Verfahren und Vorrichtung zum Schutz gefährdeter Anlagen undProcess and device for protecting endangered systems and
Gebäudebuilding
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz vor oder zur Abwehr von bewegten Objekten oder ■ Personen sowie eine zum Schutz vor oder. zur Abwehr von bewegten Objekten oder Personen geeignete Vorrichtung.The invention relates to a method for protection against or for defense against moving objects or persons and ■ for protection against or. device suitable for defense against moving objects or persons.
Zum Schutz gefährdeter Anlagen und Gebäude, wie Regierungseinrichtungen oder Botschaften zum Zwecke einer Zugangsverhinderung sowie zum Kontrollieren von Menschenmengen, beispielsweise bei politischen Kundgebungen oder Sportveranstaltungen, werden auf Seiten der Ordnungskräfte in der Regel nicht-letale Wirkmittel, wie Absperrungen, Reizgase, Gummigeschosse oder Absperrgitter, eingesetzt. Derartige Maßnahmen sind oft mit einem enormen personellen Aufwand seitens der Einsatzkräfte verbunden, wodurch sie zum einen kostspielig und unflexibel, zum anderen für die eingesetzten Ordnungskräfte aber auch für die abzuwehrenden oder, zu beeinflussenden Personen mit einem beträchtlichen Gesund-
heitsrisiko verbunden sind. Zudem lassen sich herkömmliche Absperrungen oft leicht überwinden oder sind entsprechend so massiv und unüberwindbar ausgelegt, dass sie nach Wegfallen der Bedrohung nur mit unverhältnismäßigem Aufwand wieder entfernbar sind. Auch ist eine Anpassbarkeit an eine konkrete Bedrohungssituation nicht möglich.In order to protect endangered facilities and buildings, such as government institutions or embassies for the purpose of preventing access and to control crowds, for example at political rallies or sporting events, the law enforcement officers generally use non-lethal agents such as barriers, irritant gases, rubber bullets or barriers, used. Such measures are often associated with enormous manpower on the part of the emergency services, which makes them costly and inflexible on the one hand, and on the other hand for the security officers deployed but also for the people to be defended or influenced, with considerable health security risk. In addition, conventional barriers can often be easily overcome or are designed so massive and insurmountable that they can only be removed with disproportionate effort once the threat has disappeared. Adaptability to a specific threat situation is also not possible.
Es besteht daher im zivilen wie auch im militärischen Bereich - bedingt durch die zunehmende weltweite Ächtung her- kömmlicher zu Sperrzwecken eingesetzter Mittel, wie Landminen - ein hoher Bedarf an flexibel einsetzbaren nichtletalen Absperrvorrichtungen zum Schutz vor Menschenmengen, aber auch vor Einzeltätern (Attentätern) .There is therefore a high demand for flexible, non-lethal barriers to protect against crowds of people, but also against individual perpetrators (assassins) - due to the increasing worldwide ban on conventional means such as landmines used for blocking purposes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz vor oder zur Abwehr von bewegten Objekten oder Personen zu schaffen, das bzw. die sich durch eine nicht-letale Schutzwirkung auszeichnet und ohne unver- hältnismäßig großen finanziellen und logistischen Aufwand sowohl örtlich als auch situationsbezogen flexibel einsetzbar ist, wobei im Falle eines Einsatzes sowohl Ordnungskräfte als auch betroffene Personen oder Objekte optimal vor gesundheitlicher Schadeinwirkung geschützt sein sollen.The object of the invention is to create a method and a device for protection against or for defense against moving objects or persons which avoids the disadvantages mentioned above and which is distinguished by a non-lethal protective effect and without being disproportionately large Financial and logistical effort can be used flexibly, both locally and in relation to the situation, whereby in the event of an assignment both law enforcement officers and affected persons or objects should be optimally protected against the effects of health damage.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im Gefährdungsfall mindestens eine Hülle aus einem kollabierten platzsparenden Zustand mittels eines in die Hülle eingebrachten Gases oder eines gasgenerierenden Mediums zu einer Barriere aufgeblasen wird. Durch das Aufblasen einer Hülle, insbesondere wenn dies plötzlich und überraschend geschieht, lassen sich Zugänge und Zufahrten blockieren, Personen oder bewegte Objekte, wie Fahrzeuge oder dergleichen, ablenken oder durch Druckeinwirkung umwerfen sowie Einzelpersonen oder Men-
schenmengen im Sinne einer "psychologischen Kriegsführüng" beeinflussen (abschrecken) .- Die aufblasbare Hülle ist besonders in ihrem kollabierten Zustand leicht transportabel und damit insbesondere örtlich flexibel einsetzbar. Durch Ablassen des Gases ist sie außerdem nach Wegfallen der Gefährdung leicht wieder entfernbar.This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that, in the event of a hazard, at least one envelope from a collapsed, space-saving state is inflated to a barrier by means of a gas introduced into the envelope or a gas-generating medium. By inflating a cover, especially if this happens suddenly and unexpectedly, entrances and access roads can be blocked, people or moving objects, such as vehicles or the like, can be distracted or knocked over by pressure, and individuals or people Influence quantities in the sense of a "psychological warfare" (deter) - The inflatable cover is easy to transport, especially in its collapsed state, and can therefore be used flexibly, particularly in terms of location. By releasing the gas, it can also be easily removed after the hazard has been eliminated.
Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass diese mindestens eine im Gefährdungsfall aus einem kollabierten platzsparendenIn the case of a device of the type mentioned at the outset, it is provided to solve the problem that at least one space-saving collapses in the event of danger
Zustand mittels eines Gases oder eines gasgenerierenden Mediums zu einer Barriere aufblasbare Hülle aufweist. Zum Aufblasen einer solchen Hülle lassen sich neben bekannten Gasgeneratoren, wie sie beispielsweise heutzutage für Air- bags in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, auch Kompressoren (Druckluft) , unter Druck stehende Gase aus Gasflaschen, Auspuffgase oder dergleichen einsetzen.Has state by means of a gas or a gas-generating medium to form an inflatable barrier barrier. In addition to known gas generators, such as are used today for airbags in motor vehicles, compressors (compressed air), pressurized gases from gas bottles, exhaust gases or the like can be used to inflate such a casing.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Aufblasen der Hülle von einer durch die Person oder das Objekt ausgelöste Annäherungssen- sorik initiiert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zu diesem Zweck eine Annäherungssensorik zum Initiieren des Aufblasvorgangs auf. Es ist auf diese Weise mög- lieh, das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung auch unabhängig von der Anwesenheit einer Bedienperson am zu schützenden oder zu blockierenden Ort während des Gefährdungsfalls einzusetzen.According to a further development of the method according to the invention, it is provided that the inflation of the envelope is initiated by a proximity sensor triggered by the person or the object. For this purpose, the device according to the invention has a proximity sensor system for initiating the inflation process. In this way it is possible to use the method according to the invention and the device according to the invention independently of the presence of an operator at the location to be protected or blocked during the hazardous situation.
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehen vor, dass durch die Annäherungssensorik Personen oder Objekte berührungslos de- tektiert werden. Auf diese Weise lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung Sperren errichten, ohne dass es zu einem direk-
ten Kontakt der abzuwehrenden Person- bzw. des abzuwehrenden Objekts mit der Sperre kommt.- Möglich ist jedoch auch eine direkte gezielte Einwirkung auf die Person oder das Objekt, beispielsweise um eine Bewegungsrichtung gezielt zu verän- 5 dern. Alternativ oder zusätzlich ist daher auch möglich, dass die Annäherungssensorik durch Berühren ausgelöst wird. Auf diese Weise ist zum einen eine zusätzliche Sicherheitsfunktion beim Ausfall der genannten berührungslosen Annäherungssensorik gegeben. Zum anderen lässt sich das erfin- 10. dungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung auf diese Weise ähnlich wie herkömmliche Landminen, jedoch mit nicht-letaler Wirkung, zu Sperrzwecken einsetzen, beispielsweise durch Vergraben im Erdreich.Further developments of the method according to the invention and the device according to the invention provide that the proximity sensors detect people or objects without contact. In this way, with the aid of the method according to the invention or the device according to the invention, barriers can be erected without causing a The person or object to be defended comes into contact with the lock. However, it is also possible to directly influence the person or object, for example in order to specifically change a direction of movement. As an alternative or in addition, it is therefore also possible for the proximity sensor system to be triggered by touching it. In this way, on the one hand, there is an additional safety function in the event of failure of the aforementioned contactless proximity sensor system. On the other hand, this can be invented . the method according to the invention and the device according to the invention in this way, similarly to conventional land mines, but with a non-lethal effect, for blocking purposes, for example by burying in the ground.
