DE1931308A1

DE1931308A1 - Elektrische Vorrichtung zum Schutz beweglicher Gegenstaende

Info

Publication number: DE1931308A1
Application number: DE19691931308
Authority: DE
Inventors: Fritz Daetwyler; Rudolf Maegerle
Original assignee: Cerberus AG
Current assignee: Cerberus AG
Priority date: 1968-07-03
Filing date: 1969-06-20
Publication date: 1970-02-05
Also published as: AT295363B; DE1931308B2; BE734839A; US3760402A; DK129018B; GB1244134A; ES369309A1; DE1931308C3; IL32499A0; CH481434A; IL32499A; SE340970B; FR2012213A1

Description

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CERBERUS AG Männedorf Elektrische Vorrichtung zum Schutz beweglicher Gegenstände

Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung zum Schutz beweglicher Gegenstände gegen Diebstahl oder Beschädigung, bestehend aus mindestens einem in der Aufhängung oder Aufstellung des Gegenstandes angebrachten Fühler, damit verbundenen zugehörigen Anpassungsverstärkern zur Utawandlung der Signale der Fühler und einer an den Ausgang des oder der Anpassungsverstärker angeschlossenen Alarmeinrichtung.

Zum Schutz beweglicher Gegenstände gegen Diebstahl oder Beschädigung können bekannte, mit Ultraschall oder elektromagnetischen Wellen arbeitende Raumschutzanlagen verwendet werden, die jede Bewegung in dem. geschützten Bereich registrieren und gegebenenfalls eine Alarmeinrichtung in Betrieb setzen.

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In Räumen, in denen die Gegenstände der Oeffentlichkeit 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 schutzenden Gegenstände durch dicht vor den Gegenständen angebrachte Licht- oder Infrarotschranken zu schützen, so dass bei jeder Durchdringung der Schranke Alarm ausgelöst wird. Solche Vorrichtungen machen jedoch die Konstruktion einer auf den zu schützenden Gegenstand genau angepassten Anlage notwendig. Spätere Aenderungen sind daher nicht möglich. Ausserdem gestatten solche Vorrichtungen nicht ein hinreichend nahes Herantreten der Besucher. Darüber hinaus kann eine solche Anlage zu Fehlalarmen führen, wenn z.B. Insekten die Lichtschranke durchfliegen.

Weitere bekannte Vorrichtungen verwenden aus diesen Gründen Einrichtungen, die direkt mit dem zu schützenden Gegenstand verbunden sind, und die auf jede Bewegung oder Wegnahme des Gegenstandes ansprechen.

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 la Rühestand zwei Kontakte überbrückt, jedoch bei Wegnahme des Gegenstandes den Stromkreis öffnet und zur Alarmgabe führt. Häufig werden auf diese Weise mehrere

Gegenstände in eine Schleifenleitung einbezogen, so dass bei

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Unterbruch an irgend einer Stelle der Schleife Alarm aus-

gelöst wird.

Bei einer anderen, in der deutschen Patentschrift 1*108*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 Wegnahme des Gegenstandes jedoch eine Oeffnung des Kontaktes verursacht.

Bei Einrichtungen dieser Art muss stets an dem zu schützenden Gegenstand eine Veränderung vorgenommen werden, die im Interesse der Werterhaltung nicht immer wünschenswert ist. Ausserdem können solche Vorrichtungen leicht durch Kurzschluss der Leitungen oder durch Verwendung eines Fremdmagneten ausser Betrieb gesetzt werden. Weiterhin muss auch hier die Vorrichtung an jeden zu schützenden Gegenstand speziell angepasst werden und es sind für jeden Gegenstand spezielle Installationen notwendig.

Andere bekannte Vorrichtungen registrieren jede Ortsveränderung des zu schützenden Gegenstandes. Zum Beispiel beschreibt die deutsche Patentschrift l'121'507 eine Anordnung, bei der an der Rückseite eines Gemäldes ein flächenhaftes Ueberbrückungsglied angebracht wird, wobei eine Alarmgabe dann erfolgt, wenn sich die Kapazität zwischen diesem Ueberbrückungsglied und ortsfesten Fühlern ändert. Auch dieses Verfahren weist den gleichen Nachteil auf, dass der zu schützende Gegenstand verändert werden muss, und dass

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ortsfeste Einrichtungen für jeden Gegenstand einzeln angepasst werden müssen..

