Einrichtung zur Glasbruchdetektion bei Isolierverglasung
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Glasbruchdetektion bei Isolierverglasung ge- mäss dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 22.
Stand der Technik
Aus Wärmeschutzgründen werden heutzutage bei Gebäuden Fenster, Türen, Schaufens- ter oder ganz allgemein Glasflächen aus Isolierverglasung hergestellt. Bei der Isolierverglasung sind zwei oder mehrere Glasscheiben luft- und feuchtigkeitsdicht miteinander verbunden. Der Scheibenzwischenraum ist üblicherweise mit trockener Luft oder einem Gemisch aus Edelgasen gefüllt. Auslagenscheiben von Geschäftshäusern, aber auch Fenster und Glastüren von Bürogebäuden und Wohnhäusern sind leider immer wieder Ge- genstand von Beschädigungen durch Vandalenakte oder Einbrecher. Eingeschlagene
Glasflächen und -Scheiben bzw. -türen gehören mittlerweile zum Alltagsbild. Die Kosten für Reparatur, die Entfernung und den Ersatz von beschädigten Einrichtungen sind beträchtlich.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Sicherheitsmassnahmen bekannt, die Beschädigungen von Glasflächen entgegenwirken sollen. Beispielsweise werden Verbundgläser eingesetzt, die eine grossere Widerstandskraft gegen Tritte, Schläge und dergleichen aufweisen. Bei sich auf dem Markt befindenden Alarmgläsern befinden sich auf die Scheibe mittels Siebdruck aufgebrachte oder in die Scheibe eingelassene Leiterschleifen, die bei Beschädigung der Scheibe unterbrochen werden. Diese Unterbrechung führt zur Auslösung eines Alarms, der mithelfen soll, Einbruchsdiebstähle bei Warenhäusern oder auch in Wohnhäuser und Wohnungen zu verhindern. Durch entsprechende auffällige Kennzeichnung sollen Einbrecher oder Vandalen davon abgehalten werden, die Glasflächen zu beschädigen, insbesondere zu zerbrechen. Diese bekannten Glasbruchdetektoren sind relativ aufwändig und bedingen einen permanenten Stromfluss durch die Leiterschleifen. Auf die Scheibe aufgebrachte Folien mit Leiterschleifen können beispielsweise bereits durch das Putzen der Glasfläche oder durch andere daran reibende feste Gegenstände unbeabsichtigt beschädigt werden. Ein daraus resultierender Fehlalarm kann dazu füh-
ren, dass der Glasbruchdetektor deaktiviert wird. In vielen Fällen wird auch vergessen oder darauf verzichtet, beschädigte Glasbruchdetektoren zu ersetzen.
Die DE 2933371 offenbart eine Isolierglaseinheit mit einer Alarmeinrichtung, bestehend aus mindestens zwei parallelen Glasscheiben, einem um den Rand der Einheit verlaufenden, zwischen den Glasscheiben angeordneten Dicht- und Verbindungsorgan, einer etwa unter Atmosphärendruck stehenden Gasfüllung in dem von den Glasscheiben und dem Dicht- und Verbindungsorgan gebildeten Innenraum und einem an der Einheit angebrachten Messfühler, der mit der Gasfüllung in Berührung steht. Der Messfühler weist ein elektronisches Bauteil auf, das ein Signal in eine Verbindungsleitung gibt, sobald der vom Messfühler gemessene Wert einer physikalischen oder chemischen Eigenschaft der Gasfüllung um mehr als einen vorgegebenen Betrag vom Sollwert abweicht. An die elektrische Verbindungsleitung ist eine durch ein vom Messfühler abgegebenes Signal auslösbare Alarmanlage anschliessbar. Der Messfühler mit elektronischem Bauteil ist in einer Ausnehmung des Dicht- und Verbindungsorgans von aussen unsichtbar anordenbar. Im Falle, dass der Abstandshalter die Form eines Aluminium-Hohlprofils aufweist, kann der Messfühler im Hohlraum des Profus untergebracht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Messfühler einen von der Gasfüllung umgebenen Heissleiter auf, welcher mittels Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit des Heissleiters die Wärmeleitfähigkeit der Gasfüllung misst.
In einer alternativen Ausführungsform wird mittels eines Kondensators die elektrische Leitfähigkeit der Gasfüllung gemessen. Die DE 2933371 schlägt vor, dass grundsätzlich auch andere Messprinzipien angewendet werden könnten, wie beispielsweise die Be- Stimmung der Luftfeuchtigkeit oder der Schallgeschwindigkeit, gibt jedoch keine konkrete Lehre. Bezüglich der offenbarten, bevorzugten Ausführungsvarianten ist ein Nachteil, dass Luft nicht als Füllgas verwendbar ist, da sich in diesem Fall die elektrische Leitfähigkeit des Füllgases und der die Isolierglaseinheit umgebenden Luft nicht unterscheiden.
