Alarmvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung und Betrieb

Abstract

 Um bei einer Alarmvorrichtung mit einem Trägergewebe (16) und darin integrierten elektrischen Alarmleitern (18,18') die Überwachungsmöglichkeiten zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Alarmleiter (18,18') als Kettfäden und/oder Schussfäden unter Bildung mindestens einer flächigen Alarmzelle (30) in das Trägergewebe (16) eingewebt sind, und dass die Alarmleiter (18,18') über jeweils einen eigenen Strompfad gesondert voneinander mit einem Beschädigungsdetektor (14) verbunden sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Alarmvorrichtung mit einem ein Trägergewebe und darin integrierte elektrische Alarmleiter umfassenden textilen Flächengebilde und einem Beschädigungsdetektor zur Überwachung einer Beschädigung des Flächengebildes. Die Erfindung betrifft weiter ein Herstellungsverfahren für eine solche Alarmvorrichtung sowie ein Verfahren zu deren Betrieb.

[0002] Die EP 2 180 453 A1 offenbart eine Vorrichtung mit einem bahnartigen Gewirk und darin integrierten elektrisch leitfähigen Drähten. Dabei ist es vorgesehen, dass ein erster Draht in Längsrichtung des bahnartigen Gewirks angeordnet ist und ein zweiter Draht mäanderförmig über die Breite des bahnartigen Gewirks in dessen Längsrichtung verläuft. In dieser Anordnung sind die beiden Drähte in Reihe geschaltet und endseitig mit einer Messelektronik verbunden, welche die elektrische Leitfähigkeit der Reihenschaltung misst. Bei dieser Art von Einbruchsdetektion ist es jedoch nicht möglich, den genauen Ort eines durchtrennten Drahtabschnitts zu bestimmen. Weiterhin ist bei einer Durchtrennung der elektrischen Drähte die gesamte Anordnung nicht mehr funktionsfähig. Nachteilig ist auch, dass die mäanderförmige Einbringung der Drähte in das Gewirk eine aufwändige Handhabung erfordert und dass das Gewirk nur begrenzt dimensionsstabil ist.

[0003] Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Erzeugnisse und Verfahren weiter zu verbessern und eine zuverlässige, einfach herstellbare und großflächig einsetzbare Bauform für ein Alarmtextil zur flächigen Überwachung von Objekten anzugeben.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe wird die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

[0005] Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, in einem Trägergewebe ein modulares Alarmgitter auf einfache Weise zu integrieren. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Alarmleiter als Kettfäden und/oder Schussfäden unter Bildung mindestens einer flächigen Alarmzelle in das Trägergewebe eingewebt sind, und dass die Alarmleiter über jeweils einen eigenen Strompfad gesondert voneinander mit dem Beschädigungsdetektor verbunden sind. Somit kann jeder Alarmleiter separat von den übrigen Alarmleitern über einen eigenen Stromkreis auf Integrität, d.h. auf Stromdurchfluss überwacht werden. Ein Einbruch, der nur unter Durchdringung des Flächengebildes möglich ist, lässt sich somit ortsgenau aufgrund der Unterbrechung eines oder mehrerer Alarmleiter lokalisieren. Eine solche lokale Beschädigungsstelle kann später als defekt ignoriert werden, ohne dass die gesamte Struktur funktionslos würde. Durch Einbau eines solchen textilen Alarmflächengebildes lassen sich großflächige Objekte, beispielsweise die Außenhaut eines Gebäudes äußerst zuverlässig überwachen. Auch kleinere Objekte, beispielsweise Geldautomaten, können so gegen Eingriffe von außen abgesichert werden. Dabei kann die jeweilige Objektgröße und der detektierbare Durchdringungsbereich durch entsprechende Skalierung der Alarmzelle auf einfache Weise berücksichtigt werden. Das textile Flächengebilde kann aufgrund seiner Biegsamkeit an unterschiedliche Konturen eines Objekts angepasst und in eine geeignete Aufnahmestruktur, beispielsweise eine Außenhülle des Objekts eingebaut werden.

