EP3712866A1 - Flexibles flächenelement - Google Patents

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Publication number
EP3712866A1
EP3712866A1 EP20152904.7A EP20152904A EP3712866A1 EP 3712866 A1 EP3712866 A1 EP 3712866A1 EP 20152904 A EP20152904 A EP 20152904A EP 3712866 A1 EP3712866 A1 EP 3712866A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wire
flexible sheet
structure according
flexible
tinned copper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20152904.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Katschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Relytex GmbH and Co KG
Original Assignee
Relytex GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Relytex GmbH and Co KG filed Critical Relytex GmbH and Co KG
Publication of EP3712866A1 publication Critical patent/EP3712866A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/12—Mechanical actuation by the breaking or disturbance of stretched cords or wires

Definitions

  • the invention relates to a flexible flat element according to the preamble of claim 1.
  • Such a flexible surface element generally has a sensor structure with an evaluation unit which is designed to detect incisions in the flexible surface element.
  • These surface elements can thus be used to ensure protection against break-ins, theft and vandalism. In general, this ensures protection of the flexible surface element against unauthorized interference. Accordingly, objects enveloped with the flexible surface element can be protected against unauthorized access.
  • Such a flexible surface element is from WO 2018/113993 known.
  • the flexible surface element described there comprises sensor structures and cut-resistant structures which are incorporated into the flexible surface element by means of a warp knitting machine or Raschel machine as sensor threads or cut-resistant threads as a cut-resistant structure.
  • the cut-resistant structure generally provides mechanical protection against the surface element being pierced by objects such as knives or similar sharp-edged objects.
  • the cut-resistant structures are designed in such a way that only a local piercing into the surface element is possible, but not a large-area separation of the surface element. Furthermore, penetration of the surface element with the sensor structure is detected so that, for example, an alarm signal is generated that reports the unauthorized intervention on the surface element.
  • the invention is based on the object of providing a flexible surface element of the type mentioned at the outset which can be used flexibly and has a high level of functionality.
  • the invention relates to a flexible sheet-like structure with at least one electrically conductive wire forming a sensor structure.
  • the wire is a tinned copper wire.
  • the sensor structure provides effective protection against manipulation in such a way that piercing through the flexible surface element can be reliably detected. A piercing through at any point of the flexible surface element can be detected, thereby achieving complete, comprehensive protection against manipulation.
  • the wire or wires that form the sensor structure are designed as tinned copper wires.
  • a major advantage of the invention is that tinned copper wires are extremely resistant to environmental influences.
  • the tinned copper wires are insensitive to moisture, that is, the tinned copper wires have a high level of corrosion resistance.
  • the tinned copper wire provides electrically conductive structures in the flexible sheet that maintain their conductive properties unimpaired over long periods of time even when the flexible sheet is used permanently outdoors.
  • the flexible flat structure with the sensor structures formed by the tinned copper wires thus has a high level of availability.
  • Permanent contact can be achieved with the tinned copper wires.
  • the wire has a number of strands, at least some of the strands being made of tinned copper. It is essential that the tinned copper wire (s) that form the sensor structure are strand-independent, that is, the number of strands is arbitrary and freely selectable according to the respective requirements.
  • only some of the strands of the respective wire are made of tinned copper.
  • the other strands can consist of one or more yarns, wherein in particular different strands can consist of different yarns.
  • the number of strands made of tinned copper are specified so that the tinned copper wire formed in this way has sufficient electrical conductivity for the respective requirement.
  • the mechanical properties of the tinned copper wire can be specified in a suitable manner. In particular, a high degree of flexibility and thus good machinability of the tinned copper wires can be achieved in this way.
  • the respective yarn made of tear-resistant material like for example Kevlar so that the tinned copper wire has a high mechanical resistance.
  • the or each wire is electrically insulated.
  • the wires can form a lattice structure, with no conductive connection being created at the intersection points of the lattice structure.
  • the or each wire is not electrically insulated.
  • the wire or wires can advantageously form a loop-shaped sensor structure.
  • the flexible flat structure can advantageously be designed in the form of a textile flat element or a film. In particular, this forms a tarpaulin.
  • the tinned copper wire (s) for forming the sensor structure can be incorporated into the flexible sheet-like structure.
  • the tinned copper wires can be worked into the flexible sheet-like structure in particular in machine processes, in particular with suitable textile machines.
