CN109072501A - 具有多个织物层的传感织物及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有多个织物层例如三个织物层(21，22，23)的多层传感织物(20)。每个织物层(21，22，23)包括纬线(24)和经线(25)。可选地，可以提供具有接结纬线(27)和接结经线(28)的接结系统(26)。该织物层(21，22，23)使用织造技术经由接结系统(26)彼此间接地和/或直接地附接。该织物层(21，22，23)之间的连接通过织造在该织物层(21，22，23)的生产期间形成。因此可以省去该织物层(21，22，23)的后续连接。

Description

具有多个织物层的传感织物及其生产方法
本发明涉及一种具有彼此上下布置的至少三个层的织造织物，上述至少三个层中的至少两层是织造织物层，以及涉及生产这种织造织物的方法。该织造织物被指定用于检测作用在其上的力或压力。
例如根据US 4 795 998 A，具有织造织物层的传感织造织物是已知的。织造织物层的导电线在交叉点处交叉。取决于，彼此承载的线之间的过渡电阻根据作用在织造织物层上的力而改变。因此，可以检测作用在交叉点中的一个交叉点上的力。
WO 2005/121729 A1公开了一种纺织品电容传感器，所述纺织品电容传感器具有在其整个表面上导电的纺织品作为最下层和非导电的最上层。将平面电极施加到该上层，所述电极与最下层一起分别形成具有可变电容的电容器。非导电弹性材料布置在最上层与最下层之间。如果电极与最下导电层之间的间隔借助于作用在纺织品上的力而改变，则电容变化，这可以借助于相应的电路来确定。
DE 60102003 T2公开了一种导电压敏材料。在这种情况下，导电线被布置成在层中交叉，其中在没有力作用于线的情况下，在交叉点处不产生导电接触。为此目的并入非导电线，所述线在起始状态下保持交叉的导电线之间的间隔。如果力或压力作用于材料，则仅在交叉部位处产生导电接触。从US 4 659 873 A中也已知类似的布置。此处，导电织造织物层通过诸如气隙、非导电线或圆顶形间隔件的非导电间隔装置相互间隔开。在力作用于织造织物层的情况下，建立织造织物层之间的导电接触。
基于上述现有技术，可以认为本发明的目的是实现一种易于生产的改进的传感纺织品材料。
该目的通过具有专利权利要求1的特征的织造织物，以及通过具有专利权利要求18的特征的方法来实现。
根据本发明的织造织物具有多个织造织物层和彼此上下布置的至少三个层，其中至少两层是织造织物层。织造织物层中的一个形成第一织造织物层，织造织物层中的另一个形成第二织造织物层，并且层中的又一个形成布置在第一织造织物层与第二织造织物层之间的中间层。中间层可以通过中间织造织物层形成。中间层也可以包括非织造材料和/或泡沫材料和/或膜/箔和/或针织织物和/或经或纬编针织织物和/或交叉铺设结构，或包括这些。
织造织物层形成三明治结构。第一织造织物层优选地直接承载在中间层上。在与第一织造织物层相对的一侧上的第二织造织物层优选地同样直接承载在中间层上。
第一织造织物层和第二织造织物层在每种情况下包括导电经线和/或纬线。中间层或织造织物层也可以分别具有导电经线和/或纬线，或完全由非导电线形成。第一织造织物层、第二织造织物层和中间层或织造织物层分别形成具有在力作用于所述织造织物层时改变的电特性的传感器结构。
传感器结构可以分别是是电容性传感器结构和/或压电传感器结构和/或电阻式或压阻式传感器结构。传感器结构的物理功能模式取决于中间层的实施方式。例如，当中间层包括纱并被配置成织造织物层时，传感器结构的物理功能模式取决于纱材料。例如，如果中间织造织物层包括例如来自非导电线的非导电材料，这些材料或线分别形成电介质，则以板式电容器的方式实现电容性传感器结构。中间层或织造织物层也可以分别包括材料或线，该材料或线分别包括压电材料，使得形成压电传感器结构。此外，中间织造织物层也可能分别包括来自导电材料的材料或线，所述材料或线的电阻分别在作用于其上的力或压力的情况下改变，使得分别形成电阻式或压阻式传感器结构。
根据本发明，在织造技术方面，存在的织造织物层的最上织造织物层连接至其他织造织物层之一。因此，在织造技术方面，存在的织造织物层的最下织造织物层连接至其他织造织物层的至少一个。最上织造织物层可以例如通过第一织造织物层形成，和/或最下织造织物层可以例如通过第二织造织物层形成。也可以在每种情况下使用单独的接结系统的织造织物层作为最上织造织物层和/或作为最下织造织物层，在织造结构方面借助接结的所述接结系统间接地将第一织造织物层、第二织造织物层以及中间织造织物层彼此连接，同时第一织造织物层、第二织造织物层以及中间织造织物层仅彼此承载，而没有在织造技术方面的任何直接的接结。
