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Die vorliegende Erfindung betrifft einen mit wenigstens einer Elektrode versehenen Gurt, etwa zur Herzratenmessung, umfassend ein den Gurt bildendes, dehnbares Stoffband, auf welchem die wenigstens eine Elektrode direkt aufgebracht ist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Ein derartiger Gurt ist bereits aus der
DE 11 2004 001 921 T5 vorbekannt. Bei dem bekannten Gurt handelt es sich insbesondere um einen Brustgurt, welcher durch ein elastisches Stoffband gebildet ist. Auf dem elastischen Stoffband sind die erforderlichen Elektroden zur Herzratenmessung direkt durch eine Bedampfung auf den Stoff angebracht, wobei die Bedampfung unter der Verwendung von geeigneten Masken erfolgt. Hierdurch werden Elektrodenoberflächen erzeugt, welche in der gewünschten Form und Elastizität hergestellt werden können.
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Grundsätzlich besteht bei der Herstellung eines Gurtes zur Herzratenmessung ein Widerstreit zwischen einer möglichst exakten Anpassung des Gurtes an den Körper auf der einen Seite und der Verwendung von starrem Elektroden auf der anderen Seite. Für eine exakte Anpassung des Gurtes an den Körper ist es erforderlich, dass der Gurt eine gewisse Elastizität aufweist, so dass er um den Körper herum angebracht werden kann und aufgrund der Elastizität straff anliegt. Hierdurch wird es auch befördert, dass die Elektroden an den Körper möglichst dicht angelegt werden. Umgekehrt sorgen elastische Elektroden dafür, dass die Signalauswertung aufgrund der undefinierten Flächen erschwert wird und die Haltbarkeit der Elektroden, welche mit der Dehnung stark beansprucht werden, sich deutlich reduziert.
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Ebenfalls sind aus diesem Grunde Gurte bekannt, welche elastische Abschnitte aufweisen, welche sich mit unelastischen Messabschnitten mit den Elektroden darin abwechseln und somit elastische und nicht elastische Bereiche aufweisen. Auch bei diesen Gurten ist jedoch festzustellen, dass ein wenig optimaler Sitz des Gurtes am Körper erreicht wird, nachdem die nicht elastischen Teile des Gurtes, welche beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sind, schlecht am Körper anliegen und verrutschen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen kostengünstig herstellbaren Gurt zur Herzratenmessung zu schaffen, welcher einerseits eine möglichst durchgehende Elastizität besitzt und andererseits haltbare, belastbare Elektroden aufweist, welche möglichst exakte Messergebnisse liefern.
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Gelöst wird dieses Problem mit einem Gurt gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Herstellungsverfahren gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10. Weitere sinnvolle Ausgestaltungen eines solchen Gurtes und des Herstellungsverfahrens können den Unteransprüchen entnommen werden.
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Erfindungsgemäß wird für die Herstellung eines Gurtes zur Herzratenmessung ein dehnbares Stoffband verwendet, welches die erforderliche Elastizität mit sich bringt. Auf diesem dehnbaren Stoffband sind Elektroden direkt angeordnet, welche mit einem dehnfesten, flexiblen Armierungsgewebe hinterlegt sind. Hierbei wird das Armierungsgewebe hinter der Elektrode im Wesentlichen bündig mit den Elektroden abschließen, so dass die Elektroden und das dahinterliegende Armierungsgewebe, welche gemeinsam einen unelastischen Bereich in der Fläche des Stoffbandes darstellen, räumlich möglichst begrenzt bleiben.
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Auf diese Art und Weise wird ein im Wesentlichen vollständig dehnbarer Gurt aus einem Stoffband geschaffen, welcher lediglich punktuell im Bereich der Elektroden unelastisch ist. Aufgrund dieser Elastizität, welche in alle Richtungen um die Elektrode herum gegeben ist, wird die Elastizität des Stoffbandes beim Anlegen an den Körper so wenig beeinträchtigt, dass ein passgenauer und angenehmer Sitz für den Benutzer gewährleistet ist. Das Armierungsgewebe ist hierbei zwar nicht dehnbar, jedoch flexibel, so dass eine Biegung des Gurtes im Bereich der Elektroden dennoch möglich ist.
