CH694442A5 - Selbstleuchtendes Kabel und Verfahren zu dessen Herstellung. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft ein mehradriges Kabel mit mehreren gegeneinander isolierten Leitern und einer Ummantelung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels. 



   Kabel mit mehreren Leitern und einer Ummantelung sind bekannt, insbesondere als Niederspannungs-Netzkabel für das elektrische Niederspannungsnetz (z.B. 220 V Wechselstrom) oder z.B. auch als Schwachstrom-Signalkabel, z.B. bei Rechneranlagen (Druckerkabel, Tastaturkabel, Mauskabel). 



   Bei derartigen Kabeln ist es nicht ersichtlich, ob sie mit einer Spannungsquelle verbunden sind, also z.B. unter Netzspannung stehen, oder nicht. Ferner bilden solche Kabel, die in der Regel teilweise am Boden von Räumen verlaufen, eine Sturzgefahr für Personen, wenn solche Kabel, insbesondere im Dunkeln, übersehen werden. Ferner ist das Aussehen solcher Kabel, besonders bei der Verwendung mit speziell gestalteten Geräten (z.B. Leuchten oder Computern oder Stereoanlagen), oftmals störend, da das Kabel lediglich die Farbe seiner Ummantelung aufweist bzw. bei einer transparenten Ummantelung die Farben der Isolierungen der einzelnen Leiter zeigt. Bei Netzkabeln sind diese zudem normiert braun (Phasen-Leiter), hellblau (Null-Leiter) und - falls vorgesehen - gelb-grün für den Erd-Leiter.

   Bei Daten führenden Signalkabeln ist es oftmals auch wünschenswert, das Vorhandensein von Datensignalen feststellen zu können, was bei herkömmlichen Kabeln nur mit Zusatzgeräten am Kabelende möglich ist. 



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Kabel zu schaffen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist. 



   Diese Aufgabe wird bei einem Kabel der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. 



   Dadurch, dass das Kabel ein unter elektrischer Spannung selbstleuchtendes Leuchtelement umfasst, welches mit den Leitern in der durchsichtigen Ummantelung angeordnet ist, können die vorbeschriebenen Nachteile vermieden werden. Ein damit selbstleuchtendes Kabel ergibt viele Möglichkeiten zur ästhetischen Gestaltung des Kabels, und ein selbstleuchtendes Kabel ist im Dunkeln ohne weiteres zu erkennen und auch am Tage auffälliger als ein herkömmliches Kabel und vermeidet daher Stürze durch ein übersehen des Kabels. Wird der Selbstleuchteffekt so eingesetzt, dass das Leuchten nur bei unter Spannung stehendem Kabel, bzw. bei Datenkabeln bei datenführenden Kabeln, auftritt, so gibt das Kabel selber dem Benutzer die entsprechende Information ab. 



   Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ergibt sich, wenn das Leuchtelement ein langgestrecktes Leuchtelement ist, also z.B. ebenso fadenförmig wie die Leiter, sodass das Kabel entlang seiner ganzen Länge leuchten kann. Bevorzugt ist ferner, wenn ein solches Leuchtelement, welches z.B. ein Elektroluminiszenz-Leuchtelement ist, mit den Leitern verseilt ist, was einen besonders guten Leuchteffekt ergibt. 



   Bevorzugt ist das Kabel dabei ein Netzkabel und ist das Leuchtelement ferner mit den spannungsführenden Leitern verbunden, sodass sich ein automatisches Leuchten ergibt, wenn das Kabel spannungsführend ist. Das Leuchtelement kann über eine Ansteuerschaltung mit der Netzspannung verbunden sein, welche Ansteuerschaltung eine Anpassung der Netzspannung und/oder Frequenz an das Leucht-element sicherstellt und allenfalls auch einen intermittierenden Betrieb des Leuchtelementes zur Erzielung besonderer Leuchteffekte (Blinken, Flackern) oder einen Betrieb mit verschiedenen Helligkeiten des Leucht   elementes oder allenfalls verschiedenen Farben desselben ermöglicht. 



   Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels zu schaffen, das die genannten Nachteile nicht aufweist. Diese Aufgabe wird gemäss Anspruch 11 gelöst. 



   Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 schematisch ein selbstleuchtendes Netzkabel; Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Kabel gemäss Fig. 1; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines konfektionierten Netzkabels mit Leuchtelement; Fig. 4 schematisch die Ansteuerung eines Elektrolumineszenz-Leuchtelementes; Fig. 5 schematisch eine vereinfachte Ansteuerung eines Elektrolumineszenz-Leuchtelementes; Fig. 6 den Anschluss eines Leuchtelementes gemäss Fig. 5; und Fig. 7 eine Kabelkupplung mit Kabel und Ansteuerung des Leuchtelementes. 



