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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Markierung eines von einer Ummantelung und/oder einer Isolierung umgebenen Gegenstands gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7, einen entsprechend markierten elektrischen Leiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18, mit einem solchen Leiter ausgestattete Kabel und Leitungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 19 und die Verwendung von DNS zur Markierung von Gegenständen, welche von einer Ummantelung und/oder einer Isolierung umgeben sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20.
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Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Markierung von Stromleitern durch eine Ummantelung und/oder Isolierung hindurch per Injektion zur Diebstahlprävention und Rückverfolgbarkeit gestohlener Leitungen/Kabel.
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Im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Begriffe verwendet und wie folgt definiert:
| Leitung | = Eine Leitung besteht aus einem einzelnen Leiter mit Isolierung. |
| Kabel | = Ein Kabel besteht aus mehreren Leitungen. |
| Isolierung | = Die Isolierung dient dem Schutz vor Berührung sowie der Vermeidung von Kontakten untereinander (Kurzschluss). |
| Mantel | = Der Mantel (auch als Ummantelung bezeichnet) dient als Schutz vor mechanischer Beschädigungen und anderen äußeren Einflüssen. |
| Leiter | = Im Leiter fließt der elektrische Strom. Bei der Übertragung von elektrischer Energie dienen stets Metalle als Leiter (z.B.: Kupfer, Aluminium, Legierungen etc.). |
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Der heutzutage immer öfter auftretende Diebstahl von Kupfer, in dieser Beschreibung in der Form als Stromleiter, ist ein schwerwiegendes Problem, das nicht unterschätzt werden darf. Dabei sind die reinen Materialverluste durch Diebstähle eher gering anzusehen im Gegensatz zu den Folgekosten und dem resultierenden volkswirtschaftlichen Schaden. Der Grund für die erhöhte Anzahl der Diebstähle ist der derzeitige Preis für eine Tonne Kupfer, welcher sich zurzeit auf einem Höchststand befindet. In den letzten fünf Jahren ist der Kupferpreis von etwa 8.000 US $ pro Tonne nach einem Tiefstand Anfang 2009 bei weniger als 4.000 Euro pro Tonne auf aktuell mehr als 10.000 US $ pro Tonne angestiegen. So betrug der Preis für Kupfer am 28.07.2011 ca. 10.058,-- US $ (= ca. 7.009,-- €) für eine Tonne.
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Die resultierenden Folgekosten aus einem Diebstahl sind oft durch die notwendigen Reparaturmaßnahmen und vor allem durch Betriebsausfälle um ein vielfaches höher. Hinzu kommt, dass mit dem Entfernen von für Außenstehende unscheinbar wirkenden Kupferleitungen oftmals ein hohes Gefährdungspotential einhergeht.
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Ein besonders schwerwiegender Fall ist der Diebstahl von Leitungen und Kabeln wie etwa Signalkabeln oder Erdungsleitungen an Bahnstrecken. Diese Leitungen dienen der Erdung und sollen verhindern, dass Überschläge aufgrund der hohen Spannung entstehen können. Sollten diese Leitungen entwendet werden, kann dies aufgrund von möglichen Überschlägen auf Triebfahrzeuge schwerwiegende Auswirkungen auf den Bahnbetrieb haben und sogar zur Brandentwicklung bei Triebfahrzeugen führen. Daher müssen, sollte der Diebstahl rechtzeitig bemerkt werden, die Spannungen auf den Oberleitungen herabgesetzt werden, was zu einer stark eingeschränkten Leistungsfähigkeit der Triebfahrzeuge und Lokomotiven im betroffenen Streckenabschnitt führt. Daraus ergeben sich wiederum enorme wirtschaftliche Folgekosten. (Quelle: Deutschen Bahn AG)
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Aufgrund dieser alarmierenden Umstände wurden bereits Technologien und Systeme zur Prävention und zur Abschreckung von Diebstählen entwickelt. Dabei können die gefährdeten Leitungen und Kabel äußerlich mit verschiedenen Substanzen markiert werden, um sie damit nach einem Diebstahl eindeutig ihrem ursprünglichen Besitzer zuordnen zu können.
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Bei diesen Substanzen handelt es sich zum Beispiel um UV-Farbstoffe, die eine Form der (jedenfalls für den Menschen) unsichtbaren Markierung darstellen. Eine andere Form der unsichtbaren Markierung kann durch den Einsatz von bestimmten definierten Mischungen verschiedenster chemischer Elemente erreicht werden. Meist wird den unsichtbaren Markierungen eine weitere Markierung hinzugefügt, die aus etwa 1 mm großen Plättchen besteht, welche mit einem einzigartigen und eindeutig zugeordneten Code versehen sind. Diese und ähnliche bereits in Anwendung befindliche Systeme werden mit zusammen mit einer entsprechenden Öffentlichkeitsarbeit angewendet, durch die kommuniziert wird, dass der erfolgreiche Diebstahl und Weiterverkauf der Leitungen und Kabel durch diese Markierungen unmöglich gemacht wird.
