DE19747513A1 - Sensorelement zum Anbringen an insbesondere gegen Diebstahl zu sichernden Waren insbesondere in einer Verkaufsstätte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorelement zum Anbringen an insbesondere gegen Diebstahl zu sichernden Waren insbesondere in einer Verkaufsstätte, das mit einer Sicherheitseinrichtung in alarmauslösende Wirkverbindung treten kann; umfassend ein Element, vorzugsweise einen Draht, aus weichmagnetischem Material, wie beispielsweise einen Wiegand-Draht mit einem weichmagnetischen Draht-Kern und mit einem hartmagnetischen Draht-Mantel.

Ein derartiges Sensorelement ist aus der DE 37 41 780 bekannt. Als weichmagnetisches Element des Sensorelementes ist in dieser Druckschrift ein Wiegand-Draht beschrieben. Bei einem Wiegand-Draht handelt es sich um ein aus ferromagnetischem Material bestehendes Drahtelement, welches aufgrund bestimmter Behandlung bei der Fertigung einen weichmagnetischen Kern und einen hartmagnetischen Mantel aufweist. Wird an einen bezüglich Kern und Mantel durch ein ausreichend starkes Magnetfeld mit einer Sättigungsfeldstärke gleichgerichtet vormagnetisierten Wiegand-Draht ein anschwellendes Magnetfeld gelegt, das in entgegengesetzter Richtung zum Vormagnetisierungsfeld ansteigt, so verbleibt der Magnetisierungszustand des Wiegand-Drahtes zunächst in seinem Vormagnetisierungszustand. Überschreitet die Feldstärke einen auch als Zündfeldstärke bezeichneten Schwell­ beziehungsweise Grenzwert, so ändert sich bei Erreichen der Zündfeldstärke zunächst nur die Magnetisierungsrichtung des weichmagnetischen Kerns, diese klappt spontan um.

Befindet sich der Wiegand-Draht bei diesem Umklappen der Magnetisierungsrichtung des weichmagnetischen Kerns in dem Magnetfeld einer Induktionsspule einer Sicherheitseinrichtung, so erzeugt die mit dem Umklappen der Kern-Magnetisierungs­ richtung verbundene Flußänderung in der Induktionsspule einen auch als Rücksetzimpuls bezeichneten Spannungsimpuls. Bleibt die Feldstärke des an einen Wiegand-Draht angelegten Magnet­ feldes danach unterhalb eines zweiten Grenzwertes, bei dessen Überschreiten es auch zur Ummagnetisierung des hartmagnetischen Mantels kommen würde, und läßt man nach dem Umklappen der Magnetisierungsrichtung des weichmagnetischen Kerns die Feldstärke des Magnetfeldes wieder in der Ursprungsrichtung ansteigen, so klappt die Magnetisierungsrichtung des weichmagnetischen Kerns bei Erreichen der Zündfeldstärke wieder in die Ursprungsrichtung um. Da das Magnetfeld des Mantels in diesem Zustand dem angelegten äußeren Magnetfeld gleichgerichtet ist und dieses gleichsam unterstützt, bewirkt die magnetische Kopplung zwischen Mantel und Kern hierbei eine höhere Flußänderungsgeschwindigkeit und damit ein stärkeres Signal, welches bei einem angelegten periodischen Wechselfeld quasi statisch ist.

Dabei läßt sich bei ein und demselben Wiegand-Draht entweder ein symmetrisches oder ein asymmetrisches Signal erzeugen, und zwar ergibt sich ein symmetrisches Signal dann, wenn der Wiegand-Draht in beiden Richtungen jeweils hinsichtlich Kern und Mantel gesättigt wird. Werden dagegen während jedes Durchganges durch den ersten Quadranten aufgrund einer entsprechend hohen Feldstärke Kern und Mantel positiv gesättigt und wird im dritten Quadranten nur der Kern gesättigt, so ergibt sich aufgrund einer solchen asymmetrischen Erregung ein asymmetrisches Signal, dessen Art beziehungsweise Form von der Ansteuerung des Wiegand-Drahtes abhängt.

Aufgrund des Umstandes, daß mit einer asymmetrischen Ansteuerung des Sensorelementes und damit mit asymmetrischen Impulssignalen gearbeitet wird, die von normalen Metallgegen­ ständen nicht erzeugt werden, ergibt sich eine hohe Identifi­ zierungsgenauigkeit und damit eine extrem geringe Anzahl von Fehlalarmen.