   Fig. 1 zeigt schematisch die Leiter eines Netzkabels 1, wobei mit 3 der Phasen-Leiter, mit 4 der Null-Leiter und mit 5 der Erd-Leiter bezeichnet ist. Mit 2 ist ein Leuchtelement bezeichnet, welches in diesem Beispiel als Elektrolumineszenz-Faser ausgeführt ist und somit ein langgestrecktes, im Wesentlichen ebenso fadenförmig wie die Leiter ausgestaltetes Leuchtelement ist. Die Anschlussleitungen des Leuchtelementes 2 sind mit 7 und 8 bezeichnet. Wie in Fig. 2 ersichtlich, welche einen Querschnitt durch ein solches Kabel 1 zeigt, sind dabei die Leiter 3-5 und das Leuchtelement 2 in einer gemeinsamen Ummantelung 6 angeordnet. Die Ummantelung 6 ist dabei eine lichtdurchlässige Kunststoffummantelung. Bevorzugterweise sind die Leiter 3-5 und das fadenförmige    Leuchtelement 2 miteinander verseilt, wie das von der Bildung von Kabeln mit mehreren Leitern her bekannt ist.

   Das Leuchtelement 2 mit seiner faden- bzw. langgestreckten Ausgestaltung wird dabei wie ein zusätzlicher Leiter mitverseilt, sodass sich herstellungstechnisch durch das Vorsehen des Leuchtelementes keine besonderen Probleme ergeben. Mit 10 ist in Fig. 2 der bei der Verseilung übliche Zentrumsbeilauf gezeigt. Das bevorzugt als Elektrolumineszenz-Faser ausgeführte Leuchtelement 2 kann z.B. eine Faser des Typs LyTec< <TM> > SVL-01S der Firma ELAM Ltd., Har Hotzvim Industrial Area, Jerusalem 91450, Israel, sein. Solche Elekt-rolumineszenz-Fasern weisen z.B. einen Durchmesser von ca. 2,3 mm auf und sind in mehreren verschiedenen Farben leuchtend lieferbar. Diese Elektrolumineszenz-Fasern beruhen auf dem bekannten Elektrolumineszenz-Effekt, wobei diese Fasern einen Innenleiter und einen Aussenleiter und eine dazwischenliegende Elektrolumineszenzschicht aufweisen.

   An Stelle dieses bevorzugten Leuchtelementes könnte natürlich auch ein anderes Leuchtelement verwendet werden, welches ebenfalls nach dem Elektrolumineszenzprinzip leuchtet oder auch ein Leuchtelement, welches z.B. durch eine Vielzahl von Halbleiterleuchtelementen, z.B. Leuchtdioden gebildet wird. 



   Fig. 3 zeigt ebenfalls schematisch ein konfektioniertes, selbstleuchtendes Netzkabel, wobei an dem Kabel 1 mit den Leitern 3-5 nur schematisch Kontakte 13-18 von nicht weiter dargestellten Kabelkupplungen gezeigt sind. Diese Kabelkupplungen sind dabei bekannte männliche bzw. weibliche Kupplungs-elemente, wie sie für Netzkabel verwendet werden. In Fig. 3 ist weiter gezeigt, wie das Leuchtelement 2, welches wiederum von einer Elektrolumineszenz-Faser gebildet ist, mittels einer Ansteuerschaltung 9 an den stromführenden Leitern 3 und 4 angeschlossen ist. Eine Ansteuerschaltung ist dabei insbesondere dann vorgesehen, wenn das Leuchtelement  nicht direkt an die Wechselspannung angeschlossen werden kann. Auch am anderen, in Fig. 3 frei gezeigten Ende des Leuchtelementes könnte eine solche Ansteuerschaltung vorgesehen sein. 



   Fig. 4 zeigt schematisch die Ansteuerschaltung zur Speisung des Leuchtelementes 2, welches in der Fig. 4 als Kapazität dargestellt ist, da das Leuchtelement 2 in der genannten bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen eine Kapazität ist. Die Betriebsspannung des genannten Leuchtelementes 2 beträgt dabei z.B. 130 V Wechselspannung bei einer Frequenz von z.B. 50-2000 Hz. Im Falle eines Netzkabels wird daher die Ansteuerschaltung eine grundsätzlich bekannte Spannungswandlerschaltung sein, welche die Netzspannung von 220 V zu der Betriebsspannung von 130 V für das Leuchtelement 2 wandelt. Eine solche Ansteuerschaltung wird hier nicht im Detail dargestellt, da solche Schaltungen dem Fachmann ohne weiteres bekannt sind.

