WO2019179568A1 - Messanordnung zur überwachung eines biegeflexiblen strangs und biegeflexibler strang sowie verfahren zur überwachung eines biegeflexiblen strangs - Google Patents

Messanordnung zur überwachung eines biegeflexiblen strangs und biegeflexibler strang sowie verfahren zur überwachung eines biegeflexiblen strangs Download PDF

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WO2019179568A1
WO2019179568A1 PCT/DE2019/100246 DE2019100246W WO2019179568A1 WO 2019179568 A1 WO2019179568 A1 WO 2019179568A1 DE 2019100246 W DE2019100246 W DE 2019100246W WO 2019179568 A1 WO2019179568 A1 WO 2019179568A1
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WO
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strand
sensor
core
pair
signal
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PCT/DE2019/100246
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Janssen
Erwin Köppendörfer
Original Assignee
Leoni Kabel Gmbh
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Publication date
Application filed by Leoni Kabel Gmbh filed Critical Leoni Kabel Gmbh
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance

Definitions

  • the invention relates to a measuring arrangement for monitoring a bend flexible strand with respect to a bend.
  • the invention further relates to a flexurally flexible strand for such a measuring arrangement and to a method for monitoring a bend-flexible strand with regard to bending.
  • Such a charging cable has a plurality of wires, ie insulated conductors, for energy and often also for signal transmission.
  • signal cores for signal or data transmission are also typically provided.
  • the wires form a cable core, which is surrounded by a common (insulating) jacket.
  • cables or other flexibly flexible strands are subject to various stresses which are unknown in terms of their duration and strength.
  • such strands are preferably flexurally flexible with regard to occurring mechanical loads, such as, for example, vibrations or bending, this means that the strand has at least a certain bendability and bending resistance.
  • the strand thus has a bending ability, that is to say a bending radius, about which it can be bent, without a significant impairment of the functionality occurring.
  • the object of the invention is to provide a particularly suitable measuring arrangement for monitoring a bend-flexible strand with regard to bending.
  • a simple and quantitative detection of a bend should be made possible.
  • the invention is further based on the object of specifying a flexurally flexible strand for such a measuring arrangement.
  • Another object of the invention is to specify a particularly suitable method for monitoring a bend-flexible strand with regard to bending.
  • the measuring arrangement according to the invention is suitable for monitoring a flexibly flexible strand with respect to a bending and set up.
  • the flexible one Strand is for example a supply line, in particular an electrical supply line, preferably a cable and especially a charging cable for an electrically driven or drivable motor vehicle or for an e-mobility application.
  • the sensor wires of the sensor wire pair are in the
  • the sensor wires are guided in such a manner on the circumference of the core, so that there is a sectionally, in particular local distance change between the sensor wires in a bending of the strand, and the signal propagation of the measuring signal is influenced by the change in distance of the sensor wires , Thus, the received Answer signal is changed, which means of the evaluation unit is a simple and reliable monitoring of a bend of the strand is possible.
  • a change in distance is to be understood as meaning, in particular, a relative, local reduction and / or enlargement of the distance between the sensor wires, which influences the signal propagation of the measurement signal.
  • the sensor wire pair acts as a measuring or sensor element for detecting a bend of the monitored string.
  • the signal propagation of the measurement signal is influenced so that a conclusion on the impedance change and thus on the change in distance or the underlying bending is possible by evaluating the signal propagation.
  • the evaluation unit is suitably designed and set up to use the response signal to refer back to the impedance change and thus to the change in distance or to the bend on the basis of the signal propagation of the measurement signal detected by the receiving unit, ie to detect such and in particular also the bend z. B. to determine the type and size.
  • signal attenuation also takes into account a line attenuation due to the conductor material.
  • the feed-in unit and the receiving unit are configured, for example, as a common transceiver unit, ie as a transceiver.
  • the evaluation unit is also part of the transceiver, for example, so that the evaluation takes place directly at the receiving location.
  • the evaluation unit is external, ie designed separately from the measuring arrangement.
  • the response signals received by the receiving unit are forwarded to an evaluation unit which, for example, is part of a superordinate (motor vehicle) control unit.
  • the evaluation unit as a computer or data cloud (cloud computing).
  • the received response signals are forwarded via the Internet and evaluated by means of an Internet or online service.
  • This allows a particularly cost-effective and resource-efficient evaluation.
  • This monitoring makes it possible to detect the bending state of the strand reliably and reliably.
  • the strand can be monitored so that a bending of the strand does not exceed an allowable bending radius.
  • the evaluation unit is suitable and configured, for example, for displaying or communicating the current bending state to a user and, if necessary, generating a warning signal if the bending of the strand reaches or exceeds an undesired bending radius.
  • the strand when used as a charging cable, it is possible for a predetermined maximum bending radius to be exceeded. radius a guided (charging) current is reduced or completely switched off. As a result, damage to the strand is advantageously and simply avoided.
  • the string is designed, for example, as a prefabricated cable with an attached plug.
  • the feed unit and / or the receiving unit of the measuring arrangement are in this case arranged completely or partially in the cable or in the plug. It is also conceivable, for example, that the
  • Feeding unit and / or the receiving unit of the measuring arrangement are arranged outside the strand.
  • the string is designed, for example, as a charging cable for e-mobility applications, it is for example possible for the supply unit and / or the receiving unit of the measuring arrangement to be arranged in an external power supply unit (charging station) and / or in an electric or hybrid vehicle .
  • the pair of sensor wires is spirally, helically or helically or helically, guided around the core. As a result, a particularly suitable guidance of the sensor wires is realized, which enables reliable and reliable monitoring and detection of a bend.
  • the sensor wires of the pair of sensor wires are roped around the core in the manner of a twist or spiral screen (D-screen).
  • the sensor wires are arranged side by side in parallel and are wound or guided in a substantially spiral around the core as one layer. Adjacent winding sections of the sensor wire pair are preferably spaced apart from one another.
  • the pair of sensor wires is part of a braid which surrounds the strand.
  • the particular tubular braid is for example in the manner of a protective braid, in particular in the manner of a
  • C-screen Braided screen
  • the sensor wires are integrated into the mesh or combined with it.
  • the braid thus acts as a support or support braid for holding the sensor wires to the core.
  • the joint parallel guidance of the sensor wires to one another is reliably ensured with conventional production methods.
  • the advantage is associated with dissipating occurring (mechanical) tensile forces via the braid. As a result, an increased or improved service life for the pair of sensor wires and thus the measuring arrangement is made possible.
  • the braid has at least one and preferably a plurality of electrically non-conductive filaments in addition to the pair of sensor cores.
  • the braiding has exclusively electrically non-conductive threads.
  • the braid is electrically nonconductive, and thus has no bare conductive (metal) wires.
  • the threads are expediently made of a flexible and electrically non-conductive material. This ensures that the braid bends in the course of a bend according to the bending radius of the strand or the core, so bends or stretches. This ensures that the sensor wires reliably detect the bending.
  • the threads are formed, for example, as plastic threads or synthetic fibers, preferably as aramid threads or aramid fibers.
  • the braid is essentially an aramid braiding in which the sensor wires are woven. This ensures a particularly simple and cost-effective production of the sensor wire pair acting as a sensor element.
  • a braid is generally understood to mean a wickerwork in which threads are net-interwoven, ie interlaced, or crossed with one another.
  • the braid it is preferable to use a conventional braiding machine which circularly guides a wreath with the non-conductive threads wound on bobbins around a braiding point.
  • the Sensor wires arranged on two adjacent coils of a second ring, wherein preferably further coils of this second ring are provided, which are provided with the non-conductive threads.
  • the parallel pair of sensor wires is manufactured and fixed in position for further processing by means of the non-conductive threads.
  • the relative distance of the sensor wires results in this case essentially automatically by the coil arrangement of the rings. This means that the relative distance is proportional to the circumference of the tubular braid.
  • the sensor wires of the braid produced have a relative spacing, which corresponds to 1/16 of the circumference of the braid.
  • the sensor wires Preferably, have a spacing between 1/8 to 1/16 of the mesh circumference.
  • the distance between the sensor wires is advantageously dimensioned between 1/6 and 1/12 of the mesh circumference. Accordingly, the distance in a 16er braiding machine, for example, to 1/4 to 1/8 of
  • the pair of sensor wires is arranged on the core only with a maximum of five threads or only with a (single) thread as a flattening element.
  • the two sensor wires are arranged on a ring of braiding and a non-conductive thread on the other wreath.
  • the braid is formed only by crossing the individual thread with the pair of sensor wires for its attachment and / or Flalterung.
  • An additional or further aspect of the invention provides that the pair of sensor wires is guided so as to be free of displacement along the strand or the core, so that, in the case of a bend, the relative position of the pair of sensor cores to the Core is unchanged.
  • the sensor wires are arranged on the core, so that in a bending no relative displacement of the respective sensor wire to the core along the strand longitudinal direction occurs, so the sensor wires do not slide along the strand longitudinal direction or slip.
  • the sensor wires are stationary with respect to the surface of the core and, for example, are fixedly coupled to the surface of the core, for example by means of a positive connection, a frictional connection or a material connection. This ensures a particularly reliable and reliable monitoring and detection of a bend.
  • the pair of sensor wires in particular helically wound, has a pitch, wherein the pitch is at least three times, preferably at least five times, greater than the distance between the sensor wires. Preferably, the pitch is at most 10 times or at most 20 times the distance. As a result, the sensor wire pair is wound sufficiently steeply in order to reliably detect the bends.
  • the distance of the sensor wires (in the unbent initial state and measured from middle to middle of the wires) is for example in the range of 0.2 cm to 1 cm. Preferably the distance is in the range of 0.3cm to 0.7cm at a pitch in the range of 1.5cm to 5cm.
  • the diameter of the strand is in particular in the range of 3 to 7 cm.
  • the sensor wires each have a conductor and an electrically insulating core jacket surrounding it.
  • the as well Insulator or dielectric called (core) sheath is made of a non-polar plastic material.
  • the non-polar jacket improves the resolution accuracy of the sensor wires. As a result, a particularly expedient embodiment of the sensor wires is realized.
  • the plastic material is embodied, for example, as a thermoplastic, such as polyethylene (PE), cross-linked polyethylene (X-PE), (cell) polypropylene (PP) or tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene (FEP).
  • a thermoplastic such as polyethylene (PE), cross-linked polyethylene (X-PE), (cell) polypropylene (PP) or tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene (FEP).
  • PE polyethylene
  • X-PE cross-linked polyethylene
  • PP cell polypropylene
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene
  • TPE-S thermoplastic styrene block copolymer
  • the conductor of the sensor wires is suitably made of copper or a copper alloy or of aluminum. It is also conceivable, for example, to manufacture the conductors from a jacketed steel material, in particular a copper clad steel (CCS).
  • the conductor is preferably a stranded conductor, alternatively a solid wire.
  • the core is a particular electrical line, which has an insulating jacket, around which the pair of sensor wires is guided.
  • the insulating jacket is in this case preferably designed as an inner jacket of the strand. Through the insulating jacket, the sensor wires are kept separate from conductive surfaces of the strand.
  • the core or the line has, in particular, a (conduction) diameter greater than 2 cm (centimeters), in particular greater than 3 cm, preferably greater than 5 cm.
  • the diameter is still a maximum of 7cm or at a maximum of 10 cm. Specifically, it is in the range of 3 to 6 cm.
  • the core is designed as a supply element or as a hollow element, for example as a hose.
  • forms of further education of the core as a non-electrical utility are also tion element, such as a fiber optic line conceivable.
  • the core is designed only as a particular cylindrical cavity, for example for the delivery of a fluid.
  • the evaluation unit is designed to detect a reflected signal component of the measurement signal as a response signal. This means that, during operation, the receiving unit detects a reflected signal component of the measuring signal as a response signal and forwards it to the evaluation unit. As a result, a particularly advantageous monitoring of the strand with respect to a bend is made possible.