这种具有两个或更多个织造织物层的多层织造织物可以直接在织机上生产而无需用以连接织造织物层的后处理。当织造第一织造织物层、第二织造织物层以及——只要中间层实施为织造织物层——中间织造织物层时，在织造技术方面，本文的接结能够同时生产以便于所述三个织造织物层通过接结系统彼此直接地和/或间接地连接。通过缝合、粘接、刺绣等将织造织物层互连的后续处理步骤可以省去。两个或三个织造织物层可以同时在织机上生产并且可以在织造技术方面通过接结系统直接地或间接地互连。这显著降低了在多层传感织造织物的生产中的复杂性，原因是省去了各个织造织物层的复杂的手动定位、对准和连接。
有利的是，当在第一和第二织造织物层的生产中，以在截面中为圆形的纱的形式和/或以条状元件形式的中间层的材料可以布置在第一和第二织造织物层之间，特别地通过在织机中引纬和/或引经时，或者当中间层被实现为织造织物层时。
此外，由于生产公差引起的传感器结构的分散可以通过在织造技术方面互连不同的织造织物层来最小化。分别取决于作用在其上的力或作用在其上的压力的传感器结构的电特性的改变的公差范围可以小于织造织物层通过粘合或缝合等连接的传感织造织物的情况。在织造技术方面，接结的接结力可以以简单方式设置。在织造技术方面，接结优选横跨织造织物的区域均匀地分布。取决于作用在其上的力或作用在其上的压力的传感器结构的电特性的改变的局部偏差可以通过接结点的密度和传感器结构的分布保持较小。这简化了在传感器器件中使用时传感织造织物的校准。
根据该发明的织造织物也可以被称为传感多层织造织物。后者被指定用于在特定位置分别定位力或压力的影响。因此，织造织物能够以在位置方面解决的方式来分别确定力或压力的影响的点，并且还可选地另外在数量方面分别表征作用在其上的力或压力。这种织造织物可以以各种方式使用。例如，所述织造织物可以安装在地面上，以便指示移动物体的位置。因此，例如可以分别避免移动物体之间或移动物体与静止障碍之间的碰撞。另一个潜在应用在于在其外表面上配备传感织造织物的夹具、机械臂等，使得可以分别确定夹具或机械臂与物体的任何接触和接触的点。各种其他应用也是可能的。
分别存在仅三个层或织造织物层是有利的。如果在织造技术方面，所述层直接互连，则织造织物可以分别仅包括共三个层或织造织物层。在另一个示例性实施方式的情况下，分别除三个层或织造织物层之外，可以存在形成用于固定三个织造织物层的最上织造织物层和/或最下织造织物层的接结系统。同样可以存在例如用于机械增强、电绝缘、电磁屏蔽等的织造织物层的附加层。
此外，第一织造织物层具有以交替的方式彼此并排布置并且在经向或在纬向上延伸的导电条和非导电条是有利的。本文中在经向上的条的形成可以以非常简单的方式实现，其中，至少一个导电经线布置在导电条中并且仅非导电经线布置在非导电条中。以类似的方式，为了在纬向上形成导电条，可以使用至少一个导电纬线，并且可以在非导电条中仅使用非导电纬线。此外，第二织造织物层可以具有以交替的方式彼此并排布置并且在经向或在纬向上延伸的导电条和非导电条。如已经在第一织造织物层的情况下说明的，所述条可以在织造时生产。
在优选的示例性实施方式中，在每种情况下，关于该织造织物层中的两个邻近导电条的电隔离的一个导电中间条可以交织在第一织造织物层或第二织造织物层中的至少一个非导电条中。特别地，第一织造织物层或第二织造织物层中的每个导电中间条可以借助贯穿接触结构连接至相应的其他织造织物层的恰好一个导电条。因此，至外部电路的织造织物的电连接可以通过单个织造织物层并且优选在单个织造织物织边上。所述织造织物织边上的连接区域优选地延伸仅跨越一个可以连接例如织造织物的角的织造织物织边区域。可以在该连接区域上提供用于插入安置(plug-fitting)插头连接的装置。
沿条的方向延伸的导电条中的导电线(经线或纬线)通过至少一个横向接触结构电互连是有利的。因此，确保了所述条的所有导电经线或纬线直接电互连，并且可以在这些导电经线或纬线中的每一个线上写入(tape)电压或电流。
横向接触结构可以通过合适的接结以及匹配的经密度和纬密度来建立，或者例如分别通过至少一个相对于条的方向横向延伸的导电纬线或经线来形成。
在优选的示例性实施方式中，第一织造织物层的条横向排列并且优选地垂直于第二织造织物层的条。例如，如果第一织造织物层中的条在经向上延伸，则因此第二织造织物层中的条在纬向上延伸，例如，或者反之亦然。因此，可以分别实现导电条的网格结构或矩阵结构。
