[0001] 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.
[0002] Informationsträgereinheiten in Kabeln sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise
offenbart die
FR 2 830 941 A ein Kabel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese werden dazu eingesetzt, Informationen
über das Kabel zu speichern, so dass diese Informationen dann abrufbar sind.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabel der gattungsgemäßen Art derart
zu verbessern, dass Aussagen über das Kabel machbar sind.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kabel gemäß Anspruch 1 gelöst.
[0005] 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.
[0006] Insbesondere kann ein derartiges Erfassen von Zustandsgrößen während des Betriebs
des Kabels oder auch unabhängig vom Betrieb des Kabels erfolgen.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] Hinsichtlich der Ausbildung des Sensors und des Betriebs der Informationsträgereinheit
zum Erfassen der Messwerte wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] Eine andere vorteilhafte nicht beanspruchte Lösung sieht daher vor, dass der Sensor
ein auf die zu erfassende Zustandsgröße reversibel reagierender Sensor ist.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] Allerdings führt dies zu einer für Kabel ungeeigneten Größe der Informationsträgereinheit.
[0017] 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.
[0018] Dabei ist die Informationsträgereinheit in unterschiedlichster Art und Weise aktivierbar.
[0019] 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.
[0020] Eine andere zweckmäßige Lösung sieht vor, dass die Informationsträgereinheit durch
ein elektromagnetisches Feld eines durch das Kabel fließenden Stroms aktivierbar ist.
[0021] 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.
[0022] Der durch das Kabel fließende Strom kann beispielsweise ein zeitlich variabler Strom
sein, wie er bei mit pulsweitenmoduliertem Strom versorgten Antrieben eingesetzt wird.
[0023] 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.
[0024] Es ist aber auch denkbar, dass der Strom ein konventioneller Wechselstrom bei einer
bestimmten Frequenz, beispielsweise auch der Netzfrequenz, ist.
[0025] 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.
[0026] In all diesen Fällen erfolgt induktiv die Einkopplung der Energie über das von diesem
wechselnden Strom erzeugte elektromagnetische Wechselfeld in die Antenneneinheit der
Informationsträgereinheit.
[0027] Prinzipiell wäre es ausreichend, die Informationsträgereinheit so auszubilden, dass
diese den Messwert erfasst und dann unmittelbar dem Lesegerät übermittelt.
[0028] 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.
[0029] 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.
[0030] 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.
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] 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.
[0034] 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.
[0035] Der Sensor kann im Kabel die unterschiedlichsten Zustandsgrößen erfassen.
[0036] So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der Sensor Zustandsgrößen des Kabelinnenkörpers
umfasst.
[0037] Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Sensor Zustandsgrößen des Kabelmantels
erfasst.
[0038] Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Sensor Zustandsgrößen zwischen
dem Kabelinnenkörper und dem Kabelmantel umfasst.
[0039] Beispielsweise ist es mit einer derartigen Lösung möglich, Relativbewegungen zwischen
dem Kabelinnenkörper und dem Kabelmantel zu erfassen.
[0040] Diese Relativbewegungen können eine Größenordnung erreichen, die irreversible Schädigungen
des Kabels zur Folge hat, beispielsweise eine Erhöhung der Reibung zwischen Kabelinnenkörper
und Kabelmantel bewirken.
[0041] Beispielsweise können diese übergroßen Relativbewegungen zu einer Schädigung einer
Trennlage zwischen Kabelinnenkörper und Kabelmantel oder einer Schädigung des Kabelinnenkörpers
führen.
[0042] Diese Relativbewegungen können außerdem aber auch als Scherbeanspruchungen zwischen
Kabelinnenkörper und Kabelmantel auftreten und als solche mit einem Scherkraftsensor
erfasst werden.
[0043] Hinsichtlich der Ausbildung des Sensors wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] Ferner wurden hinsichtlich der Anordnung des Sensors relativ zur Informationsträgereinheit
keine näheren Angaben gemacht.
[0048] 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.
[0049] 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.
[0050] 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.
[0051] Im einfachsten Fall kann der Sensor als Bauteil des integrierten Schaltkreises vorgesehen
sein, welches eine Temperatur in der Umgebung des integrierten Schaltkreises umfasst.
[0052] Es ist aber auch denkbar, den Sensor als Feuchtigkeitssensor auszubilden, der die
im Bereich des integrierten Schaltkreises auftretende Feuchtigkeit erfasst.