  • the tinned copper wires can advantageously be incorporated into the flexible sheet-like structure by weaving, knitting or knitting. In the latter case, the tinned copper wires can be worked into the flexible sheet using warp knitting machines or Raschel machines.
  • the wire is fixed on a surface of the flexible sheet-like structure.
  • the tinned copper wires can be fixed on the flexible sheet-like structure, for example by embroidery. Also can use the tinned copper wires be fixed on the flexible sheet-like structure by adhesive or welding processes.
  • the wire forms a cut-resistant structure.
  • the sensor structure is part of an alarm device.
  • the alarm device has an evaluation unit which is designed to evaluate sensor signals of the sensor structure. If the sensor structure is interrupted, an alarm signal is generated in the evaluation unit.
  • An evaluation unit which can be designed in the form of a microprocessor or the like, is also preferably arranged on the flexible surface element itself or at least assigned to it. This is used to evaluate sensor signals on the flexible surface element itself. As a function of this evaluation, the evaluation unit generates signals which in particular indicate whether or not there is a defect in the sensor structure, that is, the signals indicate whether or not there is an interruption in the sensor structure. In particular, an alarm signal is generated in the evaluation unit if a penetration of the sensor structure is detected.
  • the functionality of the flexible planar structure can be expanded in that the alarm device has an interface via which signals can be output to an external unit.
  • wired data transmission can take place via the interface.
  • Contactless data transmission is particularly advantageous.
  • an RFID unit can be provided for this purpose.
  • the interface advantageously has a radio transmitter for this purpose.
  • the signals from the evaluation unit can be sent to a radio receiver of an external unit by means of the radio transmitter. Since a contactless radio transmission path is formed with the radio transmitter and the radio receiver, over which data can also be sent over long distances, the location of the external unit can be selected completely independently of the installation location of the flexible surface element, which makes it extremely user-friendly.
  • the flexible surface element With the flexible surface element, objects can thus be enveloped at an installation location, whereby these objects are protected against unauthorized access.
  • the objects can have different shapes and geometries, since the size of the flexible surface element can be flexibly adapted to the respective application.
  • the flexible surface element with the sensor structure and the components assigned to it, namely the evaluation unit and the radio transmitter, also advantageously form a simple, maintenance-free unit.
  • the self-sufficient energy supply provides a reliable voltage supply for the electrical components on the flexible surface element over a large period of time, so that they can be operated maintenance-free and independently of stationary voltage supplies.
  • the self-sufficient energy supply provides a voltage supply for the entire expected service life of the electronic components and also of the flexible surface element.
  • suitcases, bags, rucksacks or the like can be produced with such flexible surface elements.
  • the objects stored there are efficiently protected against manipulation such as theft, vandalism and the like by the sensor structure.
  • the flexible surface element forms a tarpaulin.
  • the tarpaulin is attached to a loading area of a vehicle or a trailer of a vehicle.
  • a signaling unit with a radio receiver can be integrated in the driver's cab, which can receive radio signals, in particular alarm signals, from the radio transmitter assigned to the flexible flat structure, that is to say the tarpaulin.
  • the driver of the vehicle can quickly and easily identify attempts to manipulate the tarpaulin.
  • Figure 1 shows schematically an embodiment of the flexible planar element 1 according to the invention.
  • the flexible surface element 1 is formed by a textile surface element.
  • the textile surface element can be, for example, a woven fabric, knitted fabric, knitted fabric, embroidery or a fleece.
  • the flexible surface element 1 can be formed from a film.
  • a sensor structure is incorporated into the flexible surface element 1, which forms an electrically conductive structure.
  • the sensor structure generally serves to detect mechanical interventions in the flexible surface element 1, in particular in the form of punctures in the flexible surface element 1. These interventions generally change the electrical properties of the sensor structure. These changes define a detection variable on the basis of which the intervention can be detected.
  • the sensor structure consists of tinned copper wire 2.
  • Figure 2 shows schematically the structure of such a tinned copper wire 2.
  • the tinned copper wire 2 has a number of strands 2a, the number of strands 2a being freely variable.
  • all the strands 2a consist of tinned copper.
  • the other strands 2a can consist of yarns.
  • the strands 2a can consist of the same yarn or of different yarns.
  • the mechanical properties of the tinned copper wire 2 can be specified by the selection of the yarns.
  • the yarns can give the tinned copper wire 2 a flexibility which facilitates machine processing, in particular incorporation into or on the flexible sheet-like structure.
  • the tear strength of the tinned copper wire 2 can also be increased by choosing particularly tear-resistant yarns. A particularly suitable material for this is Kevlar.