15 Um insbesondere abzuwehrende Personen unterschiedlicher physischer Konstitution (Kinder, Erwachsene,...) nicht gesundheitlich zu gefährden, sieht eine äußerst bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die Hülle mit veränderlicher Geschwindigkeit aufgeblasen15 In order not to pose a health risk, in particular, to persons of different physical constitution (children, adults, ...) who are to be warded off, an extremely preferred development of the method according to the invention provides for the envelope to be inflated at a variable speed
20 wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zu diesemTurns 20. The device according to the invention points to this
Zweck vorzugsweise Steuermittel zum Steuern einer Aufblasgeschwindigkeit der Hülle auf. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise zur Abwehr schnell bewegter schwerer Objek- - te, wie . eines Kraftfahrzeugs, in möglichst kurzer Zeit einePreferably, control means for controlling an inflation speed of the envelope. In this way, for example, to ward off fast moving heavy objects, such as. of a motor vehicle, in the shortest possible time
25 wirksame Sperre errichten, während im Rahmen einer Zugangsverhinderung für eine einzelne Person nur ein langsames, sukzessives Aufblasen der Hülle initiiert wird. Dabei ist im Zuge einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Hülle während eines Aufblasvor-Establish 25 effective barriers, while in the context of preventing access for a single person, only a slow, gradual inflation of the envelope is initiated. It is provided in the course of a development of the method according to the invention that the envelope during an inflation process
30 gangs mit veränderlicher Geschwindigkeit aufgeblasen wird. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung daher Steuermittel zum Steuern einer Aufblasgeschwindigkeit der Hülle auf. Durch den Einsatz derartiger Steuermittel lässt sich insbesondere das Verletzungsrisiko für leichtgewichti-
ge oder nah an der Hülle befindliche Personen stark reduzieren.30 gangs is inflated with variable speed. The device according to the invention therefore preferably has control means for controlling an inflation speed of the envelope. By using such control means, the risk of injury for lightweight Reduce people who are near or close to the envelope.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, dass die Aufblasgeschwindigkeit in Abhängigkeit von wenigstens einer Eigenschaft der Person oder des Objekts angepasst wird. Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise wenigstens eine Erkennungseinrichtung zum Bereitstellen von Eingangssigna- len für die Steuermittel auf. Die Erkennungseinrichtung ist nach einer äußerst bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erkennen wenigstens einer Eigenschaft und/oder Position der Person oder des Objekts ausgebildet. Möglich ist in diesem Zusammenhang insbesonde- re der Einsatz optischer Techniken unter Verwendung geeigneter Kamera- und Beleuchtungseinheiten, mittels derer sich die Größe und ein Bewegungszustand der abzuwehrenden Person bzw. des abzuwehrenden Objekts ermitteln lässt. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Zuge einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung mit wenigstens einer Erkennungseinrichtung zum berührungslosen Erkennen wenigstens einer Eigenschaft und/oder Position der Person oder des Objekts ausgebildet. Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Anpassung der Aufblasgeschwindigkeit nach Maßgabe wenigstens einer solchen berührungslosen Erkennungseinrichtung vorgenommen wird.According to a development of the method according to the invention, provision is therefore made for the inflation speed to be adapted as a function of at least one property of the person or the object. For this purpose, the device according to the invention preferably has at least one detection device for providing input signals for the control means. According to an extremely preferred development of the device according to the invention, the detection device is designed to detect at least one property and / or position of the person or the object. In this context, it is possible in particular to use optical techniques using suitable camera and lighting units, by means of which the size and a state of motion of the person to be blocked or the object to be blocked can be determined. In this way, in an extremely preferred embodiment, the device according to the invention is designed with at least one detection device for contactless detection of at least one property and / or position of the person or the object. According to a development of the method according to the invention, it is provided in this context that the inflation speed is adjusted in accordance with at least one such contactless recognition device.
Wird die Hülle - ähnlich wie heutzutage aus der Kraftfahr- zeug-Technik bekannte Airbags - mittels eines pyrotechni- schen Gasgenerators aufgeblasen, so sieht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die Steuermittel zumindest einen Gas erzeugenden Treibsatz und eine diesem zugeordnete Zündeinheit aufweisen, die mittels der Erkennungseinrichtung initiierbar ist. Zum Erzeugen einer
an die jeweilige Situation anpassbaren Aufblasgeschwindigkeit ist weiterhin vorgesehen, dass der Treibsatz mehrteilig ausgebildet ist und dass die Treibsatzteile zeitverschoben zündbar sind. Mittels eines derartigen Mehrstufen- Gasgeneratormoduls lassen, sich die im Rahmen der Erfindungsaufgabe angestrebten Eigenschaften der Vorrichtung in einfacher und kostengünstiger Weise durch erfinderische Weiterentwicklung bekannter Verfahren bzw. Vorrichtungen erreichen.If the cover - similar to airbags known today from motor vehicle technology - is inflated by means of a pyrotechnic gas generator, a further development of the device according to the invention provides that the control means have at least one gas-generating propellant and an ignition unit assigned to it can be initiated by means of the detection device. To create one Inflation speed that can be adapted to the respective situation is further provided that the propellant charge is made up of several parts and that the propellant charge parts can be ignited at different times. By means of such a multi-stage gas generator module, the properties of the device sought within the scope of the object of the invention can be achieved in a simple and inexpensive manner by inventive further development of known methods or devices.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Treibsatzteile in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind und unterschiedliche Zündverzögerung und/oder unterschiedliche Abbrandgeschwindigkeit aufweisen. Vorzugsweise ist dabei jedem Treibsatzteil eine eigene Zündeinheit zugeordnet. Auf diese- eise lassen sich in Verbindung mit unterschiedlichen Zündstrategien und -Zeitverzögerungen eine große Vielfalt von Druck-Zeit- Kurven (Aufblasgeschwindigkeiten) für die Hülle generieren:A preferred development of the device according to the invention provides that the propellant parts are arranged in a single housing and have different ignition delays and / or different burn-off speeds. Each propellant part is preferably assigned its own ignition unit. In this way, in connection with different ignition strategies and time delays, a large variety of pressure-time curves (inflation speeds) can be generated for the envelope:
Um eine möglichst einfache und platzsparende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu schaffen, ist vorgesehen, dass die Treibsatzteile in einem einzigen Gehäuse lokal getrennt untergebracht sind und jede Zündeinheit ent- sprechend der lokalen Anordnung des Treibsatzteils im Gehäuse untergebracht ist. Die Treibsatzteile bestehen vorzugsweise aus demselben Treibstoff, weisen jedoch zum Erreichen unterschiedlicher Abbrandgeschwindkeiten j'eweils unterschiedliche Formen, Dichte oder Partikelverteilung auf.In order to create a simple and space-saving design of the device according to the invention, it is provided that the propellant parts are housed separately in a single housing and each ignition unit is accommodated in the housing in accordance with the local arrangement of the propellant part. The propellant parts are preferably made of the same propellant but have to achieve different Abbrandgeschwindkeiten 'in each case have different shapes, density or particle distribution on j.
Insbesondere dann, wenn eine erfindungsgemäße Vorrichtung gegen Personen eingesetzt werden soll, darf sich ggfs. vorhandenes Gasgenerator-Material nicht nachteilig auf deren körperliches Wohlbefinden auswirken. Eine Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher vorgesehen, dass der Treibsatz ausschließlich für Personen ungiftige Bestandteile enthält. Unter dem Gesichtspunkt einer möglichst weitreichenden Umweltverträglichkeit enthält der Treibsatz daher vorzugsweise stickstoffreiche und kohlenstoffarme organische Verbindungen, wie Nitroguanidin (NIGU) und Guani- dinazotretraazolat (GZT) . Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch die bei einer Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entstehenden Reaktionsprodukte selbst in Spuren keine giftigen Substanzen enthalten.In particular, if a device according to the invention is to be used against people, any gas generator material that is present must not have a disadvantageous effect on their physical well-being. A further education of the The device according to the invention is therefore provided for the propellant charge to contain non-toxic components only for persons. From the point of view of the greatest possible environmental compatibility, the propellant therefore preferably contains nitrogen-rich and low-carbon organic compounds, such as nitroguanidine (NIGU) and guanidine dinotretraazolate (GZT). In this way it is ensured that the reaction products formed even when using the device according to the invention do not contain any toxic substances even in traces.
Als Airbag-Materialien kommen grundsätzlich alle möglichen Textil-, Polymer-, Gas- und Carbonfaserin in Frage. Unreine Beschädigung der Hülle, insbesondere eine mutwillige Be- Schädigung im aufgeblasenen Zustand, nach Möglichkeit auszuschließen, sieht eine äußerst bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die Hülle in einem schwer entflammbaren Material ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Hülle dabei zusätzlich oder alternativ in einem gegen mechanische Schadeinwirkungen, wie ein Zustechen mit spitzen Gegenständen, stabilen Material ausgebildet, wie aus modernen Polymerfasern (z . B. ' Kevlar®, Vectran® PBI oder Zylon® PBO) . Die Einzelfasern und die komplette Hülle können beschichtet sein, um die Eigenschaf- ten hinsichtlich mechanischer, chemischer und thermischer Stabilität zu verbessern.In principle, all possible textile, polymer, gas and carbon fibers come into question as airbag materials. To rule out, if possible, impure damage to the casing, in particular willful damage in the inflated state, an extremely preferred development of the device according to the invention provides that the casing is made of a flame-retardant material. The sheath is preferably additionally or alternatively formed in a material which is stable against mechanical damage, such as puncturing with pointed objects, such as from modern polymer fibers (for example 'Kevlar®, Vectran® PBI or Zylon® PBO). The individual fibers and the complete casing can be coated in order to improve the properties with regard to mechanical, chemical and thermal stability.
Um bei einem Einsatz zum Schutz vor oder zur Abwehr von Personen eine über eine reine Blockierfunktion hinausgehen- de Wirkung zu entfalten, sieht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass die Hülle zumindest auf einem der Person oder dem Objekt zugewandten Bereich ihrer Außenseite mit einer Wirkbeschichtung versehen ist. Eine solche erfindungsgemäße Wirkbeschichtung kann darin
bestehen, dass die Hülle zumindest bereichsweise adhäsive Eigenschaften besitzt. Personen werden demnach im Falle einer Berührung der Hülle in ihrer Bewegungsfreiheit behindert, so dass sie einen direkten Kontakt mit dieser nach Möglichkeit vermeiden werden, was dem angestrebten Schutz sowohl der abzuwehrenden Person als auch der Hülle zugute ■ kommt. Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Wirkbeschichtung zumindest bereichsweise mit stachelartigen Spitzen ausgestattet sein. Dies ist ins- besondere dann sinnvoll, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung analog zu herkömmlichen Sicherungsvorrichtungen, wie Stacheldraht oder dergleichen, als relativ dauerhafter Schutz, beispielsweise von Gebäuden, eingesetzt wird.In order to develop an effect that goes beyond a mere blocking function when used to protect against or to protect people, a further development of the device according to the invention provides that the sheath has an active coating on at least one area of its outside facing the person or the object is provided. Such an active coating according to the invention can be found therein exist that the shell has adhesive properties at least in some areas. People are thus hindered in the event of contact of the envelope in their movements, they that direct contact with this be avoided if possible, what the objective of protecting both the person defended against benefits ■ and the shell. According to a further development of the device according to the invention, the active coating can be provided with spike-like tips at least in some areas. This is particularly useful if the device according to the invention is used as a relatively permanent protection, for example of buildings, analogous to conventional security devices such as barbed wire or the like.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehen vor, dass die Hülle mit einer härtenden Substanz aufgeblasen wird. Auf diese Weise lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum dauerhaften Blockieren, beispielsweise von Stra- ßen, oder als wirksamer Schutz gegen besonderes schwere und/oder schnell bewegte Objekte, wie Kraftfahrzeuge, Flugzeuge oder dergleichen, einsetzen. Bei der härtenden Substanz kann es sich beispielsweise um Polyurethan-Schaum o- der dergleichen handeln.Preferred developments of the method according to the invention or the device according to the invention provide that the casing is inflated with a hardening substance. In this way, the device according to the invention can also be used for permanent blocking, for example of roads, or as effective protection against particularly heavy and / or rapidly moving objects such as motor vehicles, airplanes or the like. The hardening substance can be, for example, polyurethane foam or the like.