Bei einer weiteren Anordnung nach der deutschen Patentschrift 1*232'857 wird nicht die Bewegung des Gegenstandes selbst benutzt, sondern die Bewegung eines Widerlagers, auf das der zu schützende Gegenstand gestellt oder gehängt wird. Auch diese Konstruktion macht eine Anpassung an den jeweiligen Gegenstand und Aenderungen am Gegenstand selbst notwendig.

Heiterhin wird versucht, die beim Diebstahl oder bei einer Beschädigung des Gegenstandes auftretenden Erschütterungen zur Alarmgabe auszunutzen. Die schweizerische Patentschrift 278Ί49 beschreibt eine solche Einrichtung, bei der durch die auftretenden Erschütterungen ein Kontakt unterbrochen wird. Eine solche Anlage lässt sich durch Vermeidung von Erschütterungen beim Diebstahl leicht umgehen.

Ein· weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung von elektrischen Schaltern in der Aufhängung oder Aufstellung des Gegenstandes, die bei Überschreitung eines bestimmten Gewichtes einen Alarmstromkreis schalten. Eine solche Einrichtung lässt sich natürlich leicht durch Verwendung eines Zusatzgewichtes auseer Betrieb setzen.

Ausserdem registrieren solche Vorrichtungen keine Beschädigungen ohne Wegnahme des Gegenstandes, z.B. Herausschneiden

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von Teilen der Leinwand eines Bildes. Abschlagen von Teilen einer Skulptur. Uebergiessen eines Bildes mit Säure, usw.

Ziel der Erfindung ist datier eine Schutzvorrichtung für aufgehängte oder aufgestellte Gegenstände gegen Diebstahl oder Beschädigung mit den folgenden Bedingungen:

- es dUrfen keine Veränderungen an dem zu schützenden Gegenstand vorgenommen werden,

- die Vorrichtung muss für verschiedene Gegenstände mit verschiedenem Gewicht und verschiedenen Abmessungen ohne wesentliche Aenderungen 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 werden muss»

- bei geringster Beschädigung oder Berührung des zu schützenden Gegenstandes muss ohne Zeitverzögerung Alarm fegeben und die Störstelle lokalisiert werden können.

Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, »reiche dadurch gekennzeichnet ist, dass der oder die Fühler Kraftaufnehmer sind, derart angebracht, dass sie in Ruhezustand durch das Gewicht des zu schützenden Gegenstandes beiastet sind. Und dass der oder die zugehörigen

Anpassungeverstärker bei Abweichung der durch das Gewicht

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des zu schützenden Gegenstandes gebildeten, am FUhler angreifenden Kraft vom Ruhewert nach beliebiger Richtung ein Signal an die Alarmeinrichtung abgeben.

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Als Kraftaufnehmer sind hierbei"bekannte und handelsübliche mechanisch-elektrische Wandler verschiedener Konstruktion zu verstehen, die bei Angriff einer Kraft ein entsprechende* elektrisches Signal (z.B. Spannung, Strom, Ladung) produzieren, das von einen speziell 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 Ausführungsfonnen der Erfindung und besonders günstige Anordnungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind anhand der Figuren 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 eingelassenen Kästchen,

Fig. 3 eine Vitrine Bit in den Fussboden eingelassenen SChut zvorr ichtungen,

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Fig. 4 ein Sockel mit eingelassenem Stempel und dazwischen angebrachtem Fühler,

Flg. 5 ein Sockel mit eingelassenem Stempel und zwei dazwischen angebrachten Fühlern,

Fig. 6 eine Montageschiene mit darin angebrachtem kombinierten Fühler und Anpassungsverstärker (in Vorder- und Seitenansicht),

Fig. 7 eine Schaltung für piezoelektrische Fühler,

Fig. 8 eine weitere Schaltung für piezoelektrische Fühler unter Verwendung integrierter Schaltungsteile.

Fig. 9-12 Eigenschaften und Aufbau zusätzlicher elastischer Elemente.