  • the sensor structure of the flexible sheet-like structure can at the same time form a cut-resistant structure.
  • This cut-resistant structure forms a mechanical protection against manipulation of the flexible flat structure, in particular a piercing of the textile flat element.
  • the tinned copper wire 2 may or may not be electrically insulated on its outer sheath.
  • the tinned copper wire or wires 2 can be incorporated into the flexible flat structure, the flexible flat structure preferably consisting of a textile flat element for this purpose.
  • the tinned copper wire 2 can be incorporated, for example, by knitting, knitting or weaving processes.
  • the flexible sheet-like structure can also consist of a film.
  • the tinned copper wires 2 forming the sensor structure can also be fixed on a surface of the flexible sheet-like structure, for example by embroidery, gluing or welding.
  • the sensor structure consists of a lattice structure made of tinned copper wires 2.
  • the sensor structure can also be formed by a multiple loop arrangement of tinned copper wires 2.
  • the tinned copper wires 2 form a close-meshed structure that extends essentially over the entire surface of the flexible sheet-like structure, so that manipulations can be detected at any point on the flexible sheet-like structure through interruptions in the sensor structure.
  • An interruption in the sensor structure leads to a change in resistance, which is detected in a measurement network, for example.
  • This change in resistance is converted into a voltage signal that is fed to an evaluation unit 3, which can be formed by a microprocessor or the like.
  • the tinned copper wires 2 are of low resistance, they generate low-voltage signals that can be fed directly to the evaluation unit 3.
  • a signal is generated from the sensor signals formed in this way, the signal states of which indicate in particular whether there is an intervention in the flexible surface element 1 or not.
  • an alarm signal is generated in the evaluation unit 3 when there is an intervention in the flexible surface element 1.
  • the evaluation unit 3 thus forms an alarm device with the sensor structure.
  • the evaluation unit 3 can be fixed on the flexible surface element 1 by a welded or adhesive connection. Alternatively, the evaluation unit 3 can also be arranged separately from the flexible flat structure.
  • a self-sufficient energy supply in the form of a battery 4 and a radio transmitter 5 are also arranged on the flexible surface element 1, it also being possible for these units to be fixed on the flexible surface element 1 by means of adhesive or welded connections. Alternatively, these can also form units that are separate from the flexible sheet-like structure.
  • the evaluation unit 3 and the radio transmitter 5 are connected to one another and are connected to the battery 4. These units are supplied with voltage by the battery 4.
  • Signals generated in the evaluation unit 3 are transmitted via the radio transmitter 5 as radio signals 6 to a radio receiver 7 which is assigned to an external unit.
  • the radio receiver 7 can be integrated in the external unit.
  • the external unit is formed by a reporting unit 8.
  • the reporting unit 8 has optical and / or acoustic signal generators. With these signal transmitters, an alarm signal that is reported by the evaluation unit 3 can be displayed. Furthermore, the reporting unit 8 can be connected, for example via an Internet connection, to further external units to which the signals, in particular alarm signals, of the evaluation unit 3 of the flexible surface element 1 are fed.
  • the external unit can generally also be formed by a smartphone.
  • the assigned radio receiver 7 has a SIM card or a Sigfox module for coupling to the smartphone.
  • the external unit can also have a simple power supply.
  • the external unit can have manipulation protection.
  • the radio transmitter 5 of the flexible surface element 1 and the radio receiver 7 of the external unit form a unidirectional radio transmission path.
  • a bidirectional radio transmission link is also possible.
  • both the flexible surface element 1 and the external unit have a radio transmitter 5 and a radio receiver 7.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein flexibles Flächengebilde mit wenigstens einem eine Sensorstruktur bildenden elektrisch leitfähigen Draht. Der Draht ist ein verzinnter Kupferdraht (2).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein flexibles Flächenelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges flexibles Flächenelement weist allgemein eine Sensorstruktur mit einer Auswerteeinheit auf, die dazu ausgebildet sind, Einschnitte in das flexible Flächenelement zu detektieren. Damit können diese Flächenelemente dazu verwendet werden, einen Schutz gegen Einbruch, Diebstahl, Vandalismus zu gewährleisten. Generell wird dadurch ein Schutz des flexiblen Flächenelements gegen unbefugte Eingriffe gewährleistet. Dementsprechend können mit dem flexiblen Flächenelement umhüllte Objekte gegen unbefugte Eingriffe geschützt werden.
