DE102004022373A1 - Multilayer sewn system - Google Patents

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Abstract

Das mehrschichtige übernähte System umfasst wenigstens zwei voneinander isolierte flächige elektrische Leitern 3, 3'. Wenigstens in einem Übernähbereich zwischen den flächigen elektrischen Leitern 3, 3' ist eine Übernähschutzschicht 4 aus einem elastischen Material angeordnet. Das Material der Übernähschutzschicht 4 ist so gewählt, dass es beim Übernähen einen Kurzschluss zwischen den flächigen elektrischen Leitern 3, 3' verhindert.The multilayer overfeed system comprises at least two flat electrical conductors 3, 3 'which are insulated from one another. At least in a transfer region between the planar electrical conductors 3, 3 ', a nonsmooth protective layer 4 made of an elastic material is arranged. The material of the over-protective layer 4 is chosen so that it prevents over-sewing a short circuit between the flat electrical conductors 3, 3 '.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges übernähtes System mit wenigstens zwei voneinander isolierten flächigen elektrischen Leitern.The The invention relates to a multi-layered over-stitched system with at least two flat sheets isolated from each other electrical conductors.

Eine Anwendung für ein derartiges System ist beispielsweise ein im Sitz eines Kraftfahrzeuges integriertes kapazitives Besetzterkennungssystem. Dieses wird aufgebaut durch zwei aus metallisiertem Gewebe gebildete flächige Leiter, welche durch ein Abstandmaterial (z.B. Gewirke oder Vliese) voneinander isoliert sind. Das Abstandsmaterial soll häufig neben der isolierenden Eigenschaft, der Sicherstellung eines Mindestabstandes zwischen den flächigen elektrischen Leitern und einer ausreichenden Flauschigkeit auch noch zur Gewährleistung eines Klimakomforts des Sitzes eine große Luftdurchlässigkeit besitzen. Dies führt zur Verwendung von hinreichend "offenen" und weichen Abstandsmaterialien, welche aber keinen ausreichenden Schutz vor Kurzschlüssen in Übernähbereichen liefern.A Application for Such a system is, for example, an integrated in the seat of a motor vehicle capacitive busy detection system. This is built by two formed of metallized fabric flat conductor, which by a spacer material (e.g., knitted fabric or nonwoven fabric) is insulated from each other are. The spacer material is often next to the insulating Property, ensuring a minimum distance between the flat electric Ladders and a sufficient fluffiness even to guarantee of a climate comfort of the seat possess a large air permeability. this leads to for the use of sufficiently "open" and soft spacer materials, but which does not provide adequate protection against short circuits in Überähbereichen deliver.

Bei derartigen Systemen ist es häufig notwendig, dass textile Sandwichaufbauten, welche zwei oder mehrere leitfähige Schichten enthalten, miteinander übernäht werden müssen, wie es z.B. bei im Sitz eines Kraftfahrzeuges integrierten FDS-(Field-Detection-Sensor)-Matten der Fall ist. Es entsteht das Problem, dass solche Sandwichaufbauten nur in Bereichen übernäht werden können, die keine übereinanderliegenden leitfähigen Schichten aufweisen, um Kurzschlüsse zwischen den leitfähigen Materialien durch den Nähprozess zu vermeiden. Bei großflächigen mehrschichtigen Systemen ist es oft notwendig, nicht nur im Randbereich ohne leitfähige Schichten, sondern auch in übrigen Bereichen des Mehrschichtsystems zu übernähen. Dadurch bilden die flächigen elektrischen Leiter separate Bereiche in dem mehrschichtigen System, die miteinander durch Kabelbrücken elektrisch leitend verbunden werden müssen. Nachteilig ist hierbei, dass die flächigen elektrischen Leiter in ihren separaten Bereichen besonders sorgfältig platziert werden müssen und nach den Näharbeiten miteinander durch aufwendige und fehleranfällige Kontaktierungen elektrisch verbunden werden müssen.at such systems are common necessary that textile sandwich structures, which two or more conductive Layers contain, must be sewn together with each other, as e.g. at the seat a motor vehicle integrated FDS (Field Detection Sensor) mats the Case is. The problem arises that such sandwich structures to be sewn only in areas can, the no superimposed ones conductive Have layers to short circuits between the conductive Materials through the sewing process to avoid. For large-area multi-layered It is often necessary for systems, not only in the periphery without conductive layers, but also in the rest To sew over areas of the multi-layer system. As a result, the two-dimensional electrical form Conductor separate areas in the multilayer system, passing through each other cable bridges must be electrically connected. The disadvantage here is that the plane especially carefully placed in their separate areas have to be and after the sewing works together by consuming and error-prone contacts electrically need to be connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrschichtiges übernähtes System mit mehreren übereinander angeordneten und voneinander isolierten flächigen elektrischen Leitern zur Verfügung zu stellen, dessen Herstellung einfach ist und dabei das Risiko, dass es durch den Nähprozess zu Kurzschlüssen zwischen den leitfähigen Materialien kommt, weitgehend vermieden wird.Of the Invention is based on the object, a multi-layer oversewn system with several on top of each other arranged and insulated from each other flat electrical conductors to disposal whose production is simple and at the same time the risk that it through the sewing process to short circuits between the conductive Materials comes, largely avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein mehrschichtiges System vorgeschlagen, in dem wenigstens in einem Übernähbereich zwischen den voneinander isolierten flächigen elektrischen Leitern eine Übernähschutzschicht aus einem elastischen Material angeordnet ist, die bei Übernähen einen Kurzschluss zwischen den flächigen elektrischen Leitern verhindert.to solution This object is proposed in a multilayer system, in the at least in a Überähbereich between the flat electrical conductors insulated from each other an overprotective layer is arranged from an elastic material, the overseeking a Short circuit between the two-dimensional prevents electrical conductors.

