DE4022380A1 - Vorrichtung zur direkten elektrischen objektsicherug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur direkten elektrischen Objektsicherung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Angesichts weltweit steigender Kriminalität besteht die Not­ wendigkeit, neue Wege auf dem Gebiet der Verbrechensbe­ kämpfung zu beschreiten. Da steigender materieller Wohlstand erfahrungsgemäß auch eine Zunahme der Anzahl von Verbrechen be­ dingt, ist man bestrebt, neuartige Schutzmaßnahmen, insbeson­ dere für Gebäude, Fahrzeuge und Einzelobjekte, wie z. B. Kunstgegenstände, zu entwickeln. Die am häufigsten ergriffene Schutzmaßnahme ist hierbei die Installation einer Alarmanlage. welche durch Auslösung eines akustischen und/oder optischen Alarmsignales eine abschreckende Wirkung auf den Verbrecher zeigen soll. Nachteilig daran ist jedoch die Tatsache, daß eine Alarmanlage nur alarmiert, den Täter aber nicht direkt an der Ausführung einer rechtswidrigen Handlung hindert.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vor­ richtung zur direkten elektrischen Objektsicherung, mit­ tels derer ein potentieller Täter an der Ausführung einer rechtswidrigen Handlung gehindert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 ange­ gebenen Merkmale gelöst.

Bei der Erfindung geht es also darum, eine zum Übertragen von Stromimpulsen auf Personen geeignete Vorrichtung so auszuge­ stalten, daß sie bei einem zu schützenden Objekt unauffällig ausgelegt werden kann. Der Täter soll bei der Durchführung seiner Tat mit dem Übertragungsteil in Kontakt kommen und da­ bei Hochspannungsimpulse empfangen, welche ihn im wesentlichen handlungsunfähig machen. Die Tat kann so verhindert und der Täter in Gewahrsam genommen werden.

Wichtig ist hierbei auch, daß durch die Ausbildung der Elektroden auf der Oberfläche der Trägerfolie eine räum­ lich auf den Täter begrenzte Wirkung auftritt, so daß sowohl Unbeteiligte, z. B. neben dem Täter stehende Per­ sonen, als auch Wachpersonal unbeeinflußt bleiben. Die Trägerfolie ist gegebenenfalls faserverstärkt und aus herkömmlichen Polymeren gefertigt, welche sich zu flexiblen Folien formen lassen und vorteilhafterweise eine geringe elektrische Leitfähigkeit besitzen. Hierbei steht die Anpassung der Folie an eine Unterlage im Vor­ dergrund, so daß das Übertragungsteil vom Täter unbemerkt bleibt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die elektrische Isolierung der Trägerfolie aus einer zusätz­ iichen Schicht oder Folie, welche die Elektroden trägt. Die elektrisch isolierende Schicht besitzt eine Schicht­ dicke von 30 bis 100µm, vorzugsweise von 40 bis 60µm, insbesondere von 50µm. Die Isolierschicht besteht vor­ zugsweise aus einer Polyimidfolie, welche besonders vor­ teilhafte elektrische, mechanische und thermische Eigen­ schaften besitzt. Eine hohe mechanische Zugfestigkeit, hohe elektrische Durchschlagfestigkeit und gute Formbe­ ständigkeit bei kurzzeitiger thermischer Beanspruchung zeichnen dieses Material aus, was besonders dann wichtig ist, wenn die Folie z. B. in der Sonne auf dem Fußboden liegt. Es sind jedoch auch Folien auf der Basis anderer Polymere, wie z. B. Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyphenylenoxid oder Polycarbonat anwendbar.

Als erfindungsgemäß bevorzugte Elektroden werden im Über­ tragungsteil schichtförmige Kupferelektroden verwendet, welche eine Stärke von 20 bis 60µm, vorzugsweise von 35µm, besitzen. Derartig dünne Schichten sind ebenfalls sehr flexibel und stören die Gesamtflexibilität des Über­ tragungsteils nicht. Sie können in herkömmlicherweise auf die Trägerschicht bzw. die elektrische Isolierschicht aufgetragen werden. Vorzugsweise sind die Elektroden auf die darunterliegende Folie aufkaschiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Über­ tragungsteil kammförmige Elektroden auf, die in einer Ebene liegen und so gegeneinander versetzt sind, daß die Zähne der Elektrodenkämme ineinander greifen und ein in allen Flächenteilen annähernd gleichmäßiger Ab­ stand der Elektroden zueinander von ca. 20 bis 80 mm, vorzugsweise von 50 mm, gewährleistet ist. Dadurch wird, gleichgültig wo und auf welche Weise der Täter mit dem Übertragungsteil in Berührung kommt, eine gleichmäßige Übertragung der Hochspannungsimpulse gewährleistet, ohne daß es zu einer Gesundheitsgefährdung des Täters kommt.