[0006] Vorteilhafterweise ist der Beschädigungsdetektor über eine Gruppe von zueinander parallelen Zuleitungen mit jeweils einem Alarmleiter verbunden, so dass eine vereinfachte Kontaktierung und gezielte Ansteuerung möglich ist. Hierbei ist es günstig, wenn die Zuleitungen in dem Trägergewebe eingewebt sind und an Kreuzungspunkten mit jeweils einem Alarmleiter elektrisch leitend verbunden sind. Um die Verbindung mit einem elektronischen Schaltungsträger zu optimieren, sollte der gegenseitige Abstand der Zuleitungen in jeder Gruppe kleiner als der Fadenabstand des Trägergewebes sein.

[0007] Eine weitere Verbesserung lässt sich dadurch erreichen, dass der gegenseitige Abstand der parallel zueinander verlaufenden Alarmleiter ein Vielfaches des Fadenabstandes des Trägergewebes beträgt. Auf diese Weise kann eine hohe Strukturstabilität bei hinreichender Ortsauflösung mit reduziertem Fertigungsaufwand geschaffen werden. Dabei kann das Trägergewebe zusätzlich auch eine Verstärkungsfunktion übernehmen.

[0008] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die parallel zueinander verlaufenden Alarmleiter über eine gemeinsame Sammelrückleitung mit dem Beschädigungsdetektor verbunden sind, um somit auf einfache Weise geschlossene Stromkreise zu erhalten.

[0009] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung sind eine Vielzahl von Alarmzellen modular in dem Trägergewebe nebeneinander angeordnet, so dass in einer einheitlichen Fertigung unterschiedlich große Alarmflächen flexibel realisierbar sind.

[0010] In diesem Zusammenhang ist es auch günstig, wenn die Beschädigungsdetektoren der Alarmzellen über Busleitungen mit einer übergeordneten Steuereinrichtung gekoppelt sind, wobei die Busleitungen in das Trägergewebe eingewebt sind.

[0011] Eine für den Einsatzzweck besonders bevorzugte Gewebestruktur sieht vor, dass das textile Flächengebilde einschließlich der Alarmleiter in einer Halbdreherbindung gebildet ist, wobei die geradlinig gestreckten Kettfäden und Schussfäden in jeweils einer Fadenebene übereinander liegen und an ihren voneinander abgewandten Außenseiten von Bindefäden umschlungen sind.

[0012] Um das Textilgebilde mit einer elektronischen Schaltungsanordnung zu kombinieren, ist es von Vorteil, wenn in jeder Alarmzelle ein elektronischer Schaltungsträger, insbesondere eine Platine des Beschädigungsdetektors auf das textile Flächengebilde fest aufgebracht ist.

[0013] In verfahrensmäßiger Hinsicht wird zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass die Alarmleiter in einem einheitlichen Webverfahren zusammen mit den Trägerfäden des Trägergewebes unter Bildung des textilen Flächengebildes verwebt werden. Somit sind keine aufwändigen Fertigungsschritte erforderlich, um die Träger- und Alarmfunktion zu kombinieren. Eine weitere Verbesserung in dieser Richtung lässt sich dadurch erreichen, dass die Alarmleiter zunächst als durchgehende Kettfäden und/oder Schussfäden eingewebt und sodann zwischen den Alarmzellen durchgetrennt werden.

[0014] Zur einfachen Herstellung definierter Strompfade ist es günstig, wenn die Alarmleiter erst nach dem Einweben in dem textilen Flächengebilde im Bereich ihrer Endabschnitte mit eingewebten Anschlussleitungen elektrisch kontaktiert werden. Für eine gezielte Kontaktierung ist eine Lagenstruktur des Gewebes vorteilhaft.

[0015] Ein weiterer Erfindungsaspekt wird im Betrieb einer erfindungsgemäßen Alarmvorrichtung dahingehend verwirklicht, dass durch eine gesonderte Bestromung bzw. voneinander separate Ansteuerung der einzelnen Strompfade eine Beschädigung in der gitterförmigen Alarmzelle gezielt lokalisiert und gegebenenfalls unter Auslösung eines Alarmsignals angezeigt wird. Dabei ist es auch möglich, dass ein als beschädigt erkannter Bereich einer Alarmzelle bei einer nachfolgenden Signalerfassung ausgeblendet bzw. als defekt ignoriert wird, so dass die gesamte Vorrichtung ohne kompletten Funktionsverlust weiterverwendbar bleibt. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einem verdeckten Festeinbau in eine Struktur, in der keine anderweitige Reparaturmöglichkeit praktikabel ist.