  • the evaluation unit is embodied in particular as an SDR (Software Defined Radio), that is, as a high-frequency transmitter-receiver, in which certain portions of the signal processing are realized by means of software.
  • SDR Software Defined Radio
  • the feed unit (transmitter) and / or the receiving unit (receiver) are added individually in particular.
  • the evaluation unit for evaluating the position of a local bending point on the core or on the strand is designed and set up by evaluating the propagation time of the reflected signal component (signal propagation time) in conjunction with the signal component or response signal.
  • the evaluation unit is suitable and configured to monitor the core in a locally resolved manner with respect to a bend.
  • the evaluation unit is further designed and set up to determine a quantitative measure of a bending of a local bending point on the strand.
  • the quantitative measure here is in particular a measure or value for the bending radius. For this purpose, a signal pattern of the reflected signal component or of the response signal is evaluated, which is generated on the basis of the bend.
  • the evaluation unit is essentially designed to detect a bending profile along the core or the strand.
  • the feed-in unit feeds a measurement signal into the sensor wire pair, wherein the evaluation unit is designed in particular for monitoring the sensor wires to a reflected portion of the measurement signal as a response signal.
  • the core is compressed at the radially inward-side region of the bent strand and stretched on the diametrically opposite radially outside region. This results in a change in the distance of the sensor wires from one another, in particular the distance is reduced in the radially inner side region and increased in the radially outer side region.
  • a local impedance change is effected at the bending point, ie a change in the characteristic impedance of the measuring signal in the conductor of the sensor wires as a result of the local, limited change in the distance of the sensor wires.
  • the impedance is increased with a decrease in the distance and lowered with an increase in the distance.
  • the bend causes a local disturbance region along the sensor wire pair, which affects the signal propagation of the measurement signal.
  • the measurement signal is at least partially reflected in this interference region, so that the bending is detected and monitored by evaluating the reflected, ie returning signal component. This means that the reflected signal component is the response signal received by the receiver unit.
  • a plurality of radially inward and outward changes in distance between the sensor cores for successive or adjacent turns of the spirally extending pair of sensor cores occur along the bending course or bending profile.
  • the pitch of the sensor wire pair is suitably dimensioned large enough that a pitch change between adjacent turns due to the bend is substantially negligible, so has essentially no influence on the signal propagation.
  • the impedance changes cause the characteristic signal pattern of the reflected signal component, whereby a quantitative measure or value for the bending radius can be determined by means of an evaluation of the reflected signal component.
  • the evaluation of the reflected signal component or response signal is in this case preferably taking into account a known (signal) attenuation in the conductors of the pair of sensor wires. In other words, a reduction of the signal amplitude of the measurement signal or of the reflected signal component due to a propagation path in the sensor wire pair is taken into account in the evaluation.
  • the measuring signal is a measuring pulse, in particular in the manner of a voltage jump or a voltage step.
  • the duration of the measurement signal or measurement pulse is preferably greater than or equal to an expected transit time of the measurement signal from the feed location to one end of the sensor wire pair and back to the feed location. This ensures that a reflected signal component at the entry point is superimposed on the applied (constant) voltage amplitude.
  • a transit time measurement for example in the form of a time domain reflectometry, TDR (Time Domain Reflectometry)
  • TDR Time Domain Reflectometry
  • a measuring pulse is fed into the sensor wires and the voltage profile of the reflected signal component or response signal is evaluated.
  • a measurement signal is fed from the supply unit into the sensor cores for each individual measurement, wherein a stop signal is generated when a predefined voltage threshold value (at the supply location) is exceeded due to the reflected signal component , wherein a transit time between the input of the measurement signal and the stop signal is determined, and wherein the voltage threshold value between the individual measurements is changed.
  • the transit times (stop signals) of the reflected components are therefore generally recorded at different defined threshold values.
  • this method can be regarded as a voltage-discrete time measurement method.
  • the number of individual measurements is preferably more than 10, more preferably more than 20 or even more than 50 and, for example, up to 100 or even more individual measurements. From the large number of these individual measurements, a large number of stop signals are thus determined, which are arranged distributed over time.
  • the plurality of stop signals in conjunction with the threshold values therefore approximately represent the actual signal course of the injected measurement signal and the reflected components.
  • the sensor wires Preferably, in a memory of the evaluation unit reference values for the signal propagation or the reflected signal component, ie for the Response signal stored for the unbent output state of the string.
  • the sensor wires In the initial state of the strand, the sensor wires have a known and uniform distance from each other, and thus essentially a constant impedance value along the core, which is stored as a reference value or reference curve.
  • bends of the strand in a simple manner as deviations from this reference value or the reference curve can be detected and monitored.
  • the flexurally flexible strand according to the invention is suitable and furnished in particular for a measuring arrangement as described above.
  • the strand has a centrally arranged core and a pair of sensor wires with two mechanically uncoupled sensor wires, which are integrated in particular in the strand.
  • the sensor cores are guided parallel to one another along the core at a relative distance from one another.
  • the core it is conceivable, for example, for the core to be subdivided into a plurality of subsections, wherein each subsection has an associated pair of sensor cores as a bending sensor element.
  • each subsection has an associated pair of sensor cores as a bending sensor element.
  • the strand can therefore be monitored with regard to its permissible mechanical bendability or bending loadability. As a result, the desired functionality of the strand is always ensured during operation.
  • the preferably continuous or at least regular or periodic monitoring of the strand with respect to a bend enables a particularly long service life of the strand, as a result of which the strand can be reduced in terms of its diameter dimensioning. This reduces material and manufacturing costs.
  • a particularly suitable strand for applications in e-mobility, in particular as a charging cable is realized by the bending sensor in the form of the pair of sensor wires.
  • the sensor wire pair is a part of a braid which is applied to the core. This ensures a reliable, cost-effective and low-cost mounting of the pair of sensor cores to the core.
  • the strand is designed as a cable and the core as a particular electrical line.
  • the pair of sensor wires is in particular spirally guided around an (insulating) jacket of the core.
  • the sensor core pair and the core are surrounded by a common (outer) sheath of the strand.
  • the strand is thus designed as a so-called intelligent cable, in which a (bending) sensor system in the form of the pair of sensor wires is integrated.
  • the strand is hereby preferably designed as an electrical supply cable, in particular as an (intelligent) charging cable for applications in the field of e-mobility.
  • the method according to the invention is suitable and designed for monitoring a bend-flexible strand with regard to bending. According to the method, a measuring arrangement as described above is used in this case.
  • a measuring signal is fed into the pair of sensor wires, which propagates along it.
  • the distance between the sensor wires of the sensor wire pair is changed in sections.
  • the change in distance causes a local impedance change of the pair of sensor wires, which influences the signal propagation of the measuring signal.
  • the measurement signal is at least partially reflected, with the reflected signal component returning along the sensor wire pair being detected and evaluated as a response signal.
  • the signal component is preferably evaluated with regard to a transit time, for locating the bending point, and with regard to a signal pattern for determining the bending radius.
  • Fig. 1 is a roughly simplified representation of a measuring arrangement with a
  • Fig. 2 in a schematic representation of a detail of the strand with a
  • Fig. 5 is a schematic transit time impedance diagram of
  • FIG. 6 is a schematic representation of a detail of the strand in a bent state
  • FIG. 7 is a schematic time-of-flight impedance diagram of FIG.
  • Fig. 8 is a schematic frequency-amplitude diagram at a bend of the strand.
  • FIG. 1 shows, in a highly simplified representation, a detail of a measuring arrangement 2 for monitoring a bend-flexible strand 4 with regard to a Bending B.
  • the measuring arrangement 2 has a feed unit 6 and a receiving unit 7 and an evaluation unit 8, which are arranged at one end of the strand 4.
  • the measuring arrangement 2 is generally suitable and arranged for bending measurement or detecting a bending change or else for measuring a bending radius R preferably locally (spatially) resolved in the region of the strand 4.
  • the feed unit 6 and the receiving unit as well as the evaluation unit 8 are designed, for example, as a common controller, in particular in the manner of an SDR (Software Defined Radio).
  • SDR Software Defined Radio
  • the evaluation unit 8 is designed separately or externally to the measuring arrangement 2, for example as a (motor vehicle control device or as a computer or data cloud.)
  • the strand 4 is designed as a supply cable, in particular as an electrical supply cable.
  • the strand 4 is hereby preferably designed for use in e-mobility, wherein it is functionally connected as a charging cable during operation for charging an energy store or battery system between the latter and a power supply unit is designed for a high current load and has, for example, a strand diameter of at least 2 cm (centimeters), in particular at least 3 cm, preferably at least 5 cm
  • the strand 4 is embodied, for example, as a prefabricated cable with an attached plug it is conceivable that the feed unit 6 and the evaluation unit 8 are arranged in the cable and / or the plug, so that the measuring arrangement 2 is substantially completely integrated in the charging cable.
  • the strand 4 runs in an unflexed initial state (FIGS. 3, 4), in particular along a strand longitudinal direction L, the strand 4 deviating in the course of the bend B from the straight or straight course in the region of a bending point which is not denuded ,
  • the strand 4 is described in more detail below with reference to FIG. 2 and FIG.
  • the strand 4 shown in Fig. 2 in a partially disassembled state has an electrically insulating outer jacket 10, which surrounds a central core 12.
  • the core 12 is preferably formed as a line with at least one wire, not shown, which is surrounded by an insulating inner jacket 14 as insulating jacket.
  • a mesh 16 is applied, which has a number of electrically non-conductive threads 18 and a pair of sensor wires 20 woven therein.
  • the threads 18 are provided by way of example only with reference numerals.
  • the pair of sensor cores 20 has two sensor cores 22, which are guided parallel to one another and which are respectively braided or integrated into the braid 16 in the manner of a thread 18.
  • the sensor wires 22 of the sensor wire pair 20 are provided in FIG. 2 with a dotted hatching.
  • the feed unit 6 feeds a measuring signal S into the pair of sensor wires 20 or into the or each sensor wire 22.
  • the receiving unit 7 detects or receives the measuring signal S after a signal propagation in the sensor wire pair 20.
  • the receiving unit 7 is suitable and configured to receive a signal component S 'reflected in the sensor wire pair 20, which is also referred to below as a response signal S' , to capture the measurement signal S and forward for evaluation to the evaluation unit 8.
  • the evaluation unit 8 is in this case designed to evaluate the position of the local bending point on the core 12 or on the strand 4 by evaluating a transit time t of the reflected signal component or response signal S 'with respect to the supplied measurement signal S.
  • the evaluation unit 8 is further designed to determine a quantitative measure of the bend B at the local bending point on the strand 4.
  • the quantitative measure is particularly a measure or a value for the bending radius R or the bending profile along the core 12 or the strand 4.
  • the sensor wires 22 are not mechanically connected to each other, but are guided by the braid 16 to the core 12 and the inner shell 14. In this case, the sensor wires 22 are guided, laid or stranded parallel to one another on the outer circumference of the core 12 or of the inner jacket 14 in a relative distance A in the unbent initial state of the strand 4.
  • the sensor wire pair 20 in this case extends substantially over the entire length of the strand 4.
  • the sensor wires 22 in this case have in the unbent initial state a uniform distance A to each other, which over the entire length of the strand 4 and the
  • Sensor wire pair 20 is substantially constant.
  • the pair of sensor wires 20 is helical, ie helical or helical or helical, guided around the core 12.
  • the sensor cores 22 of the sensor core pair 20 are thus substantially roped around the core 12 or the inner sheath 14 in the manner of a swirl or spiral shield (D shield).
  • the sensor wires 22 are arranged side by side in parallel, and are essentially wound or guided in a spiral around the core 12 as a layer. This means that the core 12 or its inner jacket 14 is circulated by the sensor cores 22 as a double spiral.
  • the pair of sensor wires 20 is held by means of the mesh 16 on the core 12 in such a way that it is guided free of displacement along the strand 4 or the core 12.
  • the sensor wires 22 are arranged on the core 10 in such a way that no relative offset along the strand longitudinal direction L occurs during a bend B, ie the sensor wires 22 do not slide along the strand longitudinal direction L at the core 12.
