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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektro- und/oder Datenkabel mit mehreren Einzelleitungen, die einzeln isoliert und/oder abgeschirmt sind und im Verbund von einem geschlossenen Isolationsmantel ummantelt sind.
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Derartige Kabel sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Es ist ferner bekannt, dass insbesondere Kabel, die einen hohen Kupferanteil haben, häufig gestohlen werden. Hierzu werden diese Kabel durchtrennt. Ganz abgesehen davon, dass dadurch ein nicht unbeträchtlicher wirtschaftlicher Schaden entsteht, besteht bei einem solchen Durchtrennen auch eine Gefahr für den Dieb, wenn z. B. das Kabel noch an eine Spannungsversorgung angeschlossen ist.
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In der Druckschrift
DE 10 2009 042 059 A1 wird eine Kabelummantelung aus hochfestem Gewebe zum Diebstahlschutz vorgeschlagen. Die erschwert zwar ein Durchschneiden des Kabels, was jedoch keine Abschreckungswirkung hat und bei geeignetem Werkzeug keine große Hürde darstellt.
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Die Druckschrift
WO 2012/ 058 357 A2 beschreibt ein Sensorsystem, welches dem Diebstahlschutz von Kabeln dient, wobei das Sensorsystem registriert, wenn ein zu schützendes Kabel zertrennt wird. Das Sensorsystem weist eine Ummantelung auf, welche um das zu schützende Kabel angebracht wird. In die Ummantelung sind Sensorkabei eingebracht, durch welche Signale geleitet werden, die beispielsweise hinsichtlich ihres elektrischen Widerstandes überwacht werden.
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Die Druckschrift
DE 10 2014 111 734 A1 beschreibt ein Überwachungssystem für Stromkabel. Das zu überwachende Stromkabel weist einen Kabelkern auf, auf dem ein innerer Kabelmantel aufextrudiert ist. Auf dem Kabelmantel sind wendelförmig umlaufend Bewehrungsdrähte und Überwachungsadern in Form von Überwachungsleitern aufgebracht, welche in eine äußere, aufextrudierte Schutzhülle eingebettet sind. An den Enden des Kabels ragen die Überwachungskabel aus dem Kabelmantel heraus, wobei die Überwachungskabel in geeigneter Weise miteinander verschaltet werden, sodass sich durch die Verschaltung der einzelnen Überwachungsleiter eine Überwachungsstrecke bildet, welche eine kabelindividuelle elektrische Kenngröße aufweist.
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In der Druckschrift
WO 99/ 30 400 A1 ist ein Fehlerdetektorkabel beschrieben, welches einen elektrischen Leiter, eine Isolierung und wenigstens einen spiralförmig um den elektrischen Leiter gewundenen, in die Isolierung eingebetteten Sensorstrang aufweist.
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Die Druckschrift
US 2010 / 0 328 072 A1 offenbart ein Kabelüberwachungssystem, welches dazu dient, elektrische Kabel, welche in der Bergbauindustrie zum Verbinden einzelner Maschinen verwendet werden, gegen Diebstahl zu schützen. Das Kabelüberwachungssystem weist unter anderem ein Steuermodul, ein Kommunikationsmodul und ein Sensormodul auf.
