WO2021151508A1 - Schutzvorrichtung für leitungen - Google Patents

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WO2021151508A1
WO2021151508A1 PCT/EP2020/052471 EP2020052471W WO2021151508A1 WO 2021151508 A1 WO2021151508 A1 WO 2021151508A1 EP 2020052471 W EP2020052471 W EP 2020052471W WO 2021151508 A1 WO2021151508 A1 WO 2021151508A1
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Matthias Dürr
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/04—Protective tubing or conduits, e.g. cable ladders or cable troughs
    • H02G3/0462—Tubings, i.e. having a closed section
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    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
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    • D04B1/22—Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes specially adapted for knitting goods of particular configuration
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    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors

Definitions

  • the invention relates to a protective device for lines, in particular for cable harnesses, with a material for sheathing the lines, and a method for their application and a possible further use.
  • the object of the present invention is to create a protective device for lines which already indicates the first minor impairments of the lines in a timely manner, as well as to specify a method for their application and a special use.
  • a protective device for lines in particular for cable harnesses, with a material for the sheathing of the lines.
  • the invention is characterized in that the material for sheathing the lines is designed in such a way that a function is implemented as a sensor.
  • the protective device according to the invention in addition to its function of mechanically protecting the lines from external influences, also has a further function, which is to endanger the integrity of the internal lines as soon as possible to be determined and passed on to a monitoring facility.
  • the protective device thus also functions as a sensor that monitors a physical measured variable, preferably the electrical conductivity, with deviations from a proper measuring process being determined by the monitoring device and assigned to a specific line section.
  • An advantageous embodiment of the protective device according to the invention for lines can consist in that the material for the sheathing of the lines is formed from an insulated, knitted hose.
  • a continuation of the concept for the protective device according to the invention for lines can consist in that the material for the sheathing of the lines is an insulated stranded wire.
  • a special embodiment for the protective device according to the invention can consist in that the material for the sheathing of the lines is a hose or a film with a surface that is functionalized in the manner of a conductor track, preferably produced with means from OE (organic electronics) or MID (Molded Interconnect Devices) .
  • OE organic electronics
  • MID Molded Interconnect Devices
  • An extension of a special embodiment of the inventive concept for the protection device for lines can provide that the sensor function in the material for the Sheathing of the lines is designed to monitor a physical measured variable.
  • An advantageous embodiment of the protective device according to the invention for lines can consist in that the physical measured variable is conductivity.
  • the mate rial for the sheathing of the lines has a first measuring tap at one end of the protective device and a second measuring tap on the other end of the protective device.
  • a continuation of the concept for the protective device according to the invention for lines can consist in that the material for the sheathing of the lines has a first and a second measuring tap on the same end region of the protective device through a return test loop in the protective device.
  • An extension of a special embodiment of the inventive concept for the protective device for lines can provide that a measurement of the voltage and / or the current and / or the resistance is formed by the measuring taps.
  • An advantageous embodiment of the protective device according to the invention for lines can consist in that a decrease in the insulation function of the material for the sheathing of the lines is to be carried out by means of a measurement which takes place only via a measuring tap.
  • the sheathing for the lines is made from an insulated, knitted hose and / or from a hose or a film with a surface that is functionalized in the manner of a conductor track.
  • An extension of a special embodiment of the method according to the invention can provide that the voltage and / or the current and / or the resistance are determined as physical measured variables.
  • a measurement which is carried out only by tapping a measuring point indicates a decrease in the insulation function of the material for the sheathing.
  • a continuation of a special embodiment of the method according to the invention can provide that a measurement which is carried out by tapping both measuring points indicates a complete loss of the conductivity of the material for the sheathing.
  • the object of the present invention is also achieved by using a protective device for lines with a sheathing of the lines made of a material that Ches is designed as a sensor for gas and / or liquids, in particular for compressed air or water.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a protective device according to the invention for lines with measuring taps on the two end regions of the protective device;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a protective device according to the invention with a returned test loop within the protective device and a first and a second measuring tap on the same end region of the protective device;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a defect with a complete break in the lines and the protective device
  • Fig. 4 in a schematic representation of a second Ausfer approximately example of a defect with a partial impairment of the line and protective function caused by a rotating component that attacks the lines and the protective device, for example by cutting or grinding.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a protective device 1 according to the invention for lines 2 with measuring taps 3, 4 on the two end regions 5, 6 of the protective device 1.
  • the lines 2 can be electrical lines which are summarized by the protective device 1 to form a cable harness. It is also possible to use lines 2 for liquids or gases, especially compressed air and water. the.
  • the protective device 1 is preferably designed corresponding to a hose with two end regions 5, 6.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a protective device 1 according to the invention with a returned test loop 7 within the protective device 1 and a first and a second measuring tap 8, 9 on the same end region 10 of the protective device 1.
  • FIG 3 shows a first exemplary embodiment of a defect with a complete break in the lines 2 and the protective device 1. If this defect is present, the conductivity is measured via both measuring taps 3, 4 at the end areas 5, 6 of the protective device 1.
  • FIG 4 shows a second exemplary embodiment of a defect with a partial impairment of the line and protective function, caused by a rotating component which attacks the lines 2 and the protective device 1, for example by cutting or grinding.
  • the protective device according to the invention for lines and the method for their application and the special use of this protective device are characterized in that this protective device can be used universally for the transport of gas, liquids and electricity.
  • the invention is based on the consideration that the protective device is designed in the form of a sheathing for the lines with an integrated sensor function that checks the functionality of the protective device by measuring the conductivity. In this way, the beginning of a first impairment can be recognized at an early stage.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung (1) für Leitungen (2), insbesondere für Kabelbäume, mit einem Material für die Ummantelung der Leitungen (2), sowie ein Verfahren für deren Anwendung und eine mögliche weitere Verwendung. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Material für die Ummantelung der Leitungen (2) derart ausgebildet ist, dass eine Funktion als Sensor implementiert ist.

