DE202015005173U1

DE202015005173U1 - Thermochromes Kabel zur Verbindung von Batterien

Info

Publication number: DE202015005173U1
Application number: DE202015005173.1U
Authority: DE
Original assignee: Adamy GmbH
Current assignee: Adamy De GmbH
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2015-07-20
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2025-07-21

Abstract

Kabel mit jeweils an beiden Enden befindlichen Klemmvorrichtungen zur Befestigung an den Polen zweier Batterien, vorzugsweise Starterbatterien, von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die das leitende Material umhüllende Isolierschicht ein oder mehrere thermochrome Materialien enthält oder aus dem thermochromen Material selbst besteht, wobei das thermochrome Material als Temperaturindikator dient.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturanzeiger zur Verwendung im Kabelteil von Überbrückungskabeln zwischen Starterbatterien von Fahrzeugen, insbesondere zum Starten von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren mit nicht mehr leistungsfähiger Batterie.
Im Allgemeinen erfolgt das Anlassen, d. h. das Starten von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen, aber auch bei Boots- und Schiffsmotoren, bei Flugzeugmotoren, bei Schienenfahrzeugen, bei mobilen und stationären Anlagen mit Motorantrieben sowie im Modellbau mit Hilfe einer Starterbatterie. Aus Altersgründen oder bei tiefen Temperaturen liefert diese Starterbatterie oftmals jedoch nicht mehr genügend Strom, um den Verbrennungsmotor mit einem elektrischen Anlasser mit ausreichender Drehzahl zu starten. Ist das Austauschen der defekten Batterie vor allem unterwegs nicht möglich, muss eine externe Stromquelle genutzt werden, deren Nennspannung gleich ist und die eine ausreichende Leistung bereitstellen kann. Umgangssprachlich wird dieser Vorgang als Überbrückung oder Starthilfe bezeichnet. Zwecks Weiterleitung des Stroms von dieser externen Stromquelle, die sich im Allgemeinen in einem anderen helfenden Fahrzeug befindet, ist eine Kabelverbindung zwischen dieser externen Stromquelle und dem Empfängerfahrzeug mit erschöpfter oder defekter Stromquelle aufzubauen.
Im Handel werden dafür sogenannte „Starterkabel”, „Starthilfekabel”, „Überbrückungskabel” oder „Überleitungskabel” angeboten, die aus einem Paar isolierter elektrischer Leitungen in Form von Kabeln bestehen, die jeweils an den beiden Kabelenden mit einer handlichen Klemmverbindung, der sogenannten Polzange abschließen. Die Kabel müssen laut bestehenden Industrienormen einen festen Mindestquerschnitt besitzen, um den Spannungsabfall infolge des elektrischen Widerstands klein zu halten. Außerdem verringert ein der Vorschrift entsprechender Kabelquerschnitt die Überhitzungsgefahr mit möglichem Kabelbrand. Zudem sind bei mehreren Startversuchen hintereinander Pausen vorgeschrieben. Gerade bei mehrmaligen aufeinanderfolgenden Startversuchen in kurzer Zeit kann eine Kabelüberhitzung zu einem Kabelbrand und schweren Unfällen führen. Neben dem vorgeschriebenen Kabelquerschnitt muss die ordnungsgemäße Klemmverbindung ebenfalls einen Leiterquerschnitt aufweisen, welcher dem Kabelquerschnitt entspricht, um einen unzulässig hohen Spannungsabfall im Klemmenbereich zu vermeiden. Es gibt bereits Kunststoffmassen für die Ummantelung von Kabeln, die bei einer erhöhten Temperatur keramisieren und so einen Brandschutz bieten ( DE 103 29 117 ). Weiterhin gibt es Stromkabel, deren Isoliermantel aus mehreren formschlüssig miteinander verbundenen Kunststoffschichten bestehen und einen höheren Hitzeschutz bieten können ( DE 36 32 883 ). Außerdem gibt es Kabelschutzhüllen mit einer das Kabel umschließenden Schicht, die ein bei Einwirkung von Hitze aufschäumendes Brandschutzmittel enthalten ( DE 202 05 505 U ).
Bei stationären Kabelverbindungen, insbesondere Elektroinstallationen in Gebäuden, gibt es bereits eine Mehrzahl von Erkennungshilfen für erwärmte Kabel wie zum Beispiel Wärmebildkameras. Als Sicherungsmaßnahmen gegen Überlastung müssen schon seit langem Schutzeinrichtungen wie Leitungsschutzschalter oder Schmelzsicherungen eingebaut sein. Diese Sicherungshilfen sind für Überbrückungseinrichtungen von Batterien in getrennten Fahrzeugen jedoch zu schwer oder zu voluminös und für den Laien oftmals nicht leicht zu erkennen und zu bedienen. Außerdem stellen sie keine einfachen Warnvorrichtungen dar, die im visuellen Bereich eine hohe Kabeltemperatur anzeigen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine leicht zu identifizierende und leicht zu bedienende Temperaturüberwachung für Überbrückungskabel zwischen externen Stromquellen und Stromempfängern in Fahrzeugen zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe bieten sich Indikatormaterialien an, die ein optisches Emissionsspektrum haben, welches unter Ansprechen auf eine Temperatur des entsprechenden Bauelements, hier der isolierenden Kabelummantelung, variiert und im farblichen Sehbereich des Menschen liegt. Im Allgemeinen stellt die vorliegende Erfindung somit einen thermochromen Temperaturanzeiger dar für das Kabelteil, insbesondere dessen isolierende Kabelummmantelung, eines sogenannten Überbrückungskabels bestehend aus Kabel und Klemmvorrichtungen an den Kabelenden.
Die Erfindung wird an dem folgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert:
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein thermochromes Material eine Komponente eines elektrischen Kabels und ist insbesondere in dessen isolierender Kunststoffschicht eingebracht oder an deren Oberfläche aufgebracht. Das anzeigende Material unterliegt vorzugsweise einer sichtbaren Farbänderung bei einer Temperatur oder einem Temperaturbereich, die (der) für die Leistungsfähigkeit des Produkts oder der Sicherheit desselben als schädlich erachtet wird, und gibt einen Warnhinweis, dass eine Änderung oder Anpassung der Betriebsbedingungen notwendig ist. Z. B. kann wie bereits erwähnt eine übermäßige Hitzeeinwirkung auf das Kabel zu einem Kabelbrand führen. Im einfachsten Fall kann das thermochrome Material bereits mit dem isolierenden Kunststoff vor der Ummantelung des metallischen Leiters vermischt sein. Die Stabilitätstemperatur des thermochromen Materials sollte dabei über der Schmelztemperatur des verwendeten Kunststoffs liegen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das thermochrome Material gegebenenfalls auch mikroverkapselt sein. Eine Mikroverkapselung des thermochromen Materials ergibt verschiedene Änderungen wie beispielsweise eine verbesserte Handhabung des verkapselten Materials. Es ist vorgesehen, dass das thermochrome Material in dünnen, transparenten plastischen, sphärischen oder ähnlich geformten Hüllen verkapselt ist. Der Durchmesser der mikroverkapselten Teilchen aus thermochromem Material kann in Abhängigkeit von dem Verkapselungsverfahren von weniger als 1 μm bis zu mehreren hundert μm reichen. Das Mikroverkapselungsmaterial kann ein thermoplastisches oder duroplastisches Polymer sein. In den Anwendungen, in denen das thermochrome Material in das isolierende Material des Kabels eingearbeitet ist, wird es bevorzugt, dass die Glasübergangstemperatur des Verkapselungsmaterials höher ist als die Härtungstemperatur der Isolierschicht des Kabels. Die Verwendung eines Mikroverkapselungsmaterials kann auch die Verwendung eines Ultraviolett-Stabilisators erlauben, um eine Verschlechterung des thermochromen Materials durch Sonnenlicht zu verhindern. In einem Beispiel ändert das thermochrome Material auf reversible Weise die Farbe bei einer vorgeschriebenen Temperatur oder einem vorgeschriebenen Temperaturbereich. In einem anderen Beispiel ist die durch das thermochrome Material aufgezeigte Farbänderung irreversibel, insbesondere in solchen Situationen, in denen die Temperatur auf einen Grad ansteigen kann, bei dem wahrscheinlich eine permanente Schädigung des Isolierungsmaterials des Kabels verursacht wird. In einem anderen Beispiel wird ein thermochromes Material verwendet, das einer reversiblen Farbänderung bei einer niedrigeren vorgeschriebenen Temperatur oder einem niedrigeren vorgeschriebenen Temperatur bereich und einer irreversiblen Farbänderung bei einer höheren Temperatur unterliegt. Das thermochrome Material, das als Temperaturanzeiger des Kabels wirkt, kann in die isolierende Schicht des Kabels zudem auf verschiedenartige Weisen eingearbeitet sein. Neben der erwähnten einfachen Vermischung mit dem gesamten Isoliermaterial kann es als Streifen oder Flecken oder Punkte oder in Form anderer geometrischer Bilder oder als Buchstaben und Zahlen ein- oder aufgebracht sein oder die isolierende Schicht des Kabels an sich darstellen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Überwachung der Kabeltemperaturen bei Anwendung des Überbrückungskabels als Starthilfe von Fahrzeugen mit minimalen zusätzlichen Produktionsschritten oder minimalem Arbeitsaufwand. Bei bereits verwendeten Überbrückungskabeln ist zudem eine Nachrüstung mit thermochromes Material enthaltenden Klebestreifen oder Haftstreifen möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10329117 [0003]
DE 3632883 [0003]
DE 20205505 U [0003]