In der DE 102006 046859 wird ein Verfahren offenbart bei dem mittels einer drahtlosen und energieautarken Sensorzelle in einem Isolierglasfenster eine Einbruchsüberwachung realisiert wird. Sensoren für Feuchtigkeit, Temperatur, Druck und Bewegung sind in einem Rahmen, der zwei Isolierglasscheiben umschliessend verbindet, unsichtbar
integriert. Die Sensordaten werden drahtlos an einen Funkempfänger übermittelt. Die für die Überwachung notwendig Energie wird über ein in den Rahmen integriertes Solarmodul bereitgestellt. Ein Vorteil der offenbarten Einbruchsüberwachung ist, dass auf eine Verkabelung zwischen den Sensoren und einer externen Alarmanlage verzichtet werden kann. Allerdings bieten Datenübertragungen per Funk eine Angriffsmöglichkeit für Sabotageakte. Die Lehre der DE 10 2006046859, die Sensoren unsichtbar in einen die beiden Isolierglasscheiben umschliessenden Rahmen zu integrieren, welcher nicht als zwischen den Isolierglasscheiben angeordnete Distanzhaltemittel zu verstehen ist, verlangt nach einem anderen Typ Isolierglasfenster als der in der Praxis üblicherweise eingesetzte.
Die DE 3923395 zeigt eine Glas- Verbundeinheit mit einer Vorrichtung zur Sicherung der Glas- Verbundeinheit gegen Einbruch und Sabotage. Im mit Gas gefüllten Zwischenraum ist zwischen mindestens zwei Scheiben der Glas-Verbundeinheit eine Gasfeuchte- Sensoreinheit vorgesehen. Deren Ansprechschwelle ist auf einen vorgegebenen absoluten unteren Gasfeuchtewert eingestellt. Die Gasfeuchte-Sensoreinheit gibt bei Messung eines solchen Gasfeuchtewerts oder eines darüberliegenden ein Alarmsignal ab. Die Gasfeuchte-Sensoreinheit ist mit einem der Abstandshalter, welche die Glasscheiben beabstanden, oder mit einem der Winkelelemente, welche der Verbindung der Abstandshalter dienen, verbunden. Von der Gasfeuchte-Sensoreinheit führen Leitungsstränge in eine sich ausser- halb der Glas- Verbundeinheit befindende Auswerteschaltung. Nachteilig an dieser Alarmeinrichtung ist, dass die durch die Leitungsstränge geführten Signale nicht zuverlässig vor Manipulationen z. B. durch Magnetfelder schützbar sind. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Vorrichtung nur absolute Werte im Stande ist zu messen. Alterungseffekte, die sich dadurch ergeben, dass mit fortschreitender Lebensdauer die Feuchtigkeit in der Gasfüllung ansteigt, können nicht berücksichtigt werden.
In der US 4,350,978 (Riccobono) ist eine Glasbruchalarmeinrichtung offenbart mit einem Feuchtigkeitssensor, welcher im Hohlraum zwischen zwei Glasscheiben einer Mehrfach- verglasung angeordnet ist. Der Feuchtigkeitssensor ist mit einem Detektor verbunden, welcher ausserhalb der Mehrfachverglasung aufgestellt wird. Der Detektor hat zwei Alarmausgänge, einen ersten Alarmausgang, welcher bei einem sprunghaften Feuchtigkeitsanstieg ausgelöst wird, und einen zweiten Alarmausgang, welcher bei einem konti-
nuierlichen Anstieg der Feuchtigkeit über einen definierten Schwellenwert aktiviert wird. Nachteilig an der Glasbruchalarmeinrichtung ist, dass der Feuchtigkeitssensor durch die Fensterscheiben gut sichtbar ist. Betrachter können so ohne weiteres feststellen, dass die Verglasung über eine Überwachungseinrichtung verfügt. Dies erlaubt es potentiellen Ein- brechern unter Umständen, die Alarmeinrichtung zu umgehen. Ein weiterer Nachteil ist, dass für jeden Feuchtigkeitssensor eine Detektoreinheit, eine Energieversorgung und separate Alarmgeber nötig sind. Ohne diese separaten Alarmgeber könnte nicht festgestellt werden, welche Verglasung bei einer Mehrzahl von überwachten Verglasungen schadhaft geworden ist. Nachteilig ist auch, dass eine Leitungsdurchführung durch mindestens eine Scheibe oder den Distanzmittelhalter vorgesehen werden muss.
Die FR 2 908 913 zeigt eine Alarmeinrichtung zur Ausrüstung von Doppelglas-Fenstern oder -vitrinen. Ein Feuchtigkeitsfühler ist im Zwischenraum der beiden Glasscheiben der Doppelverglasung platziert. Ein Alarm wird bei einem Anstieg der Luftfeuchtigkeit im Zwischenraum erzeugt. Zwar wird der Aufbau der mit dem Feuchtigkeitsfühler kooperierenden elektronischen Schaltkreises genau beschrieben, jedoch wird über den Einbauort des Schaltkreises nichts ausgesagt.