Vorzugsweise sind gesonderte Schalteinrichtungen zum Aktivieren und Desaktivieren des Impulsgenerators, z. B. durch An- oder Abschalten der Energiequelle, vorgesehen. Die Schalteinrichtungen können manuell, automatisch (Be­ rührungskontakt) oder fernsteuerbar ausgebildet sein, wobei insbesondere in letzterem Fall Hochfrequenzsig­ nale, insbesondere kodierte Hochfrequenzsignale, zu be­ vorzugen sind. Dadurch wird eine versehentliche Auslösung der Hochspannungsimpulse zuverlässig verhindert.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Übertragungs­ teiles ist die Vorrichtung besonders vielfältig einsetzbar. Das Übertragungsteil kann praktisch in jeder beliebigen Größe hergestellt werden, so daß die gesicherte Fläche den jeweili­ gen Anforderungen angepaßt werden kann. Aufgrund der geringen Schichtdicke des Übertragungsteiles kann dieses in einfacher Weise unter Tapeten, Textilbezügen, Fußbodenbelägen, Fußabstreifern und sonstigen Abdeckungen, wie z. B. unter Autositzbezügen, installiert werden, ohne eine nach außen hin sichtbare, ver­ dachterregende Verformung zu bewirken. Da der Kabelanschluß des Über­ tragungsteiles an den Imulsgenerator mit Hilfe von Hochspannungskabeln geringer Dicke (vorzugsweise 1,7 mm) erfolgt, deren Länge frei wählbar ist, können Impulsgenerator, Betätigungsschalter und Strom­ versorgung räumlich vom Übertragungsteil getrennt und somit für das Auge unsichtbar angeordnet werden.

Als Spannungsquelle verwendet man vorteilhafterweise Batterien mit einer Nennspannung von 8,4 bis 9 Volt (beispielsweise Lithium-Power-Pack, 9 Volt) oder eine PKW-Batterie (12 Volt) in Kombination mit einem geeigneten Vorwiderstand (z. B. 1R2 RH 25 20 W).

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann wie folgt beschrieben werden. Nach Auslösung des Systems durch Betätigung des Schalters und Kontakt einer Person mit dem Übertragungsteil werden durch den Impulsgenerator kontinuierlich Hochspannungsimpulse erzeugt, welche zu einer sofortigen Ausschaltung des neuromuskulären Systems der Person führen. Bei einer Versorgungsspannung (Gleich­ spannung) von 8,4 bis 9 V und einem Versorgungsstrom von 3,5 bis 3,7 A ergeben sich Stoßwellen mit einer Spannung von ca. 50000 V bei einer mittleren Stoßfrequenz von 20 Stößen pro Sekunde (18 bis 22 Hz) und Strömen im Be­ reich von wenigen Milliamper (etwa 3 bis 6 mA). Die durch­ schnittliche Stoßenergie liegt bei etwa 1,2 Ws.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so konzipiert sein, daß es am Übertragungsteil auch dann zu einer Entla­ dung (mit Bogenbildung) kommt, wenn kein direkter Kontakt einer Person mit dem Übertragungsteil vorliegt. Die Spannung der dabei auftretenden Stromstöße kann im Bereich von etwa 100000 V liegen und die Zeit zwischen zwei Stößen kann im Mittel 50 Millisekunden betragen.

Unter den Hochspannungsimpulsen sind vorzugsweise stoßwel­ lenförmige Einzelpulse oder kleine Gruppen hiervon zu verstehen, die mit definierten Wiederholungsfrequenzen erzeugt werden. Die Einzelpulse weisen gegebenenfalls ab­ fallende Amplituden nach Art einer gedämpften Sinus­ schwingung auf. Die Wiederholungsfrequenzen, mit welchen die Einzelpulse erzeugt werden, liegen bei 10 bis 30, vorzugsweise bei 18 bis 22 Hz, also bei der Muskeltonus­ frequenz. Um eine sofortige Wirkung zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn zumindest zu Beginn einer Einzelpuls- Serie Spitzenströme zwischen 10 und 20 A einstellbar sind. Um die Gesamtenergie niedrig zu halten und damit eine gefährliche Verletzung des Täters zu vermeiden, werden die Einzelpulse zeitlich eng begrenzt und zwar vorzugswei­ se auf wenige Mikrosekunden bzw. Bruchteile hiervon, und zwar abhängig von der erzeugten Spannung.

Der zur Erzeugung der Spannungsstöße verwendete Impuls­ generator ist vorzugsweise in einem nicht-leitenden PVC- Gehäuse untergebracht und besteht aus im wesentlichen be­ kannten Bausteinen.

Die beiliegenden Figuren dienen der besseren Veranschau­ lichung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß verwendbaren Impuls­ generators.