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Jedoch können entsprechende Markierungen auf dem bereits bestehenden Leitungs- / Kabelbestand nur äußerlich angewendet werden. Das heißt, die Markierungen werden mit einer Art Kleber außen auf die Leitungen / Kabel aufgetragen, wodurch eine Vielzahl von Nachteilen entsteht. Die Fläche, auf der eine äußerliche Markierung aufgetragen werden soll, muss vorher entsprechend gereinigt werden. Die Kabel und Leitungen in unmittelbarer Nähe zum Beispiel von Bahngleisen sind grundsätzlich mit Bremsstaub bzw. mit Asbest belastet, wodurch eine erfolgreiche effektive Markierung bzw. Anhaftung aus chemischen und physikalischen Gründen stark behindert wird.
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Des Weiteren sind die Markierungen nach dem Auftrag den natürlichen Witterungsverhältnissen schutzlos ausgeliefert. Dies führt oft zu einer Minderung der Qualität der einzelnen möglichen Markierungsbestandteile oder der totalen Zerstörung. Beispielsweise nimmt die Lichtechtheit und Leuchtintensität von UV-Farbstoffen innerhalb von Tagen drastisch ab, sollten sie ungeschützt der Sonne und damit konstanter UV-Strahlung ausgesetzt werden. Eventuelle Magnetsignaturmarkierungen können aufgrund von auf sie beispielsweise im Bahnbetrieb einwirkenden elektrischen Spannungsfeldern stark beeinträchtigt oder gar verändert werden. Auch eine Überwachung der Leitungs- und Kabelanlagen mit Hilfe von Video- und Bewegungssensorik ist aufgrund der Vibrationen des Gleisbettes und laufenden Instandhaltungsarbeiten im Gleisbereich nicht möglich.
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Der wesentlichste und auch ausschlaggebende Nachteil sämtlicher äußerlich angewendeter Markierungen ist jedoch die stark begrenzte Verwertbarkeit nach dem erfolgten Diebstahl. Die gestohlenen Leitungen / Kabel sind zum Teil mit einer doppelten Gummischicht umgeben.
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Diese Isolierung/Ummantelung hat für den Dieb jedoch keinerlei Wert, da allein das Kupfer auf dem Markt verkauft werden kann. Daraus resultiert, dass bei den entwendeten Leitungen / Kabeln vor einem eventuellen Verkauf zunächst die Kupferbestandteile durch meist mechanische Verfahren von der Isolierungsschicht separiert werden. Dies geschieht zum Teil von Hand oder durch kommerzielle oder selbst entworfene Maschinen.
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Eine zweite Möglichkeit der Trennung des Kupfers von der Isolierungsschicht wäre eine Verbrennung des Gummis mit Hilfe von Brandbeschleunigern, wodurch derselbe Effekt erzielt werden kann. Dieses Verfahren wird jedoch eher selten angewendet, da die starke Rauchentwicklung im Zuge der Verbrennung zuviel Aufmerksamkeit erregen würde. Meist passieren diese Arbeiten im Verborgenen, zum Beispiel in Kellerräumen.
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Nur das reine Kupferelement aus dem Inneren der Leitung oder des Kabels wird im Anschluss daran verkauft. Dieses besitzt jedoch zu diesem Zeitpunkt keinerlei Markierungen mehr und kann von Behörden und Schrotthändlern nicht mehr als Hehlerware identifiziert werden.
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Daher sind jegliche Anti-Diebstahlsicherungen, die auf einer Markierung der äußeren Isolierungsschicht der Leitungen / Kabel basieren, bei der Identifizierung fragwürdiger Kupferware, zum Beispiel durch einem Schrotthändler, ineffektiv und nicht zu gebrauchen. Eine Aufklärung des Diebstahls oder eine Verhinderung des Verkaufs der Hehlerware ist somit nicht mehr möglich.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen es ermöglicht werden soll, bei einer bereits verlegten oder montierten Leitung oder einem bereits verlegten oder montierten Kabel eine oder mehrere verschiedene Markierungen direkt auf den Leiter (z.B. das Kupfer) aufbringen zu können – ohne dafür die Isolierung und den Mantel entfernen zu müssen. Dadurch soll eine Identifizierung des ursprünglichen Eigentümers des Metalls auch nach Entfernung der Isolierungsschicht gewährleistet werden
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach erfolgt zur Markierung eines Gegenstandes, der von einer Ummantelung und/oder Isolierung umgeben bzw. umhüllt ist, eine Injektion einer Markersubstanz durch eine den Gegenstand umgebende Ummantelung und/oder Isolierung hindurch auf den Gegenstand. Die Markersubstanz ist folglich direkt auf dem Gegenstand (also beispielsweise auf dem Metall, wenn es sich bei dem Gegenstand um einen elektrischen Leiter handelt) aufgetragen und kann so auch nach Entfernen der Ummantelung oder der Isolierung zur Identifizierung des Gegenstands genutzt werden. Das Verfahren lässt sich auch als Injektionsmarkierung bezeichnen.
