EP2135261B1 - Kabel - Google Patents
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- EP2135261B1 EP2135261B1 EP08734982.5A EP08734982A EP2135261B1 EP 2135261 B1 EP2135261 B1 EP 2135261B1 EP 08734982 A EP08734982 A EP 08734982A EP 2135261 B1 EP2135261 B1 EP 2135261B1
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- H—ELECTRICITY
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/32—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for indicating defects, e.g. breaks or leaks
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- H01B7/368—Insulated conductors or cables characterised by their form with distinguishing or length marks being a sleeve, ferrule, tag, clip, label or short length strip
Definitions
- the invention relates to a cable comprising a cable inner body, in which at least one conductor strand of an optical and / or electrical conductor runs in the longitudinal direction of the cable, a cable sheath surrounding the cable inner body, which lies between a cable outer surface and the cable inner body, and at least one information carrier unit arranged inside the cable outer surface.
- Information carrier units in cables are known from the prior art.
- the FR 2 830 941 A a cable according to the preamble of claim 1. These are used to store information about the cable so that this information can then be called up.
- the invention has for its object to improve a cable of the generic type such that statements about the cable are feasible.
- the information carrier unit can be used not only to provide information that can be read out, but also to do so can be used to make statements about the state of the cable, for example about physical state variables of the cable, by means of the sensor.
- such a detection of state variables can take place during the operation of the cable or independently of the operation of the cable.
- any state variables can be detected with such a sensor, that is, in principle, all state variables for which sensors exist that can be installed in cables.
- the senor detects at least one of the state variables such as radiation, temperature, tension, pressure, elongation and moisture, which can lead to damage to the cable, for example over a long period of exposure or if certain values are exceeded.
- state variables such as radiation, temperature, tension, pressure, elongation and moisture
- the advantageous solution claimed according to the invention provides that the sensor is a sensor which reacts irreversibly to the state variable to be detected.
- a sensor has the advantage that, even if it is not actively operated by the information carrier unit, it is able to detect state variables or in particular also changes in state variables, which can subsequently be recorded as a measured value when the information carrier unit is active, since the State variable to be detected leads to an irreversible change in the measured value generated by the sensor.
- the senor is a sensor which reacts reversibly to the state variable to be detected.
- Such a reversibly reacting sensor is always able to detect the changes in the state variables, but has the disadvantage that such a sensor only delivers a measured value when the information carrier unit operates this sensor.
- the sensor is not able to recognize the physical state variable, or in particular an exceeding of a certain value of this physical state variable. No further details were given regarding the operation of the information media. In principle, it would be conceivable to operate the information carrier unit via an energy store assigned to it, for example an accumulator or a battery.
- the information carrier unit can be activated and records the measured value in the activated state, that is to say that the information carrier unit can only record the measured value in the activated state, but is not able to record the measured value in the non-activated state.
- the information carrier unit can be activated in a wide variety of ways.
- an advantageous exemplary embodiment provides that the information carrier unit can be activated by the reading device. This means that due to the inductive electromagnetic field coupling, the reading device is able to transmit so much energy to the information carrier unit, in particular the antenna unit thereof, that the current requirement of the information carrier unit together with the sensor can also be covered.
- Another expedient solution provides that the information carrier unit can be activated by an electromagnetic field of a current flowing through the cable.
- This solution has the advantage that no activation of the information carrier unit by the reader is required, but an electromagnetic alternating field is available independently of the reader, which provides sufficient energy for the operation of the information carrier unit, the information carrier unit also absorbing this energy via a suitable antenna.
- the current flowing through the cable can be, for example, a time-variable current such as is used in drives supplied with pulse-width modulated current.
- the current flowing through the cable can be a current flowing in a data line or a frequency-variable current, such as is used in control lines for synchronous motors.
- the current is a conventional alternating current at a certain frequency, for example also the network frequency.
- the energy is inductively coupled into the antenna unit of the information carrier unit via the alternating electromagnetic field generated by this alternating current.
- the information carrier unit In principle, it would be sufficient to design the information carrier unit so that it detects the measured value and then transmits it directly to the reading device.
- the information carrier unit stores the at least one measured value in a memory.
- the measured value can thus be read out at any time, namely when it is requested by the reading device.
- the information carrier unit does not interact with a reading device and is activated, for example, by an electromagnetic field of a current flowing through the cable.
- the information carrier unit only stores the measured value in the memory if it exceeds a threshold, the threshold being, for example, variably definable.
- the threshold By defining the threshold, it is thus possible to determine the exceptional states which are relevant with regard to their deviation from normal states, and consequently the measured values to be stored can also be limited to the measured values corresponding to these exceptional states.
- the information carrier unit stores the measured value in the memory only if it lies outside of a statistically determined measured value distribution. This solution also makes it possible to save only the relevant measured values.
- the measured value can itself be recorded as a mere measured value.
- the measured values are stored in correlation to other parameters, such as time or other parameters defining the circumstances, in the context of which these measured values were recorded.
- the sensor can detect a wide variety of state variables in the cable.
- An advantageous solution provides for the sensor to include state variables of the inner cable body.
- Another advantageous solution provides that the sensor detects state variables of the cable jacket.
- the sensor comprises state variables between the inner cable body and the cable jacket.
- these oversized relative movements can lead to damage to a separating layer between the inner cable body and the cable jacket or damage to the inner cable body.
- the senor is a sensor which varies an electrical resistance in accordance with the physical state variable to be detected, since an electrical resistance can be detected easily.
- the senor is a sensor that varies according to the physical state variable to be measured, since capacitance can be easily detected without large electrical power consumption.
- Such a sensor can be implemented particularly simply and inexpensively by means of a layer structure, in particular a multi-layer structure, since layer structures can be produced easily and can be easily adapted to the respective conditions.
- the senor is arranged outside an integrated circuit of the information carrier unit. This solution enables the sensor to be used, for example, to absorb tensile forces, shear forces, expansions or overextensions. However, it is also conceivable to use the sensor for measuring radiation, temperatures or pressure at specific points on the cable, for example in the inner cable body or in the separating layer or in the cable sheath.
- an alternative, inexpensive solution provides for the sensor to be arranged on the integrated circuit.
- This solution has the advantage that the sensor can be produced in a simple manner with the integrated circuit and that substantially fewer problems arise in maintaining the functionality of the sensor, since the sensor and the part of the integrated circuit carrying it are firmly connected to one another .
- the senor can be provided as a component of the integrated circuit, which comprises a temperature in the vicinity of the integrated circuit.
- the senor is also conceivable to design the sensor as a moisture sensor that detects the moisture occurring in the area of the integrated circuit.
- the information carrier unit comprises a base.
- the information carrier unit comprises a base
- the sensor freely from the base, this is particularly advantageous if the sensor is to be coupled well to the physical state variables to be measured. This is useful, for example, if the sensor is to detect forces, tension, strains or shear stresses or radiation or temperature or moisture directly at defined points on the cable.
- an advantageous solution alternatively provides that the sensor is arranged on the base.
- This solution has the advantage that the stability of the base can be used to position the sensor permanently and stably relative to the integrated circuit and thus to insert the entire information carrier unit together with the sensor in a simple manner during manufacture of the cable and thus to be able to operate later with the necessary long-term stability.
- an integrated circuit of the information carrier unit is arranged on the base.
- a line acting as an antenna is arranged on the base.
- the antenna can be made from conductor tracks, produced by a lacquer applied to the base.
- An embodiment in which the antenna is applied to the base by a printing process is particularly favorable.
- the base is a rigid body.
- the base can, for example, be a plate or at least part of an embedding body in which the integrated circuit and the line for the antenna are at least partially embedded.
- the base is at least part of an embedding body enclosing the integrated circuit and the antenna.
- the base is made of a bendable material, for example flat material.
- Such a bendable material could, for example, be a resiliently bendable material.
- the bendable material is a so-called limp material.
- the bendable material is tensile in at least one direction.
- the base being designed as a one-way tension-resistant element and in the case of the sensor being designed as a tension, pressure or strain sensor, it is advantageous if the sensor either extends transversely to the tension-resistant direction or if the sensor is arranged outside the base is.
- An advantageous embodiment provides that one information carrier unit is arranged per cable.
- this has the disadvantage that there is then the problem of using the reading device to find the one information carrier unit of the cable in order to read out the information stored therein, in particular the measured values.
- the multiplicity of information carrier units could in principle be arranged on the carrier strand at any desired intervals.
- the information carrier units are arranged in a defined spacing grid in the longitudinal direction of the cable.
- the defined spacing grid could also specify variable spacings, for example smaller spacings at the ends of the cable, which increase towards the center.
- the defined spacing grid for the information carrier units specifies a uniform distance between the information carrier units in the longitudinal direction of the cable.
- sensors could only be assigned to individual ones of the large number of information carrier units.
- the information carrier units have a read / write range in the longitudinal direction of the cable, which depends on the frequency at which they are operated and also how the antenna is designed.
- the information carrier units are arranged relative to one another in the spacing grid so that the distances between the information carrier units are at least twice the read / write range of the information carrier units in the direction of the nearest information carrier unit correspond.
- the distances correspond to at least 2.5 times the read / write range of the information carrier units in the direction of the nearest information carrier unit.
- the information carrier unit has at least one memory for the readable information.
- Such a memory could be designed in a wide variety of ways.
- the memory could be designed such that the information stored in it can be overwritten by the reading device.
- a particularly advantageous solution provides, however, that the memory has a memory field in which information that has been written once is stored in a write-protected manner.
- Such a memory field is suitable, for example, for storing an identification code for the information carrier unit or other data specific to this information carrier unit, which can no longer be changed by any of the users.
- Such a storage field is also suitable for storing information on the part of the cable manufacturer that should not be overwritten. For example, this is cable data, cable specifications or information on the type and usability of the cable.
- this data can also be supplemented, for example, by data which include information about the manufacture of this special cable or data which represent measurement protocols from a final test of the cable.
- a memory according to the invention can also be designed such that it has a memory field in which information is stored in a write-protected manner by means of an access code.
- Such read-only storage of information can include, for example, data that can be stored by a user.
- data that can be stored by a user.
- a user in the memory field could have data about the assembly of the cable or about the total length of the cable or about the respective length sections of the cable save, the user being provided with an access code by the cable manufacturer to store this data in the memory field.
- the memory has a memory field which can be freely written with information.
- Such a memory field can, for example, hold information that the cable user is to store in the cable, for example about the type of installation or the assembly thereof, or also the measured values of the assigned sensor.
- each of the information carrier units can be addressed individually. If several information carrier units are used, it would be conceivable, for example, that all information carrier units can be addressed with one access code. However, this has the disadvantage that the information carrier units can be used selectively only with great effort, for example to assign different information to certain sections of the cable.
- a conceivable solution for the assignment of different information to different sections of the cable would be the assignment of the measured values of the respective sensor and / or a different length specification, so that by reading out the length specification of an information carrier unit, for example, its distance to one of the ends of the cable or to both ends of the Cable can be determined.
- each of the information carrier units can be addressed individually by means of an access code.
- the information carrier unit can thus be provided in the cable in a wide variety of ways.
- a particularly favorable solution provides that the cable inner body is assigned a carrier strand running the length of the same, that at least one information carrier unit that can be read out by electromagnetic field coupling is arranged on the carrier strand and that the carrier strand is covered by the cable sheath.
- the solution according to the invention also creates a possibility of improving the readability and locatability of the information carrier unit by means of the defined positioning, since the solution according to the invention enables the defined arrangement of the Information carrier unit was created which also allows information carrier units to be used which can only be read out over short ranges.
- the information carrier unit should be readable by electromagnetic field coupling, it should be understood that reading the information carrier unit should be possible in the LF frequency range as well as in the HF frequency range or in the UHF frequency range.
- One exemplary embodiment provides that the carrier strand runs parallel to a longitudinal direction of the inner cable body. This means that the carrier strand runs, for example, along the inner cable body over the entire length thereof.
- the carrier strand being designed as a feeder belt which, during the manufacture of the cable, is fed to the inner cable body, which is optionally provided with a separating layer, adheres to it and is then covered by the cable sheath produced by extrusion.
- another exemplary embodiment provides that the carrier strand runs around the at least one conductor strand of the inner cable body, in particular essentially wrapping around the entire surface.
- Such a looping course can be realized in a wide variety of ways.
- the carrier strand is designed to wrap around the inner cable body and thus surrounds the inner cable body in a spiral, in particular also essentially covering the surface, the orientation of the carrier strand in this case being completely independent of a stranding direction of the conductor strand.
- the carrier strand may run approximately parallel to a stranding direction of the at least one conductor strand.
- the carrier strand together with the conductor strand can be stranded, for example, during the manufacture of the cable.
- the carrier strand can be a carrier strand that is independent of the inner cable body.
- the carrier strand can also be formed as part of the inner cable body, namely, for example, when the carrier strand runs in the form of a gusset cord of the inner cable body.
- the carrier strand can be arranged in different ways relative to the inner cable body.
- the carrier strand lies directly on the inner cable body.
- the carrier strand is at least part of a separating layer between the inner cable body and the cable jacket.
- the carrier strand lies on a separating layer between the inner cable body and the cable jacket.
- the information carrier unit can still be arranged in different ways relative to the carrier strand.
- the information carrier unit prefferably be arranged on a side of the carrier strand facing the inner cable body.
- Another advantageous solution provides that the information carrier unit is arranged on a side of the carrier strand facing away from the inner cable body.
- the information carrier unit is covered directly by the cable jacket.
- the information carrier unit is embedded in the carrier strand. This is particularly the case when the carrier strand runs in the form of a gusset cord in the inner cable body. With regard to the connection of the sensor to the carrier strand, no further details have been given.
- the senor can be arranged on the carrier strand, for example if temperature or moisture should be measured in the vicinity of the carrier strand.
- the carrier strand itself can also be used as a transmission element for tension or stretching in the cable, so that in this case the sensor is also firmly connected to the carrier strand at least with one end region and detects the extent to which tensile forces or elongation forces act on the carrier strand.
- the senor may be connected to at least one end region, either to the inner cable body or to the cable jacket or to both, in order to detect state variables which are caused by movements of the cable and which relate to these or the two.
- the base is fixed to the carrier strand via at least one connection point.
- a solution of this type does not require the entire surface of the base to be glued to the carrier strand, but rather, for example, partial or section-by-part gluing of the base to the carrier strand is sufficient.
- the at least one connection point is an adhesive point.
- the carrier strand forms a section of the base.
- the carrier strand is a gusset cord in which the integrated circuit and the line for the antenna are embedded.
- the entire carrier strand from a material suitable as a base for the information carrier unit, for example from a flexible ribbon material.
- Another alternative of the arrangement of the information carrier unit provides that the information carrier unit is arranged on an intermediate jacket lying between the inner cable body and an outer jacket jacket.
- This solution has the advantage that it also provides a simple way of arranging the information carrier unit in the cable.
- the senor is also arranged on the intermediate jacket.
- the sensor can be placed on a surface of the intermediate jacket.
- the senor is at least partially embedded in the intermediate jacket.
- the sensor is predominantly embedded in the intermediate sheath, since extensive protection of the sensor is possible and also the connection between the sensor and, for example, the integrated circuit of the information carrier unit can be ensured in a stable and permanent manner in a simple manner, for example by simultaneously applying the sensor with the integrated circuit of the information carrier unit to the intermediate jacket and embedding it. Particularly good protection is possible if the sensor is essentially completely embedded in the intermediate sheath, so that no damage to the sensor can occur when the outer sheath is applied.
- the senor relative to the intermediate sheath in such a way that the sensor is at least partially embedded in the outer sheath of the cable in order to also be able to detect physical state variables in the outer sheath of the cable.
- the senor is to be firmly connected on the one hand to the intermediate jacket on the one side and to the outer jacket on the other side.
- the information carrier unit is at least partially embedded in the intermediate sheath in order to open up the possibility of fixing the information carrier unit to the intermediate sheath, so that after the intermediate sheath has been produced and the information carrier unit has been embedded, the outer cable sheath both the intermediate sheath and the information carrier unit protectively surrounds.
- the integrated circuit of the information carrier unit is at least partially embedded in the intermediate jacket.
- the antenna unit of the information carrier unit is arranged on a surface of the intermediate jacket.
- the antenna unit on the surface of the intermediate jacket.
- Another expedient solution provides that the antenna unit is also at least partially embedded in the intermediate jacket.
- the antenna unit is also predominantly embedded in the intermediate jacket.
- An even more economical solution provides that the antenna unit is essentially completely embedded in the intermediate jacket.
- the antenna unit is formed from an antenna wire, the antenna wire either being exposed on the intermediate sheath or being embedded in it.
- the antenna wire is also arranged on the base.
- the antenna unit is applied as a conductor track on a base.
- the base lies on the surface of the intermediate jacket.
- the base can rest on the surface of the intermediate jacket.
- the base is at least partially embedded in the intermediate jacket.
- a particularly expedient solution provides that the base is predominantly embedded in the intermediate jacket.
