DE102014206599A1

DE102014206599A1 - Versorgungsleitung sowie System zur Anzeige von Betriebszuständen oder Warnsignalen insbesondere im Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014206599A1
Application number: DE102014206599.2A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Goß; Roland Schropp
Original assignee: Leoni Kabel Holding GmbH
Current assignee: Leoni Kabel GmbH
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2015-10-08
Also published as: WO2015150166A1

Abstract

Das Kabel (2) umfasst einen zentralen Leitungskern (4) der zumindest eine Versorgungsader (10) aufweist, und der von einem elektrolumineszenten Leuchtmantel (6) umgeben ist. Der Leuchtmantel (6) weist eine den Leitungskern (4) mantelförmig umgebende Innenelektrode (20) auf, die unter Zwischenlage eines Dielektrikums (22) von einer elektrolumineszenten Leuchtschicht (24) ummantelt ist, welche wiederum von einer Außenelektrode (26) umgeben ist. Durch diesen Aufbau des Kabels (2) ist ein elektrolumineszentes Kabel (2) mit einfachem und kompaktem Aufbau ausgebildet. Dieses wird vorzugsweise in einem System (54) zur Anzeige von Betriebszuständen oder Warnsignalen insbesondere im Kraftfahrzeug integriert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Versorgungsleitung mit einem zentralen Leitungskern, der zumindest eine Versorgungsader aufweist und der von einem elektrolumineszenten Leuchtmantel umgeben ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zur Anzeige von Betriebszuständen oder Warnsignalen insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit einer derartigen Versorgungsleitung.
Eine derartige als elektrisches Kabel ausgebildete Versorgungsleitung ist beispielsweise aus der US 2008/0277135 A1 zu entnehmen. Bei dem bekannten Kabel ist der Leitungskern zur Ausbildung des elektrolumineszenten Leuchtelements von mehreren Leuchtschnüren umwickelt, die von einem transparenten Außenmantel des Kabels umgeben sind. Die einzelnen Leuchtschnüre sind dabei jeweils an eine Steuereinheit angeschlossen, über die die einzelnen Leuchtschnüre angesteuert werden, um diese bedarfsweise zum Leuchten zu bringen.
Bei derartigen Leuchtschnüren basierend auf dem Elektrolumineszenz-Effekt wird allgemein ein elektroluminescierendes Material durch Anlegen einer Wechselspannung zum Leuchten angeregt. Die Leuchtschnüre weisen hierzu regelmäßig eine zentrale Innenelektrode auf, welche von einer als Dielektrikum ausgebildete Isolationsschicht umgeben ist. Auf diese ist eine Leuchtschicht aufgebracht, welche wiederum von einer Außenelektrode umgeben ist. Schließlich ist dieser Aufbau noch von einem isolierenden Mantel umgeben, welcher zumindest transluzent ist. Ein derartiger Aufbau einer Leuchtschnur ist beispielsweise auch aus der US 2004/0247262 A1 zu entnehmen. Die Elektrolumineszenzschicht wird durch Anlegen einer Wechselspannung zwischen Innenelektrode und Außenelektrode zum Leuchten in an sich bekannter Weise angeregt. Dabei liegen häufig Spannungen in Höhe von mehreren hundert Volt an.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen vereinfachten Aufbau einer Versorgungsleitung, insbesondere eines elektrischen Kabels mit einem elektrolumineszenten Leuchtelement anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein System zur Anzeige von Betriebszuständen oder Warnsignalen mithilfe einer solchen Versorgungsleitung anzugeben.
Die im Hinblick auf die Versorgungsleitung angeführte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Versorgungsleitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Versorgungsleitung weist dabei einen zentralen Leitungskern mit zumindest einer Versorgungsader und vorzugsweise mit mehreren Versorgungsadern auf.
Unter Versorgungskern wird vorliegend insbesondere jedwede für sich voll funktionsfähige elektrische oder optische Übertragungsleitung sowie auch eine Leitung zur Übertragung von Fluiden verstanden. Bei den elektrischen und optischen Leitungen handelt es sich wahlweise um Datenleitungen zur Übermittlung von elektrischen oder optischen Signalen. Alternativ handelt es sich bei diesen Leitungen auch um Leitungen zur Leistungsübertragung. Die Erfindung bezieht sich dabei insbesondere auf als elektrische Kabel ausgebildete Versorgungsleitungen.
Unter Leitungsader wird vorliegend jedweder elektrischer, optischer, hydraulischer oder pneumatischer und voll funktionsfähiger einzelner Versorgungsstrang verstanden. Bei einer elektrischen Leitungsader handelt es sich dabei um einen von einem Isoliationsmantel umgebenen elektrischen Leiter, beispielsweise eine Koaxleitung oder eine elektrische Leiterader, bei der ein Leiter(draht) von einem Isolationsmantel umgeben ist, etc. Bei den pneumatischen oder hydraulischen Leitungsadern handelt es sich insbesondere um Hydraulik- oder Pneumatikschläuche.
Der Versorgungskern kann dabei auch als kombinierter Versorgungskern ausgebildet sein, bei dem mehrere unterschiedliche Leitungsadern, also beispielsweise optische / elektrische / hydraulische / pneumatische Leitungsadern, miteinander kombiniert sind.
Vorzugsweise weist der Versorgungskern allgemein mehrere Leitungsadern insbesondere auch der gleichen Art, also insbesondere mehrere elektrische Leitungsadern auf. Der Versorgungskern dient allgemein zur Verbindung und Versorgung zweiter Bauteile miteinander. Unter Versorgung wird auch eine Datenübermittlung verstanden.
Bei einem elektrischen Versorgungskern ist die zumindest eine Versorgungsader dabei gebildet durch einen zentralen Leiter, welcher von einem Isolationsmantel umgeben ist. Üblicherweise sind mehrere derartiger Versorgungsadern in dem Leitungskern zusammengefasst, beispielsweise miteinander verseilt.
In allen Ausführungsvarianten ist der zentrale Leitungskern ergänzend von einem elektrolumineszenten Leuchtelement umgeben, wobei dieses als ein Leuchtmantel ausgebildet ist, also als ein schlauchartiges, den Leitungskern umgebendes Gebilde. Dieser Leuchtmantel selber weist ein den Leitungskern umgebende Innenelektrode, eine durch ein Dielektrikum gebildete Isolationszwischenschicht sowie eine elektrolumineszente Leuchtschicht auf, welche schließlich wiederum von einer Außenelektrode umgeben ist.
Dieser zentrale Leitungskern ist schließlich von einem elektrolumineszenten Leuchtmantel als elektrolumineszentes Leuchtelement umgeben. Die einzelnen Elemente des Leuchtelements und damit des Leuchtmantels, also Innenelektrode, Dielektrikum, elektrolumineszente Leuchtschicht sowie Außenelektrode, sind daher in konzentrischer Anordnung nach Art von kreisringförmigen Lagen um den zentralen Leitungskern herum angeordnet und bilden insofern einen mehrschichtigen Leuchtmantel.
Im Unterschied zu den bisherigen Aufbauten ist daher der Leitungs- oder Kabelmantel selbst unmittelbar durch einen mehrschichtigen Aufbau als das Leuchtelement ausgebildet.
Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, den Leitungskern mit einzelnen Leuchtschnüren zu umwickeln. Durch die Ausgestaltung des Leuchtelements als Leuchtmantel wird ein vereinfachter Aufbau erreicht. Insbesondere kann das ganze Kabel auch kompakter ausgestaltet werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass durch die Ausgestaltung des Leuchtmantels ein vollflächiges Leuchtelement ausgebildet ist im Unterschied zu den bisherigen diskreten Leuchtschnüren, die um den Leitungskern gewickelt waren. Dies führt insgesamt zu einer homogeneren, gleichmäßigeren Lichtabstrahlung.
Insbesondere bei der Ausgestaltung mit mehreren Versorgungsadern sind diese von einem beispielsweise aufextrudierten Innenmantel umgeben, auf den dann die Innenelektrode aufgebracht ist. Der Innenmantel kann dabei in Zwickel und Zwischenräume zwischen den einzelnen Versorgungsadern eindringen. Durch diesen Innenmantel aus einem isolierenden Werkstoff wird insbesondere eine kreisrunde, glatte Oberfläche bereitgestellt, auf die dann die Innenelektrode aufgebracht wird. Grundsätzlich lässt sich über diesen Innenmantel eine gewünschte Sollgeometrie, beispielsweise eine runde, aber auch eine flache oder ovale Sollgeometrie ausbilden. Als Mantelwerkstoff dieses Innenmantels werden Polymere, beispielsweise thermoplaste, duroplaste, aber auch vernetzbare Polymere sowie geschäumte Materialien eingesetzt. Die Zwickelbereiche zwischen den einzelnen Versorgungsadern können entweder mit diesem Mantelmaterial oder auch ergänzend mit Füllelementen wie beispielsweise Füllfäden, Baumwollfüller, Blindelemente, Litzen und so weiter ausgefüllt werden. Bei Verwendung von Füllelementen wird alternativ auf den aufgebrachten Innenmantel verzichtet. Vorzugsweise ist eine Kombination derartiger Füllelemente mit dem Innenmantel ausgebildet. Der Leitungskern ist in diesem Fall daher gebildet von den mehreren Versorgungsadern und dem Innenmantel und / oder den Füllelementen. Bei den Füllelementen handelt es sich dabei vorzugsweise um Beidrähte oder Beilitzen, die vorzugsweise zur verbesserten Kontaktierung der Innenelektrode herangezogen werden.
In bevorzugter Weiterbildung ist dabei bereits auch die Innenelektrode als ein den Leitungskern umgebender Innenmantel ausgebildet. Auch bei dieser handelt es sich daher um einen den Leitungskern vollumfänglich umgebende Schicht.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist dabei die Innenelektrode als ein elektrisch leitfähiges Geflecht ausgebildet oder weist zumindest ein solches auf. Ergänzend ist zweckdienlicherweise vorgesehen, dass zur Ausbildung der Innenelektrode Beidrähte eingezogen sind, die beispielsweise das Geflecht zusätzlich an dessen Innen- oder auch Außenseiten elektrisch kontaktieren. Bei dem Geflecht handelt es sich um ein an sich bekanntes Geflecht, wie es beispielsweise zu Abschirmzwecken bei Kabeln eingesetzt wird. Insbesondere ist das Geflecht als ein Geflechtschlauch ausgebildet oder in sonstiger üblicher Weise auf den Leitungskern aufgebracht.
Alternativ zu diesem Geflecht weist die Innenelektrode ein insbesondere auf den zentralen Leitungskern aufextrudiertes leitfähiges Polymer auf. Zur Herstellung werden daher übliche Verfahrenskonzepte bei der Kabelherstellung eingesetzt. Alternativ zu einem Extrusionsprozess lässt sich das leitfähige Polymer auch durch andere Auftragsverfahren wie beispielsweise Sputtern, Lackieren, Eintauchen etc. aufbringen. Zweckdienlicherweise ist auch bei dieser Ausführungsvariante ein Draht zur elektrischen Kontaktierung angeordnet.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung wird die Innenelektrode sowohl aus einem Geflecht als auch aus einem dieses umgebendes leitfähiges Polymer gegebenenfalls unter Ergänzung eines Beidrahts ausgebildet. Das leitfähige Polymer ummantelt daher das Geflecht. Dadurch wird der elektrische Widerstand der Innenelektrode möglichst gering eingestellt. Durch die Ummantelung mit dem leitfähigen Polymer, beispielsweise durch einen Extrusionsprozess oder durch Sputtern, Lackieren usw. füllt das Polymer die Strukturen des Geflechts auf. Dadurch ist insgesamt ein glatter Mantel ausgebildet, der sich kontinuierlich über die gesamte Länge des Kabels erstreckt. Auf diesen glatten Mantel kann dann das Dielektrikum aufgebracht werden.
Unter Beidraht wird im vorliegend allgemein ein strangförmiger, leitfähiger Körper, insbesondere ein metallischer Draht verstanden. Alternativ hierzu handelt es sich um einen leitfähigen Polymerstrang oder auch um einen mit einer leitfähigen Beschichtung versehenen Trägerstrang, beispielsweise eine Aramidfaser.
Alternativ hierzu ist die Innenelektrode als eine Bandierung ausgebildet oder weist zumindest eine solche auf. Die Bandierung umfasst hierzu ein leitfähiges Band, welches um den zentralen Leitungskern gewickelt ist. Das Band kann allgemein eine beliebige Querschnittsfläche aufweisen, beispielsweise eine gerundete, ovale oder auch quadratische. Bevorzugt weist das Band eine in etwa rechteckförmige Querschnittsfläche auf. Das Band kann insgesamt auch insbesondere konkav oder konvex gekrümmt ausgebildet sein. Dabei kann es sich insbesondere um eine Bandierung mit vollständiger Überdeckung handeln, sodass sich also die einzelnen Wicklungen des Bandes überlappen. Zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit ist wiederum vorzugsweise ein Beidraht angeordnet und / oder ergänzend eine weitere leitfähige Schicht, beispielsweise ein leitfähiges Polymer.
In besonders zweckdienlicher Ausgestaltung umfasst der Leuchtmantel allgemein eine Bandierung mit einem mehrschichtigen Band, welches mehrere Funktionsschichten aufweist. Die Funktionsschichten stellen dabei mehrere der Funktionen der Innenelektrode, Dielektrikum, Leuchtschicht und Außenelektrode bereit. Durch diese Ausgestaltung wird daher erreicht, dass durch einen lediglich einzigen Verfahrensschritt, nämlich die Aufbringung der Bandierung, gleichzeitig mehrere der Funktionsschichten ausgebildet werden und somit Prozessschritte eingespart sind.
Zweckdienlicherweise handelt es sich bei dem mehrschichtigen Band um ein zumindest vierschichtiges Band, welches eine leitfähige Innenschicht aufweist, die die Innenelektrode bildet. Auf diese leitfähige Innenschicht ist eine erste das Dielektrikum bildende Zwischenschicht aufgebracht. Auf die erste Zwischenschicht ist anschließend eine zweite Zwischenschicht aufgebracht, die die Leuchtschicht bildet und auf dieser wiederum ist eine Außenschicht aufgebracht, die die Außenelektrode bildet. Bei dieser Außenschicht handelt es sich dabei um eine zumindest transluzente Schicht, sodass das von der Leuchtschicht emittierte Licht durch die Außenschicht hindurchdringen kann.
