DE19708180A1 - Sicherungselement für die elektronische Artikelüberwachung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement für die elektronische Artikelüberwachung, bestehend aus zwei zumindest teilweise überlappend angeordneten Lagen von Leiterbahnen, die über eine dielektrischen Klebeschicht miteinander verbunden sind.

Sicherungselemente in Form sog. Resonanzschwingkreis-Etiketten oder -Anhänger werden in zunehmendem Maße bei der Prävention und Erkennung von Diebstählen in Kaufhäusern und Lagern eingesetzt. Die Überwachung geht folgendermaßen vor sich: die Resonanzschwingkreise werden durch ein magne­ tisches Wechselfeld in der Abfragezone im Eingangs- und Ausgangsbereich der zu überwachenden Einrichtung zur Aussendung eines charakteristischen Erkennungssignals angeregt. Sobald das Überwachungssystem das Erkennungs­ signal registriert, wird ein Alarm ausgelöst.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sicherungselemente deaktiviert werden können, sobald die gesicherte Ware von einem Kunden ordnungsgemäß gekauft worden ist. Bewährt hat sich hierbei die Methode, über die Zufuhr eines entsprechend hohen Energiepulses einen Kurzschluß zwischen den beiden Lagen von Leiterbahnen durch die dielektrische Schicht hindurch zu erzeugen.

Ein deaktivierbares Sicherungselement sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren sind bereits aus der EP 0 665 705 A2 bekannt geworden. Jede der Lagen von Leiterbahnen besteht bei der bekannten Lösung aus einer Vielzahl von Windungen. Die beiden Lagen von Leiterbahnen sind über eine dielektrische, sehr dünne Harzschicht miteinander verbunden. Die Harzschicht hat über die gesamte Fläche der Lagen eine im wesentlichen konstante Dicke.

Eine Deaktivierung des Sicherungselementes erfolgt auch hier durch die Zufuhr eines ausreichend hohen Energie­ pulses. Ein Kurzschluß tritt vorzugsweise an mehreren Stellen des Sicherungselementes und ist - statistisch gesehen - gleichmäßig über die gesamte Fläche der Lagen der einander überlappenden Leiterbahnen verteilt.

Obwohl sich der oben beschriebene Resonanzschwingkreis problemlos und sicher deaktivieren läßt, besteht Gefahr, daß er durch mechanische Beanspruchung, insbesondere durch Verbiegen oder Verdrillen, reaktiviert wird - der Kurzschluß ist also durch die mechanische Beanspruchung wieder rückgängig zu machen. Reaktivierung ist ein in hohem Maße unerwünschter Effekt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungselement vorzuschlagen, das das Risiko einer Reaktivierung nach erfolgter Deaktivierung herabsetzt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die obere und die untere Lage von Leiterbahnen zumindest eine Windung aufweisen und daß die Festigkeit der beiden Lagen von einander überlappenden Leiterbahnen so groß ist, daß im Falle einer mechanischen Beanspruchung ein Verbiegen des Sicherungselementes in den Bereichen auftritt, die im wesentlichen frei von Leiterbahnen sind.

Wie bereits an vorhergehender Stelle beschrieben, ist bei dem aus dem Stand der Technik bekannt gewordenen Sicherungselement die Wahrscheinlichkeit, daß ein Kurzschluß auftritt, über den gesamten überlappenden Flächenbereich der beiden Lagen von Leiterbahnen gleich groß. Da durch eine mechanische Reanspruchung ein beliebiger Bereich des Sicherungselementes verbogen oder verdrillt wird, ist konsequenterweise auch die Wahrschein­ lichkeit entsprechend groß, daß ein sich zufällig in dem Bereich befindlicher Kurzschluß rückgängig gemacht wird.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Sicherungs­ elementes ist die Gefahr, daß das Sicherungselement durch mechanische Beanspruchung des Sicherungselementes reaktiviert wird, von vorneherein auf einen relativ geringen Prozentsatz der Gesamtfläche der überlappenden Lagen von Leiterbahnen beschränkt. Eine Reaktivierung wird hier also nur möglich sein, wenn sich zufälligerweise gerade in dem eng begrenzten Verbiegebereich die Kurzschlußstelle befindet. Hierdurch wird das Risiko einer ungewollten Reaktivierung eines Sicherungselementes natürlich erheblich herabgesetzt.