Damit die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch bei einer Beschädigung der Hülle erhalten bleibt, sieht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass mittels einer Abdichteinrichtung ein selbstdichtendes Medium zum Verschließen von Löchern in der Hülle in diese einbringbar ist. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zu diesem Zweck eine Druckmesseinrichtung zum Messen eines- Drucks in der Hülle und zum Aktivieren der Abdichteinrichtung auf, so dass das Verschließen von Löchern in der Hülle durch ein Einbringen des selbstdichtenden Me-
diu s möglichst kurzfristig nach der Beschädigung der Hülle erfolgt, bevor diese ihre Schutzfunktion ganz oder teilweise verloren hat.So that the function of the device according to the invention is retained even if the casing is damaged, a development of the device according to the invention provides that a self-sealing medium for closing holes in the casing can be introduced into the casing by means of a sealing device. For this purpose, the device according to the invention preferably has a pressure measuring device for measuring a pressure in the casing and for activating the sealing device, so that the holes in the casing are closed by introducing the self-sealing measurement. This should be done as soon as possible after the cover has been damaged before it has lost all or part of its protective function.
Die bislang beschriebenen Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gemein, dass der hierdurch geschaffene Schutz anders als bei vergleichbaren herkömmlichen Sicherungskonzepten nach Wegfallen der Gefährdung innerhalb kurzer Zeit beseitigbar ist. Allerdings ist es zum Errichten einer auch bei äußerer Einwirkung zweckmäßigen Sperre in der Regel notwendig, diese ortsfest und sicher zu positionieren. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen daher vor, dass die Hülle von einer ortsfesten Struktur aus aufgeblasen wird. Zum Schutz von beweglichen Objekten, wie Land- oder Seefahrzeugen, kann die Hülle auch von einer beweglichen Tragstruktur aus aufgeblasen werden. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehen demnach vor, dass die Hülle mit einer ortsfesten bzw. einer beweglichen (Trag-) Struktur verbunden ist. Derartige Tragstrukturen können beispielsweise vor zu schützenden Anlagen oder auf zu schützenden Fahrzeugen (prophylaktisch) angeordnet werden, und entfalten ihre volle Schutzwirkung durch Aufblasen der Hülle im Gefährdungsfall, wobei die Hülle aufgrund ihrer Verbindung mit der (Trag-) Struktur in einer definierten, vorgesehenen Position verbleibt.The previously described embodiments of the method according to the invention and the device according to the invention have in common that the protection created in this way can be eliminated within a short time, in contrast to comparable conventional security concepts, after the danger has ceased to exist. However, in order to erect a barrier that is expedient even when exposed to external influences, it is generally necessary to position it securely and in a stationary manner. Further developments of the method according to the invention therefore provide that the envelope is inflated from a stationary structure. To protect moving objects, such as land or sea vehicles, the cover can also be inflated from a movable supporting structure. Further developments of the device according to the invention accordingly provide that the casing is connected to a stationary or a movable (supporting) structure. Such support structures can be arranged, for example, in front of systems to be protected or on vehicles to be protected (prophylactically), and develop their full protective effect by inflating the cover in the event of danger, the cover being in a defined, intended position due to its connection to the (support) structure remains.
Um ein Entfernen der Tragstruktur mitsamt der (aufgeblasenen) Hülle zu unterbinden, ist nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass die Tragstruktur Befestigungsmittel zum festen Verbinden mit einer ortsfesten Struktur ' aufweist. Die Befestigungsmittel können nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung Verbindungsmittel zum Verbinden mit komplementären Einrichtungen an bzw. in
der ortsfesten Struktur aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die Befestigungsmittel Verankerungsmittel zum selbsttätigen Verankern in bzw. an der ortsfesten Struktur aufweisen. Bei der ortsfesten- Struktur kann es sich bei- spielsweise um die Fahrbahn einer Straße handeln, auf der die erfindungsgemäße Vorrichtung zu Sperrzwecken eingesetzt werden soll. Insbesondere vor zu sichernden Anlagen oder Gebäuden können dort bereits komplementäre Einrichtungen zum Verbinden mit den Verbindungsmitteln der Vorrichtung angeordnet sein. Insbesondere bei weichen Untergründen bietet sich ein selbsttätiges Verankern der erfindungsgemäßen Vorrichtung an, beispielsweise durch pneumatisches Einbringen von haken- oder krallenartigen Verankerungsmitteln in den Untergrund.To prevent removal of the support structure along with the (inflated) envelope to prevent, according to a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention it is provided that the support structure includes attachment means for fixedly connecting with a fixed structure '. According to a further development of the device according to the invention, the fastening means can be connecting means for connecting to complementary devices on or in the stationary structure. Alternatively or additionally, the fastening means can have anchoring means for automatic anchoring in or on the stationary structure. The stationary structure can be, for example, the roadway of a street on which the device according to the invention is to be used for blocking purposes. In particular in front of systems or buildings to be secured, complementary devices for connecting to the connecting means of the device can already be arranged there. In the case of soft substrates in particular, automatic anchoring of the device according to the invention is appropriate, for example by pneumatic introduction of hook-like or claw-type anchoring means into the substrate.
Die, Tragstruktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann aus jeweils starren Strukturelementen gebildet sein. Um die Tragstruktur jedoch zu Zwecken der Lagerung oder des Transports mit möglichst geringer Größe auszubilden, ist im Zuge einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass diese eine Anzahl von Strukturelementen aufweist, die zum Auf- bzw. Einfalten der Tragstruktur jeweils paarweise teleskopisch relativ zueinander beweglich sind. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Tragstruktur als aufblasbare Hüllenstruktur ausgebildet ist. Es ist somit auch möglich, die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung aus Tragstruktur und Hülle in aufblasbarer und damit vor einer Anwendung optimal platzsparender Form auszubilden.The supporting structure of the device according to the invention can be formed from rigid structural elements in each case. However, in order to make the supporting structure as small as possible for storage or transport purposes, in the course of a further development of the device according to the invention it is provided that it has a number of structural elements which are each telescopically movable relative to one another in pairs for unfolding or folding the supporting structure are. Alternatively or additionally, it can be provided that the support structure is designed as an inflatable envelope structure. It is thus also possible to design the entire device according to the invention comprising the support structure and the envelope in an inflatable and thus optimally space-saving form before use.
Um die Einwirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf Personen oder bewegte Objekte nicht auf das punktuelle und einmalige Aufblasen der Hülle zu beschränken, sieht eine äußerst bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vor- richtung vor, dass die Tragstruktur zusätzlich Ausbringmit-
tel für nicht-letale Wirkmittel aufweist. Bei derartigen Wirkmitteln kann es sich um Aerosole oder gasförmige Substanzen handeln, beispielsweise um Wassernebel und/oder Nebel sonstiger Art, Rauch, Geruchsstoffe, Pfefferspray oder Reizgase, durch die abzuwehrende Personen zumindest kurzfristig in ihrer Handlungsfähigkeit beeinträchtigt werden. Auch der Einsatz von Irritationsmitteln optischer Art, wie' stark blendenden Lichtquellen, oder von weiterreichenden elektrischen Abwehrmitteln ist möglich. Zum Erhalt der in- tegralen automatischen Schutzfunktion der' erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Ausbringmittel vorzugsweise durch Signale der Erkennungseinrichtung aktivierbar.In order not to limit the action of the device according to the invention on people or moving objects to the punctual and one-time inflation of the casing, an extremely preferred development of the device according to the invention provides that the supporting structure additionally carries out tel for non-lethal agents. Such active agents can be aerosols or gaseous substances, for example water mist and / or mist of another kind, smoke, odorous substances, pepper spray or irritant gases, by means of which persons to be defended are impaired in their ability to act, at least for a short time. The use of optical irritants, such as ' highly dazzling light sources, or of far-reaching electrical repellents is also possible. To obtain the domestic tegralen automatic protection function of the 'device of the invention, the application means are preferably controlled by signals of the detection device can be activated.
Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass diese eine Kontrolleinheit zum Auswählen eines prioritären manuellen oder eines automatischen Betriebs der Vorrichtung aufweist. Auf diese Weise ist nach getroffener Auswahl ein automatischer Betrieb der Vorrichtung auch ohne anwesendes Bedienpersonal, beispielsweise bei Nacht oder weit abgelegenen Anlagen, möglich. Andererseits kann die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere bei komplexen, unübersichtlichen Gefährdungssituationen auch manuell - durch einen sog. "man-in-the-loop" - aktiviert und gesteuert werden.According to a development of the device according to the invention, it is provided that it has a control unit for selecting a priority manual or automatic operation of the device. In this way, after the selection has been made, the device can also be operated automatically without operating personnel present, for example at night or at remote locations. On the other hand, the device according to the invention can also be activated and controlled manually - by a so-called "man-in-the-loop" - in particular in the case of complex, unclear hazard situations.
Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung ist ausgesprochen vielseitig verwendbar. Sie eignet sich vorzugsweise für eine Verwendung zum Schutz von feststehenden Anlagen oder Bauwerken, beispielsweise Fabriken, Sport- Stadien, Regierungsgebäuden oder dergleichen, insbesondere vor Personengruppen, Flug- oder Fahrzeugen. Demgemäß kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Blockieren einer Flughafenlandebahn eingesetzt werden.
Eine weitere bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist .das Beeinflussen von Personengruppen bei öffentlichen Großveranstaltungen, wie Sportveranstaltungen oder politischen Kundgebungen. Es ist den eingesetzten Ord- nungskräften auf diese Weise möglich, flexibel auf eine Eskalation von Gewalt seitens der Personengruppen zu reagieren, ohne dass die gegebenenfalls zu treffenden Gegenmaßnahmen im Vorfeld erkennbar sind und damit ihrerseits zu einer beginnenden Eskalation beitragen.The device according to the invention described above is extremely versatile. It is preferably suitable for use to protect fixed systems or structures, for example factories, sports stadiums, government buildings or the like, in particular from groups of people, aircraft or vehicles. Accordingly, the device according to the invention can also be used to block an airport runway. Another preferred use of the device according to the invention is . influencing groups of people at major public events, such as sporting events or political rallies. In this way, it is possible for the law enforcement officers to react flexibly to an escalation of violence on the part of the groups of people, without the countermeasures that may have to be taken being recognizable in advance and thus contributing to the beginning of an escalation.