In der Anordnung nach Fig. 1 ist ein Gemälde 1 in normaler Weise an zwei Kabeln 2 aufgehängt. Die Aufhängungen sind an kraftempfindliche Fühler 3 geführt, die mit zugehörigen Anpassungsverstärkern 4 verbunden sind. Bei Aenderung 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 Spannungsversorgung der Anpassungsverstärker. Natürlich kann auch für die Anpassungsverstärker eine Eigenspannungsversorgung, z.B. -in Form von Batterien vorgesehen sein, oder zur Erhöhung der Betriebssicherheit eine Leitungsüberwachung in bekannter Weise von der Alarmzentrale aus vorgesehen sein. Kraftfühler und Anpassungsverstärker sind in einer an

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der Wand in der Nähe der Raumdecke angebrachten Schiene 7 montiert, die in regelmäsaigen Abständen mit Löchern 8 zur Durchführung von Aufhängekabeln versehen ist. Die Schiene ist mit einem Deckel 9 verschlossen und FUhler und Anpassungsverstärker damit unzugänglich gemacht. Zur Erhöhung der Sicherheit kann diese Abdeckung mit einem Schutzschalter versehen sein. Die beschriebene Anordnung der FUhler in einer Schiene, die über einen grossen Teil oder die ganze Fläche einer Wand hinweg angebracht werden kann erlaubt es, Gemälde an beliebiger Stelle und in beliebiger Höhe anzubringen und ohne Schwierigkeiten auszuwechseln. Da der FUhler 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 fUr Neubauten oder Renovationen von Museumsräumen 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! Zweileitersystem verwendet, und das Signal besteht in einer Stromänderung in den Leitungen. Die

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Anbringung von Fühler und Anpassungsverstärker wurde hier in einem Loch oder Kästchen 12 in der Wand vorgenommen. Stattdessen kann natürlich auch ein horizontaler Schlitz über die ganze Breite der Wand oder einen Teil davon vorgesehen sein. Die 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 wiederum mit Anpassungsverstärkern 16 verbunden sind, die über Leitungen 17 bei einer Aenderung 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 Gegenstand 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 Leitungen oder auf drahtlosem Wege an eine Zentrale. Am Sockel ist eine Indlvidualanzeige 26 zur Lokalisierung der alarmierten Vorrichtung angebracht. Stattdessen können auch bekannte

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Lokalisierungsraethoden von der Zentrale aus verwendet werden.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der zwischen Stempel 22 una Sockel 20 mehrere Kraftfühler 23 angebracht sind. Anpassungsverstärker 24 und Alarmanlage 2 5 sind hier zu einer Einheit zusammengefasst und im Sockel angebracht. Schon bei leichter Berührung der Schutzhaube wird Alarm gegeben.

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 festgehalten 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 piezoelektrische 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 Bildes, mindestens einer der beiden piezoelektrischen Druekaufnehraer ein Signal abgibt. Die piezoelektrischen Drackaufneteer 30 geben bei Einwirkung einer - Kr?.it sine elektrische Ladung an den darüber angebrachter^hior als Ladungsverstärker ausgebildeten Anpassungsvsrstäiker 31, der mit den Piazo-Aufnehsnern zu einer afe--v?". Einh- " ^v. vt-rbu:v<?n ist., ar«. Bai einar bestimmten

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Abweichung der Kraft vom Ruhewert gibt der Ladungsver-

stärker 31 über eine der Leitungen 5 ein Signal an die Alarmzentrale. Der Ladungsverstärker enthält ein Justierpotent ionet er 32 zur Einstellung der Empfindlichkeit. Die Piezo-Aufnehmer ruhen auf einer schwlngungsdämpfenden Unterlage 52, die eine Alarmgabe durch Gebäude-Erschütterungen verhindert. Die Montageschiene 7 hat an der Unterseite in regeimässigen Abständen Löcher 8 zur Durchführung der Aufhängehaken 29. Dadurch wird erreicht, dass Gemälde an beliebiger Stelle der Wand und in beliebiger Höhe angebracht 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 Montageschiene 7 wird durch einen Deckel 33 nach vorn abgeschlossen. Zur Sicherung der Montageschiene gegen Sabotage enthält der Ladungsverstärker 31 einen Druckknopfschalter 34, der gegen die Abdeckplatte 33 drückt und bei unbefugter Abnahme dieser Abdeckplatte Alarm auslöst.