- the antenna unit is designed as a conductor track arranged directly on the surface of the intermediate jacket. This means that the intermediate jacket itself forms the base on which the conductor track is held.
- An expedient solution provides for the conductor track to be formed by a conductive material applied to the intermediate sheath.
- the conductor track can be printed on the intermediate jacket by a printing process.
- Another inexpensive solution provides that the conductor track is embedded in the intermediate sheath by printing and thus there is an even more favorable fixation of the conductor track to the intermediate sheath, in particular when the integrated circuit is also at least partially embedded in the intermediate sheath.
- the outer cable sheath can be an opaque outer sheath, in particular with fillers.
- an advantageous solution provides that the outer cable jacket comprises a material which is transparent in the visible spectral range, so that the outer cable jacket, owing to its transparency, opens up the possibility of optically checking the location of the information carrier unit in the longitudinal direction of the cable Cable.
- a further possibility of being able to easily and reliably detect the location of the information carrier unit provides that the outer cable jacket carries a label and that the label in a defined manner Relation to the location of the information carrier unit is arranged, so that the labeling opens up the possibility of finding the location of the information carrier unit in a simple manner.
- FIG. 1 An embodiment of an information carrier unit 10 to be used according to the invention, shown in FIG Fig. 1 , comprises a processor 12, to which a memory, designated as a whole by 14, is coupled, the memory preferably being designed as an EEPROM.
- an analog part 16 is coupled to the processor 12, which interacts with an antenna unit 18.
- the analog part 16 is able, with electromagnetic coupling of the antenna unit 18 to a reading device designated as a whole by 20, on the one hand the electrical operating voltage necessary for the operation of the processor 12 and the memory 14 and of the analog part 16 itself generate the required current and, on the other hand, make the information signals transmitted by electromagnetic field coupling at a carrier frequency available to the processor 12 or transmit information signals generated by the processor 12 to the reader 20 via the antenna unit 18.
- the antenna unit 18 In an LF frequency range from approximately 125 to approximately 135 kHz, the antenna unit 18 essentially acts as a second coil of a transformer, formed by the antenna unit 18 and the reading device 20, the energy and information being transmitted essentially via the magnetic field.
- the range between the reading device 20 and the antenna unit 18 is short, that is to say that the reading device 20 must be brought very close to the antenna unit 18, except for less than 10 cm.
- the antenna unit 18 In an HF frequency range between approximately 13 and approximately 14 MHz, the antenna unit 18 likewise essentially acts as a coil, wherein good energy transmission with a sufficiently long range is still possible in the interaction between the antenna unit 18 and an antenna of the reading device 20, whereby the distance is, for example, less than 20 cm.
- the antenna unit 18 is designed as a dipole antenna, so that if the information carrier unit 10 is not supplied with power via the mobile reading device 20, a long range can be achieved in communication with the reading device 20 of, for example, up to 3 m, the interaction between the Reader 20 and the antenna unit 18 via electromagnetic fields.
- the carrier frequencies are from about 850 to about 950 MHz or from about 2 to about 3 GHz or from about 5 to about 6 GHz. With a power supply by the mobile reader 20, the range of the communication is up to 20 cm.
- the antenna units 18 are therefore designed differently.
- the antenna unit 18 is designed as a compact coil with an extent that can be less than one square centimeter.
- the antenna unit 18 is also designed as a coil, which, however, can have a larger dimension in the dimension of several square centimeters.
- the antenna unit 18 is designed as a dipole antenna of various designs.
- the memory 14 cooperating with the processor 12 is preferably divided into a plurality of memory fields 22 to 28, which can be written to in different ways.
- the memory field 22 is provided as a memory field that can be written by the manufacturer and carries, for example, an identification code for the information carrier unit 10. This identification code is written in the memory field 22 by the manufacturer and the memory field 22 is then provided with a write lock.
- the memory field 24 can be provided, for example, with a write lock that can be activated by the cable manufacturer, so that the cable manufacturer has the option of writing to the memory field 24 and then securing the information in the memory field 24 by means of a write lock.
- the processor 12 thus has the possibility of reading out and outputting the information present in the memory field 24, but the information in the memory field 24 can no longer be overwritten by third parties.
- the information stored in the storage field 24 is information about the type, type of cable and / or technical specifications of the cable.
- the buyer of the cable stores information in the storage field 26 and then provides write protection.
- the buyer and user of the cable to save information about the installation and use of the cable and to secure it with the write lock.
- Information is freely writable and readable in the memory field 28, so that this memory field can be used in connection with a cable for storing and reading out information during the use of the information carrier unit.
- the illustrated embodiment of the information carrier unit 10 is a so-called passive information carrier unit and thus does not require an energy store, in particular no accumulator or battery, in order to interact with the reader 20 and to be able to exchange information.
- the processor 12 is also assigned a sensor 30 with which the processor 12 is able to detect physical state variables of the cable, such as radiation, pressure, temperature, tension, elongation or moisture, and corresponding values in the memory field 28, for example save.
- the sensor 30 can be designed depending on the field of application.
- the senor 30 it is conceivable to design the sensor 30 to measure a pressure as a pressure-sensitive layer, the pressure sensitivity being able to be carried out, for example, by measuring resistance or, in the case of a multi-layer layer, by capacitive measurement.
- the senor As an alternative to this, for example to design the sensor as a temperature sensor, it is conceivable to design the sensor as a resistor that is variable with the temperature, so that a temperature measurement is possible by measuring the resistance.
- the senor When the sensor is designed as a tension or strain sensor, the sensor is designed, for example, as a strain gauge which changes its electrical resistance depending on the strain.
- the senor is designed as an irreversible sensor that responds to a certain elongation or to a certain train
- the tensile measurement or the strain measurement could also be implemented by a capacitive measurement, if necessary.
- the senor is preferably designed as a multi-layer structure that changes its electrical resistance or its capacity depending on the moisture.
- the sensor 30 is active when the information carrier unit 10 is activated by the reading device 20, so that sufficient power is available to also operate the sensor 30.
- the senor 30 is thus able to transmit measured values to the processor 12, which then stores these measured values, for example, in the memory field 28 and then reads them out when the reader 20 requests them.
- FIG Figure 2 An implementation of the first exemplary embodiment of the information carrier unit 10 according to the invention, shown in FIG Figure 2 comprises a base 40, on which an integrated circuit 42 is arranged, which the processor 12, has the memory 14 and the analog part 16, and conductor tracks 44, on the base 40, which form the antenna unit 18.
- the conductor tracks 44 can be applied to the base 70 by means of any shape-selective coating processes, for example in the form of imprints of a conductive lacquer or a conductive paste or also in the form of a wire loop.
- the senor 30 is arranged on the base 40, which in this exemplary embodiment is, for example, a temperature sensor, so that the sensor 30 can likewise either be arranged directly next to the integrated circuit 42 or as part of the integrated circuit 42 thereon.
- the base 40 is produced, for example, when the information carrier unit 10 is extended in a first direction 46 from a bendable, in particular pliable material, for example a plastic tape, on which on the one hand the conductor track 44 can be easily and permanently applied by coating and on the other hand also the integrated circuit 42 is easy to fix, in particular in such a way that a permanent electrical connection between outer connection points 48 of the integrated circuit 42 and the conductor tracks 44 can be realized.
- a bendable, in particular pliable material for example a plastic tape
- the senor of the first exemplary embodiment can also be an alternative to the temperature sensor, a tension or strain sensor or a moisture sensor, which is formed over a large area as a layer 32 and is arranged on the base 40 next to the antenna unit 18, as in FIG Fig. 3 shown.
- the sensor 30 is designed as a multilayered layer structure 34 and can thus be operated as a capacitive sensor 30 with a space-saving structure.
- moisture, temperature or pressure can be detected in a simple manner due to the condition-dependent capacity.
- Such a sensor 30 can be contacted in a simple manner by the integrated circuit or can be formed as part of the same.
- the base 40 is formed as a flat material, it is advantageous if it is formed with edge regions 41 which are blunt for its surroundings in order to avoid damage to the surroundings of the base 40 in the cable when the cable is moved.
- edge regions 41 which are blunt for its surroundings in order to avoid damage to the surroundings of the base 40 in the cable when the cable is moved.
- the information carrier unit 10 ' is designed as a disk-shaped rigid body.
- the base 40 ' is formed by an investment material, for example made of resin or plastic material, which forms an embedding body 50 and in which the integrated circuit 42 and the conductor tracks 44, which form the antenna unit 18, are embedded, the conductor tracks 44 forming, for example, annular coil turns 52 which lie in a plane 54 and are completely embedded in the embedding body 50.
- an investment material for example made of resin or plastic material, which forms an embedding body 50 and in which the integrated circuit 42 and the conductor tracks 44, which form the antenna unit 18, are embedded, the conductor tracks 44 forming, for example, annular coil turns 52 which lie in a plane 54 and are completely embedded in the embedding body 50.
- the antenna unit is provided for the HF frequency range, in which the antenna unit 18 works similarly to a second coil of a transformer.
- the senor 30 is arranged on a side of the integrated circuit facing away from the coil turns 52, which is arranged, for example, on a side 56 of the entry body 50 and either aligns with this side 56 with a sensor surface 58 or projects beyond this side 56, so that the sensor surface 58 can be exposed to the direct influence of the physical state variable to be measured.
- the sensor 30 is preferably arranged on a side opposite the coil turns 52 of the antenna unit 18.
- the senor 30 can be designed as a temperature sensor. However, it is conceivable to design the sensor 30 as a pressure or moisture sensor.
- the embedding body 50 is provided with edge regions 51 which have a blunt effect on the environment in the cable and, because of their rounding, forming a lens-like cross-sectional shape, cannot cause any damage to the cable, even when it is bent.
- the sensor 30 ' is arranged next to the semi-lenticular embedding body 50 and extends away from it, for example in the form of a flag 53.
- the sensor 30 ' is preferably a strain sensor, which is able to measure, for example, a strain of the surroundings through a fixed connection to its surroundings.
- an information carrier unit 10 "according to the invention is shown in FIG Fig. 7 , the analog part 16 is assigned an antenna unit 18 'which has a two-part effect, namely for example an antenna part 18a which communicates with the reading device 20 in the usual way, and an antenna part 18b which is able to couple to an alternating magnetic field 31 and withdraw energy from this in order to operate the information carrier unit 10 independently of the reading device 20 with this energy extracted from the alternating magnetic field 31.
- the alternating electromagnetic field 31 can be generated by the stray field of a data line, a control line, a pulsed power line or an AC line, which is connected, for example, to an AC voltage source with 50 Hz or a higher frequency. This makes it possible, regardless of whether the reader 20 is to be used to read in or read out information, to supply the information carrier unit 10 "with energy as long as the alternating field 31 exists.
- the frequency of the alternating field 31 and a resonance frequency of the antenna part 18b can be matched to one another in such a way that the antenna part 18b is operated in resonance and thus allows optimal energy coupling from the alternating field 31.
- Such a supply of the information carrier unit 10 with electrical energy, which is independent of the reading device 20, is particularly useful if the sensor 30 is to be used to record a physical state variable over longer periods of time, which does not coincide with the period of the coupling of the reading device 20 to the antenna unit 18a, but instead should be independent of this.
- the information carrier unit 10 ′′ can be activated by switching on the electromagnetic alternating field 31, so that physical state variables can be measured by the sensor 30 and recorded via the processor 12 and, for example, stored in the memory field 28, regardless of the question of whether the reading device 20 is included the antenna unit 18 is coupled or not.
- the processor 12 selects the measured values according to at least one selection criterion in order to reduce the amount of data in the memory field 28.
- a selection criterion is, for example, a threshold value, above which the measured value is saved, so that the amount of data is drastically reduced.
- Another selection criterion can also represent a statistical distribution, so that only measured values that differ significantly from a previously determined static distribution are stored and consequently the amount of data is also reduced as a result.
- An implementation of the third exemplary embodiment of the information carrier unit 10 ", shown in FIG Fig. 8 includes a base 40 which is formed in the same way as in the first embodiment.
- the integrated circuit 42 and the conductor tracks 44 which represent coil windings 52 in this exemplary embodiment, are arranged on the base 40.
- the senor 30 is designed as a strain gauge 60, which in this exemplary embodiment is arranged on a base 62 connected to the base 40, which is extensible in a longitudinal direction 64 of the strain gauge 60.
- the base 62 together with the strain gauges 60 can advantageously be fixed to or embedded in the part to be measured, so that the stretch of this part or the area surrounding the base 62 is transferred to the base 62 and thus the base 62 does not distort the stretch record their surroundings and transfer them to the strain gauge 60.
- the longitudinal direction 64 runs transversely to the direction 46, which represents a longitudinal direction of the base 40.
- strain gauge 60 is firmly connected to a component of the cable to be stretched, strains in the longitudinal direction 64 of the strain gauge are measurable and can be detected by the processor 12 on the integrated circuit 42.
- the information carrier unit 10 is constructed in the same way as in the third exemplary embodiment, but with the difference that the strain gauge 60 'extends with its longitudinal direction 64' parallel to the direction 46 and lies to the side of the conductor tracks 44 for the antenna unit 18.
- the strain gauge 60 ' is in turn also arranged on the base 62, which is extensible in the longitudinal direction 64 with the strain gauges 60' and is therefore connected, for example, to the base 40 via webs 66, so that the base 62 has the possibility of being parallel to the direction 46 to stretch through the base 40 with the strain gauge 60 'substantially unhindered.
- An information carrier unit corresponding to the exemplary embodiments described above can be used in different variants according to the invention for a cable.
- the illustrated embodiment of a cable 80 comprises a cable inner body 82 in which a plurality of electrical conductor strands 84 run, the electrical conductor strands 84 each having, for example, a wire 86 of an electrical conductor that is insulated.
- the electrical conductor strands 84 are preferably stranded with one another about a longitudinal axis 88, that is to say they are arranged around the longitudinal axis 88 and run at an angle to a parallel to the longitudinal axis 88 which intersects the respective conductor strand 84.
- the inner cable body 82 is enclosed over its entire extent in a longitudinal direction 90 of the cable 80 by a separating layer 92 which separates the inner cable body 82 from a cable sheath 102 which surrounds the inner cable body 82 and forms an outer cable surface 104.
- the separating layer 92 is formed by a band 94, which is wound around the inner cable body 82, with a slope that deviates from that of the stranded conductor strands 84, for example greater than the slope of the conductor strands 84.
- the tape 94 is, for example, a non-woven tape that is wound around the inner cable body 82 during the manufacture of the cable 80 before the cable sheath 102 is extruded and, as in FIG Fig. 11 shown, carries on its side facing the inner cable body 82, the information carrier unit 10, which is arranged on a base 40.
- the base 40 is arranged such that it faces the inner cable body 82, in particular the conductor strands 84, so that the integrated circuit 42 and the conductor tracks 44 face the band 94 and are therefore arranged in a protected manner between the band 94 and the base 40 in order to avoid damage to the conductor track 44, in particular in the region of the outer connection points 48, already during the cable production.
- the base 40 is glued flat to the tape 94 by an adhesive, specifically before the inner cable body 82 is wrapped by the tape 94, so that the information carrier unit 10 is also defined in the cable in a simple manner when the inner cable body 82 is wrapped with the tape 94 can be introduced and integrated.
- the fact that the base 40 - as already described - has blunt edge regions 41 means that damage to the inner cable body 82 does not occur when the cable 80 is bent, although the base 40 lies directly on the inner cable body 82.
- the information carrier unit 10 with the sensor 30 arranged on the base 40 according to the first embodiment is corresponding in the first embodiment Fig. 2 or according to the variants Fig. 3 or Fig. 4 a temperature measurable which corresponds to a temperature of the inner cable body 82.
- the strain gauge 60 is designed according to FIG Fig. 8 or 60 'according to Fig. 9 , in particular together with the base 62, firmly fixed to the band 94, the longitudinal direction 46 of the base 40 running approximately parallel to the longitudinal direction of the band 94, so that with the strain gauge 60 tension or strains transverse to the longitudinal direction of the band 94 and with the strain gauge 60 'Tensile or elongation in the longitudinal direction of the band 94 can be detected.
- the elongations of the band 94 are then representative of the stress on the cable 80 when it is bent and in this exemplary embodiment can be recorded by the processor 12, possibly stored, and read out via the reading device 20.
- the stretch mark 60 or 60 ' can either be made of a material which forms cracks when it is pulled or stretched, so that its electrical resistance increases irreversibly, for example becomes very large, when a threshold value of the pull or the stretch is exceeded.
- the stretch marks 60 or 60 'can also be made of a material that reversibly changes its resistance with the tension or the tension that occurs.
- the base 62 is fixed with one end to the inner cable body 82, for example by gluing, and one facing away from the base 62
- the upper side of the respective strain gauge 60 or 60 ' is fixed to the band 94 with the end opposite in the longitudinal direction 64 or 64', in the finished cable 80 there being an intimate connection between the band 94 and the cable sheath 102 extruded thereon, so that the Strain gauges 60 and 60 'relative movements between the inner cable body 82 and the cable sheath 102 can be detected with the band 94 fixed relative to this.