Im Hinblick auf die weltweite Ächtung von Landminen eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung vor allem auch für eine Verwendung als Minenersatz, da sie das Eindringen in ' ein bestimmtes abgesperrtes Gebiet, insbesondere aufgrund ihrer -Schreckwirkung, wirksam verhindern kann und darüber hinaus durch mit ihrer Aktivierung verbundene akustische und/oder optische Kennzeichen (Licht, Geräusch) ein unbefugtes Eindringen für anwesendes Wachpersonal deutlich erkennbar anzeigt.With regard to the global ban on landmines, the inventive device is particularly suitable for use as mine replacement as it can and penetration into 'a certain cordoned area, particularly because of their -Schreckwirkung effectively prevent addition by associated with their activation Acoustic and / or visual indicators (light, noise) clearly indicate an unauthorized intrusion for security personnel present.
Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für eine Verwendung zum Schutz beweglicher Objekte, insbesondere vor Personengruppen, Flug- oder Fahrzeugen. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise dazu eingesetzt werden, den direkten Kontakt eines ferngesteuerten spengstoffbeladenen Bootes mit einem angegriffenen Schiff zu verhindern, so dass eine weitgehende Verminderung oder sogar eine völlige Verhinderung des Schadens zu erwarten ist. Auch ein Einsatz gegen Unterwasser-Tauchangriffe ist möglich.In addition, the device according to the invention is also suitable for use for protecting moving objects, in particular from groups of people, aircraft or vehicles. For example, the device according to the invention can be used to prevent direct contact of a remote-controlled explosive-laden boat with an attacked ship, so that extensive reduction or even complete prevention of the damage can be expected. Use against underwater diving attacks is also possible.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar- gestellt sind.
Es zeigen :Further properties and advantages of the invention result from the claims and the drawings, in which exemplary embodiments of the device according to the invention are shown. Show it :
Fig.l eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer direkt im Boden verankertenFig.l is a schematic view of a device according to the invention with an anchored directly in the ground
Tragstruktur, an der aufblasbare Hüllen sowie . weitere unterschiedliche Sperreinrichtungen befestigt sind;Support structure on the inflatable sleeves as well. other different locking devices are attached;
Fig.2 eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer im Boden verankerten Platte und einer aufblasbaren Tragstruktur;2 shows a further embodiment of the device according to the invention with a plate anchored in the floor and an inflatable support structure;
Fig.3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vorrichtung;3 shows a block diagram of an embodiment of the device according to the invention;
Fig.4 ein ■ Gasgeneratormodul der erfindungsgemäßen ■ 4 shows a gas generator module of the invention
Vorrichtung mit zwei Zündeinheiten sowie zwei unterschiedlichen Treibsatzteilen zum Anpassen der Auffaltgeschwindigkeit;Device with two ignition units and two different propellant parts for adjusting the unfolding speed;
Fig.5a-d Beispiele der Reaktions-Mischung und verschiedenartig geformte Treibmittel, mit , denen sich unterschiedliche Gasausstoßraten erzielen lassen;5a-d examples of the reaction mixture and variously shaped blowing agents with which different gas emission rates can be achieved;
Fig.6 Druck-Zeit-Kurven beim Zünden eines Zweistufen- Gasgeneratormoduls in einem 601-Behälter und einer aufblasbaren Hülle;6 shows pressure-time curves when igniting a two-stage gas generator module in a 601 container and an inflatable envelope;
Fig. den zeitlichen Verlauf der Maximalgeschwindigkei- •ten beim Auffalten einer aufblasbaren Hülle mittels eines Zweistufen-Moduls;FIG. 2 shows the time course of the maximum speeds when an inflatable envelope is unfolded by means of a two-stage module;
Fig.-8a in einer schematischen Darstellung das Prinzip
einer AbStandsmessung mittels von zwei Kameras gelieferter Bilder als Beispiel für eine Erkennungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung; • undFig. 8a in a schematic representation of the principle a distance measurement using images supplied by two cameras as an example of a detection device of the device according to the invention; • and
Fig.8b das Ergebnis der Abstandsmessung nach dem in Fig.8a dargestellten Verfahren.8b the result of the distance measurement according to the method shown in Fig.8a.
Die Fig.l zeigt 'schematisch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im aufgefalteten Zustand als Sperranordnung 1, beispielsweise als Sperranordnung 1 zum Verhindern des Zugangs zu einem hinter der Anordnung befindlichen Gebäude (nicht dargestellt) .Fig.l shows ' schematically the use of a device according to the invention in the unfolded state as a barrier arrangement 1, for example as a barrier arrangement 1 to prevent access to a building located behind the arrangement (not shown).
Die Sperranordnung 1 weist in der' gezeigten Ausführungsform eine Tragstruktur 2 auf, die durch in 3" einer Reihe nebeneinander angeordnete Tragsäulen 3, 3', 3'' gebildet ist. Die Tragsäulen 3, 3', 3'' weisen in ihrem Fußbereich Befes- tigungselemente 4 auf, mittels derer sie über Verankerungsmittel 5 direkt im Boden β verankert sind. Die Tragsäulen 3,- 3', 3'' sind über Schnellverschlüsse 7 mit den Befesti- gungselementen 4 verbunden.In the embodiment shown, the locking arrangement 1 has a supporting structure 2, which is formed by supporting columns 3, 3 ', 3' 'arranged next to one another in 3 "of a row. The supporting columns 3, 3', 3" have feet in their foot region - Fixing elements 4, by means of which they are anchored directly in the floor β via anchoring means 5. The supporting columns 3, - 3 ', 3' 'are connected to the fastening elements 4 via quick-release fasteners 7.
Die Tragsäulen 3 sind als einstückige starre Strukturelemente ausgebildet. Dagegen ist die Tragsäule 3' aus drei Einzelelementen 3.1', 3.2', 3.3' zusammengesetzt, beispielsweise zusammengesteckt. Die Tragsäule 3'' ist aus mehreren teleskopartig ein- und ausfahrbaren Teilelementen zusammengesetzt.The support columns 3 are designed as one-piece rigid structural elements. In contrast, the support column 3 'is composed of three individual elements 3.1', 3.2 ', 3.3', for example put together. The support column 3 '' is composed of several telescopic retractable and extendable sub-elements.
Zwischen den Tragsäulen 3, 3', 3'' sind beim Ausführungs- beispiel der Fig.l verschiedene Arten von Sperrelementen bzw. Sichtschutzelementen angeordnet: Zwischen den Tragsäu- len 3, 3' weist die erfindungsgemäße Sperranordnung 1 eine
aufblasbare Hülle 8 auf, die in Fig.l in aufgeblasenem Zustand dargestellt ist. Es handelt sich bei der aufblasbaren Hülle 8 um eine Konstruktion, wie sie in ähnlicher Form auch als Airbag in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt. Sie besteht in vorteilhafter Weise aus einem mehrlagigen und/oder verstärkten Polymer-Material, wie Kevlar®, Vectran®, Zylon® oder dergleichen, und ist damit in zweckmäßiger Weise unbrennbar sowie unempfindlich gegen mechanische Belastungen. Die Hülle 8 ist mittels einer Vielzahl von Befestigungselementen 9 an den benachbarten Tragsäulen 3,3' befestigt.In the exemplary embodiment in FIG. 1, different types of locking elements or screening elements are arranged between the supporting columns 3, 3 ', 3'': The locking arrangement 1 according to the invention has one between the supporting columns 3, 3' inflatable sleeve 8, which is shown in Fig.l in the inflated state. The inflatable envelope 8 is of a construction that is used in a similar form as an airbag in motor vehicles. It advantageously consists of a multilayer and / or reinforced polymer material, such as Kevlar®, Vectran®, Zylon® or the like, and is therefore suitably non-flammable and insensitive to mechanical loads. The casing 8 is fastened to the adjacent support columns 3, 3 'by means of a plurality of fastening elements 9.
Zwischen den Tragsäulen 3 im linken Teil der Fig.l ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Querstange 10 angeordnet und mittels Schnellverschlüssen 11 befestigt. Die Querstange 10 dient beim gezeigten Ausführungsbeispiel gemeinsam mit den Tragsäulen 3 dazu, die zwischen den Tragsäulen 3 bestehende Öffnung mittels eines Vorhangs 12 zu verschließen. Der Vorhang 12 ist über weitere Befestigungselemente 9 - von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig.l nur eine Auswahl dargestellt ist - mit den Tragsäulen 3 und der Querstange 10 verbunden. Der Vorhang 12 kann wie die Hülle 8 aus einem mechanisch und thermisch hoch belastbaren Material bestehen und insbesondere undurchsichtig, d.h. als Sichtschutz ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, die erfindungsgemäße Sperranordnung 1 mit durchsichtigen Vorhängen 12 auszustatten, so dass durch diese zwar ein Zugang zu hinter der Sperranordnung 1 befindlichen Anlagen verwehrt ist, diese jedoch durch die Sperranordnung hin- durch noch zu erkennen sind. Ebenfalls ist es auf dieseIn the exemplary embodiment shown, a crossbar 10 is arranged between the support columns 3 in the left part of FIG. 1 and fastened by means of quick-release fasteners 11. In the exemplary embodiment shown, the crossbar 10, together with the support columns 3, serves to close the opening existing between the support columns 3 by means of a curtain 12. The curtain 12 is connected to the support columns 3 and the crossbar 10 via further fastening elements 9 - only a selection of which is shown in FIG. 1 for reasons of clarity. The curtain 12, like the cover 8, can be made of a material that can withstand high mechanical and thermal loads and, in particular, is opaque, i.e. be designed as a privacy screen. However, it is also possible to equip the locking arrangement 1 according to the invention with transparent curtains 12, so that although this prevents access to systems located behind the locking arrangement 1, these can still be recognized through the locking arrangement. It is also on this
Weise hinter der Sperranordnung 1 befindlichem Wachpersonal möglich, abzuwehrende Personen oder dergleichen, die sich auf der anderen Seite der Sperranordnung 1 befinden^ zu beobachten.
Zusätzlich oder alternativ zu den gezeigten aufblasbaren Hüllen 8 und Vorhängen 12 können zwischen den Tragsäulen auch Netze 13 angeordnet sein, wie am Beispiel der Tragsäu- len 3', 3'' im rechten Teil der Fig.l gezeigt.Security personnel located behind the locking arrangement 1 are able to observe persons to be defended or the like who are on the other side of the locking arrangement 1. In addition or as an alternative to the inflatable sheaths 8 and curtains 12 shown, nets 13 can also be arranged between the support columns, as shown in the right part of FIG. 1 using the example of the support columns 3 ′, 3 ″.