  • the sensor cores 22 have - as in particular in the sectional view of FIG.
  • the (core) jacket 26 is made of a non-polar plastic material.
  • the plastic material is embodied, for example, as a thermoplastic, such as, for example, polyethylene (PE), cross-linked polyethylene (X-PE), (cell) polypropylene (PP) or tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene (FEP).
  • PE polyethylene
  • X-PE cross-linked polyethylene
  • PP cell
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene
  • TPE-S thermoplastic styrene block copolymer
  • the conductor 24 of the sensor wires 22 is suitably made of copper or a copper alloy or of aluminum.
  • the pair of sensor wires 20 is part of the mesh 16 which surrounds the core 10.
  • the particular tubular mesh 16 is designed, for example, in the manner of a protective braid, in particular in the manner of a braided shield (C-shade).
  • the sensor wires 22 are integrated into the braid 16 formed by the threads 18 or combined with it.
  • the braid 16 thus acts as an auxiliary or support braid for holding the sensor wires 22 on the core 12.
  • the braid 16 has in particular a plurality of regularly mantone- ne and / or crossed yarns 18, in which the sensor wires 22 are woven.
  • the electrically non-conductive threads 18 are expediently made of a flexible material.
  • the threads 18 are designed as aramid fibers or aramid threads.
  • the distance A of the sensor wires 22 in the unbent initial state of the strand 4 is thus essentially predetermined by the braiding or braiding pattern; in particular, the distance A is proportional to the circumference of the tubular braiding 16.
  • the braid 16 is produced by means of a 16-braiding machine, wherein the coils of the braiding machine equipped with the sensor wires 22 are arranged directly next to each other along a circumferential direction of a ring carrying the coils.
  • the sensor cores 22 have a spacing A which essentially corresponds to two sixteenths (2/16), that is one-eighth (1/8) of the circumference of the braid 16.
  • the braid 16 is, for example, by means of a 32er-Felchtmaschine, wherein the distance A between the sensor wires 22 is suitably dimensioned between 1/16 and 1/8 of the circumference, or by means of a 24er braiding machine, wherein the distance A between the sensor cores 22 is suitably dimensioned between 1/12 and 1/6 of the circumference, braided.
  • the strand 4 is shown in the unbent initial state. 4 shows four successive turns of the spirally extending pair of sensor wires 20.
  • the sensor wire pair 20 or its course here has a pitch Fl.
  • the pitch Fl between successive turns is preferably greater than the distance A between the sensor wires 22.
  • the pitch Fl is at least five times greater than the distance A (Fl> 5A).
  • the sensor wires 22 are guided on the circumference of the core 12 in such a way that a bending, local change in distance D between the sensor wires 22 occurs at a bend B of the strand 4, and the signal propagation of the measuring signal S or of the reflected signal component or response signal S 'is influenced by the change in the distance D of the sensor wires 22.
  • a (relative) change in distance D between the sensor wires 22 causes a change in the characteristic impedance or the impedance Z of the sensor wire pair 20, which results in the sequence on the signal propagation of the measurement signal S affects.
  • reflections of the measurement signal S in the sensor cores 22 are generated by such impedance changes, which are at least partially fed back as a signal component or response signal S 'to the receiving unit 7 or to the evaluation unit 8.
  • the measurement signal S is, in particular, a measurement pulse, in particular in the manner of a voltage jump or a voltage step.
  • a transit time measurement is thus carried out in the manner of a time domain reflectometry.
  • the measurement signal S is fed into the sensor cores 22 and the voltage profile of the reflected signal component S 'is evaluated.
  • FIGS. 5 and 7 each show a transit time impedance diagram (tZ diagram) of the sensor wires 20 for an unbent (FIG. 5) and a bent (FIG. 7) state of the strand 4.
  • tZ diagram transit time impedance diagram
  • x abscissa axis
  • y vertical ordinate axis
  • the impedance of the sensor wire pair 20 is shown.
  • the distance A between the sensor wires 22 is constant and essentially the same over the complete length of the sensor wire pair 20.
  • the sensor wires 22 have a substantially constant impedance value Z1 over their entire length.
  • the tZ diagram of FIG. 5 shows a constant course characterized by the impedance value Z1.
  • the core 12 is compressed at the radially inward-side region of the bent strand 4, as schematically shown in FIG. 6, and stretched on the diametrically opposite, radially outside region.
  • the pair of sensor wires 20 is guided on the core 12 so as to be displaceable along the strand longitudinal direction L so that changes in distance D of the sensor wires 20 relative to one another are effected by the bending.
  • the distance is reduced in the radially inward region and increased in the radially outer region.
  • the distance changes D are provided in FIG. 6 by way of example for one turn of the sensor wire pair 20 in the radially inward and in the radially outward bending region with a reference numeral.
  • a local change in impedance ie a change in the characteristic impedance of the measuring signal S in the conductor 24 of the sensor wires 22, is brought about at the bending point as a result of the local limited change in distance D of the sensor wires 22.
  • the impedance Z is increased with a decrease of the distance A and decreased with an increase of the distance A.
  • the bending B causes by the distance changes D a number of defects along the sensor wire pair 20, which affects the signal propagation of the measurement signal S.
  • the measurement signal S is at least partly reflected in the region of these impurities, so that the deflection B is detected by evaluating the reflected, ie returning signal component S '.
  • FIG. 7 schematically shows a corresponding impedance curve for a bent strand 4.
  • an oscillating impedance characteristic Z2 It represents a complete period of
  • the duration of the impedance curve Z2 corresponds to the position of the bending point on the strand 4, wherein the number of deviations to higher or lower impedance values than the impedance value Z1 is a measure of the bending radius R and the length of the bend B, so the bending curve, are.
  • a corresponding signal pattern of the reflected signal component S ' is effected in the course of the runtime measurement, so that a quantitative measure or a value for the bending radius R can be determined by the evaluation of the reflected signal component S'.
  • An evaluation of the reflected signal component S 'in the frequency domain is explained in more detail below with reference to FIGS. 8 to 11.
  • FIGS. 8 to 11 each show a frequency-voltage diagram (fP diagram) which essentially corresponds to a Fourier-transformed signal profile of the reflected signal component S '. equivalent.
  • fP diagram frequency-voltage diagram
  • the frequency f of the reflected signal component S ' which essentially corresponds to a position on the sensor wire pair 22, is plotted here.
  • the amplitude P of the signal component S ' which is a measure of the bending radius R, is shown along the vertical ordinate axis (y-axis).
  • the amplitude curve P1 in this case has a spectral peak or a maximum M.
  • a height of the maximum M that is to say an amplitude difference DR of the amplitude profile P1 corresponds in this case to the strength of the bend B, ie the bending radius R.
  • the amplitude curve P1 here has a spectral weight, ie a (frequency) width or a frequency spacing f1 which one A measure of the length of the bend B is, that is to say, how many successive turns of the sensor wire pair 20 have changes in distance D between the sensor wires 22.
  • FIG. 9 shows a spectrum P2 for an unbent strand 4.
  • the sensor wires 22 have a constant
  • FIGS. 10 and 11 show spectra P3 and P4 for bends B, which have a reduced bending radius R compared with the bend B shown in FIG.
  • the spectrum P3 shown in FIG. 10 in this case corresponds to a bend B, which is comparatively close to the feed-in point, ie near the feed unit 6 and / or the evaluation unit 8.
  • a spectrum P4 is correspondingly shown, in which the bending point of the bend B is farther from the entry point.
  • the invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, furthermore, all the individual features described in connection with the exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung, aufweisend einen zentral angeordneten Kern, ein Sensoradernpaar mit zwei Sensoradern, die am Kern entlang geführt sind, eine Einspeiseeinheit zur Einspeisung eines Messsignals in das Sensoradernpaar, sowie eine Auswerteeinheit zur Auswertung des Messsignals nach einer Signalausbreitung in dem Sensoradernpaar, wobei die Sensoradern in einem ungebogenen Ausgangszustand des Strangs parallel in einem relativen Abstand zueinander derart umfangsseitig am Kern entlang geführt sind, so dass es bei einer Biegung des Strangs zu einer abschnittsweisen Abstandsänderung zwischen den Sensoradern kommt, und die Signalausbreitung des Messsignals durch die Abstandsänderung der Sensoradern beeinflusst ist.

Description

Beschreibung
Messanordnung zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs und biegeflexibler Strang sowie Verfahren zur Überwachung eines biegeflexiblen
Strangs
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung. Die Erfindung betrifft weiterhin einen biege- flexiblen Strang für eine derartige Messanordnung sowie ein Verfahren zur Über- wachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung.
Elektrisch betriebene oder betreibbare Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, weisen häufig elektrochemische Batteriesysteme als se- kundäre Energiespeicher zum Betrieb eines Elektromotors auf. Für die Alltags- tauglichkeit von Elektro- und Hybridfahrzeugen im Zuge der E-Mobilität ist es wünschenswert, dass sich deren Batteriesysteme jederzeit möglichst einfach und schnell aufladen lassen. Zu diesem Zweck sind unter anderem hohe Ladeströme und hohe Leistungsübertragungen notwendig, welche im Zuge eines Ladevor- gangs von einer Stromversorgungseinheit (Ladesäule) über ein Ladekabel zum Batteriesystem geführt werden. Dies bedingt eine vergleichsweise hohe Strombe- lastbarkeit des Strangs, wodurch derartige Ladekabel häufig einen vergleichswei- se großen Kabeldurchmesser aufweisen.
Ein solches Ladekabel weist zur Energie- und oftmals auch zur Signalübertragung mehrere Adern, also isolierte Leiter auf. Neben Versorgungsadern für den Lade- strom sind typischerweise auch Signaladern zur Signal- oder Datenübertragung vorgesehen. Die Adern bilden eine Kabelseele, welche von einem gemeinsamen (Isolier-)Mantel umgeben ist. Bei vielen Anwendungen beispielsweise im Automotivenbereich oder E-Mobilitäts- bereich unterliegen Kabel oder auch andere biegeflexible Stränge diversen Belas- tungen, welche bezüglich Dauer und Stärke unbekannt sind. Insbesondere sind derartige Stränge hinsichtlich auftretender mechanischer Belastungen, wie bei- spielsweise Vibrationen oder Biegungen, vorzugsweise biegeflexibel ausgeführt, dies bedeutet, dass der Strang zumindest eine gewisse Biegbarkeit und Biege- wechselfestigkeit aufweist. Der Strang weist somit eine Biegefähigkeit auf, also einen Biegeradius, um welchen er gebogen werden kann, ohne dass eine wesent- liche Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit auftritt.
Um eine bestimmte Mindestlebensdauer zu gewährleisten oder eine eventuell un- zulässige Biegung zu erkennen ist eine Kontrolle oder eine Überwachung des Strangs von Vorteil. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Messanord- nung zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung bereitzustellen. Insbesondere soll eine einfache und quantitative Erfassung einer Biegung ermöglicht werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen biegeflexiblen Strang für eine solche Messanordnung anzugeben. Der Er- findung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung anzu- geben.
Hinsichtlich der Messanordnung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des An- spruchs 1 und hinsichtlich des Strangs mit den Merkmalen des Anspruchs 12 so- wie hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 15 erfindungs- gemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegen- stand der jeweiligen Unteransprüche. Die im Hinblick auf den Strang angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Messanordnung sowie das Verfahren übertragbar und umgekehrt.
Die erfindungsgemäße Messanordnung ist zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung geeignet und eingerichtet. Der biegeflexible Strang ist beispielsweise ein Versorgungsstrang, insbesondere ein elektrischer Versorgungsstrang, vorzugsweise ein Kabel und speziell ein Ladekabel für ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug beziehungsweise für eine E-Mobilitätsanwendung.