Aufgabe der Erfindung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Glasbruchalarmeinrichtung und eine Isolierverglasung mit einer solchen Glasbruchalarmeinrichtung vorzuschlagen, welche kostengünstiger als bestehende Alarmgläser mit stromleitenden Schleifen hergestellt werden kann. Ein weiteres Ziel ist es, eine Glasbruchalarmeinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine schadhafte Isolierverglasung unmittelbar vor Ort erkennen lässt. Noch ein Ziel ist es, eine Glasbruchalarmeinrichtung vorzuschlagen, die mit bestehenden Alarmanlagen zusammenwirken kann, welche mit stromleitenden Schleifen ausgerüstet sind. Ein weiteres Ziel ist es, eine Glasbrucheinrichtung zu zeigen, die in Isoliervergla- sungen integrierbar ist, ohne dass vorhandene Gasfüllungen ausgetauscht oder angepasst werden müssten. Auch ist es Ziel eine Einrichtung vorzuschlagen, die in Mehrfachvergla- sungen unabhängig vom Hersteller integriert werden kann. Ein weiteres Ziel ist es eine Glasbruchalarmeinrichtung vorzuschlagen, die mehrere separate Isolierverglasungen überwacht und dafür nur einen externen Alarmgeber benötigt. Darüber hinaus ist es Ziel,
eine Glasbruchalarmeinrichtung zu zeigen, die eine hohe Manipulationssicherheit aufweist.
Beschreibung Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch eine Einrichtung gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Feuchtigkeitssensor und die Auswerteelektronik als ein Bauteil ausgeführt sind. Durch die integrale Bauweise ist die Einrichtung auf bestehende Alarmeinrichtungen anpassbar. Alarmanlagen mit Alarmgläsern, welche mit stromleitenden Schleifen ausgerüstet sind, können mit der erfindungsgemässen Einrichtung nachge- rüstet werden. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn ein zu Bruch gegangenes, in der Wiederanschaffung sehr teures Alarmglas durch den Bauteil in Kombination mit einer handelsüblichen Isolierverglasung ersetzbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keinerlei Kabelverbindungen notwendig sind, um den Feuchtigkeitssensor mit einer externen Auswerteelektronik zu verbinden. Dadurch, dass auf Kabelverbindungen zwi- sehen Feuchtigkeitssensor und Auswerteelektronik verzichtet werden kann, ist die Einrichtung zuverlässig gegenüber Sabotageakten geschützt, die darauf abzielen, Signalleitungen z. B. durch Magnetfelder zu manipulieren. Ein Vorteil ist es auch, dass die Detek- tionseinrichtung in den Abmessungen äusserst kompakt sein kann. Dadurch wird auch der Einbau direkt in das Distanzhaltemittel einer Isolierverglasung ermöglicht.
Mit Vorteil umfasst die Auswerteelektronik einen Mikroprozessor mit zugeordnetem Speicher, in welchem Speicher ein Auswerteprogramm aufgenommen ist. Durch das Vorhandensein eines Auswerteprogramms ist die Detektionseinrichtung an Isoliergläser verschiedener Hersteller mit unterschiedlichen Gasfüllungen individuell anpassbar. Ein wei- terer Vorteil ist, dass die Messwerte kontinuierlich aufgezeichnet werden können. Änderungen der relativen Luftfeuchte in der Isolierverglasung, deren Ursache Alterungseffekte oder unvermeidbare Schwankungen bei grossflächigen Scheiben sind, werden als solche erkannt und führen nicht zur Auslösung eines Alarms. Noch ein Vorteil ist, dass beim Erst- oder Neustart der Detektionseinrichtung, die relevanten Schwellenwerte vorab in den Speicher geladen werden können.
Zweckmässigerweise besitzt die Auswerteelektronik eine Schnittstelle, über welche das Auswerteprogramm in den Speicher geladen werden kann. Dadurch können nicht nur die
jeweiligen Spezifikationen der Gasfüllung der verwendeten Isolierverglasung berücksichtigt werden, sondern es können auch später notwendige Anpassungen oder Updates in den Speicher geladen werden.
Die Auswerteelektronik besitzt vorteilhaft Anzeigemittel für die Vorortanzeige eines
Alarm- und/ oder Betriebszustands. So kann auf eine aufwendige zentrale Überwachung der einzelnen Detektionseinheiten verzichtet werden.
Dadurch, dass das Bauteil in einer elektrisch nicht leitenden Umhüllung aufgenommen ist, ist die Umhüllung mit Vorteil in ein Distanzprofil einer Isolierverglasung, das z. B. aus Aluminium gefertigt ist, einsetzbar. Die Umhüllung kann z. B. als Gehäuse ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass das Bauteil in ein isolierendes Material eingegossen ist. Das isolierende Material ist an das verwendete Distanzprofil genau und einfach anpassbar. Zweckmässigerweise weist das Bauteil eine einzige mit dem Feuchtigkeitssensor und der Auswerteelektronik bestückte Platine auf, wobei der Feuchtigkeitssensor sich auf einer ersten Seite der Platine und Anschlusskontakte für die Energiequelle sich auf einer der ersten gegenüberliegenden zweiten Seite der Platine befinden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beim Einbau der Platine in das Distanzhaltemittel einer Isolierverglasung der Feuchtigkeitssensor schnell und zuverlässig Feuchtigkeitsänderungen infolge eines Bruches der äusseren Glasscheibe und des Eintritts von Umgebungsluft detektiert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufwändige Durchbrüche für Leitungsdurchführungen durch mindestens eine Scheibe oder den Distanzmittelhalter vermieden werden können.