Ein solches mehrschichtiges übernähtes System erlaubt es, von einer aufwendigen Fertigung des Systems aus mehreren kleineren Systemen mit ihrer anschließenden Kontaktierung miteinander zu einer einfacheren Herstellung des Systems einer beliebigen vorgegebenen Größe in einem Stück überzugehen. Die erfindungsgemäße Übernähschutzschicht kann neben der Sicherstellung der Übernähbarkeit zusätzlich als elektrische Isolations- und/oder Abstandsschicht wirken.One such multi-layered sewed system makes it possible, from a complex production of the system of several smaller systems with their subsequent contacting each other to simplify the production of the system of any given Size in one Move over. The over-protective layer according to the invention In addition to ensuring overseeability in addition to electrical insulation and / or spacer layer act.

In den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 sind bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Systems angegeben.In the dependent claims 2 to 11 are preferred embodiments of the multilayer according to the invention Systems indicated.

Im folgenden werden drei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen mehrschichtigen übernähten Systems näher erläutert. Es zeigen:in the Following are three embodiments of the multilayer over-stitched system according to the invention explained in more detail. It demonstrate:

1 – einen Querschnitt durch eine mehrschichtiges System mit zwei flächigen elektrischen Leitern, wobei die Schichten voneinander beabstandet dargestellt sind; 1 - A cross-section through a multilayer system with two flat electrical conductors, wherein the layers are shown spaced from each other;

2 – eine Draufsicht auf ein mehrschichtiges System mit einer durchgehenden Übernähschutzschicht; und 2 A top view of a multilayer system with a continuous over-protective layer; and

3 – eine Draufsicht auf ein mehrschichtiges System mit einer stellenweise angeordneten Übernähschutzschicht. 3 - A top view of a multilayer system with a locally arranged over-protective layer.

1 zeigt einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines mehrschichtigen Systems 10, wobei die einzelnen Schichten voneinander beabstandet dargestellt sind. Die unterste Schicht des Systems bildet ein Trägermaterial 2, das aus einem elektrisch nicht leitenden, elastischen, glatten, zugbelastbaren und knickfesten Material besteht, z.B. aus Gewirke, Charmeuse oder Vlies. 1 shows a cross section of a preferred embodiment of a multilayer system 10 , wherein the individual layers are shown spaced from each other. The lowest layer of the system forms a carrier material 2 , which consists of an electrically non-conductive, elastic, smooth, tensile and kink-resistant material, eg knitted fabric, Charmeuse or fleece.