Als Element aus weichmagnetischem Material kann für ein gattungsgemäßes Sensorelement aber auch ein Draht verwendet werden, der keinen Mantel aus hartmagnetischem Material auf­ weist. Ein derartiger Draht aus weichmagnetischem Material besteht aus einer Legierung, mit der wie beim Wiegand-Draht der vorbeschriebene Barkhausen-Effekt ausgenutzt wird. Das von einem derartigen weichmagnetischen Draht erzeugte Signal ist symmetrisch. Zur De- und Reaktivierung dienen hier hartmagnetische Plättchen, die beispielsweise abschnittsweise auf den weichmagnetischen Draht aufgebracht werden. Diese hart­ magnetischen Plättchen umhüllen den weichmagnetischen Draht jedoch nicht.

Von der Sicherheitseinrichtung werden dabei die in der Induktionsspule beim Umklappen der Magnetisierungsrichtung auftretenden Spannungsimpulse detektiert und ein Alarm wird ausgelöst. Die Sicherheitseinrichtung, mit der das Sensorelement in derartige alarmauslösende Wirkverbindung treten kann, umfaßt die Induktionsspule, die gewöhnlich in einem Durchgangstor für die Kunden der Verkaufsstätte im Bereich des Verkaufsstättenausganges angeordnet ist. Zwischen den beiden Seitenteilen dieses Tores wird das Magnetfeld ausgebildet, das durch seine Feldstärke ein Umklappen des weichmagnetischen Kerns des Sensorelementes bewirkt.

Zwischen den beiden Seitenteilen der Sicherheitsein­ richtung ist eine bestimmte Durchgangsbreite ausgebildet, die ein bequemes Hindurchgehen der Verkaufsstätten-Kunden ermöglichen soll. Zugleich muß die Durchgangsbreite jedoch so bemessen sein, daß im Falle eines Diebstahls eine sichere Alarmauslösung gewährleistet ist. Da die Durchgangsbreite jedoch bestimmte Mindesterfordernisse, auch hinsichtlich von Brandschutzvorschriften, erfüllen muß, kann die Durchgangs­ breite zum Zwecke einer sicheren Alarmauslösung nicht zu weit reduziert werden. Es ist daher beim Stand der Technik notwendig, die hänge des weichmagnetischen Drahtes so weit zu vergrößern, daß bei einem erforderlichen Abstand zwischen den Seitenteilen ein ausreichend großer Impuls in der Induktionsspule der Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird. Bei einer Durchgangsbreite von 1,2 bis 1,4 m als Abstand zwischen den Seitenteilen ist eine Länge des Drahtes von größer als 50 mm erforderlich. Da ein derartiger Draht in gestreckter Form häufig vollständig innerhalb eines Etikettes, z. B. eines Papieretikettes, angeordnet ist, das zur Preisauszeichnung auf der Ware befestigt ist, ist erforderlich, daß auch das Papierpreisetikett eine entsprechende Länge aufweist. Die gewöhnlich verwendeten Papierpreisetiketten mit einem eingesetzten Sensorelement weisen daher eine Länge von ca. 63 bis 95 mm auf. Mit derart langen Etiketten ist es schwierig, kleine Artikel im Sortiment der Verkaufsstätte preislich aus zu­ zeichnen. Zudem ist der Materialeinsatz für derart lange Etiketten gesteigert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensor­ element der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, welches bei einer sicheren Alarmauslösung hinsichtlich seiner Baugröße optimiert ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Sensor­ element, das durch wenigstens ein zusätzliches weichmagne­ tisches Element gekennzeichnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensorelement ist neben dem weichmagnetischen Draht wenigstens ein weiteres, vorzugsweise mehrere weitere weichmagnetische Elemente vorgesehen. Gerät ein derartiges Sensorelement in das Magnetfeld einer Induktionsspule innerhalb der Sicherheitseinrichtung, so ändert sich die Magnetisierungsrichtung nicht nur des weichmagnetischen Drahtes sondern gleichzeitig auch die Magnetisierungsrichtung dieser zusätzlich vorgesehenen weichmagnetischen Elemente. Wie beim weichmagnetischen Draht klappt die Magnetisierungsrichtung der weichmagnetischen Elemente spontan um, wodurch der dabei erzeugte Impuls innerhalb der Induktionsspule vorteilhaft vergrößert wird. Aufgrund dieser Erhöhung ist der Impuls durch die Sicherheitseinrichtung sicher detektierbar und die sichere Auslösung eines Alarmes ist gewährleistet.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensorelement kann somit einerseits der in der Induktionsspule der Sicherheitseinrich­ tung erzeugte Impuls erhöht werden. Andererseits ist es auf vorteilhafte Weise jedoch auch möglich, daß bei einer gleich­ bleibenden Impulshöhe die Länge des weichmagnetischen Drahtes und insgesamt verkürzt wird. Aufgrund der zusätzlich vorgesehenen weichmagnetischen Elemente kann das weich­ magnetische Drahtmaterial reduziert werden, insbesondere auf seiner Länge reduziert werden, ohne dabei die Auslösung eines Impulses und somit eines Alarmes zu gefährden. Beispielsweise ist die Länge des weichmagnetischen Drahtes bei dem erfindungsgemäßen Sensorelement auf ca. 30 mm verkürzbar.

Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das wenigstens eine, vorzugsweise die mehrere zusätzlichen weichmagnetischen Elemente als Plättchen ausgebildet sind. Plättchen haben einerseits den Vorteil, daß sie ähnlich flach wie ein Draht ausbildbar sind. Andererseits können sie durch ihre flächige Ausdehnung mit einem Magnetfeld wirkungsvoll in Wechselwirkung treten, da das Magnetfeld die Plättchen flächig durchsetzt.

Bevorzugt ist an jedem freien Ende des weichmagnetischen Drahtes ein Plättchen aus weichmagnetischem Material angeordnet. Auf diese Weise ist eine dem Draht zugeordnete räumliche Anordnung zweier Plättchen geschaffen. Die Plättchen liegen vorzugsweise an den freien Enden des weichmagnetischen Draht direkt an. Eine direkt Anlage ist insbesondere einfacher herzustellen. Durch die an den freien Enden des Drahtes vorgesehenen Plättchen werden diese Enden des weichmagnetischen Drahtes quasi verdickt, wobei Kopfbereiche aus weich­ magnetischem Material ausgebildet werden.

Jedes Plättchen aus weichmagnetischem Material kann dabei rechteckig ausgebildet sein und quer zur Längserstreckung des Drahtes ausgerichtet sein. Aufgrund ihrer Ausrichtung quer zur Längserstreckung des Drahtes verbreitern die rechteckigen Plättchen die freien Enden des Drahtes erheblich.

Jedes Plättchen aus weichmagnetischem Material kann jedoch auch quadratisch ausgebildet sein, wobei eine Ausrichtung hinsichtlich der Längserstreckung des Drahtes beliebig sein kann.

Zur Vereinfachung der Herstellung des Sensorelementes ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß jedes Plättchen und der weichmagnetische Draht aus ein und demselben weichmagnetischem Material gefertigt sind. Das weichmagnetische Material ist vorzugsweise eine Cobalt-Eisen-Nickel-Legierung. Eine derartige Legierung weist vorteilhaft die benötigten weichmagnetischen Eigenschaften auf. Im Vergleich zu einem Wiegand-Draht ist ein weichmagnetischer Draht aus dieser Legierung biegsamer und elastischer, so daß er insbesondere in Sensorelementen verwendbar ist, die auf weichen Waren angebracht werden. Eine Cobalt-Eisen-Nickel-Legierung kann beispielsweise zusätzlich die chemischen Elemente Silicium, Mangan und Bor enthalten, wobei insbesondere folgendes Elementenverhältnis einsetzbar ist: (In Atom-%) 58% Cobalt, 5,5% Eisen, 4% Silicium, 1% Mangan, 15% Nickel und 16,5% Bor.

Zur weiteren Ausbildung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, daß die Bauteile des Sensorelementes in einem Etikett, vorzugsweise in einem Papierpreisetikett, einem Folienetikett oder dergleichen, anordenbar sind, wobei die Plättchen mit dem Umfangsrand des Etikettes insbesondere bündig abschließen. Bei dem erfindungsgemäßen Sensorelement ergibt sich dabei der Vorteil, daß aufgrund einer Verkürzung des Drahtes bei gleich sicherer Alarmauslösung die Etiketten kürzer ausgebildet sein können. Insbesondere kann ein Papierpreis­ etikett verwendet werden, dessen Länge 32 mm beträgt. Papierpreisetiketten mit 32 mm Länge können vorteilhaft mit handelsüblichen Preisauszeichnungszangen gespendet werden. Die Papierpreisetiketten können dabei in einer Quer-Ausrichtung aus der Preisauszeichnungszange austreten, wodurch das Auszeichnen der Waren mit den Papierpreisetiketten wesentlich schneller erfolgen kann als mit Preisauszeichnungszangen für längseingezogene Etiketten. Die kleineren Etiketten können auch für kleinere Waren aus dem Sortiment der Verkaufsstätte verwendet werden. Die kleineren Etiketten sind zudem unauffälliger.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellte. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Sensorelementes und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sensor­ elementes.