[0016] Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine Alarmzelle eines Sicherungs- bzw. Alarmgewebes mit integrierten Alarmleitern in der Draufsicht;

Fig. 2

eine auf die Alarmleiter und deren Anschlüsse reduzierte Darstellung der Fig. 1;

Fig. 3

eine Alarmvorrichtung mit mehreren Alarmzellen gemäß Fig. 1 in der Draufsicht; und

Fig. 4

einen Gewebeausschnitt einer Alarmzelle in schaubildlicher Darstellung.

[0017] Die in der Zeichnung dargestellte Alarmvorrichtung 10 umfasst ein biegsames bzw. flexibles textiles Flächengebilde 12 und einen Beschädigungsdetektor 14 zur Überwachung einer lokalen Beschädigung des Flächengebildes 12. Durch den Einbau einer solchen Flächenstruktur beispielsweise in die Außenhaut eines zu sichernden Objekts etwa eines Gebäudes lassen sich großflächige Bereiche gegen ein Eindringen zuverlässig überwachen.

[0018] Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist das textile Flächengebilde 12 ein Trägergewebe 16 und darin als leitfähige Fäden eingewebte elektrische Alarmleiter 18, 18` auf. Die Alarmleiter sind als Alarmkettfäden 18 und Alarmschussfäden 18' des textilen Flächengebildes 12 gitterförmig angeordnet. Ebenso besteht das Trägergewebe 16 aus rechtwinklig gekreuzten Trägerkettfäden 20 und Trägerschussfäden 20`. Alle Kettfäden 18, 20 sind in einer gemeinsamen oberen Ebene oder Kettfadenlage angeordnet, während sich die Schussfäden 18`, 20` in einer gemeinsamen unteren Ebene oder Schussfadenlage befinden. Wie weiter unten erläutert, wird der Gewebezusammenhalt nach Art einer Dreherbindung durch Bindefäden erreicht, die in Fig. 1 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind.

[0019] Um in dem Alarmleitergitter lokalisierbare Strompfade zu schaffen, ist der Beschädigungsdetektor 14 über eine Gruppe von zueinander parallelen Zuleitungen 22, 22' mit jeweils einem Alarmleiter 18',18 elektrisch leitend verbunden, wie es in Fig. 1 durch Verbindungspunkte 24 symbolisiert ist. Zum Schließen der jeweiligen Stromkreise sind die als Kettfäden 18 oder Schussfäden 18` parallel zueinander verlaufenden Alarmleiter gruppenweise über eine gemeinsame Sammelrückleitung 26, 26' mit dem Beschädigungsdetektor 14 verbunden.

[0020] Um einerseits die Trägerfunktion zu erfüllen und andererseits eine hinreichende Ortsauflösung für die Alarmfunktion zu gewährleisten, ist der gegenseitige Abstand der parallel zueinander verlaufenden Alarmleiter, d.h. der Alarmkettfäden 18 bzw. Alarmschussfäden 18`, um ein Vielfaches größer als der Fadenabstand der Trägerkettfäden 20 und Trägerschussfäden 20`. Beispielsweise kann der Alarmleiterabstand etwa 25 cm betragen, während der in Fig. 1 nicht maßstäblich gezeigte engere Fadenabstand des Trägergewebes 16 im Bereich von 1 cm liegen kann. Die Fadenabstände können je nach Anforderung angepasst und auch in Kett- und Schussrichtung unterschiedlich gewählt werden. Möglich ist es auch, im Bereich der Alarmleiter eine erhöhte Fadendichte des Trägermaterials zu wählen. Generell sollte das Trägergewebe 16 offenmaschig und dennoch dimensionsstabil sein, wohingegen bei dem Gitter der Alarmleiter 18, 18' aufgrund der erforderlichen Kontaktierung hohe Anforderungen an die Exaktheit der Fadenlagen bestehen.

[0021] Die Zuleitungen 22, 22` können eine höhere Fadendichte als das Trägergewebe 16 besitzen, so dass ein im Kreuzungsbereich aufgebrachter elektronischer Schaltungsträger 28 des Beschädigungsdetektors 14 auf eine kleine Fläche von beispielsweise 2 x 2 cm begrenzt werden kann.

