DE102006016589B4

DE102006016589B4 - Tragbare Pulsmesseinrichtung

Info

Publication number: DE102006016589B4
Application number: DE200610016589
Authority: DE
Inventors: Hans Bauer
Original assignee: NTT New Textile Technologies GmbH
Current assignee: NTT New Textile Technologies GmbH
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2026-04-07
Also published as: DE102006016589A1

Abstract

Tragbare Pulsmesseinrichtung, mit einer Sensorschicht (3) zur Pulsmessung und einem Feuchtigkeitsspeicherelement (5), das die Sensorschicht (3) auf einer Seite bedeckt, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbar aneinander liegenden Seiten der Sensorschicht (3) und des Feuchtigkeitsspeicherelements (5) über eine abschnittsweise aufgebrachte, teilflächenförmige Elastomerschicht (4) miteinander verklebt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine tragbare Pulsmesseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
In der WO 02/071935 A1 wird eine tragbare Pulsmesseinrichtung beschrieben, die in ein Kleidungsstück integriert ist und eine Kontakt- bzw. Sensorschicht aus elektrisch konduktiven Fasern umfasst, deren Konduktivität sich unter Druck verändert. Auf die Haut des Trägers aufgebracht, erzeugt die Sensorschicht ein dem Puls des Trägers entsprechendes Signal, das über elektrische Leiter an einen Transmitter übertragen wird, von dem aus das Sensorsignal an einem Empfänger gesandt wird. Die zur Pulsmessung geeignete Sensorschicht ist auf der der Haut abgewandten Seite von einer Isolierschicht überdeckt, die über seitlich angebrachte Druckknöpfe mit der Sensorschicht verbunden ist. Die Isolierschicht verhindert, dass von der Haut abgesonderter Schweiß nach außen durchdringt. Nachteilig ist allerdings, dass die bei sportlicher Betätigung entstehenden größeren Schweißmengen unmittelbar von den Fasern der Sensorschicht aufgenommen und wegen der Isolierschicht auch nicht abtransportiert werden, wodurch die Funktionstüchtigkeit der Sensorschicht beeinträchtigt werden kann.
Gemäß einer weiteren, in der WO 02/017935 A1 gezeigten Ausführung wird anstelle der Isolierschicht eine Feuchtigkeitsspeicherschicht auf der der Haut abgewandten Seite der Sensorschicht aufgebracht, so dass abgesonderter Schweiß zunächst in die Sensorschicht eindringt und anschließend von der Feuchtigkeitsspeicherschicht aufgenommen werden kann. Voraussetzung ist jedoch ein flächiger Kontakt zwischen den beiden Schichten, da nur dann gewährleistet ist, dass der Schweiß von der Feuchtigkeitsspeicherschicht aufgenommen wird. Durch die Bewegungen des Trägers können jedoch Verwerfungen in der Sensorschicht oder der Feuchtigkeitsspeicherschicht auftreten, die einen Feuchtigkeitsübergang behindern. Ein flächiges Aneinanderliegen beider Schichten unter allen Bedingungen wurde eine starke Zugspannung in beiden Schichten erfordern, die aber dem Komfort abträglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine tragbare Pulsmesseinrichtung mit verbesserter Funktionstüchtigkeit anzugeben. Insbesondere soll im Bereich der Sensorschicht eine sichere Schweißabsorption gewährleistet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Bei der erfindungsgemäßen Pulsmesseinrichtung ist die Sensorschicht über eine abschnittsweise aufgebrachte Elastomerschicht mit dem Feuchtigkeitsspeicherelement verklebt. Das Feuchtigkeitsspeicherelement befindet sich auf der der Haut abgewandten Seite der Sensorschicht, wobei über die Verklebung mittels des Elastomers unter allen möglicherweise auftretenden Bedingungen gewährleistet ist, dass die Sensorschicht und das Feuchtigkeitsspeicherelement flächig aneinander liegen, so dass auch der Feuchtigkeitsübergang zum Feuchtigkeitsspeicherelement sicher gewährleistet ist. Die in die Speicherschicht eingedrungene Feuchtigkeit wird von dem Feuchtigkeitsspeicherelement aufgenommen, so dass der Feuchtigkeitsgrad in der Sensorschicht immer innerhalb zulässiger Grenzen liegt und die Funktionstüchtigkeit der Pulsmesseinrichtung auch über eine lange Zeitdauer gewährleistet ist. Die gespeicherte Feuchtigkeit stellt andererseits sicher, dass die elektrische Leitfähigkeit in den Sensoren gewährleistet ist.