   Die Ansteuerschaltung 9 kann allenfalls zusätzlich einen Frequenzwandler umfassen, welcher die Netzfrequenz von 50 Hz zu einer höheren Betriebsfrequenz für die Elektrolumineszenz-Fasern wandelt. Das Vorsehen einer solchen Frequenzwandlung hängt vor allem von der gewünschten Helligkeit der Faser ab, wobei sich indes bei 130 V und 50 Hz bereits eine genügende Helligkeit für ein Netzkabel ergibt. 



   Es ist daher ohne weiteres möglich, wie in Fig. 5 gezeigt, die Ansteuerschaltung im Wesentlichen durch einen Vorwiderstand 19 zu bilden, welcher die Netzspannung von 220 V auf z.B. 130 V reduziert, um den angegebenen Typ von Elektrolumineszenz-Fasern zu speisen. Bevorzugt wird dabei ein Metallfilm-Widerstand verwendet, welcher zusätzlich die Funktion einer Sicherung übernehmen kann, da dieser bei einem grösseren als dem maximal zulässigen Strom durch Selbstzerstörung einen Stromunterbruch bewirkt. Die Dimensionierung des Widerstandes kann dabei einfach durch den pro Meter Faserlänge bekannten Strombedarf des Leuchtelementes 2 bestimmt werden, welcher z.B. für den genannten Typ von Elektrolumineszenz-Faser ca. 0,15 mA pro Meter Faser bei 130 V und 50 Hz be   trägt.

   Die Strombedarfswerte bei anderen Betriebsparametern sind dabei aus dem Datenblatt des genannten Fasertyps entnehmbar. 



   Für andere Leuchtelemente 2, z.B. solche mit Halbleiterleuchtdioden, ergeben sich natürlich andere Anforderungen an die Ansteuerschaltung 9, welche indes für den Fachmann ohne weiteres entsprechend dem verwendeten Leuchtelement mit bekannten Schaltungen realisierbar sind. 



   Die Fig. 6 und 7 zeigen den Anschluss eines Vorwiderstandes 19 an eine Elektrolumineszenz-Faser 2 vergrössert sowie schematisch innerhalb eines Kupplungselementes 25, welches am Kabel 1 angeordnet ist, vorzugsweise eines am Kabel angegossenen Kupplungselementes 25 mit einem Kunststoffgehäuse. Die Elektrolumineszenz-Faser 2 weist dabei für sich selber ebenfalls eine transparente Ummantelung 21 auf, in welcher die Elektrolumineszenzschicht 22 angeordnet ist, welche vom Aussenleiter 8 umgeben ist, und in sich den Innenleiter 7 aufnimmt.

   Wie in Fig. 7 gezeigt, sind die einzelnen Leiter 3, 4 und 5 innerhalb des Kupplungsgehäuses der Kupplung 25 mit entsprechenden Anschlüssen 13, 14 und 15 der Kupplung verbunden und die Anschlussleitungen 7 und 8 der Faser 2 sind mit den stromführenden Leitern 3 und 4 an den entsprechenden Teilen 13 und 14 der Kupplung verbunden, wobei für die Anschlussleitung 7 noch der Vorwiderstand 19 in der Kupplung 25 angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, kann auch die zweite Kupplung am anderen Ende des Kabels 1 eine solche Verbindung der Faser 2 mit den stromführenden Leitern 3 und 4 aufweisen. 



   Bei der Herstellung erfolgt wie erwähnt bevorzugterweise zunächst eine Verseilung der Leiter 3-5, bzw. bei einem nur zweiadrigen Kabel nur der Leiter 3 und 4 mit dem Leuchtelement 2. Auf diese verseilte Anordnung aus Leitern und Leuchtelement wird dann auf an sich bekannte Weise die Ummantelung 6 aufextrudiert, wobei diese eine transparente Ummantelung ist. Die Ummantelung kann    dabei auch nur teilweise transparent sein, indem sie z.B. nur langgestreckte transparente Fenster aufweist, oder sie kann auch farbig eingefärbt aber lichtdurchlässig sein. An das derart gebildete Netzkabel werden dann die Kupplungselemente 25 auf bekannte Weise durch Anspritzen permanent befestigt. 