[0022] Zur besseren Veranschaulichung der Alarmstruktur ist in der ebenfalls nur schematischen und nicht maßstäblichen Fig. 2 das Trägergewebe 16 weggelassen. In dem gezeigten Beispiel bilden jeweils vier Alarmkettfäden 18₁ - 18₄ und Alarmschussfäden 18₁` - 18<sub>4</sub>` eine gitterförmige Alarmzelle 30, in der eine lokale Beschädigung, d.h. ein Durchtrennen einzelner Alarmleiter bei einem Einbruch als Alarmfall erfasst und signalisiert werden kann. Dabei lässt sich nicht nur der Einbruch als solcher detektieren, sondern auch die Stelle des Einbruchs lokalisieren.

[0023] Zu diesem Zweck ist jeder Alarmleiter über einen eigenen Stromkreis bzw. Strompfad unabhängig und separat von den übrigen Alarmleitern auf Stromdurchgang überprüfbar. Beispielsweise kann der Alarmkettfaden 18₂ über die an dem Verbindungspunkt 24 kontaktierte spezifische Zuleitung 22 und die Sammelrückleitung 26 mittels des Beschädigungsdetektors 14 auf ungehinderten Stromdurchfluss überprüft werden. Wird der Alarmkettfaden 18₂ durchtrennt, so wird der Stromdurchgang unterbrochen und entsprechend ein Einbruch lokalisiert. Mit dieser Struktur kann die Ortsauflösung eingestellt werden, indem die Abmessungen der Alarmzelle 30 entsprechend vergrößert oder verkleinert werden.

[0024] Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht eine Möglichkeit zur großflächigen Überwachung bei gleichzeitig hoher Ortsauflösung durch die Kombination einer Vielzahl von modularen Alarmzellen 30 in einem gemeinsamen Trägergewebe 16. Beispielsweise können in Richtung der Trägerschussfäden 20' zwei Alarmzellen 30 nebeneinander angeordnet sein, während in Richtung der Trägerkettfäden 20, also in Gewebeproduktionsrichtung eine Vielzahl von Alarmzellen 30 hintereinander liegen können. Dabei ist es möglich, die Beschädigungsdetektoren 14 der Alarmzellen 30 über Busleitungen 32 mit einer übergeordneten Steuereinrichtung 34 zu koppeln, wobei auch die Busleitungen 32 in das Trägergewebe 16 eingewebt sind. Grundsätzlich ist es möglich, einen durchtrennten Alarmleiter bzw. Stromkreis in der Steuereinrichtung als beschädigt zu registrieren und für eine nachfolgende Alarmerfassung nicht mehr zu berücksichtigen, so dass die Vorrichtung nicht komplett ausgetauscht werden muss und dennoch weitgehend funktionsfähig ist.

[0025] Bei der Gewebeherstellung ist es in einem einheitlichen, kontinuierlichen Fertigungsablauf möglich, die Alarmleiter 18, 18' sowie die Zuleitungen 22, 22` und Sammelrückleitungen 26, 26` zusammen mit den Trägerfäden 20, 20` des Trägergewebes 16 durchgehen zu verweben und erst anschließend in einer Trennstation an Trennstellen 36 unter Bildung der einzelnen Alarmzellen 30 aufzutrennen. Ebenfalls in einer nachgeordneten Bearbeitungsstation erfolgt die elektrische Kontaktierung an den Verbindungspunkten 24, beispielsweise indem ein isolierender Mantel der Alarmleiter gezielt aufgeschmolzen wird. Auf das so als textiles Flächengebilde gefertigte Alarmtextil können dann die einzelnen Schaltungsträger 28 fest aufgebracht werden.

[0026] Für die genannten Nachbearbeitungsschritte ist eine hohe Präzision der Fadenlage in dem textilen Flächengebilde 12 erforderlich. Um dies zu gewährleisten, werden die Gewebefäden in einer Halbdreherbindung wie in Fig. 4 gezeigt verbunden. Hierbei liegt die aus linear gestreckten Alarmkettfäden 18 und Trägerkettfäden 20 gebildete Kettfadenlage einseitig auf der entsprechend gebildeten Schussfadenlage auf, so dass eine Gewebeseite durch die Lage der Kettfäden und die andere Gewebeseite durch die Lage der Schussfäden gebildet wird. In dieser Konfiguration wird eine verschiebefeste Bindung durch Bindefäden 38 erreicht, die beide Fadenebenen durchqueren und die Hauptfäden außenseitig umschlingen.