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Vor der eigentlichen Markierung mit der Markersubstanz erfolgt jedoch eine Injektion eines ersten Gases durch die den Gegenstand umgebende Ummantelung und/oder Isolierung hindurch auf den Gegenstand. Diese Gasinjektion wird dabei unter Druck ausgeführt. Zur Gasinjektion kann ein mit einer entsprechenden Injektionsnadel oder einem Bohrer zuvor geschaffener Zugang zum Gegenstand hindurch genutzt werden.
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Durch eine entsprechende Gasinjektion wird der Raum, der der Markersubstanz bei der anschließenden Injektion zur Verfügung steht, vergrößert. Dadurch ist es möglich, ein größeres Volumen an Markersubstanz auf den Gegenstand aufzubringen bzw. bei der Markersubstanzinjektion mit einem niedrigeren Druck zu arbeiten, als dies ohne vorherige Gasinjektion möglich ist.
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Vorzugsweise erfolgt nach der Injektion der Markersubstanz eine Injektion eines zweiten Gases durch die den Gegenstand umgebende Ummantelung und/oder Isolierung hindurch auf den Gegenstand. Dabei kann erneut der bereits mit der Injektionsnadel oder einem Bohrer zuvor bereitgestellte Zugang genutzt werden. Diese erneute Gasinjektion dient einer möglichst weitreichenden Verteilung der Markersubstanz auf dem Gegenstand bzw. im Hohlraum zwischen dem Gegenstand und der Ummantelung und/oder Isolierung.
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In einer Variante handelt es sich beim ersten Gas und beim zweiten Gas um zwei verschiedene Gase. Alternativ kann jedoch auch zweimal das gleiche Gas eingesetzt werden. Geeignete Gase sind inerte Gase wie etwa Edelgase oder Schutzgase. Ein besonders geeignetes Gas ist Argon. Weitere geeignete Gase sind Stickstoff oder Kohlendioxid.
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Argon ist deswegen ein besonders geeignetes Gas, da es schwerer als Luft ist und somit auf besonders einfache Weise sämtlichen Sauerstoff verdrängen kann. Ferner ist Argon nicht brennbar und nicht toxisch. Statt eines Gases, das nur aus einer Substanz besteht, kann auch eine Mischung bzw. Zusammensetzung verschiedener Gase als erstes Gas bzw. als zweites Gas eingesetzt werden. Derartige Mischungen können beispielsweise aus Argon, Kohlendioxid und Stickstoff sowie gegebenenfalls anderen inerten Gasen bestehen. Geeignete Schutzgasmischungen sind dem Fachmann aus den Bereichen der Lebensmittelindustrie oder aus der Schweißtechnik bereits umfassend bekannt, so dass von einer umfassenden Darstellung entsprechender Schutzgasmischungen abgesehen wird.
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Bei der Auswahl eines geeigneten Gases kommt es insbesondere darauf an, dass das Gas den im Innern der Ummantelung bzw. im Raum zwischen der Ummantelung und dem Gegenstand befindlichen Sauerstoff verdrängen soll, so dass dadurch chemische, biochemische oder enzymatische Reaktionen sowie ein mögliches Wachstum von Mikroorganismen auf ein Mindestmaß reduziert oder ganz unterbunden wird. Insbesondere dann, wenn eine Nukleinsäure wie etwa DNS oder RNS als Markersubstanz eingesetzt wird, kann durch das vorherige und/oder nachträgliche Einbringen eines ersten und/oder zweiten Gases effektiv der enzymatische Abbau der entsprechenden Nukleinsäure unterbunden werden.
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In einer Variante wird als erstes Gas und/oder zweites Gas ein Gas eingesetzt, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Gase mit Ausnahme von Sauerstoff.
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Das erste und/oder zweite Gas, das auf den Gegenstand aufgebracht wird, wird vorzugsweise unter Druck appliziert. Geeignete Drücke liegen dabei in einem Bereich von 2 bis 200 bar. Vorzugsweise liegt der aufzubringende Druck in einem Bereich von 2 bis 20 bar, insbesondere von 3 bis 16 bar, insbesondere von 5 bis 15 bar und ganz besonders von 8 bis 14 bar.
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Zur Bereitstellung des Gases können handelsübliche Gasflaschen eingesetzt werden, die etwa ein Volumen von 1 l bis 200 l fassen. Insbesondere dann, wenn größere Druckgasflaschen oder Gastanks eingesetzt werden, die ein Gas mit Drücken oberhalb eines Bereiches von etwa 12 bis 20 bar bereitstellen, kann der Einsatz eines Druckminderers sinnvoll sein, um ein Gas mit einem niedrigeren Druck bereitstellen zu können. Der Druckminderer wird dabei vorzugsweise zwischen der Gasflasche bzw. dem Gastank und dem Zugang zum Gegenstand (also vorzugsweise vor einer entsprechenden Injektionsnadel) eingesetzt.