横向于经向或纬向上的所述条的范围的导电条的宽度优选小于邻近非导电条的宽度。该设计实施方式可以在第一和/或第二织造织物层中实现。可以通过使非导电条的宽度最小化来使能以传感方式使用的织造织物的面积的比例最大化。
在一个示例性实施方式的情况下，在织造技术方面，来自非导电条的第一织造织物层的经线或纬线可以形成与另一个织造织物层的纬线或经线的接结。因此避免了在织造技术方面接结的生成分别对织造织物的或传感器结构的传感特性的影响。特别地，可以因此避免第一织造织物层与第二织造织物层之间的直接电连接。因此，在织造技术方面，来自非导电条的第二织造织物层的经线或纬线可以形成与另一个织造织物层的纬线或经线的接结。
在优选的示例性实施方式中，存在具有非导电接结经线和/或非导电接结纬线的接结系统。接结系统以准间接的方式连接三个织造织物层。本文中的接结经线和/或接结纬线在织造技术方面可以仅在彼此之下和/或与织造织物层中的一个形成接结点。
当存在接结系统时，层或织造织物层分别仅相互承载并且在织造技术方面不是直接互连可以是有利的。
根据从属权利要求书、说明书和附图，本发明的其他有利实施方式是明显的。下面将参考附图详细说明本发明的优选的示例性实施方式。在附图中：
图1示出了以相对于纬向的横向方式的织造织物的示例性实施方式的高度示意性截面图，
图2以示意性分解图示出了织造织物实施方式1，
图3以类似框图的方式示出了根据图1和图2的织造织物的结构的分解图，
图4以类似框图的方式示出了如果已经生产了电接触结构的图3的织造织物，
图5以类似框图的方式示出了织造织物的替代实施方式，
图6至图8分别示意性地示出了借助织造织物形成的传感器结构的示例性实施方式，
图9示出了在图6的电阻式传感器结构的情况下，根据作用在织造织物上的力F的欧姆总电阻的定性曲线的示意图，
图10至图13分别示出了借助织造织物的接结系统的不同织造接结结构示意图以及
图14示出了用于在织机上对织造织物进行织造的织造过程的示例性示意图。
图1至图8示意性地示出了多层织造织物20的各种图示和视图。织造织物20具有至少三个层，并且在示例性实施方式的情况下恰好具有三个层，所述层例如通过织造织物层21、22、23形成。每个织造织物层21、22、23分别包括多个纬线24和经线25。除了通过织造织物层21、22、23内的织造接结结构产生的起伏之外，经线25在经向K上延伸，并且纬线24在相对于经向K以直角取向的纬向S上延伸。纬向S和经向K跨越织造织物20延伸的平面。在纬向S和经向K上相对于该平面的直角处，织造织物20在高度方向H上具有厚度。织造织物20在高度方向H上的尺寸小于在纬向S上的尺寸和在经向K上的尺寸，优选小至少10倍至100倍。
每个织造织物层21、22、23的纬线24和经线25使用织造技术在相关的织造织物层21、22、23内彼此连接。可选地，织造织物层21、22、23中的一个层的纬线24和经线25可以与织造织物层21、22、23中的另一个层的经线25或纬线24直接形成织造接结结构。在附图中示出的优选示例性实施方式的情况下，织造织物层21、22、23不使用织造技术彼此直接连接，而是提供包括接结纬线27和接结经线28的接结系统26。织造织物层21、22、23例如仅经由接结系统26彼此紧固或彼此抵靠。每个单独的织造织物层21、22、23的纬线24和经线25在这种情况下仅在相应的织造织物层21、22、23内使用织造技术来彼此接结。
织造织物层中的一个层形成包括导电纬线24和/或导电经线25的第一织造织物层21。另一个织造织物层形成同样包括导电纬线24和/或导电经线25的第二织造织物层22。中间织造织物层23布置在第一织造织物层21与第二织造织物层22之间。中间织造织物层23的一侧直接抵靠第一织造织物层21并且相对侧直接抵靠第二织造织物层22。三个织造织物层21、22、23根据示例——如前所述——借助接结系统26彼此相抵地保持。
替代地或除此之外，非织造材料和/或泡沫和/或膜材料和/或其他纺织材料，诸如针织织物和/或加工织物和/或垫可以代替织造织物材料用作中间层。有利的是，如果在生产所述第一织造织物层和第二织造织物层时，中间层的材料可以以截面为圆形和/或带状元件的纱的形式，特别地借助织机中的引纬(weft insertion)布置在第一织造织物层与第二织造织物层之间。