Der Piezo-Aufnehmer kann auch ringförmig ausgebildet sein, mit einen Angriffspunkt der Kraft in der Mitte des Ringes. Ein solcher Fühler ist nicht nur empfindlich auf Zug-Entlastung und seitliche Verschiebung, sondern auch auf Abheben des Bildes von der Wand.

Natürlich können als Fühlelemente auch andere bekannte und handelsübliche Kraft- oder Druckaufnehmer verwendet werden, die als elektromechanische Wandler arbeiten und

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mechanische Grossen, die Kraft oder Druck in elektrische Grossen, wie Ladung, Strom oder Spannung umwandeln, z.B. elektrodynamische oder nach dem Trägerfrequenzprinzip arbeitende Kraftaufnehmer. Der Anpassungsverstärker nuss in diesen Fällen natürlich jeweils auf die Aufnehmer abgestimmt sein, und in bekannter Weise gegebenenfalls entsprechende Differenzierglieder oder Frequenzfilter enthalten.

Fig. 7 zeigt eine fUr piezoelektrische Kraft-Aufnehmer geeignete Schaltung eines Anpassungsverstärkers, der hier als Ladungsverstärker ausgebildet ist. Die piezoelektrischen Kraftaufnehmer 30 liegen parallel an der Gateelektrode eines Feldeffekttransistors 35, der einen Verstärker mit besonders hohem Eingangswiderstand darstellt. Der Widerstand 36 dient zur Einstellung des Arbeitspunktes des Feldeffekttransistors 35 und gleichzeitig zur Herstellung der gewünschten Zeitkonstante, desgleichen der Elektrolytkondensator 37 zwischen Sourceelektrode des Feldeffekttransistors 35 und der negativen Speiseleitung 38. Zwischen der Drainelektrode des Feldeffekttransistors 35 und der positiven Speiseleitung 39 liegt ein weiterer Kondensator 40, der zur Einstellung der oberen Frequenzdurchlassgrenze des Verstärkers dient. Das Ausgangssignal des Feldeffekttransistors 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

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kann der Pegel eingestellt werden, bei Ueberschreitung 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 weiterer 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 Signales 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 Alarmanlagen möglich.

Es muss bemerkt werden, dass transistorisierte Schaltungen dieser Art in integrierter Form hergestellt werden können und mit den piezoelektrischen Aufnehmern zu einer kompakten Einheit verbunden werden können. Andererseits 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- Aufnehmer geeignete Schaltung unter Verwendung von Schaltungsteilen in integrierter Form, Zwei piezoelektrische Aufnehmer 53 und 54 liegen parallel an der Gateelektrode eines

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Feldeffekttransistors 55. In diesem Beispiel dient der Feldeffekttransistor 55 lediglich als Inpedanzwandler. Der an der Gateelektrode liegende Widerstand 56 muss möglichst hochohmig sein, entsprechend der geforderten Zeitkonstante.. Das Signal gelangt über den Kondensator 57 auf einen integrierten Verstärker 58. Zur Stabilisierung des Verstärkers dient der Widerstand 59, der vom Ausgang des integrierten Verstärkers 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 zusammen mit den Widerständen 67 und 68 einen bistabilen Multivibrator. Falls einer der beiden Transistoren 65 und 66 leitend wird, zieht das Heiais 69 auf. An dieses Relais 69 kann in der üblichen Weise ein Alarmstromkreis angeschaltet sein. Die Zenerdiode 70 ermöglicht mit Hilfe des Schalters 71 ein Rückstellen des alarmierten bistabilen Multivibrators und damit der gesamten Vorrichtung.

