DE3837902C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslegereinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die bekannte Auslegereinrichtung, von der die Erfindung ausgeht (Prospekt RKS "Sicherheitszaun - elektronisch überwacht"), ist insbesondere zur Ab­ sicherung von Hochsicherheitsbereichen, Waffendepots, Maschinenparks od. dgl. bestimmt und geeignet und soll verhindern, daß eine entsprechende Einfriedung überklettert werden kann. Beispielsweise soll verhindert werden, daß ein aus Stacheldraht aufgebauter Oberleger nach Abdecken mittels Decken od. dgl. überwunden werden kann. Dazu wird der Auslegerkopf der bekannten Auslegereinrichtung auf Druckbeanspruchung hin überwacht, so daß sicherge­ stellt ist, daß ein durch Körpergewicht eines Eindringlings hervorgeru­ fenes Herandrücken des Auslegerkopfes an den Auslegerträger ein Signal der Auswerte- und Schalteinrichtung hervorruft. Die Druckvorrichtung muß dabei nicht unbedingt zwischen Auslegerkopf und Auslegerträger unmittel­ bar wirken, der Auslegerkopf kann vielmehr auch einen langgestreckten Kopfhalter aufweisen, der im Auslegerträger oder im Auslegerkopf verschieb­ bar geführt ist und zwischen dem und dem Auslegerträger bzw. dem Ausleger­ kopf dann die Druckvorrichtung angeordnet ist.

Die bekannte Auslegereinrichtung weist im übrigen eine zwischen dem Aus­ legerkopf und dem Auslegerträger wirksame obere Haltevorrichtung auf, durch die die obere Normalstellung des Auslegerkopfes definiert ist und durch die ein Herausziehen des Auslegerkopfes aus dem Auslegerträger bzw. ein Abnehmen nach oben verhindert wird. Die Auslegereinrichtung ist hin­ sichtlich des Gewichts, das zu einer Alarmauslösung führt, dabei dadurch einstellbar, daß die vertikale Lage der oberen Haltevorrichtung einstell­ bar ist. Diese Konstruktion hat zur Folge, daß eine Einzeleinstellung an jedem Zaunpfosten od. dgl. erforderlich ist und daß sich bei einer Einstellung auf ein anderes Gewicht gleichzeitig auch die obere Normal­ stellung des Auslegerkopfes ändert. Außerdem hat sich gezeigt, daß ein solcher Auslegerkopf durch mechanische Mittel leicht abgestützt werden kann, und zwar so, daß trotz Gewichtsbelastung eine Längsverschiebung des Aus­ legerkopfes gegenüber dem Auslegerträger nicht eintritt, vielmehr nur eine Neigung eintritt, die von der bekannten Auswerte- und Schalteinrichtung nicht feststellbar ist.

Das Sensorelement der bei der bekannten Auslegereinrichtung vorhandenen Auswerte- und Schalteinrichtung ist ein elektromechanischer Schalter, der durch die Abwärtsbeweung des Auslegerkopfes bzw. des Kopfhalters betätig­ bar ist. Gegenstand eines nachveröffentlichten Standes der Technik (EP-Anmeldung 8 81 10 094.5) ist eine Auslegereinrichtung der in Rede stehenden Art, bei der das Sensorelement flächig ausgeführt und in einem Freiraum zwischen der dem Auslegerträger zugewandten Endfläche des Auslegerkopfes und der dem Auslegerkopf zugewandten Endfläche des Ausleger­ trägers angeordnet ist und auf jede Lageänderung, insbesondere auf eine Neigung des Auslegerkopfes gegenüber dem Auslegerträger anspricht. Das Sensorelement ist hier ein Gummipuffer mit mehreren eingelassenen Sensoren, der durch die obere Haltevorrichtung vorgespannt ist. Dieses Sensorelement ist im Freiraum so angeordnet, daß es gegen Eingriffe von außen geschützt ist. Bei den Sensoren handelt es sich um Dehnungsmeßstreifen, Piezoelemente od. dgl.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die eingangs erläuterte, aus vorveröffentlichtem Stand der Technik bekannte Auslegereinrichtung so aus­ zugestalten und weiterzubilden, daß eine hohe Zuverlässigkeit und einfachste Einstellmöglichkeiten mit einer geringstmöglichen Fehleralarmwahrscheinlich­ keit verknüpft sind.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einer Auslegereinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß schon geringste Verlagerungen des Auslegerkopfes gegenüber dem Auslegerträger durch einen Biegebalken in Verbindung mit einem entsprechend angepaßten Sensorelement in auswertbare Meßsignale umsetzbar sind. Diese können auf einfachste Weise dann im Rahmen einer elektronischen Auswerteschaltung ausgewertet und zur Auslösung eines Schaltsignals, Alarmsignals od. dgl. verwendet werden. Der Biegebalken stellt dabei einerseits die Druckvorrichtung dar, von der der Auslegerkopf getragen wird, ist andererseits Hilfsmittel für die Auswerte- und Schalteinrichtung, indem er das Sensorelement trägt oder das Sensor­ element aufnimmt bzw. als Sensorelement dient.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert. Weitere Erläuterungen finden sich auch in der nachfolgenden Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung anhand der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Auslegereinrichtung,