织造织物20具有最上织造织物层LO和最下织造织物层LU。根据三个织造织物层21、22、23之间的织造接结结构如何实现并且根据是否提供接结系统26，第一织造织物层21可以形成最上织造织物层LO和/或第二织造织物层22可以形成最下织造织物层LU。
在图10中示出的示例性实施方式的情况下，接结系统26的接结纬线27仅被布置成与第一织造织物层21邻近。接结经线28与接结纬线27和第二织造织物层22的纬线24形成织造接结结构。
在特定示例性实施方式的情况下，接结系统26也可以在没有接结纬线27的情况下被实现，并且至少分别使用第一织造织物层21和第二织造织物层22的部分数量的纬线24使得产生织造接结结构位置。在图10中示出的示例性实施方式的情况下，最上织造织物层LO借助与第一织造织物层21邻近的接结纬线27和接结经线28形成。第二织造织物层22与接结经线28一起形成最下织造织物层LU。在图11和图12中示出的接结系统26的示例的情况下，可以省略接结经线28。
在根据图11至图13的其他示例性接结变体的情况下，最上织造织物层LO和最下织造织物层LU两者分别被布置成与第一织造织物层21邻近或与第二织造织物层22邻近，并且借助接结纬线27和接结经线28形成。出于这个目的，接结纬线27的位置可以在经向K上偏移大约织造织物层21、22、23的纬线24的高度处(图11和图12)或在经向K上(图13)偏移。在织造织物在经向K上的单位长度区段中，接结纬线27的数量可以与织造织物层21、22、23的纬线24的数量不同。例如，在图12中的实施方式的情况下，如在织物层21、22、23中，在单位长度区段中使用双倍数量的接结纬线27。
织造织物层21、22、23内的织造接结结构的类型和借助接结系统26的织造接结结构的类型原则上可以以任意方式选择。可以使用缎纹织造、平纹织造、斜纹织造、纱罗织造等。织造织物层21、22、23中的接结结构的类型可以相同，或者与所示的优选示例性实施方式不同，也可以彼此不同。
不同的纱和/或不同的纱厚度和/或变化的纱数量和/或不同的纱截面可以用在织造织物层21、22、23中并且也可以用在接结系统26中。例如，带状的纬线和/或带状的经线可以用在中间层和/或中间织造织物层23中。
如上面的说明中明显的是，根据该示例，提供至少三个织造织物层21、22、23，并且可选地另外提供一个或两个织造织物层，借助接结系统26形成所述一个或两个织造织物层并且所述一个或两个织造织物层可以形成与第一织造织物层21邻近的最上织造织物层LO和/或与第二织造织物层22邻近的最下织造织物层LU。
织造织物层21、22、23一起形成传感器结构33(图6至图8)。传感器结构33具有至少一个改变的电特性。例如，传感器结构33可以包括根据作用在传感器结构33上的力F而改变的总电阻RG、改变的电容C或改变的压电电压Up。传感器结构33的电特性取决于纱特性，特别是中间织造织物层23中的纱特性。
在一个示例性实施方式的情况下(图6)，中间织造织物层23包括包括压阻材料的导电纬线24和/或经线25，结果是中间织造织物层23的压阻电阻Rm依据作用在织造织物层上的力F而改变。压阻电阻Rm是当电流从第一织造织物层21通过中间织造织物层23流入第二织造织物层22中或者相反时中间织造织物层23的贯通(through-going)电阻。此外，借助作用在织造织物层上的力F，在第一织造织物层21与邻近的中间织造织物层23之间形成第一过渡电阻R1，并且在第二织造织物层22与中间织造织物层23之间形成第二过渡电阻R2，所述过渡电阻根据作用在织造织物层上的力F而改变。因此，三个织造织物层从分别根据作用在织造织物层上的力F而改变的第一过渡电阻R1、压阻电阻Rm和第二过渡电阻R2生成串联电路。该串联电路具有由第一过渡电阻R1、压阻电阻Rm和第二过渡电阻R2的总和提供的总电阻RG。
第一织造织物层21和第二织造织物层22连接至评估电路34。在此，可以经由任选的串联电阻器RV借助评估电路在第一织造织物层21和第二织造织物层22之间施加外部电压UE。在这种情况下，串联电阻器RV可以串联连接至总电阻RG。在这种情况下，可以经由评估电路34的评估单元35来评估对总电阻RG出现的电压和/或流过评估电路34或传感器结构33的电流，原因是在总电阻RG或流过总电阻RG的电流中占优势的电压根据作用在织造织物层上的力F而改变。优选地，外部电压UE是直流电压。如图6中示意性示出，根据示例，评估单元35评估对总电阻RG出现的电压。评估单元35可以并联连接至测量电阻器以评估电流，所述测量电阻器进而串联连接至传感器结构33的总电阻RG。例如，串联电阻器RV也可以用作测量电阻器。