Eine vorteilhafte Ausführungs Variante sieht vor, dass auf der Platine mindestens eine
Leuchtdiode angeordnet ist. Diese Variante hat den Vorteil, dass die einwandfreie Funktion der Glasbruchdetektion bzw. ein Alarm direkt vor Ort optisch festgestellt werden kann. Auch können verschiedene Betriebsmodi durch eindeutig unterscheidbare Lichtsignale angezeigt werden. Ferner braucht bei serieller Verknüpfung der Alarmausgänge mehrerer Detektionseinrichtimgen lediglich ein einziger externer Alarmgeber vorhanden zu sein, da mit Hilfe der jeweiligen Leuchtdioden angezeigt werden kann, welche der Isolierverglasungen einen Alarm ausgelöst hat.
Die Platine hat vorzugsweise eine längliche Gestalt und die Länge der Platine ist ein Mehrfaches der Breite. Durch eine längliche Bauform kann die Platine selbst in den kleinsten sich am Markt befindlichen Distanzhaltemitteln Platz finden.
Damit die Platine beim Einbau in das Distanzhaltemittel ausreichend geschützt ist und rasch eingebaut werden kann, erweist es sich von Vorteil, die Platine im Hohlraum eines Gehäuses anzuordnen. Zweckmässigerweise ist das Gehäuse in einem nichtleitenden Material vorzugsweise Kunststoff ausgeführt, wodurch Kurzschlüsse zwischen der Platine und dem Distanzhaltemittel vermieden werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich der Einbau in das Distanzhaltemittel unkompliziert gestaltet.
Das Gehäuse weist auf der ersten Seite der Platine vorzugsweise mindestens eine Öffnung auf. Durch diese Öffnung ist sichergestellt, dass sich der Feuchtigkeitssensor in ständigem Kontakt mit dem Scheibenzwischenraum befindet und die Ansprechzeit kurz ist. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist für eine auf der Platine angeordneten Leuchtdiode eine weitere Öffnung vorgesehen. Alternativ kann das Gehäuse auch aus einem transparenten Material bestehen. In einer weiteren Ausführungsvariante ist mit Vorteil mindestens eine weitere Öffnung vorgesehen, durch welche ein aushärtendes nicht leitendes Dichtemittel, vorzugsweise Silikon, aufgegeben werden kann. Das Dichtemittel füllt Hohlräume zwischen der Platine und dem Gehäuse aus und stellt eine erschütterungsfreie Aufnahme der Platine im Gehäuse sicher.
Auf der zweiten Seite der Platine ist im Gehäuse zweckmässigerweise eine Aussparung für die Anschlusskontakte zum Anschliessen einer Energiequelle und/ oder eines Alarm- gebers vorhanden. Die Kabelverbindungen, die der Verbindung der Anschlusskontakte mit der Energiequelle und/ oder dem Alarmgeber dienen, können erst nach dem Aufbau der Isolierverglasung mit den Anschlusskontakten der Platine verbunden werden.
Zweckmässigerweise weist das Gehäuse einen Mittelteil auf, an welchen an gegenüber- liegenden Seiten zwei Einsteckenden anschliessen. Jedes der beiden Einsteckenden ist mit Vorteil so ausgeführt, dass ein Distanzhaltemittel für die Scheiben einer Isolierverglasung formschlüssig darüber geschoben werden kann.
Damit das über die Einsteckenden geschobene Distanzhaltemittel einen Anschlag erfährt, erweist es sich als Vorteil, wenn der Mittelteil des Gehäuses die Einsteckenden überragt. Der Mittelteil überragt die Einsteckenden vorteilhaft höchstens um die Wandstärke des Distanzmittelhalters, damit eine vollständige Verklebung mit der Scheibe und ein Ver- giessen des umlaufenden Vergussbereiches zwischen den Scheiben ungehindert ausgeführt werden kann.
Die Einsteckenden können vorteilhaft sägezahnähnliche Ausformungen an ihren Oberflächen haben. Dadurch kann eine Reibschlussverbindung, die zwischen den sägezahn- ähnlichen Ausformungen und dem Distanzhaltemittel realisiert wird, sichergestellt werden. Die Verbindung zwischen den Einsteckenden und dem Distanzhaltemittel ist dadurch schwer lösbar.
Die Platine kann sich mit Vorteil in wenigstens ein Einsteckende hinein erstrecken. Da- durch ist die Länge des Mittelteils kurz und es ist nur eine kurze Unterbrechung im Distanzhaltemittel für den Einbau des Gehäuses notwendig.
Um die Platine möglichst rasch in das Gehäuse integrieren zu können, ist das Gehäuse vorteilhaft in seiner Breite entlang einer Trennfläche in zwei Gehäusehälften unterteilt.
In einer zweckmässigen Ausführungsvariante sind die beiden Gehäusehälften identisch. Dies hat den Vorteil, dass nur eine Spritzgussform für die Herstellung der beiden Gehäuseteile benötigt wird.