Der Strang verläuft in einem ungebogenen Ausgangszustand entlang einer Stranglängsrichtung, wobei unter einer Biegung (Kurve, Krümmung, Knick) insbe- sondere eine geometrische Abweichung von einem geraden oder geradlinigen Verlauf des Strangs an einer Biegestelle zu verstehen ist, welche mittels eines Biegeradius charakterisierbar ist. Der Strang weist somit eine Biegefähigkeit auf, so dass er ohne wesentliche Beeinflussung seiner Funktionsfähigkeit bis zu einem gewissen Biegeradius gebogen werden kann. Im Nachfolgenden ist unter einem Biegeradius insbesondere der zulässige Radius für eine gelegentliche oder stän- dige Biegung des Strangs zu verstehen.
Der Strang weist einen zentral angeordneten, insbesondere biegeflexiblen Kern auf, an dem ein Sensoradernpaar mit zwei mechanisch nicht gekoppelten Sensor- oder Messadern geführt ist. Mit anderen Worten sind die Sensoradern nicht me chanisch miteinander verbunden am Kern entlang geführt. Die Messanordnung weist weiterhin eine Einspeiseeinheit zur Einspeisung eines Messsignals in das Sensoradernpaar beziehungsweise in die oder jede Sensorader auf. Die Messan- ordnung ist mit einer Empfangseinheit zum Empfangen eines Antwortsignals der Sensoradern und zur Weiterleitung an eine Auswerteeinheit zur Auswertung des Messsignals nach einer Ausbreitung in dem Sensoradernpaar ausgeführt. Unter einem„Antwortsignal“ wird hier und im Folgenden insbesondere ein elektrisches Signal verstanden, welches sich aus dem eingespeisten Messsignal im Zuge einer Signalausbreitung in dem Sensoradernpaar ergibt.
Erfindungsgemäß sind die Sensoradern des Sensoradernpaares in dem
ungebogenen Ausgangszustand des Strangs parallel in einem relativen Abstand zueinander umfangsseitig am Kern entlang geführt. Die Sensoradern weisen hier- bei im ungebogenen Ausgangszustand einen gleichmäßigen Abstand zueinander auf, welcher im Wesentlichen über die gesamte Länge des Sensoradernpaares oder zumindest über einen zu überwachenden Bereich des Strangs konstant ist.
Die Sensoradern sind hierbei in einer solchen Art und Weise am Umfang des Kerns geführt, so dass es bei einer Biegung des Strangs zu einer abschnittswei- sen, insbesondere lokalen Abstandsänderung zwischen den Sensoradern kommt, und die Signalausbreitung des Messsignals durch die Abstandsänderung der Sensoradern beeinflusst ist. Somit wird das empfangene Anwortsignal verändert, wodurch mittels der Auswerteeinheit eine einfache und zuverlässige Überwachung hinsichtlich einer Biegung des Strangs ermöglicht ist.
Unter einer Abstandsänderung ist hierbei insbesondere eine relative, lokale Ver- ringerung und/oder Vergrößerung des Abstands zwischen den Sensoradern zu verstehen, welche die Signalausbreitung des Messsignals beeinflusst. Durch die Beeinflussung der Signalausbreitung im Zuge einer Biegung des Strangs ist es in einfacher Art und Weise möglich, mittels der Auswerteeinheit eine Biegung des Strangs zu erfassen und zu überwachen. Mit anderen Worten wirkt das Sensor- adernpaar als ein Mess- oder Sensorelement zur Erfassung einer Biegung des überwachten Strangs. Dadurch ist auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung rea- lisiert.
Das Sensoradernpaar weist im ungebogenen Ausgangszustand einen im Wesent- lichen bekannten Wellenwiderstands- oder Impedanzwert auf. Die Abstandsände- rung wirkt sich auf den Impedanzwert aus, sodass es zumindest im Bereich der Abstandsänderung zu einer lokalen Veränderung der Impedanz des
Sensoradernpaares kommt. Durch die lokale Impedanzänderung wird die Signal- ausbreitung des Messsignals beeinflusst, sodass durch Auswertung der Signal- ausbreitung ein Rückschluss auf die Impedanzänderung und somit auf die Ab- standsänderung beziehungsweise die dieser zugrundeliegenden Biegung möglich ist. Die Auswerteeinheit ist hierbei geeigneterweise dazu ausgelegt und eingerichtet, anhand der durch die Empfangseinheit erfassten Signalausbreitung des Messsig- nals anhand des Antwortsignals auf die Impedanzänderung und somit auf die Ab- standsänderung beziehungsweise auf die Biegung zurückzuschließen, also eine solche zu erfassen und insbesondere auch die Biegung z. B. nach Art und Größe zu bestimmen. Insbesondere wird bei der Signalauswertung auch eine Leitungs- dämpfung aufgrund des Leitermaterials berücksichtigt.
Die Einspeiseeinheit und die Empfangseinheit sind beispielsweise als eine ge- meinsame Sende-Empfangseinheit, also als ein Transceiver, ausgestaltet. Die Auswerteeinheit ist beispielsweise ebenfalls Teil des Transceivers, so dass die Auswertung direkt am Empfangsort erfolgt. Alternativ ist die Auswerteeinheit ex- tern, also separat zu der Messanordnung ausgeführt. Insbesondere bei einer An- wendung der Messanordnung in einem Kraftfahrzeug ist vorgesehen, dass die von der Empfangseinheit empfangenen Antwortsignale an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden, welche beispielsweise Teil eines übergeordneten (Kraft- fahrzeug-)Steuergeräts ist.
Ebenso denkbar ist eine Ausführung der Auswerteeinheit als eine Rechner- oder Datenwolke (Cloud Computing). Dies bedeutet, dass die empfangenen Antwort- signale über das Internet weitergeleitet werden, und mittels eines Internet- oder Onlinedienstes ausgewertet werden. Dadurch ist eine besonders kostengünstige und resourceneffiziente Auswertung ermöglicht. Durch diese Überwachung ist es möglich, den Biegezustand des Strangs zuver- lässig und betriebssicher zu erfassen. Insbesondere kann der Strang dahinge- hend überwacht werden, dass eine Biegung des Strangs einen zulässigen Biege- radius nicht überschreitet. Die Auswerteeinheit ist hierbei beispielsweise dazu ge- eignet und eingerichtet, einem Benutzer den aktuellen Biegezustand anzuzeigen oder zu kommunizieren, und gegebenenfalls ein Warnsignal zu erzeugen, falls die Biegung des Strangs einen ungewünschten Biegeradius erreicht oder überschrei- tet. Zusätzlich oder alternativ ist es bei einer Anwendung des Strangs als Ladeka- bel möglich, dass bei einer Überschreitung eines vorgegebenen maximalen Biege- radius ein geführter (Lade-)Strom reduziert oder vollständig abgeschaltet wird. Dadurch wird eine Beschädigung des Strangs vorteilhaft und einfach vermieden.
Der Strang ist beispielsweise als ein vorkonfektioniertes Kabel mit einem ange- brachten Stecker ausgeführt. Die Einspeiseeinheit und/oder die Empfangseinheit der Messanordnung sind hierbei vollständig oder teilweise im Kabel oder in dem Stecker angeordnet. Ebenso denkbar ist es beispielsweise, dass die
Einspeiseeinheit und/oder die Empfangseinheit der Messanordnung außerhalb des Strangs angeordnet sind. Ist der Strang zum Beispiel als ein Ladekabel für E- Mobilitätsanwendungen ausgebildet, ist es beispielsweisemöglich, dass die Einspeiseeinheit und/oder die Empfangseinheit der Messanordnung in einer ex- ternen Stromversorgungseinheit (Ladesäule) und/oder in einem Elektro- oder Hyb- ridfahrzeug angeordnet sind. In einer geeigneten Ausführung ist das Sensoradernpaar spiralförmig, also helix- oder wendel- oder schraubenförmig, um den Kern geführt. Dadurch ist eine be- sonders geeignete Führung der Sensoradern realisiert, welche eine zuverlässige und betriebssichere Überwachung und Erfassung einer Biegung ermöglichen.
Dies bedeutet, dass der Kern von den Sensoradern als Doppelspirale umlaufen wird.
Beispielsweise sind die Sensoradern des Sensoradernpaares nach Art eines Drall- oder Wendelschirms (D-Schirm) um den Kern geseilt. Mit anderen Worten sind die Sensoradern nebeneinander parallel angeordnet und im Wesentlichen als eine Lage spiralförmig um den Kern gewickelt oder geführt. Benachbarte Win- dungsabschnitte des Sensoradernpaares sind dabei vorzugsweise zueinander beabstandet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Sensoradernpaar Teil eines Geflechts, welches den Strang umgibt. Das insbesondere schlauchförmige Geflecht ist bei- spielsweise nach Art eines Schutzgeflechts, insbesondere nach Art eines
Geflechtschirms (C-Schirm) ausgeführt. Mit anderen Worten sind die Sensoradern in das Geflecht integriert beziehungsweise mit diesem kombiniert. Das Geflecht wirkt somit als ein Hilfs- oder Tragegeflecht zur Halterung der Sensoradern am Kern. Dadurch ist insbesondere die gemeinsame parallele Führung der Sensor- adern zueinander mit herkömmlichen Fertigungsmethoden zuverlässig gewähr- leistet. Auch ist mittels einer solchen Einbettung oder Einflechtung der Sensor- adern in ein Geflecht der Vorteil verbunden, auftretende (mechanische) Zugkräfte über das Geflecht abzuführen. Dadurch ist eine erhöhte oder verbesserte Le- bensdauer für das Sensoradernpaar und somit die Messanordnung ermöglicht.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist das Geflecht neben dem Sensoradern- paar mindestens einen und bevorzugt mehrere elektrisch nicht leitende Fäden auf. Insbesondere weist das Geflecht - abgesehen von den Sensoradern - aus- schließlich elektrisch nicht leitende Fäden auf. Mit anderen Worten ist das Ge- flecht elektrisch nicht leitfähig, weist also keine blanken leitenden (Metall-)Drähte auf. Die Fäden sind hierbei zweckmäßigerweise aus einem biegsamen und elekt- risch nicht leitfähigen Material hergestellt. Dadurch ist gewährleistet, dass sich das Geflecht im Zuge einer Biegung entsprechend dem Biegeradius des Strangs oder des Kerns verbiegt, also staucht oder dehnt. Somit ist sichergestellt, dass die Sensoradern die Biegung zuverlässig erfassen. Insbesondere sind die Fäden beispielsweise als Kunststofffäden oder Kunststoff- fasern, vorzugsweise als Aramidfäden oder Aramidfasern, ausgebildet. Dies be- deutet, dass das Geflecht im Wesentlichen ein Aramidgeflecht ist, in welchem die Sensoradern eingeflochten sind. Dadurch ist eine besonders einfache und kos- tengünstige Herstellung des als Sensorelement wirkenden Sensoradernpaares gewährleistet.
Unter einem Geflecht wird allgemein ein Flechtwerk verstanden, bei welchem Fä- den netzartig miteinander verflochten, also ineinander geschlungen, oder mitei- nander gekreuzt sind.
Zur Herstellung des Geflechts wird bevorzugt eine herkömmliche Flechtmaschine verwendet, welche einen Kranz mit den auf Spulen aufgerollten nicht leitenden Fäden um einen Flechtpunkt kreisförmig herumführt. Geeigneterweise sind die Sensoradern auf zwei nebeneinanderliegenden Spulen eines zweiten Kranzes angeordnet, wobei bevorzugt weitere Spulen dieses zweiten Kranzes vorgesehen sind, die mit den nicht leitenden Fäden versehen sind. In dieser Konfiguration wird das parallel verlaufende Sensoradernpaar gefertigt und in seiner Position für die weitere Verarbeitung mittels der nichtleitenden Fä- den fixiert. Der relative Abstand der Sensoradern ergibt sich hierbei im Wesentli- chen automatisch durch die Spulenanordnung der Kränze. Dies bedeutet, dass der relative Abstand proportional zu dem Umfang des schlauchförmigen Geflechts ist. Wird beispielsweise eine 32er-Flechtmaschine, mit 16 Spulen je Kranz, ver- wendet, und sind die mit den Sensoradern bestückten Spulen entlang einer Um- fangsrichtung des Kranzes direkt nebeneinander angeordnet, so weisen die Sen- soradern des erzeugten Geflecht einen relativen Abstand auf, welcher 1/16 des Umfangs des Geflechts entspricht. Vorzugsweise weisen die Sensoradern einen Abstand zwischen 1/8 bis 1/16 des Geflechtumfangs auf. Im Falle einer 24er- Flechtmaschine ist der Abstand zwischen den Sensoradern vorteilhafterweise zwischen 1/6 und 1/12 des Geflechtumfangs dimensioniert. Entsprechend ist der Abstand bei einer 16er-Flechtmaschine beispielsweise auf 1/4 bis 1/8 des
Geflechtumfangs dimensioniert.