在另一示例性实施方式的情况下，传感器结构33被实现为电容性传感器结构(图7)。这种情况下的中间织造织物层23形成电介质，并且第一织造织物层21和第二织造织物层22被实现为电极并且可以说对应于板式电容器的板。连接至传感器结构33的评估电路34对应于根据图6的实施方式，因而可以参考上面的说明。传感器结构33根据作用在织造织物层上的力F而变形，结果是第一织造织物层21与第二织造织物层22之间的间隔在力F发生的部位处改变。在这种情况下，传感器结构33的电容C改变，这可以借助评估电路34或评估单元35来确定。在这种情况下，评估单元35可以测量第一织造织物层21与第二织造织物层22之间出现的电压。优选地施加直流电压作为外部电压UE。
在图8中示出的传感器结构33的示例性实施方式的情况下，中间织造织物层23包括包含压电材料的纬线24或经线25，并且因此可以生成压电电压Up。压电电压Up以及第一过渡电阻R1和第二过渡电阻R2根据作用在织造织物层上的力F而改变。第一织造织物层21与第二织造织物层22之间出现的电压可以借助评估电路34来确定和评估。在这种情况下，不需要施加外部电压，并且评估电路34可以仅包括连接至第一织造织物层21和第二织造织物层22的评估单元35。
因此，在其中电流可以从第一织造织物层21通过中间织造织物层23流到第二织造织物层22或者在相反方向上流动的示例性实施方式的情况下，传感器结构33可以包括多个(根据示例，三个)根据作用在相关部位上的力F以局部方式改变的改变的电特性的串联电路。
在具有或不具有接结系统26的情况下使用织造技术连接织造织物层21、22、23的过程具有可以被更仔细地限制传感器结构33的铺展的优点。参考根据图6的传感器结构33的示例性实施方式，图9中以示例性的方式示出了根据作用在织造织物层上的力F的总电阻RG。织造织物层21、22、23不彼此缝合或彼此粘附等。已经发现，相对于其他多层传感织造织物，根据力F的总电阻RG的公差范围B(所述公差范围由于生产公差而出现)借助仅使用织造技术连接织造织物层21、22、23就可以被限制。由于使用织造技术连接织造织物层而发生的公差范围B在图9中通过交叉阴影线图案示意性地被示出。相对地，如果织造织物层21、22、23在其生产过程之后例如借助缝合或其他机械手段彼此连接，则公差范围B增大，这在图9中由虚线上限BO示意性地示出，虚线上限BO相对于根据本发明的织造织物20的公差范围B的上限发生移位。因此，在这种情况下描述的示例性实施方式的情况下，在织造织物层21、22、23之间仅产生织造接结结构，而不产生在织造织物层21、22、23之间的另外的机械、物理或化学连接。
在图2至图5中明显的是，根据示例的第一织造织物层21包括在纬向S上交替方式的导电条40和非导电条41。例如，在导电条40中，纬线24中的至少一些或所有纬线导电，同时仅非导电纬线24布置在非导电条41中。在一个示例性实施方式的情况下，特别是如果设置在导电条40中的导电经线24彼此电接触，第一织造织物层21的经线25可以不导电。替选地，也可能的是，第一织造织物层21的经线25中的至少一些或所有经线导电并且分别在导电条40中的一个或所有导电条中形成横向接触结构39。如果导电经线25用作横向接触结构39，则需要借助这些经线25防止导电条40电短路。出于这个目的，导电经线在非导电条41的区域中是未被织造的，因而电连接中断。出于这个目的，例如，有利的是非导电条41内的导电经线25形成浮置针脚，该浮置针脚优选地在彼此间隔开的两个部位处被切断。经线25的切断部分可以被移除。分别在导电条40中形成横向接触结构39的导电经线25的分离在图4中以高度示意性的方式被示出。
第二织造织物层22形成被布置成在纬向S上以交替的方式彼此邻近的在经向K上延伸的导电条40和非导电条41。在导电条40中，经线25中的至少一些或所有经线可以导电，并且在非导电条41中仅使用非导电经线25。如果第二织造织物层22中的用于形成横向接触结构39的一个或多个纬线24导电(类似于第一织造织物层21的描述)，则导电条40之间的电连接可以借助相关的导电纬线24凭借该纬线在非导电条41的区域中被切断的事实来防止。优选的是，每个非导电条41内的相关导电纬线24在彼此间隔开的两个部位处被切断，并且纬线24的被切断的部分被移除。出于这个目的，至少在相应的非导电条41的一个范围内的相关纬线24可以包括被切断的浮置针脚。
替选地或另外地，可以通过借助使用导电纱的缝制和/或缝合和/或施加导电层，例如借助粘合和/或压制和/或喷涂等，在一个或两个织造织物层21、22中产生导电条40中的横向接触结构39。