Die Tragsäulen 3 weisen beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Anzahl von Düsen 14 zum Ausbringen nicht-letaler Wirkmittel auf. Bei .derartigen Wirkmitteln kann es sich insbe- sondere um Aerosole oder gasförmige Substanzen handeln, wie 'z.B. Wassernebel und/oder Nebel sonstiger Art, Rauch, Geruchsstoffe, Pfefferspray oder Reizgase. Es ist analog zum Ausführungsbeispiel der Fig.l auch möglich, anstelle der Düsen 14 Irritationsmittel optischer Art, wie stark blen- dende Scheinwerfer, Abschussvorrichtύngen für Gummigeschosse, elektrische Abwehrmittel oder dergleichen vorzusehen. Auf diese Weise lässt sich verhindern, dass insbesondere abzuwehrende Personen der erfindungsgemäßen Sperranordnung 1 zu nahe kommen und/oder diese beschädigen. Durch das Vor- . sehen zusätzlicher nicht-letaler Wirkmittel wird es dem Errichter der Sperranordnung 1 zudem ermöglicht, im Falle einer zunehmenden Eskalation von Gewalt sich schrittweise an deren Niveau anzupassen.In the exemplary embodiment shown, the support columns 3 have a number of nozzles 14 for dispensing non-lethal active substances. Such active agents can be, in particular, aerosols or gaseous substances, such as , for example, water mist and / or mist of another kind, smoke, odorous substances, pepper spray or irritant gases. Analogously to the exemplary embodiment in FIG. 1, instead of the nozzles 14 it is also possible to provide optical irritation means, such as highly dazzling headlights, firing devices for rubber bullets, electrical defense means or the like. In this way it can be prevented that persons to be defended in particular get too close to and / or damage the locking arrangement 1 according to the invention. By the pre. see additional non-lethal agents, the installer of the locking arrangement 1 is also enabled to gradually adapt to their level in the event of an increasing escalation of violence.
Im oberen Bereich der Tragsäule 3' ist am gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Erkennungseinrichtung 15 angeordnet. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Annäherungssensor handeln, dessen Ausgangssignal für eine Aktivierung der vorgesehenen Wirkmit- tel, beispielsweise der Düsen 14 sorgt. Dementsprechend können derartige Erkennμngseinrichtungen 15 vorzugsweise auch in den anderen Tragsäulen 3, 3'' angeordnet sein.A detection device 15 is arranged in the upper region of the support column 3 'in the exemplary embodiment of the device according to the invention shown. This can in particular be a proximity sensor, the output signal of which activates the active agents provided, for example the nozzles 14. Accordingly, such recognition devices 15 can preferably also be arranged in the other support columns 3, 3 ″.
Derartige Erkennungseinrichtungen erfüllen darüber hinaus noch eine Reihe weiterer Funktionen: Sperrelemente, wie die
aufblasbare Hülle 8, befinden sich nach dem Aufbauen der Tragstruktur 2 der erfindungsgemäßen Sperranordnung 1 zunächst in einem kollabierten, platzsparenden Zustand, in dem sie zweckmäßigerweise bereits durch die Befestigungs- elemente 9 mit den benachbarten Tragsäulen 3, 3' der Tragstruktur 2 verbunden sind. Im Falle einer durch die Erkennungseinrichtung 15 gemeldeten Annäherung abzuwehrender Personen und/oder bewegter Gegenstände, oder nach Maßgabe durch entsprechend autorisiertes Bedienpersonal lässt sich die Hülle 8 mittels einer geeigneten Einrichtung (vgl.Such detection devices also perform a number of other functions: blocking elements such as the inflatable envelope 8, after the support structure 2 of the locking arrangement 1 according to the invention has been built up, are initially in a collapsed, space-saving state, in which they are expediently already connected to the adjacent support columns 3, 3 ′ of the support structure 2 by the fastening elements 9. In the event of an approach of people and / or moving objects to be warded off, which is reported by the recognition device 15, or in accordance with appropriately authorized operating personnel, the casing 8 can be removed using a suitable device (cf.
Fig. ) aufblasen und blockiert so schnell und effizient den Durchgang zwischen den Tragsäulen 3, 3'. Nach Wegfallen der Gefährdungssituation lässt sich ein derartiges Sperrelement leicht wieder zusammenfalten und entfernen.Inflate and so quickly and efficiently blocks the passage between the support columns 3, 3 '. After the end of the hazardous situation, such a blocking element can be easily folded up and removed again.
Wenn die Tragstruktur 2 teleskopartig ausgebildete Tragsäulen 3'' beinhaltet, lässt sich die Erkennungseinrichtung 15 auch dazu verwenden, bei erfolgter erstmaliger Annäherung abzuwehrender Personen und/oder Objekte die Tragsäulen 3'' aus einem ersten eingefahrenen Zustand (nicht gezeigt) in einen ausgefahrenen Zustand (vgl. Fig.l) zu überführen. Dazu weisen die Tragsäulen 3'' geeignete pneumatische Mittel oder dergleichen auf, die in Fig.l aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht explizit dargestellt sind (vgl. Fig.3).If the support structure 2 contains telescopic support columns 3 ″, the detection device 15 can also be used to move the support columns 3 ″ from a first retracted state (not shown) to an extended state when people and / or objects to be defended are approached for the first time. see Fig.l) to transfer. For this purpose, the support columns 3 ″ have suitable pneumatic means or the like, which are not shown explicitly in FIG. 1 for reasons of clarity (see FIG. 3).
Die Verankerung der Tragsäulen 3, 3', 3'' bzw. der Befestigungselemente 4 im Boden 6 kann - wie im linken Teil der Fig.l dargestellt - dergestalt erfolgen, dass im Boden 6 geeignete komplementäre Verankerungsmittel 16 angeordnet sind, mit denen die Verankerungsmittel 5 zum Zwecke einer Verankerung der Befestigungselemente 4 für die Tragsäulen 3, 3', 3'' zusammenwirken. Es ist jedoch im Zuge eines örtlich flexiblen Einsatzes der erfindungsgemäßen Sperranordnung 1 auch möglich, die Verankerungsmittel 5 lokal unab- hängig direkt im Boden 6 zu verankern.. Dazu sind die Veran-
kerungsmittel 5 vorzugsweise haken- oder krallenartig ausgebildet und werden auf geeignete Weise, z.B. pneumatisch, direkt in den Boden 6 eingebracht. Derartige Verankerungsmethoden sind insbesondere bei weichen Böden angebracht. Bei harten Böden und nicht vorhandenen komplementären Verankerungsmitteln 16 lassen sich letztere kurzfristig schaffen, beispielsweise durch Bohren und Dübeln, so dass auch in diesem Fall ein Errichten der erfindungsgemäßen Sperranordnung 1 mit nur geringem Zeitaufwand möglich ist.The support columns 3, 3 ', 3''or the fastening elements 4 can be anchored in the base 6, as shown in the left part of FIG. 1, in such a way that suitable complementary anchoring means 16, with which the anchoring means are arranged, are arranged in the base 6 5 cooperate for the purpose of anchoring the fastening elements 4 for the support columns 3, 3 ', 3''. However, in the course of a locally flexible use of the locking arrangement 1 according to the invention, it is also possible to anchor the anchoring means 5 locally and independently, directly in the floor 6. Kerber means 5 are preferably hook-like or claw-like and are introduced directly into the floor 6 in a suitable manner, for example pneumatically. Such anchoring methods are particularly appropriate for soft floors. In the case of hard floors and non-existent complementary anchoring means 16, the latter can be created at short notice, for example by drilling and doweling, so that in this case too, the locking arrangement 1 according to the invention can be erected with only a small amount of time.
Die Fig.2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die als Sperranordnung 1 mit einer Tragstruktur 2 ausgebildet ist, deren Tragsäulen 3 ebenfalls als aufblasbare Hüllen (Airbags) ausgebildet sind. Die Tragsäulen-Airbags 3 sind mittels Befestigungselementen 4 und Verbindungsmitteln 5 auf einer Bodenplatte 17 befestigt, die ihrerseits mittels weiterer Verankerungsmittel 5' im Boden 6 verankert ist. Dabei erfolgt die Verankerung der Bodenplatte 17 im Boden 6 wie anhand des Aus- führungsbeispiels der Fig.l beschrieben.2 shows a schematic representation of a device according to the invention, which is designed as a locking arrangement 1 with a support structure 2, the support columns 3 of which are also designed as inflatable sleeves (airbags). The support column airbags 3 are fastened to a base plate 17 by means of fastening elements 4 and connecting means 5, which in turn is anchored in the base 6 by means of further anchoring means 5 '. The base plate 17 is anchored in the base 6 as described with reference to the exemplary embodiment in FIG.
Zwischen den Tragsäulen 3 sind beim Ausführungsbeispiel der- Fig.2 eine einzelne aufblasbare Hülle 8 (links), eine Mehrzahl modular übereinander angeordneter Hüllen 8' (Mitte) und eine ähnlich dem Vorhang der Fig.l ausgebildete Folie 12 angeordnet. Jede der aufblasbaren Hüllen 8, 8' bzw. der Tragsäulen 3 weist beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine eigene Aufblaseinrichtung 18 auf, bei der es sich um ein mehrstufiges Gasgenerator-Modul (vgl. Fig.4) handeln kann. Möglich ist jedoch auch ein Aufblasen der Hüllen 8, 8' sowie der Tragsäulen 3 durch Kompressoren,. Gasflaschen oder Auspuffgase, beispielsweise durch Anschließen an die Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges.
Die in Fig.2 dargestellte erfindungsgemäße Sperranordnung 1 lässt sich mit kollabierten Tragsäulen 3 und Hüllen 8, 8' gemeinsam mit der Bodenplatte 17 örtlich flexibel an einem quasi beliebigen Ort aufstellen und bei Bedarf im Gefährdungsfall durch Aktivieren der Aufblaseinrichtungen 18 in ihrer Gesamtheit zu einer effizient wirksamen Sperranordnung 1 entfalten. Nach anschließendem Zusammenfalten der Hüllen 8, 8' sowie der Tragsäulen 3 ist ein ebenso flexibler Wiederabbau der Sperranordnung 1 möglich.In the embodiment of FIG. 2, a single inflatable envelope 8 (left), a plurality of modularly arranged envelopes 8 ′ (middle) and a film 12 configured similarly to the curtain of FIG. 1 are arranged between the support columns 3. In the exemplary embodiment shown, each of the inflatable sleeves 8, 8 'or the support columns 3 has its own inflator 18, which can be a multi-stage gas generator module (cf. FIG. 4). However, it is also possible to inflate the sleeves 8, 8 'and the support columns 3 by compressors. Gas bottles or exhaust gases, for example by connecting to the exhaust system of a motor vehicle. The locking arrangement 1 according to the invention shown in FIG. 2 can be flexibly set up locally with a collapsed support columns 3 and sleeves 8, 8 'together with the base plate 17 at virtually any location and, if necessary, by activating the inflating devices 18 in their entirety in an efficient manner unfold effective locking arrangement 1. After subsequent folding of the sleeves 8, 8 'and the support columns 3, an equally flexible dismantling of the locking arrangement 1 is possible.
