DE3923395C1 - Double glazed window unit sensing break-in - has sensor unit between panes enclosing gas to deliver alarm signal at certain level of gas vapour - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Glas-Verbundeinheit mit mindestens zwei Scheiben, einer Fassung, bestehend aus einem Abstandshalter mit einer Dichtungsmasse, und einer Alarmeinrichtung mit einer im mit Gas gefüllten Zwischenraum angeordneten Sensoreinheit zur Signalisierung einer Beschädigung der Glas-Verbundeinheit bei Einbruch und Sabotage, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Glas-Verbundeinheit.

Es ist bekannt, Fenster und/oder Türen mit einfacher oder mehrfacher Verglasung durch auf den Scheiben angebrachte Sensoren gegen Einbruch zu sichern. Gleiches gilt für Wertgegenstände enthaltende Vitrinen. Zu den bekannten Sensoren gehören solche Sensoren, die auf die Innenseite einer Glasscheibe aufgeklebt werden und die auf Erschütterungen ansprechen. Solche Glasbruch-Sensoren sind verhältnismäßig anfällig und neigen dazu, Fehlalarme auszulösen, da sie bereits auf Erschütterungen ansprechen, die nicht die Folge einer Zerstörung der Scheibe sind. So können Fehlalarme beispielsweise durch vorbeifahrende Schwerlasttransporte oder durch anders verursachte Druckschwankungen, wie z. B. Zuschlagen einer Tür und dgl., ausgelöst werden.

Es sind auch sog. Alarmspinnen bekannt, die filigranartig aus elektrisch leitendem Material ausgebildet sind und innen auf eine Scheibe aufgedruckt sind. Diese Alarmspinnen befinden sich jeweils in einem Stromkreis, dessen Unterbrechung ein Alarmsignal auslöst. Eine solche Unterbrechung wird nur dann erzeugt, wenn bei dem Versuch der Zerstörung einer Scheibe ein Glasriß erzeugt wird, der durch die von der Alarmspinne bedeckte Fläche verläuft. Bei normalem Fensterglas ist dies nicht in jedem Falle gewährleistet, so daß die entsprechenden Alarmspinnen nur in Verbindung mit speziellen und teuren Gläsern verwendet werden können, z. B. bei Gläsern, die bei einem Bruch insgesamt in zahlreiche kleine Teile zersplittern.

Aus der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrunde liegenden DE-PS 29 33 371 ist es bekannt, Leitfähigkeitsmessung mit Hilfe von Heißleitern vorzunehmen, wobei diese Messung der Leitfähigkeit eines Gases zwischen zwei Scheiben die Messung einer elektrischen Eigenschaft des Gases beinhaltet. Diese elektrische Leitfähigkeit des Gases ist nicht nur temperaturabhängig, sondern auch druckabhängig, so daß Temperatur- und Druckschwankungen sowie auch die Diffusion von Gas durch die Scheiben keine konstanten Werte liefern. Die Leitfähigkeitswerte ergeben daher für die Gaseigenschaften keinen sicheren und haltbaren Wert. Des weiteren ist in bezug auf die Leitfähigkeitswerte nur ein schmaler Meßbereich mit den entsprechenden Sensoren möglich. Eine Ausnützung dieses schmalen Meßbereiches bedingt einen hohen Aufwand, der wirtschaftlich bei herkömmlichen Sicherheitsscheiben nicht vertretbar ist.

Aus der nachveröffentlichten DE-PS 37 44 443 ist es bekannt, daß die Gas-Sensoreinheit einer Glas-Verbundeinheit eine Gaskonzentrations-Sensoreinheit ist, deren Ansprechschwelle auf einen vorgegebenen Gaskonzentrationswert eingestellt ist und bei Messung des vorgegebenen Konzentrationswertes ein Alarmsignal abgibt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Glas-Verbundeinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die weitgehend gegen Fehlalarme sicher ist und die bei sämtlichen Glasarten einsetzbar ist. Des weiteren soll die Sicherungseinrichtung bereits während der Herstellung der Glas-Verbundeinheit montiert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sensoreinheit eine die Gasfeuchte absolut detektierende Gasfeuchte-Sensoreinheit ist, deren Ansprechschwelle auf einen unteren vorgegebenen absoluten Gasfeuchtewert eingestellt ist und bei Messung eines demgegenüber größeren Gasfeuchtewertes ein Alarmsignal abgibt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren zur Herstellung einer Glas-Verbundeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 dadurch gelöst,