In einer bevorzugten, besonders kosten- und materialreduzierten Weiterbildungs- form ist es vorgesehen, dass das Sensoradernpaar lediglich mit maximal fünf Fä- den oder lediglich mit einem (einzigen) Faden als Flalteelement an dem Kern an- geordnet ist. Dies ist insbesondere in Anwendungen vorteilhaft, in welchen keine oder vernachlässigbare Zugkräfte auf das Sensoradernpaar einwirken. Hierbei sind auf einem Kranz der Flechtmaschine die beiden Sensoradern und auf dem anderen Kranz ein nichtleitender Faden angeordnet. Mit anderen Worten ist das Geflecht lediglich durch kreuzen des einzelnen Fadens mit dem Sensoradernpaar zu dessen Befestigung und/oder Flalterung ausgebildet.
Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Sensor- adernpaar entlang des Strangs beziehungsweise des Kerns verschiebefrei geführt ist, so dass bei einer Biegung die Relativposition des Sensoradernpaares zum Kern unverändert ist. Mit anderen Worten sind die Sensoradern derart an dem Kern angeordnet, so dass bei einer Biegung kein relativer Versatz der jeweiligen Sensorader zum Kern entlang der Stranglängsrichtung auftritt, die Sensoradern also nicht entlang der Stranglängsrichtung abgleiten oder verrutschen. Dies be- deutet, dass die Sensoradern ortsfest bezüglich der Oberfläche des Kerns sind und beispielsweise fest mit der Oberfläche des Kerns gekoppelt sind, beispiels- weise mittels eines Formschlusses, eines Kraftschlusses oder eines Stoffschlus- ses. Dadurch ist eine besonders zuverlässige und betriebssichere Überwachung und Erfassung einer Biegung gewährleistet.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist das insbesondere spiralförmig ge- wundene Sensoradernpaar eine Ganghöhe auf, wobei die Ganghöhe mindestens dreimal, vorzugsweise mindestens fünfmal größer als der Abstand zwischen den Sensoradern ist. Vorzugsweise beträgt die Ganghöhe maximal das 10-fache oder maximal das 20-fache des Abstands. Hierdurch ist das Sensoraderpaar ausrei- chend steil gewickelt, um die Biegungen auch zuverlässig zu erfassen. Der Ab- stand der Sensoradern (im ungebogenen Ausgangszustand und gemessen von Mitte zu Mitte der Adern) liegt beispielsweise im Bereich von 0,2cm bis 1 cm. Be- vorzugt liegt der Abstand im Bereich von 0,3cm bis 0,7cm bei einer Ganghöhe im Bereich von 1 ,5cm bis 5cm. Der Durchmesser des Strangs liegt dabei insbeson- dere im Bereich von 3 bis 7cm. Unter der Ganghöhe wird der Windungsabstand verstanden, also diejenige Strecke, um die sich die Sensoradern bei einer vollen Umdrehung entlang der Stranglängsrichtung um den Kern winden. Somit wird eine gewisse Mindestganghöhe zwischen den Windungen gewährleistet. Dadurch wird sichergestellt, dass sich bei einer Biegung lediglich die Abstandsänderung zwi- schen den Sensoradern auf die Signalausbreitung des Messsignals auswirkt. Mit anderen Worten wird die Auswirkung einer Ganghöhenänderung zwischen be- nachbarten Windungen im Zuge einer Biegung auf die Signalausbreitung reduziert oder vollständig vermieden. Dadurch wird eine zuverlässige Überwachung und Erfassung von Biegungen gewährleistet.
In einer vorteilhaften Ausführung weisen die Sensoradern jeweils einen Leiter und einen diesen umgebenden elektrisch isolierenden Adermantel auf. Der auch als Isolator oder Dielektrikum bezeichnete (Ader-)Mantel ist aus einem unpolaren Kunststoffmaterial hergestellt. Durch den unpolaren Mantel wird die Auflöse- genauigkeit der Sensoradern verbessert. Dadurch ist eine besonders zweckmäßi- ge Ausführung der Sensoradern realisiert.
Das Kunststoffmaterial ist beispielsweise als ein thermoplastischer Kunststoff, wie beispielsweise Polyethylen (PE), vernetztes Polyethylen (X-PE), (Zell-)Polypropyl- en (PP) oder Tetrafluorethylenhexafluorpropylen (FEP) ausgeführt. Alternativ ist beispielsweise ebenso denkbar das Kunststoffmaterial als ein thermoplastisches Elastomer, insbesondere einem Polyester-Elastomer auf Basis von Polystyrol, beispielsweise als ein thermoplastisches Styrol-Block-Copolymer (TPE-S), auszu- führen.
Der Leiter der Sensoradern ist geeigneterweise aus Kupfer oder einer Kupferle- gierung oder aus Aluminium hergestellt. Ebenso denkbar ist beispielsweise eine Herstellung der Leiter aus einem ummantelten Stahlmaterial, insbesondere einem mit Kupfer ummantelten Stahl (copper cladded Steel, CCS). Bei dem Leiter han- delt es sich bevorzugt um einen Litzenleiter, alternativ um einen massiven Draht. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung handelt es sich bei dem Kern um eine insbesondere elektrische Leitung, welche einen Isoliermantel aufweist, um den das Sensoradernpaar geführt ist. Der Isoliermantel ist hierbei vorzugsweise als ein Innenmantel des Strangs ausgeführt. Durch den Isoliermantel werden die Sensoradern von leitfähigen Oberflächen des Strangs getrennt gehalten.
Der Kern beziehungsweise die Leitung weist insbesondere einen (Leitungs-) Durchmesser größer 2 cm (Zentimeter), insbesondere größer 3 cm, vorzugsweise größer 5 cm auf. Der Durchmesser liegt weiterhin maximal bei 7cm oder bei ma ximal 10 cm. Speziell liegt er im Bereich von 3 bis 6 cm.
In einer alternativen Weiterbildungsform ist der Kern als ein Versorgungselement oder als ein Hohlelement, beispielsweise als ein Schlauch, ausgebildet. Des Wei- teren sind auch Weiterbildungsformen des Kerns als nicht elektrisches Versor- gungselement, wie beispielsweise eine faseroptische Leitung, denkbar. Ebenso ist es möglich, dass der Kern lediglich als ein insbesondere zylindrischer Hohlraum, beispielsweise zur Förderung eines Fluids, ausgeführt ist. In einer vorteilhaften Ausführung ist die Auswerteeinheit zur Erfassung eines re- flektierten Signalanteils des Messsignals als Antwortsignal ausgebildet. Dies be- deutet, dass die Empfangseinheit im Betrieb einen reflektierten Signalanteil des Messsignals als Antwortsignal erfasst und an die Auswerteeinheit weiterleitet. Da- durch ist eine besonders vorteilhafte Überwachung des Strangs hinsichtlich einer Biegung ermöglicht.
In einer geeigneten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit insbesondere als ein SDR (Software Defined Radio) ausgeführt, also als ein Hochfrequenz-Sende- empfänger, bei welchen gewisse Anteile der Signalverarbeitung mittels einer Software verwirklicht werden. Hierbei sind die Einspeiseeinheit (Sender) und/oder die Empfangseinheit (Empfänger) insbesondere einzeln hinzugefügt.
In einer bevorzugten Ausbildung ist die Auswerteeinheit zur Auswertung der Posi- tion einer lokalen Biegestelle am Kern beziehungsweise am Strang ausgebildet und eingerichtet, indem die Laufzeit des reflektierten Signalanteils (Signallaufzeit) in Verbindung mit dem Signalanteil oder Antwortsignal ausgewertet wird. Mit an- deren Worten ist die Auswerteeinheit dazu geeignet und eingerichtet den Kern ortsaufgelöst hinsichtlich einer Biegung zu überwachen. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Auswerteeinheit weiterhin zur Bestim- mung eines quantitativen Maßes einer Biegung einer lokalen Biegestelle am Strang ausgebildet und eingerichtet. Das quantitative Maß ist hierbei insbesonde- re ein Maß oder Wert für den Biegeradius. Hierzu wird ein Signalmuster des re- flektierten Signalanteils bzw. des Antwortsignals ausgewertet, welches aufgrund der Biegung erzeugt wird. Dadurch ist die Auswerteeinheit im Wesentlichen zur Erfassung eines Biegeprofils entlang des Kerns beziehungsweise des Strangs ausgebildet. Im Betrieb speist die Einspeiseeinheit ein Messsignal in das Sensoradernpaar ein, wobei die Auswerteeinheit insbesondere zur Überwachung der Sensoradern auf einen reflektierten Anteil des Messsignals als Antwortsignal ausgebildet ist. Bei einer Biegung des Strangs an einer Biegestelle wird der Kern an dem radial in- nenseitigen Bereich des gebogenen Strangs gestaucht und an dem diametral ge- genüberliegenden radial außenseitigen Bereich gedehnt. Dadurch wird eine Ab- standsänderung der Sensoradern zueinander bewirkt, insbesondere wird der Ab- stand im radial innenseitigen Bereich reduziert und im radial außenseitigen Be- reich vergrößert. An der Biegestelle wird somit eine lokale Impedanzveränderung bewirkt, also eine Veränderung des Wellenwiderstands des Messsignals im Leiter der Sensoradern, infolge der lokalen begrenzten Abstandsänderung der Sensor- adern. Insbesondere wird die Impedanz bei einer Verringerung des Abstands er- höht und bei einer Erhöhung des Abstands erniedrigt. Mit anderen Worten bewirkt die Biegung einen lokalen Störbereich entlang des Sensoradernpaares, welcher sich auf die Signalausbreitung des Messsignals auswirkt. Insbesondere wird das Messsignal in diesem Störbereich zumindest teilweise reflektiert, so dass durch Auswertung des reflektierten, also zurücklaufenden Signalanteils die Biegung er- fasst und überwacht wird. Dies bedeutet, dass der reflektierte Signalanteil das von der Empfangseinheit empfangene Antwortsignal ist.
Im Zuge der Biegung treten hierbei entlang des Biegeverlaufs oder Biegeprofils mehrere radial innen- und außenseitige Abstandsänderungen zwischen den Sen- soradern für aufeinanderfolgende oder benachbarte Windungen des spiralförmig verlaufenden Sensoradernpaares auf. Somit treten mehrere aufeinanderfolgende Impedanzänderungen oder Störstellen entlang der Biegung bei dem Sensoradern- paar auf. Die Ganghöhe des Sensoradernpaares ist hierbei geeigneterweise groß genug dimensioniert, dass eine Ganghöhenänderung zwischen benachbarten Windungen aufgrund der Biegung im Wesentlichen vernachlässigbar ist, also im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Signalausbreitung hat. Die Impedanz- änderungen bewirken das charakteristische Signalmuster des reflektierten Signal- anteils, wodurch mittels einer Auswertung des reflektierten Signalanteils ein quan- titatives Maß oder Wert für den Biegeradius ermittelbar ist. Mit anderen Worten ist es mittels einer Auswertung der Amplitude der Impedanzänderungen sowie durch Auswertung deren Anzahl und Abstand möglich, auf den Biegeradius und die Länge der Biegung, also das Biegeprofil oder den Biegeverlauf des Strangs zu schließen. Die Auswertung des reflektierten Signalanteils oder Antwortsignals erfolgt hierbei vorzugsweise unter Berücksichtigung einer bekannten (Signal-)Dämpfung in den Leitern des Sensoradernpaares. Mit anderen Worten wird bei der Auswertung ei- ne Reduzierung der Signalamplitude des Messsignals oder des reflektierten Sig- nalanteils aufgrund einer Ausbreitungsstrecke im Sensoradernpaar berücksichtigt.