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Elektrische Vorrichtungen der oben beschriebenen Art beruhen vorzugsweise darauf, dass vom Fühler oder an einer bestimmten Stelle des Anpassungsverstärkers eine elektrische Ladung gespeichert wird. Um ein Abfliessen der Ladung zu verhindern, müssen daher die Isolationswiderstände so hoch wie möglich gewählt werden. In der Praxis ist es durch geeignete Wahl der Widerstände möglich, ein Abfliessen der Ladung solange zu verhindern, dass Zeitkonstanten von einigen Sekunden bis einigen Stunden auftreten. Es ist daher auf sehr einfache Weise möglich, einen neuen Ruhewert, welcher einem bestimmten Gewicht des zu schützenden Gegenstandes entspricht, dadurch einzustellen, dass der Gegenstand aufgestellt wird und der Ladungsausgleich abgewartet wird. Die Anlage wird daher unabhängig vom Gewicht des zu schützenden Gegenstandes. Andererseits ergibt sich der Nachteil, dass durch unwillkürliche Herabsetzung der Isolationswiderstände, z.B. durch Verstaubung, oder durch willkürliche Beeinflussung, z.B. bei einem Sabotageversuch, die Zeitkonstante soweit herabgesetzt werden kann, dass eine Entfernung des Gegenstandes durch sehr langsames Abheben möglich wird» ohne dass die Alarmanlage anspricht.

Es ist daher sehr vorteilhaft, ausser den Kraftaufnehmern der beschriebenen Art an einer beliebigen Stelle der Aufhängung entweder vor oder nach den Kraftaufnahmern ein zusätzliches, elastisches Element mit nicht-linearer Charakteristik vorzusehen, dessen Auslenkung sich bei Unterschreiten einer bestimmten Last sprungartig ändert, und welches so angeordnet ist,

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dass bei dieser sprungartigen Aenderung der Auslenkung eine Kraft auf die Kraftaufnehmer ausgeübt wird. Die Fig. 9 bis 12 zeigen Eigenschaften und Aufbau bevorzugter Ausführungsformen eines solchen nicht-linearen elastischen Elementes.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer statischen Kraft-Weg-Charakteristik eines geeigneten nicht-Linearen elastischen Elementes. Ausgehend von einer relativ grossen am Element angreifenden Last F sinkt zunächst die entsprechende Auslenkung s des Elementes kontinuierlich, bis zu einer Auslenkung so· Dann bleibt die Auslenkung bei Lastverminderung zunächst konstant. Bei Unterschreiten einer bestimmten Last Fo springt jedoch die Auslenkung plötzlich von dem Wert so auf einen anderen Wert si, ohne dass eine weitere Verminderung der Belastung notwendig wäre. Wird die Belastung F weiter herabgesetzt, nimmt dann die Auslenkung von si kontinuierlich weiter ab.

Es ist zu bemerken, dass die Charakteristik oberhalb und unterhalb der Sprungstelle durchaus nicht linear verlaufen muss, weiterhin ist es denkbar, dass mehrere Sprungstellen vorhanden sind. Auch ein Zurückschlagen an einer Sprungstelle wäre denkbar. Voraussetzung ist noch, dass die Charakteristik vollständig im elastischen Bereich der Verformung liegt. Bei der maximalen Auslenkung sollte weder eine plastische Verformung noch ein'Fliessen des Materials eintreten. Das Material des elastischen Elementes ist demgemäss auszuwählen; es sind sowohl Federmetalle als auch Kautschuk oder gewisse elastische Kunststoffe brauchbar. Auch Materialien mit einer hystereseförmigen

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Charakteristik, bei denen das Kraft-Weg-Diagramm bei abnehmender Kraft verschieden ist von dem bei zunehmender Kraft, lassen sich verwenden.

Fig. 10 zeigt Aufbau und Anordnung eines aus einer Blattfeder bestehenden nicht-linearen Elementes in einem piezoelektrischen Kraftaufnehmer. Ein Haken 71 zur Aufhängung des zu schützenden Gegenstandes, z.B. eines Bildes, ist an einer Basisplatte 72 befestigt, welche zwei piezoelektrische Wandler 73 und 74 trägt. Die piezoelektrischen Wandler werden also durch das am Haken 71 hängende Gewicht belastet. Zwischen den piezoelektrischen Wandlern 73 und 74 und der Montageschiene 75 ist eine speziell geformte Blattfeder 76 mit nicht-linearer Charakteristik angeordnet. Um die gewünschte Charakteristik zu erhalten, ist diese Blattfeder 76 mit zwei Längsschlitzen 79 versehen, so dass zwei äussere Segmente 77 und ein inneres Segment 78 entstehen. Während die äusseren Segmente 77 ihre ebene Form behalten haben, wurde das innere Segment 78 durch Dehnung über die Elastizitätsgrenze hinaus verformt. Wird nun der Aufhängehaken 71 durch ein hinreichend grosses Gewicht belastet, so wird der mittlere Teil 7 8 der Blattfeder nahezu vollständig zusammengedrückt. Bei Entlastung des Hakens 71 wölbt sich der mittlere Teil immer mehr, bis zu einem kritischen Punkt, indem der mittlere Federteil 7 8 sprungartig seine Form ändert. Bei dieser sprunghaften Aenderung wird infolge der durch die am Haken 71 hängenden Masse des zu schützenden Gegenstandes eine Trägheitskraft auf die piezoelektrischen Wandler 73 und 74 ausgeübt, die die gleiche Wirkung hat wie eine