Das erfindungsgemäße Sicherungselement bietet darüber hinaus auch noch weitere Vorteile. Durch die relativ große Breite der Leiterbahnen und die geringe Anzahl der Windungen von Leiterbahnen läßt sich die Fertigung wesentlich vereinfachen und ist damit kostengünstiger. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich daraus, daß die größere Breite der Leiterbahnen eine verminderte Impedanz und damit einen höheren Q-Faktor des Resonanzschwingkreises bedingt. Da ein höherer Q-Faktor bedeutet, daß die Schärfe des Resonanzsignals besser ausgeprägt ist, läßt sich erfindungsgemäß auch noch die Detektionsrate verbessern.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungs­ gemäßen Sicherungselementes ist vorgesehen, daß der Anteil der Fläche der Leiterbahnen, die im Falle einer mechanischen Beanspruchung gebogen werden, maximal 10% der Gesamtfläche der Leiterbahnen beträgt. Wie bereits oben ausgeführt, ist eine Reaktivierung um so unwahrschein­ licher, je geringer der Verbiegebereich der beiden Lagen von Leiterbahnen ist.

Als günstig hat es sich herausgestellt, daß die Leiter­ bahnen in vorgegebenen Abschnitten eine größere Breite aufweisen als in den verbleibenden Abschnitten. Die Stabilität des Sicherungselementes läßt sich hierdurch weiter erhöhen.

Eine kostengünstige und die Fertigung erleichternde Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherungselementes sieht vor, daß die Leiterbahnen aus Aluminium gefertigt sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungs­ gemäßen Sicherungselements wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß die Leiterbahnen beider Lagen gleiche Abmessungen besitzen, wobei eine der Lagen bezüglich der anderen Lage umgeklappt und um 180° gedreht ist. Insbesondere werden die Soll-Biegestellen durch diese Ausgestaltung noch stärker ausgeprägt. Insbesondere sind die beiden Leiterbahnen identisch, aber in entgegengesetzte Richtungen gewickelt.

Eine günstige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungselements sieht vor, daß die beiden Leiterbahnen derart ausgebildet sind und in einem Bereich elektrisch miteinander verbunden sind, in dem die zwischen den Leiterbahnen bestehende Spannung Null ist oder zumindest ein Minimum erreicht. Üblicherweise tragen die Sicherungs­ elemente ein Papieretikett, das zwecks Preis- und oder Produktauszeichnung in eine Drucker, z. B. einem Laserdrucker, mit der entsprechenden Information bedruckt wird. Durch die elektrische Verbindung der Leiterbahnen wird erreicht, daß die Sicherungselemente nicht durch die im Laserdrucker auftretenden Gleichspannungen in ihren physikalischen Eigenschaften verändert werden. Insbesondere läßt sich durch diese Ausgestaltung vermeiden, daß die Sicherungselemente während des Redruckens unbeabsichtigt deaktiviert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Deaktivierung des Sicherungselements vorgesehen, daß der Bereich punktförmig ausgebildet ist und dort zu liegen kommt, wo die zwischen den Leiterbahnen herrschende Spannung Null ist.

Oftmals ist es jedoch infolge von auftretenden Toleranzen bei der Fertigung problematisch, die beiden Leiterbahnen exakt an dieser optimalen Stelle zu verbinden. Daher ist in einer alternativen Ausgestaltung vorgesehen, daß der Bereich eine größere Ausdehnung hat. Die Leiterbahnen werden also über eine größere Strecke kurzgeschlossen, wodurch eine sichere elektrische Verbindung mit geringem Widerstand zwischen den Leiterbahnen geschaffen wird.

Kostengünstig läßt sich die elektrische Verbindung zwischen den beiden Leiterbahnen übrigens durch ein- bzw. mehrmalige Druckbeaufschlagung, z. B. mittels einer Stempelvorrichtung, herstellen.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Fig. näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Sicherungselements,

Fig. 2 eine Darstellung der Spannungsverhältnisse zwischen den beiden Leiterbahnen,

Fig. 3 eine vorteilhafte erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherungselements und

Fig. 4 eine vorteilhafte zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherungselements.

Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung des erfindungs­ gemäßen Sicherungselements 1. Das Sicherungselement 1 besteht aus einer unteren Lage 2 von Leiterbahnen 4 und einer oberen Lage 3 von Leiterbahnen 5. Beide Lagen 2, 3 sind bezüglich ihrer Abmessungen nahezu identisch, jedoch sind sie in der bereits zuvor beschriebenen Art und Weise zueinander verdreht. Es ist auch möglich, daß die Breite der beiden Lagen (2, 3) von Leiterbahnen (4, 5) voneinander abweicht.

Wie durch die gestrichelten Linien verdeutlicht, erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Sicherungselement 1 ein Verbiegen unter mechanischer Beanspruchung bevorzugt in den Bereichen, die in direkter Verlängerung zu den leiterbahn­ freien Bereichen des Sicherungselementes 1 liegen. Damit werden durch Verbiegen des Sicherungselementes lediglich die schraffierten Stellen der Lagen 2, 3 von Leiterbahnen 4, 5 beeinflußt. Die Summe der entsprechenden Flächenbereiche ist klein im Vergleich zur Gesamtfläche der überlappenden Leiterbahnen 4, 5. Bedenkt man, daß die Deaktivierungswahr­ scheinlichkeit über die Gesamtfläche der überlappenden Lagen 2, 3 der Leiterbahnen 4, 5 gleich groß ist, so wird nur ein geringer Bruchteil von Sicherungselementen 1 einen Kurzschluß in den schraffierten Bereichen aufweisen. Nur bei diesem geringen Bruchteil von Sicherungselementen 1 besteht fortan noch die Gefahr einer Reaktivierung unter mechanischer Beanspruchung.

Fig. 2 verdeutlicht die unterschiedlichen die Spannungs­ potentiale, die in verschiedenen Bereichen der beiden sich überlappenden Leiterbahnen 4; 5 über deren Länge während der elektromagnetischen Induktion auftreten.

Bei einem Sicherungselement 1 mit gleichmäßiger Dicke der dielektrischen Schicht 9 zwischen den Leiterbahnen 4; 5 erfolgt die Deaktivierung bevorzugt in den Endbereichen von oberer Leiterbahn 4 und unterer Leiterbahn 5, da hier die induzierte Spannung maximal ist. Haben die Leiterbahnen 4, 5 dieselben Abmessungen, sind sie jedoch entgegengesetzt gewickelt, so verschwindet das Spannungspotential im mittleren Bereich zwischen den beiden Leiterbahnen 4; 5 vollständig. Bei Anlegen eines Deaktivierungssignals sollte die Deaktivierung folglich in den Endbereichen der beiden überlappenden Leiterbahnen 4; 5 auftreten.

Daß die Deaktivierung trotz der o.g. günstigen Bedingungen in den Endbereichen der beiden überlappenden Leiterbahnen 4; 5 - statistisch gesehen - an jeder beliebigen Stelle im Überlappungsbereich auftritt, läßt sich dadurch erklären, daß die dielektrische Schicht 9 nicht gleichmäßig dick ist oder Fehlstellen, z. B. Luftblasen enthält. Beide Unregelmäßigkeiten sind die Folge von Fertigungsfehlern. Solche Fertigungsfehler können örtliche Schwachstellen und infolge von Lufteinschlüssen sogar Löcher in der dielektrischen Schicht 9 verursachen. Die dielektrische Schicht 9 bricht bei Anlegen des Deaktivierungssignals daher auch an diesen lokalen Schwachstellen zusammen, obwohl das Spannungspotential hier mitunter wesentlich niedriger ist als in den Endbereichen der beiden Leiterbahnen 4; 5.

Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherungselements 1 in Draufsicht. Die untere Leiterbahn 5 ist nur teilweise sichtbar und gestrichelt eingezeichnet. Nach dieser Ausführungsform sind die beiden Leiterbahnen 4; 5 in dem Bereich 7 elektrisch miteinander verbunden. In diesem Bereich 7 ist das Spannungspotential minimal bzw. Null. Hierdurch läßt sich wirkungsvoll vermeiden, daß das Sicherungselement 1 bei Anlegen einer äußeren Gleichspannung, wie sie z. B. beim Bedrucken des auf dem Sicherungselement 1 angebrachten Papieretiketts in einem Drucker, insbesondere in einem Laserdrucker, auftritt, unbeabsichtigt deaktiviert wird.

Das in Fig. 3 beschriebene Sicherungselement 1 liefert nur dann eine hervorragende Detektionsrate sowie beste Deaktivierungsergebnisse, wenn die elektrische Verbindung exakt in dem Bereich 7 liegt, in dem das Spannungspotential zwischen den beiden Leiterbahnen 4; 5 Null wird. Bei einem derartigen Sicherungselements 1 sind folglich höchste Anforderungen an die Fertigungsqualität zu stellen. Liegt die elektrisches Verbindung nämlich nur etwas außerhalb des optimalen Bereichs 7, so verschlechtern sich der Q-Faktor und die Resonanzamplitude des Sicherungselements 1 - letztlich also die Detektionsrate der Sicherungselements 1.

Die in Fig. 4 gezeigte vorteilhafte zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherungselements 1 beseitigt diesen Nachteil. Hier ist die punktförmige elektrische Verbindung zwischen den beiden Leiterbahnen 4; 5 durch mehrere elektrische Verbindungen, die sich entlang des Bereichs 8 befinden, ersetzt. Diese elektrische Verbindung ist daher wesentlich sicherer als die Verbindung in einem punktförmigen Bereich 7, und es sehr unwahrscheinlich, daß sie durch mechanische Beanspruchung des Sicherungselements 1 aufgebrochen wird. Das in diesem Beispiel dargestellte Sicherungselement 1 hat übrigens nur eine Windung. Diese ist so breit ausgestaltet, daß die Soll-Biegestellen wieder in den Bereichen liegen, in denen nur eine der Leiterbahnen 4; 5 verläuft.

Claims (10)

1. Sicherungselement für die elektronische Artikelüber­ wachung, bestehend aus zwei zumindest teilweise überlappend angeordneten Lagen von Leiterbahnen, die über eine dielektrischen Klebeschicht miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Lage (3) und die untere Lage (2) von Leiterbahnen (4, 5) zumindest zwei eine Windung aufweisen, und
daß die Festigkeit der beiden Lagen (2, 3) von überlappenden Leiterbahnen (4, 5) so groß ist, daß im Falle einer mechanischen Beanspruchung ein Verbiegen des Sicherungselementes (1) in den Bereichen auftritt, die im wesentlichen frei von Leiterbahnen (4, 5) sind.

2. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Fläche der Leiterbahnen (4, 5), die im Falle einer mechanischen Beanspruchung gebogen werden maximal 10% der Gesamtfläche der Leiterbahnen (4, 5) beträgt.

3. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (4, 5) in vorgegebenen Abschnitten eine größere Breite aufweisen als in den verbleibenden Abschnitten.

4. Sicherungselement nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (4, 5) aus Aluminium gefertigt sind.

5. Sicherungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (4; 5) beider Lagen (2, 3) gleiche Abmessungen besitzen, wobei eine der Lagen (4; 5) bezüglich der anderen Lage (5; 4) umgeklappt und um 180° gedreht ist.

6. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leiterbahnen (4; 5) in entgegengesetzte Richtungen gewickelt sind.

7. Sicherungselement nach Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiterbahnen (4; 5) in einem Bereich (7) elektrisch miteinander verbunden sind, in dem die zwischen den Leiterbahnen (4; 5) bestehende Spannung Null ist oder zumindest ein Minimum erreicht.

8. Sicherungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (7) punktförmig ausgebildet ist.

9. Sicherungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (8) eine gewisse Ausdehnung besitzt.

9. Sicherungselement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, die Bereiche (7; 8) durch ein- bzw. mehrmalige Druckbeaufschlagung geschaffen sind.