Alternativ zu diesem zumindest vierschichtigen Aufbaus sind auch Zwischenausgestaltungen möglich. So ist gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ein doppelschichtiges Metallband mit einer Innenschicht und der ersten Zwischenschicht für das Dielektrikum ausgebildet. Die erste Zwischenschicht besteht allgemein aus einem Isolationswerkstoff.
Gemäß einer weiteren Variante ist ein dreischichtiger Aufbau mit Innenschicht, erster Zwischenschicht und zweiter, die Leuchtschicht bildende Zwischenschicht ausgebildet. Diese besteht daher allgemein aus einem elektrolumiszierenden Material.
Ergänzend ist bei diesem dreischichtigen Aufbau unmittelbar auf dem Band noch ein Kontaktierungselement, insbesondere ein Beidraht angeordnet, welches also Bestandteil des Bandes ist. Dieses Kontaktierungselement dient daher als Außenelektrode. Bereits dieser dreischichtige Aufbau mit dem zusätzlichen Kontaktierungselement weist daher sämtliche Funktionsschichten des Leuchtmantels auf. Allgemein ist daher in zweckdienlicher Ausgestaltung vorgesehen, dass das mehrschichtige Band alle für die Ausbildung des Leuchtmantels erforderlichen Funktionen in sich vereint.
Bei dem erwähnten vierschichtigen Aufbau mit der als Außenschicht ausgebildeten Außenelektrode besteht diese Schicht insgesamt aus einem leitfähigen Material, die zumindest transluzent ist. Hierzu ist beispielsweise leitfähiges Material in eine klare Polymermatrix eingebettet. Alternativ handelt es sich bei der Außenschicht um eine oxidische Schicht, beispielsweise eine Indium-Zinn-Oxid-Schicht, wie sie beispielsweise in Flüssigkristalldisplays als durchsichtige Elektroden eingesetzt werden. Für die Elektrode eignen sich auch Silbernanodrähte. Weitere Materialien, welche sich für solche transluzenten Außenelektroden eignen sind FTO (Fluor-Zinn-Oxide), AZO (Antimon-Zinn-Oxid), PEDOT: PSS (Poly 3,4-Ethylendioxythiophen) und Mischungen aus diesen.
Weiterhin ist in alternativer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Außenschicht als eine metallische Dünnschicht, beispielsweise eine aufgedampfte Metallschicht beispielsweise aus Silber ausgebildet ist. Durch die extrem dünne Schicht im Bereich von typischerweise unter 1 µm ist die Transluzenz der Außenelektrode gewährleistet.
Weitere Varianten des Aufbaus des Leuchtmantels unter Zuhilfenahme eines mehrschichtigen Bands sind ebenfalls möglich. So wird beispielsweise zur Ausbildung eines Schichtaufbaus mit elektrisch leitfähiger Schicht und Isolationsschicht eine leitfähige Beschichtung oder ein Geflecht mit einer isolierenden Folie umwickelt. Oder es wird auch eine leitfähige Beschichtung nochmals mit einem Geflecht umflochten, um die Leitfähigkeit zu verbessern.
Alternativ zu der Ausgestaltung mit dem mehrschichtigen und das Dielektrikum aufweisenden Band ist das Dielektrikum zweckdienlicherweise als ein extrudierter geschäumter, oder auch gewickelter oder gefalteter Mantel ausgebildet. Weiterhin kann das Dielektrikum durch eine Tauchbadbeschichtung durch Eintauchen in ein geeignetes Bad ausgebildet werden. Im Fall des gewickelten oder gefalteten Mantels ist das Dielektrikum daher als eine um die Innenelektrode gewickelte oder gefaltete isolierende Folie ausgebildet. In den weiteren alternativen Ausgestaltungen ist die Innenelektrode durch einen Extrusions- oder Schäumprozess unmittelbar von einem extrudierten oder geschäumten Mantel umgeben. Dieser erstreckt sich daher kontinuierlich über die gesamte Länge des Kabels als durchgehender Mantel. Hierbei wird allgemein beim Herstellen das Isoliermaterial des Dielektrikums als viskoses, plastisch verformbares, pastöses Material auf die Innenelektrode aufgebracht und härtet anschließend aus. Bei dem Material handelt es sich dabei insbesondere um einen thermoplastischen Kunststoff, welcher beispielsweise mit einem Heißextrusionsverfahren aufgebracht wird. Im Hinblick auf einen geschäumten Mantel erfolgt die Schäumung mit Hilfe von chemischen Aktivatoren oder auch auf physikalischem Weg.
Der Vorteil eines geschäumten Mantels besteht darin, dass im Dielektrikum ein hoher Gasanteil integriert ist. Hierdurch wird eine hohe Spannungs- und Durchschlagsfestigkeit erreicht. Allgemein muss das Dielektrikum eine ausreichend hohe derartige Spannungsfestigkeit in Höhe der typischen Betriebsspannung aufweisen, die im Bereich von mehreren 100 Volt liegt. Zudem muss diese Spannungsfestigkeit auch bei mechanischer und thermischer Beanspruchung, also beim Biegen, Strecken oder bei einer Torsion des Kabels sowie bei einer Beanspruchung durch Hitze und Kälte ausreichend hoch sein.
Im Falle des geschäumten Dielektrikums wird beispielsweise ein Polyurethanschaum eingesetzt, bei dem eine chemische Reaktion aus zwei Komponenten, nämlich ein Polyol und einem Isocyanat erfolgt. Diese zwei Komponenten werden kurz vor dem Auftrag auf die Leitung vermischt und reagieren dann auf dieser zu einem stabilen und trockenen Schaum ab.
Schließlich ist in bevorzugter Ausgestaltung auch die Leuchtschicht als Mantel, also nach Art eines schlauchförmigen Gebildes auf das Dielektrikum unmittelbar aufgebracht. Bei dem Mantel handelt es sich insbesondere um einen Dünnschicht-Mantel mit einer Mantelstärke im Bereich von typischerweise einigen µm, beispielsweise im Bereich von 5 bis 50 µm, insbesondere im Bereich von 15 bis 35 µm.
Zur Ausbildung der Leuchtschicht weist diese allgemein elektrolumineszente Partikel auf, die typischerweise in oder auf einem Trägerwerkstoff ein oder aufgebracht sind. Bei derartigen elektrolumineszenten aktiven Materialien handelt es sich beispielsweise um dotierte Zinksulfide, beispielsweise mit Mangan, Kupfergold, Silber oder mit Kalium dotierte Zinksulfide. Auch ist die Verwendung von phosphorbasierten Leuchtstoffen bekannt. Derartige elektrolumineszente Partikel sind als vorgefertigte Produkte am Markt beispielsweise unter den Markennamen Lyttron, Luxprint oder Briflex bekannt.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante werden die elektrolumineszenten Partikel in eine Trägermatrix, also in ein Trägermaterial eingebracht, welches zum Auftragen eine viskose Masse ausbildet, die dann auf das Dielektrikum aufgebracht wird. Dieses Aufbringen erfolgt dabei wahlweise durch einen Extrusionsvorgang, beispielsweise eine Kalt- oder auch eine Heißextrusion, durch einen Gießvorgang, bei dem die viskose Masse über das Dielektrikum gegossen wird, oder auch durch Aufsprühen der viskosen Masse. Die Viskosität der Masse wird dabei entsprechend dem jeweiligen Auftragsverfahren geeignet eingestellt. Dies erfolgt beispielsweise durch Zugabe eines geeigneten Lösungsmittels, sodass die Viskosität auf den gewünschten Wert eingestellt ist.