[0027] Vorzugsweise besteht das Trägergewebe aus synthetischen Filamentgarnen, bevorzugt aus PES-Multifilamentgarnen. Die darin eingebrachten Alarmleiter können silberbeschichtete, isolierend ummantelte Polyamidfäden oder aber lackisolierte Kupferdrähte sein. Die Isolierung verhindert eine ungewollte Kontaktierung an den Kreuzungsstellen. Dabei kann auch nur eines der beiden Fadensysteme (Kett- oder Schussfäden) eine Isolierung aufweisen.

Ansprüche

1. Alarmvorrichtung mit einem ein Trägergewebe (16) und darin integrierte elektrische Alarmleiter (18,18') umfassenden textilen Flächengebilde (12) und einem Beschädigungsdetektor (14) zur Überwachung einer Beschädigung des Flächengebildes (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmleiter (18,18') als Kettfäden und/oder Schussfäden unter Bildung mindestens einer flächigen Alarmzelle (30) in das Trägergewebe (16) eingewebt sind, und dass die Alarmleiter (18,18') über jeweils einen eigenen Strompfad gesondert voneinander mit dem Beschädigungsdetektor (14) verbunden sind.

2. Alarmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschädigungsdetektor (14) über eine Gruppe von zueinander parallelen Zuleitungen (22,22') mit jeweils einem Alarmleiter (18,18') verbunden ist.

3. Alarmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen (22,22') in dem Trägergewebe (16) eingewebt sind und an Kreuzungspunkten (24) mit jeweils einem Alarmleiter (18,18') elektrisch leitend verbunden sind.

4. Alarmvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenseitige Abstand der Zuleitungen (22,22') in jeder Gruppe kleiner ist als der Fadenabstand des Trägergewebes (16).

5. Alarmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenseitige Abstand der parallel zueinander verlaufenden Alarmleiter (18,18') ein Vielfaches des Fadenabstandes des Trägergewebes (16) beträgt.

6. Alarmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander verlaufenden Alarmleiter (18,18') über eine gemeinsame Sammelrückleitung (26,26') mit dem Beschädigungsdetektor (14) verbunden sind.

7. Alarmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Alarmzellen (30) modular in dem Trägergewebe (16) nebeneinander angeordnet sind.

8. Alarmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschädigungsdetektoren (14) der Alarmzellen (30) über Busleitungen (32) mit einer übergeordneten Steuereinrichtung (34) gekoppelt sind, wobei die Busleitungen (32) in das Trägergewebe (16) eingewebt sind.

9. Alarmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde (12) einschließlich der Alarmleiter (18,18') in einer Halbdreherbindung gebildet ist, wobei die geradlinig gestreckten Kettfäden und Schussfäden in jeweils einer Fadenebene übereinander liegen und an ihren voneinander abgewandten Außenseiten von Bindefäden (38) umschlungen sind.

10. Alarmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Alarmzelle (30) ein elektronischer Schaltungsträger (28) des Beschädigungsdetektors (14) auf das textile Flächengebilde (12) fest aufgebracht ist.

11. Verfahren zur Herstellung einer Alarmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmleiter (18,18') in einem einheitlichen Webverfahren zusammen mit den Trägerfäden (20,20') des Trägergewebes (16) unter Bildung des textilen Flächengebildes (12) verwebt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmleiter (18,18') zunächst als durchgehende Kettfäden und/oder Schussfäden eingewebt und sodann zwischen den Alarmzellen (30) durchgetrennt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmleiter (18,18') nach dem Einweben in dem textilen Flächengebilde (12) im Bereich ihrer Endabschnitte elektrisch kontaktiert werden.

14. Verfahren zum Betrieb einer Alarmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine gesonderte Bestromung der einzelnen Strompfade eine Beschädigung in der gitterförmigen Alarmzelle (30) lokalisiert und gegebenenfalls unter Auslösung eines Alarmsignals angezeigt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein als beschädigt erkannter Bereich einer Alarmzelle (30) bei einer nachfolgenden Signalerfassung ausgeblendet wird.

Zeichnung