• - daß als Sicherungsvorrichtung eine Gasfeuchte-Sensoreinheit vor dem Zusammenfügen der mindestens zwei Scheiben im Bereich des Rahmens im durch sie gebildeten Zwischenraum vorgesehen wird,
• - daß nach dem Abdichten der Glas-Verbundeinheit die auf einen vorgegebenen absoluten unteren Gasfeuchtewert bzw. Taupunkt sensibilisierte Gasfeuchte-Sensoreinheit aktiviert wird,
• - daß das Füllgas in den Zwischenraum eingebracht und entfeuchtet wird, wobei die Gasfeuchte-Sensoreinheit deaktiviert wird.

Weitere Ausgestaltungen finden sich in den verbleibenden Unteransprüchen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Gas-Sensoreinheit sowohl aus einer Füllgas-Sensoreinheit als auch aus einer Gasfeuchte-Sensoreinheit. Wenn beide Sensoreinheiten ansprechen, wird das Alarmsignal erzeugt.

Die Gasfeuchte-Sensoreinheit mißt den absoluten Feuchtigkeitsgehalt im Gas bzw. im Gas-Luftgemisch, und zwar in sog. "parts per million" PPM. Mit dieser Gasfeuchte-Sensoreinheit kann auch der Taupunkt gemessen werden, d. h. die Temperatur, bei der bei gegebenem Feuchtigkeitsgehalt eine Kondensierung erfolgt.

Die Gasverbundeinheit wird bei normaler Zimmertemperatur im Werk hergestellt. Ein in den Abstandshaltern der Glasverbundeinheit vorgesehenes Trocknungs- bzw. Trocken-Mittel saugt die Feuchtigkeit aus dem Gas-Luftgemisch in der Glasverbundeinheit heraus, und zwar so, daß die Restfeuchte einem Taupunkt von -70°C bis -80°C entspricht. Diese Restfeuchte bleibt über sehr lange Zeiträume von mehr als 20 Jahren nahezu konstant.

Die Gasfeuchte-Sensoreinheit erlaubt nun jederzeit eine absolute Restfeuchtemessung bzw. Taupunktmessung. Mit Hilfe einer an die Gasfeuchte-Sensoreinheit angeschlossenen Auswerteelektronik kann die gewünschte Auswertung und bei Überschreiten eines unteren Grenzwertes eine Alarmgebung erfolgen.

Als Gasfeuchte-Sensoreinheit dienen vorzugsweise kapazitive Hygrometer mit Aluminum-Oxidfilmen, deren Ansprechverhalten sehr gut ist. Diese kapazitiven Hygrometer haben eine gute Kapazitätsänderung über einen großen Taupunktbereich.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Glas-Verbundeinheit mit Sicherungseinrichtung,

Fig. 2 eine schematische Teilansicht und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 2 ist mit 1 eine Glas-Verbundeinheit bezeichnet. Zwei Glasscheiben 2 sind zwischen Abstandshaltern 3, 4, 5 und 6 angeordnet. Die Abstandshalter 3 bis 6 verbindenden Winkelelemente sind mit 7, 8, 9 und 10 bezeichnet. Die Abstandshalter 3 bis 6 sind mit Trockenmittel 11 gefüllt. Außerhalb der Abstandshalter 3 bis 6 ist eine Dichtungsmasse 12 vorgesehen. Des weiteren sind seitliche Öffnungen 13 und 14 vorhanden, von denen die eine zum Einfüllen von Füllgas und die andere zum Entweichen der zuvor im Zwischenraum zwischen den Scheiben 2 befindlichen Luft dient. Die Luft im Zwischenraum kann jedoch auch mit Hilfe einer nicht dargestellten Pumpe abgesaugt werden.

Am Winkelelement 9 ist ein Füllgas-Sensor 15 befestigt, der im Zwischenraum zwischen den beiden Scheiben 2 vorgesehen ist und der in nicht dargestellter Weise auf einen vorbestimmten absoluten Feuchtigkeitswert des Füllgases sensibilisiert ist. Als Füllgas wird vorzugsweise Schwefelhexafluorid (SF₆) mit einem Reinheitsgrad von 4.8 verwendet.