- the base 40 is arranged on a side of the band 94 facing away from the cable inner body 82, specifically in such a way that the integrated circuit 42 with the conductor tracks 44 lies on a side of the band 94 facing away from the carrier 40.
- the information carrier unit 10 can be introduced into the cable by wrapping the cable inner body 82 when the cable is being produced.
- the sensor 30 for example in the form of a moisture sensor, to detect moisture penetrating through the cable sheath 102 at an early stage, if necessary before the moisture Cable inner body 82 is reached, so that if the information carrier unit 10 is continuously read out, cable damage can be recognized before it causes damage in the cable inner body 82.
- the senor 30 can also be designed as a pressure sensor in order to detect a pressure acting radially on the cable 80 ′.
- an information carrier unit 10 ′′ designed according to the third exemplary embodiment it is possible to detect tension or expansion in the area between the cable jacket and the separating layer 92, the base 62 or 62 ′, for example, either in the area of its ends which are spaced apart in the longitudinal direction 64 the band 94 or directly on the cable sheath 102 in order to detect tension or elongation therein.
- the information carrier unit 10 according to the first or second exemplary embodiment of the cable according to the invention is designed, for example, as an information carrier unit 10 which operates in the HF frequency range, that is to say has an antenna unit 18, the extent of which is several square centimeters.
- the base 40 is arranged on the side of the separating layer 92 facing away from the inner cable body 82, it is possible to visually recognize the base 40 of the information carrier unit 10 if the cable sheath 102 is made of a material that is transparent in the visible area.
- FIG. 14 Such a solution is in Fig. 14 shown, wherein a plurality of information carrier units 10 are arranged one after the other at uniform distances A in the longitudinal direction 90 of the cable 80 ', so that the information carrier units 10 follow one another over the entire length of the cable 80' in a defined geometric grid dimension, namely with the distance A.
- the user can also write to the memory field 26 with information about the position of the respective information carrier unit 10, for example its distance from the two ends of the cable 80 '.
- the position of the respective information carrier units 10 can already be recognized from the outside when the cable sheath 102 is transparent in the visible spectral range and can be approached in a defined manner with the reading device 20, in order to read out the information from the respective information carrier units 10.
- the cable sheath 102 has a label 110 on the cable outer surface 104 which additionally has a label gap 112, the information carrier unit 10 being arranged in the cable 80 'at the level of the label gap 112 is.
- the label 110 with the label gap 112 is preferably assigned to each position of an information carrier unit 10 in order to make it easier to find the information carrier unit 10 and to be able to clearly assign the data readable by the reader 20, in particular also the measured values of the sensor 30, to the respective location in the cable .
- a read / write range R of the information carrier units is also selected such that the read / write range R of the individual information carrier units 10 does not overlap in the longitudinal direction 90 of the cable 80, but there are sufficient gaps between the respective read / write ranges R. , so that each of the information carrier units 10 can be individually approached and read with the reading device 20.
- the distance A between the information carrier units 10 is at least twice the read / write range R of the information carrier units 10, even better at least 2.5 times the read / write range R.
- the information carrier unit 10 ' is held on a carrier tape 120 which rests on a side of the separating layer 92 facing away from the inner cable body 82 and is parallel to the longitudinal direction 90 of the cable 80" above it extends over the entire length, the carrier tape 120 being provided at defined intervals with one of the plate-shaped information carrier units 10 '.
- the information carrier unit 10 ' in this case a disk-shaped rigid body, which is introduced into the cable 80 ′′ during manufacture by feeding the carrier tape 120 and is positioned within the cable 80 at defined intervals.
- the carrier tape 120 is provided with areas 122 which are widened to which the respective base 40' of the corresponding information carrier unit is glued, narrow areas of the carrier tape 120 connecting to the area-widened areas 122, each of which is located between the areas widening the area 122 extend.
- the carrier tape 120 is preferably also applied to the separating layer 92, regardless of how it is applied to the inner cable body 82, such application of the carrier tape 120 taking place in a manner similar to attaching an additional tape of the cable.
- the senor 30 is located on a side facing the cable sheath 102 in order, for example, to detect temperature or pressure in the cable sheath 102.
- the lug 51 which extends away from the embedding body 50, is either in contact with the separating layer 92 or with the cable sheath 102.
- the information carrier unit 10 can be recognized by the cable sheath 102 if the cable sheath 102 is formed from a transparent material in the visible spectral range, so that the embedding body 50 of the information carrier unit seated on the inner cable body 82 can be recognized through the cable sheath 102 if this embedding body 50 stands out in color from the separating layer 92 on which it is arranged. ( Fig. 16 )
- a label 110 with, for example, a label gap 112 can also be provided.
- the label 110 it is also conceivable in this exemplary embodiment to arrange the label 110 such that the position at which the information carrier unit 10 can be found in the longitudinal direction 90 of the cable 80 is indicated by the beginning of the label 110 or the end thereof.
- sensor 30 is, for example, a pressure sensor with which pressure conditions in cable 80 ′′, in particular in cable sheath 102, can be detected.
- a fourth exemplary embodiment of a cable 80 '' according to the invention shown in FIG Fig. 17 and 18th , lie in the inner cable body 82 between the electrical conductor strands 84 to compensate for the existing gusset 130 gusset cords 132 which are stranded with the electrical conductor strands 84, an information carrier unit 10 being integrated in one of the gusset cords 132.
- the integrated circuit 42 lies within the gusset cord 132 and thin wires 134 extend on both sides of the integrated circuit 42, which form the antenna unit 18, which in this case is preferably designed as a dipole antenna, so that on both sides of the integrated circuit 42 only a single wire 134 runs, which is also embedded like the integrated circuit 42 in the gusset cord 132 acting as a carrier.
- the gusset cord 132 forms the carrier strand in which the information carrier unit 10 according to the first exemplary embodiment is arranged and through which the information carrier unit 10 can be inserted into the cable 80 ′′ simply by the fact that the gusset cord 132 with the electrical conductor strands 84 is stranded together in a known manner to the inner cable body 82.
- the information carrier unit 10 can be operated in the UHF frequency range, since the antenna unit 18 is preferably designed as a dipole.
- the antenna unit is also the possibility of designing the antenna unit as an elongated coil and thus operating the information carrier unit 10 in the LF frequency range.
- temperatures of the conductor strands 84 can be detected with high accuracy, since the sensor 30 is very close to the conductor strands 84.
- the senor 30 is also possible to design the sensor 30 as an irreversible tension or strain sensor, which has a conductor track 44 which forms cracks when a tension or strain threshold is exceeded and thereby irreversibly increases its electrical resistance, so that an excessive tensile or strain load in the Inner cable body 82 can be detected.
- a separating layer 92 can be provided between the inner cable body 82 and the intermediate jacket 140, but can also be omitted.
- the intermediate sheath 140 is part of the cable sheath 102 'and is additionally enclosed by a further part of the cable sheath 102', namely the outer sheath 150, so that the intermediate sheath 140 and the outer sheath 150 form the cable sheath 102 '.
- the intermediate jacket 140 has, for example, a thickness which is greater than that of the outer jacket 150, so that the outer jacket 150 primarily performs an external protective function for the intermediate jacket 140.
- an information carrier unit 10 is inserted into the intermediate jacket 140, the base 40 with a side 43 lying opposite the integrated circuit 42 and the sensor 30 so that it terminates approximately with a surface 142 of the intermediate jacket 140, so that the information carrier unit 10 essentially does not protrude beyond the surface 142 of the intermediate jacket 140.
- both the base 40 and in particular the integrated circuit 42 and the sensor 30 are thus at least partially embedded in the intermediate jacket 140 and the outer jacket 150 merely serves again as an outer coating over the intermediate jacket 140 with the information carrier unit 10 and thus in particular also protects the information carrier unit 10.
- the blunt edge regions 41 of the base 40 also ensure that the intermediate sheath 140 or the outer sheath 150 is not damaged when the cable 80 "" is bent.
- sensor 30 is corresponding in accordance with the first variant Fig. 3 formed, the sensor 30 can be used, for example, to detect physical radiation acting from the outside, the temperature or the moisture in the cable sheath 102 ′, in particular in the region of the intermediate sheath 140.
- sensor 30 is corresponding 8 or 9 formed, tensile or elongation can be detected in the cable sheath 102 'when the base 62 or 62' is fixed to the intermediate sheath 140 and expansion movements follow the same.
- a mechanical overload of the cable sheath 102 ′ can thus be detected, for example.
- the outer jacket 150 is made of a transparent material, so that the position of the information carrier unit 10 on the intermediate jacket 140 can be seen from the outside, in particular when the base 40 is contrasted in color with the color of the material of the intermediate jacket 140.
- an information carrier unit 10 ' according to the second exemplary embodiment can also be integrated in the intermediate sheath 140 of a sixth exemplary embodiment of the cable 80 """according to the invention, as in FIG Fig. 21 and Fig. 22 shown.
- the carrier 40 ′ is also partially enclosed, embedded in the intermediate jacket 140, in such a way that the side 56 thereof and the sensor surface 58 are approximately flush with the surface 142 of the intermediate jacket 140 and thus do not essentially protrude beyond the intermediate jacket 140, so that the outer jacket 150 can also cover both the intermediate jacket 140 and the information carrier unit 10 '.
- the rounded edge regions 41 ' also ensure in this embodiment of the information carrier unit 10 "that the intermediate sheath 140 or the outer sheath 150 is not damaged when the cable 80" "' is bent.
- the penetration of moisture through the outer sheath 150 can be recognized early on the surface 142 of the intermediate sheath 140 in the cable sheath 102 ′ with the sensor surface 58 before moisture penetrates the intermediate sheath 140 and reaches the inner cable body 82. so that measures can be taken at an early stage to prevent damage to the cable 80 ′ ′′ by penetration of moisture into the cable inner body 82.
- the intermediate sheath 140 is formed approximately in the thickness of the embedding body 50 of the information carrier unit 10 'according to the second exemplary embodiment, so that when the embedding body 50 is essentially completely embedded in the intermediate sheath 140 and when the sensor surface 58 is oriented such that it faces the cable inner body 82 and essentially rests on the surface 85 of the inner cable body 82, the sensor 30 can approximately detect, for example, the temperature or pressure or humidity of the inner cable body 82.
- the fixing of the information carrier unit 10 or 10 'in the fifth embodiment according to Fig. 19 and 20th or according to the sixth embodiment Fig. 21 and 22 or according to the seventh embodiment Fig. 23 takes place in that the information carrier unit 10 or 10 'after the extrusion of the intermediate jacket 140 is pressed into a plastic state of the latter, and thus the intermediate jacket 140 is so soft that it at least partially the information carrier unit 10 or 10' within its outer surface 142 can record embedded.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Kabel umfassend einen Kabelinnenkörper, in welchem mindestens ein Leiterstrang eines optischen und/oder elektrischen Leiters in Kabellängsrichtung verläuft, einen den Kabelinnenkörper umschließenden Kabelmantel, welcher zwischen einer Kabelaußenfläche und dem Kabelinnenkörper liegt, und mindestens eine innerhalb der Kabelaußenfläche angeordnete Informationsträgereinheit.
- Informationsträgereinheiten in Kabeln sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die
FR 2 830 941 A - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabel der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass Aussagen über das Kabel machbar sind.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kabel gemäß Anspruch 1 gelöst.
- Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass bei dieser die Informationsträgereinheit nicht nur dazu eingesetzt werden kann, um Informationen auslesbar zur Verfügung zu stellen, sondern auch dazu eingesetzt werden kann, mittels des Sensors Aussagen über den Zustand des Kabels, beispielsweise über physikalische Zustandsgrößen des Kabels, zu machen.
- Insbesondere kann ein derartiges Erfassen von Zustandsgrößen während des Betriebs des Kabels oder auch unabhängig vom Betrieb des Kabels erfolgen.
- Damit besteht eine optimale Möglichkeit, den Zustand des Kabels ohne eingehende Untersuchung desselben einerseits zu erfassen und andererseits gegebenenfalls zu überprüfen, insbesondere insoweit, dass eine potentielle Schädigung der Leiterstränge bei Eintreten bestimmter physikalischer Zustandsgrößen erkannt werden kann.
- Prinzipiell können beliebige Zustandsgrößen mit einem derartigen Sensor erfasst werden, das heißt im Prinzip alle Zustandsgrößen, für welche Sensoren existieren, die in Kabel eingebaut werden können.
- Eine bevorzugte Lösung sieht dabei vor, dass der Sensor mindestens eine der Zustandsgrößen wie Strahlung, Temperatur, Zug, Druck, Dehnung und Feuchtigkeit erfasst, die - beispielsweise über lange Zeit der Einwirkung oder bei Überschreiten bestimmter Werte - zu einer Schädigung des Kabels führen können.
- Hinsichtlich der Ausbildung des Sensors und des Betriebs der Informationsträgereinheit zum Erfassen der Messwerte wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
- So sieht die erfindungsgemäß beanspruchte vorteilhafte Lösung vor, dass der Sensor ein auf die zu erfassende Zustandsgröße irreversibel reagierender Sensor ist. Ein derartiger Sensor hat den Vorteil, dass dieser auch dann, wenn dieser nicht aktiv von der Informationsträgereinheit betrieben wird, in der Lage ist, Zustandsgrößen oder insbesondere auch Veränderungen von Zustandsgrößen zu erfassen, die nachfolgend bei aktiver Informationsträgereinheit als Messwert erfasst werden können, da die zu erfassende Zustandsgröße zu einer irreversiblen Veränderung des vom Sensor erzeugten Messwerts führt.
- Diese Lösung hat allerdings den Nachteil, dass damit nur eine einmalige Messung, bei welcher ein bestimmter Messwert überschritten wird, möglich ist, und insbesondere ein nachfolgend wieder erfolgendes Unterschreiten des Messwerts nicht erkannt werden kann.
- Eine andere vorteilhafte nicht beanspruchte Lösung sieht daher vor, dass der Sensor ein auf die zu erfassende Zustandsgröße reversibel reagierender Sensor ist.
- Ein derartiger reversibel reagierender Sensor ist ständig in der Lage, die Veränderungen der Zustandsgrößen zu erfassen, hat allerdings den Nachteil, dass ein derartiger Sensor lediglich dann einen Messwert liefert, wenn die Informationsträgereinheit diesen Sensor betreibt.
- Das heißt, dass in allen Fällen, in denen der Sensor nicht aktiv von der Informationsträgereinheit betrieben ist, der Sensor nicht in der Lage ist, die physikalische Zustandsgröße, oder insbesondere ein Überschreiten eines bestimmten Wertes dieser physikalischen Zustandsgröße, zu erkennen. Hinsichtlich des Betriebs der Informationsträger wurden keine näheren Angaben gemacht. So wäre es grundsätzlich denkbar, die Informationsträgereinheit über einen dieser zugeordneten Energiespeicher, beispielsweise einem Akkumulator oder eine Batterie, zu betreiben.
- Allerdings führt dies zu einer für Kabel ungeeigneten Größe der Informationsträgereinheit.
- Aus diesem Grund ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Informationsträgereinheit aktivierbar ist und im aktivierten Zustand den Messwert erfasst, das heißt, dass die Informationsträgereinheit nur im aktivierten Zustand den Messwert erfassen kann, jedoch im nichtaktivierten Zustand nicht in der Lage ist, den Messwert zu erfassen.
- Dabei ist die Informationsträgereinheit in unterschiedlichster Art und Weise aktivierbar.
- So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, dass die Informationsträgereinheit durch das Lesegerät aktivierbar ist. Das heißt, dass das Lesegerät aufgrund der induktiven elektromagnetischen Feldkupplung in der Lage ist, der Informationsträgereinheit, insbesondere der Antenneneinheit derselben, derart viel Energie zu übermitteln, dass damit auch der Strombedarf der Informationsträgereinheit mitsamt Sensor gedeckt werden kann.
- Eine andere zweckmäßige Lösung sieht vor, dass die Informationsträgereinheit durch ein elektromagnetisches Feld eines durch das Kabel fließenden Stroms aktivierbar ist.
- Diese Lösung hat den Vorteil, dass keine Aktivierung der Informationsträgereinheit durch das Lesegerät erforderlich ist, sondern unabhängig vom Lesegerät ein elektromagnetisches Wechselfeld zur Verfügung steht, welches ausreichend Energie für den Betrieb der Informationsträgereinheit liefert, wobei die Informationsträgereinheit diese Energie ebenfalls über eine geeignete Antenne aufnimmt.
- Der durch das Kabel fließende Strom kann beispielsweise ein zeitlich variabler Strom sein, wie er bei mit pulsweitenmoduliertem Strom versorgten Antrieben eingesetzt wird.
- Der durch das Kabel fließende Strom kann ein in einer Datenleitung fließender Strom sein oder ein frequenzvariabler Strom sein, wie er in Steuerleitungen für Synchronmotoren eingesetzt wird.