In einer weiteren zweckmässigen Ausführungsvariante weisen die beiden Gehäusehälften zwei unterschiedlich breite Gehäusehälften auf. Dies hat den Vorteil, dass Gehäusebreiten realisiert werden können, die auf viele der sich am Markt befindenden Distanzhaltemit- telbreiten anpassbar sind. Die Gehäusebreiten können durch Kombination einer geringen Anzahl von unterschiedlich breiten Gehäusehälften (z.B. 5, 7, 8 mm) an die Dimensionen der handelsüblichen Distanzhaltemittel angepasst werden, die Breiten von 10, 12, 13, 14, 15, 16 mm aufweisen.
Mit Vorteil ist eine Auswerteelektronik vorgesehen, die einen Überwachungs- und einen Ausgabemodus aufweist. Die Modi sind zweckmässigerweise durch unterschiedliche Versorgungsspannungen aktivierbar. Dies hat den Vorteil, dass neben eines raschen Anstiegs der Feuchtigkeit auch absolute Feuchtigkeitswerte gemessen werden können. Da- mit lässt sich die Einrichtung auch bei der Qualitätskontrolle einsetzen.
Vorteilhaft weist der Anschluss für den Alarmgeber zwei Kontaktstellen auf. Zwischen den Kontaktstellen ist im Normalzustand ein niedriger elektrischer Widerstand und im Alarmzustand ein hoher elektrischer Widerstand vorhanden. Diese Konfiguration hat den Vorteil, dass die Einrichtung als Ersatz für auf einer Stromschleife basierende Sicherheitseinrichtungen dienen kann. Bei letzteren ist die Stromschleife im Normalzustand leitend, d.h. der elektrische Widerstand ist sehr gering, und im Alarmzustand unterbrochen (hoher Widerstand).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Einrichtung zur Glasbruchdetekti- on bei einer Isolierverglasung gemäss Oberbegriff von Anspruch 22. Durch die Integration des Feuchtigkeitssensors und der mit diesem in Verbindung stehenden Auswerteelektronik innerhalb der Isolierverglasung muss im umgebenden Raum kein Platz für die Auswerteelektronik vorgesehen werden. Ausserdem bietet die Integration der Auswerteelekt- ronik innerhalb der Isolierverglasung den Vorteil, dass ein Alarmzustand grundsätzlich direkt bei der Isolierverglasung angezeigt werden kann. Noch ein Vorteil ist, dass im Falle von mehreren überwachten Isolierverglasungen lediglich ein externer Alarmgeber vorgesehen werden muss, da die Alarmausgänge mehrerer Detektionseinrichtungen in Serie geschaltet werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine erfindungsgemässe Detekti- onseinrichtung als Ersatz einer auf einer Stromschleife beruhenden Alarmeinrichtung eingesetzt werden kann. Im Gegensatz zu auf einer stromleitenden Schleife beruhenden Alarmeinrichtungen kann die erfindungsgemässe Detektionseinrichtung auch bei Isolierverglasungen verwendet werden, die ganz normales nicht vorgespanntes Glas verwenden. Im weiteren hat die Integration der Auswerteelektronik den Vorteil, dass der Her- stellungsprozess der Isolierverglasungen nicht wesentlich verändert werden muss - dies im Unterschied zu dem bei Alarmglas aufwendigen Herstellungsprozess, bei dem stromleitende Schleifen in ein Sicherheitsglas eingebrannt werden.
Bei Isolierverglasungen, die drei oder mehrere Glasscheiben lind zwei oder mehrere Scheibenzwischenräume aufweisen, ist der Feuchtigkeitssensor derart angeordnet, dass derjenige Scheibenzwischenraum überwachbar ist, der einseitig von einer exponierten Glasscheibe begrenzt ist. Als exponierte Glasscheibe ist dabei eine solche anzusehen, die für Beschädigungsakte zugängig ist. Im Fall von Fenstern oder Türen von Gebäuden ist dies im Allgemeinen die ins Freie weisende äussere Glasscheibe. Bei Schaufenstern ist es die vom Geschäft wegweisende Glasscheibe. Im Fall von Vitrinen, Klimaschränken und dergleichen ist es die äussere, dem Betrachter zugewandte Glasscheibe.
Damit ein Defekt des Feuchtesensors rasch erkannt wird oder mutwillige Beschädigungen nicht zu einem Versagen führen können, erweist es sich von Vorteil, wenn bei Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Feuchtesensor und der Auswerteelektronik ein Alarmsignal generierbar ist.
Die Erfindung ist bei allen Arten von Isolierverglasungen anwendbar, bei denen miteinander gas- und feuchtigkeitsdicht verbundene Glasscheiben einen Scheibenzwischenraum begrenzen. Üblicherweise ist der Scheibenzwischenraum mit einem Gas gefüllt, das einen definierten Feuchtigkeitsgrad aufweist. Als Füllgase für den Scheibenzwischenraum kommen vor allem Luft, Edelgase oder Edelgasmischungen in Frage. Die Feuchtigkeit dieser Gase ist regelmässig nahezu Null.
Um im überwachten Scheibenzwischenraum für möglichst trockene Bedingungen zu sorgen, ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem von den gas- und feuchtigkeitsdicht miteinander verbundenen Glasschei- ben begrenzten Scheibenzwischenraum ein Trocknungsmittel angeordnet. Das Trocknungsmittel nimmt trotz der Abdichtung in den Scheibenzwischenraum eindiffundierte Feuchtigkeit auf und sorgt für konstante, tiefe Feuchtigkeitsverhältnisse. Das Trocknungsmittel ist in bekannter Art im Distanzhaltemittel der Isolierverglasung untergebracht.