Auf dem Trägervlies 2 ist ein flächiger elektrischer Leiter 3, der aus einem leitfähigen Gewebe, beispielsweise aus silberbeschichteten Nylon Gewirke, besteht. Auf dem elektrischen Leiter 3 befindet sich ein Abstandsmaterial 5, das z.B. aus Vlies oder Gewirke besteht und eine vorgegebene Dicke aufweist.On the carrier fleece 2 is a flat electrical conductor 3 , which consists of a conductive fabric, such as silver-coated nylon knitted fabric. On the electrical conductor 3 there is a spacer material 5 , which consists for example of fleece or knitted fabric and has a predetermined thickness.

Über dem Abstandsmaterial 5 ist eine Übernähschutzschicht 4 angebracht, die aus Silikonkautschuk besteht. Die Übernährschutzschicht 4 kann auch aus anderen Elastomeren, aus Gummi, Silikon, Polymer-Gel und/oder Polymer-Schaum oder aus Leder bestehen. Das Material der Übernähschutzschicht 4 sorgt dafür, dass durch eine Nähnadel oder durch einen Nähfaden während des Nähprozesses mitgezogene oder herausgerissene leitfähige Faserstücke aus dem unterhalb oder oberhalb dieser Schicht angeordneten leitfähigem Gewebe des Leiters 3 bzw. 3' abgestreift werden. Wesentlich dabei ist, dass das Material der Übernähschutzschicht 4 eine Elastizität aufweist, die gewährleistet, dass sich das Material beim Durchstechen um die Nadel schmiegt und so das Durchziehen von Materialfragmenten des leitfähigen Gewebes der flächigen elektrischen Leiter 3 und 3'' verhindert. Die Übernähschutzschicht 4 kann folgende Parameter aufweisen: ein Elastizitätsmodul zwischen 200 und 15000 N/mm2, vorzugsweise zwischen 1000 und 5000 N/mm2, eine Dicke zwischen 0,2 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm, eine Reißfestigkeit zwischen 20 und 500 N/mm, vorzugsweise zwischen 50 und 100 N/mm und/oder einen Gleitreibungskoeffizient in Bezug auf das Material des Leiters (3, 3') zwischen 0,2 und 1,0, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,6.Above the spacer material 5 is an overprotective layer 4 attached, which consists of silicone rubber. The overprotective layer 4 may also consist of other elastomers, rubber, silicone, polymer gel and / or polymer foam or leather. The material of the over-protective layer 4 ensures that through a sewing needle or through a sewing thread during the sewing process entrained or torn out conductive fiber pieces from below or above this layer arranged conductive fabric of the conductor 3 respectively. 3 ' be stripped off. It is essential that the material of the over-protective layer 4 has an elasticity, which ensures that the material nestles when piercing around the needle and thus the passage of material fragments of the conductive fabric of the planar electrical conductors 3 and 3 '' prevented. The overprotective layer 4 may have the following parameters: a modulus of elasticity between 200 and 15000 N / mm 2 , preferably between 1000 and 5000 N / mm 2 , a thickness between 0.2 and 2 mm, preferably between 0.5 and 1.5 mm, an ultimate tensile strength between 20 and 500 N / mm, preferably between 50 and 100 N / mm and / or a coefficient of sliding friction with respect to the material of the conductor ( 3 . 3 ' ) between 0.2 and 1.0, preferably between 0.2 and 0.6.

Der flächige elektrische Leiter 3'' oberhalb der Übernähschutzschicht 4 besteht aus dem gleichen Material wie der obere flächige elektrische Leiter 3, kann aber auch aus einem anderen leitfähigem Gewebe aufgebaut sein.The flat electrical conductor 3 '' above the over-protective layer 4 consists of the same material as the upper planar electrical conductor 3 but can also be made of another conductive fabric.

Das mehrschichtige übernähte System wird durch eine Deckschicht 1 oberhalb des flächigen elektrischen Leiters 3'' abgeschlossen, wodurch ein ausreichender mechanischer Schutz des leitfähigen Gewebes des Leiters 3'' erreicht wird. Das Deckmaterial 1 besteht aus Gewirke. Charmeuse und Vlies können hierzu ebenfalls verwendet werden.The multilayer oversewn system is covered by a cover layer 1 above the planar electrical conductor 3 '' completed, ensuring adequate mechanical protection of the conductive fabric of the conductor 3 '' is reached. The cover material 1 consists of knitted fabric. Charmeuse and fleece can also be used for this purpose.