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plötzliche Gewichtsänderung. Dabei wird in gleicher Weise wie bei einer schnellen Kraftänderung am Aufhängehaken ein Alarmsignal ausgelöst. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass bei einer ausserordentlich langsamen Entlastung des Aufhängehakens die Alarmanlage überlistet werden kann. Bei Unterschreitung einer bestimmten Last wird in jedem Fall durch die sprunghafte Aenderung der Federauslenkung eine zur Alarmauslösung hinreichende Kraft auf die Kraftaufnehmer ausgeübt.

In Fig. 11 ist eine Anordnung dargestellt, bei der das elastische Element aus einer Spiralfeder 80 besteht, welche zv/ischen einem am Aufhängehaken 71 befestigten Stempel 81 und dem Boden eines an der Basisplatte 72 befestigten Zylinders 82 angeordnet ist. Die piezoelektrischen Wandler 73 und 74 sind auf der Unterseite direkt mit der Montageschiene 75 verbunden. Die Sprungstelle der Charakteristik wird in diesem Fall dadurch erzeugt, dass der Stempel 81 eine Bohrung aufweist, in welcher sich durch Federn vorgespannte Bolzen 89 befinden. In der Zylinderwand befinden sich Nuten oder Löcher 84, aus welchen die Bolzen 83 bei Unterschreitung einer bestimmten Last am Haken herausgedrückt werden. Dabei wird eine Kraft auf die Wandler 73 und 74 ausgeübt.

Eine ähnliche Anordnung, ebenfalls mit einer Spiralfeder 80, zeigt Fig. 12. In diesem Fall wird die Sprungstelle der Charakteristik durch spezieil geformte Blattfedern 85 hervorgerufen. Ueberschreitet der durch das normalerweise am Haken 71 hängende

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Gewicht belastete Stempel 81 bei langsamer Entlastung die oberen Haken dieser Klemmfedern 85, so tritt eine plötzliche Entlastung der Spiralfeder 80 ein, und es wird wiederum eine Kraft auf
die Fühler ausgeübt. Bei den in Fig. 10 und 11 dargestellten
•Konstruktionen verläuft die Charakteristik bei grossen Kräften F ausserordentlich steil, d.h. die Wegänderung bei Herabsetzung
der Kraft ist oberhalb von F₀ fast zu vernachlässigen.

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Claims

Olpl.-Ing. Dipl. oec. publ.

.DIETRICH LEWINSKY - " 20 Ι,,ηί 19RQ

PATENTANWALT ' Qh

MöBchen 21 - Gotlhardstr. 81 S(I/ 1931308

Telefon 561762
Patentansprüche

/l. Elektrische Vorrichtung zum Schutz beweglicher Gegenstände gegen Diebstahl oder Beschädigung, bestehend aus mindestens einem in der Aufhängung oder Aufstellung des Gegenstandes angebrachten Fühler, damit verbundenen zugehörigen Anpassungsverstärkern zur Umwandlung der Signale der Fühler und einer an den Ausgang des oder der Anpassungsverstärker angeschlossenen Alarmeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Fühler Kraftaufnehmer sind, derart angebracht, dass sie im Ruhezustand durch das Gewicht des zu schützenden Gegenstandes belastet sind, und dass der oder die zugehörigen Anpassungsverstärker bei Abweichung der durch das Gewicht des zu schützenden Gegenstandes gebildeten, am Fühler angreifenden, Kraft vom Ruhewert nach beliebiger Richtung um einen vorbestimmten Wert ein Signal an die Alarmeinrichtung abgeben.
2. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler getrennt von dem zu schützenden Gegenstand in der Aufhängung oder Aufstellung des Gegenstandes verdeckt angebracht ist.