Die Isolierverglasung mit Überwachung des Scheibenzwischenraums durch einen Feuchtesensor kann an einem Fenster, einer Tür, einem Schaufenster oder dergleichen angebracht sein. Sie kann aber auch an Vitrinen, Klimaschränken oder dergleichen Aufbewah-
rungsmöbeln vorgesehen sein. Ein derartiges Sicherheitssystem kann Bestandteil einer Alarmanlage sein. Es kann kabelgebunden oder über drahtlose Kommunikation funktionieren.
Eine Überwachung der Feuchtigkeit im Scheibenzwischenraum reicht möglicherweise nicht aus, um einen Bruch der äusseren Glasscheibe zu detektieren. Dies kann beispielsweise im Winter der Fall sein, wenn aufgrund tiefer Temperaturen die Feuchtigkeit in der Umgebungsluft sich kaum oder nur unwesentlich von der im Scheibenzwischenraum herrschenden Feuchtigkeit unterscheidet. Damit auch in solchen Situationen eine zuver- lässige Glasbruchdetektion erfolgen kann, ist in einer vorteilhaften weiteren Ausführungsvariante der Erfindung der Feuchtesensor zusätzlich zur Überwachung der Temperatur im Scheibenzwischenraum ausgebildet. Bei Unter- bzw. Überschreiten einer vorgebbaren Schwellenwerttemperatur und/ oder bei Unter- bzw. Überschreiten eines vorgebbaren zeitlichen Temperaturgradienten ist ein Alarmsignal generierbar.
Durch die Verwendung eines Feuchtesensors bei einer Isolierverglasung, die zwei gas- und feuchtigkeitsdicht miteinander verbundene Glasscheiben umfasst, welche einen Scheibenzwischenraum begrenzen, als Glasbruchsensor kann auf kostengünstige Weise der Bruch einer exponierten Glasscheibe überwacht werden. Der Feuchtesensor ist relativ unempfindlich gegenüber äusseren Einflüssen und ermöglicht eine zuverlässige Detekti- on von Veränderungen der Feuchtigkeit und/ oder der Temperatur in dem überwachten Scheibenzwischenraum, und erlaubt dadurch einen unmittelbaren Rückschluss auf den Bruch der exponierten Glasscheibe. In Abhängigkeit des detektierten Signals kann ein Alarm generiert, Sicherheitspersonal aktiviert und/ oder eine Überwachungseinrichtung mit Aufzeichnungsfunktion in Gang gesetzt werden.
Zweckmässigerweise sind bei einem Sicherheitssystem für mehrere Fenster und/ oder Türen mehrere Einrichtungen zur Glasbruchdetektion mit Feuchtesensoren als Glasbruchdetektoren, die voneinander getrennte Isolierverglasungen überwachen in Serie geschaltet und an die Alarmierungs- und/ oder Überwachungseinrichtung angeschlossen. Auf diese Weise ausgebildet, kann die Überwachung eines gesamten Gebäudes über eine einzige zentrale Alarmierungs-/ und/ oder Überwachungseinrichtung gesteuert werden.
Zweckmässigerweise weist dabei jede Einrichtung zur Glasbruchdetektion ihre eigene Stromversorgung auf. Dadurch ist ihre Funktion gewährleistet, auch wenn beispielsweise benachbarte Glasbruchdetektoren ausser Betrieb gesetzt wurden. Die Ansteuerung der Glasbruchdetektoren ist dabei mit Vorteil derart geregelt, dass bei einer nicht- autorisierten Unterbrechung der Stromversorgung ein Alarmsignal generierbar ist. Dadurch wird Manipulationen des Sicherheitssystems entgegen gewirkt.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Darstel- hingen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer Darstellung:
Figur 1 Eine Draufsicht auf eine Einrichtung zur Glasbruchdetektion mit einem auf einer Platine angeordneten Feuchtigkeitssensor und einer mit diesem in Verbindung stehenden Auswerteelektronik; Figur 2 Eine Seitenansicht der Einrichtung von Figur 1;
Figur 3 Schematisch und im Längsschnitt die Einrichtung von Figur 1 aufgenommen in einem Gehäuse und in eine Isolierungsverglasung eingebaut; Figur 4 Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Figur 3;
Figur 5 Eine teilweise aufgeschnittene Isolierverglasung mit der Einrichtung zur Glasbruchdetektion aus Figur 3 und 4 im eingebauten Zustand.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Einrichtung zur Glasbruchdetektion, deren wesentliche Komponenten ein Feuchtigkeitssensor 13, und eine Auswerteelektronik 17 sind, welche auf einer ersten Seite einer Platine 11 angeordnet sind. Optional kann auf der Platine 11 eine Leuchtdiode 15 angebracht sein. Auf der zweiten gegenüberliegenden Seite der Platine 11 ist ein aus vier Kontaktstiften bestehender Kontakt 19 vorhanden. Zwei Kontaktstifte des Steckers dienen als Anschluss 21 für eine Energiequelle. Die anderen beiden Kontaktstifte dienen als Anschluss 23 für einen Alarmgeber (s. Figur 4).