Durch Auswertung der (Signal-)Laufzeit zwischen dem Einspeisen des Messsig- nals und der Ankunft des reflektierten Signalanteils ist es möglich, anhand des Antwortsignals auf den Ort der Biegestelle am Strang zurückzuschließen. Bei dem Messsignal handelt es sich insbesondere um einen Messimpuls, insbesondere nach Art eines Spannungssprungs oder einer Spannungsstufe. Die Zeitdauer des Messsignals oder Messimpuls ist dabei vorzugsweise größer oder gleich einer zu erwartenden Laufzeit des Messsignals vom Einspeiseort zu einem Ende des Sensoradernpaares und wieder zurück zum Einspeiseort. Dadurch ist sicherge- stellt, dass ein reflektierter Signalanteil am Einspeiseort zur eingespeisten (kon- stanten) Spannungsamplitude überlagert wird.
Für eine ortsaufgelöste Messung oder zur Auswertung und/oder Bestimmung der Position einer lokalen Biegestelle am Strang ist eine Laufzeitmessung, beispiels- weise in Form einer Zeitbereichsreflektometrie, kurz TDR (Time Domain Reflecto- metry), möglich. Hierbei wird ein Messimpuls in die Sensoradern eingespeist und der Spannungsverlauf des reflektierten Signalanteils bzw. Antwortsignals ausge- wertet.
Alternativ zu einer TDR-Messung wird ein Messverfahren verwendet, wie es in der zum Anmeldezeitpunkt noch unveröffentlichten internationalen Anmeldung der Anmelderin vom 30.10.2017 mit dem Aktenzeichen PCT/EP 2017/077828 be- schrieben ist. Deren Offenbarungsgehalt, insbesondere deren Ansprüche (mit zu- gehörigen Erläuterungen) werden hiermit ausdrücklich mit in die vorliegende An- meldung mit einbezogen. Speziell wird Bezug genommen auf die Ansprüche 1 ,2, 6,7 und 12 mit den zugehörigen Ausführungen speziell auf Seiten 5/6 sowie 8/9. Hierbei werden im Zuge eines Messzyklus mehrere Einzelmessungen durchge- führt, wobei pro Einzelmessung ein Messsignal von der Einspeiseeinheit in die Sensoradern eingespeist wird, wobei bei einem Überschreiten eines vorgegebe- nen Spannungs-Schwellwerts (am Einspeiseort) infolge des reflektierten Signalan- teils ein Stoppsignal erzeugt wird, wobei eine Laufzeit zwischen dem Einspeisen des Messsignals und dem Stoppsignal ermittelt wird, und wobei der Spannungs- Schwellwert zwischen den Einzelmessungen verändert wird.
Zu jeder Einzelmessung wird daher genau ein Stoppsignal erzeugt. Aufgrund des zwischen den Einzelmessungen veränderten Schwellwerts werden unterschiedli- che Störstellen, welche somit zu unterschiedlich hohen Amplituden bei der Reflek- tion führen - durch die unterschiedlichen Laufzeiten örtlich aufgelöst erfasst. Mit anderen Worten werden die Abstands- oder Impedanzänderungen des Sensor- adernpaares entlang des Kerns örtlich aufgelöst erfasst. Somit ist durch die Lauf- zeit eine Positionsbestimmung der Biegestelle, sowie durch die Auswertung der Anzahl und Größe der Impedanzänderungen der Biegeradius beziehungsweise das Biegeprofil oder der Biegeverlauf des Stranges bestimmbar.
Durch die Vielzahl der Einzelmessungen werden daher allgemein zu unterschied- lichen definierten Schwellwerten die Laufzeiten (Stoppsignale) der reflektierten Anteile erfasst. Insofern kann dieses Verfahren als ein spannungsdiskretes Zeit- messverfahren angesehen werden. Die Zahl der Einzelmessungen liegt dabei be- vorzugt über 10, weiter bevorzugt über 20 oder auch über 50 und beispielsweise bis zu 100 oder auch mehr Einzelmessungen. Aus der Vielzahl dieser Einzelmes- sungen wird also eine Vielzahl von Stoppsignalen ermittelt, die zeitlich verteilt an- geordnet sind. Die Vielzahl der Stoppsignale in Verbindung mit den Schwellwerten gibt daher näherungsweise den tatsächlichen Signalverlauf des eingespeisten Messsignals und der reflektierten Anteile wieder.
Vorzugsweise sind in einem Speicher der Auswerteeinheit Referenzwerte für die Signalausbreitung beziehungsweise den reflektierten Signalanteil, also für das Antwortsignal für den ungebogenen Ausgangszustand des Strangs hinterlegt. Die Sensoradern weisen im Ausgangszustand des Strangs einen bekannten und gleichmäßigen Abstand zueinander, und somit im Wesentlichen einen entlang des Kerns konstanten Impedanzwert auf, welcher als Referenzwert oder Referenzkur- ve hinterlegt ist. Dadurch sind Biegungen des Strangs in einfacher Art und Weise als Abweichungen von diesem Referenzwert oder der Referenzkurve erfassbar und überwachbar.
Der erfindungsgemäße, biegeflexible Strang ist insbesondere für eine vorstehend beschriebene Messanordnung geeignet und eingerichtet. Der Strang weist einen zentral angeordneten Kern und ein Sensoradernpaar mit zwei mechanisch nicht gekoppelten Sensoradern auf, welche insbesondere in den Strang integriert sind. Die Sensoradern sind in einem ungebogenen Ausgangszustand des Strangs pa- rallel in einem relativen Abstand zueinander umfangsseitig am Kern entlang ge- führt. Dadurch ist ein besonders geeigneter Strang realisiert.
Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass der Kern in mehrere Teilabschnitte untergliedert ist, wobei jeder Teilabschnitt ein zugeordnetes Sensoradernpaar als Biegesensorelement aufweist. In dieser Variante sind daher mehrere
Sensoradernpaare vorgesehen, welche insbesondere in unterschiedlichen Teilab- schnitten spiralisiert geführt sind.
Durch das vorzugsweise integrierte Sensoradernpaar ist der Strang im Betrieb somit hinsichtlich seiner zulässigen mechanischen Biegefähigkeit oder Biegebe- lastbarkeit überwachbar. Dadurch ist im Betrieb stets die gewünschte Funktions- fähigkeit des Strangs sichergestellt.
Des Weiteren ist durch die vorzugsweise kontinuierliche oder zumindest regelmä- ßige oder periodische Überwachung des Strangs hinsichtlich einer Biegung eine besonders hohe Lebensdauer des Strangs ermöglicht, wodurch der Strang hin- sichtlich seiner Durchmesser-Dimensionierung reduziert werden kann. Dadurch werden Material- und Herstellungskosten reduziert. Weiterhin ist durch die Biegesensorik in Form des Sensoradernpaares ein beson- ders geeigneter Strang für Anwendungen in der E-Mobilität, insbesondere als La- dekabel realisiert. In einer vorteilhaften Ausführung ist das Sensoradernpaar ein Teil eines Ge- flechts, welches auf den Kern aufgebracht ist. Dadurch ist eine zuverlässige, kos- tengünstige und aufwandsarme Halterung des Sensoradernpaares am Kern ge- währleistet. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Strang als ein Kabel und der Kern als eine insbesondere elektrische Leitung ausgeführt. Dies bedeutet, dass das Sensoradernpaar um einen (Isolier-)Mantel des Kerns insbesondere spiralförmig geführt ist. Das Sensoradernpaar und der Kern sind hierbei von einem gemein- samen (Außen-)Mantel des Strangs umgeben. Der Strang ist somit als ein soge- nanntes intelligentes Kabel ausgeführt, in welchen eine (Biege-)Sensorik in Form des Sensoradernpaares integriert ist. Der Strang ist hierbei vorzugsweise als ein elektrisches Versorgungskabel, insbesondere als ein (intelligentes) Ladekabel für Anwendungen im Bereich der E-Mobilität ausgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung geeignet und ausgestaltet. Verfahrensge- mäß wird hierbei eine vorstehend beschriebene Messanordnung verwendet.
Bei dem Verfahren wird ein Messsignal in das Sensoradernpaar eingespeist, wel- ches sich entlang diesem ausbreitet. Bei einer Biegung des Strangs wird der Ab- stand zwischen den Sensoradern des Sensoradernpaares abschnittsweise verän- dert. Durch die Abstandsänderung wird eine lokale Impedanzänderung des Sensoradernpaares bewirkt, wodurch die Signalausbreitung des Messsignals be- einflusst wird. Insbesondere wird das Messsignal hierbei zumindest teilweise re- flektiert, wobei der entlang des Sensoradernpaares zurücklaufende, reflektierte Signalanteil als Antwortsignal erfasst und ausgewertet wird. Vorzugsweise wird der Signalanteil hierbei hinsichtlich einer Laufzeit, zur Lokali- sierung der Biegestelle, und hinsichtlich eines Signalmusters, zur Bestimmung des Biegeradius, ausgewertet. Dadurch ist ein aufwandsarmes und kostengünstiges Verfahren zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung realisiert.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischen und vereinfachten Darstellungen:
Fig. 1 eine grob vereinfachte Darstellung einer Messanordnung mit einem
Strang und mit einer Einspeiseeinheit sowie mit einer Auswerteeinheit, Fig. 2 in schematischer Darstellung ausschnittsweise den Strang mit einem
Kern und mit einem ein Sensoradernpaar aufweisenden Geflecht,
Fig. 3 in Schnittdarstellung den Strang,
Fig. 4 in schematischer Seitendarstellung ausschnittsweise den Strang in ei- nem ungebogenen Ausgangszustand,
Fig. 5 ein schematisches Laufzeit-Impedanz-Diagramm des
Sensoradernpaares für den Ausgangszustand des Strangs,
Fig. 6 in schematischer Darstellung ausschnittsweise den Strang in einem gebogenen Zustand,
Fig. 7 ein schematisches Laufzeit-Impedanz-Diagramm des
Sensoradernpaares für den gebogenen Zustand des Strangs,
Fig. 8 ein schematisches Frequenz-Amplitude-Diagramm bei einer Biegung des Strangs, und
Fig. 9-11 schematische Frequenz- Amplitude-Diagramme für unterschiedliche
Biegezustände des Strangs.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den glei- chen Bezugszeichen versehen.
Die Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung ausschnittsweise eine Messan- ordnung 2 zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs 4 im Hinblick auf eine Biegung B. Die Messanordnung 2 weist eine Einspeiseeinheit 6 und eine Emp- fangseinheit 7 sowie eine Auswerteeinheit 8 auf, welche an einem Ende des Strangs 4 angeordnet sind. Die Messanordnung 2 ist allgemein zur Biegungsmes- sung oder Erfassung einer Biegungsänderung oder auch zur Messung eines Bie- geradius R vorzugsweise lokal (orts-)aufgelöst im Bereich des Strangs 4 geeignet und eingerichtet.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Einspeiseeinheit 6 und die Empfangs- einheit sowie die Auswerteeinheit 8 beispielsweise als ein gemeinsamer Control- ler, insbesondere nach Art eines SDR (Software Defined Radio) ausgebildet.