   Das Kabel von Fig. 1 könnte an Stelle eines Netzkabels auch ein Signalkabel für elektrische Signale sein. Ein solches Signalkabel kann z.B. bei Computern zur Verbindung desselben mit einem Drucker oder mit der Tastatur oder einer Maus vorgesehen sein. Auch andere Signalkabel, z.B. für Audio- oder Video-Signale können gemäss Fig. 1 mit einem Leuchtelement 2 ausgerüstet sein. Die Ansteuerschaltung 9 wird in diesem Falle die Wechselbetriebsspannung für das Leuchtelement 2 aus einer Gleichspannung von z.B 5 V oder 12 V bilden, oder allenfalls aus den Signalspannungen auf den Leitern eine solche Betriebsspannung ableiten. Entsprechende Spannungswandler sind bekannt und werden hier nicht weiter erläutert. 



   Die Ansteuerschaltung 9 kann bei allen Beispielen so ausgestaltet sein, dass sie ein stetiges Leuchten des Leuchtelementes 2 bewirkt. Sie kann aber auch so ausgestaltet sein, dass ein intermittierender Betrieb des Leuchtelementes 2 erfolgt, z.B. ein Blinken und/oder Flackern. Die Ansteuerschaltung kann auch so ausgestaltet sein, dass sie einen Betrieb mit verschiedenen Helligkeiten des Leuchtelementes 2 erlaubt, z.B. abhängig von der Umgebungshelligkeit, was z.B. durch einen Sensor für dieselbe in der Ansteuerschaltung bewirkt werden kann.

Claims (12)

1. Mehradriges Kabel (1) mit mehreren gegen einander isolierten Leitern (3, 4, 5) und einer Ummante- lung (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (1) mindestens ein, insbesondere langgestrecktes, Leuchtelement (2) umfasst, welches zusammen mit den Leitern (3, 4, 5) in der Ummantelung (6) angeordnet und beim Anlegen einer Spannung selbstleuchtend ist, und dass die Ummantelung (6) mindestens teilweise lichtdurchlässig ist.

2. Mehradriges Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel ein Netzkabel zur Stromführung im Niederspannungs-Stromnetz ist und drei Leiter (3, 4, 5) oder zwei Leiter aufweist, und dass das langgestreckte Leuchtelement (2) mit den Leitern zur Bildung des Kabels (1) verseilt ist.

3.

Mehradriges Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtelement zu dessen Speisung mit den stromführenden Leitern (3, 4) des Kabels verbunden ist.

4. Mehradriges Kabel nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtelement (2) ein Elektrolumineszenzelement ist.

5. Mehradriges Kabel nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuerschaltung (9; 19) für das Leuchtelement vorgesehen ist, welche zwischen die Leiter und das Leuchtelement geschaltet ist.

6. Mehradriges Kabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerschaltung in einem am Kabel angeordneten Kupplungselement (25) enthalten ist.

7. Mehradriges Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel an beiden Enden mit einem je eine Ansteuerschaltung enthaltenden Kupplungselement versehen ist.

8.

Mehradriges Kabel nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerschaltung aus einem Widerstand (19) besteht, insbesondere aus einem Metallfilm-Widerstand, welcher zugleich die Funktion einer Sicherung erfüllt.

9. Mehradriges Kabel nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerschaltung (9) zum unterbrochenen Betrieb des Leuchtelementes, insbesondere zu einem periodisch oder zufällig blinkenden Betrieb oder einem flackernden Betrieb ausgestaltet ist.

10. Mehradriges Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Schwachstrom-Signalkabel ist, insbesondere ein Datenkabel für Rechneranlagen.

11.

Verfahren zur Herstellung eines Kabels (1), insbesondere eines Niederspannungs-Netzkabels, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere isolierte Leiter (3, 4, 5) mit mindestens einem fadenförmigen Leuchtelement (2), welches beim Anlegen einer Spannung selbstleuchtend ist, verseilt werden, und dass die verseilte Anordnung aus Leitern (3, 4, 5) und Leuchtelement (2) mit einer mindestens teilweise lichtdurchlässigen Ummantelung versehen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel beidendig mit Kupplungs-elementen (25) konfektioniert wird, wobei an mindestens einem Ende, vorzugsweise an beiden Enden, eine Ansteuerschaltung (9; 19) für das Leuchtelement im Kupplungselement angeordnet und mit dem Leuchtelement verbunden wird.