Fig. 2 in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel einer Auslegereinrichtung und

Fig. 3 im Schnitt, ausschnittweise dargestellt, einen Zaunpfosten mit einer integrierten erfindungsgemäßen Auslegereinrichtung.

Fig. 1 zeigt zunächst in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt einer Einfriedung 1 in Form eines Zauns mit Zaunmatten 2, die an Zaunpfosten 3 angebracht, nämlich angeschweißt sind. Der Zaunpfosten 3 trägt einen, im hier dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel als Y-Ausleger aus­ geführten Auslegerkopf 4 und stellt, ebenfalls lediglich als bevorzugter Anwendungsfall, einen Aufnahmekörper für einen den Auslegerkopf 4 tragenden Auslegerträger 5 dar. Eine Vielzahl anderer Alternativen sind grundsätzlich möglich, beispielsweise die Nutzung eines Mauerpfostens als Aufnahmekörper usw. Zum Zwecke der einfacheren Erläuterung wird nachfolgend stets von einer Einfriedung 1 in Form eines Zauns, also mit Zaunpfosten 3 und Zaunmatten 2 ausgegangen.

Fig. 2 macht deutlich, daß der Auslegerkopf 4 nicht notwendig die Form des dargestellten Y-Auslegers haben muß, sondern daß der Auslegerkopf 4 durch­ aus selbst auch ein weiterer Zaunpfosten sein kann, die am Auslegerkopf 4 befestigte Zaunmatte 2 also durchaus dann in einer Ebene mit der Zaunmatte 2 am Zaunpfosten 3 liegen kann. Möglich ist es durchaus auch, daß der Aus­ legerträger 5 voll im Boden versenkt ist, so daß als eigentlicher Zaun überhaupt nur die am Auslegerkopf 4 befestigte Zaunmatte 2 erscheint.

Fig. 3 zeigt nun zunächst eine zwischen dem Auslegerkopf 4 und dem Ausleger­ träger 5 wirkende Druckvorrichtung 6 sowie eine Auswerte- und Schaltein­ richtung 7. Mittels der Druckvorrichtung 6 ist der Auslegerkopf 4 normaler­ weise in einer Normalstellung gehalten, jedoch belastend bzw. entlastend gegenüber dem Auslegerträger 5 bewegbar. Die Auswerte- und Schalteinrich­ tung 7 weist ein Sensorelement 8 auf. Das Sensorelement 8 stellt eine Be­ lastung bzw. Entlastung des Auslegerkopfes 4 fest und bei Überschreiten eines in der Auswerte- und Schalteinrichtung 7 einstellbaren Grenzwertes für das Meßsignal des Sensorelementes 8 ist von der Auswerte- und Schalt­ einrichtung 7 ein Schaltsignal auslösbar.