Ebenso denkbar ist beispielsweise, dass die Auswerteinheit 8 separat oder extern zu der Messanordnung 2 ausgebildet ist, beispielsweise als ein (Kraftfahrzeug- Steuergerät oder als eine Rechner- oder Datenwolke. Der Strang 4 ist als ein Versorgungskabel, insbesondere als ein elektrisches Ver- sorgungskabel, vorzugsweise als ein Ladekabel ausgeführt. Der Strang 4 ist hier- bei vorzugsweise für eine Anwendung in der E-Mobilität ausgebildet, wobei er als Ladekabel im Betrieb funktionsgemäß zur Ladung eines Energiespeichers oder Batteriesystems zwischen diesem und einer Stromversorgungseinheit ange- schlossen ist. Der Strang 4 ist hierbei für eine hohe Strombelastung ausgelegt und weist beispielsweise einen Strangdurchmesser von mindestens 2 cm (Zentimeter), insbesondere mindestens 3 cm, vorzugsweise mindestens 5 cm auf. Der Strang 4 ist beispielsweise als ein vorkonfektioniertes Kabel mit einem angebrachten Ste- cker ausgeführt. Hierbei ist es denkbar, dass die Einspeiseeinheit 6 und die Aus- werteeinheit 8 in dem Kabel und/oder dem Stecker angeordnet sind, sodass die Messanordnung 2 im Wesentlichen vollständig in dem Ladekabel integriert ist.
Der Strang 4 verläuft in einem ungebogenen Ausgangszustand (Fig. 3, Fig. 4) ins- besondere entlang einer Stranglängsrichtung L, wobei der Strang 4 im Zuge der Biegung B von dem geraden oder geradlinigen Verlauf im Bereich einer nicht nä- her bezeichneten Biegestelle abweicht. Der Strang 4 ist anhand der Fig. 2 und der Fig. 3 nachfolgend näher beschrieben. Der in Fig. 2 in einem teilweise auseinandergenommenen Zustand gezeigte Strang 4 weist einen elektrisch isolierenden Außenmantel 10 auf, welcher einen zentralen Kern 12 umgibt. Der Kern 12 ist vorzugsweise als eine Leitung mit min- destens einer nicht näher dargestellten Ader ausgebildet, welche von einem isolie- renden Innenmantel 14 als Isoliermantel umgeben ist.
Auf dem Innenmantel 14 ist ein Geflecht 16 aufgebracht, welches eine Anzahl von elektrisch nicht leitenden Fäden 18 und ein darin eingeflochtenes Sensoradern- paar 20 aufweist. In den Figuren sind die Fäden 18 lediglich beispielhaft mit Be- zugszeichen versehen.
Das Sensoradernpaar 20 weist zwei parallel zueinander geführte Sensoradern 22 auf, welche jeweils nach Art eines Fadens 18 in das Geflecht 16 eingeflochten beziehungsweise integriert sind. Die Sensoradern 22 des Sensoradernpaares 20 sind in der Fig. 2 mit einer punktierten Schraffur versehen.
Im Betrieb der Messanordnung 2 speist die Einspeiseeinheit 6 ein Messsignals S in das Sensoradernpaar 20 beziehungsweise in die oder jede Sensorader 22 ein. Im Betrieb erfasst oder empfängt die Empfangseinheit 7 hierbei das Messsignals S nach einer Signalausbreitung in dem Sensoradernpaar 20. Insbesondere ist die Empfangseinheit 7 dazu geeignet und eingerichtet, einen im Sensoradernpaar 20 reflektierten Signalanteil S‘, welcher nachfolgend auch als Antwortsignal S‘ be- zeichnet ist, des Messsignals S zu erfassen und zur Auswertung an die Auswerte- einheit 8 weiterzuleiten.
Die Auswerteeinheit 8 ist hierbei zur Auswertung der Position der lokalen Biege- stelle am Kern 12 beziehungsweise am Strang 4 ausgebildet, indem eine Laufzeit t des reflektierten Signalanteils oder Antwortsignals S‘ im Hinblick auf das einge- speiste Messsignal S ausgewertet wird. Die Auswerteeinheit 8 ist weiterhin zur Bestimmung eines quantitativen Maßes der Biegung B an der lokalen Biegestelle am Strang 4 ausgebildet. Das quantitative Maß ist hierbei insbesondere ein Maß oder ein Wert für den Biegeradius R oder das Biegeprofil entlang des Kerns 12 beziehungsweise des Strangs 4.
Die Sensoradern 22 sind mechanisch nicht miteinander verbunden, sondern sind mittels des Geflechts 16 an dem Kern 12 beziehungsweise dem Innenmantel 14 geführt. Die Sensoradern 22 sind hierbei in dem ungebogenen Ausgangszustand des Strangs 4 parallel in einem relativen Abstand A zueinander an dem Außenum- fang des Kerns 12 beziehungsweise des Innenmantels 14 geführt, verlegt oder verseilt. Das Sensoradernpaar 20 erstreckt sich hierbei im Wesentlichen über die vollständige Länge des Strangs 4. Die Sensoradern 22 weisen hierbei im ungebogenen Ausgangszustand einen gleichmäßigen Abstand A zueinander auf, welcher über die komplette Länge des Stranges 4 beziehungsweise des
Sensoradernpaares 20 im Wesentlichen konstant ist. Das Sensoradernpaar 20 ist hierbei spiralförmig, also helix- oder wendel- oder schraubenförmig, um den Kern 12 geführt. Die Sensoradern 22 des Sensoradern- paares 20 sind somit im Wesentlichen nach Art eines Drall- oder Wendelschirms (D-Schirm) um den Kern 12 oder den Innenmantel 14 geseilt. Mit anderen Worten sind die Sensoradern 22 nebeneinander parallel angeordnet, und im Wesentli- chen als eine Lage spiralförmig um den Kern 12 gewickelt oder geführt. Dies be- deutet, dass der Kern 12 beziehungsweise dessen Innenmantel 14 von den Sen- soradern 22 als Doppelspirale umlaufen ist.
Das Sensoradernpaar 20 ist mittels des Geflechts 16 derart an dem Kern 12 ge- halten, dass es entlang des Strangs 4 beziehungsweise des Kerns 12 verschiebe- frei geführt ist. Dies bedeutet, dass die Relativposition der Sensoradern 22 zum Kern 12 oder Innenmantel 14 bei einer Biegung B im Wesentlichen unverändert ist. Mit anderen Worten sind die Sensoradern 22 derart an dem Kern 10 angeord- net, dass bei einer Biegung B kein relativer Versatz entlang der Stranglängsrich- tung L auftritt, die Sensoradern 22 also nicht entlang der Stranglängsrichtung L am Kern 12 abgleiten. Die Sensoradern 22 weisen - wie insbesondere in der Schnittdarstellung der Fig.
3 ersichtlich ist - jeweils einen Leiter 24 und einen diesen umgebenden elektrisch isolierenden Adermantel 26 auf. Der (Ader-)Mantel 26 ist aus einem unpolaren Kunststoffmaterial hergestellt. Das Kunststoffmaterial ist beispielsweise als ein thermoplastischer Kunststoff, wie beispielsweise Polyethylen (PE), vernetztes Po- lyethylen (X-PE), (Zell-)Polypropylen (PP) oder Tetrafluorethylenhexafluorpropylen (FEP) ausgeführt. Alternativ ist beispielsweise ebenso möglich, das Kunststoffma- terial als ein thermoplastisches Elastomer, insbesondere einem Polyester- Elastomer auf Basis von Polystyrol, beispielsweise ein thermoplastisches Styrol- Block-Copolymer (TPE-S), auszuführen. Der Leiter 24 der Sensoradern 22 ist geeigneterweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder aus Aluminium her- gestellt.
Das Sensoradernpaar 20 ist Teil des Geflechts 16, welches den Kern 10 umgibt. Das insbesondere schlauchförmige Geflecht 16 ist beispielsweise nach Art eines Schutzgeflechts, insbesondere nach Art eines Geflechtschirms (C-Schirm) ausge- führt. Die Sensoradern 22 sind hierbei in das durch die Fäden 18 gebildete Ge- flecht 16 integriert beziehungsweise mit diesem kombiniert. Das Geflecht 16 wirkt somit als ein Hilfs- oder Tragegeflecht zur Halterung der Sensoradern 22 am Kern 12.
Das Geflecht 16 weist insbesondere mehrere regelmäßig ineinander geschlunge- ne und/oder miteinander gekreuzte Fäden 18 auf, in welche die Sensoradern 22 eingeflochten sind. Die elektrisch nicht leitfähigen Fäden 18 sind zweckmäßiger- weise aus einem biegsamen Material hergestellt. Insbesondere sind die Fäden 18 als Aramidfasern oder Aramidfäden ausgeführt.
Der Abstand A der Sensoradern 22 im ungebogenen Ausgangszustand des Strangs 4 ist somit im Wesentlichen durch das Flechtmaß oder Flechtmuster vor- gebenden, insbesondere ergibt ist der Abstand A hierbei proportional zu dem Um- fang des schlauchförmigen Geflechts 16. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist das Geflecht 16 mittels einer 16er- Flechtmaschine hergestellt, wobei die mit den Sensoradern 22 bestückten Spulen der Flechtmaschine entlang einer Umfangsrichtung eines die Spulen tragenden Kranzes direkt nebeneinander angeordnet sind. Somit weisen die Sensoradern 22 in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 einen Abstand A auf, welcher im Wesentli- chen zwei Sechzehntel (2/16), also einem Achtel (1/8) des Umfangs des Geflechts 16 entspricht. In alternativen Ausführungsformen ist das Geflecht 16 beispielswei- se mittels einer 32er-Felchtmaschine, wobei der Abstand A zwischen den Sensor- adern 22 geeigneterweise zwischen 1/16 und 1/8 des Umfangs dimensioniert ist, oder mittels einer 24er-Flechtmaschine, wobei der Abstand A zwischen den Sen- soradern 22 geeigneterweise zwischen 1/12 und 1/6 des Umfangs dimensioniert ist, geflochten.
Anhand der Figuren 4 bis 7 ist nachfolgend die Überwachung des Strangs 4 hin- sichtlich einer Biegung B näher erläutert. In den Figuren 4 und 6 ist der Strang 4 ohne den Außenmantel 10 und ohne die Fäden 18 des Geflechts 16 dargestellt.
In der Fig. 4 ist der Strang 4 in dem ungebogenen Ausgangszustand gezeigt. Die Fig. 4 zeigt vier aufeinanderfolgende Windungen des spiralförmig verlaufenden Sensoradernpaares 20. Das Sensoradernpaar 20 beziehungsweise dessen Ver- lauf weist hierbei eine Ganghöhe Fl auf. Die Ganghöhe Fl zwischen aufeinander- folgenden Windungen ist vorzugsweise größer als der Abstand A zwischen den Sensoradern 22. Insbesondere ist die Ganghöhe Fl hierbei mindestens fünfmal größer als der Abstand A (Fl > 5A).
Die Sensoradern 22 sind hierbei in einer solchen Art und Weise am Umfang des Kerns 12 geführt, so dass es bei einer Biegung B des Strangs 4 zu einer ab- schnittsweisen, lokalen Abstandsänderung D zwischen den Sensoradern 22 kommt, und die Signalausbreitung des Messsignals S beziehungsweise des re- flektierten Signalanteils oder Antwortsignals S‘ durch die Abstandsänderung D der Sensoradern 22 beeinflusst ist. Insbesondere bewirkt eine (relative) Abstandsän- derung D zwischen den Sensoradern 22 eine Veränderung des Wellenwider- stands oder der Impedanz Z des Sensoradernpaares 20, welche sich in der Folge auf die Signalausbreitung des Messsignals S auswirkt. Insbesondere werden durch solche Impedanzänderungen Reflektionen des Messsignals S in den Sen- soradern 22 erzeugt, welche zumindest teilweise als Signalanteil oder Antwortsig- nal S‘ an die Empfangseinheit 7 bzw. an die Auswerteeinheit 8 zurückgeführt wer- den.
Durch Auswertung der (Signal-)Laufzeit t zwischen dem Einspeisen des Messsig- nals S und der Ankunft des reflektierten Signalanteils S‘ ist es möglich, auf den Ort der Biegestelle am Strang 4 zurückzuschließen. Bei dem Messsignal S han- delt es sich insbesondere um einen Messimpuls, insbesondere nach Art eines Spannungssprungs oder einer Spannungsstufe. Für eine ortsaufgelöste Messung oder zur Auswertung und/oder Bestimmung der Position der lokalen Biegestelle am Strang 4 wird somit eine Laufzeitmessung nach Art einer Zeitbereichs- reflektometrie durchgeführt. Hierbei wird das Messsignal S in die Sensoradern 22 eingespeist und der Spannungsverlauf des reflektierten Signalanteils S‘ ausge- wertet.