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Eine Anti-Diebstahlvorrichtung für Kabel ist in der Druckschrift
CN 105 741 460 A offenbart. Die Anti-Diebstahlvorrichtung weist unter anderem Anti-Diebstahl-Stäbe mit Anti-Diebstahl-Klammern, einen Beschleunigungssensor sowie eine in einem Gehäuse integrierte Alarmvorrichtung auf. Sämtliche Komponenten der Anti-Diebstahlvorrichtung sind um das zu schützende Kabel angebracht.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Elektro- und/oder Datenkabel noch besser vor Manipulationen und Diebstahl zu schützen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Elektro- und/oder Datenkabel mit mehreren Einzelleitungen, die einzeln isoliert und/oder abgeschirmt sind und im Verbund von einem geschlossenen Isolationsmantel ummantelt sind, wobei der Isolationsmantel von einem Sensorschlauch ummantelt ist, der mehrere Sensoradern aufweist, wobei die Sensoradern aus elektrischen Leitern ausgebildet sind, der Sensorschlauch ein Geflechtschlauch ist und der Sensorschlauch von einem geschlossenen Kabelmantel ummantelt ist, und wobei der Geflechtschlauch aus elektrisch nicht leitfähigem Material bestehenden Basisfäden oder Basisfadenbündeln und aus die Sensoradern ausbildenden Sensorfäden oder Sensorfadenbündeln ausgebildet ist, wobei in einer ersten Fadenausrichtung des Geflechtschlauches nur die Basisfäden oder die Basisfadenbündel verlaufen und in einer quer zu der ersten Fadenausrichtung verlaufenden zweiten Fadenausrichtung des Geflechtschlauches die Sensorfäden oder Sensorfadenbündel mit jeweils wenigstens einem dazwischen verlaufenden Basisfaden oder Basisfadenbündel verlaufen, die als Sensoradern verwendeten elektrischen Leiter nicht einzeln elektrisch isoliert sind jeweils an einem ersten Ende der Sensoradern eine Sendereinheit und jeweils an einem zweiten Ende der Sensoradern eine Empfängereinheit angeschlossen ist.
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Das erfindungsgemäße Elektro- und/oder Datenkabel kann beispielsweise ein Ladekabel für ein Elektrofahrzeug, wie ein Elektroauto oder ein eBike sein. Das erfindungsgemäße Elektro- und/oder Datenkabel kann ferner ein Kabel eines Telekommunikations- oder Kabelfernsehnetzes oder ein LWL(Lichtwellenleiter)-Backbone-Kabel sein. Möglich ist es auch, das erfindungsgemäße Elektro- und/oder Datenkabel als Rückleiterkabel einer Bahnverkehrsanlage zu nutzen, wodurch ein zusätzlicher Schutz von Kabeln an Bahntrassen zur Verfügung gestellt werden kann. Das erfindungsgemäße Elektro- und/oder Datenkabel kann auch als Schleppkettenkabel oder Roboterkabel verwendet werden, wo es als Verschleißindikator dienen kann. Das erfindungsgemäße Elektro- und/oder Datenkabel kann zudem ein Krankabel oder ein Baustromversorgungskabel sein. Diese Aufzählung ist nicht abschließend.
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An dem erfindungsgemäßen Elektro- und/oder Datenkabel wird mittels der Sensoradern direkt eine Manipulation erkannt.
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Mit der Sendereinheit wird dann, wenn die Sensoradern als elektrische Leiter ausgebildet sind, wenigstens ein elektrisches Stromsignal durch die elektrischen Leiter zu der Empfängereinheit geschickt. Werden die in dem Sensorschlauch enthaltenen Sensoradern zumindest teilweise durchtrennt, wird ein Stromfluss durch wenigstens einen der elektrischen Leiter unterbrochen. Infolgedessen empfängt die Empfängereinheit kein oder ein geschwächtes oder unregelmäßiges Strom- und/oder Lichtsignal. Die Empfängereinheit kann mit einer Signalauswerteeinheit verbunden sein oder eine Signalauswerteeinheit beinhalten, die das fehlende oder geschwächte oder unregelmäßige Strom als Fehler erkennt und in einem solchen Fehlerfall eine Interaktion auslöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Elektro- und/oder Datenkabel kann aber auch ein Kurzschluss zwischen den Sensoradern erkannt werden, der beispielsweise durch ein Eindringen eines metallischen Messers in den Sensorschlauch hervorgerufen wird.
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In dem Sensorschlauch sind die Sensoradern fixiert und um die zu schützenden Einzelleitungen gelegt.