  • Ein derartiges flexibles Flächenelement ist aus der WO 2018/113993 bekannt. Das dort beschriebene flexible Flächenelement umfasst Sensorstrukturen und Schnittfeststrukturen, die mittels einer Kettenwirkmaschine oder Raschelmaschine als Sensorfäden beziehungsweise schnittfeste Fäden als Schnittfeststruktur in das flexible Flächenelement eingearbeitet werden.
  • Mit der Schnittfeststruktur wird generell ein mechanischer Schutz gegen ein Durchstoßen des Flächenelements mit Gegenständen wie Messern oder ähnlich scharfkantigen Objekten erzielt. Die Schnittfeststrukturen sind dabei so ausgebildet, dass allenfalls nur ein lokales Einstechen in das Flächenelement möglich ist, nicht jedoch ein großflächiges Auftrennen des Flächenelements. Weiterhin wird ein Durchstoßen des Flächenelements mit der Sensorstruktur erfasst, so dass dann beispielsweise ein Alarmsignal generiert wird, das den unbefugten Eingriff auf das Flächenelement meldet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Flächenelement der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches flexibel einsetzbar ist und eine hohe Funktionalität aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung betrifft ein flexibles Flächengebilde mit wenigstens einem eine Sensorstruktur bildenden elektrisch leitfähigen Draht. Der Draht ist ein verzinnter Kupferdraht.
  • Mit der Sensorstruktur wird ein wirksamer Manipulationsschutz derart erhalten, dass ein Durchstoßen des flexiblen Flächenelements sicher detektiert werden kann. Dabei kann ein Durchstoßen an einer beliebigen Stelle des flexiblen Flächenelements erkannt werden, wodurch ein vollständiger, umfassender Manipulationsschutz erzielt wird.
  • Voraussetzung hierfür ist, dass der oder die Drähte, die die Sensorstruktur ausbilden, eine hinreichend engmaschige Struktur ausbilden, die sich über das gesamte flexible Flächengebilde erstreckt.
  • Erfindungsgemäß sind der oder die Drähte, die die Sensorstruktur ausbilden als verzinnte Kupferdrähte ausgebildet.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass verzinnte Kupferdrähte äußerst resistent gegen Umwelteinflüsse sind. Insbesondere sind die verzinnten Kupferdrähte unempfindlich gegen Feuchtigkeit, das heißt die verzinnten Kupferdrähte weisen eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf.
  • Damit ist gewährleistet, dass mit dem verzinnten Kupferdraht elektrisch leitfähige Strukturen im flexiblen Flächengebilde bereitgestellt werden, die ihre leitfähigen Eigenschaften unbeeinträchtigt auch dann über lange Zeiträume aufrechterhalten, wenn das flexible Flächengebilde dauerhaft im Außenbereich eingesetzt wird. Das flexible Flächengebilde mit den von den verzinnten Kupferdrähten gebildeten Sensorstrukturen weist somit eine hohe Verfügbarkeit auf.
  • Mit den verzinnten Kupferdrähten lässt sich eine dauerhafte Kontaktierung erzielen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Draht eine Anzahl von Litzen auf, wobei zumindest ein Teil der Litzen aus verzinntem Kupfer besteht. Wesentlich ist, dass der oder die verzinnten Kupferdrähte, welche die Sensorstruktur ausbilden, litzenunabhängig sind, das heißt die Anzahl der Litzen ist beliebig und entsprechend den jeweiligen Anforderungen frei wählbar.
  • Um besonders hohe Werte der elektrischen Leitfähigkeit zu erzielen, kann es sinnvoll sein, dass alle Litzen des jeweiligen Drahts aus verzinntem Kupfer bestehen.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltung besteht nur ein Teil der Litzen des jeweiligen Drahts aus verzinntem Kupfer. Die anderen Litzen können dabei aus einem oder mehreren Garnen bestehen, wobei insbesondere unterschiedliche Litzen aus unterschiedlichen Garnen bestehen können.
  • Die Anzahl der aus verzinntem Kupfer bestehenden Litzen sind so vorgegeben, dass der so gebildete verzinnte Kupferdraht eine für die jeweilige Anforderung hinreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist. Mit den aus Garnen gebildeten Litzen können die mechanischen Eigenschaften des verzinnten Kupferdrahts in geeigneter Weise vorgegeben werden. Insbesondere kann so eine hohe Flexibilität und damit gute maschinelle Verarbeitbarkeit der verzinnten Kupferdrähte erzielt werden. Weiterhin kann das jeweilige Garn aus reißfestem Material wie zum Beispiel Kevlar bestehen, so dass der verzinnte Kupferdraht eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit aufweist.