Die Verklebung über das Elastomer weist den weiteren Vorteil auf, dass aufgrund der hochelastischen Eigenschaften des Elastomers eine sichere Verklebung und ein flächiges Aneinanderliegen auch bei starken Bewegungen erhalten bleibt. Die Elastomerschicht erlaubt eine Relativbewegung zwischen der Sensorschicht und dem Feuchtigkeitsspeicherelement entlang der Trennebene zwischen diesen beiden Bauteilen, ohne dass hierdurch der flächige Kontakt, der Voraussetzung für einen Abtransport der Feuchtigkeit in das Feuchtigkeitsspeicherelement ist, aufgehoben wird. Ein weiterer Vorteil der Verklebung liegt darin, dass der flächige Kontakt ohne Zugspannung erreicht wird, wodurch zum einen ein verbessertes Traggefühl erreicht wird und zum andern eine konstruktive Vereinfachung, da keine die Zugspannung erzeugenden Bauelemente erforderlich sind.
Die Verklebung zwischen der Sensorschicht und dem Feuchtigkeitsspeicherelement erfolgt abschnittsweise, also nur über eine Teilfläche des Kontaktes zwischen Sensorschicht und Feuchtigkeitsspeicherelement. Möglich ist eine punktweise Verklebung, ggf. auch eine linienförmige oder teilflächenförmige Verklebung mit verschiedenen Geometrien. Zweckmäßig wird eine rasterförmige Verklebung entsprechend eines vorgegebenen Verklebungsmusters durchgeführt, beispielsweise in Form sich schneidender Verklebungslinien, die in regelmäßigem Abstand verlaufen. Grundsätzlich ist aber auch ein unregelmäßiges Verklebungsmuster denkbar. In jedem Fall erfolgt der Feuchtigkeitsübergang von der Sensorschicht auf das Feuchtigkeitsspeicherelement über die Kontaktbereiche außerhalb der Klebeschicht.
Als Material für den Klebstoff kann ein Elastomersilikonklebstoff verwendet werden, der als Einkomponenten-Klebstoff oder auch als Mehrkomponenten Klebstoff aufgebaut ist. Gegebenenfalls ist aber auch eine Verwendung von Polyurethanklebstoffen oder Kautschukklebstoffen möglich.
Das Feuchtigkeitsspeicherelement besteht vorteilhaft aus elastischem Material, insbesondere aus Schaumstoff, und weist zweckmäßig in Richtung quer zur Ebene der Sensorschicht eine geringere Steifigkeit als die Sensorschicht auf, so dass das Feuchtigkeitsspeicherelement verhältnismäßig leicht zusammengedrückt werden kann, was den Tragekomfort verbessert. Zugleich weisen derartige Feuchtigkeitsspeicherelemente eine hohe Feuchtigkeitsspeicherfähigkeit auf, die dadurch noch verbessert werden kann, dass die Dicke des Feuchtigkeitsspeicherelementes – quer zur Ebene der Sensorschicht gesehen – verhältnismäßig groß, insbesondere größer als die Dicke der Sensorschicht gewählt wird. Beispielsweise kann die Dicke des Feuchtigkeitsspeicherelementes diejenige der Sensorschicht um den Faktor 5 oder auch mehr überragen.
Zweckmäßig ist das Feuchtigkeitsspeicherelement auf der der Sensorschicht abgewandten Seite von einer Stofflage bedeckt, die vorteilhaft ebenfalls über eine Elastomerschicht mit dem Feuchtigkeitsspeicherelement verklebt ist. Auf dieser Seite des Feuchtigkeitsspeicherelementes kann die Elastomerschicht durchgehend, das heißt ohne Durchbrechungen ausgebildet sein.
Darüber hinaus kann eine weitere Stofflage vorgesehen sein, die die Sensorschicht auf der dem Feuchtigkeitsspeicherelement abgewandten Seite abschnittsweise überdeckt, und zwar außerhalb der Kontaktbereiche, mit denen die Sensorschicht auf der Haut des Trägers aufliegt. Auch diese zusätzliche Stofflage kann über eine Elastomerschicht verklebt sein, die ebenfalls durchgehend ausgebildet sein kann.
Die Pulsmesseinrichtung weist vorteilhaft einen Transmitter zur Übertragung der von der Sensorschicht gelieferten Signale an eine Empfangs- und Auswerteeinheit auf. Dieser Transmitter wird insbesondere über Druckknöpfe befestigt, die elektrisch leitend mit der Sensorschicht in der Pulsmesseinrichtung verbunden sind und durch die Stofflagen der Pulsmesseinrichtung nach außen ragen.
Die Pulsmesseinrichtung kann in eine Decke integriert werden oder auch in ein Bekleidungsstück wie z. B. ein T-Shirt, einen Sport-BH oder eine Hose. Darüber hinaus kommt ein Einsatz in einem Band, das beispielsweise um den Arm geschnallt wird, oder einem Gürtel in Betracht. Es ist ein Einsatz sowohl für Tiere, beispielsweise als Satteldecke für Pferde oder als einfache Decke für Hunde oder andere Tiere möglich, als auch eine Verwendung in Bekleidungsstücken oder Gürtel bzw. Bänder für Personen.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine tragbare Pulsmesseinrichtung, die in eine Decke integriert ist,