第一织造织物层21中的条带40、41的延伸方向相对于第二织造织物层22中的条40、41的延伸方向成直角取向。与所示的示例性实施方式不同，第一织造织物层21中的条40、41也可以在经向上延伸，并且第二织造织物层22中的条40、41也可以在纬向S上延伸。
可以说，网格结构或矩阵结构借助所描述的第一织造织物层21和第二织造织物层22中的导电条40和非导电条41的布置而出现。当力F作用在织造织物20或传感器结构33上时，相应的，可以确定力F作用在织造织物20的织造织物表面的部位。在这种情况下，空间分辨率取决于条40、41的数量和宽度。有利的是，如果非导电条41相对于其延伸方向以横向方式包括尽可能小的宽度，从而确保在相应的邻近导电条40之间的电绝缘结构，但是尽可能大的表面比例可以用作有源传感器表面。
在根据图3和图4的示例性实施方式的情况下，第一织造织物层21的导电条40在单侧上(例如在第一侧42上)电连接至第一线43。第一线43根据导电条40的数量包括相应数量的导体或电线。在示例性实施方式的情况下，第一线43具有m个电线或导体(m＝2，3，4…)。
因此，第二织造织物层22的导电条40在一个单侧上(根据示例，在第二侧44上)电连接至第二线45。第二线45具有与导电条40的数量相对应的多个导体或电线，并且在示例性实施方式中，根据示例，具有n个导体或电线(n＝2，3，4…)。数量m和数量n可以相同或者可以彼此不同。
线43、45可以直接在连接区域中分别经由例如在相关的织造织物层21、22的织造织物边缘上的插头47或另一个连接装置电连接至导电条40。因此可以在该连接区域上设置连接装置以安装插头47。出于这个目的，可以设置相对于相关的织造织物层21、22的织造织物结构中的导电条40以横向的方式延伸的导电连接导体48，或者可以将导电连接导体48应用至织造织物层21、22。连接导体48例如可以是导电纬线24(例如在第一织造织物层21中)或者导电经线25(例如在第二织造织物层22中)。每个连接导体48分别仅电连接至导电条40中的一个导电带和连接区域中的接触结构，并且关于其他导电条40电绝缘。在此，在织造织物边缘上连接插头47或线43、45的连接区域所需的安装空间可以特别小，并且用于产生电连接的开支小。当传感织造织物20在现场铺设时，仅需要铺设和连接外部第一线43或第二线45。可以在生产过程中已更早地产生所有其他电接触结构。
如图4中所示，第一侧42和第二侧44彼此邻近地布置，其中，两侧中的一侧(根据示例，第一侧42)在经向K上延伸，并且两侧中相应的另一侧(根据示例，第二侧44)在纬向S上延伸。因而，在两个邻近侧42、44的相对大的表面的情况下简单的电接触结构在也是可能的。
评估电路34连接至线43、45。在评估电路34中，不仅可以识别出力F作用在织造织物20或传感器结构33上，而且也可以确定在第一织造织物层21的导电条40与第二织造织物层22的导电条40之间的力F作用的交叉部位，因为所有的导电条40经由单独的导体连接至评估电路34。
在图5中示出用于简化传感器结构33与评估电路34之间的电接触结构的另一实施方式。此处，第一织造织物层21的导电条40和第二织造织物层22的导电条40两者在织造织物20的公共侧上(根据示例，第一侧42上)电连接至公共线46。公共线46包括若干电线或导体，该数量对应于至少第一织造织物层21的导电条40的数量与第二织造织物层22的导电条40的数量的总和。因此，织造织物22的电接触结构仅在单个织造织物边缘上实现并因此进一步简化，特别是在例如用作地板覆盖物的大型织造织物20的情况下。
为了可以经由公共线46在单侧上实现接触结构，分别在第一织造织物层21或第二织造织物层22中在每个非导电条41中织造导电中间条50。导电中间条50电绝缘于织造织物层21或22的两个邻近导电条40，例如被布置成间隔开。每个导电中间条50借助贯穿接触结构51连接至相应的其他织造织物层22或21的恰好一个导电条40。贯穿接触结构51可以凭借至少一个导电线将中间条50连接至相应的其他织造织物层22或21的相应分配的导电条40的事实来实现。在图5中示出的示例性实施方式的情况下，导电中间条50设置在第一织造织物层21中，并且借助贯穿接触结构51产生至第二织造织物层22的导电条40的连接。因此，第二织造织物层22的每个导电条40的电接触结构可以经由贯穿接触结构51和第一织造织物层21上的导电中间条50提供，并且因此在织造织物20的公共侧上被提供。除此之外，如结合图3和图4描述的，至公共线46的连接由导电条40和中间条50经由连接导体48来提供。