  • Gemäß einer ersten Variante ist der oder jeder Draht elektrisch isoliert. In diesem Fall können die Drähte eine Gitterstruktur ausbilden, wobei an den Kreuzungspunkten der Gitterstruktur keine leitfähige Verbindung entsteht.
  • Gemäß einer zweiten Variante ist der oder jeder Draht nicht elektrisch isoliert. In diesem Fall können vorteilhaft der oder die Drähte eine schleifenförmige Sensorstruktur ausbilden.
  • Das flexible Flächengebilde kann vorteilhaft in Form eines textilen Flächenelements oder einer Folie ausgebildet sein. Insbesondere bildet dieses eine Plane aus.
  • Gemäß einer ersten Variante können der oder die verzinnte Kupferdrähte zur Ausbildung der Sensorstruktur in das flexible Flächengebilde eingearbeitet sein. Dies ist insbesondere bei flexiblen Flächengebilden in Form von textilen Flächenelementen vorteilhaft. Die verzinnten Kupferdrähte können insbesondere in maschinellen Prozessen, insbesondere mit geeigneten Textilmaschinen in das flexible Flächengebilde eingearbeitet werden. Vorteilhaft können die verzinnten Kupferdrähte durch Weben, Stricken oder Wirken in das flexible Flächengebilde eingearbeitet werden. Im letzteren Fall können die verzinnten Kupferdrähte mittels Kettenwirkmaschinen oder Raschelmaschinen in das flexible Flächengebilde eingearbeitet werden.
  • Gemäß einer weiteren Variante ist der Draht auf einer Oberfläche des flexiblen Flächengebildes fixiert.
  • Die verzinnten Kupferdrähte können beispielsweise durch Sticken auf dem flexiblen Flächengebilde fixiert werden. Auch können die verzinnten Kupferdrähte durch Klebe- oder Schweißprozesse auf dem flexiblen Flächengebilde fixiert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung bildet der Draht eine Schnittfeststruktur aus.
  • Dadurch wird die Funktionalität des erfindungsgemäßen flexiblen Flächengebildes erweitert, da die verzinnten Kupferdrähte nicht nur eine Sensorfunktion übernehmen, sondern auch einen mechanischen Schutz gegen ein Durchstoßen des flexiblen Flächengebildes.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensorstruktur Bestandteil einer Alarmvorrichtung. Dabei weist die Alarmvorrichtung eine Auswerteeinheit auf, welche ausgebildet ist Sensorsignale der Sensorstruktur auszuwerten. In der Auswerteeinheit wird bei Unterbrechung der Sensorstruktur ein Alarmsignal generiert.
  • Somit ist nicht nur die Sensorstruktur in das flexible Flächenelement eingearbeitet. Auch eine Auswerteeinheit, die in Form eines Mikroprozessors oder dergleichen ausgebildet sein kann, ist vorzugsweise auf dem flexiblen Flächenelement selbst angeordnet oder zumindest dieser zugeordnet. Mit dieser erfolgt auf dem flexiblen Flächenelement selbst eine Auswertung von Sensorsignalen. In Abhängigkeit dieser Auswertung generiert die Auswerteeinheit Signale, die insbesondere angeben, ob ein Defekt in der Sensorstruktur vorliegt oder nicht, das heißt mit den Signalen wird angezeigt, ob eine Unterbrechung der Sensorstruktur vorliegt oder nicht. Insbesondere wird in der Auswerteeinheit ein Alarmsignal generiert, wenn ein Durchstoßen der Sensorstruktur detektiert wird.
  • Die Funktionalität des flexiblen Flächengebildes kann dadurch erweitert sein, dass die Alarmvorrichtung eine Schnittstelle aufweist, über welche Signale an eine externe Einheit ausgebbar sind.
  • Prinzipiell kann über die Schnittstelle eine leitungsgebundene Datenübertragung erfolgen. Besonders vorteilhaft erfolgt eine berührungslose Datenübertragung. Beispielsweise kann eine RFID Einheit hierzu vorgesehen sein. Vorteilhaft weist die Schnittstelle hierzu einen Funksender auf.