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Vorzugsweise wird ein Gasvolumen von etwa 200 bis 5000 ml, insbesondere von etwa 500 bis 1500 ml und ganz besonders von etwa 800 bis 1200 ml (jeweils bezogen auf das Volumen bei atmosphärischem Normaldruck) auf den Gegenstand aufgebracht. Dabei ist es insbesondere dann, wenn in einem länglich erstreckten Gegenstand mehrere räumlich voneinander beabstandete, aber dennoch benachbarte Injektionszugänge für entsprechende Gasinjektionen verwendet werden, möglich, nachfolgende Injektionsvorgänge unter Einsatz eines geringeren Gasvolumens auszuführen als zuvor erfolgte Injektionsvorgänge (insbesondere als den ersten Injektionsvorgang). Denn durch den ersten Injektionsvorgang bzw. anfängliche Injektionsvorgänge ist bereits eine entsprechende Menge des Gases auf den Gegenstand aufgebracht worden, so dass der dort zuvor befindliche Sauerstoff zu einem großen Teil verdrängt ist. Auf diese Art und Weise ist es möglich, nachfolgende Injektionsvorgänge unter Einsatz eines Volumens, das geringer als 1500 ml ist, auszuführen.
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Die Menge des zweiten Gases, das nach der Injektion der Markersubstanz auf den Gegenstand aufgebracht wird, ist vorzugsweise derart bemessen, dass die Reichweite der Markerflüssigkeit auf den Gegenstand etwa um den Faktor 1,5 bis 3,0, insbesondere etwa um den Faktor 2,0 gegenüber einer Einbringung der Markersubstanz ohne nachfolgende Gasapplikation verbessert wird. Mit anderen Worten kann durch eine nachfolgende Gasinjektion beispielsweise etwa eine Verdoppelung der Reichweite der Markersubstanz auf dem Gegenstand erreicht werden.
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Ein wichtiger Bestandteil des Verfahrens ist die Zusammensetzung der einzubringenden Markersubstanz. Vorzugsweise weist die Markersubstanz eine Nukleinsäure auf. Geeignete Nukleinsäuren sind beispielsweise Ribonukleinsäure (RNS) oder Desoxyribonukleinsäure (DNS), wobei aufgrund einfacherer Synthese und besserer Stabilität DNS gegenüber RNS bevorzugt wird. Sowohl die RNS als auch die DNS können einzel- oder doppelsträngig vorliegen. Geeignete Nukleinsäuremoleküle weisen eine Länge von etwa 10 bis 500, insbesondere von 20 bis 400, insbesondere von 30 bis 300, insbesondere von 40 bis 200, insbesondere von 50 bis 150, insbesondere von 60 bis 125, insbesondere von 70 bis 110, insbesondere von 80 bis 100 Basen (bei einzelsträngiger Nukleinsäure) oder Basenpaaren (bei doppelsträngiger Nukleinsäure) auf. Besonders bevorzugt wird eine einzelsträngige DNS mit einer Länge von bis zu 100 Basen.
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Vorzugsweise besteht die Markersubstanz aus einer insbesondere synthetisch hergestellten DNS, die in einer Trägersubstanz gelöst ist. Die Markersubstanz ist folglich insbesondere eine Markerlösung. Weitere Zusätze wie etwa Adhäsive sind ebenfalls möglich. Die eingesetzte Nukleinsäure ist dabei vorzugsweise eine Nukleinsäure mit einer einzigen Sequenz. Auf diese Art und Weise kann bei Material zweifelhafter Quelle durch eine Nukleinsäure-Amplifizierung durch eine Polymerasekettenreaktion (PCR) die Identität des Materials und dessen Eigentümers festgestellt werden. Zur Amplifizierung genügt bereits ein einziges Nukleinsäure-Molekül. In einer weiteren Variante weist die Markersubstanz verschiedene Nukleinsäure-Moleküle mit unterschiedlicher Sequenz auf. Beispielsweise können 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 50, 75, 100 oder mehr als 100 verschiedene Sequenzen in unterschiedlichen Mischungen eingesetzt werden, um eine Vielzahl von unterschiedlichen, jeweils eindeutig identifizierbaren Markersubstanzen bereitzustellen. Nach einer entsprechenden Amplifizierung kann dann aus dem Muster der amplifizierten Nukleinsäure-Sequenzen wiederum eindeutig auf den Eigentümer des Materials bzw. dessen Herkunft geschlossen werden.
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Die Methode der Nukleinsäure-Amplifizierung mittels PCR ist dem Fachmann hinlänglich bekannt und braucht nicht näher erläutert zu werden. Als Primer können den jeweiligen Nukleinsäure-Molekülen partiell komplementäre Nukleinsäuremoleküle verwendet werden. Die jeweiligen PCR-Reaktionen können unter Standardbedingungen durchgeführt werden.