Wie Fig 1 zu entnehmen ist, besteht eine bevorzugte Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 aus einem Impulsgenerator 3, der über Kabel 6 und geschirmte Steck­ verbindungen mit einer Stromquelle 2 verbunden und über einen mechanisch oder durch ein Funkauslöserrelais be­ tätigbaren Schalter 5 an- und abschaltbar ist. Der Schal­ ter 5 ist über Kabel 7 an geschirmten Steckverbindungen des Impulsgenerators 3 angeschlossen. Der Impulsgenera­ tor 3 besitzt mehrere, gemäß Fig. 1 zwei Ausgänge, wo­ bei jeweils ein Ausgangsklemmenpaar mit je einem Über­ tragungsteil 4 über Hochspannungskabel 8 bewegbar ver­ bunden ist. Auf jedem Übertragungsteil 4 sind zwei kamm­ förmig ausgebildete Elektroden 9, 10 befestigt. Auf ein Ende einer jeden Elektrode 9, 10 ist ein Hochspannungs­ kabel 8 aufgelötet.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform des in Fig. 1 ange­ deuteten Impulsgenerators 3 gezeigt. Dieser umfaßt einen (an sich bekannten) DC/AC-Wandler, der mittels eines Tran­ sistors 14 eine von der Batterie 2 bei geschlossenem Schalter 5 gelieferte Spannung mittels eines Transforma­ tors 12 auf eine höhere Wechselspannung transformiert. Die sekundärseitig am Transformator 12 liegende Wechsel­ spannung liegt über einer Diode 15 an den Klemmen eines Kondensators 16. Die Klemmen des Kondensators 16 werden zum einen durch einen (hochohmigen) Widerstand, zum an­ deren über eine Reihenschaltung aus einer Primärwicklung einer Induktionsspule 17 und eine Funkenstrecke 19 über­ brückt. Die Sekundärwicklung der Induktionsspule 17 ist über Klemmen 18 an die Leitungen 8 an ein Übertragungs­ teil 4 angeschlossen. Im Betrieb wird der Kondensator 16 auf eine (Gleich-)spannung aufgeladen, die so lange an­ steigt, bis in der Funkenstrecke 19 ein Funken entsteht. Durch den Zusammenbruch der Spannung wird ein Hoch­ spannungsimpuls auf der Sekundärseite der Induktions­ spule 17 erzeugt, der in das Übertragungsteil 4 bzw. zu dessen Elektroden geleitet wird. Der zeitliche Verlauf der Einzelpulse wird somit im wesentlichen durch die Da­ ten der Bauteile 16, 17 und 19 bestimmt, während die Wiederholungsfrequenz durch den DC/AC-Wandler mitbestimmt wird.

Claims (20)

1. Vorrichtung zur direkten elektrischen Objektsicherung, gekennzeichnet durch
eine elektrische Energiequelle (2),
einen Impulsgenerator (3), der Mittel (15 bis 17, 19) zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen aufweist, und durch
mindestens ein Übertragungsteil (4), dem die Hochspannungs­ impulse zuführbar sind und das eine elektrisch isolierende Trägerfolie (11) aufweist, welche auf einer ihrer beiden Oberflächen in einer Ebene liegende voneinander beabstan­ dete, flache, flexible Elektroden (9, 10) aufweist und derart flächig und flexibel ausgebildet ist, daß es jeder Unterlage beim zu sichernden Objekt anpassbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Isolierung der Trägerfolie (11) aus einer zusätzlichen Schicht der Folie besteht, welche die Elektroden (9, 10) trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Isolierung aus einer Polyimid­ folie besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Isolie­ rung eine Schichtdicke von 30 bis 100µm, vorzugs­ weise von 40 bis 60µm aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Isolie­ rung eine Schichtdicke von 50µm aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (9, 10) Kupferelektroden mit einer Stärke von 20 bis 60µm, vorzugsweise von 35µm sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsteil (4) kammförmige Elektroden aufweist, die in einer Ebene lie­ gen und so gegeneinander versetzt sind, daß die Zähne der Elektrodenkämme ineinandergreifen und annähernd gleich­ mäßig voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand der Zähne etwa 20 bis 80 mm beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenabstand etwa 50 mm beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gesonderte Schalteinrichtungen (5) zum Aktivieren und Desaktivieren des Impulsgenerators (3) besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (5) fernsteuerbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (5) derart ausgebildet sind, daß Teilabschnitte eines Übertragungsteiles (4) oder einzelne von mehreren Ubertragungsteilen (4) individuell mit Hochspannungsimpulsen beschickbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (5) über HF-Signale, insbe­ sondere über kodierte HF-Signale, steuerbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (3) derart ausgebildet ist, daß Einzelpulse (Stoßwellen) oder kleine Gruppen hiervon mit definierten Wiederholungsfrequenzen erzeugbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelpulse sinusoidal, gegebenenfalls mit abfal­ lenden Amplituden (gedämpfte Sinusschwingungen), erzeug­ bar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, da­ durch gekennzeichnet, daß Wiederholungsfrequenzen von 10 bis 30 Hz, vorzugsweise 18 bis 22 Hz, einstellbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einzelpulse auf definierte zeitliche Verläufe derart einstellbar sind, daß ein Spannungsabbau innerhalb von ca. 0.5 bis 5µs erfolgt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, da8 die Einzelpulse Spannungs­ amplituden (Uss) von ca. 30 kV bis ca. 200 kV aufweisen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß Spitzenströme je Einzelpuls von ca. 10 bis 20 A einstellbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß eine mittlere Leistung von ca. 1 bis 2 Watt über 1 Sekunde erzeugbar ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß die elektrische Energiequelle (2) als umgebungsunabhängige Batterie ausgebildet ist.