht umgehen.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung von elektrischen Schaltern in der Aufhängung oder Auf stellung des Gegenstandes, die bei Unterschreitung eines bestimmten Gewichtes einen Alarmstromkreis schalten. Eine solche Einrichtung lässt sich natürlich leicht durch Verwendung eines Zusatzgewichtes ausser Betrieb setzen.
Ausserdem registrieren solche Vorrichtungen keine Beschädigungen ohne Wegnahme des Gegenstandes, z. B. Herausschneiden von Teilen der Leinwand eines Bildes. Abschlagen von Teilen einer Skulptur. übergie ssen eines Bildes mit Säure, usw.
Ziel der Erfindung ist daher eine Schutzvorrichtung für aufgehängte oder aufgestellte Gegenstände gegen Diebstahl oder Beschädigung mit den folgenden Bedin gungen: - es dürfen keine Veränderungen an dem zu schützen den .Gegenstand vorgenommen werden, - die Vorrichtung muss für verschiedene Gegenstände mit verschiedenem Gewicht und verschiedenen Ab messungen ohne wesentliche Änderungen brauchbar sein, - die Vorrichtung muss sabotagesicher sein, - die Vorrichtung muss eine variable Anbringung oder Aufstellung des Gegenstandes gestatten, ohne dass eine aufwendige neue Installation vorgenommen wer den muss,
- bei geringster Beschädigung oder Berührung des zu schützenden Gegenstandes muss ohne Zeitverzögerung Alarm gegeben und die Störstelle lokalisiert werden können.
Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe durch eine Vor richtung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der oder die Fühler Kraftaufnehmer sind, derart an gebracht, dass sie im Ruhezustand durch das Gewicht des zu schützenden Gegenstandes belastet sind, und dass der oder die zugehörigen Anpassungsverstärker bei Abwei chung der durch das Gewicht des zu schützenden Ge genstandes gebildeten, am Fühler angreifenden Kraft vom Ruhewert nach beliebiger Richtung ein Signal an die Alarmeinrichtung abgeben.
Als Kraftaufnehmer sind hierbei z. B. bekannte und handelsübliche mechanisch-elektrische Wandler verschie dener Konstruktion zu verstehen, die bei Angriff einer Kraft ein entsprechendes elektrisches Signal (z. B. Span nung, Strom, Ladung) produzieren, das von einem spe ziell für den Wandler geeigneten, ebenfalls bekannten Anpassungsverstärker so verarbeitet wird, dass es von normalen Messinstrumenten registriert oder zur Steuerung einer Alarmanlage verwendet werden kann.
Einige besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung und besonders günstige Anordnungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind anhand der Figu ren erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Gemälde mit Zweipunktaufhängung und Anbringung der Fühler in einer Schiene (in Vorder- und Seitenansicht), Fig. 2 ein Gemälde mit Einpunktaufhängung und Anbringung des Fühlers in einem in die Wand ein gelassenen Kästchen, Fig. 3 eine Vitrine mit in den Fussboden eingelas senen Schutzvorrichtungen, Fig. 4 einen Sockel mit eingelassenem Stempel und dazwischen angebrachtem Fühler,
Fig. 5 einen Sockel mit eingelassenem Stempel und zwei dazwischen angebrachten Fühlern, Fig. 6 eine Montageschiene mit darin angebrachtem kombiniertem Fühler und Anpassungsverstärker (in Vor- der- und Seitenansicht), Fig. 7 eine Schaltung für piezoelektrische Fühler, Fig. 8 eine weitere Schaltung für piezoelektrische Fühler unter Verwendung integrierter Schaltungsteile.
In der Anordnung nach Fig. 1 ist ein Gemälde 1 in normaler Weise an zwei Kabeln 2 aufgehängt. Die Auf hängungen sind an kraftempfindliche Fühler 3 geführt, die mit zugehörigen Anpassungsverstärkern 4 verbunden sind. Bei Änderung der auf die Fühler 3 durch das Gewicht des Gemäldes ausgeübten Kraft vom Ruhewert gibt der zugehörige Anpassungsverstärker 4 ein Signal über einer der Leitungen 5 an die Alarmzentrale 6. Die übrigen gleichlaufenden Leitungen dienen zur Span nungsversorgung der Anpassungsverstärker. Natürlich kann auch für die Anpassungsverstärker eine Eigenspan nungsversorgung, z.