贯穿接触结构51中的至少一个线可以是要被连接的条40、50中的至少一个条的导电经线和/或导电纬线，例如在生产织造织物20的过程期间使用织造技术连接至相应分配的导电条40的导电中间条50，或反之亦然。
在所示示例性实施方式的替代方案中，贯穿接触结构51也可以在生产织造织物20之后借助其他电连接产生，例如借助缝合导电棒，借助引入由导电材料实现的铆钉等。然而，如果当在织机上对织造织物20进行织造时已经产生贯穿接触结构51，则是优选的。
贯穿接触结构51穿过中间层23。在这种情况下，如果所述中间层在贯穿接触结构51的区域中包括导电部件，例如在根据图6的实施方式的情况下，则至中间层23的电连接可以根据传感器结构33的实施方式产生。在传感器结构33的无负荷状态下，中间层23的电阻Rm足够大，使得贯穿接触结构51至中间层23的电连接不会损害功能。也可以借助绝缘措施防止贯穿接触结构51与中间层23之间的电连接。
图14以类似于框图的高度示意性方式示出了织造过程，这是由于所述织造过程可以在织机上执行以生产织造织物20。织机至少包括七个综线55并且例如恰好包括七个综线55。综线55可以在高度方向H上彼此独立地上下移动，并且分别引导织造织物层21、22、23之一的经线25或接结经线28。可以借助创建适当的梭口来引入纬线24或接结纬线27并将其击打到位。形成梭口的方式和交织的纬线24或接结纬线27的数量取决于接结结构的期望类型并且可以改变。图14以纯示例性的方式示出了许多可能性之一。
例如，在Pelin Gurkan Unal的题为“3D-Woven Fabrics”(公开在“WovenFabrics”中,由Han-Yong Jeon编辑,ISBN 978-953-51-0607-4,其可以使用链接http://www.intechopen.com/books/woven-fabrics找到)的公开中公开了使用织机生产织造织物20的可能性。
本发明涉及具有多个织造织物层(根据示例，三个织造织物层21、22、23)的多层传感织造织物20。每个织造织物层21、22、23具有纬线24和经线25。任选地，可以提供具有接结纬线27和接结经线28的接结系统26。在织造技术方面，织造织物层21、22、23通过接结系统26直接地和/或间接地彼此紧固。织造织物层21、22、23之间的连接通过在织造织物层21、22、23的生产中的织造来产生。因此织造织物层21、22、23的后续连接可以省去。
附图标记列表
20 织造织物
21 第一织造织物层
22 第二织造织物层
23 中间织造织物层
24 纬线
25 经线
26 接结系统
27 接结纬线
28 接结经线
33 传感器结构
34 评估电路
35 评估单元
39 横向接触结构
40 导电条
41 非导电条
42 第一侧
43 第一线
44 第二侧
45 第二线
46 公共线
47 插头
48 连接导体
50 导电中间条
51 贯穿接触结构
55 综线
B 公差范围
BO 现有技术中公差范围的上限
C 电容
H 高度方向
K 经向
LO 最上织造织物层
LU 最下织造织物层
R1 第一过渡电阻
R2 第二过渡电阻
RG 总电阻
Rm 压阻电阻
RV 串联电阻器
S 纬向
Up 压电电压

Claims (20)

1.一种织造织物(20)，具有彼此上下布置的至少三个层，其中，所述至少三个层中的两层是织造织物层，所述织造织物层中的一个织造织物层形成最下织造织物层(LU)，并且另一织造织物层形成最上织造织物层(LO)，
其中，所述织造织物层中的一个形成具有导电经线(25)和/或导电纬线(24)的第一织造层(21)；
其中，所述织造织物层中的另一个形成具有导电经线(25)和/或导电纬线(24)的第二织造织物层(22)；
其中，所述层中的一个形成布置在所述第一织造织物层(21)与所述第二织造织物层(22)之间的中间层(23)；
其中，所述第一织造织物层(21)、所述第二织造织物层(22)和所述中间层(23)形成具有在力作用在所述层(21，22，23)上时发生改变的电特性(RG，C，Up)的传感器结构(33)；
其中，在织造技术方面，所述最上织造织物层(LO)连接至存在的其他织造织物层(22，23，LU)之一；以及
其中，在织造技术方面，所述最下织造织物层(LU)连接至存在的其他织造织物层(21，23，LO)之一。