2 einen Schnitt durch die Pulsmesseinrichtung nach 1.
Wie den Figuren zu entnehmen, ist die Pulsmesseinrichtung 1 im Ausführungsbeispiel als Bestandteil einer Decke ausgeführt, wobei grundsätzlich auch ein Integrieren in einen Gürtel, ein Band oder ein Kleidungsstück in Betracht kommt. Die Pulsmesseinrichtung 1 umfasst eine Sensorschicht 3, die zur Pulsmessung ausgebildet ist und beispielsweise aus einem elektrisch konduktiven Material besteht, dessen Kanduktivität sich unter Druck ändert, so dass die Sensorschicht bei jedem Pulsschlag ein entsprechendes Signal erzeugt. Diese elektrischen Signale der Sensorschicht 3 werden über ein als Druckknopf 6 ausgeführtes Verbindungselement nach außen geleitet, das heißt über die Oberfläche der Decke 2 hinaus. An diesen Druckknopf 6 kann beispielsweise ein Transmitter angeschlossen werden, über den die Sensorsignale der Sensorschicht 3 an eine externe Empfangs- und Auswerteeinheit übersandt werden. Der Druckknopf 6 ist elektrisch leitend mit der Sensorschicht 3 verbunden und zugleich zur lösbaren Verbindung mit dem Transmitter ausgebildet.
Im Bereich der Messfläche, mit der die Sensorschicht 3 auf der Haut aufliegt, ist die Pulsmesseinrichtung 1 gegenüber den umliegenden Bereichen erhaben. Unmittelbar unterhalb der Sensorschicht 3 befindet sich ein Feuchtigkeitsspeicherelement 5, das beispielhaft als Schaumstoffblock ausgeführt ist und zur Aufnahme von Feuchtigkeit, insbesondere von Schweiß ausgeführt ist, der von dem Träger der Pulsmesseinrichtung abgeschieden wird und die Sensorschicht 3 durchdringt. Dieser Schaumstoffblock 5 ist sehr welch und nachgiebig und elastisch ausgebildet und besitzt eine hohe Feuchtigkeitsspeicherfähigkeit.
Die Sensorschicht 3 und das Feuchtigkeitsspeicherelement 5 sind über eine rasterförmig aufgebrachte Elastomerschicht 4 miteinander verklebt. Riese Elastomerschicht 4 ist, wie der 1 zu entnehmen, als regelmäßiges Streifenmuster mit Längs- und Querstreifen ausgebildet, wodurch einerseits eine regelmäßige und feste Verklebung zwischen den unmittelbar aneinander liegenden Seiten der Sensorschicht 3 und des Feuchtigkeitsspeicherelementes 5 erreicht wird und andererseits ausreichend große Flächen frei von der Elastomerschicht 4 bleiben, so dass die Feuchtigkeit, die die Sensorschicht 3 durchdringt, auch von dem Feuchtigkeitsspeicherelement 5 ohne Beeinträchtigung durch die Elastomerschicht 4 aufgenommen werden kann. Die Elastomerschicht 4 weist hochelastische Eigenschaften auf, so dass Bewegungen der Sensorschicht 3 in der Ebene dieser Sensorschicht zumindest teilweise von der rasterförmig aufgebrachten Elastomerschicht 4 ausgeglichen werden können und zugleich ein flächiger Kontakt zwischen den benachbarten Seiten von Sensorschicht 3 und Feuchtigkeitsspeicherelement 5 gewährleistet bleibt, der wichtig für einen Feuchtigkeitstransport von der Sensorschicht 3 in das Feuchtigkeitsspeicherelement 5 ist.
Des Weiteren ist eine obere Stofflage 7 und eine untere Stofflage 8 vorgesehen, wobei die obere Stofflage 7 seitlich an den Bereich der Sensorschicht 3 und des darunter liegenden Feuchtigkeitsspeicherelementes 5 angrenzt und die untere Stofflage 8 die gesamte Pulsmesseinrichtung 1 abdeckt. Die obere Stofflage 7 überdeckt die außerhalb des Feuchtigkeitsspeicherelementes 5 liegenden Abschnitte der Sensorschicht 3 und ist über eine weitere, insbesondere durchgehend ausgebildete Elastomerschicht 9 mit diesen Abschnitten der Sensorschicht 3 verklebt. Der Druckknopf 6 durchragt die obere Stofflage 7, die darunter liegende Elastomerschicht 9 und auch die noch weiter unten liegende Sensorschicht 3.
Die untere Stofflage 8 ist über eine weitere Elastomerschicht 9 mit den darüber liegenden Lagen verklebt, nämlich mit der Unterseite des Feuchtigkeitsspeicherelementes 5 und mit der Unterseite der Sensorschicht 3 außerhalb des Feuchtigkeitsspeicherelementes.