Im Falle eines Extrusionsvorgang wird dabei eine pastöse Masse bereitgestellt, die insbesondere mittels Kaltextrusion aufgetragen wird. Hierbei werden Temperaturen typischerweise von Raumtemperatur und bis maximal 40 bis 60° C eingestellt, gegebenenfalls unter aktiver Kühlung. Eine Förderschnecke des Extruders dient daher ausschließlich dazu, den erforderlichen Extrusionsdruck aufzubauen, ohne dass eine zusätzliche Aufheizung erfolgt beziehungsweise es erfolgt nur eine geringe Aufheizung.
Im Falle des Übergießens weist die viskose Masse im Vergleich zu der Leuchtpaste eine geringere Viskosität auf. Das Übergießen erfolgt dabei vorzugsweise inline innerhalb mehrerer aufeinander folgender Prozessschritte. Zweckdienlicherweise erfolgt es mehrfach, also kaskadiert, um die gewünschte Schichtdicke und eine gewünschte Überdeckung zu gewährleisten.
Auch beim Eintauchen eines vorbereiteten Leitungsstrangs mit dem nur teilweise ausgebildeten Leuchtmantel in eine derartige viskose Masse weist diese eine lediglich geringe Viskosität auf. Bei diesem Verfahren der Tauchbadbeschichtung wird das Kabel beispielsweise in einem kontinuierlichen Prozess durch ein Tauchbad gezogen. Bei dem Tauchbad handelt es sich daher um ein mit der viskosen Masse gefülltes Becken. Nach dem Durchlaufen dieses Beckens wird dabei zweckdienlicherweise der Leitungsstrang vertikal nach oben abgezogen, wodurch eine homogene gleichmäßige Schichtdicke umlaufend erzeugt wird. Der Leitungsstrang wird dabei insbesondere über Umlenkrollen geführt.
Schließlich wird auch bei dem Aufdüsen oder Aufspritzen eine geringe Viskosität eingestellt, sodass die Masse auf den Leitungsstrang aufgespritzt werden kann, um eine Dünnschicht auszubilden.
In allen Fällen wird anschließend die aufgebrachte viskose Masse getrocknet, insbesondere werden die enthaltenen Lösungsmittel wieder ausgetrieben. Dies erfolgt insbesondere auf thermischem Wege, also mit Heizunterstützung. Hierzu werden beispielsweise im Inline-Prozess entsprechende Öfen, Heizstrahler oder Gebläse angeordnet, durch die der präparierte Leitungsstrang vorzugsweise kontinuierlich hindurchgeführt wird. Alternativ kann auch der gesamte Leitungsstrang, insbesondere die elektrisch leitfähigen Elemente durch induktives Aufheizen erwärmt werden, sodass durch die innere Erwärmung das flüchtige Lösungsmittel ausgetrieben wird.
In alternativen Ausgestaltungen zu der Variante, bei der die lumineszenten Partikel in einem lösungsmittelhaltigen Masse integriert sind, sind die Partikel in einem thermoplastischen Kunststoff als Trägerwerkstoff oder auch in einem ein- oder mehrkomponentigen reaktiven Kunststoff-System integriert. Im letzten Fall handelt es sich insbesondere um zwei Komponenten-Systeme wie beispielsweise Epoxidharze, Polyurethan-Schäume etc. Derartige reaktive Systeme härten aufgrund der chemischen Reaktion nach dem Aufbringen auf den Leitungsstrang aus.
Schließlich wird in einer weiteren alternativen Ausgestaltung eine UV-aushärtende Masse verwendet, welche also nach dem Prinzip der Photopolymerisation (Radikalkettenpolymerisation) aushärtet. Das Auftragen erfolgt dabei insbesondere mittels Extrusion, vorzugsweise Kaltextrusion. Die Aushärtung beziehungsweise Trocknung erfolgt vorzugsweise ebenfalls in einem Inline-Prozess durch ein kontinuierliches Verfahren.
Alternativ zu der Ausgestaltung mit der viskosen Masse mit den darin eingebrachten lumineszenten Partikel, wird die Leuchtschicht in bevorzugter Ausgestaltung durch das Aufbringen der lumineszenten Partikel auf einen bereits ausgebildeten Trägermantel aus dem Trägerwerkstoff ausgebildet oder auch durch einen galvanischen Prozess.
Zum Aufbringen der lumineszenten Partikel auf einen zuvor beispielsweise aufextrudierten Trägermantel aus einem geeigneten Kunststoff werden die lumineszenten Partikel, die üblicherweise als Pulver vorliegen, in den weichen Trägermantel eingebettet. Hierzu wird beispielsweise das Pulver unmittelbar nach einem Extrusionskopf beim Heißextrusionsvorgang aufgebracht, so dass der Trägerwerkstoff noch nicht ausgehärtet ist und damit die Oberfläche noch sehr klebrig ist. Bei dieser Variante reicht es aus, die Partikel auf den Leitungsstrang zu streuen, aufzublasen oder den Leitungsstrang durch ein Pulverbad hindurch zu ziehen. Aufgrund der klebrigen Oberfläche bleiben die einzelnen Partikel an dieser hängen und werden in dem noch schmelzflüssigen Kunststoff eingebettet.
Zweckdienlicherweise werden anschließend, beispielsweise nach Durchlaufen des Pulverbads, überschüssige und nicht anhaftende Partikel wieder entfernt, insbesondere durch Abblasen.
Alternativ hierzu wird der Trägermantel durch eine Erwärmung etwas erweicht, beispielsweise durch einen (Rohr)-Ofen, ein Heißluftgebläse, ein Infrarotheizer oder ähnliches, durch die der Leitungsstrang hindurchgeführt wird. Nachfolgend zu einer derartigen zusätzlichen externen Wärmequelle wird dann das Pulver mit den Elektrolumineszenz-Partikeln auf den Leitungsstrang aufgestreut, geblasen oder der Leitungsstrang wird wiederum durch ein Pulverbad geführt. Voraussetzung hierfür ist, dass es sich bei dem Trägerwerkstoff des Trägermantels um einen thermoplastischen Werkstoff handelt, der also durch die Wärmebehandlung erweicht werden kann.
In einer alternativen Methode werden schließlich in bevorzugter Ausgestaltung die einzelnen Partikel auf die Oberfläche des Trägermantels mit hoher kinetischer Energie aufgebracht, sodass aufgrund der hohen kinetischen Energie die Partikel in die Oberfläche eindringen und in dieser eingebettet sind. Hierzu werden die Partikel beispielsweise mittels Düsen auf die Oberfläche des Trägermantels aufgeschossen. Durch die hohe kinetische Energie, die beim Aufprall in Wärmeenergie umgesetzt wird, erfolgt ein lokales Anschmelzen und die Partikel bleiben wiederum an der Oberfläche haften. Auch hier ist der Einsatz eines thermoplastischen Trägerwerkstoffs erforderlich beziehungsweise ein Werkstoff, welcher unter Beschuss mit Partikeln plastisch verformbar ist, sodass diese im Trägerwerkstoff eingebettet sind.
Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit, die einzelnen Partikeln mithilfe eines galvanischen Prozesses aufzubringen. Hierbei sind die einzelnen Partikel in einem elektrolytischen Bad gelöst, durch welches der Leitungsstrang hindurchgeführt wird, sodass sich in an sich bekannter Weise auf galvanischen Weg auf der Oberfläche des Leiterstrangs eine Dünnschicht bestehend aus den lumineszenten Partikeln abscheidet.
Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Außenelektrode ist diese in zweckdienlicher Ausgestaltung ebenfalls als ein den Leitungsstrang vollumfänglich umgebender Mantel ausgebildet. Die Außenelektrode selbst ist daher wiederum als ein schlauchartiges Gebilde ausgebildet. Hierbei ist erforderlich, dass die Außenelektrode zumindest transluzent oder auch transparent ist, dass das von der Leuchtschicht emittierte Licht nach außen gelangen kann.
Zur Ausbildung eines derartigen transluzenten Mantels ist die Außenelektrode dabei wahlweise als ein leitfähiges Band, ein leitfähiges aufextrudiertes Polymer oder auch als eine transluzente Oxidschicht ausgebildet oder umfasst zumindest ein derartiges Band, eine derartige Polymer- oder Oxidschicht.
Zweckdienlicherweise ist zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit der Außenelektrode weiterhin ein Beidraht ausgebildet, welche also den transluzenten Mantel, gebildet beispielsweise durch das aufextrudierte Polymer oder auch die transluzente Oxidschicht, kontaktiert. Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass die Außenelektrode durch einen oder mehrere derartiger Beidrähte gebildet ist, die beispielsweise längsverlaufend angeordnet sind oder auch um den Leitungsstrang gewickelt sind.
Bei der Ausgestaltung der Außenelektrode als mantelförmig aufgebrachte Oxidschicht ist diese wiederum als eine Dünnschicht aufgebracht, mit einer Schichtdicke < 10 µm !. Wie bereits zu dem mehrschichtigen Band erläutert handelt es sich hierbei beispielsweise um eine Indium-Zinn-Oxid-Schicht. Alternative Materialien sind beispielsweise AG-NW, FTO, AZO, ATO, PIDOT: PSS sowie Mischungen aus diesen.
Zum Aufbringen dieser transluzenten Oxidschicht wird beispielsweise ein Sol-Gel-Verfahren, eine Kathodenzerstäubung, ein galvanischer Prozess oder ein Aufdampfprozess eingesetzt.
Bei der Ausgestaltung der Außenelektrode als ein Mantel aus einem extrudierten leitfähigen Polymer wird vorzugsweise wiederum ein Extrusionsvorgang, beispielsweise ein Heiß- oder auch ein Kalt-Extrusionsprozess mit einem leitfähigen Gel oder eine leitfähige Paste eingesetzt.
Bei der Variante mit dem leitfähigen Band wird die Außenelektrode als bandagierte leitfähige Folie ausgelegt, welche um das Kabel gewickelt wird. Alternativ ist auch ein Längseinlaufen der Folie ermöglicht.
Der gesamte Aufbau des Leitungsstrangs mit dem Leuchtmantel ist schließlich noch von einem zumindest transluzenten oder auch transparenten Außenmantel umgeben, welcher also einen Kabel-Außenmantel und damit einen Schutzmantel bildet. Bei diesem handelt es sich vorzugsweise um einen aufextrudierten Mantel.
Dieser dient neben dem Schutz vor Umwelteinflüssen wie beispielsweise mechanische, thermische und chemische Belastungen, auch dazu, die Außenelektroden – insbesondere im Fall von Beidrähten – in Position zu halten. Der Außenmantel besteht insbesondere aus einem optisch klaren Polymer, wie beispielsweise Polyurethan, Silikon oder auch ein füllstofffreies PVC. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, in diesen thermoplastischen Werkstoff Farbkonzentrate einzubringen, sodass insgesamt eine gezielte Einfärbung der Leitung erreicht wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Leuchtmantel insgesamt vollständig homogen und durchgehend über die gesamte Länge des Kabels ausgebildet. Alternativ hierzu ist in bevorzugter Ausgestaltung eine Segmentierung des Leuchtmantels ausgebildet, sodass er also Leuchtzonen aufweist, zwischen denen inaktive Zonen ausgebildet sind, die also nicht aktiv leuchten sondern vielmehr dunkel sind. Die Leuchtzonen sind beispielsweise als Längs- oder Querstreifen ausgebildet. Grundsätzlich sind hier unterschiedlichste Designvarianten möglich.
Die auf das System gerichtete Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein System zur Anzeige von Betriebszuständen oder Warnsignalen mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Dieses System wird insbesondere in einem Kraftfahrzeug eingesetzt und umfasst das zuvor beschriebene Kabel. Dieses ist gleichzeitig zur Übertragung von Daten oder zur Leistungsversorgung eingesetzt. Ergänzend ist das Kabel an eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Leuchtmantels angeschlossen, um also bedarfsweise Betriebszustände beispielsweise des Kabels oder auch von elektrischen Komponenten anzuzeigen oder auch um Signale anzuzeigen.
Insbesondere werden über das Kabel und den Leuchtmantel Überlastsituationen angezeigt, wenn also beispielsweise über dem zentralen Leitungskern ein Überlaststrom geleitet wird. Dies wird von der Steuereinheit detektiert, welche darauf hin den Leuchtmantel aktiviert, sodass dieser leuchtet.
Alternativ werden Betriebszustände angezeigt, beispielsweise ein An / Aus-Zustand einer mit dem Kabel versorgten elektronischen Komponente, ein Stand-by-Zustand, ein Zustand des Ladens beispielsweise bei einem Akkumulator, oder auch der Zustand einer zu geringen Kapazität des Akkumulators etc. Darüberhinaus besteht natürlich auch die Möglichkeit, derartige Kabel neben ihrer Funktion als Datenleitung oder Leistungsversorgungsleitung als Designelement beispielsweise im Kraftfahrzeuginnenraum oder zur Beleuchtung von Konturen einzusetzen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in vereinfachten Darstellungen:
1 Eine Querschnittsdarstellung eines Kabels mit einem zentralen Leitungskern, welcher von einem Leuchtmantel umgeben ist gemäß einer ersten Ausführungsvariante,
2 eine perspektivische Darstellung eines Leitungstrangs eines Kabels in einer Zwischenfertigungsstufe gemäß einer zweiten Ausführungsvariante,
3 eine perspektivische Darstellung eines Kabels mit zentralem Leitungskern, welcher von einem Leuchtmantel umgeben ist gemäß einer weiteren Ausführungsvariante,
4 eine perspektivische Darstellung eines Leitungsstrangs eines Kabels in einer Zwischenfertigungsstufe gemäß einer weiteren Ausführungsvariante mit einer Bandierung,
5a bis 5e unterschiedliche Ausführungsvarianten eines ein- oder mehrschichtigen Bands für eine Bandierung zur Ausbildung des Leuchtmantels,
6a eine stark vereinfachte schematisierte Darstellung einer Leuchtschicht gemäß einer ersten Variante,
6b eine stark schematisierte vereinfachte Darstellung einer Leuchtschicht gemäß einer zweiten Ausführungsvariante sowie
7 eine stark vereinfachte schematisierte Darstellung eines Systems zur Anzeige von Betriebszuständen oder Warnsignalen mit einem Kabel mit einem Leuchtmantel.
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ein in 1 dargestelltes Kabel 2 weist allgemein einen zentralen Leitungskern 4 auf, welcher von einem Leuchtmantel 6 umgeben ist und welcher wiederum von einem transluzenten oder transparenten Außenmantel 8 umgeben ist.