- Es ist aber auch denkbar, dass der Strom ein konventioneller Wechselstrom bei einer bestimmten Frequenz, beispielsweise auch der Netzfrequenz, ist.
- Ferner wäre es möglich, dass zwei Leitungen des Kabels so verschaltet sind, dass ein elektromagnetisches Feld mit der standardisierten Trägerfrequenz der Informationsträgereinheiten, z.B. 13,56 MHz, erzeugt wird. Dies hätte den Vorteil, dass keine speziellen Vorkehrungen zur Energieerzeugung in den Informationsträgereinheiten getroffen werden müssen.
- In all diesen Fällen erfolgt induktiv die Einkopplung der Energie über das von diesem wechselnden Strom erzeugte elektromagnetische Wechselfeld in die Antenneneinheit der Informationsträgereinheit.
- Prinzipiell wäre es ausreichend, die Informationsträgereinheit so auszubilden, dass diese den Messwert erfasst und dann unmittelbar dem Lesegerät übermittelt.
- Um jedoch unterschiedliche Messwerte zu unterschiedlichen Zeitpunkten, beispielsweise auch während der Übermittlung von anders gearteten Informationen zwischen Lesegerät und Informationsträgereinheit, erfassen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Informationsträgereinheit in einem Speicher den mindestens einen Messwert speichert. Damit kann der Messwert zu beliebigen Zeiten, nämlich dann, wenn dieser vom Lesegerät angefordert wird, ausgelesen werden.
- Insbesondere besteht dabei auch die Möglichkeit, dann Messwerte zu erfassen und diese später zugänglich zu machen, wenn die Informationsträgereinheit nicht mit einem Lesegerät wechselwirkt und beispielsweise durch ein elektromagnetisches Feld eines durch das Kabel fließenden Stroms aktiviert ist.
- Da bei Kabeln mit langen Lebensdauern zu rechnen ist und das Erfassen der Messwerte dann ein hohes Datenvolumen erzeugen würde, ist zweckmäßigerweise eine Reduzierung der Datenmenge vorgesehen.
- Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass die Informationsträgereinheit in dem Speicher den Messwert nur dann speichert, wenn dieser eine Schwelle übersteigt, wobei die Schwelle beispielsweise variabel definierbar ist.
- Durch das Definieren der Schwelle lassen sich somit die außergewöhnlichen Zustände festlegen, die hinsichtlich ihrer Abweichung von üblichen Zuständen relevant sind und folglich können auch die zu speichernden Messwerte auf die diesen außergewöhnlichen Zuständen entsprechenden Messwerte beschränkt werden.
- Eine andere Möglichkeit, die Datenmenge zu reduzieren ist die, dass die Informationsträgereinheit in dem Speicher den Messwert nur dann speichert, wenn dieser außerhalb einer statistisch ermittelten Messwertverteilung liegt. Auch diese Lösung schafft die Möglichkeit, nur die relevanten Messwerte zu speichern.
- In allen Fällen, in denen eine Reduzierung der Datenmenge erfolgt, kann im einfachsten Fall der Messwert als bloßer Messwert selbst erfasst werden. In komplexeren Lösungen ist vorgesehen, dass die Messwerte in Korrelation zu anderen Parametern, wie beispielsweise der Zeit oder anderen die Umstände definierenden Parametern, im Rahmen welcher diese Messwerte erfasst wurden, gespeichert werden.
- Der Sensor kann im Kabel die unterschiedlichsten Zustandsgrößen erfassen.
- So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der Sensor Zustandsgrößen des Kabelinnenkörpers umfasst.
- Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Sensor Zustandsgrößen des Kabelmantels erfasst.
- Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Sensor Zustandsgrößen zwischen dem Kabelinnenkörper und dem Kabelmantel umfasst.
- Beispielsweise ist es mit einer derartigen Lösung möglich, Relativbewegungen zwischen dem Kabelinnenkörper und dem Kabelmantel zu erfassen.
- Diese Relativbewegungen können eine Größenordnung erreichen, die irreversible Schädigungen des Kabels zur Folge hat, beispielsweise eine Erhöhung der Reibung zwischen Kabelinnenkörper und Kabelmantel bewirken.
- Beispielsweise können diese übergroßen Relativbewegungen zu einer Schädigung einer Trennlage zwischen Kabelinnenkörper und Kabelmantel oder einer Schädigung des Kabelinnenkörpers führen.
- Diese Relativbewegungen können außerdem aber auch als Scherbeanspruchungen zwischen Kabelinnenkörper und Kabelmantel auftreten und als solche mit einem Scherkraftsensor erfasst werden.
- Hinsichtlich der Ausbildung des Sensors wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
- So ist es günstig, wenn der Sensor ein entsprechend der zu erfassenden physikalischen Zustandsgröße einen elektrischen Widerstand variierender Sensor ist, da sich ein elektrischer Widerstand einfach erfassen lässt.
- Eine alternative oder ergänzende Lösung sieht vor, dass der Sensor ein entsprechend der zu messenden physikalischen Zustandsgröße eine Kapazität variierender Sensor ist, da sich Kapazität ohne großen elektrischen Leistungsverbrauch einfach erfassen lässt.
- Ein derartiger Sensor lässt sich besonders einfach und kostengünstig durch eine Schichtstruktur, insbesondere eine mehrlagige Schichtstruktur, realisieren, da Schichtstrukturen einfach herstellbar und einfach an die jeweiligen Verhältnisse anpassbar sind.
- Ferner wurden hinsichtlich der Anordnung des Sensors relativ zur Informationsträgereinheit keine näheren Angaben gemacht.
- Eine Lösung sieht vor, dass der Sensor außerhalb eines integrierten Schaltkreises der Informationsträgereinheit angeordnet ist. Diese Lösung ermöglicht es, den Sensor beispielsweise zur Aufnahme von Zugkräften, Scherkräften, Dehnungen, oder Überdehnungen einzusetzen. Es ist aber auch denkbar, den Sensor zur Messung von Strahlung, Temperaturen oder Druck an gezielten Stellen des Kabels, beispielsweise im Kabelinnenkörper oder in der Trennlage oder im Kabelmantel einzusetzen.
- Eine derartige Lösung macht es jedoch erforderlich, eine stabile und dauerhafte elektrische Verbindung zwischen dem Sensor und dem integrierten Schaltkreis herzustellen und aufrecht zu erhalten.
- Aus diesen Gründen sieht alternativ dazu eine andere günstige Lösung vor, dass der Sensor an dem integrierten Schaltkreis angeordnet ist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass sich der Sensor in einfacher Art und Weise mit dem integrierten Schaltkreis herstellen lässt und dass wesentlich geringere Probleme bei der Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit des Sensors auftreten, da der Sensor und der diesen tragende Teil des integrierten Schaltkreises fest miteinander verbunden sind.
- Im einfachsten Fall kann der Sensor als Bauteil des integrierten Schaltkreises vorgesehen sein, welches eine Temperatur in der Umgebung des integrierten Schaltkreises umfasst.
- Es ist aber auch denkbar, den Sensor als Feuchtigkeitssensor auszubilden, der die im Bereich des integrierten Schaltkreises auftretende Feuchtigkeit erfasst.
- Hinsichtlich der Ausbildung der Informationsträgereinheit selbst wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
- So sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass die Informationsträgereinheit eine Basis umfasst.
- In all den Fällen, in denen die Informationsträgereinheit eine Basis umfasst, besteht die Möglichkeit, den Sensor frei von der Basis anzuordnen, dies ist insbesondere dann günstig, wenn eine gute Ankopplung des Sensors an die zu messenden physikalischen Zustandsgrößen erfolgen soll. Beispielsweise ist dies dann sinnvoll, wenn der Sensor Kräfte, Zug, Dehnungen oder Scherbeanspruchungen oder auch Strahlung oder Temperatur oder Feuchtigkeit unmittelbar an definierten Stellen des Kabels erfassen soll.
- In diesen Fällen ist jedoch eine gute und dauerhafte elektrische Verbindung zwischen dem Sensor und den auf der Basis angeordneten Komponenten, insbesondere dem integrierten Schaltkreis, sicherzustellen.
- Aus diesem Grund sieht alternativ dazu eine vorteilhafte Lösung vor, dass der Sensor an der Basis angeordnet ist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass damit die Stabilität der Basis herangezogen werden kann, um auch den Sensor dauerhaft und stabil relativ zum integrierten Schaltkreis zu positionieren und somit einmal die gesamte Informationsträgereinheit mitsamt dem Sensor in einfacher Weise beim Herstellen des Kabels in dieses einzubringen und somit später auch mit der notwendigen Langzeitstabilität betreiben zu können.
- In diesem Fall ist vorgesehen, dass ein integrierter Schaltkreis der Informationsträgereinheit an der Basis angeordnet ist.
- Ferner ist in diesem Fall zweckmäßigerweise vorgesehen, dass eine als Antenne wirkende Leitung an der Basis angeordnet ist.
- Die Antenne kann dabei aus Leiterbahnen, hergestellt durch einen auf die Basis aufgetragenen Lack, hergestellt sein. Besonders günstig ist eine Ausführungsform, bei welcher die Antenne durch einen Druckvorgang auf die Basis aufgebracht ist.
- Beispielsweise ist es bei einer Ausführungsform denkbar, dass die Basis ein starrer Körper ist.
- Die Basis kann beispielsweise eine Platte sein oder zumindest Teil eines Einbettkörpers, in den der integrierte Schaltkreis und die Leitung für die Antenne zumindest teilweise eingebettet sind.
- Somit ist beispielsweise die Basis zumindest Teil eines den integrierten Schaltkreis und die Antenne einschließenden Einbettkörpers.
- Alternativ dazu ist vorgesehen, dass die Basis aus einem biegbaren Material, beispielsweise Flachmaterial, ist.
- Ein derartiges biegbares Material könnte beispielsweise ein federnd biegbares Material sein.
- Besonders günstig ist es jedoch zum Einbringen der Informationsträgereinheiten mit der Basis in das Kabel, wenn das biegbare Material ein sogenanntes biegeschlaffes Material ist.
- Um ferner jedoch eine Beschädigung des integrierten Schaltkreises und/oder gegebenenfalls des Sensors und/oder der die Antenne bildenden Leitung und insbesondere auch der Anschlüsse zwischen dem integrierten Schaltkreis und/oder gegebenenfalls dem Sensor und/oder der die Antenne bildenden Leitung zu vermeiden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das biegbare Material in mindestens einer Richtung zugsteif ist.
- Im Fall der Ausbildung der Basis als in einer Richtung zugsteifes Element und im Fall der Ausbildung des Sensors als Zug-, Druck- oder Dehnungssensor ist es günstig, wenn sich der Sensor entweder quer zu der zugsteifen Richtung erstreckt oder wenn der Sensor außerhalb der Basis angeordnet ist.
- Hinsichtlich der Zahl der Informationsträgereinheiten wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
- So sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass pro Kabel eine Informationsträgereinheit angeordnet ist. Dies hat jedoch den Nachteil, dass dann das Problem besteht, mit dem Lesegerät die eine Informationsträgereinheit des Kabels zu finden, um die in dieser gespeicherten Informationen, insbesondere die Messwerte, auszulesen.
- Aus diesem Grund ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass an dem Trägerstrang eine Vielzahl von Informationsträgereinheiten angeordnet sind.
- Die Vielzahl von Informationsträgereinheiten könnte grundsätzlich in beliebigen Abständen auf dem Trägerstrang angeordnet sein.
- Um ein zuverlässiges Auffinden der Informationsträgereinheiten zu ermöglichen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Informationsträgereinheiten in Längsrichtung des Kabels in einem definierten Abstandsraster angeordnet sind.
- Das definierte Abstandsraster könnte auch variable Abstände vorgeben, beispielsweise an den Enden des Kabels geringere Abstände, die sich zur Mitte hin vergrößern.
- Im einfachsten Fall ist es jedoch zweckmäßig, wenn das definierte Abstandsraster für die Informationsträgereinheiten einen einheitlichen Abstand zwischen den Informationsträgereinheiten in Längsrichtung des Kabels vorgibt.
- Prinzipiell könnten nur einzelnen der Vielzahl von Informationsträgereinheiten Sensoren zugeordnet sein.
- Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn allen Informationsträgereinheiten ein Sensor zugeordnet ist.
- Ferner haben die Informationsträgereinheiten in Längsrichtung des Kabels eine Schreib-/Lesereichweite, die davon abhängt, bei welcher Frequenz diese betrieben werden und auch wie die Antenne ausgebildet ist.
- Um ein Ansprechen zweier aufeinanderfolgend angeordneter Informationsträgereinheiten zu vermeiden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Informationsträgereinheiten relativ zueinander in dem Abstandsraster so angeordnet sind, dass die Abstände zwischen den Informationsträgereinheiten mindestens einem 2-fachen einer Schreib-/Lesereichweite der Informationsträgereinheiten in Richtung der jeweils nächstliegenden Informationsträgereinheit entsprechen.
- Noch besser ist es, wenn die Abstände mindestens einem 2,5-fachen der Schreib-/Lesereichweite der Informationsträgereinheiten in Richtung der nächstliegenden Informationsträgereinheit entsprechen.
- Hinsichtlich des Aufbaus der Informationsträgereinheiten wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
- Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Informationsträgereinheit mindestens einen Speicher für die auslesbare Information aufweist.
- Ein derartiger Speicher könnte in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. Beispielsweise könnte der Speicher so ausgebildet sein, dass die in diesem gespeicherte Information durch das Lesegerät überschreibbar ist. Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht jedoch vor, dass der Speicher ein Speicherfeld aufweist, in welchem einmalig eingeschriebene Informationen schreibgeschützt gespeichert sind.
- Ein derartiges Speicherfeld eignet sich dafür, beispielsweise einen Identifikationscode für die Informationsträgereinheit oder andere für diese Informationsträgereinheit spezifischen Daten zu speichern, die durch keinen der Nutzer mehr veränderbar sind.
- Ein derartiges Speicherfeld eignet sich aber auch dafür, seitens des Kabelherstellers Informationen zu speichern, die nicht überschrieben werden sollen. Beispielsweise sind dies Kabeldaten, Kabelspezifikationen oder auch Angaben zur Art und Einsetzbarkeit des Kabels.
- Diese Daten können beispielsweise aber auch noch ergänzt werden, durch Daten, die Angaben über die Herstellung dieses speziellen Kabels umfassen oder Daten, die Messprotokolle aus einer Endprüfung des Kabels darstellen.
- Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßer Speicher noch ferner dahingehend ausgebildet sein, dass dieser ein Speicherfeld aufweist, in welchem Informationen durch einen Zugangscode schreibgeschützt gespeichert sind.
- Eine derartige schreibgeschützte Speicherung von Informationen kann beispielsweise Daten umfassen, die von einem Anwender speicherbar sind. Beispielsweise könnte ein Anwender in dem Speicherfeld nach Konfektionieren des Kabels Daten über die Konfektionierung des Kabels oder über die Gesamtlänge des Kabels oder über die jeweiligen Längenabschnitte des Kabels speichern, wobei dem Anwender hierzu seitens des Kabelherstellers ein Zugangscode zur Verfügung gestellt wird, um diese Daten in dem Speicherfeld abzulegen.
- Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Speicher ein Speicherfeld aufweist, welches frei mit Informationen beschreibbar ist.
- Ein derartiges Speicherfeld kann beispielsweise Informationen aufnehmen, die vom Kabelanwender in dem Kabel abgelegt werden sollen, beispielsweise über die Art des Einbaus oder die Konfektionierung desselben, oder auch die Messwerte des zugeordneten Sensors.
- Insbesondere ist bei Verwendung mehrerer Informationsträgereinheiten vorgesehen, dass jede der Informationsträgereinheiten einzeln ansprechbar ist. Bei Verwendung mehrerer Informationsträgereinheiten wäre es beispielsweise denkbar, dass mit einem Zugangscode alle Informationsträgereinheiten ansprechbar sind. Dies hat jedoch den Nachteil, dass damit die Informationsträgereinheiten nur mit großem Aufwand selektiv genutzt werden können, beispielsweise um bestimmten Abschnitten des Kabels unterschiedliche Informationen zuzuordnen.
- Eine denkbare Lösung der Zuordnung unterschiedlicher Informationen zu unterschiedlichen Abschnitten des Kabels wäre die Zuordnung der Messwerte des jeweiligen Sensors und/oder auch eine unterschiedliche Längenangabe, so dass durch Auslesen der Längenangabe einer Informationsträgereinheit beispielsweise deren Abstand zu einem der Enden des Kabels oder zu beiden Enden des Kabels ermittelbar ist.
- Aus diesem Grund ist es günstig, wenn jede der Informationsträgereinheiten durch einen Zugangscode einzeln ansprechbar ist.
- Im Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung der Informationsträgereinheiten wurde lediglich davon ausgegangen, dass diese als Informationen die Messwerte des zugeordneten Sensors tragen oder Informationen, die entweder vor oder während der Produktion des Kabels oder beim Einsatz des Kabels in den Informationsträgereinheiten durch externe Schreib-/Lesegeräte eingespeichert wurden.