Die Auswerteelektronik 17 besteht im Wesentlichen aus einem Mikrokontroller umfassend einen Mikroprozessor und mit diesem in Verbindung stehenden Speicher (in den Figuren nicht näher dargestellt). Im Speicher ist ein Programm aufgenommen, welches
das vom Feuchtigkeitssensor herrührende Signal auswertet und entsprechende Ausgangssignale generiert.
Der Anschluss für die Energiequelle 21 steht mit einem Spannungsregler 25 in Verbin- düng, welcher die Versorgungsspannung auf die für den Betrieb der auf der Platine angeordneten elektronischen Bauteile zulässige Betriebsspannung herunter transformiert. Vorliegend kann die Versorgungsspannung zwischen 12 Volt und ungefähr 40 Volt betragen. Der Spannungsregler 25 steht mit dem Mikrokontroller 17 und dem Feuchtigkeitssensor 13 sowie einem Schalter 27 in Verbindung. Der Mikrokontroller 17 fällt aufgrund der vor- liegenden Versorgungsspannung einen Entscheid, welcher Betriebsmodus zu aktivieren ist. Entweder ist die Einrichtung in einem Überwachungs- oder in einem Ausgabemodus. Der Schalter 27 dient in beiden Betriebsmodi als ein Befehlsempfänger. Im Überwachungsmodus erzeugt er im Normalfall ein niederohmiges Ausgangssignal (entspricht der ununterbrochenen Leiterschleife in bisherigem Verbundglas) und im Alarmfall ein hochohmiges Ausgangssignal (entspricht der unterbrochenen Leiter schleife). Der Schalter 27 erzeugt im Ausgabemodus eine Bitreihe für die Kommunikation mit einem Auslesegerät. Vorliegend ist die Schaltung so aufgebaut, dass bei einer Versorgungsspannung von 12 Volt der Überwachungsmodus aktiviert ist. Wird hingegen eine Versorgungsspannung von ungefähr 35 Volt angelegt, so wird durch den Mikrokontroller 17 der Ausgabemodus aktiviert.
Alternativ kann überwacht werden, ob die detektierte Feuchtigkeit unter oder über einem Grenzwert liegt.
Im Überwachungsmodus werden vorzugsweise differentielle Änderungen des Feuchtig- keitsgehaltes detektiert. Verändert sich der Feuchtigkeitsgehalt innerhalb einer bestimmten Zeitperiode um mehr als ein vorgegebener Schwellwert, dann wird ein Alarmsignal ausgelöst, indem der am Anschluss für den Alarmgeber anliegende Widerstandswert von niederohmig auf hochohmig gesetzt wird.
Im Ausgabemodus werden momentane Werte des Feuchtigkeitsgehaltes detektiert. Verändert sich der Feuchtigkeitsgehalt, werden die von dem Mikrokontroller 17 errechneten Werte direkt an eine Ableseeinrichtung weitergeleitet (in den Figuren nicht näher dargestellt).
Die Leuchtdiode 15 dient der optischen Überwachung der jeweiligen Modi vor Ort. Befindet sich die Detektionseinrichtung im Überwachungsmodus so wird ein in bestimmten Zeitintervallen wiederkehrendes Lichtsignal angezeigt. Bei Auslösen des Alarmsignals hingegen emittiert die Leuchtdiode 15 ein dauerhaftes Lichtsignal. Denkbar ist, dass bei Funktionsstörungen der oben beschriebenen Zustände abweichende Lichtsignale von der Diode emittiert werden.
Der Feuchtigkeitssensor 13 ist fähig die momentane Feuchtigkeit zu detektieren. Derartige Sensoren zur Überwachung der Feuchtigkeit sind beispielsweise aus US 4,350,978 hinlänglich bekannt, so dass eine Beschreibung der Funktionsweise des Feuchtesensors entfallen kann. Der Inhalt der US 4,350,978 wird hiermit unter Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Die Platine 11 hat vorzugsweise eine längliche Gestalt. Die Länge kann beispielsweise ungefähr 50 mm und die Breite ungefähr 5 mm betragen. Durch diese Dimensionierung ist es möglich, die Detektionseinrichtung auch in Distanzhaltemitteln anzuordnen, welche lediglich eine Ausdehnung von 10 mm oder weniger haben.
Figur 3 und 4 zeigen die Einrichtung aus Figur 1 und 2 aufgenommen in einem Gehäuse und in eine Isolierungsverglasung 29 eingebaut. Die Isolierungsverglasung 29 besteht aus mindestens zwei Glasscheiben 31 und 33 (s. auch Figur 5), zwischen welchen ein Scheibenzwischenraum 35 definiert ist. Ein Distanzhaltemittel 37 definiert den Abstand zwischen den beiden Glasscheiben 31 und 33.