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Die Markersubstanz kann, insbesondere dann, wenn sie eine Nukleinsäure enthält, auch als forensische Markersubstanz bezeichnet werden.
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Es ist auch möglich, einen Farbstoff alternativ zur Nukleinsäure oder zusätzlich zu dieser einzusetzen. Derartige Farbstoffzusätze dienen dazu, den Gegenstand (für das menschliche Auge) sichtbar und/oder unsichtbar einzufärben. Als Farbstoffe eignen sich insbesondere organische und/oder anorganische Farbstoffzusätze.
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In einer Variante enthält die Markersubstanz mikrolithographische Plättchen. Vorzugsweise haben diese eine Größe (durchschnittliche Kantenlänge) von weniger als 1 mm. Mit einer Größe von beispielsweise ca. 0,5 mm erreicht man bereits eine sofortige Auswertemöglichkeit für Behörden und Metallhändler, aus welchem Bestand das Material stammt. Die Plättchen sind dazu vorgesehen und eingerichtet, an dem Gegenstand anzuhaften. Dies kann entweder durch den Plättchen inhärente Eigenschaften oder aber durch den Zusatz eines Klebstoffs zur Markersubstanz erfolgen. Durch den Klebstoff wird sicheres Anheften der Plättchen auf dem Gegenstand gewährleistet.
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Auch im Falle der Verwendung einer Nukleinsäure in der Markersubstanz kann ein Klebstoff eingesetzt werden, um eine bessere Anheftung der Nukleinsäure an dem zu markierenden Gegenstand zu gewährleisten.
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Es ist ebenfalls denkbar, in die Markersubstanz weitere Zusatzstoffe einzumischen, welche den Gegenstand bzw. das Metall (z.B. Kupfer), aus dem er vorzugsweise besteht, auf andere chemische Art und Weise eindeutig markieren.
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Der Gegenstand ist vorzugsweise ein elektrischer Leiter. Der elektrische Leiter kann auch als Stromleiter oder einfach als Leiter bezeichnet werden. Typische Beispiele für derartige Leiter sind Adern oder Litzen. Der Leiter weist vorzugsweise ein Metall auf, insbesondere besteht er aus diesem Metall. Geeignete Metalle sind insbesondere Kupfer, Aluminium und andere Metalle mit guten Leitfähigkeitseigenschaften. Als elektrischer Leiter sind dabei nicht nur Leiter zu verstehen, die zu Stromübertragungszwecken unter Spannung stehen, sondern auch Leiter, die der Erdung, der Signalübertragung oder anderen Zwecken dienen, bei denen ggf. auch nur zeitweilig elektrische Impulse oder Energie übertragen werden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Injektionsvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß den vorherigen Erläuterungen, mit einem mindestens ein Gas enthaltenden Gasspeicher, einem eine Markersubstanz enthaltenden Markersubstanzspeicher, mindestens einer Hohlnadel, die mit dem Markersubstanzspeicher und/oder dem Gasspeicher in Strömungsverbindung steht oder gebracht werden kann, und die dafür vorgesehen und eingerichtet ist, eine Ummantelung und/oder Isolierung, die einen Gegenstand umgeben bzw. umhüllen, zu durchstoßen und einer Auslöseeinrichtung. Erfindungsgemäß ist die Injektionsvorrichtung derart ausgestaltet, dass durch Betätigung der mindestens einen Auslöseeinrichtung zuerst das mindestens eine Gas aus dem Gasspeicher und anschließend die Markersubstanz aus dem Markersubstanzspeicher herausgedrückt wird, so dass zuerst das Gas und nachfolgend die Markersubstanz in die Hohlnadel und weiter durch eine einen Gegenstand umgebende Ummantelung und/oder Isolierung hindurch auf den Gegenstand strömt, wenn die Hohlnadel durch die den Gegenstand umgebende Ummantelung und/oder Isolierung hindurch geführt ist.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung nicht nur eine einzige Hohlnadel auf, sondern eine erste Hohlnadel, die mit dem Gasspeicher in Strömungsverbindung steht oder gebracht werden kann, und eine zweite Hohlnadel, die mit dem Markersubstanzspeicher in Strömungsverbindung steht oder gebracht werden kann. Ferner ist es möglich, dass für jedes einzusetzende Gas bzw. für jede einzusetzende Gasmischung eine separate Hohlnadel vorhanden ist, um auch ohne Spülung der entsprechenden Hohlnadel stets nur das gewünschte Gas dem Gegenstand zuführen zu können.