Description

Beschreibung
Schutzvorrichtung für Leitungen
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Leitungen, insbesondere für Kabelbäume, mit einem Material für die Um mantelung der Leitungen, sowie ein Verfahren für deren Anwen dung und eine mögliche weitere Verwendung.
Leitungen, insbesondere von Kabelbäumen werden heute bei spielsweise durch Schläuche geschützt, wobei ein Verlust der Schutzwirkung durch Verschleiß oder Ähnliches oder ein Versa gen des Strangs durch einen Riss nicht eindeutig detektiert und zugeordnet werden kann. Aus wirtschaftlichen Gründen, um den kompletten Ausfall einer Anlage zu vermeiden, wäre es hilfreich, wenn man frühzeitig eine Kabelbeschädigung erken nen könnte.
Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung da rin, eine Schutzvorrichtung für Leitungen zu schaffen, welche bereits erste kleinere Beeinträchtigungen der Leitungen zeit nah anzeigt, sowie ein Verfahren für deren Anwendung und eine spezielle Verwendung anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schutzvorrich tung für Leitungen nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 13 und eine Verwendung nach Anspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schutzvorrich tung für Leitungen gelöst, insbesondere für Kabelbäume, mit einem Material für die Ummantelung der Leitungen. Die Erfin dung zeichnet sich dadurch aus, dass das Material für die Um mantelung der Leitungen derart ausgebildet ist, dass eine Funktion als Sensor implementiert ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die erfindungsge- mäße Schutzvorrichtung neben ihrer Funktion, die Leitungen vor Einwirkungen von außen mechanisch zu schützen, noch eine weitere Funktion aufweist, die darin besteht, möglichst zeit nah eine Gefährdung der Integrität der im Inneren angeordne ten Leitungen zu ermitteln und an eine Überwachungseinrich tung weiterzugeben. Die Schutzvorrichtung fungiert somit auch als Sensor, der eine physikalische Messgröße, vorzugsweise die elektrische Leitfähigkeit überwacht, wobei Abweichungen von einem ordnungsgemäßen Messvorgang durch die Überwachungs einrichtung ermittelt und einem bestimmten Leitungsstrang zu geordnet werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung für Leitungen kann darin bestehen, dass das Material für die Ummantelung der Leitungen aus einem isolier ten, gestrickten Schlauch ausgebildet ist.
Es entspricht einer speziellen Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Schutzvorrichtung für Leitungen, dass der iso lierte, gestrickte Schlauch unter Verwendung einer Strick liesl oder einer Strickmühle hergestellt ist.
Eine Fortführung des Konzepts für die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für Leitungen kann darin bestehen, dass das Material für die Ummantelung der Leitungen eine isolierte Litze ist.
Eine spezielle Ausführungsform für die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung kann darin bestehen, dass das Material für die Ummantelung der Leitungen ein Schlauch oder eine Folie mit leiterbahnartig funktionalisierter Oberfläche ist, vor zugsweise hergestellt mit Mitteln der OE (organischen Elek tronik) oder der MID (Molded Interconnect Devices).
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für die Schutzvorrichtung für Leitungen kann vorsehen, dass die Sensorfunktion im Material für die Ummantelung der Leitungen als Überwachung einer physikali schen Messgröße ausgebildet ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung für Leitungen kann darin bestehen, dass die physikalische Messgröße die Leitfähigkeit ist.
Es entspricht einer speziellen Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Schutzvorrichtung für Leitungen, dass das Mate rial für die Ummantelung der Leitungen einen ersten Messab griff an einem Endbereich der Schutzvorrichtung aufweist und einen zweiten Messabgriff am anderen Endbereich der Schutz vorrichtung .
Eine Fortführung des Konzepts für die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für Leitungen kann darin bestehen, dass das Material für die Ummantelung der Leitungen durch eine rückge führte Prüfschleife in der Schutzvorrichtung einen ersten und einen zweiten Messabgriff am selben Endbereich der Schutzvor richtung aufweist.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für die Schutzvorrichtung für Leitungen kann vorsehen, dass durch die Messabgriffe eine Messung der Spannung und/oder des Stroms und/oder des Widerstands ausge bildet ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung für Leitungen kann darin bestehen, dass ei ne Abnahme der Isolationsfunktion des Materials für die Um mantelung der Leitungen mittels einer Messung durchzuführen ist, welche nur über einen Messabgriff erfolgt.
Es entspricht einer speziellen Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Schutzvorrichtung für Leitungen, dass ein kom pletter Verlust der Leitfähigkeit des Materials für die Um mantelung der Leitungen mittels einer Messung durchzuführen ist, welche nur über beide Messabgriffe erfolgt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird außerdem gelöst durch ein Verfahren für die Anwendung einer Schutzvorrichtung für Leitungen mit den Schritten:
- Ummantelung der Leitungen mit einem Material mit Sensorfunktion;
- Abgriff zweier Messpunkte an den jeweiligen Endbe reichen der Schutzvorrichtung oder an einem Endbe reich der Schutzvorrichtung mittels einer rückge führten Prüfschleife in der Schutzvorrichtung;
- Ermittlung einer physikalischen Messgröße.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens kann darin bestehen, dass die Ummantelung für die Leitungen aus einem isolierten, ge strickten Schlauch und/oder aus einem Schlauch oder einer Fo lie mit leiterbahnartig funktionalisierter Oberfläche herge stellt wird.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass als physikalische Messgrößen die Spannung und/oder der Strom und/oder der Wi derstand ermittelt werden.
Es entspricht einer speziellen Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verfahrens, dass eine Messung, welche nur über den Abgriff eines Messpunktes durchgeführt wird, eine Abnahme der Isolationsfunktion des Materials für die Ummantelung anzeigt.
Eine Fortführung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass eine Messung, welche über den Abgriff beider Messpunkte durchgeführt wird, einen kompletten Verlust der Leitfähigkeit des Materials für die Ummantelung anzeigt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird außerdem gelöst durch eine Verwendung einer Schutzvorrichtung für Leitungen mit einer Ummantelung der Leitungen aus einem Material, wel- ches als Sensor ausgebildet ist, für Gas und/oder Flüssigkei ten, insbesondere für Druckluft oder Wasser.
Weitere Ausführungen und Vorteile der Erfindung werden nach folgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausfüh rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung für Leitungen mit Messabgriffen an den beiden Endbereichen der Schutzvorrichtung;
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausfüh rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit einer rückgeführten Prüfschleife innerhalb der Schutzvorrich tung und einem ersten und einem zweiten Messabgriff am selben Endbereich der Schutzvorrichtung;
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausfüh rungsbeispiel eines Defekts mit einem kompletten Bruch der Leitungen und der Schutzvorrichtung;
Fig. 4 in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausfüh rungsbeispiel eines Defekts mit einer teilweisen Beeinträch tigung der Leitungs- und Schutzfunktion hervorgerufen durch ein drehendes Bauteil, welches die Leitungen und die Schutz vorrichtung angreift, beispielsweise durch Einschneiden oder Anschleifen .
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Schutzvorrichtung 1 für Leitungen 2 mit Messabgriffen 3, 4 an den beiden Endbereichen 5, 6 der Schutzvorrichtung 1.
Die Leitungen 2 können elektrische Leitungen sein, welche durch die Schutzvorrichtung 1 zu einem Kabelbaum zusammenge fasst sind. Es ist auch möglich, Leitungen 2 für Flüssigkei ten oder Gase, insbesondere Druckluft und Wasser zu verwen- den. Die Schutzvorrichtung 1 ist vorzugsweise einem Schlauch entsprechend ausgebildet mit zwei Endbereichen 5, 6.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Schutzvorrichtung 1 mit einer rückgeführten Prüfschleife 7 innerhalb der Schutzvorrichtung 1 und einem ersten und einem zweiten Messabgriff 8,9 am selben Endbereich 10 der Schutzvorrichtung 1 dargestellt.
Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Defekts mit einem kompletten Bruch der Leitungen 2 und der Schutzvorrich tung 1. Bei Vorliegen dieses Defekts erfolgt eine Messung der Leitfähigkeit über beide Messabgriffe 3, 4 an den Endberei chen 5,6 der Schutzvorrichtung 1.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Defekts mit einer teilweisen Beeinträchtigung der Leitungs- und Schutzfunktion dargestellt, hervorgerufen durch ein drehendes Bauteil, welches die Leitungen 2 und die Schutzvorrichtung 1 angreift, beispielsweise durch Einschneiden oder Anschleifen.
Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für Leitungen sowie das Verfahren für deren Anwendung und die spezielle Verwen dung dieser Schutzvorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass diese Schutzvorrichtung universell für den Transport von Gas, Flüssigkeiten und Strom nutzbar ist. Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass die Schutzvorrichtung in Form einer Ummantelung für die Leitungen mit einer integrierten Sensor funktion ausgebildet ist, die die Funktionsweise der Schutz vorrichtung über die Messung der Leitfähigkeit überprüft. Auf diese Weise kann bereits der Beginn einer ersten Beeinträch tigung frühzeitig erkannt werden. Bezugszeichenliste
1 Schutzvorrichtung
2 Leitung 3 Messabgriff
4 Messabgriff
5 Endbereich
6 Endbereich
7 Rückgeführte Prüfschleife
8 Messabgriff
9 Messabgriff
10 Endbereich