Die Figuren 5 und 7 zeigen jeweils ein Laufzeit-Impedanz-Diagramm (t-Z- Diagramm) der Sensoradern 20 für einen ungebogenen (Fig. 5) und einen gebo- genen (Fig. 7) Zustand des Strangs 4. Entlang der horizontalen Abszissenachse (x-Achse) ist hierbei die Laufzeit t des Messsignals S oder des reflektierten Sig- nalanteils S‘ aufgetragen, welche im Wesentlichen einer Position am Sensor- adernpaar 22 entspricht. Entlang der vertikalen Ordinatenachse (y-Achse) ist die Impedanz des Sensoradernpaares 20 gezeigt.
Im ungebogenen Zustand (Fig. 4) ist der Abstand A zwischen den Sensoradern 22 konstant und im Wesentlichen über die vollständige Länge des Sensoradern- paares 20 gleich. Somit weisen die Sensoradern 22 über ihre vollständige Länge einen im Wesentlichen konstanten Impedanzwert Z1 auf. Somit zeigt das t-Z- Diagramm der Fig. 5 einen durch den Impedanzwert Z1 charakterisierten konstan- ten Verlauf auf. Bei einer Biegung B des Strangs 4 an einer Biegestelle wird der Kern 12 - wie in der Fig. 6 schematisch dargestellt - an dem radial innenseitigen Bereich des ge- bogenen Strangs 4 gestaucht, und an dem diametral gegenüberliegenden radial außenseitigen Bereich gedehnt. Das Sensoradernpaar 20 ist entlang der Strang- längsrichtung L verschiebefest an dem Kern 12 geführt, sodass durch die Biegung Abstandsänderungen D der Sensoradern 20 zueinander bewirkt werden. Insbe- sondere wird der Abstand im radial innenseitigen Bereich reduziert und im radial außenseitigen Bereich vergrößert. Die Abstandsänderungen D sind in der Fig. 6 beispielhaft für eine Windung des Sensoradernpaares 20 im radial innenseitigen und im radial außenseitigen Biegebereich mit einem Bezugszeichen versehen.
An der Biegestelle wird somit eine lokale Impedanzveränderung, also eine Verän- derung des Wellenwiderstands des Messsignals S im Leiter 24 der Sensoradern 22, infolge der lokalen begrenzten Abstandsänderung D der Sensoradern 22 be- wirkt. Die Impedanz Z wird bei einer Verringerung des Abstands A erhöht und bei einer Erhöhung des Abstands A erniedrigt. Mit anderen Worten bewirkt die Bie- gung B durch die Abstandsänderungen D eine Anzahl von Störstellen entlang des Sensoradernpaares 20, welcher sich auf die Signalausbreitung des Messsignals S auswirkt. Insbesondere wird das Messsignal S im Bereich dieser Störstellen zu- mindest teilweise reflektiert, so dass durch Auswertung des reflektierten, also zu- rücklaufenden Signalanteils S‘ die Biegung B erfasst wird.
Im Zuge der Biegung B treten hierbei entlang des Biegeverlaufs des Strangs 4 mehrere radial innen- und außenseitige Abstandsänderungen D zwischen den Sensoradern 22 für aufeinanderfolgende Windungen des spiralförmig verlaufen- den Sensoradernpaares 20 auf. Somit treten mehrere aufeinanderfolgende Impedanzänderungen oder Störstellen entlang der Biegung B bei dem Sensor- adernpaar 20 auf. Außerhalb des Biegebereichs der Biegung B weisen Sensor- adern 22 den ursprünglichen (Ausgangs-)Abstand A zueinander auf, wodurch die Impedanz Z in den korrespondierenden Laufzeit-Bereichen den Impedanzwert Z1 aufweist. In der Fig. 7 ist ein entsprechender Impedanzverlauf für einen gebogenen Strang 4 schematisch dargestellt. Im Laufzeitbereich der Biegung B ergibt sich ein oszil- lierender Impedanzverlauf Z2. Dabei stellt eine komplette Periode des
Impedanzverlaufs Z2 im Wesentlichen einen Schlag oder eine Windung des Sensoradernpaares 20 dar. Die Laufzeit des Impedanzverlaufs Z2 entspricht der Position der Biegestelle am Strang 4, wobei die Anzahl der Abweichungen zu hö- heren oder niedrigeren Impedanzwerten als dem Impedanzwert Z1 ein Maß für den Biegeradius R und die Länge der Biegung B, also den Biegeverlauf, sind. Durch die Impedanzänderungen des Impedanzverlaufs Z2 wird im Zuge der Lauf- zeitmessung ein entsprechendes Signalmuster des reflektierten Signalanteils S‘ bewirkt, so dass durch die Auswertung des reflektierten Signalanteils S‘ ein quan- titatives Maß oder ein Wert für den Biegeradius R ermittelbar ist. Nachfolgend ist anhand der Figuren 8 bis 11 eine Auswertung des reflektierten Signalanteils S‘ im Frequenzbereich näher erläutert. Die Auswertung erfolgt hier- bei vorzugsweise unter Berücksichtigung einer bekannten Dämpfung bei einer Signalausbreitung entlang des Sensoradernpaares 20. Die Figuren 8 bis 11 zeigen jeweils ein Frequenz-Spannungs-Diagramm (f-P- Diagramm), welches im Wesentlichen einem fouriertransformierten Signalverlauf des reflektierten Signalanteils S‘ entspricht. Entlang der horizontalen Abszissen- achse (x-Achse) ist hierbei die Frequenz f des reflektierten Signalanteils S‘ aufge- tragen, welche im Wesentlichen einer Position am Sensoradernpaar 22 entspricht. Entlang der vertikalen Ordinatenachse (y-Achse) ist die Amplitude P des Signalan- teils S‘ gezeigt, welche ein Maß für den Biegeradius R ist.
Die Fig. 8 zeigt beispielhaft einen Amplitudenverlauf P1 für eine Biegung B des Strangs 4. Der Amplitudenverlauf P1 weist hierbei einen spektralen Peak oder ein Maximum M auf. Eine Höhe des Maximums M, also ein Amplitudenunterschied DR des Amplidutenverlaufs P1 , entspricht hierbei der Stärke der Biegung B, also dem Biegeradius R. Der Amplitudenverlauf P1 weist hierbei ein spektrales Ge- wicht auf, also eine (Frequenz-)Breite oder einen Frequenzabstand f1 , welcher ein Maß für die Länge der Biegung B ist, also wieviele aufeinanderfolgende Windun- gen des Sensoradernpaares 20 Abstandsänderungen D zwischen den Sensor- adern 22 aufweisen. Aus der (Frequenz-)Position des Maximums M, also einem Frequenzabstand f2 des Maximums M zum Nullpunkt, ergibt sich die Entfernung der Biegestelle zur Einspeiseeinheit 6 beziehungsweise zur Auswerteeinheit 8, und somit die Position der Biegestelle am Strang 4.
Dadurch ist durch eine einfache und aufwandsarme Auswertung des Signalanteils S‘ im Frequenzbereich hinsichtlich der Höhe DR und der Breite f1 sowie der Posi- tion f2 des Amplitudenverlaufs oder Spektrums P1 gegeben.
In der Fig. 9 ist ein Spektrum P2 für einen ungebogenen Strang 4 gezeigt. Im ungebogenen Zustand weisen die Sensoradern 22 einen konstanten
Impedanzwert Z1 auf, wodurch das resultierende Spektrum P2 im Frequenzbe- reich einen im Wesentlichen konstanten Verlauf aufweist.
In den Figuren 10 und 11 sind Spektren P3 und P4 für Biegungen B dargestellt, welche im Vergleich zu der in Fig. 8 dargestellten Biegung B reduzierten Biegera- dius R aufweisen. Das in Fig. 10 gezeigte Spektrum P3 entspricht hierbei einer Biegung B, welche vergleichsweise nahe am Einspeisepunkt, also nahe der Einspeiseeinheit 6 und/oder der Auswerteeinheit 8 ist. In der Fig. 11 ist entspre- chend ein Spektrum P4 gezeigt, bei welchem die Biegestelle der Biegung B weiter vom Einspeisepunkt entfernt ist. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausfüh- rungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinan- der kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

Claims

Ansprüche
1. Messanordnung zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf eine Biegung, aufweisend einen zentral angeordneten Kern, ein Sensor- adernpaar mit zwei Sensoradern, die am Kern entlang geführt sind, eine
Einspeiseeinheit zur Einspeisung eines Messsignals in das
Sensoradernpaar, sowie eine Empfangseinheit zum Empfangen eines Ant- wortsignals und zur Weiterleitung an eine Auswerteeinheit zur Auswertung des Messsignals nach einer Signalausbreitung in dem Sensoradernpaar, wobei die Sensoradern in einem ungebogenen Ausgangszustand des
Strangs parallel in einem relativen Abstand zueinander derart umfangsseitig am Kern entlang geführt sind und das Sensoradernpaar einen Impedanzwert aufweist, wobei bei einer Biegung des Strangs es zu einer abschnittsweisen Abstandsänderung zwischen den Sensoradern und damit zu einer Änderung des Impedanzwertes kommt, so dass die Signalausbreitung des Messsignals und damit das Antwortsignal durch die Abstandsänderung der Sensoradern beeinflusst ist und die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, anhand des Antwortsignals das Vorliegen einer Biegung zu erfassen.
2. Messanordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensoradernpaar spiralförmig um den Kern geführt ist.
3. Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensoradernpaar Teil eines Geflechts ist, welches den Kern umgibt.
4. Messanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Geflecht neben dem Sensoradernpaar mindestens einen elektrisch nicht leitenden Faden aufweist.
5. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensoradernpaar entlang des Kerns verschiebefrei geführt ist, so dass bei einer Biegung die Relativposition der des Sensoradernpaares zum Kern unverändert ist.
6. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das, insbesondere spiralförmig gewundene, Sensoradernpaar eine Ganghöhe aufweist, wobei die Ganghöhe mindestens dreimal, vorzugsweise mindestens fünfmal größer als der Abstand zwischen den Sensoradern ist.
7. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoradern jeweils einen Leiter und einen diesen umgebenden elektrisch isolierenden Mantel aufweisen, wobei der Mantel aus einem unpolaren Kunststoffmaterial hergestellt ist.
8 Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei dem Kern um eine elektrische Leitung handelt, die einen Isoliermantel aufweist, um den das Sensoradernpaar geführt ist.
9. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinheit zur Erfassung eines reflektierten Signalanteils des Messsignals als Antwortsignal ausgebildet ist.
10. Messanordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinheit zur Auswertung der Position einer lokalen Biege- stelle am Strang ausgebildet ist, indem die Laufzeit des an der lokalen Bie- gestelle reflektierten Signalanteils ausgewertet wird.
11. Messanordnung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinheit zur Bestimmung eines quantitativen Maßes einer Biegung einer lokalen Biegestelle am Strang ausgebildet ist, indem ein Sig- nalmuster des reflektierten Signalanteils ausgewertet wird, welches aufgrund der Biegung erzeugt wird.
12. Biegeflexibler Strang aufweisend einen zentral angeordneten Kern und ein Sensoradernpaar mit zwei Sensoradern, die in einem ungebogenen Aus- gangszustand des Strangs parallel in einem relativen Abstand zueinander umfangsseitig am Kern entlang geführt sind.
13. Biegeflexibler Strang nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensoradernpaar Teil eines Geflechts ist.
14. Biegeflexibler Strang nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Strang als ein Kabel und der Kern als eine Leitung ausgeführt ist.
15. Verfahren zur Überwachung eines biegeflexiblen Strangs im Hinblick auf ei- ne Biegung mit Hilfe einer Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1.
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