  • Die Signale der Auswerteeinheit können mittels des Funksenders an einen Funkempfänger einer externen Einheit gesendet werden. Da mit dem Funksender und dem Funkempfänger eine berührungslose Funkübertragungsstrecke gebildet wird, über welche auch über große Entfernungen Daten gesendet werden können, kann der Ort der externen Einheit völlig unabhängig vom Installationsort des flexiblen Flächenelements gewählt werden, wodurch eine hohe Bedienerfreundlichkeit erzielt wird.
  • Mit dem flexiblen Flächenelement kann damit an einem Installationsort eine Umhüllung von Objekten erfolgen, wodurch diese Objekte gegen unbefugte Eingriffe geschützt sind. Die Objekte können dabei unterschiedliche Formen und Geometrien aufweisen, da die Größe des flexiblen Flächenelements flexibel an die jeweilige Applikation angepasst werden kann.
  • Weiter vorteilhaft bildet das flexible Flächenelement mit der Sensorstruktur und den dieser zugeordneten Komponenten, nämlich der Auswerteeinheit und dem Funksender, eine einfache, wartungsfreie Einheit aus. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, dass der Sensorstruktur, der Auswerteeinheit und dem Funksender auf dem flexiblen Flächenelement eine autarke Energieversorgung zugeordnet ist, welche vorteilhaft von einer Batterie gebildet ist. Mit der autarken Energieversorgung wird über einen großen Zeitraum eine zuverlässige Spannungsversorgung für die elektrischen Komponenten auf dem flexiblen Flächenelement bereitgestellt, so dass diese entsprechend wartungsfrei und unabhängig von stationären Spannungsversorgungen betrieben werden können. Besonders vorteilhaft stellt die autarke Energieversorgung eine Spannungsversorgung für die gesamte zu erwartende Lebensdauer der elektronischen Komponenten und auch des flexiblen Flächenelements zur Verfügung.
  • Beispielsweise können mit derartigen flexiblen Flächenelementen Koffer, Taschen, Rucksäcke oder dergleichen hergestellt werden. Die dort gelagerten Objekte sind durch die Sensorstruktur effizient gegen Manipulationen wie Diebstahl, Vandalismus und dergleichen gesichert.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Anwendung bildet das flexible Flächenelement eine Plane aus. Beispielsweise ist die Plane an einer Ladefläche eines Fahrzeugs oder eines Anhängers eines Fahrzeugs angebracht.
  • In diesem Fall kann beispielsweise in der Fahrerkabine eine Meldeeinheit mit einem Funkempfänger integriert sein, der Funksignale, insbesondere Alarmsignale, von dem dem flexiblen Flächengebilde, das heißt der Plane, zugeordneten Funksender empfangen kann. So kann der Fahrer des Fahrzeugs einfach und schnell Manipulationsversuche an der Plane feststellen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen flexiblen Flächenelements mit einer Sensorstruktur.
    Figur 2:
    Schematische Darstellung eines verzinnten Kupferdrahts zur Ausbildung der Sensorstruktur des flexiblen Flächengebildes gemäß Figur 1.
  • Figur 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen flexiblen Flächenelements 1.
  • Das flexible Flächenelement 1 ist im vorliegenden Fall von einem textilen Flächenelement gebildet. Das textile Flächenelement kann zum Beispiel ein Gewebe, Gestrick, Gewirke, eine Stickerei oder ein Vlies sein. Weiterhin kann das flexible Flächenelement 1 aus einer Folie gebildet sein.
  • Erfindungsgemäß ist in das flexible Flächenelement 1 eine Sensorstruktur eingearbeitet, die eine elektrisch leitfähige Struktur ausbildet. Die Sensorstruktur dient allgemein zur Detektion von mechanischen Eingriffen in das flexible Flächenelement 1, insbesondere in Form von Einstichen in das flexible Flächenelement 1. Diese Eingriffe ändern generell die elektrischen Eigenschaften der Sensorstruktur. Diese Änderungen definieren eine Detektionsgröße anhand derer der Eingriff detektiert werden kann.
  • Erfindungsgemäß besteht die Sensorstruktur aus verzinntem Kupferdraht 2.
  • Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau eines derartigen verzinnten Kupferdrahts 2. Der verzinnte Kupferdraht 2 weist eine Anzahl von Litzen 2a auf, wobei die Anzahl der Litzen 2a frei variierbar ist.