Claims

Tragbare Pulsmesseinrichtung, mit einer Sensorschicht (3) zur Pulsmessung und einem Feuchtigkeitsspeicherelement (5), das die Sensorschicht (3) auf einer Seite bedeckt, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbar aneinander liegenden Seiten der Sensorschicht (3) und des Feuchtigkeitsspeicherelements (5) über eine abschnittsweise aufgebrachte, teilflächenförmige Elastomerschicht (4) miteinander verklebt sind.
Pulsmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerschicht (4) zwischen Sensorschicht (3) und Feuchtigkeitsspeicherelement (5) rasterförmig ausgebildet ist.
Pulsmesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Feuchtigkeitsspeicherelement (5) aus einem elastischen Material besteht.
Pulsmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Feuchtigkeitsspeicherelement (5) als Schaumstoffelement ausgebildet ist.
Pulsmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Feuchtigkeitsspeicherelement (5) auf der der Sensorschicht (3) abgewandten Seite von einer Stofflage (8) bedeckt ist.
Pulsmesseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Stofflage (7) vorgesehen ist, wobei zwischen den beiden Stofflagen (7, 8) zumindest abschnittsweise die Sensorschicht (3) verläuft.
Pulsmesseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Stofflage (7, 8) über eine weitere Elastomerschicht (9, 10) verklebt ist.
Pulsmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement (6), das elektrisch leitend mit der Sensorschicht (3) gekoppelt ist, durch eine Stofflage (7) nach außen ragt.
Pulsmesseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement als Druckknopf (6) ausgebildet ist.
Pulsmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transmitter zur Übertragung der von der Sensorschicht (3) gelieferten Signale zu einer Empfangs- und Auswerteeinheit vorgesehen ist.