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3. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu schützende Gegenstand an mindestens einem Kabel aufgehängt ist, und dass der Fühler am oberen Ende mindestens eines Aufhängekabels angebracht ist.
4. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu schützende Gegenstand auf einem Sockel aufgestellt ist, unter dem mindestens ein Fühler angebracht ist.
5. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu schützende Gegenstand auf einem getrennten Stempel ruht, der wiederum auf oder in einem Sockel angebracht ist, und dass der Fühler zwischen Stempel und Sockel angebracht ist.
6. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler mindestens ein piezoelektrisches Element enthält, das bei Ausübung einer Kraft eine elektrische Ladung an den als Ladungsverstärker ausgebildeten Anpassungsverstärker abgibt.
7. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungsverstärker am Eingang einen Feldeffekttransistor enthält.

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8. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpassungsverstärker nur dann ein Signal abgibt, wenn die vorbestimmte Kraftänderung am Fühler innerhalb einer durch die Konstruktion festgelegten, höchstens 10 Sekunden betragenden Zeit, erfolgt.
9. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fühler und Anpassungsverstärker eine untere Frequenzdurchlassgrenze zwischen 0,1 und 2 Hz haben.

10. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fühler und Anpassungsverstärker eine obere Frequenzdurchlassgrenze von höchstens 500 Hz haben.

11. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Fühler schwingungsgedämpft sind, so dass die tiefste Resonanzstelle der gesamten Anordnung höchstens 500 Hz beträgt.

12. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler zwei Kraftaufnehmer enthält, und dass der Angriffspunkt der Kraft zwischen beiden Aufnehmern liegt.

13. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler verdeckt in einer Schiene oder einem Schlitz in der Wand oder an der Raumdecke angebracht ist.

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14. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene oder die Abdeckung des Schlitzes für die Aufnahme der Fühler in regelmässigen Abständen Oeffnungen für die Durchführung von Aufhängungen aufweist.

15. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schiene oder dem Schlitz ein Schutzschalter vorhanden ist, der bei Entfernung der Abdeckung einen Alarmstromkreis schaltet.

16. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung des Anpassungsverstärkers ^ oder der Alarmeinrichtung einen Selbsthaltekreis enthält*

17. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fühler eine individuelle Alarmanzeige zur Lokalisierung des alarmgebenden Fühlers zugeordnet ist.

18. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fühler und Anpassungsverstärker aus einer kompakten Einheit bestehen.

19. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fühler und Anpassungsverstärker nach Anspruch 18 aus kompakten Einheiten bestehen, und dass diese Einheiten nach Anspruch 13 verdeckt in einer Schiene oder einem Schlitz angebracht sind, und dass mehrere solcher Einheiten parallel zueinander an die Alarmeinrichtung an-

9098 86/03 38 schliessbar sind.

20. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Alarmauslösung notwendige Abweichung der Kraft vom Ruhewert am Anpassungsverstärker einstellbar ist.

21. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufhängung oder Aufstellung des Gegenstandes zusätzlich mindestens ein nicht-lineares elastisches Element angebracht ist, dessen Auslenkung sich bei Unterschreitung einer bestimmten Kraft sprungartig ändert, und welches so angeordnet ist, dass bei diesen sprungartigen Aenderungen der Auslenkung eine Kraft auf die kraftempfindlichen Fühler ausgeübt wird.

22. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-lineare elastische Element aus wenigstens einem Teil einer Blattfeder besteht.

23. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-lineare elastische Element eine Spiralfeder und eine Arretiervorrichtung für die Aufhängung oder Aufstellung aufweist, welche so ausgebildet und angeordnet sind, dass die Arretiervorrichtung die Aufhängung oder Aufstellung freigibt, wenn die auf die Spiralfeder durch den zu schützenden Gegenstand ausgeübte Kraft einen bestimmten Wert unterschreitet.

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24. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht-lineare elastische Element ein aus Gummi oder elastischem Kunststoff bestehendes Teil aufweist.

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