- Hinsichtlich der Anordnung der Informationsträgereinheit in dem Kabel wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So kann die Informationsträgereinheit in unterschiedlichster Art und Weise in dem Kabel vorgesehen sein.
- Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass dem Kabelinnenkörper ein über die Länge desselben verlaufender Trägerstrang zugeordnet ist, dass an dem Trägerstrang mindestens eine durch elektromagnetische Feldkopplung auslesbare Informationsträgereinheit angeordnet ist und dass der Trägerstrang von dem Kabelmantel überdeckt ist.
- Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass der Trägerstrang eine optimale Möglichkeit liefert, die Informationsträgereinheit in dem Kabel optimal zu positionieren, und somit insbesondere auch eine kostengünstige und einfache Herstellung des Kabels zulässt.
- Ferner ist mit der erfindungsgemäßen Lösung auch eine Möglichkeit geschaffen, über die definierte Positionierung der Informationsträgereinheit auch deren Auslesbarkeit und Auffindbarkeit zu verbessern, da durch die erfindungsgemäße Lösung eine Möglichkeit der definierten Anordnung der Informationsträgereinheit geschaffen wurde, die es erlaubt, auch Informationsträgereinheiten zu verwenden, die lediglich über kurze Reichweiten ausgelesen werden können.
- Unter der Angabe, dass die Informationsträgereinheit durch elektromagnetische Feldkopplung auslesbar sein soll, ist dabei zu verstehen, dass das Auslesen der Informationsträgereinheit sowohl im LF-Frequenzbereich, wie auch im HF-Frequenzbereich oder im UHF-Frequenzbereich möglich sein soll.
- Hinsichtlich der Anordnung des Trägerstrangs in dem Kabel wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
- So sieht ein Ausführungsbeispiel vor, dass der Trägerstrang parallel zu einer Längsrichtung des Kabelinnenkörpers verläuft. Das heißt, dass der Trägerstrang beispielsweise längs des Kabelinnenkörpers über die gesamte Länge desselben verläuft.
- Beispielsweise lässt sich dies einfach dadurch realisieren, dass der Trägerstrang als Beilaufband ausgebildet ist, welches bei der Herstellung des Kabels dem gegebenenfalls mit einer Trennlage versehenen Kabelinnenkörper zugeführt wird, an diesen haftet und dann durch den durch Extrusion hergestellten Kabelmantel überdeckt wird.
- Alternativ zum Verlauf des Trägerstrangs parallel zu einer Längsrichtung des Kabelinnenkörpers sieht ein anderes Ausführungsbeispiel vor, dass der Trägerstrang den mindestens einen Leiterstrang des Kabelinnenkörpers umschlingend, insbesondere im Wesentlichen flächendeckend umschlingend, verläuft.
- Ein derartiger umschlingender Verlauf kann in unterschiedlichster Art und Weise realisiert werden.
- So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der Trägerstrang als den Kabelinnenkörper umwickelnd ausgebildet ist und somit spiralförmig, insbesondere auch noch im Wesentlichen flächendeckend, den Kabelinnenkörper umgibt, wobei die Ausrichtung des Trägerstrangs in diesem Fall völlig unabhängig von einer Verseilrichtung des Leiterstrangs sein kann.
- Es ist aber auch in einem anderen Fall denkbar, dass der Trägerstrang ungefähr parallel zu einer Verseilrichtung des mindestens einen Leiterstrangs verläuft. In diesem Fall lässt sich beispielsweise bei der Herstellung des Kabels der Trägerstrang mitsamt dem Leiterstrang verseilen.
- Dabei kann der Trägerstrang ein vom Kabelinnenkörper unabhängiger Trägerstrang sein. Der Trägerstrang kann aber auch als Teil des Kabelinnenkörpers ausgebildet sein, nämlich beispielsweise dann, wenn der Trägerstrang in Form einer Zwickelschnur des Kabelinnenkörpers verläuft.
- Außerdem kann im Zusammenhang mit der Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung der Trägerstrang in unterschiedlicher Weise relativ zum Kabelinnenkörper angeordnet sein.
- Beispielsweise ist es denkbar, dass der Trägerstrang unmittelbar auf dem Kabelinnenkörper liegt.
- Es ist aber auch denkbar, dass der Trägerstrang zumindest Teil einer Trennlage zwischen dem Kabelinnenkörper und dem Kabelmantel ist.
- Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dass der Trägerstrang auf einer Trennlage zwischen dem Kabelinnenkörper und dem Kabelmantel liegt.
- Ferner kann die Informationsträgereinheit relativ zum Trägerstrang noch in unterschiedlicher Art und Weise angeordnet sein.
- Dabei sieht eine Möglichkeit vor, dass die Informationsträgereinheit auf einer dem Kabelinnenkörper zugewandten Seite des Trägerstrangs angeordnet ist.
- Beispielsweise ist dies dann denkbar, wenn entweder die Informationsträgereinheit unmittelbar auf dem Kabelinnenkörper liegt oder der Trägerstrang auf der Trennlage liegt, so dass dann die Informationsträgereinheit zwischen dem Trägerstrang und der Trennlage angeordnet ist.
- Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Informationsträgereinheit auf einer dem Kabelinnenkörper abgewandten Seite des Trägerstrangs angeordnet ist.
- Bei dieser Lösung ist es beispielsweise denkbar, den Trägerstrang unmittelbar auf den Kabelinnenkörper aufzulegen, so dass dann die Informationsträgereinheit beispielsweise durch die Trennlage überdeckt sein kann.
- Es ist aber auch denkbar, dass die Informationsträgereinheit unmittelbar durch den Kabelmantel überdeckt ist.
- Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dass die Informationsträgereinheit in den Trägerstrang eingebettet ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Trägerstrang in Form einer Zwickelschnur in dem Kabelinnenkörper verläuft. Hinsichtlich der Verbindung des Sensors mit dem Trägerstrang wurden keine näheren Angaben gemacht.
- Prinzipiell kann der Sensor, beispielsweise wenn Temperatur oder Feuchtigkeit in der Nähe des Trägerstrangs gemessen werden sollten, an dem Trägerstrang angeordnet sein.
- Der Trägerstrang selbst kann aber auch als Übertragungselement für Zug oder Dehnungen im Kabel herangezogen werden, so dass in diesem Fall ebenfalls der Sensor mindestens mit einem Endbereich fest mit dem Trägerstrang verbunden ist und erfasst, inwieweit auf den Trägerstrang Zugkräfte oder Dehnungskräfte wirken.
- Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, dass der Sensor mindestens mit einem Endbereich, entweder mit dem Kabelinnenkörper oder mit dem Kabelmantel oder mit beiden, verbunden ist, um durch Bewegungen des Kabels bedingte Zustandsgrößen, die diese oder die beiden betreffen, zu erfassen.
- Hinsichtlich der Verbindung einer Basis der Informationsträgereinheit mit dem Trägerstrang wurden bislang ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Basis an einem die Informationsträgereinheit tragenden Trägerstrang fixiert ist.
- Beispielsweise ist dabei vorgesehen, dass die Basis über mindestens eine Verbindungsstelle mit dem Trägerstrang fixiert ist.
- Eine derartige Lösung erfordert dabei kein vollflächiges Verkleben der Basis mit dem Trägerstrang, sondern es ist beispielsweise ein teilweises oder abschnittsweises Verkleben der Basis mit dem Trägerstrang ausreichend.
- Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn die mindestens eine Verbindungsstelle eine Klebestelle ist.
- Alternativ dazu ist es denkbar, dass der Trägerstrang einen Abschnitt der Basis bildet.
- Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Trägerstrang eine Zwickelschnur ist, in welche der integrierte Schaltkreis und die Leitung für die Antenne eingebettet sind.
- Es ist aber auch denkbar, den gesamten Trägerstrang aus einem als Basis für die Informationsträgereinheit geeigneten Material, beispielsweise aus einem biegeschlaffen Bandmaterial herzustellen.
- Eine andere Alternative der Anordnung der Informationsträgereinheit sieht vor, dass der Informationsträgereinheit an einem zwischen dem Kabelinnenkörper und einem Kabelaußenmantel liegenden Zwischenmantel angeordnet ist.
- Diese Lösung hat den Vorteil, dass damit ebenfalls in einfacher Art und Weise eine Möglichkeit der Anordnung der Informationsträgereinheit in dem Kabel gegeben ist.
- Hinsichtlich der Anordnung des Sensors bei einer derartigen Anordnung der Informationsträgereinheit an dem Zwischenmantel wurden bislang keine spezifischen Angaben gemacht.
- So sieht eine günstige Lösung vor, dass der Sensor ebenfalls an dem Zwischenmantel angeordnet ist. In diesem Fall lässt sich beispielsweise der Sensor auf einer Oberfläche des Zwischenmantels auflegen.
- Es ist aber auch denkbar, dass der Sensor zumindest zum Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist.
- Zum Schutz des Sensors, insbesondere bei Aufbringen desselben ist es jedoch noch vorteilhafter, wenn der Sensor zum überwiegenden Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist, da damit ein weitgehender Schutz des Sensors möglich ist und außerdem die Verbindung zwischen dem Sensor und beispielsweise dem integrierten Schaltkreis der Informationsträgereinheit in einfacher Weise stabil und dauerhaft sichergestellt werden kann, in dem beispielsweise der Sensor mit dem integrierten Schaltkreis der Informationsträgereinheit gleichzeitig auf den Zwischenmantel aufgebracht und in diesem eingebettet werden. Ein besonders guter Schutz ist möglich, wenn der Sensor im Wesentlichen vollständig in den Zwischenmantel eingebettet ist, so dass keinerlei Beschädigung des Sensors beim Aufbringen des Außenmantels erfolgen kann.
- Es ist aber auch denkbar, den Sensor relativ zum Zwischenmantel so anzuordnen, dass der Sensor zumindest zum Teil in den Kabelaußenmantel eingebettet ist, um auch physikalische Zustandsgrößen im Kabelaußenmantel erfassen zu können.
- Im Extremfall ist es sogar günstig, den Sensor vollständig auf der Oberfläche des Zwischenmantels anzuordnen und somit in dem Außenmantel einzubetten, so dass eine weit bessere Verbindung zwischen dem Außenmantel und dem Sensor erfolgt als zwischen dem Sensor und dem Zwischenmantel.
- Sollten jedoch beispielsweise Scherkräfte zwischen dem Außenmantel und dem Zwischenmantel erfasst werden, so ist der Sensor einerseits fest mit dem auf der einen Seite mit dem Zwischenmantel zu verbinden und auf der anderen Seite mit dem Außenmantel.
- Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn die Informationsträgereinheit zumindest zum Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist, um die Möglichkeit zu eröffnen, die Informationsträgereinheit am Zwischenmantel zu fixieren, so dass nach Herstellung des Zwischenmantels und Einbetten der Informationsträgereinheit der Kabelaußenmantel sowohl den Zwischenmantel als auch die Informationsträgereinheit schützend umgibt.
- Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der integrierte Schaltkreis der Informationsträgereinheit zumindest zum Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist.
- Besonders günstig ist es dabei, wenn der integrierte Schaltkreis zum überwiegenden Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist.
- Noch besser ist es, wenn der integrierte Schaltkreis im Wesentlichen vollständig in den Zwischenmantel eingebettet ist.
- Hinsichtlich der Anordnung der Antenneneinheit wurden ebenfalls keine weiteren Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denkbar, dass die Antenneneinheit der Informationsträgereinheit an einer Oberfläche des Zwischenmantels angeordnet ist.
- Beispielsweise wäre es denkbar, die Antenneneinheit auf die Oberfläche des Zwischenmantels aufzulegen.
- Eine andere zweckmäßige Lösung sieht vor, dass auch die Antenneneinheit zumindest zum Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist.
- Besonders günstig ist es, wenn auch die Antenneneinheit zum überwiegenden Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist. Eine noch günstigere Lösung sieht vor, dass die Antenneneinheit im Wesentlichen vollständig in den Zwischenmantel eingebettet ist.
- Hinsichtlich der Ausbildung der Antenneneinheit sind die unterschiedlichsten Lösungen denkbar.
- Eine Lösung sieht vor, dass die Antenneneinheit aus einem Antennendraht gebildet ist, wobei der Antennendraht entweder freiliegend auf den Zwischenmantel aufliegen oder in diesen eingebettet sein kann.
- Allerdings ist es aus Gründen der Einfachheit der Montage der Antenneneinheit zweckmäßig, wenn auch der Antennendraht auf der Basis angeordnet ist.
- Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Antenneneinheit als Leiterbahn auf einer Basis aufgebracht ist.
- Beispielsweise ist es hierbei zweckmäßig, wenn die Basis an der Oberfläche des Zwischenmantels liegt.
- Dabei kann die Basis auf der Oberfläche des Zwischenmantels anliegen.
- Noch vorteilhafter ist es, wenn die Basis in den Zwischenmantel zumindest teilweise eingebettet ist.
- Eine besonders zweckmäßige Lösung sieht vor, dass die Basis zum überwiegenden Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist.
- Es ist aber auch möglich, die Basis im Wesentlichen vollständig in den Zwischenmantel einzubetten.
- Eine andere zweckmäßige Lösung sieht vor, dass die Antenneneinheit als unmittelbar auf der Oberfläche des Zwischenmantels angeordnete Leiterbahn ausgebildet ist. Das heißt, dass der Zwischenmantel selbst die Basis bildet, auf welcher die Leiterbahn gehalten ist.
- Eine zweckmäßige Lösung sieht dabei vor, dass die Leiterbahn durch ein auf den Zwischenmantel aufgebrachtes leitendes Material gebildet ist.
- Im einfachsten Fall lässt sich dabei die Leiterbahn auf dem Zwischenmantel durch einen Druckvorgang aufdrucken.
- Eine andere günstige Lösung sieht vor, dass die Leiterbahn durch Drucken in den Zwischenmantel eingebettet ist und somit eine noch günstigere Fixierung der Leiterbahn an den Zwischenmantel gegeben ist, insbesondere dann, wenn auch der integrierte Schaltkreis zumindest teilweise in den Zwischenmantel eingebettet ist.
- Hinsichtlich der Ausbildung des Kabelzwischenmantels und des Kabelaußenmantels wurden im Zusammenhang mit den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen keine näheren Angaben gemacht. Prinzipiell kann der Kabelaußenmantel ein undurchsichtiger, insbesondere Füllstoffe aufweisender Kabelaußenmantel sein.
- Um jedoch beispielsweise die Informationsträgereinheit erkennen zu können, sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der Kabelaußenmantel ein im sichtbaren Spektralbereich transparentes Material umfasst, so dass der Kabelaußenmantel aufgrund seiner Transparenz die Möglichkeit eröffnet, den Ort der Anordnung der Informationsträgereinheit in der Kabellängsrichtung durch optisches Überprüfen des Kabels festzustellen.
- Dies hat den großen Vorteil, dass damit ein Auslesen der Informationen aus einer der Informationsträgereinheiten des Kabels vereinfacht wird, da durch den transparenten Kabelmantel der Ort der Informationsträgereinheit einfach feststellbar ist.
- Eine weitere Möglichkeit, den Ort der Informationsträgereinheit einfach und für einen Benutzer zuverlässig detektieren zu können, sieht vor, dass der Kabelaußenmantel eine Beschriftung trägt und dass die Beschriftung in definierter Relation zum Ort der Informationsträgereinheit angeordnet ist, so dass sich durch die Beschriftung die Möglichkeit eröffnet, in einfacher Weise den Ort der Informationsträgereinheit aufzufinden.
- Dabei bestehen die unterschiedlichsten Möglichkeiten, eine derartige Relation zur Beschriftung zu generieren. Beispielsweise ist es denkbar, die Informationsträgereinheit entweder am Anfang oder am Ende der Beschriftung anzuordnen.
- Es ist aber auch denkbar, in der Beschriftung eine Beschriftungslücke offen zu lassen, welche die Anordnung der Informationsträgereinheit relativ zur Beschriftung angibt.
- Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, spezielle Beschriftungssymbole im Bereich der Beschriftung vorzusehen, die dann Angaben zum Ort des Sensors umfassen.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
- In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Informationsträgereinheit;
- Fig. 2
- eine Darstellung der Realisierung des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Informationsträgereinheit;
- Fig. 3
- eine Darstellung ähnlich
Fig. 2 einer ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Informationsträgereinheit; - Fig. 4
- eine Darstellung ähnlich
Fig. 2 einer zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Informationsträgereinheit; - Fig. 5
- eine Schnittdarstellung der Realisierung des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Informationsträgereinheit;
- Fig. 6
- eine Darstellung ähnlich
Fig. 5 einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels; - Fig. 7
- ein schematisches Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Informationsträgereinheit;
- Fig. 8
- eine Draufsicht auf das dritte Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 7 ; - Fig. 9
- eine Draufsicht ähnlich
Fig. 8 auf eine Variante des dritten Ausführungsbeispiels; - Fig. 10
- eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kabels;
- Fig. 11
- eine Schnittdarstellung durch das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kabels im Bereich des Kabelinnenkörpers und der Trennlage;
- Fig. 12
- eine perspektivische Darstellung ähnlich
Fig. 10 eines zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kabels; - Fig. 13
- eine Schnittdarstellung ähnlich
Fig. 11 des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kabels; - Fig. 14
- eine Darstellung eines Kabelstücks des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kabels;
- Fig. 15
- eine perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels ähnlich
Fig. 10 des erfindungsgemäßen Kabels; - Fig. 16
- eine Darstellung ähnlich
Fig. 14 des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kabels; - Fig. 17
- eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kabels;
- Fig. 18
- eine perspektivische Ansicht einer Zwickelschnur des vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kabels;
- Fig. 19
- eine perspektivische Darstellung ähnlich
Fig. 10 eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kabels; - Fig. 20
- eine Schnittdarstellung ähnlich
Fig. 11 durch das fünfte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kabels im Bereich der Informationsträgereinheit; - Fig. 21
- eine perspektivische Darstellung ähnlich
Fig. 10 eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kabels; - Fig. 22
- eine Schnittdarstellung ähnlich
Fig. 11 durch das sechste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kabels im Bereich der Informationsträgereinheit und - Fig. 23
- eine Schnittdarstellung ähnlich
Fig. 11 durch ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels. - Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß einzusetzenden Informationsträgereinheit 10, dargestellt in
Fig. 1 , umfasst einen Prozessor 12, mit welchem ein als Ganzes mit 14 bezeichneter Speicher gekoppelt ist, wobei der Speicher vorzugsweise als EEPROM ausgebildet ist. - Ferner ist mit dem Prozessor 12 ein Analogteil 16 gekoppelt, welches mit einer Antenneneinheit 18 zusammenwirkt.
- Das Analogteil 16 ist dabei in der Lage, bei elektromagnetischer Ankopplung der Antenneneinheit 18 an ein als Ganzes mit 20 bezeichnetes Lesegerät einerseits die für den Betrieb des Prozessors 12 und des Speichers 14 sowie des Analogteils 16 selbst notwendige elektrische Betriebsspannung bei dem erforderlichen Strom zu erzeugen und andererseits die durch elektromagnetische Feldkopplung bei einer Trägerfrequenz übertragenen Informationssignale dem Prozessor 12 zur Verfügung zu stellen oder vom Prozessor 12 erzeugte Informationssignale über die Antenneneinheit 18 dem Lesegerät 20 zu übermitteln.
- Dabei sind die unterschiedlichsten Trägerfrequenzbereiche möglich.
- In einem LF-Frequenzbereich von ungefähr 125 bis ungefähr 135 kHz wirkt die Antenneneinheit 18 im Wesentlichen als zweite Spule eines Transformators, gebildet durch die Antenneneinheit 18 und das Lesegerät 20, wobei die Energie- und Informationsübertragung im Wesentlichen über das Magnetfeld erfolgt.
- In diesem Frequenzbereich ist die Reichweite zwischen dem Lesegerät 20 und der Antenneneinheit 18 gering, das heißt, dass das Lesegerät 20 sehr nahe, bis auf weniger als 10 cm, an die Antenneneinheit 18 herangeführt werden muss.
- In einem HF-Frequenzbereich zwischen ungefähr 13 und ungefähr 14 MHz wirkt die Antenneneinheit 18 ebenfalls im Wesentlichen als Spule, wobei nach wie vor eine gute Energieübertragung bei ausreichend großer Reichweite in der Wechselwirkung zwischen der Antenneneinheit 18 und einer Antenne des Lesegeräts 20 möglich ist, wobei der Abstand beispielsweise weniger als 20 cm beträgt.
- Im UHF-Frequenzbereich ist die Antenneneinheit 18 als Dipolantenne ausgebildet, so dass bei nicht über das mobile Lesegerät 20 erfolgender Stromversorgung der Informationsträgereinheit 10 eine große Reichweite bei der Kommunikation mit dem Lesegerät 20 von beispielsweise bis zu 3 m realisierbar ist, wobei die Wechselwirkung zwischen dem Lesegerät 20 und der Antenneneinheit 18 über elektromagnetische Felder erfolgt. Die Trägerfrequenzen liegen bei ungefähr 850 bis ungefähr 950 MHz oder bei ungefähr 2 bis ungefähr 3 GHz oder bei ungefähr 5 bis ungefähr 6 GHz. Bei einer Stromversorgung durch das mobile Lesegerät 20 beträgt die Reichweite der Kommunikation bis zu 20 cm.
- Je nach Frequenzbereich sind daher auch die Antenneneinheiten 18 unterschiedlich ausgebildet. Im LF-Frequenzbereich ist die Antenneneinheit 18 als kompakte Spule ausgebildet mit einer Ausdehnung, die geringer sein kann als ein Quadratzentimeter.
- Im HF-Frequenzbereich ist die Antenneneinheit 18 ebenfalls als Spule ausgebildet, die jedoch eine größere Ausdehnung in der Dimension von mehreren Quadratzentimetern haben kann.
- Im UHF-Frequenzbereich ist die Antenneneinheit 18 als Dipolantenne unterschiedlichster Ausprägung ausgebildet.
- Der mit dem Prozessor 12 zusammenwirkende Speicher 14 ist vorzugsweise in mehrere Speicherfelder 22 bis 28 aufgeteilt, die in unterschiedlicher Art und Weise beschreibbar sind.
- Beispielsweise ist das Speicherfeld 22 als herstellerseitig beschreibbares Speicherfeld vorgesehen und trägt beispielsweise einen Identifikationscode für die Informationsträgereinheit 10. Dieser Identifikationscode wird im Speicherfeld 22 herstellerseitig eingeschrieben und anschließend wird das Speicherfeld 22 mit einer Schreibsperre versehen.
- Das Speicherfeld 24 ist beispielsweise mit einer seitens des Kabelhersteller aktivierbaren Schreibsperre versehbar, so dass der Kabelhersteller die Möglichkeit hat, das Speicherfeld 24 zu beschreiben und anschließend durch eine Schreibsperre die Information im Speicherfeld 24 zu sichern. Damit hat der Prozessor 12 die Möglichkeit, die im Speicherfeld 24 vorhandenen Informationen auszulesen und auszugeben, die Informationen im Speicherfeld 24 können jedoch nicht mehr durch Dritte überschrieben werden.
- Beispielsweise sind die im Speicherfeld 24 gespeicherten Informationen Informationen über Art, Typ des Kabels und/oder technische Spezifikationen des Kabels.
- Im Speicherfeld 26 werden beispielsweise vom Käufer des Kabels Informationen gespeichert und anschließend mit einem Schreibschutz versehen. Hier besteht die Möglichkeit, dass der Käufer und Anwender des Kabels Informationen über den Einbau und Einsatz des Kabels speichert und durch die Schreibsperre sichert.
- Im Speicherfeld 28 sind Informationen frei einschreibbar und frei auslesbar, so dass dieses Speicherfeld während des Einsatzes der Informationsträgereinheit im Zusammenhang mit einem Kabel zum Speichern und Auslesen von Informationen benutzt werden kann.
- Das in
Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Informationsträgereinheit 10 ist eine sogenannte passive Informationsträgereinheit und benötigt somit keinen Energiespeicher, insbesondere keinen Akkumulator oder keine Batterie, um mit dem Lesegerät 20 in Wechselwirkung treten und Informationen austauschen zu können. - Außerdem ist dem Prozessor 12 noch ein Sensor 30 zugeordnet, mit welchem der Prozessor 12 in der Lage ist, physikalische Zustandsgrößen des Kabels, wie beispielsweise Strahlung, Druck, Temperatur, Zug, Dehnung oder Feuchtigkeit, zu erfassen und beispielsweise entsprechende Werte in dem Speicherfeld 28 abzuspeichern.
- Der Sensor 30 kann dabei je nach Einsatzfeld ausgebildet sein.
- Beispielsweise ist es denkbar, den Sensor 30 zur Messung eines Drucks als druckempfindliche Schicht auszubilden, wobei die Druckempfindlichkeit beispielsweise über eine Widerstandsmessung oder bei einer mehrlagigen Schicht eine kapazitive Messung erfolgen kann.
- Alternativ dazu ist es beispielsweise zur Ausbildung des Sensors als Temperatursensor denkbar, den Sensor als mit der Temperatur variablen Widerstand auszubilden, so dass durch eine Widerstandsmessung eine Temperaturmessung möglich ist.
- Bei der Ausbildung des Sensors als Zug- oder Dehnungssensor ist der Sensor beispielsweise als Dehnungsmessstreifen ausgebildet, der je nach Dehnung seinen elektrischen Widerstand ändert.
- Sollte jedoch der Sensor als irreversibel auf eine bestimmte Dehnung oder auf einen bestimmten Zug reagierender Sensor ausgebildet sein, so ist ebenfalls möglich, den Sensor als eine elektrische Verbindung lösender Sensor auszubilden, beispielsweise als Draht oder Leiterbahn, bei der die elektrische Verbindung ab einem bestimmten Zug einer bestimmten Dehnung durch Bruch an einer Sollbruchstelle oder Rissbildung unterbricht oder von einem niedrigen zu einem hohen Widerstand übergeht.
- Die Zugmessung oder die Dehnungsmessung ließe sich aber auch gegebenenfalls durch eine kapazitive Messung realisieren.
- Im Fall eines Feuchtigkeitssensors ist der Sensor vorzugsweise als mehrlagige Schichtstruktur ausgebildet, die ihren elektrischen Widerstand oder ihre Kapazität je nach Feuchtigkeit ändert.
- Der Sensor 30 ist dann aktiv, wenn die Informationsträgereinheit 10 durch das Lesegerät 20 aktiviert ist, so dass genügend Leistung zur Verfügung steht, um auch den Sensor 30 zu betreiben.
- Während der Aktivierung der Informationsträgereinheit 10 ist somit der Sensor 30 in der Lage, Messwerte dem Prozessor 12 zu übermitteln, welcher diese Messwerte dann beispielsweise im Speicherfeld 28 speichert und dann, wenn diese vom Lesegerät 20 angefordert werden, ausliest.
- Eine Realisierung des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Informationsträgereinheit 10, dargestellt in
Figur 2 , umfasst eine Basis 40, auf welcher ein integrierter Schaltkreis 42 angeordnet ist, der den Prozessor 12, den Speicher 14 und den Analogteil 16 aufweist, sowie Leiterbahnen 44, auf der Basis 40, welche die Antenneneinheit 18 bilden. Die Leiterbahnen 44 können dabei auf der Basis 70 mittels beliebiger formselektiver Beschichtungsvorgänge aufgebracht werden, beispielsweise in Form von Aufdrucken eines leitfähigen Lacks oder einer leitfähigen Paste oder auch in Form einer Drahtschleife. - Außerdem ist auf der Basis 40 der Sensor 30 angeordnet, der bei diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Temperatursensor ist, so dass der Sensor 30 ebenfalls entweder unmittelbar neben dem integrierten Schaltkreis 42 angeordnet sein kann oder als Teil des integrierten Schaltkreises 42 an diesem.
- Die Basis 40 ist beispielsweise bei großer Ausdehnung der Informationsträgereinheit 10 in einer ersten Richtung 46 aus einem biegbaren, insbesondere biegeschlaffen Material, beispielsweise einem Kunststoffband, hergestellt, auf welchem einerseits die Leiterbahn 44 durch Beschichtung einfach und dauerhaft aufbringbar ist und andererseits auch der integrierte Schaltkreis 42 einfach fixierbar ist, insbesondere so, dass eine dauerhafte elektrische Verbindung zwischen äußeren Anschlussstellen 48 des integrierten Schaltkreises 42 und den Leiterbahnen 44 realisierbar ist.
- Der Sensor des ersten Ausführungsbeispiels kann aber bei einer ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels alternativ zum Temperatursensor auch ein Zug- oder Dehnungssensor oder ein Feuchtigkeitssensor sein, der großflächig als Schicht 32 ausgebildet und auf der Basis 40 neben der Antenneneinheit 18 angeordnet ist, wie in
Fig. 3 dargestellt. - Bei einer zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels, dargestellt in
Fig. 4 , ist der Sensor 30 als mehrlagiger Schichtaufbau 34 ausgebildet und kann damit bei platzsparendem Aufbau als kapazitiver Sensor 30 betrieben werden. Dabei lassen sich insbesondere Feuchtigkeit, Temperatur oder Druck aufgrund der zustandsabhängigen Kapazität in einfacher Weise erfassen. - Ein derartiger Sensor 30 kann in einfacher Weise durch den integrierten Schaltkreis kontaktiert werden oder als Teil desselben ausgebildet sein.
- Sofern die Basis 40 als Flachmaterial ausgebildet ist, ist es von Vorteil, wenn diese mit für deren Umgebung stumpf wirkenden Kantenbereichen 41 ausgebildet ist, um Beschädigungen der Umgebung der Basis 40 im Kabel beim Bewegen des Kabels zu vermeiden. Dies bedeutet bei aus einem dünnen Flachmaterial ausgebildeter Basis, dass diese zum Beispiel abgerundete Eckbereiche aufweist und wenn möglich auch stumpf wirkende, zum Beispiel entgratete, Kanten aufweist.
- Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in
Fig. 5 , ist die Informationsträgereinheit 10' als scheibenförmiger starrer Körper ausgebildet. - Die Basis 40' wird dabei gebildet durch eine einen Einbettkörper 50 bildende Einbettmasse, beispielsweise aus Harz oder Kunststoffmaterial, in welcher der integrierte Schaltkreis 42 und die Leiterbahnen 44, welche die Antenneneinheit 18 bilden, eingebettet sind, wobei die Leiterbahnen 44 beispielsweise ringförmige Spulenwindungen 52 bilden, die in einer Ebene 54 liegen und vollständig in dem Einbettkörper 50 eingebettet sind.
- Damit ist beispielsweise die Antenneneinheit für den HF-Frequenzbereich vorgesehen, in welchem die Antenneneinheit 18 ähnlich einer zweiten Spule eines Transformators arbeitet.
- Ferner ist auf einer den Spulenwindungen 52 abgewandten Seite des integrierten Schaltkreises der Sensor 30 angeordnet, welcher beispielsweise auf einer Seite 56 des Eintrittskörpers 50 angeordnet ist und entweder mit einer Sensorfläche 58 mit dieser Seite 56 fluchtet oder über diese Seite 56 übersteht, so dass die Sensorfläche 58 der direkten Einwirkung der zu messenden physikalischen Zustandsgröße ausgesetzt werden kann.
- Vorzugsweise ist der Sensor 30 auf einer den Spulenwindungen 52 der Antenneneinheit 18 gegenüberliegenden Seite angeordnet.
- Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel kann der Sensor 30 als Temperatursensor ausgebildet sein. Es ist aber denkbar, den Sensor 30 als Druck- oder Feuchtigkeitssensor auszubilden.
- Der Einbettkörper 50 ist mit für die Umgebung im Kabel stumpf wirkenden Kantenbereichen 51 versehen, die aufgrund ihrer Abrundung unter Bildung einer linsenähnlichen Querschnittsform keine Beschädigung um Kabel, auch beim Biegen desselben, hervorrufen können.
- Bei einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels, dargestellt in
Fig. 6 , ist der Sensor 30' neben dem halblinsenförmigen Einbettkörper 50 angeordnet und erstreckt sich beispielsweise in Form einer Fahne 53 von diesem weg. In diesem Fall ist der Sensor 30' vorzugsweise ein Dehnungssensor, der durch eine feste Verbindung mit seiner Umgebung in der Lage ist, beispielsweise eine Dehnung der Umgebung zu messen. - Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind diejenigen Teil, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass vollinhaltlich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen werden kann.
- Im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen ist bei einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Informationsträgereinheit 10", dargestellt in
Fig. 7 , dem Analogteil 16 eine Antenneneinheit 18' zugeordnet, die eine zweigeteilte Wirkung aufweist, nämlich beispielsweise ein Antennenteil 18a, welcher in gewohnter Weise mit dem Lesegerät 20 kommuniziert, und ein Antennenteil 18b, welcher in der Lage ist, an ein magnetisches Wechselfeld 31 anzukoppeln und diesem Energie zu entziehen, um mit dieser aus dem magnetischen Wechselfeld 31 entzogenen Energie die Informationsträgereinheit 10 unabhängig vom Lesegerät 20 zu betreiben. - Beispielsweise kann das elektromagnetische Wechselfeld 31 durch das Streufeld einer Datenleitung, einer Steuerleitung, einer gepulsten Stromleitung oder einer Wechselstromleitung erzeugt werden, welche beispielsweise an eine Wechselspannungsquelle mit 50 Hz oder einer höheren Frequenz angeschlossen ist. Damit besteht die Möglichkeit, unabhängig davon, ob mit dem Lesegerät 20 ein Einlesen oder Auslesen von Informationen erfolgen soll, die Informationsträgereinheit 10" so lange mit Energie zu versorgen, so lange das Wechselfeld 31 existent ist.