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Dadurch, dass der Sensorschlauch mehrere Sensoradern aufweist, ist auch dann ein sicherer Schutz gewährleistet, wenn eine der Sensoradern, beispielsweise infolge mechanischer Beanspruchung oder Bewegung des Elektro- und/oder Datenkabels, bricht.
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Der Sensorschlauch kann ein in sich geschlossenes Schlauchtextil sein, kann jedoch auch eine um den Isolationsmantel gewundene Lage sein, die beispielsweise durch wenigstens einen Faden zur Fixierung des Sensorschlauches an dem Isolationsschlauch umwickelt ist.
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Erfindungsgemäß ist der Sensorschlauch ein Geflechtschlauch. Die Sensoradern sind hierbei vorteilhaft als Geflechtfäden in das Geflecht integriert. In dem Geflechtschlauch besitzen die Sensoradern eine definierte Position, sowohl einzeln als auch relativ zueinander. Der Geflechtschlauch hat den Vorteil, dass er eine hohe Flexibilität aufweist, wodurch er sich insbesondere für den Einsatz bei oft bewegten Elektro- und/oder Datenkabeln eignet.
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Der Geflechtschlauch ist aus elektrisch nicht leitfähigem Material bestehenden Basisfäden oder Basisfadenbündeln und aus die Sensoradern ausbildenden Sensorfäden oder Sensorfadenbündeln ausgebildet, wobei in einer ersten Fadenausrichtung des Geflechtschlauches nur die Basisfäden oder die Basisfadenbündel verlaufen und in einer quer zu der ersten Fadenausrichtung verlaufenden zweiten Fadenausrichtung des Geflechtschlauches die Sensorfäden oder Sensorfadenbündel mit jeweils wenigstens einem dazwischen verlaufenden Basisfaden oder Basisfadenbündel verlaufen.
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Vorteilhafterweise ist hierbei immer ein geeigneter Abstand zwischen den Sensoradern vorhanden, sodass zwischen diesen kein Kurzschluss zu befürchten ist. Ferner kann der derart ausgebildete Geflechtschlauch so ausgebildet oder um den Isolationsmantel angeordnet werden, dass die Sensoradern quer zur Längsrichtung des Elektro- und/oder Datenkabels verlaufen, wodurch ein Schutz über die Länge und über den Umfang des Elektro- und/oder Datenkabels realisiert ist.
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Der um den Sensorschlauch vorgesehene Kabelmantel schützt die darunter liegenden Sensoradern. Er besteht vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material, sodass er einer elektrischen Isolation der Sensoradern dient.
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Vorzugsweise ist der Kabelmantel aus einem blickdichten Material ausgebildet, sodass man von außen den Sensorschlauch mit den Sensoradern nicht sieht und ein potenzieller Dieb hierdurch nicht vorgewarnt wird und sodass das erfindungsgemäße Elektro- und/oder Datenkabel in seinem Erscheinungsbild einem herkömmlichen Kabel ähnelt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Sensoradern voneinander beabstandet in dem Sensorschlauch angeordnet. Dadurch decken die Sensoradern einerseits einen größeren Umfangsbereich des Elektro- und/oder Datenkabels ab und beeinflussen sich andererseits nicht gegenseitig hinsichtlich der Signalverläufe der in ihnen verlaufenden Signale bzw. Strom-
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Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Sensoradern den Isolationsmantel spiralförmig umwinden. So kann durch wenige Sensoradern der Schutz über die Länge als auch über den Umfang des Elektro- und/oder Datenkabels gewährleistet werden.
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Der Sensorschlauch ist besonders mechanisch stabil, insbesondere schnittfest, wenn die Basisfäden oder Basisfadenbündel wenigstens teilweise aus Aramid und/oder Polyäthylen mit verlängerten Fasern (ECPE) ausgebildet sind.