[0053] Hinsichtlich der Ausbildung der Informationsträgereinheit selbst wurden bislang keine
näheren Angaben gemacht.
[0054] So sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass die Informationsträgereinheit
eine Basis umfasst.
[0055] 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.
[0056] 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.
[0057] 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.
[0058] In diesem Fall ist vorgesehen, dass ein integrierter Schaltkreis der Informationsträgereinheit
an der Basis angeordnet ist.
[0059] Ferner ist in diesem Fall zweckmäßigerweise vorgesehen, dass eine als Antenne wirkende
Leitung an der Basis angeordnet ist.
[0060] 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.
[0061] Beispielsweise ist es bei einer Ausführungsform denkbar, dass die Basis ein starrer
Körper ist.
[0062] 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.
[0063] Somit ist beispielsweise die Basis zumindest Teil eines den integrierten Schaltkreis
und die Antenne einschließenden Einbettkörpers.
[0064] Alternativ dazu ist vorgesehen, dass die Basis aus einem biegbaren Material, beispielsweise
Flachmaterial, ist.
[0065] Ein derartiges biegbares Material könnte beispielsweise ein federnd biegbares Material
sein.
[0066] Besonders günstig ist es jedoch zum Einbringen der Informationsträgereinheiten mit
der Basis in das Kabel, wenn das biegbare Material ein sogenanntes biegeschlaffes
Material ist.
[0067] 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.
[0068] 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.
[0069] Hinsichtlich der Zahl der Informationsträgereinheiten wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht.
[0070] 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.
[0071] Aus diesem Grund ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass an dem Trägerstrang eine
Vielzahl von Informationsträgereinheiten angeordnet sind.
[0072] Die Vielzahl von Informationsträgereinheiten könnte grundsätzlich in beliebigen Abständen
auf dem Trägerstrang angeordnet sein.
[0073] Um ein zuverlässiges Auffinden der Informationsträgereinheiten zu ermöglichen, ist
vorzugsweise vorgesehen, dass die Informationsträgereinheiten in Längsrichtung des
Kabels in einem definierten Abstandsraster angeordnet sind.
[0074] Das definierte Abstandsraster könnte auch variable Abstände vorgeben, beispielsweise
an den Enden des Kabels geringere Abstände, die sich zur Mitte hin vergrößern.
[0075] 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.
[0076] Prinzipiell könnten nur einzelnen der Vielzahl von Informationsträgereinheiten Sensoren
zugeordnet sein.
[0077] Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn allen Informationsträgereinheiten ein Sensor
zugeordnet ist.
[0078] 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.
[0079] 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.
[0080] Noch besser ist es, wenn die Abstände mindestens einem 2,5-fachen der Schreib-/Lesereichweite
der Informationsträgereinheiten in Richtung der nächstliegenden Informationsträgereinheit
entsprechen.
[0081] Hinsichtlich des Aufbaus der Informationsträgereinheiten wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht.
[0082] Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Informationsträgereinheit mindestens
einen Speicher für die auslesbare Information aufweist.
[0083] 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.
[0084] 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.
[0085] 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.
[0086] 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.
[0087] 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.
[0088] 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.
[0089] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Speicher ein Speicherfeld
aufweist, welches frei mit Informationen beschreibbar ist.
[0090] 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.
[0091] 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.
[0092] 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.
[0093] Aus diesem Grund ist es günstig, wenn jede der Informationsträgereinheiten durch
einen Zugangscode einzeln ansprechbar ist.
[0094] 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.
[0095] 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.
[0096] 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.
[0097] 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.
[0098] 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.
[0099] 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.
[0100] Hinsichtlich der Anordnung des Trägerstrangs in dem Kabel wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht.
[0101] 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.
[0102] 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.
[0103] 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.
[0104] Ein derartiger umschlingender Verlauf kann in unterschiedlichster Art und Weise realisiert
werden.
[0105] 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.
[0106] 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.
[0107] 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.
[0108] Außerdem kann im Zusammenhang mit der Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung der
Trägerstrang in unterschiedlicher Weise relativ zum Kabelinnenkörper angeordnet sein.
[0109] Beispielsweise ist es denkbar, dass der Trägerstrang unmittelbar auf dem Kabelinnenkörper
liegt.