Claims

Kabel mit jeweils an beiden Enden befindlichen Klemmvorrichtungen zur Befestigung an den Polen zweier Batterien, vorzugsweise Starterbatterien, von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die das leitende Material umhüllende Isolierschicht ein oder mehrere thermochrome Materialien enthält oder aus dem thermochromen Material selbst besteht, wobei das thermochrome Material als Temperaturindikator dient.
Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermochrome Material unter den Bedingungen der Herstellung des Kabels, insbesondere der Kunststoffummantelung, stabil ist.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermochrome Material auf der Oberfläche des Kabels angebracht ist.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermochrome Material die Farbe bei einer vorbestimmten Temperatur reversibel ändert.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daurch gekennzeichnet, dass das thermochrome Material die Farbe bei einer vorbestimmten Temperatur irreversibel ändert.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daurch gekennzeichnet, dass das thermochrome Material mit einem thermoplastischen oder duroplastischen Polymer verkapselt ist, wobei das Polymer eine Glasübergangstemperatur hat, die höher als die Härtungstemperatur des Isoliermaterials des Kabels ist.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroverkapselte thermochrome Material Teilchen mit einem Durchmesser von einem bis mehreren hundert Mikrometern umfasst.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daurch gekennzeichnet, dass das thermochrome Material in bestimmten geometrischen oder graphischen Formen auf der Isolierung des Kabels angebracht ist.
Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermochrome Zusammensetzung nur in bestimmten auf die Längsrichtung des Kabels bezogenen Abschnitten ein- oder aufgebracht ist.