B. in Form von Batterien, vorgese hen sein, oder zur Erhöhung der Betriebssicherheit eine Leitungsüberwachung in bekannter Weise von der Alarmzentrale aus vorgesehen sein. Kraftfühler und An passungsverstärker sind in einer an der Wand in der Nähe der Raumdecke angebrachten Schiene 7 montiert, die in regelmässigen Abständen mit Löchern 8 zur Durchführung von Aufhängekabeln versehen ist. Die Schiene ist mit einem Deckel 9 verschlossen und Füh ler und Anpassungsverstärker damit unzugänglich ge macht. Zur Erhöhung der Sicherheit kann diese Abdek- kung mit einem Schutzschalter versehen sein.
Die be schriebene Anordnung der Fühler in einer Schiene, die über ;einen grossen Teil oder die ganze Fläche einer Wand hinweg angebracht werden kann, erlaubt es, Ge mälde an beliebiger Stelle und in beliebiger Höhe an zubringen und ohne Schwierigkeiten auszuwechseln. Da der Fühler nur auf Kraftänderungen anspricht, ist es auch möglich, Gemälde von verschiedenem Gewicht ohne Verstellung der Anlage zu schützen.
Während sich die Anordnung nach Fig. 1 auch in bereits vorhandene Museumsräume leicht einbauen lässt, zeigt Fig. 2 eine ortsfeste Montage von Kraftfühlern, wie sie für Neubauten oder Renovationen von Mu seumsräumen vorgesehen sein können.
Ein Gemälde 1 hängt an einem Aufhängekabel 2 an einem Haken 10, der über eine Auflage oder einen Drehpunkt 11 beweglich ist, und die durch das Gewicht des Gemäldes erzeugte Kraft vermittels Hebelwirkung auf den Kraftfühler 3 überträgt, der wiederum über den Anpassungsverstärker 4 und eine der Leitungen 5 ein Signal an die Alarmzentrale 6 gibt.
In diesem Fall wird ein Zwenleitersystem verwendet, und das Signal besteht in einer Stromänderung in den Leitungen. Die Anbringung von Fühler und Anpassungsverstärker wurde hier in einem Loch oder Kästchen 12 in der Wand vorgenommen. Statt dessen kann natürlich auch ein horizontaler Schlitz über die ganze Breite der Wand oder einen Teil davon vorgesehen sein. Di;e Abdeckung kann wiederum mit einem Schutzschalter versehen sein.
Fig. 3 zeigt eine Vitrine 13, in der verschiedene wertvolle Gegenstände 14 aufbewahrt sind. Die Vitrine drückt durch ihr Eigengewicht auf unter den Füssen oder dem Sockel angebrachte Kraftfühler 15, die wie derum mit Anpassungsverstärkern 16 verbunden sind, die über Leitungen 17 bei einer Änderung der Kraft ein Signal an die Alarmzentrale 18 abgeben. Kraftfühler und Verstärker sind in diesem Fall in einer Vertiefung 19 des Fussbodens angebracht. Diese kann natürlich auch als durchgehender Schlitz ausgeführt sein.
Fig. 4 zeigt einen auf einem Sockel 20 aufgestellten wertvollen Gegenstand 21. In den Sockel 20 ist ein Stempel 22 eingelassen, der den zu schützenden Gegen stand trägt. Zwischen Sockel und Stempel befindet sich der Kraftfühler 23, der bei Kraftänderung ein Signal an den Anpassungsverstärker 24 gibt, der wiederum Alarm in der Alarmeinrichtung 25 auslöst. In diesem Fall ist die Alarmanlage in den Sockel eingebaut. Es können natürlich auch andere bekannte Anordnungen vorgesehen sein, z. B. eine Alarmgabe über weitere Lei tungen oder auf drahtlosem Wege an eine Zentrale. Am Sockel ist eine Individualanzeige 26 zur Lokalisierung der alarmierten Vorrichtung angebracht.
Statt dessen können auch bekannte Lokalisierungsmethoden von der Zentrale aus verwendet werden.