Die Gasfeuchte-Sensoreinheit ist über eine elektrische Verbindung 16 mit einer Alarmschaltung 17 verbunden, deren Ausgang an einen Alarmgeber 18 angeschlossen ist. Der Gasfeuchte-Sensor ist, wie bereits erwähnt, auf einen Schwellwert eingestellt, der auf einen einen vorgegebenen absoluten unteren Feuchtigkeitswert bzw. Feuchtegehalt übersteigenden Feuchtigkeitswert im Zwischenraum anspricht.

Bei einer senkrecht eingebauten Glas-Verbundeinheit und bei Verwendung eines Füllgases, dessen spezifisches Gewicht kleiner ist als das der Luft, wird die Gasfeuchte-Sensoreinheit 15 in der unteren Hälfte der Glas-Verbundeinheit vorzugsweise, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, am unteren Winkel 9 befestigt.

Das Füllgas wird durch die Öffnung 13 eingefüllt. Während des Einfüllens entweicht die zuvor im Zwischenraum befindliche Luft durch die Öffnung 14. Die Gasfeuchte-Sensoreinheit 15 ist während des Einfüllvorganges über die Leitung 16 mit der Alarmschaltung 17 verbunden und aktiviert. Die Alarmeinheit, die in diesem Falle als Prüfeinheit dient, zeigt während des Füllvorganges durch ein entsprechendes Signal an, daß die gewünschte Restfeuchte noch nicht im Zwischenraum vorhanden ist. Nach Einfüllung einer vorgegebenen Füllgasmenge und Entfeuchten des gesamten Gas-Luftgemisches wird der eingestellte Wert der Gasfeuchte-Sensoreinheit erreicht und unterschritten, so daß die Alarmschaltung deaktiviert wird.

Ist das Füllgas "zur Ruhe" gekommen, verteilt sich in Abhängigkeit vom Füllungsgrad das Füllgas von der Oberkante des Distanzhalters 3 entsprechend weit nach unten. Demzufolge verbleibt im unteren Bereich eine mehr oder weniger große Restluftmenge, die sich in jedem Falle unterhalb der Gasfeuchte-Sensoreinheit 15 befindet.

Der Füllprozeß kann aber auch manuell vorgenommen werden, und zwar in der Weise, daß nach der Deaktivierung der Alarmschaltung bzw. Prüfschaltung noch eine vorgegebene Füllgasmenge eingefüllt wird.

Wenn nun bei Einbruch bzw. Sabotage die Glas-Verbundeinheit zerstört wird, entweicht das Füllgas und Feuchtigkeit dringt in den Zwischenraum ein, so daß nach einer kurzen Zeit der Schwellwert der Gasfeuchte-Sensoreinheit unterschritten wird und eine Alarmmeldung erfolgt.

In Fig. 2 sind die den Teilen von Fig. 1 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 sind die den Teilen von den Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Unterscheidung tragen jedoch diese Bezugszeichen Indices. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 ist eine Gas-Sensoreinheit 15′ vorgesehen, die aus einer Gasfeuchte-Sensoreinheit 20 und einer Gas- bzw. Luft-Sensoreinheit 21 besteht. Die Gasfeuchte-Sensoreinheit 20 ist auf einen vorgegebenen absoluten Feuchtigkeitswert des Füllgases eingestellt. Die Luft-Sensoreinheit 21 ist auf einen vorgegebenen Konzentrationswert von Luft, insbesondere von Sauerstoff oder Stickstoff, eingestellt. Von der Gasfeuchte-Sensoreinheit und von der Luft-Sensoreinheit führen zwei Leitungsstränge 16′ in eine Auswerteschaltung 17′, die wiederum mit einem Alarmgeber 18′ verbunden ist. Die Auswerteschaltung 17′ weist zwei Signalformerstufen 22 und 23 auf, von denen die Signalformerstufe 22 der Gasfeuchte-Sensoreinheit 20 und die andere Signalformerstufe 23 der Gas- bzw. Luft-Sensoreinheit 21 zugeordnet ist. Wird der jeweilige Wert der Gasfeuchte-Sensoreinheit 20 und der Luft-Sensoreinheit 21 erreicht, so wird an eine logische Verknüpfungsstufe 24 ein Signal abgegeben, welche im Sinne einer UND-Verknüpfung dann ein Alarmsignal an den Alarmgeber 18′ abgibt. Hierdurch wird die Sicherheit besonders erhöht, da sowohl der vorgegebene Gasfeuchtewert als auch der vorgegebene Luft-Konzentrationswert durch den zugeordneten Sensor 20 bzw. 21 erreicht werden muß. Nur wenn beide Gas-Sensoreinheiten 20 und 21 ein Signal liefern, wird ein Alarmsignal erzeugt. Auch ist es denkbar, daß die beiden Gas-Sensoreinheiten 20 und 21 nur dann am Ausgang der Auswerteschaltung 17′ ein Alarmsignal verursachen, wenn eine vorgegebene Änderungsgeschwindigkeit des jeweiligen Wertes überschritten wird.