Der zentrale Leitungskern 4 weist im Ausführungsbeispiel der 1 mehrere Versorgungsadern 10, nämlich im Ausführungsbeispiel drei Versorgungsadern 10 auf. Eine jeweilige Versorgungsader 10 ist gebildet durch einen zentralen Leiter 12, welcher von einem Isolationsmantel 14 umgeben ist. Bei diesem handelt es sich üblicherweise um einen auf den Leiter 12 aufextrudierten Isolationsmantel 14. Ergänzend weist der Leitungskern 4 gemäß 1 Füllelemente 16 auf, welche nach Art von Strängen ausgebildet sind. Diese sind jeweils in einem Zwickelbereich zwischen den einzelnen Versorgungsadern 10 angeordnet. Schließlich umfasst der Leitungskern 4 weiterhin einen Innenmantel 18, bei dem es sich insbesondere um einen aufextrudierten Innenmantel 18 handelt. Dieser besteht aus einem Polymermaterial, insbesondere ein Thermoplast, welcher auch in den Zwickelbereichen zwischen den einzelnen Versorgungsadern 10 und zwischen die Füllelemente 16 eindringt. Über diesen Innenmantel 18 wird eine gewünschte Außenkontur des Kabels 2 definiert. Im Ausführungsbeispiel wird eine kreisrunde Außenkontur festgelegt.
Der zentrale Leitungskern 4 ist von einer Innenelektrode 20 ummantelt, die also einen elektrisch leitfähigen Mantel ausbildet den Leitungskern 4 vorzugsweise vollständig sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung umschließt. Die Innenelektrode 20 ist wiederum von einem Dielektrikum 22 ummantelt, welches ebenfalls einen vorzugsweise sowohl in Umfangs- als auch in Längsrichtung vollständig umschließenden Mantel aus einem Isolationsmaterial ausbildet. Die durch das Dielektrikum 22 gebildete Zwischenlage weist dabei eine für den Anwendungsfall ausreichend hohe Spannungsfestigkeit auf.
Das Dielektrikum 22 wiederum ist unmittelbar von einer Leuchtschicht 24 aus einem elektrolumiszenten Material ummantelt. Die Leuchtschicht 24 wiederum ist von einer Außenelektrode 26 umgeben, welche im Ausführungsbeispiel der 1 ebenfalls als vollständig umlaufender Mantel ausgebildet ist. Diese vier Funktionselemente, nämlich Innenelektrode 20, Dielektrikum 22, Leuchtschicht 24 sowie Außenelektrode 26 bilden den elektrolumineszenten Leuchtmantel 6 aus.
Der zentrale Leitungskern 4 dient wahlweise als Datenleitung oder auch als Leitung zur Strom- oder Spannungsübertragung. Bei den einzelnen Versorgungsadern 10 kann es sich um Litzenleiter oder auch um massive Drahtleiter oder auch sonstige Versorgungsadern 10, beispielsweise auch Koax-Leitungen etc. handeln. Grundsätzlich sind für den zentralen Leitungskern 4 mit den darin angeordneten Versorgungsadern 10 unterschiedlichste Ausgestaltungen möglich. Entscheidend ist, dass dieser zentrale Leitungskern 4 anstelle eines herkömmlichen Außenmantels nunmehr zunächst von dem Leuchtmantel 6 umgeben ist. Durch Anlegen einer geeigneten Wechselspannung an die Innenelektrode 20 an die Außenelektrode 26 kann die Leuchtschicht 24 aktiv zum Leuchten gebracht werden. Dadurch wird insgesamt ein Leuchten des gesamten Kabels 2 hervorgerufen. Das von der Leuchtschicht 24 imitierte Licht wird durch den zumindest transluzenten und vorzugsweise transparenten Außenmantel 8 nach außen geleitet. Im Bereich des aktiven Leuchtmantels 6, also in solchen Bereichen, wo dieser aktiv Licht emittiert, wird das Kabel 2 homogen und gleichmäßig ausgeleuchtet.
Dieser grundsätzliche Aufbau mit der Ummantelung des zentralen Leitungskerns 4 mit einem Leuchtmantel 6 ist bei sämtlichen nachfolgend beschriebenen Ausführungsvarianten grundsätzlich identisch. Die einzelnen Funktionsschichten des Dielektrikums 22, sowie der Leuchtschicht 24 umgeben dabei jeweils den zentralen Leitungskern 4 mantelförmig und insbesondere in konzentrischen Schichten. Vorzugsweise gilt dies auch für die Außenelektrode 26.
Die einzelnen Schichten, nämlich Innenelektrode 20, Dielektrikum 22, Leuchtschicht 24 sowie Außenelektrode 26 können dabei unterschiedlich aufgebaut und hergestellt werden.
2 zeigt einen Leiterstrang 30 einer zweiten Ausführungsvariante, wobei es sich bei dem Leiterstrang 30 um eine Zwischenfertigungsstufe des Kabels 2 handelt und noch nicht alle Mantelschichten ausgebildet sind.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 1 weist die Ausführungsvariante der 2 beispielsweise keinen Innenmantel 18 auf. Vielmehr ist der zentrale Leitungskern 4 durch die einzelnen Versorgungsadern 10 gebildet. In dem Zwickel dieser Versorgungsadern 10 verlaufen Beidrähte 32. Bei diesen handelt es sich wahlweise um massive Drähte oder auch um Litzendrähte. Diese Beidrähte 32 bilden auf der einen Seite Füllelemente 16 zum Ausfüllen der Zwickelbereiche und bilden andererseits bereits einen Teil der Innenelektrode 20. Der Leitungskern 4 mit den Beidrähten 32 ist im Ausführungsbeispiel zunächst von einem leitfähigen Geflecht 34 ummantelt. Das Geflecht 34 ist dabei als ein schlauchartiges Gebilde ausgestaltet. Das Geflecht 34 wiederum ist von einem Mantel aus einem leitfähigen Polymer 36 umgeben. Dieser Mantel aus leitfähigem Polymer 36 wird vorzugsweise als eine viskosen Masse auf das Geflecht 34 aufgebracht, insbesondere aufextrudiert und härtet dann aus. Dadurch werden eventuelle Zwischen- und Freiräume zwischen den einzelnen Geflechtsträngen ausgefüllt. Bei dem Geflecht 34 handelt es sich um ein leitfähiges Geflecht 34. Die Beidrähte 32, das Geflecht 34 sowie der Mantel aus dem leitfähigen Polymer 36 bilden die Innenelektrode 20 aus. Durch den Mantel aus dem leitfähigen Polymer 36 ist eine weitgehend glatte Außenoberfläche mit definierter Außenkontur, im Ausführungsbeispiel kreisrunder Kontur ausgebildet. Der Mantel aus dem leitfähigen Polymer 36 ist schließlich von dem Dielektrikum 22 ummantelt. Es folgen die weiteren hier in der 2 nicht näher dargestellten Funktionsschichten der Leuchtschicht 24 und der Außenelektrode 26 sowie der Außenmantel 8.
Alternativ zu der in der 2 dargestellten Ausführungsvariante ist die Innenelektrode 20 beispielsweise auch lediglich durch das Geflecht 34, lediglich durch den Mantel aus dem leitfähigen Polymer 36 oder jeweils eine Kombination dieser beiden Schichten mit Beidrähten 32 gebildet.