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Vorzugsweise wird als Hohlnadel eine Hohlnadel mit einem entfernbaren, massiven Kern (einem sogenannten Mandrin) verwendet. Die Außenmaße des Kerns entsprechen dabei vorzugsweise im Wesentlichen den Innenmaßen der Hohlnadel, so dass der Kern vorzugsweise ohne Ausbildung eines Hohlraum in die Hohlnadel eingeführt werden kann und das Innere der Hohlnadel im Wesentlichen vollständig ausfüllt. Beim Einführen der Hohlnadel in die Ummantelung oder Isolierung des zu markierenden Gegenstands ist der Kern in ihrem Innern angeordnet, so dass die Nadel stabiler als eine vergleichbare Hohlnadel ohne Kern ist. Wenn die Hohlnadel ihre bestimmungsgemäße Position erreicht hat, wird der Kern entfernt. Dies kann insbesondere durch ein Herausziehen nach hinten (also vom zu markierenden Gegenstand weg) geschehen. Anschließend kann die Hohlnadel mit einem Schlauch verbunden werden, der die Strömungsverbindung der Hohlnadel mit dem entsprechenden Speicher herstellt.
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In einer weiteren Variante dient die Auslöseeinrichtung auch dazu, nach erfolgter Injektion der Markersubstanz auf den Gegenstand eine Injektion eines zweiten Gases durch die den Gegenstand umgebene Ummantelung und/oder Isolierung hindurch auf den Gegenstand zu ermöglichen. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann die Auslöseeinrichtung dazu verwendet werden, den gesamten Markierungsvorgang mit Einbringung des ersten Gases, Einbringung der Markersubstanz und Einbringung des zweiten Gases zu steuern. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Vorrichtung verschiedene Auslöseeinrichtungen zur Steuerung der einzelnen Verfahrensschritte aufweist. Ebenso kann eine Auslöseeinrichtung für eine Untergruppe der zuvor genannten Verfahrensschritte vorgesehen sein, während eine weitere oder mehrere weitere Auslöseeinrichtungen zur Steuerung der übrigen Verfahrensschritte eingesetzt werden können.
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Die Injektionsvorrichtung kann beispielsweise als Handapparat ausgestaltet sein. Mit ihr wird durch die Hohlnadel die insbesondere forensische Markierungsflüssigkeit durch den Mantel und die Isolierung, welche den Gegenstand umgeben, in den Hohlraum zwischen den einzelnen Metall- bzw. Kupferdrähten des Gegenstands injiziert, wenn dieser aus entsprechenden Metall- bzw. Kupferdrähten besteht. Nach der Befüllung mit dem Markierungsstoffstoff wird die Nadel zurückgezogen und die Metall- bzw. Kupferseele ist dauerhaft markiert. Durch den Einschluss in den Innenbereich der Ummantelung und / oder Isolierung ist die Markierungssubstanz vor sämtlichen Umwelteinflüssen geschützt, und selbst das Entfernen des Mantels und / oder der Isolierung würde die Markierung nicht restlos vom Kupfer ablösen können, so dass eine Identifizierung des derart markierten Gegenstands möglich bleibt.
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Die Auslöseeinrichtung wird vorzugsweise mechanisch, etwa durch einen Fingerdruck betätigt. Sie kann als Auslöseknopf ausgestaltet sein.
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In einer Variante ist ferner eine Verschlussvorrichtung vorgesehen, die die Strömungsverbindung zwischen dem Markersubstanzspeicher und/oder dm Gasspeicher einerseits und der Hohlnadel andererseits herstellen und unterbrechen kann, wobei die Verschlussvorrichtung die Strömungsvorbindung zwischen dem Markersubstanzspeicher und/oder dem Gasspeicher einerseits und der Hohlnadel andererseits herstellt, wenn die Auslöseeinrichtung betätigt wird. Die Verschlussvorrichtung kann beispielsweise als ein elektrisch oder elektronisch gesteuertes Ventil ausgestaltet sein.
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In einer Variante ist der Markersubstanzspeicher und/oder Gasspeicher als Druckbehälter ausgestaltet. Auf diese Weise ist es besonders einfach, nach Öffnen der Verschlussvorrichtung ein Strömen des Gases bzw. der Markersubstanz zur Hohlnadel hin und durch diese hindurch zu ermöglichen.
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In einer weiteren Variante ist der Markersubstanzspeicher ein Behälter, in dem die Markersubstanz drucklos gespeichert ist und durch eine Auspresseinrichtung ausgepresst werden kann. Dies hat den Vorteil, dass nicht mit einem grundsätzlich druckbeaufschlagten Gerät gearbeitet werden muss, soweit die rein markersubstanzdurchströmten Bereiche betroffen sind. In einer alternativen Ausgestaltung weist der Markersubstanzspeicher in dieser Variante eine Aufnahme für die Hohlnadel auf, so dass diese unmittelbar an den Markersubstanzspeicher angeschlossen ist.