Claims (10)

1. Glas-Verbundeinheit mit mindestens zwei Scheiben, einer Fassung, bestehend aus einem Abstandshalter mit einer Dichtungsmasse, und einer Alarmeinrichtung mit einer im mit Gas gefüllten Zwischenraum angeordneten Sensoreinheit zur Signalisierung einer Beschädigung der Glas-Verbundeinheit bei Einbruch und Sabotage, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit eine die Gasfeuchte absolut detektierende Gasfeuchte-Sensoreinheit (15) ist, deren Ansprechschwelle auf einen unteren vorgegebenen absoluten Gasfeuchtewert eingestellt ist und bei Messung eines demgegenüber größeren Gasfeuchtewertes ein Alarmsignal abgibt.

2. Glas-Verbundeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechschwelle auf einen unteren absoluten Gasfeuchtewert eingestellt ist, der eine vorgegebene Abweichung vom Gasfeuchtewert nach dem Einfüllen und Entfeuchten des Füllgases aufweist.

3. Glas-Verbundeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer senkrecht zu verwendenden Glas-Verbundeinheit (1) und bei einem Gas leichter oder schwerer als Luft die Gasfeuchte-Sensoreinheit (15) in der unteren und/oder oberen Hälfte der Glas-Verbundeinheit (1) angeordnet ist.

4. Glas-Verbundeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Winkelelemente (9) zum Verbinden der Abstandshalter (3, 4, 5, 6) verwendet werden und daß die Gasfeuchte-Sensoreinheit (15) mit einem der Winkelelemente (9) oder mit einem der Abstandshalter verbunden ist.

5. Glas-Verbundeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchte des Gases in der Glas-Verbundeinheit mittels in derselben vorgesehener Trockenmittel auf einen vorgegebenen minimalen Restfeuchtewert abgesenkt ist.

6. Glas-Verbundeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfeuchte-Sensoreinheit eine kapazitive Hygrometereinheit aufweist.

7. Glas-Verbundeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit aus einer auf einen vorgegebenen Gasfeuchtewert eingestellten Gasfeuchte-Sensoreinheit und aus einer auf einen vorgegebenen Gas- bzw. Luft-Konzentrationswert eingestellten Gas- bzw. Luft-Sensoreinheit besteht.

8. Glas-Verbundeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere absolute Gasfeuchtigkeitswert (Taupunkt) 100 ppm = -40°C beträgt.

9. Glas-Verbundeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Abweichung vom Gasfeuchtewert 2 ppm beträgt.

10. Verfahren zur Herstellung einer Glas-Verbundeinheit mit Füllgas, wobei mindestens zwei Scheiben auf einem aus einem Abstandshalter und Dichtungsmasse bestehenden Rahmen befestigt werden und eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen wird gegen Einbruch bzw. Sabotage, dadurch gekennzeichnet,

• - daß als Sicherungsvorrichtung eine Gasfeuchte-Sensoreinheit (15) vor dem Zusammenfügen der mindestens zwei Scheiben (2) im Bereich des Rahmens im durch sie gebildeten Zwischenraum vorgesehen wird,
• - daß nach dem Abdichten der Glas-Verbundeinheit (1) die auf einen vorgegebenen absoluten unteren Gasfeuchtewert (ppm) bzw. Taupunkt (°C) sensibilisierte Gasfeuchte-Sensoreinheit (15) aktiviert wird,
• - daß das Füllgas in den Zwischenraum eingebracht und entfeuchtet wird, wobei die Gasfeuchte-Sensoreinheit (15) deaktiviert wird.