Das in 1 dargestellte mehrschichtige System kann auch ohne das Abstandsmaterial 5 zusammengesetzt werden, falls die Übernähschutzschicht 4 ausreichende elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist.This in 1 shown multilayer system can also without the spacer material 5 be assembled if the overprotection layer 4 has sufficient electrical insulating properties.

2 zeigt in Draufsicht das mehrschichtige System mit einer streifenförmig ausgeführten Übernähschutzschicht 4, die sich vom linken Randbereich des Systems bis zum rechten Randbereich durchgehend erstreckt. Diese Ausführungsform ist besonders bevorzugt für den Fall, wenn eine gute Luftdurchlässigkeit des mehrschichtigen Systems gefordert ist. In diesem Fall kommt die Übernährschutzschicht 4 nur in dem Übernähbereich 6 zur Anwendung.. 2 shows in plan view the multilayer system with a stripe-shaped over-protective layer 4 extending continuously from the left edge of the system to the right edge area. This embodiment is particularly preferred for the case when good air permeability of the multilayer system is required. In this case comes the overprotective layer 4 only in the acquisition area 6 for use ..

3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Systems, dessen Unterschied zu der in 2 dargestellten Ausführungsform darin besteht, dass der obere flächige Leiter 3'' in dem Übernähbereich 6 bis auf einen kleinen, die elektrische Leitfähigkeit sichernden Bereich ausgespart ist. Die Länge der streifenförmig ausgeführten Übernähschutzschicht 4 ist dementsprechend bis auf die Länge des den ausgesparten flächigen Leiter 3' überquerenden Übernähbereichs 6 reduziert. Zur Vermeidung von möglichen Kurzschlüssen zwischen den flächigen Leitern 3, 3' ist es vorteilhaft, dass die Länge der Übernähschutzschicht 4 die Länge des den flächigen Leiter 3' überquerenden Übernähbereichs 6 leicht übersteigt. Alternativ können beide flächigen Leiter 3, 3' in dem Übernähbereich 6 auf einen schmalen, die elektrische Leitfähigkeit sichernden Bereich ausgespart sein. Diese Ausführungsform erlaubt es, die kritische Übernähfläche nochmals deutlich zu reduzieren. 3 shows a further embodiment of the multilayer system according to the invention, the difference from the in 2 illustrated embodiment is that the upper planar conductor 3 '' in the overseer area 6 except for a small, the electrical conductivity securing area is recessed. The length of the striped protective layer 4 is accordingly up to the length of the recessed flat conductor 3 ' traversing overreach area 6 reduced. To avoid possible short circuits between the flat conductors 3 . 3 ' It is advantageous that the length of the over-protective layer 4 the length of the flat conductor 3 ' traversing overreach area 6 easily exceeds. Alternatively, both flat conductors 3 . 3 ' in the overseer area 6 be recessed on a narrow, the electrical conductivity securing area. This embodiment makes it possible to significantly reduce the critical overetch area again.

Claims (11)