Fig.5 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der zwi schen Stempel 22 und Sockel 20 mehrere Kraftfühler 23 angebracht sind. Anpassungsverstärker 24 und Alarmanlage 25 sind hier zu einer Einheit zusammen gefasst und im Sockel angebracht.
Die Fig. 6 zeigt den Aufbau eines Kraftfühlers und seine Anordnung in einer Montageschiene im einzelnen. Die Schiene 7 mit U-förmigem Querschnitt, die an der Wand oder an der Decke des Raumes befestigt werden kann, hat solche Abmessungen, dass der Fühler 3 mit Hilfe einer Klemmfeder 27 innerhalb der Schiene fest gehalten wird. Der Fühler besteht aus einem an einer Grundplatte 28 befestigten Aufhängehaken 29, die die durch das angehängte Gewicht erzeugte Kraft auf zwei druckempfindliche, an sich bekannte piezo,elektrische Kraftaufnehmer 30 übertragen. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass nicht nur bei Einwirkung einer Zugkraft in vertikaler Richtung, sondern auch bei einer Kraft, die einen bestimmten Winkel mit der Vertikalen bildet, z.
B. bei einer seitlichen Verschiebung des Bil des, mindestens einer der beiden piezoelektrischen Druck aufnehmer ein Signal abgibt. Die piezoelektrischen Druckaufnehmer 30 geben bei Einwirkung einer Kraft eine elektrische Ladung an den darüber angebrachten, hier als Ladungsverstärker ausgebildeten Anpassungs verstärker 31, der mit den Piezo-Aufnehmern zu einer kompakten Einheit verbunden ist, ab. Bei einer bestimm ten Abweichung der Kraft vom Ruhewert gibt der La dungsverstärker 31 über eine der Leitungen 5 ein Signal an die Alarmzentrale.
Der Ladungsverstärker enthält ein Justierpotentiometer 32 zur Einstallung der Empfind lichkeit. Die Piezo-Aufnehmer ruhen auf einer schwin gungsdämpfenden Unterlage 52, die eine Alarmgabe durch Gebäude-Erschütterungen verhindert. Die Mon tageschiene 7 hat an der Unterseite in regelmässigen Abständen Löcher 8 zur Durchführung der Aufhänge- haken 29. Dadurch wird erreicht, dass Gemälde an be liebiger Stelle der Wand und in beliebiger Höhe an gebracht werden können. Dazu ist es nur notwendig, dass die Fühler in die entsprechenden Löcher eingesetzt werden. Der Anschluss an die Kabel 5 kann in einfacher Weise durch Steckkontakte vorgesehen sein.
Die Mon tageschiene 7 wird durch einen Deckel 33 nach vorn abgeschlossen. Zur Sicherung der Montageschiene gegen Sabotage enthält der Ladungsverstärker 31 einen Druck knopfschalter 34, der gegen die Abdeckplatte 33 drückt und bei unbefugter Abnahme dieser Abdeckplatte Alarm auslöst.
Der Piezo-Aufnehmer kann auch ringförmig aus gebildet sein, mit einem Angriffspunkt der Kraft in der Mitte des Ringes. Ein solcher Fühler ist nicht nur emp findlich auf Zug-Entlastung und seitliche Verschiebung, sondern auch auf Abheben des Bildes von der Wand.
Natürlich können als Fühlelemente auch andere be kannte und handelsübliche Kraft- oder Druckaufneh mer verwendet werden, die als elektromechanische Wandler arbeiten und mechanische Grössen, die Kraft oder Druck in elektrische Grössen, wie Ladung, Strom oder Spannung umwandeln, z. B. elektrodynamische oder nach dem Trägerfrequenzprinzip arbeitende Kraftauf nehmer. Der Anpassungsverstärker muss in diesen Fäl len natürlich jeweils auf die Aufnehmer abgestimmt sein, und in bekannter Weise gegebenenfalls entsprechende Differenzierglieder oder Frequenzfilter enthalten.
Fig. 7 zeigt eine für piezoelektrische Kraft-Aufneh- mer geeignete Schaltung eines Anpassungsverstärkers, der hier als Ladungsverstärker ausgebildet ist. Die piezo- elektrischen Kraftaufnehmer 30 liegen parallel an der Gateelektrode eines Feldeffe@kttransistors 35, der einen Verstärker mit besonders hohem Eingangswiderstand darstellt.