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Als Auspresseinrichtung kann beispielsweise eine Schubvorrichtung ausgestaltet sein, die einen längsverschieblichen Kolben aufweist, der für ein Herauspressen der Markersubstanz aus dem Markersubstanzspeicher dient. Der Kolben kann dabei beispielsweise mechanisch bewegt werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann die Schubvorrichtung durch einen elektrischen Motor, einen pneumatischen Antrieb, einen hydraulischen Antrieb, pyrotechnischen Antrieb oder einen Mischantrieb aus zwei oder mehr der vorgenannten Antriebsvarianten betrieben werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Injektionsvorrichtung eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der maximalen Einstichtiefe der Hohlnadel in den zu markierenden Gegenstand auf. So kann verhindert werden, dass die Nadel den zu markierenden Gegenstand versehentlich verfehlt und die Markersubstanz in die Ummantelung bzw. Isolierung vor oder hinter dem Gegenstand oder ganz außerhalb des Kabels oder der Leitung, deren Bestandteil der Gegenstand vorzugsweise ist, abgibt.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Injektionsvorrichtung mindestens eine auswechselbare Haltevorrichtung zum Halten des zu markierenden Gegenstands und dessen Ummantelung und/oder Isolierung auf. Mit einer solchen Haltevorrichtung kann die Injektionsvorrichtung an den Querschnitt des zu markierenden Gegenstands und dessen Ummantelung und/oder Isolierung angepasst werden. Damit kann die Injektionsvorrichtung bei einer Vielzahl von unterschiedlich ausgestalteten Gegenständen eingesetzt werden. Es ist zweckmäßig, die Injektionsvorrichtung zusammen mit einem Satz unterschiedlicher Haltevorrichtungen einzusetzen.
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Vorzugsweise weist die Injektionsvorrichtung eine erste Energiequelle zum Anwärmen und/oder Eröffnen und/oder Verschmelzen einer Einstichstelle der Hohlnadel in der den zu markierenden Gegenstand umgebenden Ummantelung und/oder Isolierung auf. Diese Energiequelle gibt dabei vorzugsweise elektromagnetische Strahlung im für den Menschen nicht sichtbaren Bereich ab.
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Vorzugsweise weist die Injektionsvorrichtung eine zweite Energiequelle zum Markieren und/oder Anvisieren einer Einstichstelle der Hohlnadel in der den zu markierenden Gegenstand umgebenden Ummantelung und/oder Isolierung auf. Diese Energiequelle gibt dabei vorzugsweise elektromagnetische Strahlung im für den Menschen sichtbaren Bereich ab.
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In einer Variante ist die erste Energiequelle und/oder die zweite Energiequelle eine Laserdiode.
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In einer weiteren Variante kann auch eine gemeinsame Energiequelle als erste und zweite Energiequelle eingesetzt werden, sofern die von der gemeinsamen Energiequelle abgegebene Strahlung eine ausreichende Frequenzbreite aufweist, um die vorgenannten Zwecke zu erfüllen.
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In einer Ausgestaltung weist die Injektionsvorrichtung zusätzlich eine Vorrichtung zur Markierung einer Außenschicht der den zu markierenden Gegenstands umgebenden Ummantelung und/oder Isolierung auf. Damit kann die Injektionsvorrichtung beispielsweise dann, wenn der Gegenstand ein elektrischer Leiter ist, zusätzlich zur eindeutigen Markierung des elektrischen Leiters auch zur äußerlich leicht erkennbaren Markierung eines den Leiter aufnehmenden Kabels bzw. einer den Leiter aufnehmenden Leitung eingesetzt werden. Es ist dabei auch denkbar, die zusätzliche Markierungsvorrichtung lediglich dafür einzusetzen, auf einer entsprechenden Leitung oder einem entsprechenden Kabel zu vermerken, dass der innen liegende Leiter mit einer Markersubstanz markiert wurde.
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Die Erfindung betrifft auch einen elektrischen Leiter, der eine zumindest teilweise auf dem elektrischen Leiter haftende Markersubstanz umfasst. Eine Markersubstanz, die nach einer Injektion zwischen einzelnen (Metall-)drähten des elektrischen Leiters verbleibt, ohne dabei notwendigerweise auf der Oberfläche der einzelnen Drähte gebunden zu sein, wird auch als eine haftende Markersubstanz im Sinne der vorliegenden Erfindung betrachtet.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Leitung oder ein Kabel mit mindestens einem elektrischen Leiter, der eine zumindest teilweise auf dem elektrischen Leiter haftende Markersubstanz (insbesondere gemäß den obigen Erläuterungen) sowie eine den Leiter umgebende Ummantelung und/oder Isolierung umfasst.
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Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung einer Nukleinsäure, insbesondere DNS oder RNS, zur Markierung eines Gegenstandes, der von einer Ummantelung und/oder Isolierung umgeben ist. Der Gegenstand kann grundsätzlich ein beliebiger, insbesondere metallischer Gegenstand sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gegenstand um einen elektrischen Leiter. Besonders bevorzugt ist der elektrische Leiter dabei ein Leiter mit einem Kupferanteil oder besteht vollständig aus Kupfer.