- Die Frequenz des Wechselfeldes 31 und eine Resonanzfrequenz des Antennenteils 18b können so aneinander angepasst werden, dass der Antennenteil 18b in Resonanz betrieben ist und somit eine optimale Energieeinkopplung aus dem Wechselfeld 31 erlaubt.
- Eine derartige vom Lesegerät 20 unabhängige Versorgung der Informationsträgereinheit 10 mit elektrischer Energie ist insbesondere dann sinnvoll, wenn mit dem Sensor 30 über längere Zeiträume eine physikalische Zustandsgröße erfasst werden soll, die nicht mit dem Zeitraum der Ankopplung des Lesegeräts 20 an die Antenneneinheit 18a zusammenfallen, sondern von dieser unabhängig sein sollen.
- Somit lässt sich beispielsweise die Informationsträgereinheit 10" durch Einschalten des elektromagnetischen Wechselfeldes 31 aktivieren, so dass seitens des Sensors 30 physikalische Zustandsgrößen gemessen und über den Prozessor 12 erfasst sowie beispielsweise im Speicherfeld 28 abgelegt werden können, unabhängig von der Frage, ob das Lesegerät 20 mit der Antenneneinheit 18 gekoppelt ist oder nicht.
- Mit einer derartigen Informationsträgereinheit 10" besteht die Möglichkeit mit dem Sensor 30 über lange Zeiträume Messungen durchzuführen, so dass auch eine Vielzahl von Messwerten anfällt, die zu einer großen Datenmenge führt, wenn alle Messwerte gespeichert werden.
- Aus diesem Grund erfolgt seitens des Prozessors 12 eine Auswahl der Messwerte nach mindestens einem Auswahlkriterium, um die Datenmenge im Speicherfeld 28 zu reduzieren.
- Ein Auswahlkriterium ist beispielsweise ein Schwellwert, bei dessen Überschreiten ein Speichern des Messwerts erfolgt, so dass damit die Datenmenge drastisch reduziert wird.
- Ein anderes Auswahlkriterium kann auch eine statistische Verteilung darstellen, so dass nur Messwerte, die von einer vorab ermittelten statischen Verteilung signifikant abweichen, gespeichert werden und folglich auch dadurch die Datenmenge reduziert wird.
- Eine Realisierung des dritten Ausführungsbeispiels der Informationsträgereinheit 10", dargestellt in
Fig. 8 , umfasst eine Basis 40, die in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. - Ferner sind auf der Basis 40 der integrierte Schaltkreis 42 und die Leiterbahnen 44 angeordnet, die bei diesem Ausführungsbeispiel Spulenwindungen 52 darstellen.
- Bei diesem Ausführungsbeispiel ist allerdings der Sensor 30 als Dehnungsmessstreifen 60 ausgebildet, welcher bei diesem Ausführungsbeispiel auf einer mit der Basis 40 verbundenen Unterlage 62 angeordnet ist, die in einer Längsrichtung 64 des Dehnungsmessstreifens 60 dehnbar ist.
- Die Unterlage 62 mitsamt den Dehnungsmessstreifen 60 lässt sich bei diesem Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise an dem zu messenden Teil fixieren oder in dieses einbetten, so dass die Dehnung dieses Teils oder der Umgebung der Unterlage 62 auf die Unterlage 62 übertragen wird und somit die Unterlage 62 unverfälscht die Dehnung ihrer Umgebung aufnehmen und auf den Dehnungsmessstreifen 60 übertragen kann.
- Die Längsrichtung 64 verläuft bei diesem Ausführungsbeispiel quer zur Richtung 46, welche eine Längsrichtung der Basis 40 darstellt.
- Bei dieser Informationsträgereinheit 10" sind somit, sofern der Dehnungsmessstreifen 60 mit einem zu dehnenden Bestandteil des Kabels fest verbunden ist, Dehnungen in der Längsrichtung 64 des Dehnungsmessstreifens messbar und seitens des Prozessors 12 auf dem integrierten Schaltkreis 42 erfassbar.
- Bei einer Variante des dritten Ausführungsbeispiels, dargestellt in
Fig. 9 , ist die Informationsträgereinheit 10" in gleicher Weise wie beim dritten Ausführungsbeispiel aufgebaut, allerdings mit dem Unterschied, dass der Dehnungsmessstreifen 60' sich mit seiner Längsrichtung 64' parallel zur Richtung 46 erstreckt und dabei seitlich der Leiterbahnen 44 für die Antenneneinheit 18 liegt. Der Dehnungsmessstreifen 60' ist seinerseits ebenfalls auf der Unterlage 62 angeordnet, die in der Längsrichtung 64 mit den Dehnungsmessstreifen 60' dehnbar ist und daher beispielsweise über Stege 66 mit der Basis 40 verbunden ist, so dass die Unterlage 62 die Möglichkeit hat, sich parallel zur Richtung 46 mit dem Dehnungsmessstreifen 60' im Wesentlichen ungehindert durch die Basis 40 zu dehnen. - Hinsichtlich der Teile des dritten Ausführungsbeispiels, die mit denen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels identisch sind, wurden dieselben Bezugszeichen wie bei den voranstehenden Ausführungsbeispielen eingesetzt, so dass hinsichtlich der Beschreibung derselben vollinhaltlich auf die voranstehenden Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann.
- Eine den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechende Informationsträgereinheit lässt sich bei einem Kabel erfindungsgemäß in unterschiedlichen Varianten einsetzen.
- Ein erstes, in
Fig. 10 dargestelltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 80 umfasst einen Kabelinnenkörper 82, in welchem mehrere elektrische Leiterstränge 84 verlaufen, wobei die elektrischen Leiterstränge 84 beispielsweise jeweils eine Ader 86 eines elektrischen Leiters aufweisen, der isoliert ist. - Dabei sind die elektrischen Leiterstränge 84 vorzugsweise miteinander um eine Längsachse 88 verseilt, das heißt sie liegen um die Längsachse 88 herum angeordnet und verlaufen in einem Winkel zu einer Parallelen zur Längsachse 88, welche den jeweiligen Leiterstrang 84 schneidet.
- Der Kabelinnenkörper 82 ist über seine gesamte Erstreckung in einer Längsrichtung 90 des Kabels 80 von einer Trennlage 92 umschlossen, die den Kabelinnenkörper 82 von einem Kabelmantel 102 trennt, der den Kabelinnenkörper 82 umschließt und eine Kabelaußenfläche 104 bildet.
- Bei dem in
Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Trennlage 92 gebildet durch ein Band 94, welches um den Kabelinnenkörper 82 gewickelt ist, und zwar mit einer Steigung, die von der der verseilten Leiterstränge 84 abweicht, beispielsweise größer als die Steigung der Leiterstränge 84 ist. - Das Band 94 ist beispielsweise ein Vliesband, das bei Herstellung des Kabels 80 vor dem Extrudieren des Kabelmantels 102 um den Kabelinnenkörper 82 gewickelt wird und, wie in
Fig. 11 dargestellt, auf seiner dem Kabelinnenkörper 82 zugewandten Seite die Informationsträgereinheit 10 trägt, die auf einer Basis 40 angeordnet ist. - Bei dem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kabels ist nun, wie in
Fig. 11 dargestellt, die Basis 40 so angeordnet, dass diese dem Kabelinnenkörper 82, insbesondere den Leitersträngen 84, zugewandt ist, so dass der integrierte Schaltkreis 42 und die Leiterbahnen 44 dem Band 94 zugewandt sind und somit zwischen dem Band 94 und der Basis 40 geschützt angeordnet sind, um bereits bei der Kabelherstellung eine Beschädigung der Leiterbahn 44, insbesondere im Bereich der äußeren Anschlussstellen 48 zu vermeiden. - Beispielsweise ist die Basis 40 flächig durch einen Kleber mit dem Band 94 verklebt, und zwar vor einem Umwickeln des Kabelinnenkörpers 82 durch das Band 94, so dass in einfacher Weise beim Umwickeln des Kabelinnenkörpers 82 mit dem Band 94 auch die Informationsträgereinheit 10 in das Kabel definiert eingebracht und integriert werden kann.
- Dadurch, dass die Basis 40 - wie bereits beschrieben - stumpfe Kantenbereiche 41 aufweist, tritt eine Beschädigung des Kabelinnenkörpers 82 beim Biegen des Kabels 80 nicht ein, obwohl die Basis 40 unmittelbar auf dem Kabelinnenkörper 82 aufliegt.
- Sofern die Basis 40 eine ausreichend große Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Informationsträgereinheit 10 mit dem auf der Basis 40 angeordneten Sensor 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechend
Fig. 2 oder den Varianten gemäßFig. 3 oderFig. 4 eine Temperatur messbar, welche einer Temperatur des Kabelinnenkörpers 82 entspricht. - Ist die Informationsträgereinheit gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel 10" ausgebildet, so ist der Dehnungsmessstreifen 60 gemäß
Fig. 8 oder 60' gemäßFig. 9 , insbesondere mitsamt der Unterlage 62, fest an dem Band 94 fixiert, wobei die Längsrichtung 46 der Basis 40 ungefähr parallel zur Längsrichtung des Bandes 94 verläuft, so dass mit dem Dehnungsmessstreifen 60 Zug oder Dehnungen quer zur Längsrichtung des Bandes 94 und mit dem Dehnungsmessstreifen 60' Zug oder Dehnungen in Längsrichtung des Bandes 94 erfasst werden können. - Die Dehnungen des Bandes 94 sind dann repräsentativ für die Beanspruchung des Kabels 80 beim Biegen desselben und können bei diesem Ausführungsbeispiel durch den Prozessor 12 erfasst, gegebenenfalls abgespeichert, und über das Lesegerät 20 ausgelesen werden.
- Der Dehnungsstreifen 60 oder 60' kann entweder aus einem bei Zug oder Dehnung Risse bildenden Material sein, so dass sich dessen elektrischer Widerstand bei Überschreiten eines Schwellwertes des Zugs oder der Dehnung irreversibel erhöht, beispielsweise sehr groß wird.
- Der Dehnungsstreifen 60 oder 60' kann aber auch aus einem reversibel seinen Widerstand mit dem auftretenden Zug oder der auftretenden Dehnung ändernden Material sein.
- Sollen mit den Dehnungsmessstreifen 60 oder 60' Scherbeanspruchungen im Kabel 80, beispielsweise Scherbeanspruchungen zwischen dem Kabelmantel 102 und dem Kabelinnenkörper 82 erfasst werden, so ist die Unterlage 62, beispielsweise durch Kleben, mit einem Ende auf dem Kabelinnenkörper 82 fixiert und eine der Unterlage 62 abgewandte Oberseite des jeweiligen Dehnungsmessstreifens 60 oder 60' mit dem in Längsrichtung 64 oder 64' gegenüberliegenden Ende an dem Band 94 fixiert, wobei im fertigen Kabel 80 eine innige Verbindung zwischen dem Band 94 und dem auf dieses aufextrudierten Kabelmantel 102 besteht, so dass sich mit den Dehnungsmessstreifen 60 bzw. 60' Relativbewegungen zwischen dem Kabelinnenkörper 82 und dem Kabelmantel 102 mit dem relativ zu diesem fixierten Band 94 erfassen lassen.
- Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 80', dargestellt in
Fig. 12 und13 , ist die Basis 40 auf einer dem Kabelinnenkörper 82 abgewandten Seite des Bandes 94 angeordnet, und zwar so, dass der integrierte Schaltkreis 42 mit den Leiterbahnen 44 auf einer dem Träger 40 abgewandten Seite des Bandes 94 liegt. - Auch in diesem Fall lässt sich die Informationsträgereinheit 10 mit dem Umwickeln des Kabelinnenkörpers 82 beim Herstellen des Kabels definiert in dieses einbringen.
- Mit der Informationsträgereinheit 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel besteht die Möglichkeit mit dem Sensor 30, beispielsweise ausgebildet als Feuchtigkeitssensor, frühzeitig durch den Kabelmantel 102 eindringende Feuchtigkeit zu erkennen, und zwar gegebenenfalls bevor die Feuchtigkeit den Kabelinnenkörper 82 erreicht, so dass dann, wenn die Informationsträgereinheit 10 ständig ausgelesen wird ein Kabelschaden erkannt werden kann, bevor dieser im Kabelinnenkörper 82 Schäden verursacht.
- Der Sensor 30 kann aber auch als Drucksensor ausgebildet sein, um einen radial auf das Kabel 80' wirkenden Druck zu erfassen.
- Im Fall einer gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Informationsträgereinheit 10" ist eine Erfassung von Zug oder Dehnungen im Bereich zwischen dem Kabelmantel und der Trennlage 92 möglich, wobei die Unterlage 62 oder 62' beispielsweise im Bereich ihrer in Längsrichtung 64 im Abstand voneinander angeordneten Enden entweder auf dem Band 94 oder direkt am Kabelmantel 102 fixiert wird, um Zug oder Dehnung in diesem zu erfassen.
- Die Informationsträgereinheit 10 gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kabels ist beispielsweise als Informationsträgereinheit 10 ausgebildet, die im HF-Frequenzbereich arbeitet, das heißt, eine Antenneneinheit 18 aufweist, deren Ausdehnung mehrere Quadratzentimeter beträgt.
- Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in
Fig. 12 und13 ist dadurch, dass die Basis 40 auf der dem Kabelinnenkörper 82 abgewandten Seite der Trennlage 92 angeordnet ist, die Möglichkeit gegeben, die Basis 40 der Informationsträgereinheit 10 optisch zu erkennen, wenn der Kabelmantel 102 aus einem im sichtbaren Bereich transparenten Material hergestellt ist. - Eine derartige Lösung ist in
Fig. 14 dargestellt, wobei mehrere Informationsträgereinheiten 10 in einheitlichen Abständen A in Längsrichtung 90 des Kabels 80' aufeinanderfolgend angeordnet sind, so dass die Informationsträgereinheiten 10 in einem definierten geometrischen Rastermaß, nämlich mit dem Abstand A, über die gesamte Länge des Kabels 80' aufeinanderfolgen. - Damit besteht beispielsweise die Möglichkeit, durch die Informationsträgereinheiten 10 eine Position in Längsrichtung des Kabels 80' anzugeben, so dass durch Auslesen einer der Informationsträgereinheiten 10 erkennbar ist, in welchem Abstand diese von einem der Enden des Kabels 80' positioniert ist.
- Hierzu ist beispielsweise auch anwenderseitig das Speicherfeld 26 mit Informationen über die Position der jeweiligen Informationsträgereinheit 10, beispielsweise deren Abstand von den beiden Enden des Kabels 80' beschreibbar.
- Ist ferner die Basis 40 in einer Farbe hergestellt, die sich von der Farbe der Trennlage 92 abhebt, so lässt sich bei im sichtbaren Spektralbereich transparenter Ausführung des Kabelmantels 102 bereits von außen die Lage der jeweiligen Informationsträgereinheiten 10 erkennen und definiert mit dem Lesegerät 20 anfahren, um die Informationen aus den jeweiligen Informationsträgereinheiten 10 auszulesen.
- Um das Auffinden der Informationsträgereinheiten 10 am Kabel zu erleichtern, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Kabelmantel 102 auf der Kabelaußenfläche 104 eine Beschriftung 110 trägt, die noch zusätzlich eine Beschriftungslücke 112 aufweist, wobei in Höhe der Beschriftungslücke 112 die Informationsträgereinheit 10 im Kabel 80' angeordnet ist.
- Durch Anfahren der Beschriftungslücke 112 mittels des Lesegeräts besteht somit die Möglichkeit, ohne nähere Betrachtung des Kabels 80' die Informationsträgereinheit 10 mit dem Lesegerät 20 anfahren und auslesen zu können.
- Vorzugsweise ist jeder Position einer Informationsträgereinheit 10 die Beschriftung 110 mit der Beschriftungslücke 112 zugeordnet um damit das Auffinden der Informationsträgereinheit 10 zu erleichtern und die mit dem Lesegerät 20 auslesbaren Daten, insbesondere auch die Messwerte des Sensors 30, eindeutig der jeweiligen Stelle im Kabel zuordnen zu können.
- Selbst wenn der Kabelmantel 102 bei dieser Ausführungsform nicht transparent ist, besteht ebenfalls, einfach durch Anfahren der Beschriftungslücke 112, die Möglichkeit, die Informationsträgereinheit 10 im Kabel 80' einfach aufzufinden und auszulesen.
- Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist ferner eine Schreib-/Lesereichweite R der Informationsträgereinheiten so gewählt, dass sich die Schreib-/Lesereichweite R der einzelnen Informationsträgereinheiten 10 in Längsrichtung 90 des Kabels 80 nicht überlappt, sondern ausreichende Zwischenräume zwischen den jeweiligen Schreib-/Lesereichweiten R bestehen, so dass jede der Informationsträgereinheiten 10 mit dem Lesegerät 20 einzeln anfahrbar und auslesbar ist.