Der Widerstand 36 dient zur Einstellung des Arbeitspunktes des Feldeffekttransistors 35 und gleich zeitig zur Herstellung der gewünschten Zeitkonstante, desgleichen der Elektrolytkondensator 37 zwischen Sourceelektrode des Feldeffekttransistors 35 und der ne gativen Speiseleitung 38. Zwischen der Drainelektrode des Feldeffe@kttransistors 35 und der positiven Speise leitung 39 liegt ein weiterer Kondensator 40, der zur Einstellung der oberen Frequenzdurchlassgrenze des Verstärkers dient.
Das Ausgangssignal des Feldeffekt transistors 35 wird in der üblichen Weise von einem Transistor 41 verstärkt. Die Schaltung, gebildet aus den Kondensatoren 42 und 43, den Widerständen 44 und 45 sowie den Dioden 46 und 47, ermöglicht eine Gleichrichtung unter Verwendung der Signale beiderlei Vorzeichens. Mit Hilfe des Potentiometers 48 kann der Pegel eingestellt werden, bei Überschreitung dessen die Dioden 46 und 47 leitend werden. Dadurch ist eine einfache Empfindlichkeitseinstellung der Vorrichtung möglich. Diese Einstellung kann von aussen mit der Schraube 32 in Fig. 6 vorgenommen werden.
Ein wei terer Transistor 49 ist in Serie mit dem Widerstand 50 geschaltet, so dass er im Normalbetriebsfall leitend ist. Sobald eine der Dioden 46 oder 47 infolge eines den eingestellten Pegel überschreitenden Signals leitend wird, sperrt der Transistor 49 und bringt das Relais 51 zum Abfallen. Das Abfallen des Relais 51 kann in bekannter Weise zur Alarmgabe benutzt werden. Natürlich lassen sich auch andere bekannte Verstärkerschaltungen für piezoelektrische Aufnehmer verwenden. Desgleichen ist eine Kombination mit bekannten Schaltungen für Alarm anlagen möglich.
Es muss bemerkt werden, dass transistorisierte Schal tungen dieser Art in integrierter Form hergestellt werden können und mit den piezoelektrischen Aufnehmern zu einer kompakten Einheit verbunden werden können. An derseits ist aber auch eine getrennte Anbringung von Fühler und Anpassungsverstärker möglich, besonders eine Vereinigung des Anpassungsverstärkers mit der Alarmanlage.
Fig. 8 zeigt eine weitere für piezoelektrische Auf nehmer geeignete Schaltung unter Verwendung von Schaltungsteilen in integrierter Form. Zwei piezoelektri- sehe Aufnehmer 53 und 54 liegen parallel an der Gate- elektrode eines Feldeffekttransistors 55.
In diesem Bei spiel dient der Feldeffekttransistor 55 lediglich als Im- pedanzwandler. Der an der Gateelektrode liegende Wi derstand 56 muss möglichst hochohmig sein, entspre chend der geforderten Zeitkonstante. Das Signal gelangt über den Kondensator 57 auf einen integrierten Ver stärker 58. Zur Stabilisierung des Verstärkers dient der Widerstand 59, der vom Ausgang des integrierten Ver stärkers 58 auf dessen Eingang zurückgeführt ist.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 58 ist auf eine Trigger- Schaltung, bestehend aus den Transistoren 60 und 61 und den Widerständen 62, 63 und 64, geführt. Sobald die Amplitude des Ausgangssignals einen bestimmten Wert überschreitet, wird einer der beiden Transistoren 60 oder 61 je nach Polarität der Spannung leitend und schaltet dadurch einen der beiden Transistoren 65 oder 66. Diese beiden Transistoren 65 und 66 bilden zusam men mit den Widerständen 67 und 68 einen bistabilen Multivibrator. Falls einer der beiden Transistoren 65 und 66 leitend wird, zieht das Relais 69 auf.
An dieses Relais 69 kann in der üblichen Weise ein Alarmstrom kreis angeschaltet sein. Die Zenerdiode 70 ermöglicht mit Hilfe des Schalters 71 ein Rückstellen des alarmier ten bistabilen Multivibrators und damit der gesamten Vorrichtung.