Die Platine 11 ist in einem Gehäuse 39 aufgenommen. Die dem Scheibenzwischenraum 35 im eingebauten Zustand zugewandte Seite des Gehäuses 39 weist eine Öffnung 41 auf, durch die der Feuchtigkeitssensor 13 in Kontakt mit dem Gas des Scheibenzwischenraumes 35 steht. Eine weitere Öffnung 43 dient dem von der Leuchtdiode 15 emittierten Licht zum Durchgang in den Scheibenzwischenraum 35. Die Öffnungen 41 und 43 können zu einer Mittellinie, die normal zur Längsachse des Gehäuses steht, symmetrisch angeordnet sein. Durch die symmetrische Anordnung der Öffnungen kann die Öffnung 41 auch der Leuchtdiode 15 als Durchgang dienen. In solch einem Einbauzustand der Platine 11 wird
der Kontakt des Feuchtigkeitssensors 13 mit dem Scheibenzwischenraum 35 über die Öffnung 43 sichergestellt. Auf der zweiten den Öffnungen 41, 43 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 39 ist eine Aussparung 45 vorhanden. Durch die Aussparung 45 kann ein Anschlussstecker 47 durchgeführt werden und mit den Kontakten 19 verbunden werden. Am Anschlussstecker 47 ist ein Verbindungskabel 49 angelötet.
Das Gehäuse 39 besteht aus 2 Gehäusehälften 39a und 39b, deren Trennfläche durch die Öffnungen 41, 43 und die Aussparung 45 verläuft. Der Einbau der Platine 11 in das Gehäuse 39 erfolgt dergestalt, dass die Platine 11 in die eine Gehäusehälfte 39a eingesetzt wird und die andere Gehäusehälfte 39b daraufgesetzt wird. Die Gehäusehälfte 39a und 39b besitzen jeweils nicht näher dargestellte Kunststoffausformungen, die beim Zusammenbau formschlüssig ineinander greifen. Dadurch wird das Gehäuse 39 formschlüssig verschlossen. Wie Figur 3 erkennen lässt, erstreckt sich die eingesetzte Platine 11 vorteilhaft nahezu über die gesamte Länge des Gehäuses 39.
Das Gehäuses 39 besitzt einen quaderförmigen Mittelteil 39c, an welchen an gegenüberliegenden Enden zwei Einsteckenden 39d anschliessen. Die Abmessungen des Mittelteils 39c überragen die Abmessungen der Einsteckenden 39d in einer Richtung bis um die Wandstärke des Distanzhaltemittels 37.
Die Einsteckenden 39d sind derartig dimensioniert, dass sich das Distanzhaltemittel 37 beidseitig aufschieben lässt. Sägezahnartige Ausbuchtungen 40 an der Gehäuseoberfläche der Einsteckenden 39d gewährleisten eine reibschlüssige sichere Verbindung zum Distanzhaltemittel. Der Mittelteil 39c dient beim beidseitigen Aufstecken des Distanzhalte- mittels 37 als Anschlag.
Der Produktionsablauf bei der Herstellung von Isolierverglasungen 29 kann durch die Integration des Gehäuses 39 mit darin eingeschlossener Platine 11 in einen Distanzhalte- mittelrahmen wie bei einer herkömmlichen Isolierverglasung erfolgen. Sowohl das Auf- bringen von einem Buthylstreifen 51 zur Abdichtung des Überganges zwischen dem Distanzhaltemittel 37 und den Glasscheiben 31 bzw.33 als auch das Aufbringen eines Randvergusses 53 kann ohne Unterschied zum Standardproduktionsverfahren durchgeführt werden.
Die oben ausgeführte erfindungsgemässe Einrichtung zur Glasbruchdetektion bei einer Isolierverglasung 29 kann Bestandteil eines Sicherheitssystems sein und dazu mit einer Alarmierungs- und/ oder Überwachungseinrichtung verbunden sein. Dies erfolgt über die Kontakte 19 auf der Platine 11. Ein derartiges Sicherheitssystem kann wiederum Bestandteil einer Alarmanlage sein. Es kann kabelgebunden oder über drahtlose Kommunikation funktionieren. Zweckmässigerweise sind bei einem Sicherheitssystem mehrere Einrichtungen zur Glasbruchdetektion mit Feuchtigkeitssensoren als Glasbruchdetektoren, die voneinander getrennte Isolierverglasungen überwachen, an die Alarmierungs- und/ oder Überwachungseinrichtung angeschlossen. Auf diese Weise ausgebildet, kann die Überwachung eines gesamten Gebäudes über eine einzige zentrale Alarmierungs-/ und/ oder Überwachungseinrichtung gesteuert werden.
Legende
11 Platine
13 Feuchtigkeitssensor
15 Leuchtdiode
17 Mikrokontroller bzw. Auswerteelektronik
19 Kontakte
21 Anschluss für Energiequelle
23 Anschluss für Alarmgeber
25 Spannungsregler
27 Schalter
29 Isolierverglasung
31 Glasscheibe
33 Glasscheibe
35 Scheibenzwischenraum
37 Distanzhaltemittel
39 Gehäuse
39a Gehäusehälfte
39b Gehäusehälfte
39c Gehäusemittelteil
39d Einsteckenden
40 Sägezahnartige Ausformungen
41 Öffnung
43 Öffnung
45 Aussparung
47 Anschlussstecker
49 Verbindungskabel
51 Buthyls treuen
53 Randverguss
55 Trocknungsmittel