Die Fig.3 zeigt anhand eines Blockschaltbilds die wesentlichen steuerungstechnischen Komponenten einer erfindungsgemäßen Sperranordnung 1. Diese weist beim Ausführungsbei-' spiel der Fig.3 vor der Sperranordnung 1 (rechts der ge- strichelten vertikalen Linie) zwei Erkennungseinrichtungen 15, 15' in Form von Abstandssensoren bzw. Annäherungssensoren (vgl. Fig.8a) auf. Diese sind über geeignete Signalleitungen S mit einer hinter der Sperranordnung 1 (linker Teil der Fig.3) befindlichen übergeordneten Kontrolleinheit 19 verbunden. Die Kontrolleinheit 19 steuert die Ausbringeinheiten für nicht-letale Wirkmittel, hier dargestellt in Form von Düsen 14, und die Aufblaseinrichtungen 18 der Sperranordnung 1 über entsprechende Steuereinheiten 14' bzw. 18 ' .The Figure 3 shows by means of a block diagram the essential control components of a lock arrangement 1. This has in the exemplary embodiment 'game of Figure 3 before closing arrangement 1 (on the right of the overall dashed vertical line), two detection devices 15, 15' in the form of the invention Distance sensors or proximity sensors (see Fig.8a). These are connected via suitable signal lines S to a higher-level control unit 19 located behind the locking arrangement 1 (left part of FIG. 3). The control unit 19 controls the dispensing units for non-lethal active agents, shown here in the form of nozzles 14, and the inflating devices 18 of the blocking arrangement 1 via corresponding control units 14 'and 18'.
Die übergeordnete Kontrolleinheit 19 ist beim Ausführungsbeispiel der Fig.3 derart ausgebildet, dass auch das Wachpersonal P einen direkten manuellen Kontrolleinfluss auf die erfindungsgemäße Vorrichtung ausüben kann. Insbesondere ist es im Zuge einer derartigen Ausgestaltung möglich, die erfindungsgemäße Sperranordnung 1 wahlweise vollständig manuell durch das Wachpersonal P oder vollständig automatisch gesteuert zu betreiben.
Gemeinsam mit der Steuereinheit 18' ist die Kontrolleinheit 19 vorzugsweise für eine Druckmessung im Innern der Hüllen 8, 8' und der Tragsäulen 3 eingerichtet. So kann bei einem plötzlichen Druckabfall, z.B. durch Beschädigung, die Auf- blaseinrichtung 18 eine weitere Funktion als Abdichteinrichtung ausüben, indem durch sie ein selbstdichtendes Medium (Dichtspray) in die beschädigte Hülle oder Tragsäule eingebracht wird.In the exemplary embodiment in FIG. 3, the higher-level control unit 19 is designed such that the security personnel P can also exert a direct manual control influence on the device according to the invention. In particular, in the course of such an embodiment, it is possible to operate the locking arrangement 1 according to the invention either completely manually by the security personnel P or fully automatically controlled. Together with the control unit 18 ', the control unit 19 is preferably set up for a pressure measurement inside the sleeves 8, 8' and the support columns 3. In the event of a sudden drop in pressure, for example due to damage, the inflating device 18 can perform a further function as a sealing device by introducing a self-sealing medium (sealing spray) into the damaged envelope or support column.
Die Abstandssensoren 15, 15' sind vorzugsweise in unterschiedlichen Abständen zur Sperranordnung 1 angeordnet, wie in Fig.3 schematisch dargestellt, und dienen so einerseits, wie beispielsweise der Sensor 15', zum rechtzeitigen Erzeugen von Steuersignalen an die Kontrolleinheit 19, die ein Aufrichten der Sperranordnung 1 durch Aufblasen (vgl.The distance sensors 15, 15 'are preferably arranged at different distances from the locking arrangement 1, as shown schematically in FIG. 3, and thus serve, on the one hand, such as the sensor 15', for the timely generation of control signals to the control unit 19 which are used to erect the Blocking arrangement 1 by inflation (cf.
Fig.2) bzw. Ausfahren (vgl. Fig.l) der Tragstruktur 2 bewirken. Der näher an der erfindungsgemäßen Sperranordnung 1 befindliche Abstandssensor 15 dient dagegen zur Aktivierung der Düsen 14, mittels derer bei entsprechender Annäherung abzuwehrender Personen weitere nicht-letale Wirkmittel ausbringbar sind.Fig. 2) or extend (see Fig. 1) of the support structure 2. The distance sensor 15 located closer to the blocking arrangement 1 according to the invention, on the other hand, serves to activate the nozzles 14, by means of which, with a corresponding approach to persons to be defended, further non-lethal active agents can be deployed.
Die Fig.4 zeigt ein Gasgenerator-Modul, wie es in den in Fig.2 und 3 gezeigten Aufblaseinheiten 18 für die erfin- dungsgemäße Sperranordnung 1 zum Einsatz kommen kann. Wie bei Airbag-Anwendungen in Kraftfahrzeugen bekannt, brennt eine als Gasgenerator verwendete pyrotechnische Mischung schnell ab, so dass die zugeordneten aufblasbaren Hüllen 8, 8' sehr schnell aufgeblasen werden. Große Sperranordnungen 1 lassen sich in modularer Bauweise, wie in Fig.2 gezeigt, verwirklichen. Zudem erzeugt die abbrennende pyrotechnische Mischung einen lauten Knall und erzeugt während des Aufbla- sens eine Teilchenwolke, wobei sich die letztgenannten Effekte auch aus großer Entfernung sowohl akustisch als auch
optisch identifizieren lassen, was zu der angestrebten Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beiträgt.FIG. 4 shows a gas generator module as can be used in the inflating units 18 shown in FIGS. 2 and 3 for the blocking arrangement 1 according to the invention. As is known in airbag applications in motor vehicles, a pyrotechnic mixture used as a gas generator burns quickly, so that the associated inflatable shells 8, 8 'are inflated very quickly. Large locking arrangements 1 can be realized in a modular design, as shown in FIG. In addition, the burning pyrotechnic mixture produces a loud bang and creates a particle cloud during inflation, the latter effects being acoustically as well as from a great distance optically identify what contributes to the desired effect of the device according to the invention.
Damit aufblasbare Hüllen als Weiterentwicklung bekannter Airbag-Systeme den eingangs formulierten Anforderungen an nicht-letale Sperren genügen, ist in erster Linie die Auf- blas-Geschwindigkeit der Hülle auf die angestrebte Schutzwirkung abzustimmen. Bei der Verwendung von Gasgeneratoren analog zu herkömmlichen Airbags erfordert dies einen vari- • ablen Gasausstoß, der die Umstände des Entfaltens und die Position einer abzuwehrenden Person bzw. eines abzuwehrenden Objekts berücksichtigt. Das Airbag-System sollte sich je nach Beurteilung der Situation entweder allmählich oder aggressiv entfalten. Bei einer Verwendung mehrstufiger Gas- generatoren müssen die Sensoren 15' (Fig.3) sowie die Kontrolleinheit 19 und die entsprechenden Steuerungseinheiten 18' zur Analyse der Entfalt-Situation im Zuge eines hoch entwickelten Risiko-Managements sowie zum Auslösen eines geeigneten Gasausstoßes des Gasgenerators durch Zünden ei- ner gewissen Anzahl von Stufen innerhalb variabler Zeitintervalle ausgebildet sein.In order for inflatable covers, as a further development of known airbag systems, to meet the requirements for non-lethal locks formulated at the outset, the inflation rate of the cover has to be matched to the desired protective effect. In the use of gas generators analogous to conventional airbags requires a vari- • ablen gas emissions, taking into account the circumstances of the deployment and location of a person or of an averted be defended object. The airbag system should deploy either gradually or aggressively, depending on the situation. When using multi-stage gas generators, the sensors 15 '(FIG. 3) as well as the control unit 19 and the corresponding control units 18' have to be used to analyze the deployment situation in the course of a highly developed risk management and to trigger a suitable gas emission from the gas generator Ignition a certain number of stages can be formed within variable time intervals.
Die Entscheidungsmöglichkeiten der Kontrolleinheit 19 bezüglich eines Auslösens einer aufblasbaren Hülle der erfin- dungsgemäßen Sperranordnung lassen sich in Form einer Ereignismatrix in Abhängigkeit, von den Entfernungen oder der Konstitution betroffener Personen zusammenfassen. Hierbei sind insbesondere eine gewünschte Stärke der Einwirkung, der Auftreffwinkel, die Personengröße sowie Positionsdaten zu berücksichtigen.The decision options of the control unit 19 with regard to triggering an inflatable envelope of the blocking arrangement according to the invention can be summarized in the form of an event matrix depending on the distances or the constitution of the persons concerned. In particular, a desired level of impact, the angle of impact, the size of the person and position data must be taken into account.
Unter einer "normalen" Position ist zu verstehen, dass eine Person oder ein Fahrzeug die Airbagsperre innerhalb deren Entfaltungs-Reichweite, jedoch nicht direkt am Ort des Air- bags selbst passiert. Die Personen können sich hinsichtlich
ihrer Größe und ihres Gewichts unterscheiden und können unterschiedliche Geschwindigkeiten der Bewegung aufweisen. Das Sensorsystem sollte in der Lage sein, diese Situation zu erkennen. Der Abstand der Person vom Airbag wurde in vier Bereiche unterteilt, in denen die Steuereinheit in Abstimmung mit der tatsächlichen Position und Situation reagieren sollte (siehe Tabelle 1) . Die Eigenbewegung der Person oder des Objekts sollte mitberücksichtigt werden.A “normal” position is understood to mean that a person or a vehicle passes the airbag barrier within its deployment range, but not directly at the location of the airbag itself. The people can look at differ in size and weight and can have different speeds of movement. The sensor system should be able to recognize this situation. The distance of the person from the airbag was divided into four areas in which the control unit should react in accordance with the actual position and situation (see Table 1). The own movement of the person or the object should also be taken into account.