[0110] Es ist aber auch denkbar, dass der Trägerstrang zumindest Teil einer Trennlage zwischen
dem Kabelinnenkörper und dem Kabelmantel ist.
[0111] Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dass der Trägerstrang auf einer Trennlage zwischen
dem Kabelinnenkörper und dem Kabelmantel liegt.
[0112] Ferner kann die Informationsträgereinheit relativ zum Trägerstrang noch in unterschiedlicher
Art und Weise angeordnet sein.
[0113] Dabei sieht eine Möglichkeit vor, dass die Informationsträgereinheit auf einer dem
Kabelinnenkörper zugewandten Seite des Trägerstrangs angeordnet ist.
[0114] 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.
[0115] Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Informationsträgereinheit auf
einer dem Kabelinnenkörper abgewandten Seite des Trägerstrangs angeordnet ist.
[0116] 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.
[0117] Es ist aber auch denkbar, dass die Informationsträgereinheit unmittelbar durch den
Kabelmantel überdeckt ist.
[0118] 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.
[0119] Prinzipiell kann der Sensor, beispielsweise wenn Temperatur oder Feuchtigkeit in
der Nähe des Trägerstrangs gemessen werden sollten, an dem Trägerstrang angeordnet
sein.
[0120] 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.
[0121] 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.
[0122] 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.
[0123] Beispielsweise ist dabei vorgesehen, dass die Basis über mindestens eine Verbindungsstelle
mit dem Trägerstrang fixiert ist.
[0124] 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.
[0125] Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn die mindestens eine Verbindungsstelle
eine Klebestelle ist.
[0126] Alternativ dazu ist es denkbar, dass der Trägerstrang einen Abschnitt der Basis bildet.
[0127] 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.
[0128] Es ist aber auch denkbar, den gesamten Trägerstrang aus einem als Basis für die Informationsträgereinheit
geeigneten Material, beispielsweise aus einem biegeschlaffen Bandmaterial herzustellen.
[0129] Eine andere Alternative der Anordnung der Informationsträgereinheit sieht vor, dass
der Informationsträgereinheit an einem zwischen dem Kabelinnenkörper und einem Kabelaußenmantel
liegenden Zwischenmantel angeordnet ist.
[0130] Diese Lösung hat den Vorteil, dass damit ebenfalls in einfacher Art und Weise eine
Möglichkeit der Anordnung der Informationsträgereinheit in dem Kabel gegeben ist.
[0131] Hinsichtlich der Anordnung des Sensors bei einer derartigen Anordnung der Informationsträgereinheit
an dem Zwischenmantel wurden bislang keine spezifischen Angaben gemacht.
[0132] 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.
[0133] Es ist aber auch denkbar, dass der Sensor zumindest zum Teil in den Zwischenmantel
eingebettet ist.
[0134] 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.
[0135] 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.
[0136] 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.
[0137] 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.
[0138] 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.
[0139] Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der integrierte Schaltkreis der Informationsträgereinheit
zumindest zum Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist.
[0140] Besonders günstig ist es dabei, wenn der integrierte Schaltkreis zum überwiegenden
Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist.
[0141] Noch besser ist es, wenn der integrierte Schaltkreis im Wesentlichen vollständig
in den Zwischenmantel eingebettet ist.
[0142] 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.
[0143] Beispielsweise wäre es denkbar, die Antenneneinheit auf die Oberfläche des Zwischenmantels
aufzulegen.
[0144] Eine andere zweckmäßige Lösung sieht vor, dass auch die Antenneneinheit zumindest
zum Teil in den Zwischenmantel eingebettet ist.
[0145] 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.
[0146] Hinsichtlich der Ausbildung der Antenneneinheit sind die unterschiedlichsten Lösungen
denkbar.
[0147] 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.
[0148] Allerdings ist es aus Gründen der Einfachheit der Montage der Antenneneinheit zweckmäßig,
wenn auch der Antennendraht auf der Basis angeordnet ist.
[0149] Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Antenneneinheit als Leiterbahn
auf einer Basis aufgebracht ist.
[0150] Beispielsweise ist es hierbei zweckmäßig, wenn die Basis an der Oberfläche des Zwischenmantels
liegt.
[0151] Dabei kann die Basis auf der Oberfläche des Zwischenmantels anliegen.
[0152] Noch vorteilhafter ist es, wenn die Basis in den Zwischenmantel zumindest teilweise
eingebettet ist.