  • Im einfachsten Fall bestehen alle Litzen 2a aus verzinntem Kupfer. Alternativ kann nur ein Teil der Litzen 2a aus verzinntem Kupfer bestehen. Die anderen Litzen 2a können aus Garnen bestehen. Je nach Anwendungsfall können die Litzen 2a aus demselben Garn oder aus unterschiedlichen Garnen bestehen. Durch die Auswahl der Garne können die mechanischen Eigenschaften des verzinnten Kupferdrahts 2 vorgegeben werden. Insbesondere können die Garne dem verzinnten Kupferdraht 2 eine Flexibilität verleihen, die eine maschinelle Verarbeitung, insbesondere Einarbeitung in oder an dem flexiblen Flächengebilde erleichtert. Auch kann die Reißfestigkeit des verzinnten Kupferdrahts 2 erhöht werden, indem besonders reißfeste Garne gewählt werden. Ein hierfür besonders geeignetes Material ist Kevlar. Durch die reißfeste Ausbildung des verzinnten Kupferdrahts 2 kann die Sensorstruktur des flexiblen Flächengebildes zugleich eine Schnittfeststruktur bilden. Diese Schnittfeststruktur bildet einen mechanischen Schutz gegen Manipulationen des flexiblen Flächengebildes, insbesondere ein Durchstoßen des textilen Flächenelements.
  • Je nach Anwendungsfall kann der verzinnte Kupferdraht 2 an seiner Außenhülle elektrisch isoliert sein oder nicht.
  • Der oder die verzinnten Kupferdrähte 2 können in das flexible Flächengebilde eingearbeitet sein, wobei hierzu das flexible Flächengebilde bevorzugt aus einem textilen Flächenelement besteht. Die Einarbeitung des verzinnten Kupferdrahts 2 kann beispielsweise durch Wirk-, Strick- oder Webprozesse erfolgen. Alternativ kann das flexible Flächengebilde auch aus einer Folie bestehen.
  • Alternativ können die die Sensorstruktur bildenden verzinnten Kupferdrähte 2 auch auf einer Oberfläche des flexiblen Flächengebildes fixiert werden, beispielsweise durch Sticken, Kleben oder Verschweißen.
  • Wie Figur 1 zeigt besteht die Sensorstruktur aus einer Gitterstruktur aus verzinnten Kupferdrähten 2. Im vorliegenden Fall ist eine periodische Gitterstruktur vorgesehen, die sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche des flexiblen Flächenelements 1 erstreckt.
  • Alternativ kann die Sensorstruktur auch von einer Mehrfachschlaufenanordnung von verzinnten Kupferdrähten 2 gebildet sein. Generell bilden die verzinnten Kupferdrähte 2 eine engmaschige Struktur, die sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche des flexiblen Flächengebildes erstreckt, so dass an beliebigen Stellen des flexiblen Flächengebildes Manipulationen durch Unterbrechungen der Sensorstruktur erkannt werden können.
  • Eine Unterbrechung der Sensorstruktur führt zu einer Widerstandsänderung, die beispielsweise in einem Messnetzwerk erfasst wird.
  • Diese Widerstandsänderung wird in ein Spannungssignal umgesetzt, das einer Auswerteeinheit 3 zugeführt ist, die von einem Mikroprozessor oder dergleichen gebildet sein kann.
  • Bei einer niederohmigen Ausbildung der verzinnten Kupferdrähte 2 generieren diese Niederspannungssignale, die der Auswerteeinheit 3 direkt zugeführt werden können.
  • In der Auswerteeinheit 3 wird aus den so gebildeten Sensorsignalen ein Signal generiert, dessen Signalzustände insbesondere angeben, ob ein Eingriff im flexiblen Flächenelement 1 vorliegt oder nicht. Insbesondere wird in der Auswerteeinheit 3 ein Alarmsignal generiert, wenn ein Eingriff im flexiblen Flächenelement 1 vorliegt. Die Auswerteeinheit 3 bildet mit der Sensorstruktur somit eine Alarmvorrichtung. Die Auswerteeinheit 3 kann durch eine Schweiß- oder Klebeverbindung auf dem flexiblen Flächenelement 1 fixiert sein. Alternativ kann die Auswerteeinheit 3 auch getrennt vom flexiblen Flächengebilde angeordnet sein.
  • Auf dem flexiblen Flächenelement 1 sind weiterhin eine autarke Energieversorgung in Form einer Batterie 4 und ein Funksender 5 angeordnet, wobei auch diese Einheiten mittels Klebe- oder Schweißverbindungen auf dem flexiblen Flächenelement 1 fixiert sein können. Alternativ können diese auch vom flexiblen Flächengebilde getrennte Einheiten bilden.