3 zeigt in einer teilweisen Aufriss-Darstellung ein Kabel 2 gemäß einer weiteren Ausführungsvariante. Die Innenelektrode 20 ist hierbei durch ein Geflecht 34 gebildet. Dieses ist anschließend direkt von einem das Dielektrikum 22 bildenden Mantel aus einem Isolationswerkstoff ummantelt. Darum ist wieder als Mantel die Leuchtschicht 24 angebracht. Zur Ausbildung der Außenelektrode 26 ist auf die Leuchtschicht 24 zumindest ein Beidraht 32 angebracht. Vorzugsweise sind mehrere Beidrähte 32 angebracht, die beispielsweise längslaufend eingezogen oder auch wendelförmig umlaufend angeordnet sind. In der Ausführungsvariante der 3 ist ergänzend noch ein aufextrudierter Mantel aus dem leitfähigen Polymer 36 aufgebracht. Schließlich ist dieser gesamte Aufbau des Leuchtmantels noch von dem zumindest transluzenten Außenmantel 8 umgeben (hier nicht dargestellt). Bei dieser Ausführungsvariante sind im Leitungskern 4 weder Füllelemente 16 noch ein Innenmantel 18 vorgesehen.
Eine weitere Variante für die Innenelektrode 20 ist in 4 dargestellt, welche wiederum einen Leiterstrang 30 in einer Zwischenfertigungsstufe zeigt.
Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der 2 sind auch hier in die Zwickelbereiche der einzelnen Versorgungsadern 10 Beidrähte 32 eingezogen, welche wiederum zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit der Innenelektrode 20 beitragen. Der Leitungskern 4 mit den Beidrähten 32 ist gemäß 3 von einer Bandierung 38 zur Ausbildung der Innenelektrode 20 umgeben. Hierzu wird ein Band 40 aus einem elektrisch leitfähigen Material um den Leitungskern 4 mit den Beidrähten 32 gewickelt. Hierbei erfolgt auch eine elektrische Kontaktierung des Bands 40 mit den Beidrähten 32.
Bei dem Band 40 handelt es sich in der einfachsten Ausgestaltung um ein einschichtiges Band 40 aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus Metall. Dieses dient wie bereits erwähnt als Innenelektrode 20. Ergänzt wird dies durch die Beidrähte 32. Weiterhin ist in einer alternativen Variante – ähnlich wie zu 2 beschrieben – zusätzlich eine Ummantelung aus einem leitfähigen Polymer 38 ausgebildet, die die Bandierung 36 vorzugsweise umgibt oder alternativ zwischen Bandierung 38 und Beidrähten 32 platziert ist. Auch die Variante mit dem Geflecht 34 kann mit der Bandierung 38 kombiniert werden. Im Ausführungsbeispiel der 4 handelt es sich um eine Vollbandierung, bei der das Band 40 überlappend umwickelt ist. Alternativ hierzu ist das Band 40 auf Stoß gewickelt oder auch auf Lücke, so dass in Längsrichtung der Versorgungsleitung 2 betrachtet die einzelnen Bandabschnitte voneinander beabstandet sind. Schließlich ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass zwei oder mehrere insbesondere mehrschichtige Bänder 40 nebeneinander gewickelt sind, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind, z.B. zur Erzeugung von speziellen Lichteffekten, beispielsweise ein „laufendes“ Lichtband oder auch zur Erzeugung von unterschiedlichen (Signal-)farben.
Das Band 40 ist dabei in unterschiedlichen Ausführungsvarianten ausbildbar, von denen nachfolgend anhand der 5a bis 5e mehrere Varianten dargestellt werden. Insbesondere ist es als ein mehrschichtiges Band 40 ausgebildet, welches mehrere Funktionsschichten aufweist, wobei die einzelnen Funktionsschichten mehrere der Funktionen Innenelektrode 20, Dielektrikum 22, Leuchtschicht 24 sowie Außenelektrode 26 ausbilden.
5a zeigt zunächst eine Ausführungsvariante eines einschichtigen Bands 40, beispielsweise das zu der 4 beschriebene einschichtige Metallband für die Innenelektrode 20. 5b zeigt ein zweischichtiges Band mit einer leitfähigen Innenschicht 42 und einer darauf aufgebrachten ersten Zwischenschicht 44 aus einem isolierenden Material. Die leitfähige Innenschicht 42 bildet dabei insbesondere die Innenelektrode 20 und die erste Zwischenschicht 44, das Dielektrikum 22.
Bei der Ausführungsvariante der 5c ist ein dreischichtiger Aufbau mit drei Funktionsschichten dargestellt, wobei ausgehend von dem Zweischichtaufbau gemäß der 5b ergänzend noch als zweite Zwischenschicht 46 auf die erste Zwischenschicht 44 die Leuchtschicht 24 aufgebracht ist.
Bei der Ausführungsvariante der 5d ist zur Ausbildung der Außenelektrode 26 unmittelbar auf die zweite Zwischenschicht 46 ein Beidraht 32 aufgebracht, sodass bei der Umwicklung unmittelbar alle Funktionsschichten des Leuchtmantels 28 mit einem einzigen Prozessschritt ausgebildet werden.
Gleiches ist auch bei der Ausführungsvariante des Bandes 40 gemäß der Variante nach 5e der Fall. Diese zeigt einen vierschichtigen Aufbau, bei dem ergänzend auf der zweiten Zwischenschicht 46 noch eine Außenschicht 48 aus einem leitfähigen Material zur Ausbildung der Außenelektrode 26 aufgebracht ist.
Die Leuchtschicht 24 lässt sich in unterschiedlichen Varianten herstellen. Sie ist üblicherweise gebildet durch einzelne elektrolumineszente Partikel 50, welche in einem Trägermaterial 52 eingebettet sind. Gemäß einer ersten Variante, bei dem die Leuchtschicht 24 beispielsweise durch ein Extrusionsverfahren ausgebildet wird, sind die Partikel 50 homogen im Trägermaterial 52 verteilt über die gesamte Dicke der Trägerschicht angeordnet. Die Partikel 50 werden also in das Trägermaterial 52 zur Ausbildung einer viskosen Extrusionsmasse eingebracht und mit dem Trägermaterial 52 vermengt und anschließend extrudiert.
Alternativ zu dieser in 6a dargestellten Variante werden die Partikel 50 beispielsweise nachfolgend zu einer Extrusion eines Trägermantels aus dem Trägermaterial 52 auf diesen Trägermantel aufgebracht, sodass sie lediglich an der Oberfläche des Trägermaterials 52 in diesem eingebettet sind. Diese Situation ist in der 6b dargestellt. Hierzu wird beispielsweise unmittelbar nach der Extrusion des Trägermantels solange dieser noch zähflüssig ist Pulver mit den Partikeln 50 auf die Oberfläche aufgeblasen oder der Leiterstrang 30 durch ein Pulverbad gezogen etc.