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Bevorzugte Ausgestaltungen des beanspruchten Verfahrens sind in analoger Weise auch auf die beanspruchte Vorrichtung übertragbar und umgekehrt. Dies gilt auch für eine analoge Übertragung bevorzugter Ausgestaltungen des Verfahrens oder der Vorrichtung auf den beanspruchten Leiter, die beanspruchte Leitung bzw. das beanspruchte Kabel und die beanspruchte Verwendung.
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Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine vereinfachte schematische Querschnittsdarstellung durch eine Leitung.
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Die 1 zeigt in schematischer Weise einen Querschnitt durch ein Leitung 1, die aus einem Außenmantel 2 als Ummantelung, einer Innenhülle 3 als Isolierung und vier Kupferdrähten 4 als Leiter besteht. In einen zwischen den einzelnen Kupferdrähten 4 gebildeten Hohlraum 5 kann durch eine Nadel eine Markersubstanz eingebracht werden. Die Markersubstanz kann auch auf die Oberfläche der einzelnen Kupferdrähte (vorzugsweise direkt am Übergang vom Leiter zur Isolierung bzw. zum Mantel) aufgetragen werden, so dass ein Durchstechen des Leiters zum Vordringen der Nadel in den Hohlraum 5 nicht notwendig ist.
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Die Leitung 1 der 1 ist ein Beispiel für eine mit einer Doppelisolierung versehene Leitung. Der Außenmantel 2 und die Innenhülle 3 bestehen dabei aus Gummi, könnten grundsätzlich jedoch auch aus einem anderen Material hergestellt sein.
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Beispiel: Durchführung des Markierungsvorgangs eines Leiters als zu markierendem Gegenstand
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- 1. Ein Anwender nimmt eine Injektionsvorrichtung und legt eine zu markierende Leitung in eine Haltevorrichtung ein.
- 2. Nach dem Einstellen der Mantel- und/oder Isolierungsstärke legt er eine Patrone mit einem UV-sichtbaren forensischen Markierungsstoff, welcher mikrolithographische Plättchen und/oder DNS enthält, und fest aufgesetzter Hohlnadel ein.
- 3. Durch Betätigen eines Auslösers schiebt ein Mechanismus die Nadel bis auf die voreingestellte Tiefe durch den Mantel und/oder die Isolierung der Leitung. Nach dem Verriegeln presst ein Kolben den Inhalt der Patrone mit Druck durch die Hohlnadel in den Hohlraum im Mantel und/oder der Isolierung, in dem sich der Leiter befindet.
- 4. Nach dem Loslassen des Auslösers zieht sich die Nadel zurück, und die Leitung wird aus der Halterung freigegeben.
- 5. Sollte die Leitung nun gestohlen und der Mantel und/oder die Isolierung entfernt werden, kann durch das einfache Bestrahlen mit Schwarzlicht beim Schrotthändler der markierte Bereich lokalisiert werden. Durch die Anwendung eines Taschenmikroskops mit ca. 50facher Vergrößerung können vor Ort die mikrolithographischen Plättchen visualisiert und ausgelesen werden.
- 6. Der darauf befindliche Code ist beispielsweise in einer behördeninternen Datenbank gespeichert und wird dem Eigentümer, zum Beispiel "Deutsche Zug GmbH – Streckenabschnitt 4711“ zugeordnet. Der den Leiter Abgebende kann somit mit dem Diebstahl in Verbindung gebracht werden.
- 7. Werden keine Plättchen gefunden, kann ein Abstrich genommen werden. Der Abstrich kann anschließend in einem Labor einer PCR unterzogen werden. Der DNS-Code, welcher nach der Amplifizierungsreaktion visualisiert werden kann, kann anschließend mit den Daten in einem entsprechenden Datenbanksystem verglichen werden. Statt eines Abstriches können von der Oberfläche der markierten Leitung auch einige Partikel gelöst werden, indem man beispielsweise mit einem Messer kleine Stückchen der Leitung abkratzt. Diese Partikel (die die entsprechende Markierung aufweisen) werden dann vorzugsweise in einem sauberen Reaktionsgefäß aufgefangen. Zur späteren Analyse erfolgen dann Elutions- und Aufreinigungsschritte, um die zu analysierende Markierung in geeigneter Weise von den Partikeln des Gegenstands bzw. den Partikeln seiner Ummantelung oder Isolierung zu trennen und für die eigentliche Analyse bereitzustellen.
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Durch dieses Verfahren und die beispielhafte Ausführung der Anbringung erzielt man eine dauerhafte Markierung zum Beispiel von Buntmetall durch eine Ummantelung und/oder Isolierung hindurch. Daraus resultiert auch eine Anwendbarkeit bei bereits verlegten Leitungen und Kabel. Weitere Anwendungslösungen im Bereich von Elektrizitätsversorgern sind damit uneingeschränkt möglich.