Mehrschichtiges übernähtes System mit wenigstens zwei voneinander isolierten flächigen elektrischen Leitern (3, 3''), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in einem Übernähbereich (6) zwischen den flächigen elektrischen Leitern (3, 3'') eine Übernähschutzschicht (4) aus einem elastischen Material angeordnet ist, die beim Übernähen einen Kurzschluss zwischen den flächigen elektrischen Leitern (3, 3'') verhindert.Multilayer sewn-on system with at least two flat electrical conductors ( 3 . 3 '' ), characterized in that at least in a Überähbereich ( 6 ) between the flat electrical conductors ( 3 . 3 '' ) an overprotective layer ( 4 ) is arranged from an elastic material which during sewing over a short circuit between the planar electrical conductors ( 3 . 3 '' ) prevented. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität, der Gleitreibungs-Koeffizient, die Textur, die Geometrie, die Dichte und/oder Reißfestigkeit des elastischen Materials so gewählt ist, dass während des Übernähens Material eines flächigen elektrischen Leiters (3, 3'') beim Durchgang einer Nadel und eines Nähfadens durch die Übernähschutzschicht (4) von diesen abgestreift wird.System according to claim 1, characterized in that the elasticity, the sliding friction coefficient, the texture, the geometry, the density and / or tear strength of the elastic material is selected such that during the over-sewing material of a flat electrical conductor ( 3 . 3 '' ) during the passage of a needle and a sewing thread through the over-protective layer ( 4 ) is stripped of these. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flächigen elektrischen Leiter (3, 3'') textile Sensor-Elektroden sind.System according to claim 1 or 2, characterized in that the flat electrical conductors ( 3 . 3 '' ) are textile sensor electrodes. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei flächigen elektrischen Leiter (3, 3'') eine Zusatzschicht (5), insbesondere aus einem elektrischen Isoliermaterial einer vorgegebenen Dicke, angeordnet ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that between two flat electrical conductors ( 3 . 3 '' ) an additional layer ( 5 ), in particular of an electrical insulating material of a predetermined thickness, is arranged. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die flächigen elektrischen Leiter (3, 3'') durch die Übernähschutzschicht (4) und die Zusatzschicht (5) voneinander elektrisch isoliert sind.System according to claim 4, characterized in that the flat electrical conductors ( 3 . 3 '' ) through the over-protective layer ( 4 ) and the additional layer ( 5 ) are electrically isolated from each other. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterste Schicht (2) ein Trägervlies und die oberste Schicht (1) ein Deckvlies ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the lowest layer ( 2 ) a carrier fleece and the topmost layer ( 1 ) a cover fleece is. System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übernähschutzschicht (4) und/oder die Zwischenschicht (5) sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche zwischen den flächigen elektrischen Leitern (3, 3'') erstreckt, vorzugsweise noch über diese herausragt.System according to one of claims 4 to 6, characterized in that the over-protective layer ( 4 ) and / or the intermediate layer ( 5 ) substantially over the entire surface between the planar electrical conductors ( 3 . 3 '' ), preferably still protruding beyond this. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der flächigen Leiter (3, 3') im Übernähbereich (6) längs der Übernährichtung kürzer als an einer Stelle außerhalb des Übernähbereichts (6) ist, und dass die Übernähschutzschicht (4) nur einen Teil des Übernähbereichs (6) abdeckt, insbesondere den vom verkürzten flächigen Leiter (3, 3') überstrichenen Teil.System according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the flat conductors ( 3 . 3 ' ) in the acquisition area ( 6 ) shorter than at a point outside the overseing area ( 6 ), and that the overprotection layer ( 4 ) only a part of the acquisition area ( 6 ), in particular the shortened flat conductor ( 3 . 3 ' ) swept part. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in außerhalb des Übernähbereichs (6) liegenden Teilbereichen die Übernähschutzschicht (4) zwischen den flächigen elektrischen Leitern (3, 3') zumindest teilweise weggelassen ist.System according to one of claims 1 to 6 or 8, characterized in that in outside the acquisition area ( 6 ), the over-protective layer ( 4 ) between the flat electrical conductors ( 3 . 3 ' ) is at least partially omitted. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übernähschutzschicht (4) aufweist: ein Elastizitätsmodul zwischen 200 und 15000 N/mm2, vorzugsweise zwischen 1000 und 5000 N/mm2, eine Dicke zwischen 0,2 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm, eine Reißfestigkeit zwischen 20 und 500 N/mm, vorzugsweise zwischen 50 und 100 N/mm und/oder einen Gleitreibungskoeffizient in Bezug auf das Material des Leiters (3, 3') zwischen 0,2 und 1,0, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,6.System according to one of the preceding claims, characterized in that the over-protective layer ( 4 ) has a modulus of elasticity between 200 and 15000 N / mm 2 , preferably between 1000 and 5000 N / mm 2 , a thickness between 0.2 and 2 mm, preferably between 0.5 and 1.5 mm, a breaking strength between 20 and 500 N / mm, preferably between 50 and 100 N / mm and / or a coefficient of sliding friction with respect to the material of the conductor ( 3 . 3 ' ) between 0.2 and 1.0, preferably between 0.2 and 0.6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übernähschutzschicht (4) zumindest teilweise aus Leder, Gummi, Silikon, Polymer-Gel und/oder Polymer-Schaum besteht.System according to one of the preceding claims, characterized in that the over-protective layer ( 4 ) consists at least partially of leather, rubber, silicone, polymer gel and / or polymer foam.
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