In 7 ist weiterhin ein stark vereinfachtes System 54 zur Anzeige von Betriebszuständen oder Warnsignalen dargestellt. Dies dient insbesondere zur Integration in ein Kraftfahrzeug. Dieses System 54 umfasst in der hier dargestellten schematisierten Darstellung eine Steuereinheit 56 sowie eine erste elektrische Komponente 58 sowie eine zweite elektrische Komponente 60. Diese beiden Komponenten 58, 60 werden beispielsweise über die Steuereinheit 56 angesteuert. Es handelt sich bei der ersten elektrischen Komponente 58 beispielsweise um eine Ladestation oder auch einen Generator oder auch einen elektrischen Antriebsmotor und bei der zweiten elektrischen Komponente 60 um einen Akkumulator im Kraftfahrzeug. Beim Kraftfahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, bei dem ein elektrischer Fahrmotor aus dem Akkumulator mit elektrischer Energie versorgt wird.
Die Steuereinheit 56 ist mit der elektrisch ersten elektrischen Komponente 58 beispielsweise über ein herkömmliches Kabel 62 zur Übertragung von elektrischer Leistung verbunden. Auf der anderen Seite ist die Steuereinheit 56 mit der zweiten elektrischen Komponente 60 über das zuvor beschriebene Kabel 2 mit dem Leuchtmantel 28 verbunden. In dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Leuchtmantel 28 segmentiert und weist eine inaktive Zone 64 sowie zumindest eine aktive Leuchtzone 66 auf. Im Ausführungsbeispiel ist die inaktive Zone 64 durch einen längsverlaufenden Bereich ausgebildet. Alternativ können mehrere inaktive Zonen 64 beispielsweise als ringförmige dunkle Zonen oder auch als spiralförmig gewundene Zonen ausgebildet sein. Hier sind unterschiedliche Muster möglich. Die inaktiven Zonen 64 werden beispielsweise dadurch ausgebildet, dass in diesen Bereichen eine der Funktionsschichten der Innenelektrode 20, der Leuchtschicht 24 oder auch der Außenelektrode 26 unterbrochen sind, sodass also in diesem Bereich kein aktives Leuchten erfolgt. Alternativ ist der Außenmantel 8 in diesen Bereichen der inaktiven Zonen 64 opak ausgebildet, sodass in diesen Bereichen kein Licht nach außen auftreten kann.
Über die Steuereinheit 56 wird insbesondere auch die Ansteuerung des Leuchtmantels 28 vorgenommen. Hierzu sind die beiden Elektroden 20, 26 mit entsprechenden Anschlüssen der Steuereinheit 56 verbunden und werden im Bedarfsfall, wenn also ein Leuchten gewünscht ist, mit einer Wechselspannung beaufschlagt. Hierdurch wird die Leuchtschicht 24 zum Leuchten angeregt. In Abhängigkeit der elektrischen Parameter der Wechselspannung ist dabei insbesondere auch die Helligkeit einstellbar also dimbar. Das Leuchten dient hierbei insbesondere zum Anzeigen von Betriebszuständen. Im Ausführungsbeispiel der 7 wird beispielsweise ein Leuchten initiiert, wenn ein Ladevorgang des Akkumulators erfolgt.
Bezugszeichenliste

2: Kabel
4: Zentraler Leitungskern
6: Leuchtmantel
8: Außenmantel
10: Versorgungsader
12: Leiter
14: Isolationsmantel
16: Füllelement
18: Innenmantel
20: Innenelektrode
22: Dielektrikum
24: Leuchtschicht
26: Außenelektrode
30: Leiterstrang
32: Beidraht
34: Geflecht
36: Leitfähiges Polymer
38: Bandierung
40: Band
42: Leitfähige Innenschicht
44: Erste Zwischenschicht
46: Zweite Zwischenschicht
48: Außenschicht
50: Partikel
52: Trägermaterial
54: System
56: Steuereinheit
58: Erste elektrische Komponente
60: Zweite elektrische Komponente
62: Herkömmliches Kabel
64: Inaktive Zone
66: Leuchtzone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2008/0277135 A1 [0002]
US 2004/0247262 A1 [0003]

Claims

Versorgungsleitung (2) mit einem zentralen Leitungskern (4), der zumindest eine Versorgungsader (10) aufweist und der von einem elektrolumineszenten Leuchtelement umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrolumineszente Leuchtelement als ein den Leitungskern (4) umgebender Leuchtmantel (6) ausgebildet ist, welcher eine den Leitungskern (4) umgebende Innenelektrode aufweist, die unter Zwischenlage eines Dielektrikums (22) von einer elektrolumineszenten Leuchtschicht (24) ummantelt ist, die wiederum von einer Außenelektrode (26) umgeben ist.
Versorgungsleitung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskern (4) mehrere Versorgungsader Leitungsadern (10) aufweist, die von einem Innenmantel (18) umgeben sind, auf den die Innenelektrode (20) aufgebracht ist.
Versorgungsleitung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektrode (20) als den Leitungskern (4) umgebender Innenmantel (18) ausgebildet ist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektrode (20) ein elektrisch leitfähiges Geflecht (34) aufweist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektrode (20) ein leitfähiges Polymer (36) aufweist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektrode (20) eine Bandierung (38) aufweist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bandierung (38) mit einem mehrschichtigen Band (40) mit mehreren Funktionsschichten, wobei die Funktionsschichten mehrere der Funktionen Innenelektrode (20), Dielektrikum (22), Leuchtschicht (24) und Außenelektrode (26) bereitstellen.
Versorgungsleitung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mehrschichtigen Band (40) um ein vierschichtiges Band (40) handelt, mit einer leitfähigen Innenschicht (42), die die Innenelektrode (20) bildet, mit einer darauf angebrachten ersten Zwischenschicht (44), die das Dielektrikum (22) bildet, mit einer auf der ersten Zwischenschicht (44) angebrachten zweiten Zwischenschicht (46), die die Leuchtschicht (24) bildet und mit einer darauf angebrachten Außenschicht, die die Außenelektrode (26) bildet.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum (22) als ein extrudierter, geschäumter oder gewickelter oder gefalteter Mantel, oder auch durch eine Tauchbadbeschichtung ausgebildet ist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtschicht (24) als Mantel auf das Dielektrikum (22) aufgebracht ist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtschicht (24) wahlweise durch Extrusion, durch Gießen, durch Aufsprühen einer viskosen Masse oder durch Eintauchen in eine solche viskose Masse ausgebildet ist, die einen Trägermaterial (52) und darin eingebrachte lumineszente Partikeln (50) aufweist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtschicht (24) durch Aufbringen von lumineszenten Partikeln (50) auf einen Trägermantel aus einem Trägermaterial (52) oder durch einen galvanischen Prozess ausgbildet ist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenelektrode (26) als ein zumindest transluzenter Mantel ausgebildet ist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenelektrode (26) wahlweise ein leitfähiges Band (40), ein leitfähiges aufextrudiertes Polymer (36) oder eine transluzente Oxidschicht umfasst.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenelektrode (26) zumindest einen Beidraht (32) umfasst.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenelektrode (26) von einem zumindest transluzenten Außenmantel (8) umgeben ist.
Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtmantel (6) segmentiert ist und zumindest eine inaktive Zone (64) sowie eine Leuchtzone (66) aufweist.
System (54) zur Anzeige von Betriebszuständen oder Warnsignalen insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit einer Versorgungsleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das wahlweise oder in Kombination mit Hilfe von ein oder mehreren Leitungsadern (10) zur elektrischen oder optischen Übertragung von Daten, zur elektrischen oder optischen Leistungsversorgung oder zur Übermittlung von Fluiden eingesetzt ist und das ergänzend an eine Steuereinheit (56) zur Ansteuerung des Leuchtmantels (6) angeschlossen ist.