Claims

Patentansprüche
1. Schutzvorrichtung (1) für Leitungen (2), insbesondere für Kabelbäume, mit einem Material für die Ummantelung der Leitungen (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Ummantelung der Leitungen (2) derart ausgebildet ist, dass eine Funktion als Sensor implementiert ist.
2. Schutzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Material für die Ummantelung der Lei tungen (2) aus einem isolierten, gestrickten Schlauch ausgebildet ist.
3. Schutzvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der isolierte, gestrickte Schlauch unter Verwendung einer Strickliesl oder einer Strickmühle her gestellt ist.
4. Schutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Umman telung der Leitungen (2) eine isolierte Litze ist.
5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Material für die Ummantelung der Leitungen (2) ein Schlauch oder eine Folie mit leiterbahnartig funktionalisierter Oberfläche ist.
6. Schutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfunktion im Mate rial für die Ummantelung der Leitungen (2) als Überwa chung einer physikalischen Messgröße ausgebildet ist.
7. Schutzvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die physikalische Messgröße die Leitfähig keit ist.
8. Schutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Umman- telung der Leitungen (2) einen ersten Messabgriff (3) an einem Endbereich (5) der Schutzvorrichtung (1) aufweist und einen zweiten Messabgriff (4) am anderen Endbereich (6) der Schutzvorrichtung (1).
9. Schutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Umman telung der Leitungen (2) durch eine rückgeführte Prüf schleife (7) in der Schutzvorrichtung (1) einen ersten und einen zweiten Messabgriff (8, 9) am selben Endbereich
(10) der Schutzvorrichtung (1) aufweist.
10. Schutzvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge kennzeichnet, dass durch die Messabgriffe (3, 4, 8, 9) eine Messung der Spannung und/oder des Stroms und/oder des Widerstands ausgebildet ist.
11. Schutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abnahme der Isolations funktion des Materials für die Ummantelung der Leitungen (2) mittels einer Messung durchzuführen ist, welche nur über einen Messabgriff (3, 4, 8, 9) erfolgt.
12. Schutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein kompletter Verlust der Leitfähigkeit des Materials für die Ummantelung der Lei tungen (2) mittels einer Messung durchzuführen ist, wel che nur über beide Messabgriffe (3, 4, 8, 9) erfolgt.
13. Verfahren für die Anwendung einer Schutzvorrichtung (1) für Leitungen (2) mit den Schritten:
- Ummantelung der Leitungen (2) mit einem Material mit Sensorfunktion;
- Abgriff zweier Messpunkte an den jeweiligen Endbe reichen (5, 6) der Schutzvorrichtung (1) oder an ei nem Endbereich (10) der Schutzvorrichtung (1) mit- tels einer rückgeführten Prüfschleife (7) in der Schutzvorrichtung (1);
- Ermittlung einer physikalischen Messgröße.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung für die Leitungen aus einem isolierten, gestrickten Schlauch und/oder aus einem Schlauch oder ei ner Folie mit leiterbahnartig funktionalisierter Oberflä che hergestellt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich net, dass als physikalische Messgrößen die Spannung und/oder der Strom und/oder der Widerstand ermittelt wer den.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Messung, welche nur über den Ab griff eines Messpunktes durchgeführt wird, eine Abnahme der Isolationsfunktion des Materials für die Ummantelung anzeigt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Messung, welche über den Abgriff beider Messpunkte durchgeführt wird, einen kompletten Verlust der Leitfähigkeit des Materials für die Ummante lung anzeigt.
18. Verwendung einer Schutzvorrichtung für Leitungen mit ei ner Ummantelung der Leitungen aus einem Material, welches als Sensor ausgebildet ist, für Gas und/oder Flüssigkei ten.
PCT/EP2020/052471 2020-01-31 2020-01-31 Schutzvorrichtung für leitungen WO2021151508A1 (de)

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