Das Sensorelement in Fig. 1 umfaßt ein weichmagnetisches Element 1, einen Draht 2 aus weichmagnetischem Material. Auf den Draht 2 sind abschnittsweise Auflagen 3 aus hart­ magnetischem Material aufgelegt.

An den freien Enden des Drahtes 2 ist jeweils ein Plättchen 4 angeordnet. Jedes Plättchen 4 ist aus weichmagnetischem Material gefertigt und bildet ein weichmagnetisches Element aus. Jedes Plättchen 4 ist rechteckig ausgebildet und quer zur Längserstreckung des Drahtes 2 ausgerichtet.

Die Bauteile des Sensorelementes sind in einem gewöhnlichen Papierpreisetikett 5 angeordnet. Die rechteckigen Plättchen 4 sind dabei in den seitlichen Zungen des Papieretikettes 5 angeordnet und schließen mit dessen Umfangs­ rand bündig ab.

Das Sensorelement in Fig. 2 hat im wesentlichen die gleichen Bauteile 1, 2, 3 wie das Sensorelement in Fig. 1. Auch hier sind an den freien Enden des Drahtes 2 Plättchen 4' angeordnet, auch diese Plättchen 4' bestehen aus einem weichmagnetischen Material. Die Plättchen 4' sind jedoch quadratisch ausgebildet. Die Darstellung der Plättchen 4' in der Fig. 2 ist etwas vergrößert, um die quadratische Ausbildung hervorzuheben. Auch bei diesen Plättchen 4' ist vorgesehen, daß sie mit dem Umfangsrand des Papierpreisetikettes 5, das die Bauteile des Sensorelementes aufnimmt, bündig abschließen.

Die Plättchen 4, 4' aus weichmagnetischem Material liegen vorzugsweise direkt am Draht 2 aus weichmagnetischem Material an. Der Draht 2 und die Plättchen 4, 4' lösen gemeinsam durch Umklappen ihrer Magnetisierungsrichtung unter Einfluß in der Induktionsspule in einer Sicherheitseinrichtung durch Erzeugung eines Spannungsimpulses mit ausreichender Impulshöhe einen Alarm aus. Bei ausreichender Impulshöhe kann zugleich der Draht 2 insoweit insbesondere verkürzt werden, daß als Papierpreisetikett 5 ein gewöhnliches Papierpreisetikett mit einer Länge von ca. 32 mm verwendet werden kann.

Claims (9)

1. Sensorelement zum Anbringen an insbesondere gegen Dieb­ stahl zu sichernden Waren insbesondere in einer Verkaufsstätte, das mit einer Sicherheitseinrichtung in alarmauslösende Wirk­ verbindung treten kann; umfassend ein Element, vorzugsweise einen Draht, aus weichmagnetischem Material, wie beispielsweise einen Wiegand-Draht mit einem weichmagnetischen Draht-Kern und mit einem hartmagnetischen Draht-Mantel, gekennzeichnet durch wenigstens ein zusätzliches weichmagnetisches Element.

2. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche weichmagnetische Element als Plättchen (4, 4') ausgebildet ist.

3. Sensorelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise an jedem freien Enden des weichmagnetischen Drahtes (2) ein Plättchen (4, 4') aus weichmagnetischem Material angeordnet ist.

4. Sensorelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Plättchen (4) aus weichmagnetischem Material rechteckig ausgebildet ist und quer zur Längserstreckung des Drahtes (2) ausgerichtet ist.

5. Sensorelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Plättchen (4') aus weichmagnetischem Material quadratisch ausgebildet ist.

6. Sensorelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Plättchen (4, 4') und der weichmagnetische Draht (2) aus ein und demselben weich­ magnetischen Material gefertigt sind.

7. Sensorelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das weichmagnetische Material eine Cobalt-Eisen-Nickel- Legierung ist.

8. Sensorelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Cobalt-Eisen-Nickel-Legierung zusätzlich die chemischen Elemente Silicium, Mangan und Bor enthält, wobei ein Element­ verhältnis in Atom-% wie folgt gegeben ist: 58% Cobalt, 5,5% Eisen, 4% Silicium, 1% Mangan, 15% Nickel und 16,5% Bor.

9. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Bauteile (2, 3, 4, 4') in einem Etikett, vorzugsweise in einem Papierpreisetikett (5), einem Folienetikett oder dergleichen, anordenbar sind, wobei die Plättchen (4, 4') mit dem Umfangsrand des Etikettes insbesondere bündig abschließen.