Wesentlich ist nun, daß die Druckvorrichtung 6 einen zwischen einer dem Auslegerträger 5 zugewandten Endfläche des Auslegerkopfes 4 und einer dem Auslegerkopf 4 zugewandten Endfläche des Auslegerträgers 5 angeordneten Biegebalken 9 aufweist und der Auslegerkopf 4 mit seiner Endfläche auf dem freischwebenden Biegebereich 10 des Biegebalkens 9 aufsteht und daß das Sensorelement 8 als auf die Biegung des Biegebalkens 9 ansprechendes Ele­ ment, insbesondere als Dehnungsmeßstreifensensor od. dgl., ausgeführt und mit dem Biegebalken 9 verbunden oder in den Biegebalken 9 integriert ist. Schon eine geringfügige, lediglich der erforderlichen Kraftübertragung auf den Biegebalken 9 dienende Verlagerung des Auslegerkopfes 4 reicht bei die­ ser Konstruktion aus, um das Meßsignal des Sensorelements 8 zu ändern. Überschreitet diese Änderung einen in der Auswerte- und Schalteinrichtung 7 eingestellten Grenzwert nach oben oder auch nach unten (beim Anheben des Auslegerkopfes 4), so können entsprechende Schalt- und/oder Alarmsignale ausgelöst werden. Auch bei der erfindungsgemäßen Auslegereinrichtung ist es zweckmäßig, eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Haltevor­ richtung vorzusehen, um ein Abheben bzw. Herausziehen des Auslegerkopfes 4 aus dem Auslegerträger 5 zu verhindern.

Schon im Zusammenhang mit der bekannten Auslegereinrichtung, von der die Erfindung ausgeht, hat man das Sensorelement in das Innere des Zaunpfostens 3 od. dgl. verlegt, um es von außen nicht zugreifbar zu machen. Entsprechendes empfiehlt sich auch bei der erfindungsgemäßen Auslegereinrichtung, die dem­ zufolge zweckmäßigerweise dadurch gekennzeichnet ist, daß der Auslegerkopf 4 einen langgestreckten, tief in den Auslegerträger 5 hineinragenden, im Aus­ legerträger 5 geführten Kopfhalter 11 aufweist und der Biegebalken 9 tief versenkt im Auslegerträger 5 am unteren Ende des Kopfhalters 11 angeordnet ist. Insbesondere im Zusammenhang mit einem als weiterer Zaunpfosten aus­ geführten Auslegerkopf 4, wie oben erläutert, empfiehlt sich eine langge­ streckte Führung mittels eines entsprechenden Kopfhalters 11.

Die Führung des Kopfhalters 11 im Auslegerträger 5 erfolgt im dargestellten, schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiel durch zwei Lager 12 am oberen Ende des Auslegerträgers 5 bzw. am unteren Ende des Kopfhalters 11, die hier als Rollenlager bzw. Kugellager ausgeführt sind, so daß jede wie auch immer gerichtete Be- und Entlastung des Auslegerkopfes 4 nur in Form einer senkrechten Kraftkomponente auf den Biegebalken 9 übertragen wird.

Der Biegebalken 9 könnte grundsätzlich einseitig eingespannt, also ausleger­ artig ausgeführt sein. Eine zweiseitige Einspannung des Biegebalkens 9 wäre ebenfalls denkbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gilt jeden­ falls, daß der Biegebalken 9 zweiseitig aufliegend ausgeführt ist, also die Endfläche des Auslegerträgers 5 aus zwei Balkenauflagen 13 besteht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Auslegerträger 5 als in den Zaunpfosten 3 eingeschobene, am Ende die Balkenauflagen 13 flanschartig tragende Hülse ausgestaltet. Das ist konstruktiv sehr zweckmäßig, wenngleich auch andere Konstruktionsformen denkbar sind.

Eine alternative Ausführungsform für Biegebalken und Balkenauflagen ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche des Auslegerträgers als Ring, insbesondere als Kreisring ausge­ führt und der Biegebalken als entsprechend geformte, auf dem Ring bzw. Kreisring aufliegende Scheibe ausgeführt ist. Ein so allseitig aufliegender Biegebalken, in Form einer Biegescheibe, kann unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise dann, wenn der Biegebalken selbst als Piezoelement ausge­ führt ist, von Vorteil sein. Darauf wird später noch näher eingegangen.

Hinsichtlich des weiteren mechanischen Aufbaus der erfindungsgemäßen Aus­ legereinrichtung gilt im übrigen, daß die zuvor schon erläuterte Halte­ vorrichtung zweckmäßigerweise mit Wegbegrenzungsanschlägen für das Ab­ heben des Auslegerkopfes vom Auslegerträger und/oder das Herandrücken des Auslegerkopfes an den Auslegerträger versehen sein sollte. Das verhindert eine Überbeanspruchung des Biegebalkens und beugt einer Beschädigung oder Zerstörung von Sensorelement 8 und Auswerte- und Schalteinrichtung 7 vor.