Tabelle 1: •Risikobereiche und -Situationen einer aufblasbaren SperreTable 1: • Risk areas and situations of an inflatable barrier
Eine zu Sperrzwecken adaptierbar aufblasbare Hülle kann durch Verwendung von Steuermitteln für die Aufblasgesσhwin- digkeit, beispielsweise in Form- eines Zweikammer- Verbrennungsmoduls, realisiert werden, das durch zwei Zündkapsel-Verstärker-Anordnungen mit variabler Zeitverzögerung gezündet wird. Ein derartiges Steuermittel ist Teil der Aufblaseinrichtungen 18 (Fig.2, 3) und in Fig. 4 (ohne Deckel) exemplarisch dargestellt.
Das Verbrennungsmodul 20 gemäß der Fig.4 weist eine Verbrennungskämmer 21 mit zwei dezentral angeordneten' Zündstellen 22, 22' auf und ist mit modularen Treibsätzen 23, 23' aus kleinen 24 und großen Pellets 24' füllbar (vgl. Fig.5a-d) .An inflatable envelope that can be adapted for locking purposes can be implemented by using control means for the inflation speed, for example in the form of a two-chamber combustion module, which is ignited by two primer amplifier arrangements with variable time delay. Such a control means is part of the inflator 18 (Fig.2, 3) and shown in Fig. 4 (without cover) as an example. The combustion module 20 according to FIG. 4 has a combustion chamber 21 with two decentrally arranged 'ignition points 22, 22' and can be filled with modular propellants 23, 23 'made from small 24 and large pellets 24' (see FIGS. 5a-d) ,
In Verbindung mit unterschiedlichen Zündstrategien und Zeitverzögerungen lässt sich mit einem solchen Steuermittel eine große Vielfalt von Druck-Zeit-Kurven bzw. Aufblasge- schwindigkeiten generieren (vgl. Fig.6 bzw. Fig.7).In connection with different ignition strategies and time delays, a large variety of pressure-time curves or inflation speeds can be generated with such a control means (cf. Fig. 6 and Fig. 7).
Die Fig.6 zeigt das Entfalten eines 601-Airbags anhand verschiedener Druck-Zeit-Kurven (p-t-Kurven) für unterschiedliches zeitversetztes Zünden eines Verbrennungsmoduls gemäß Fig.4. Prinzipiell' bestimmen zudem die Form und die Faltung der Hülle das Auffalten in Achsrichtung und senkrecht zur 'Achse.FIG. 6 shows the deployment of a 601 airbag based on various pressure-time curves (pt curves) for differently staggered ignition of a combustion module according to FIG. 4. In principle 'also determine the shape and the folding of the envelope unfolding in the axial direction and perpendicular to the' axis.
Die Maximalgeschwindigkeit eines herkömmlichen Airbags liegt in der Größenordnung von 100 bis 350 km/h. Fig. 7 zeigt die Maximalgeschwindigkeiten für zeitgleiches und zeitversetztes Zünden des Moduls. In Fig.7 sind exemplarisch zwei Verläufe der mittels eines Verbrennungsmoduls .nach Fig.4 erreichbaren Auffalt-Geschwindigkeit v einer aufblasbaren Hülle in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Die Quadrate in Fig.7 markieren eine vollständige und zeitgleiche Zündung beider Stufen. Dagegen zeigen die Punkte einen Verbrennungsvorgang, bei dem ein Treibsatzteil mit 30% der gesamten Treibsatzmasse mit einer Zeitverzöge- rung von 3 ms gezündet wurde. Zu beobachten ist eine entsprechende Verschiebung des Maximums der Geschwindigkeit v hin zu späteren Zeiten t.The maximum speed of a conventional airbag is in the order of 100 to 350 km / h. 7 shows the maximum speeds for simultaneous and staggered firing of the module. 7 shows two examples of the unfolding speed v of an inflatable envelope that can be achieved by means of a combustion module according to FIG. 4 as a function of time t. The squares in Fig. 7 mark a complete and simultaneous ignition of both stages. In contrast, the points show a combustion process in which a propellant part with 30% of the total propellant mass was ignited with a time delay of 3 ms. A corresponding shift in the maximum of the speed v towards later times t can be observed.
Das Gasgenerator-Material muss insbesondere bei einem Ein- satz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abwehren von
Personen ungiftig und darüber hinaus auch umweltverträglich sein. Die Reaktionsprodukte dürfen ebenfalls selbst in Spuren keine giftigen Produkte enthalten. Geeignet sind in diesem Zusammenhang vorzugsweise azid-freie Gasgenerator- Mischungen: Eine azid-freie Gasgenerator-Mischung kann auf der Basis stickstoffreicher und kohlenstoffarmer organischer Verbindungen, beispielsweise Nitroguanidin (NIGU) , Triaminoguanidinnitrat (TAGN) , Guanidinazoteetrazolat (GZT) , 5-Aminotetrazol usw. hergestellt werden. Speziell die stickstoffreichen und kohlenstoffarmen organischen Verbindungen GZT und NIGU wurden ausgewählt und zur Mischung von Gasgeneratoren für eine erfindungsgemäße Vorrichtung verarbeitet. Derartige Mischungen weisen darüber hinaus 0- . xidationsmittel und Katalysatoren auf. .The gas generator material must in particular when the device according to the invention is used to ward off People are non-toxic and also environmentally friendly. The reaction products must also not contain any toxic products, even in traces. Azide-free gas generator mixtures are preferably suitable in this connection: An azide-free gas generator mixture can be based on nitrogen-rich and low-carbon organic compounds, for example nitroguanidine (NIGU), triaminoguanidine nitrate (TAGN), guanidine azoteetrazolate (GZT), 5-aminotetrazole, etc. . getting produced. In particular, the nitrogen-rich and low-carbon organic compounds GZT and NIGU were selected and processed to mix gas generators for a device according to the invention. Such mixtures also have 0. oxidizing agents and catalysts. ,
Mehrere GZT- und NIGU-Treibmittel wurden zu Test- und Anpassungszwecken hergestellt. Das geeignetere Treibmittel GZT ist in für eine industrielle Produktion hinreichend großen Mengen verfügbar. Zudem wird GZT in einer Form hergestellt, die direkt für den Mischvorgang bei der Treibsatz- Herstellung verwendet werden kann. Die so' hergestellten Mischungen ' sind chemisch und mechanisch stabil gegen Erhitzen und Schockeinflüsse und enthalten weder im Material selbst noch in den gasförmigen Produkten giftige Verbindungen in einer grenzwertüberschreitenden Menge. Sie sind leicht zündbar und bezüglich ihrer Gesamt- bzw. Partikelgröße leicht modifizierbar, um unterschiedliche Abbrandgeschwin- digkeiten zu erzielen. Der Gasausstoß 'liegt in der Größenordnung von 500 1/kg und erfüllt die anderen Anforderung, die an Aufblasgase für Airbags gestellt werden. Fig. 5a-d zeigen verschiedene Ausgestaltungen einer Gasgenerator- Mischung: Die Fig.5a zeigt das feinkörnige Ausgangsmaterial zur Herstellung von Treibsätzen. Die Pellets in Fig.5b 'sind wie diejenigen in Fig.5c zylinderförmig, jedoch mit deut- lieh größerem Verhältnis von Zylinderhöhe zur Grundfläche.
Das iri Fig.5d .vergrößert dargestellte einzelne Pellet weist zusätzlich in der Mitte ein Loch zur Vergrößerung seiner Oberfläche auf.Several GZT and NIGU propellants were made for testing and adjustment purposes. The more suitable blowing agent GZT is available in sufficient quantities for industrial production. GZT is also produced in a form that can be used directly for the mixing process in the production of propellant. The ' mixtures ' produced in this way are chemically and mechanically stable against heating and shock and do not contain any toxic compounds in a quantity exceeding the limit values, neither in the material itself nor in the gaseous products. They are easy to ignite and their total or particle size can be easily modified in order to achieve different burning rates. The gas discharge 'is of the order of 500 1 / kg and meets the other requirements that are imposed on inflation gases for airbags. 5a-d show different configurations of a gas generator mixture: FIG. 5a shows the fine-grained starting material for the production of propellants. The pellets in FIG. 5b 'are cylindrical like those in FIG. 5c, but with a significantly larger ratio of cylinder height to base area. The individual pellet shown enlarged in FIG. 5d additionally has a hole in the middle to enlarge its surface.
Das Auffalten eines heutzutage üblichen Airbags für Fahrer von Kraftfahrzeugen geschieht innerhalb etwa 40 ms. Für Seitenairbags beträgt die Auffalt-Zeit etwa die Hälfte dieses Wertes. Eine gesteuerte Reaktion für Sperranwendungen- sollte schätzungsweise innerhalb von 10 ms erfolgen. Die Sensorsignale müssen daher deutlich schneller sein.An airbag for drivers of motor vehicles, which is common today, unfolds within about 40 ms. For side airbags, the deployment time is approximately half of this value. A controlled response for locking applications should be estimated within 10 ms. The sensor signals must therefore be significantly faster.
Die Grundlagen der in den Erkennungseinrichtungen (vgl. Fig.l und 3) eingesetzten Sensortechnologie sind vorzugsweise dieselben, wie sie auch vielen anderen bekannten An- Wendungen zugrundeliegen. Sie können beinhalten:The basics of the sensor technology used in the detection devices (see FIGS. 1 and 3) are preferably the same as those on which many other known applications are based. They can include:
- Optische (Laser-) Techniken im nahen infraroten (NIR) Wellenlängen-Bereich wie etwa Lichtschranken, Lichtvorhänge, möglicherweise mit räumlicher Abtastung, - Ultraschall-Sender und -detektoren,- Optical (laser) techniques in the near infrared (NIR) wavelength range such as light barriers, light curtains, possibly with spatial scanning, - Ultrasound transmitters and detectors,
- Mikrowellen-Sensoren,- microwave sensors,
- Berührungs- und Gewichtssensoren,- touch and weight sensors,
- Verformungs-Sensoren sowie- Deformation sensors as well
- Videotechniken im sichtbaren und infraroten (NIR, IR) Wellenlängen-Bereich mit und ohne Beleuchtung.- Video techniques in the visible and infrared (NIR, IR) wavelength range with and without lighting.
Eine Beobachtung mittels einer CCD- oder CMOS-Kamera mit einer zusätzlichen Beleuchtung von Personen entsprechender Bildaufbereitung ist in Fig. 8a und 8b dargestellt. Diese- Art der Beobachtung erfüllt die o.g. Kriterien und ist vor allem in sehr wichtigen Bereichen wie Eingangsbereichen, Gängen, Tunneln usw. sinnvoll einsetzbar.