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Bei der vorliegenden Erfindung können die Sensoradern einen gemeinsamen Signalkanal oder mehrere, voneinander getrennte Signale führende Signalkanäle ausbilden. Zur Ausbildung eines gemeinsamen Signalkanals sind die Sensoradern einerseits auf Senderseite und andererseits auf Empfängerseite verbunden. Diese Variante ist mit einer einfachen Anschluss- und Auswertetechnik realisierbar. Bilden die Sensoradern mehrere Signalkanäle, bieten diese erhöhte Sicherheit, falls es zum Ausfall eines der Signalkanäle kommt.
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In vorteilhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist/sind um die isolierten und/oder abgeschirmten Einzelleitungen wenigstens ein Folienschirm oder Innenmantel und/oder wenigstens ein Geflechtschirm angeordnet, der/die von dem Isolationsmantel ummantelt ist/sind. Der wenigstens eine Folienschirm und/oder der wenigstens eine Geflechtschirm befinden sich in den entsprechenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zwischen dem die Einzelleitungen umhüllenden Isolationsmantel und dem Sensorschlauch, sind also von dem Sensorschlauch umhüllt.
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Der wenigstens eine Folienschirm ist vorzugsweise aus Aluminiumfolie ausgebildet und bildet eine elektromagnetische Abschirmung um die Einzelleitungen. Der wenigstens eine Geflechtschirm besteht vorzugsweise aus einem Drahtgeflecht und bietet ebenfalls eine elektromagnetische Abschirmung, ist aber eher für bewegte Elektro- und/oder Datenkabel geeignet. Eine Kombination aus Folienschirm und Geflechtschirm verhindert besonders effektiv, dass Störquellen auf das Elektro- und/oder Datenkabel Einfluss nehmen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Empfängereinheit mit einem Abschaltmodul und/oder einer Kommunikationseinrichtung und/oder einer Wachdiensteinrichtung und/oder einer Alarmanlage und/oder wenigstens einer Kamera verbunden ist.
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Durch das Abschaltmodul kann beispielsweise eine sofortige Abschaltung einer Strom- oder Spannungsquelle, an die das Elektro- und/oder Datenkabel angeschlossen ist, vorgenommen werden, sodass es bei einem Durchtrennen des Elektro- und/oder Datenkabels nicht zu Personenschäden kommt. Die Kommunikationseinrichtung kann beispielsweise ein Sender oder eine Telefoneinheit sein, der/die eine Manipulation an dem Elektro- und/oder Datenkabel an eine bestimmte Stelle meldet. Die Wachdiensteinrichtung kann beispielsweise eine Pförtnereinrichtung, ein Sicherheitsdienst oder eine Polizeidienststelle sein, von der aus Personen direkt zur Manipulationsstelle geholt werden können. Die Alarmanlage kann beispielsweise eine Sirene, eine Hupe oder eine beispielsweise blinkende Leuchteinrichtung sein. Als Alarmanlage können auch die schon in einem Elektrofahrzeug vorinstallierten Alarmeinrichtungen, wie die darin installierte Hupe und/oder die Blinker, verwendet werden. Die wenigstens eine Kamera kann beispielsweise auch in ein Elektrofahrzeug installiert sein, das über das Elektro- und/oder Datenkabel gerade beladen wird. Mit einer solchen Kamera könnte eine Person, die an dem Elektro- und/oder Datenkabel Manipulationen vornimmt, fotografiert oder gefilmt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines in 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Prinzipaufbaus einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektro- und/oder Datenkabels 1. Um die einzelnen Schichten des Elektro- und/oder Datenkabels 1 besser veranschaulichen zu können, sind diese stückweise abgeschnitten dargestellt. Bei anderen erfindungsgemäßen Elektro- und/oder Datenkabeln kann der Schichtaufbau - je nach Einsatzzweck - ganz anders sein.