Grundsätzlich gilt, daß für das Sensorelement 8 vorzugsweise Dehnungs­ meßstreifen Verwendung finden. Denkbar sind allerdings auch Piezoelemente als Kraftaufnehmer, beispielsweise auch moderne synthetische Polymere, die piezoelektrische Effekte zeigen (z. B. Polyvinylidenfluorid, PVF₂).

Zum Zwecke einer erhöhten Meßgenauigkeit empfiehlt es sich, daß das Sensor­ element mehrere, verteilt am oder im Biegebalken angeordnete Dehnungsmeß­ streifen od. dgl. aufweist.

Zur Verbesserung der Meßgenauigkeit läßt sich eine Differenzmessung mit mehreren Dehnungsmeßstreifen od. dgl. beispielsweise dadurch realisieren, daß das Sensorelement sowohl auf der dem Auslegerkopf zugewandten Seite des Biegebalkens als auch auf der vom Auslegerkopf abgewandten Seite des Biege­ balkens jeweils einen Dehnungsmeßstreifen od. dgl. aufweist und die Meß­ signale von beiden Dehnungsmeßstreifen od. dgl. in der Auswerte- und Schalt­ einrichtung zur Signalverstärkung kombinierbar sind.

Bei einem als Dehnungsmeßstreifensensor ausgeführten Sensorelement 8 gibt es verschiedene Möglichkeiten, den bzw. die Dehnungsmeßstreifen am bzw. im Biegebalken 9 anzubringen. Als besonders zweckmäßig hat sich eine konstruk­ tive Lösung erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das als Dehnungs­ meßstreifensensor ausgeführte Sensorelement 8 als Dehnungsmeßstreifen eine auf einem elastisch verformbaren Substrat, insbesondere Epoxidharzplatine, aufgebrachte Wiederstandspaste aufweist. Diese Lösung ist insbesondere des­ halb sehr zweckmäßig, da auf einem solchen Substrat eine elektronische Aus­ werteschaltung der Auswerte- und Schalteinrichtung 7 mit angeordnet bzw. aufgebracht sein kann. Man erreicht somit eine hochintegrierte schaltungs­ technische Lösung.

Zuvor ist schon darauf hingewiesen worden, daß bei entsprechender Lagerung der Biegebalken selbst insgesamt ein Sensorelement bilden könnte. Dazu könnte man beispielsweise den Biegebalken insgesamt als Piezoelement aus­ führen. Bei entsprechender Bemessung des Piezoelements kann es den auftre­ tenden Kräften standhalten. Noch weitergehend als bei einem in den Biege­ balken eingebrachten Sensorelement ist hier eine vollständige Integration beider Elemente der erfindungsgemäßen Auslegereinrichtung gegeben.

Schließlich gilt auswertungstechnisch eine weiter bevorzugte Ausgestaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in der Auswerte- und Schalteinrichtung eine selbständig wirkende Kompensation für langsame Änderungen des Meßsignals des Sensorelementes, also eine automatische Nullpunktskorrektur, vorgesehen ist. Mit einer solchen Nullpunktskorrektur läßt sich beispielsweise er­ reichen, daß eine sich langsam vergrößernde Schneelast auf dem Auslegerkopf nicht zu einem Alarm führt. Man wird allerdings vermutlich auch für diese Nullpunktskorrektur äußere Grenzwerte vorsehen.