[0153] Eine besonders zweckmäßige Lösung sieht vor, dass die Basis zum überwiegenden Teil
in den Zwischenmantel eingebettet ist.
[0154] Es ist aber auch möglich, die Basis im Wesentlichen vollständig in den Zwischenmantel
einzubetten.
[0155] 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.
[0156] Eine zweckmäßige Lösung sieht dabei vor, dass die Leiterbahn durch ein auf den Zwischenmantel
aufgebrachtes leitendes Material gebildet ist.
[0157] Im einfachsten Fall lässt sich dabei die Leiterbahn auf dem Zwischenmantel durch
einen Druckvorgang aufdrucken.
[0158] 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.
[0159] 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.
[0160] 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.
[0161] 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.
[0162] 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.
[0163] 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.
[0164] Es ist aber auch denkbar, in der Beschriftung eine Beschriftungslücke offen zu lassen,
welche die Anordnung der Informationsträgereinheit relativ zur Beschriftung angibt.
[0165] Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, spezielle Beschriftungssymbole im Bereich
der Beschriftung vorzusehen, die dann Angaben zum Ort des Sensors umfassen.
[0166] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Beschreibung sowie
der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
[0167] 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.
[0168] 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.
[0169] Ferner ist mit dem Prozessor 12 ein Analogteil 16 gekoppelt, welches mit einer Antenneneinheit
18 zusammenwirkt.
[0170] 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.
[0171] Dabei sind die unterschiedlichsten Trägerfrequenzbereiche möglich.
[0172] 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.
[0173] 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.
[0174] 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.
[0175] 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.
[0176] 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.
[0177] Im HF-Frequenzbereich ist die Antenneneinheit 18 ebenfalls als Spule ausgebildet,
die jedoch eine größere Ausdehnung in der Dimension von mehreren Quadratzentimetern
haben kann.
[0178] Im UHF-Frequenzbereich ist die Antenneneinheit 18 als Dipolantenne unterschiedlichster
Ausprägung ausgebildet.
[0179] 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.
[0180] 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.
[0181] 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.
[0182] Beispielsweise sind die im Speicherfeld 24 gespeicherten Informationen Informationen
über Art, Typ des Kabels und/oder technische Spezifikationen des Kabels.
[0183] 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.
[0184] 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.
[0185] 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.
[0186] 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.
[0187] Der Sensor 30 kann dabei je nach Einsatzfeld ausgebildet sein.
[0188] 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.
[0189] 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.
[0190] Bei der Ausbildung des Sensors als Zug- oder Dehnungssensor ist der Sensor beispielsweise
als Dehnungsmessstreifen ausgebildet, der je nach Dehnung seinen elektrischen Widerstand
ändert.
[0191] 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.
[0192] Die Zugmessung oder die Dehnungsmessung ließe sich aber auch gegebenenfalls durch
eine kapazitive Messung realisieren.
[0193] Im Fall eines Feuchtigkeitssensors ist der Sensor vorzugsweise als mehrlagige Schichtstruktur
ausgebildet, die ihren elektrischen Widerstand oder ihre Kapazität je nach Feuchtigkeit
ändert.
[0194] 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.
[0195] 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.
[0196] 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.
[0197] 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.
[0198] 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.
[0199] 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.
[0200] 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.
[0201] Ein derartiger Sensor 30 kann in einfacher Weise durch den integrierten Schaltkreis
kontaktiert werden oder als Teil desselben ausgebildet sein.
[0202] 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.
[0203] Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 5, ist die Informationsträgereinheit
10' als scheibenförmiger starrer Körper ausgebildet.
[0204] 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.
[0205] Damit ist beispielsweise die Antenneneinheit für den HF-Frequenzbereich vorgesehen,
in welchem die Antenneneinheit 18 ähnlich einer zweiten Spule eines Transformators
arbeitet.
[0206] 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.
[0207] Vorzugsweise ist der Sensor 30 auf einer den Spulenwindungen 52 der Antenneneinheit
18 gegenüberliegenden Seite angeordnet.
[0208] 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.
[0209] 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.
[0210] 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.
[0211] 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.
[0212] 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.
[0213] 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.
[0214] 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.
[0215] 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.
[0216] 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.
[0217] 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.
[0218] Aus diesem Grund erfolgt seitens des Prozessors 12 eine Auswahl der Messwerte nach
mindestens einem Auswahlkriterium, um die Datenmenge im Speicherfeld 28 zu reduzieren.