Die Entfernungsmessung erfolgt mittels zweier CCD-Kameras 15.1, 15.2 und ggf. entsprechender Beleuchtungseinrichtungen 15.3 (von den' in Fig.9a nur eine dargestellt ist) hinsichtlich eines ausgezeichneten Bereichs auf dem zu erken- nenden Objekt 0 und eines Referenzpunkts.An observation by means of a CCD or CMOS camera with additional illumination of people corresponding image processing is shown in Fig. 8a and 8b. This type of observation fulfills the above-mentioned criteria and is particularly useful in very important areas such as entrance areas, corridors, tunnels, etc. Distance measurement is performed using two CCD cameras 15.1, (as shown by the 'in only one 9a) 15.2 and, if appropriate illumination devices 15.3 in terms of an excellent area on the object to recognize nenden 0 and a reference point.
Sie basiert auf einem Triangulations-Verfahren, das die Bewegung einer ausgewählten Stelle auf der empfindlichen Fläche der CCD-Kameras 15.1, 15.2 analysiert. Die Bildverar- beitung geschieht in der Kontrolleinheit 19 (Fig.3) wie folgt:It is based on a triangulation method that analyzes the movement of a selected point on the sensitive surface of the CCD cameras 15.1, 15.2. The image processing takes place in the control unit 19 (FIG. 3) as follows:
- Zwei Bereiche werden ausgewählt, innerhalb derer die von den Kameras 15.1, 15.2 aufgenommenen Bilder vergli- chen werden.- Two areas are selected within which the images recorded by cameras 15.1, 15.2 are compared.
- Ein normalisierter Wert eines mittleren quadratischen Fehlers (MSE) dieser Bereiche wird berechnet, indem die Intensitätsunterschiede entsprechender Pixel quadra- ' tisch summiert werden.- A normalized value of a mean square error (MSE) of these ranges is calculated by the intensity differences of corresponding pixels quadratic 'are summed table.
- Der Bereich wird über die volle Detektorfläche der Kameras 15.1, 15.2 verschoben, um Stellen mit kleinen MSE-Werten zu finden, die eine Ähnlichkeit von Bildern anzeigen.The area is shifted over the full detector area of the cameras 15.1, 15.2 in order to find locations with small MSE values which indicate a similarity of images.
- Die Pixelzahl d, um die der Bereich bis zum Erreichen der Ähnlichkeit verschoben werden musste, steht in Beziehung zur Entfernung des ■ zu analysierenden Objektes. Dieser Zusammenhang ist in Fig.8b dargestellt, in der eine Objektentfernung z über der Pixelverschiebung d aufgetragen ist. Bei einem Kameraabstand b (Fig.8a) gilt:
z=f-b/d ■ (1)- The number of pixels d, to which the area will be moved to reach the similarity had, is related to the removal of the ■ object to be analyzed. This relationship is shown in FIG. 8b, in which an object distance z is plotted against the pixel shift d. With a camera distance b (Fig.8a): z = fb / d ■ (1)
wenn f die Brennweite der Kameralinsen bezeichnet.if f denotes the focal length of the camera lenses.
Der Fehler der Entfernungsmessung nimmt umgekehrt proportional zur Entfernung vom .Sensorsystem zu. Dies ist akzeptabel, da die Notwendigkeit präziser Messungen vordringlich in -der Nähe der Sperranordnung gegeben ist, die wiederum in räumlicher Nähe zur Sensor-Position angeordnet ist. Zusätz- lieh kann mit der angegebenen Methode die Größe einer Person oder eines Objekts abgeschätzt werden.The distance measurement error increases inversely proportional to the distance from the sensor system. This is acceptable because the need for precise measurements is primarily in the vicinity of the blocking arrangement, which in turn is arranged in spatial proximity to the sensor position. In addition, the size of a person or object can be estimated using the specified method.
Im Allgemeinen besteht ein Zusammenhang zwischen dem Auflösungsvermögen des optischen Sensorsystems, der Auslesezeit, der Datenverarbeitungszeit und dem Anschaffungspreis. Allerdings lassen sich die Erholungs-Raten der Kamera- Sensoren 15.1, 15.2 bereits mit einem Niedrigpreis-System erreichen. Erholungs-Raten für einen Datentransfer zur e- lektronischen Kontrolleinheit (Fig.3) von 20 ms und darun- ter lassen sich mit verbesserten, bereits verfügbaren Prozessoren erreichen. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Erkennungseinrichtung besteht darin, unmittelbar vor dem Auffalt-Vorgang der Sperranordnung aufgenommene Bilder speichern zu können. Dadurch ist es nachträglich möglich, die zum Auffalten führende Situation zu identifizieren.There is generally a connection between the resolution of the optical sensor system, the readout time, the data processing time and the purchase price. However, the recovery rates of the camera sensors 15.1, 15.2 can already be achieved with a low price system. Recovery rates for data transfer to the electronic control unit (FIG. 3) of 20 ms and below can be achieved with improved, already available processors. Another advantage of the detection device described is that it is possible to save images taken immediately before the folding process of the locking arrangement. This makes it possible to subsequently identify the situation that leads to unfolding.
Die elektronische Kontrolleinheit 19 uss den Auffalt- Vorgang auf der Grundlage von Informationen, die durch die Erkennungseinrichtung 15' (Fig.3) zur Verfügung gestellt werden, freigeben. Die Kontrolleinheit 19 und/oder dieThe electronic control unit 19 must release the unfolding process on the basis of information provided by the recognition device 15 '(FIG. 3). The control unit 19 and / or the
Steuereinheit 18' beinhalten elektrische Leistungstreiber zum Auslösen der Aufblaseinrichtungen 18. Die Hardware der elektronischen Kontrolleinheit führt dabei die folgenden Aufgaben aus:
- • Verarbeiten der Sensorsignale, die von der optischenControl unit 18 'contain electrical power drivers for triggering the inflation devices 18. The hardware of the electronic control unit carries out the following tasks: - • Process the sensor signals from the optical
Erkennungseinrichtung übermittelt werden, sowie weiterer gespeicherter Informationen;Recognition device are transmitted, as well as other stored information;
-. Ausführen eines geeigneten Evaluations-Algorithmus ' zum Analysieren der Sensorsignale (vgl. Gleichung 1) und zum Ableiten einer Entscheidung; und-. Execution of a suitable evaluation algorithm for analyzing the sensor signals (cf. equation 1) and for deriving a decision; and
- Auslösen der Aufblaseinrichtungen, woraufhin sich die aufblasbaren Hüllen auffalten.Triggering the inflators, whereupon the inflatable sleeves unfold.
Die Kontrolleinheit 19 evaluiert alle Daten der externen Sensoren 15., 15' und des internen Zustands unter ZuordnungThe control unit 19 evaluates all the data of the external sensors 15, 15 'and the internal status with assignment
- der bei verschiedenen Ereignissen vorgesehenen Reaktionen (vgl. Tabelle 1) ,- the reactions envisaged for various events (see Table 1),
- der Daten der Erkennungseinrichtung: Liefern von Infor- mationen bezüglich der Entfernung, der Größe, des Gewichts usw. und Auslösen der entsprechenden Aufblasein- richtungen in Abhängigkeit von den Signalen der Erkennungseinrichtungen und den fabulierten Anforderungen.- the data of the recognition device: supplying information relating to the distance, size, weight, etc. and triggering the corresponding inflator depending on the signals from the recognition devices and the requirements specified.
Die in der Kontrolleinheit 19 enthaltene Evaluierungs- Software muss aus mehreren Teilen bestehen:The evaluation software contained in the control unit 19 must consist of several parts:
- einem Diagnose-Modul,- a diagnostic module,
- einem Selbsttest-Modul, - einem Zustands-Überwachungsmodul,- a self-test module, - a condition monitoring module,
- einem Algorithmus-Modul,- an algorithm module,
- dem Überwachungs-Modul für den vorübergehende Personen erfassenden Sensor sowie ggf.
- weiteren Teilen und/oder Modulen.- the monitoring module for the sensor that detects temporary people and, if applicable, - other parts and / or modules.
Die folgende Tabelle 2 fasst noch einmal die Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. de-r er- findungsgemäßen Vorrichtung zusammen.The following Table 2 summarizes once again the possible uses of the method according to the invention and the device according to the invention.
Tabelle 2 : Verwendungsmöglichkeit für Sperranordnungen mit aufblasbaren HüllenTable 2: Possible uses for barrier arrangements with inflatable sleeves
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Sperranordnung1 locking arrangement
Tragstruktursupporting structure
3 , 3 ' ,. 3 ' ' - Tragsäule • f ) • f • 3' Teilelement (von 3')3, 3 ',. 3 '' support column • f) • f • 3 'sub-element (from 3')
4 Befestigungselement4 fastener
5, 5' Verankerungsmittel β Boden5, 5 'anchoring means β floor
7 Schnellverschluss7 quick release
8, 8' aufblasbare Hülle8, 8 'inflatable envelope
9 Befestigungselement9 fastener
10 Querträger10 cross members
11 Schnellverschluss11 quick release
12 Vorhang/Folie12 curtain / foil
13 Netz13 network
14 Düse14 nozzle
14' . Steuereinheit (für 14)14 '. Control unit (for 14)
15, 15' Erkennungseinrichtung15, 15 'recognition device
15.1 Kamera
15 . 2 Kamera15.1 camera 15. 2 camera
15 . 3 Beleuchtungseinrichtung15. 3 lighting device
16 komplementäres Verankerungsmittel16 complementary anchoring means
17 Bodenplatte17 base plate
18 Aufblaseinrichtung/Abdichteinrichtung18 inflator / sealing device
18 ' Steuereinheit (für 18)18 'control unit (for 18)
19 Kontrolleinheit19 control unit
20 Steuermittel/Verbrennungsmodul20 control means / combustion module
21 Verbrennungsraum/Gehäuse 10 2 222 ,, 2 222'' Zündeinheit21 Combustion chamber / housing 10 2 222 ,, 2 222 '' ignition unit
23 , 23 ' Treibsatzteil23, 23 'propellant part
24 , 24 ' Pellet24, 24 'pellet
15 d Bildverschiebung z Entfernung b Abstand15 d image shift z distance b distance
0 Objekt t Zeit0 object t time
'20 v Aufblasgeschwindigkeit p Druck '20 v inflation pressure p
P Wachpersonal
P security guards