- Im einfachsten Fall beträgt der Abstand A der Informationsträgereinheiten 10 dabei mindestens das 2-fache der Schreib-/Lesereichweite R der Informationsträgereinheiten 10, noch besser mindestens das 2,5-fache der Schreib-/Lesereichweite R.
- Es besteht aber auch die Möglichkeit, wie in
Fig. 15 und16 bei einem dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 80" dargestellt, die Informationsträgereinheit 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf einem Trägerband 120 zu halten, das auf einer dem Kabelinnenkörper 82 abgewandten Seite der Trennlage 92 aufliegt und sich parallel zur Längsrichtung 90 des Kabels 80" über dessen gesamte Länge erstreckt, wobei das Trägerband 120 in definierten Abständen mit einer der tellerförmig ausgebildeten Informationsträgereinheiten 10' versehen ist. - Damit ist die Informationsträgereinheit 10', in diesem Fall ein scheibenförmiger starrer Körper, der bei der Herstellung des Kabels 80" in dieses durch Zufuhr des Trägerbandes 120 eingebracht wird und in definierten Abständen innerhalb des Kabels 80 positioniert wird.
- Zur Aufnahme der Basis 40' ist dabei das Trägerband 120 mit flächenverbreiterten Bereichen 122 versehen, auf welche die jeweilige Basis 40' der entsprechenden Informationsträgereinheit aufgeklebt ist, wobei sich an die flächenverbreiterten Bereiche 122 Schmalbereiche des Trägerbandes 120 anschließen, die sich jeweils zwischen den flächenverbreiterten Bereichen 122 erstrecken.
- Vorzugsweise ist bei diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kabels 80" ebenfalls das Trägerband 120 an der Trennlage 92, unabhängig davon, wie diese auf den Kabelinnenkörper 82 aufgebracht ist, angelegt, wobei ein derartiges Anlegen des Trägerbandes 120 ähnlich einem Anbringen eines Beilaufbandes des Kabels erfolgt.
- Der Sensor 30 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel der Informationsträgereinheit 10' auf einer dem Kabelmantel 102 zugewandten Seite, um beispielsweise Temperatur oder Druck im Kabelmantel 102 zu erfassen.
- Ist der Sensor gemäß der Variante des zweiten Ausführungsbeispiels (
Fig. 6 ) ausgebildet, so ist die sich vom Einbettkörper 50 weg erstreckende Fahne 51 entweder mit der Trennlage 92 oder mit dem Kabelmantel 102 in Kontakt. - Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Informationsträgereinheit 10 durch den Kabelmantel 102 erkennbar, wenn der Kabelmantel 102 im sichtbaren Spektralbereich aus einem transparenten Material ausgebildet ist, so dass durch den Kabelmantel 102 hindurch der auf dem Kabelinnenkörper 82 sitzende Einbettkörper 50 der Informationsträgereinheit erkannt werden kann, wenn dieser Einbettkörper 50 sich farblich von der Trennlage 92 abhebt, auf welcher dieser angeordnet ist. (
Fig. 16 ) - Sollte zum Auffinden der Informationsträgereinheiten 10 deren Position nicht einfach auffindbar sein, so kann zusätzlich auch noch eine Beschriftung 110 mit beispielsweise einer Beschriftungslücke 112 vorgesehen sein.
- Es ist aber auch denkbar, bei diesem Ausführungsbeispiel die Beschriftung 110 beispielsweise so anzuordnen, dass jeweils durch den Beginn der Beschriftung 110 oder das Ende derselben die Position angegeben ist, an welcher die Informationsträgereinheit 10 in Längsrichtung 90 des Kabels 80 auffindbar ist.
- Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 30 beispielsweise ein Drucksensor, mit welchem Druckverhältnisse im Kabel 80" insbesondere im Kabelmantel 102 erfassbar sind.
- Bei einem vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 80"', dargestellt in
Fig. 17 und18 , liegen im Kabelinnenkörper 82 zwischen den elektrischen Leitersträngen 84 zum Ausgleich der vorhandenen Zwickel 130 Zwickelschnüre 132, die mit den elektrischen Leitersträngen 84 verseilt sind, wobei eine Informationsträgereinheit 10 in einer der Zwickelschnüre 132 integriert ist. - Beispielsweise liegt dabei innerhalb der Zwickelschnur 132 der integrierte Schaltkreis 42 und beiderseits des integrierten Schaltkreises 42 erstrecken sich dünne Drähte 134, die die Antenneneinheit 18 bilden, die in diesem Fall vorzugsweise als Dipolantenne ausgebildet ist, so dass beiderseits des integrierten Schaltkreises 42 lediglich ein einziger Draht 134 verläuft, der ebenfalls wie der integrierte Schaltkreis 42 in die als Träger wirkende Zwickelschnur 132 eingebettet ist.
- Die Zwickelschnur 132 bildet dabei bei der erfindungsgemäßen Lösung den Trägerstrang, in welchem die Informationsträgereinheit 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet ist und durch welchen die Informationsträgereinheit 10 in das Kabel 80'" einbringbar ist, nämlich einfach dadurch, dass die Zwickelschnur 132 mit den elektrischen Leitersträngen 84 gemeinsam in bekannter Art und Weise zu dem Kabelinnenkörper 82 verseilt wird.
- Auch beim Einbringen der Informationsträgereinheit 10 in die Zwickelschnur 132 besteht die Möglichkeit, in definierten Abständen A längs der Zwickelschnur 132 die Informationsträgereinheiten 10 vorzusehen, wodurch wiederum eine definierte Anordnung der Informationsträgereinheiten 10 in definierten Abständen in Längsrichtung 90 des Kabels 80"' möglich ist.
- Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Informationsträgereinheit 10 im UHF-Frequenzbereich betreibbar, da die Antenneneinheit 18 vorzugsweise als Dipol ausgebildet ist.
- Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Antenneneinheit als langgestreckte Spule auszubilden und somit die Informationsträgereinheit 10 im LF-Frequenzbereich zu betreiben.
- Ist der Sensor 30 bei diesem Ausführungsbeispiel als Temperatursensor ausgebildet, so lassen sich mit hoher Genauigkeit Temperaturen der Leiterstränge 84 erfassen, da der Sensor 30 sehr nahe an den Leitersträngen 84 liegt.
- Es ist aber auch möglich, den Sensor 30 als irreversiblen Zug- oder Dehnungssensor auszubilden, welcher eine Leiterbahn 44 aufweist, die bei Überschreiten einer Zug- oder Dehnungsschwelle Risse bildet und dadurch ihren elektrischen Widerstand irreversibel erhöht, so dass eine übermäßige Zug- oder Dehnungsbelastung im Kabelinnenkörper 82 erfasst werden kann.
- Bei einem fünften Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 80"", dargestellt in
Fig. 19 undFig. 20 , ist der Kabelinnenkörper 82 von einem Zwischenmantel 140 umgeben, wobei zwischen dem Kabelinnenkörper 82 und dem Zwischenmantel 140 eine Trennlage 92 vorgesehen sein kann, aber auch entfallen kann. - Der Zwischenmantel 140 ist Teil des Kabelmantels 102' und zusätzlich von einem weiteren Teil des Kabelmantels 102', nämlich dem Außenmantel 150 umschlossen, so dass der Zwischenmantel 140 und der Außenmantel 150 den Kabelmantel 102' ergeben.
- Der Zwischenmantel 140 hat beispielsweise eine Dicke, die größer ist als die des Außenmantels 150, so dass der Außenmantel 150 primär eine äußere Schutzfunktion für den Zwischenmantel 140 wahrnimmt.
- Wie in
Fig. 19 und20 dargestellt, ist in den Zwischenmantel 140 eine Informationsträgereinheit 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eingelegt, wobei die Basis 40 mit einer dem integrierten Schaltkreis 42 und dem Sensor 30 gegenüberliegenden Seite 43 so liegt, dass diese ungefähr mit einer Oberfläche 142 des Zwischenmantels 140 abschließt, so dass die Informationsträgereinheit 10 im Wesentlichen nicht über die Oberfläche 142 des Zwischenmantels 140 übersteht. - Ein derartiger Zwischenmantel 140 eröffnet dann - wenn dieser ausreichend dick ausgeführt ist - die Möglichkeit, trotz einer sehr stark welligen Oberfläche 85 des Kabelinnenkörpers 82, bedingt durch die verseilten Leiterstränge 84 und die dadurch entstehenden Zwickel, die sich auch durch eingelegte Zwickelschnüre nicht vollständig ausgleichen lassen, eine im Wesentlichen nicht wellige oder glatte Oberfläche 142 für die Informationsträgereinheit 10, insbesondere eine solide gemäß dem ersten oder dritten Ausführungsbeispiel, zu schaffen, so dass keine Beeinträchtigung der Informationsträgereinheit 10, insbesondere der Lebensdauer der Verbindungen im Bereich der äußeren Anschlussstellen 48 und der Lebensdauer der Leiterbahn 44 auf der Basis 40, durch die wellige Oberfläche 85 beim Biegen des Kabels eintreten kann.
- Vorzugsweise sind somit sowohl die Basis 40 als auch insbesondere der integrierte Schaltkreis 42 und der Sensor 30 zumindest teilweise in dem Zwischenmantel 140 eingebettet und der Außenmantel 150 dient lediglich nochmals als äußerer Überzug über den Zwischenmantel 140 mit der Informationsträgereinheit 10 und schützt somit insbesondere auch die Informationsträgereinheit 10.
- Durch die stumpfen Kantenbereiche 41 der Basis 40 ist außerdem sichergestellt, dass keine Beschädigung des Zwischenmantels 140 oder des Außenmantels 150 beim Biegen des Kabels 80"" erfolgt.
- Ist beispielsweise der Sensor 30 gemäß der ersten Variante entsprechend
Fig. 3 ausgebildet, so ist mit dem Sensor 30 beispielsweise von außen einwirkende physikalische Strahlung, die Temperatur oder die Feuchtigkeit im Kabelmantel 102', insbesondere im Bereich des Zwischenmantels 140, erfassbar. - Ist beispielsweise der Sensor 30 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechend
Fig. 8 oder 9 ausgebildet, so ist im Kabelmantel 102' Zug oder Dehnung erfassbar, wenn die Unterlage 62 oder 62' am Zwischenmantel 140 fixiert ist und Dehnungsbewegungen desselben folgt. - Somit lässt sich beispielsweise eine mechanische Überbeanspruchung des Kabelmantels 102' erfassen.
- Insbesondere ist der Außenmantel 150 aus einem transparenten Material hergestellt, so dass die Lage der Informationsträgereinheit 10 am Zwischenmantel 140 von außen erkennbar ist, insbesondere dann, wenn die Basis 40 farblich von der Farbe des Materials des Zwischenmantels 140 abgesetzt ist.
- Aber auch eine Informationsträgereinheit 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel lässt sich in dem Zwischenmantel 140 eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kabels 80"'" integrieren, wie in
Fig. 21 undFig. 22 dargestellt. - Dabei sitzt der Träger 40' ebenfalls teilweise umschlossen in dem Zwischenmantel 140 eingebettet, und zwar so, dass die Seite 56 desselben sowie die Sensorfläche 58 ungefähr mit der Oberfläche 142 des Zwischenmantels 140 fluchten und somit im Wesentlichen nicht über den Zwischenmantel 140 überstehen, so dass der Außenmantel 150 ebenfalls sowohl den Zwischenmantel 140 als auch die Informationsträgereinheit 10' überdecken kann.
- Durch die abgerundeten Kantenbereiche 41' ist auch bei dieser Ausführung der Informationsträgereinheit 10" sichergestellt, dass keine Beschädigung des Zwischenmantels 140 oder des Außenmantels 150 beim Biegen des Kabels 80""' erfolgt.
- Ist beispielsweise der Sensor 30 ein Feuchtigkeitssensor, so lässt sich mit der Sensorfläche 58 frühzeitig das Eindringen von Feuchtigkeit durch den Außenmantel 150 bereits an der Oberfläche 142 des Zwischenmantels 140 im Kabelmantel 102' erkennen, bevor Feuchtigkeit den Zwischenmantel 140 durchdringt und den Kabelinnenkörper 82 erreicht, so dass frühzeitig Maßnahmen ergriffen werden können, die eine Beschädigung des Kabels 80'"" durch Eindringen von Feuchtigkeit in den Kabelinnenkörper 82 verhindern.
- Selbst wenn die Baugröße der Informationsträgereinheit 10' so sein sollte, dass diese sich nicht innerhalb der Außenfläche 142 in den Zwischenmantel 140 einbetten lässt, sondern noch über die Außenfläche 142 des Zwischenmantels 140 übersteht, so besteht doch die Möglichkeit, durch den Außenmantel 150 eine ausreichende Überdeckung der Informationsträgereinheit 10' und somit einen Schutz derselben gegen äußere Einwirkungen zu erreichen.
- Bei einem siebten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 80""", dargestellt in
Fig. 23 , ist der Zwischenmantel 140 ungefähr in der Dicke des Einbettkörpers 50 der Informationsträgereinheit 10' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet, so dass bei im Wesentlichen vollständiger Einbettung des Einbettkörpers 50 im Zwischenmantel 140 und bei Ausrichtung der Sensorfläche 58 so, dass diese dem Kabelinnenkörper 82 zugewandt ist und im Wesentlichen auf der Oberfläche 85 des Kabelinnenkörpers 82 aufliegt, der Sensor 30 näherungsweise zum Beispiel Temperatur oder Druck oder Feuchtigkeit des Kabelinnenkörpers 82 erfassen kann. - Die Fixierung der Informationsträgereinheit 10 oder 10' bei dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 19 und20 oder beim sechsten Ausführungsbeispiel gemäßFig. 21 und22 oder beim siebten Ausführungsbeispiel gemäßFig. 23 erfolgt dadurch, dass die Informationsträgereinheit 10 bzw. 10' nach dem Extrudieren des Zwischenmantels 140 in diesen in einen plastischen Zustand desselben eingedrückt wird und somit der Zwischenmantel 140 so weich ist, dass er die Informationsträgereinheit 10 bzw. 10' zumindest teilweise innerhalb seiner Außenfläche 142 eingebettet aufnehmen kann.
Claims (13)
- Kabel umfassend einen Kabelinnenkörper (82), in welchem mindestens ein Leiterstrang (84) eines optischen und/oder elektrischen Leiters (86) in Kabellängsrichtung (90) verläuft, einen den Kabelinnenkörper (82) umschließenden Kabelmantel (102), welcher zwischen einer Kabelaußenfläche (104) und dem Kabelinnenkörper (82) liegt, und mindestens eine innerhalb der Kabelaußenfläche (104) angeordnete Informationsträgereinheit (10), weiter umfassend einen Sensor (30), wobei die mindestens eine Informationsträgereinheit (10) durch elektromagnetische Feldkopplung auslesbar ist und die mindestens eine Informationsträgereinheit (10) mindestens einen Messwert des dieser zugeordneten Sensors (30) erfasst und der Messwert durch ein Lesegerät (20) auslesbar ist,dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (30) ein auf die zu erfassende Zustandsgröße irreversibel reagierender Sensor ist.
- Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsträgereinheit (10) in einem Speicher (14) den mindestens einen Messwert speichert.
- Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (30) Zustandsgrößen des Kabelinnenkörpers (82) erfasst.
- Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (30) Zustandsgrößen zwischen Kabelinnenkörper (82) und Kabelmantel (102) erfasst.
- Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Informationsträgereinheiten (10) durch einen Zugangscode einzeln ansprechbar ist.
- Kabel nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass dem Kabelinnenkörper (82) ein über die Länge desselben verlaufender Trägerstrang (94, 120, 132) zugeordnet ist, dass an dem Trägerstrang (94, 120, 132) mindestens eine durch elektromagnetische Feldkopplung auslesbare Informationsträgereinheit (10) angeordnet ist und dass der Trägerstrang (94, 120, 132) von dem Kabelmantel (102) überdeckt ist.
- Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstrang (94, 120, 132) parallel zu einer Längsrichtung (90) des Kabelinnenkörpers (82) verläuft.
- Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstrang (94,132) den mindestens einen Leiterstrang (44) des Kabelinnenkörpers (82) umschlingend verläuft.
- Kabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstrang (132) ungefähr parallel zu einer Verseilrichtung des mindestens einen Leiterstrangs (84) verläuft und dass insbesondere der Trägerstrang (132) in Form einer Zwickelschnur des Kabelinnenkörpers (82) verläuft.
- Kabel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstrang (132) unmittelbar auf dem Kabelinnenkörper (82) liegt.
- Kabel nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstrang (94) zumindest Teil einer Trennlage (92) zwischen dem Kabelinnenkörper und dem Kabelmantel (102) ist.
- Kabel nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsträgereinheit (10) auf einer dem Kabelinnenkörper (82) zugewandten Seite des Trägerstrangs (94) oder auf einer dem Kabelinnenkörper (82) abgewandten Seite des Trägerstrangs (94) angeordnet ist.
- Kabel nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (30) an dem Trägerstrang (94) angeordnet ist.
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