[0219] Ein Auswahlkriterium ist beispielsweise ein Schwellwert, bei dessen Überschreiten
ein Speichern des Messwerts erfolgt, so dass damit die Datenmenge drastisch reduziert
wird.
[0220] 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.
[0221] 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.
[0222] Ferner sind auf der Basis 40 der integrierte Schaltkreis 42 und die Leiterbahnen
44 angeordnet, die bei diesem Ausführungsbeispiel Spulenwindungen 52 darstellen.
[0223] 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.
[0224] 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.
[0225] Die Längsrichtung 64 verläuft bei diesem Ausführungsbeispiel quer zur Richtung 46,
welche eine Längsrichtung der Basis 40 darstellt.
[0226] 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.
[0227] 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.
[0228] 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.
[0229] Eine den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechende Informationsträgereinheit
lässt sich bei einem Kabel erfindungsgemäß in unterschiedlichen Varianten einsetzen.
[0230] 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.
[0231] 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.
[0232] 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.
[0233] 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.
[0234] 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.
[0235] 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.
[0236] 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.
[0237] 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.
[0238] 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 gemäß Fig. 3 oder Fig. 4 eine Temperatur messbar, welche einer
Temperatur des Kabelinnenkörpers 82 entspricht.
[0239] Ist die Informationsträgereinheit gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel 10" ausgebildet,
so ist der Dehnungsmessstreifen 60 gemäß Fig. 8 oder 60' gemäß Fig. 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.
[0240] 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.
[0241] 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.
[0242] Der Dehnungsstreifen 60 oder 60' kann aber auch aus einem reversibel seinen Widerstand
mit dem auftretenden Zug oder der auftretenden Dehnung ändernden Material sein.
[0243] 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.
[0244] Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 80', dargestellt
in Fig. 12 und 13, 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.
[0245] Auch in diesem Fall lässt sich die Informationsträgereinheit 10 mit dem Umwickeln
des Kabelinnenkörpers 82 beim Herstellen des Kabels definiert in dieses einbringen.
[0246] 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.
[0247] Der Sensor 30 kann aber auch als Drucksensor ausgebildet sein, um einen radial auf
das Kabel 80' wirkenden Druck zu erfassen.
[0248] 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.
[0249] 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.
[0250] Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 12 und 13 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.
[0251] 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.
[0252] 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.
[0253] 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.
[0254] 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.
[0255] 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.
[0256] 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.
[0257] 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.
[0258] 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.
[0259] 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.
[0260] 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.
[0261] Es besteht aber auch die Möglichkeit, wie in Fig. 15 und 16 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.
[0262] 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.
[0263] 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.
[0264] 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.
[0265] 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.
[0266] 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.
[0267] 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)
[0268] 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.
[0269] 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.
[0270] Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 30 beispielsweise ein Drucksensor,
mit welchem Druckverhältnisse im Kabel 80" insbesondere im Kabelmantel 102 erfassbar
sind.
[0271] Bei einem vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 80"', dargestellt
in Fig. 17 und 18, 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.
[0272] 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.
[0273] 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.
[0274] 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.
[0275] Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Informationsträgereinheit 10 im UHF-Frequenzbereich
betreibbar, da die Antenneneinheit 18 vorzugsweise als Dipol ausgebildet ist.
[0276] Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Antenneneinheit als langgestreckte Spule
auszubilden und somit die Informationsträgereinheit 10 im LF-Frequenzbereich zu betreiben.
[0277] 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.
[0278] 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.
[0279] Bei einem fünften Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 80"", dargestellt
in Fig. 19 und Fig. 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.
[0280] 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.
[0281] 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.
[0282] Wie in Fig. 19 und 20 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.
[0283] 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.
[0284] 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.
[0285] 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.
[0286] 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.
[0287] 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.
[0288] Somit lässt sich beispielsweise eine mechanische Überbeanspruchung des Kabelmantels
102' erfassen.
[0289] 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.
[0290] 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 und Fig. 22 dargestellt.
[0291] 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.
[0292] 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.
[0293] 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.
[0294] 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.
[0295] 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.
[0296] Die Fixierung der Informationsträgereinheit 10 oder 10' bei dem fünften Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 19 und 20 oder beim sechsten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 21 und 22 oder
beim siebten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 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.