Claims (13)

1. Auslegereinrichtung mit einem Auslegerkopf (4) und einem den Ausleger­ kopf (4) tragenden Auslegerträger (5), wobei der Auslegerträger (5) in einen Aufnahmekörper einer Einfriedung, vorzugsweise in einen Zaun­ pfosten (3), Mauerpfosten od. dgl., einsetzbar oder integraler Bestandteil eines solchen Aufnahmekörpers ist, mit einer zwischen dem Auslegerkopf (4) und dem Auslegerträger (5) wirkenden Druckvorrichtung (6) und einer Aus­ werte- und Schalteinrichtung (7), wobei mittels der Druckvorrichtung (6) der Auslegerkopf (4) normalerweise in einer Normalstellung gehalten, aber belastend bzw. entlastend gegenüber dem Auslegerträger (5) bewegbar ist, wobei die Auswerte- und Schalteinrichtung (7) ein Sensorelement (8) auf­ weist und das Sensorelement (8) eine Belastung bzw. Entlastung des Aus­ legerkopfes (4) feststellt und wobei bei Überschreiten eines in der Aus­ werte- und Schalteinrichtung (7) einstellbaren Grenzwertes für das Meß­ signal des Sensorelements (8) von der Auswerte- und Schalteinrichtung (7) ein Schaltsignal auslösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtung (6) einen zwischen einer dem Auslegerträger (5) zugewandten Endfläche des Auslegerkopfes (4) und einer dem Auslegerkopf (4) zugewandten Endfläche des Auslegerträgers (5) angeordneten Biegebalken (9) aufweist und der Auslegerkopf (4) mit seiner Endfläche auf dem freischwe­ benden Biegebereich (10) des Biegebalkens (9) aufsteht und daß das Sensor­ element (8) als auf die Biegung des Biegebalkens (9) ansprechendes Element, insbesondere als Dehnungsmeßstreifensensor, ausgeführt und mit dem Biegebalken (9) verbunden oder in den Biegebalken (9) integriert ist.

2. Auslegereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerkopf (4) einen langgestreckten, tief in den Auslegerträger (5) hineinragenden, im Auslegerträger (5) geführten Kopfhalter (11) aufweist und der Biegebalken (9) tief versenkt im Auslegerträger (5) am unteren Ende des Kopfhalters (11) angeordnet ist.

3. Auslegereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfhalter (11) in einer langgestreckten Führung (12) geführt ist und so jede wie auch immer gerichtete Be- und Entlastung des Auslegerkopfes (4) nur in Form einer senkrechten Kraftkomponente auf den Biegebalken (9) über­ tragen wird.

4. Auslegereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Auslegerkopf (4) als weiterer Zaunpfosten ausgeführt ist.

5. Auslegereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Biegebalken (9) zweiseitig aufliegend ausgeführt ist, also die Endfläche des Auslegerträgers (5) aus zwei Balkenauflagen (13) besteht.

6. Auslegereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Endfläche des Auslegerträgers als Ring, insbesondere als Kreisring ausgeführt und der Biegebalken als entsprechend geformte, auf dem Ring bzw. Kreisring aufliegende Scheibe ausgeführt ist.

7. Auslegereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Haltevorrichtung mit Wegbegrenzungsanschlägen für das Abheben des Auslegerkopfes vom Auslegerträger und/oder das Herandrücken des Auslegerkopfes an den Auslegerträger vorgesehen ist.

8. Auslegereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sensorelement mehrere, verteilt am oder im Biegebalken angeordnete Dehnungsmeßstreifen aufweist.

9. Auslegereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement sowohl auf der dem Auslegerkopf zugewandten Seite des Biege­ balkens als auch auf der vom Auslegerkopf abgewandten Seite des Biege­ balkens jeweils einen Dehnungsmeßstreifen aufweist und die Meß­ signale von beiden Dehnungsmeßstreifen in der Auswerte- und Schalt­ einrichtung zur Signalverstärkung kombinierbar sind.

10. Auslegereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das als Dehnungsmeßstreifensensor ausgeführte Sensorelement (8) als Dehnungsmeßstreifen eine auf einem elastisch verformbaren Substrat, insbesondere einer Epoxidharzplatine, aufgebrachte Widerstandspaste aufweist.

11. Auslegereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat eine elektronische Auswerteschaltung der Auswerte- und Schalt­ einrichtung (7) mit angeordnet bzw. aufgebracht ist.

12. Auslegereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Biegebalken selbst insgesamt ein Piezoelement ist, also das Sensorelement durch den Biegebalken selbst gebildet ist.

13. Auslegereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Auswerte- und Schalteinrichtung eine selbständig wir­ kende Kompensation für langsame Änderungen des Meßsignals des Sensorele­ mentes, also eine automatische Nullpunktskorrektur, vorgesehen ist.