2.根据权利要求1所述的织造织物，其特征在于，所述最上织造织物层(LO)通过所述第一织造织物层(21)形成。
3.根据权利要求1或2所述的织造织物，
其特征在于，所述最下织造织物层(LU)通过所述第二织造织物层(22)形成。
4.根据前述权利要求之一所述的织造织物，
其特征在于，所述中间层(23)是织造织物层。
5.根据前述权利要求之一所述的织造织物，
其特征在于，存在仅两个或三个织造织物层(21，22，23)。
6.根据前述权利要求之一所述的织造织物，其特征在于，所述第一织造织物层(21)具有导电条(40)和非导电条(41)，所述导电条(40)和所述非导电条(41)以交替的方式布置并且在经向(K)或在纬向(S)上延伸以相互平行。
7.根据前述权利要求之一所述的织造织物，
其特征在于，所述第二织造织物层(22)具有导电条(40)和非导电条(41)，所述导电条(40)和所述非导电条(41)以交替的方式布置并且在经向(K)或在纬向(S)上延伸以相互平行。
8.根据权利要求6和7所述的织造织物，
其特征在于，所述第一织造织物层(21)的条(40，41)横向地对准至所述第二织造织物层(22)的条(40，41)。
9.根据权利要求6和7或权利要求8所述的织造织物，其特征在于，在每种情况下，一个导电中间条(50)交织在所述第一织造织物层(21)或所述第二织物层(22)中的至少一个非导电条(41)中，所述导电中间条(50)关于所述织造织物层(21，22)中的两个邻近的导电条(40)被电隔离。
10.根据权利要求9所述的织造织物，
其特征在于，所述第一织造织物层或所述第二织造织物层(21，22)中的每个导电中间条(50)借助贯穿接触结构(51)连接至相应的另一织造织物层(21或22，分别)的恰好一个导电条(40)。
11.根据权利要求6至10中的一项所述的织造织物，
其特征在于，在所述织造织物(20)的公共侧(42)上的所述第一织造织物层(21)和所述第二织造织物层(22)电连接至评估电路(34)。
12.根据权利要求6至11中的一项所述的织造织物，
其特征在于，在导电条(40)中在所述条(40)的方向延伸的所述导电线(24，25)通过至少一个横向接触结构(39)电互连。
13.根据权利要求6至12中的一项所述的织造织物，
其特征在于，在织造技术方面，来自一个非导电条(41)的所述第一织造织物层(21)的至少一个经线(25)或至少一个纬线(24)形成与另一织造织物层(22，23)的纬线(24)或经线(25)的接结。
14.根据权利要求6至13中的一项所述的织造织物，
其特征在于，在织造技术方面，来自一个非导电条(41)的所述第二织造织物层(22)的至少一个经线(25)或至少一个纬线(24)形成与另一织造织物层(21，23)的纬线(24)或经线(25)的接结。
15.根据前述权利要求之一所述的织造织物，
其特征在于，存在具有非导电接结经线(28)和非导电接结纬线(27)的接结系统(26)，其中，所述接结系统(26)被指定用于通过在织造技术方面形成接结来连接所述织造织物层(21，22，23)。
16.根据权利要求15所述的织造织物，
其特征在于，在织造技术方面，所述第一织造织物层(21)、所述第二织造织物层(22)以及所述中间层(23)不直接互连。
17.根据前述权利要求之一所述的织造织物，
其特征在于，在织造技术方面，用于连接所述第一织造织物层(21)、所述第二织造织物层(22)以及所述中间层(23)的所述接结在所述第一织造织物层(21)、所述第二织造织物层(22)的生产中形成。
18.一种用于生产如前述权利要求之一的织造织物(20)的方法，其中，所述第一织造织物层(21)和所述第二织造织物层(22)在共同的织机上生产，并且此外，在这里，在织造技术方面，所述三个层(21，22，23)借助附加的接结系统间接互连和/或直接互连。
19.根据权利要求18所述的方法，
其特征在于，另外，所述中间层(23)被实现为织造织物层并且所有三个层(21，22，23)在共同的织机上生产，并且此外，在这里，在织造技术方面，所述三个层(21，22，23)借助附加的接结系统间接互连和/或直接互连。
20.根据权利要求18或19所述的方法，
其特征在于，各个电极的单侧电接触(51)在织造过程中通过将来自所述织造织物层(21)的所述条(50)的至少一个导电线与来自所述织造织物层(22)的所述条(40)的至少一个导电线接结来执行。
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