  • Die Auswerteeinheit 3 und der Funksender 5 sind untereinander verbunden und werden an die Batterie 4 angeschlossen. Mit der Batterie 4 erfolgt eine Spannungsversorgung dieser Einheiten.
  • In der Auswerteeinheit 3 generierte Signale werden über den Funksender 5 als Funksignale 6 an einen Funkempfänger 7 übertragen, der einer externen Einheit zugeordnet ist. Insbesondere kann der Funkempfänger 7 in der externen Einheit integriert sein.
  • Im vorliegenden Fall ist die externe Einheit von einer Meldeeinheit 8 gebildet. Die Meldeeinheit 8 weist optische und/oder akustische Signalgeber auf. Mit diesen Signalgebern kann ein Alarmsignal, das von der Auswerteeinheit 3 gemeldet wird, angezeigt werden. Weiterhin kann die Meldeeinheit 8 zum Beispiel über eine Internetverbindung mit weiteren externen Einheiten verbunden sein, denen die Signale, insbesondere Alarmsignale der Auswerteeinheit 3 des flexiblen Flächenelements 1, zugeführt werden.
  • Die externe Einheit kann generell auch von einem Smartphone gebildet sein. In diesem Fall weist der zugeordnete Funkempfänger 7 eine SIM-Karte oder ein Sigfox-Modul zur Ankopplung an das Smartphone auf. Auch die externe Einheit kann eine einfache Energieversorgung aufweisen. Zudem kann die externe Einheit wie die Auswerteeinheit 3 einen Manipulationsschutz aufweisen.
  • Im vorliegenden Fall bilden der Funksender 5 des flexiblen Flächenelements 1 und der Funkempfänger 7 der externen Einheit eine unidirektionale Funkübertragungsstrecke. Prinzipiell ist auch eine bidirektionale Funkübertragungsstrecke möglich. Dann weisen sowohl das flexible Flächenelement 1 als auch die externe Einheit einen Funksender 5 und einen Funkempfänger 7 auf.
    • B ezugszei chenli ste
    • (1)
    flexibles Flächenelement
    (2)
    verzinnter Kupferdraht
    (2a)
    Litze
    (3)
    Auswerteeinheit
    (4)
    Batterie
    (5)
    Funksender
    (6)
    Funksignal
    (7)
    Funkempfänger
    (8)
    Meldeeinheit

Claims (15)

  1. Flexibles Flächengebilde mit wenigstens einem eine Sensorstruktur bildenden elektrisch leitfähigen Draht, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht ein verzinnter Kupferdraht (2) ist.
  2. Flexibles Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht eine Anzahl von Litzen (2a) aufweist, wobei zumindest ein Teil der Litzen (2a) aus verzinntem Kupfer besteht.
  3. Flexibles Flächengebilde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Litzen (2a) aus wenigstens einem Garn besteht.
  4. Flexibles Flächengebilde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn aus reißfestem Material besteht.
  5. Flexibles Flächengebilde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn aus Kevlar besteht.
  6. Flexibles Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Draht elektrisch isoliert ist.
  7. Flexibles Flächengebilde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Drähte eine Gitterstruktur ausbilden.
  8. Flexibles Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Draht nicht elektrisch isoliert ist.
  9. Flexibles Flächengebilde nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Drähte eine schleifenförmige Sensorstruktur ausbilden.
  10. Flexibles Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht in dieses eingearbeitet ist, oder dass der Draht auf einer Oberfläche des flexiblen Flächengebildes fixiert ist.
  11. Flexibles Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein textiles Flächenelement oder eine Folie ist, und/oder eine Plane ausbildet.
  12. Flexibles Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht eine Schnittfeststruktur ausbildet.
  13. Flexibles Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstruktur Bestandteil einer Alarmvorrichtung ist.
  14. Flexibles Flächengebilde nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmvorrichtung eine Auswerteeinheit (3) aufweist, welche ausgebildet ist Sensorsignale der Sensorstruktur auszuwerten, wobei insbesondere in der Auswerteeinheit (3) bei Unterbrechung der Sensorstruktur ein Alarmsignal generiert wird.
  15. Flexibles Flächengebilde nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmvorrichtung eine Schnittstelle aufweist, über welche Signale an eine externe Einheit ausgebbar sind, und/oder dass die Alarmvorrichtung eine autarke Energieversorgung aufweist.
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