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Das Elektro- und/oder Datenkabel 1 weist mehrere Einzelleitungen 2 auf. Die Einzelleitungen 2 können als Einzeladern und/oder als Adernpaare vorgesehen sein. Die Einzelleitungen 2 sind jeweils von einer Isolierung 3 umhüllt. Die Adernpaare sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils zusammen mit einem Beilaufdraht 4 von einem Paarschirm 5 umhüllt.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist um die Paarschirme 5 und die isolierten Einzeladern ein Innenmantel 6 vorgesehen. Parallel zu dem Innenmantel 6 verläuft ein Beilaufdraht 4.
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Um den Innenmantel 6 ist ein Geflechtschirm 7 und der Beilaufdraht 4 angeordnet.
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Der Geflechtschirm 7 ist von einem Isolationsmantel 8 umhüllt.
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Der Isolationsmantel 8 ist von einem Sensorschlauch 9 ummantelt. Der Sensorschlauch 9 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Geflechtschlauch. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Sensorschlauch 9 auch aus einem Gewebe oder aus einem Matrixmaterial mit darin eingebetteten Sensoradern 91 ausgebildet sein.
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Der in der Ausführungsform von 1 verwendete Geflechtschlauch weist Sensoradern 91 auf, die in dem gezeigten Beispiel elektrische Leiter sind.
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Bedingt durch die Art der Flechtung verlaufen in der gezeigten Ausführungsform die Sensoradern 91 spiralförmig um den Umfang des Isolationsmantels 8 und über die ganze Länge des Isolationsmantels 8.
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Die weiteren Geflechtfäden des Geflechtschlauches, die in der vorliegenden Erfindung als Basisfäden 92 bezeichnet werden, sind in der gezeigten Ausführungsform Aramidfäden, können aber in anderen Ausführungsformen der Erfindung auch aus einem anderen, vorzugsweise elektrisch nicht leitfähigen Material ausgebildet sein.
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Das Geflecht des Geflechtschlauches kann beispielsweise durch einen 16er Flechter ausgebildet werden, bei dem 8 Fäden in einer ersten Fadenausrichtung
A, beispielsweise nach links, und 8 Fäden in einer zweiten Fadenausrichtung
B, beispielsweise nach rechts, verlaufen. Dabei könnten beispielsweise in der ersten Fadenausrichtung
A nur Kunststofffäden (KS) als Basisfäden
92 verlaufen, während in der zweiten Fadenausrichtung
B abwechselnd Kunststofffäden (KS) als Basisfäden
92 und Kupferfäden (CU) als Sensoradern
91 verlaufen:
| links: | KS KS KS KS KS KS KS KS |
| rechts: | CU KS CU KS CU KS CU KS |
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Die Sensoradern 91 sind an einem ersten Ende mit einer Sendereinheit 11 und an einem zweiten Ende mit einer Empfängereinheit 12 verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bilden die Sensoradern 91 einen gemeinsamen Signalkanal. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Sensoradern 91 oder Gruppen von Sensoradern 91 auch mehrere Signalkanäle bilden.
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In dem gezeigten Beispiel sind die als Sensoradern 91 verwendeten elektrischen Leiter nicht einzeln elektrisch isoliert, können aber in anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln elektrisch isoliert sein.
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Wird eine Sensorader 91, wie beispielsweise einer der Kupferleiter CU, mechanisch durchtrennt oder wird in einer anderen, mehrkanaligen Ausführungsform der Erfindung ein Schluss zwischen zwei oder mehreren der Signalkanäle hergestellt so wird dies in der Empfängereinheit 12 registriert und durch diese eine entsprechende vordefinierte oder programmierte Reaktion ausgelöst oder veranlasst.
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Um den Sensorschlauch 9 ist ein Kabelmantel 10 vorgesehen. Der Kabelmantel 10 besteht in der gezeigten Ausführungsform aus einem blickdichten, elektrisch isolierenden Material. Somit ist der Sensorschlauch 9 geschützt und für einen Manipulator nicht sichtbar.