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In Weiterbildung eines solchen Gurtes kann das Stoffband doppelschichtig gebildet sein, indem eine körperseitige Stoffbandschicht und eine gegenüberliegende außen liegende Stoffbandschicht verwendet werden. Nachdem beide Stoffbandschichten elastisch sind, wird die Elastizität des Gesamtgurtes hierdurch nicht beeinträchtigt. Dies ist auch nicht der Fall aufgrund einer Beschichtung, welche die beiden Stoffbandschichten auf den jeweils einander zugewandten Seiten tragen. Es handelt sich hierbei um eine Beschichtung aus einem nicht elektrisch leitenden thermoplastischen Elastomer, wobei bevorzugtermaßen elastisches, thermoplastisches Polyurethan verwendet werden kann. Das Armierungsgewebe ist hierbei zwischen diesen beiden Stoffbandschichten angeordnet, so dass es praktisch den Kern des Gurtes bildet.
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Die Elektrode selbst kann aus einem elektrisch leitenden thermoplastischen Elastomer gebildet werden, welches durch einen thermischen Prozess auf ein Fenster in der körperseitigen Stoffbandschicht aufgebracht wird. Durch diese Herstellungsform der Elektrode ist es gewährleistet, dass die gesamte Fertigung des Gurtes über thermische Prozesse erfolgen kann, so dass eine einfache, schnelle und kostengünstige Fertigung eines solchen Gurtes ermöglicht ist. Die elektrisch leitende thermoplastische Elastomerschicht hat eine weiche, glatte Oberfläche, so dass aufgrund der sich einstellenden Adhäsion zwischen Haut und Elastomerschicht Artefakte vermieden werden und die Messgenauigkeit verbessert wird.
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Zur Verbindung der Elektrode mit einem Messgerät weist der Gurt vorteilhafter Weise Anschlussmittel auf, welche über ein Leiterband mit der Elektrode verbunden werden. Bei dem Leiterband handelt es sich um ein Stoffband aus einem leitenden Textilmaterial, welches ebenfalls dehnbar bzw. elastisch ist. Das Leiterband verläuft unter dem Fenster der körperseitigen Stoffbandschicht, so dass es beim Aufbringen der elektrisch leitenden Elastomerschicht mit dieser verbunden wird. Das Leiterband verläuft bis zu einer Anschlussposition, in welcher Anschlussmittel zur Verbindung mit einem Messgerät vorgesehen sind. Zwischen den Anschlussmitteln und den Elektroden besteht dadurch, dass das Leiterband für sich ebenfalls elastisch ist, ein weiterer elastischer Gurtabschnitt.
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Bei dem Anschlussmittel kann es sich beispielsweise um einen metallischen Druckknopf handeln, welcher außenseitig auf der außen liegenden Stoffbandschicht angeordnet wird und dessen Gegenstück in der Gurtmitte, also ober- oder unterhalb der Ebene des Leiterbandes zwischen den beiden Stoffbandschichten angeordnet ist. Die gesamte Anordnung des Anschlussmittels durchgreift also bedarfsweise das Leiterband und die außen liegende Stoffbandschicht, sowie eine gegebenenfalls ebenfalls im Bereich der Anschlussmitte angeordnete Schicht eines Armierungsgewebes.
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Neben den Elektroden können auch die Anschlussmittel einzeln oder in Gruppen mit einem Armierungsgewebe hinterlegt sein, so dass in diesem Bereich aufgrund der mechanischen Beanspruchung eine größere Haltbarkeit des Gurtes gewährleistet wird. Insofern ein Messgerät auf mehrere Anschlussmittel gleichzeitig direkt aufgesteckt wird, ist es auch unschädlich, dass eine Elastizität bei einer gruppenweise Anordnung der Anschlussmittel auf einem Armierungsgewebe verloren geht, da diese ohnehin durch das angeordnete Messgerät nicht gewährleistet wäre. Im Gegenteil ist es in diesem Falle von Vorteil, das Armierungsgewebe einzusetzen, um die Beabstandung der einzelnen Anschlussmittel konstant zu halten und ein Anschließen des Messgerätes dadurch zu erleichtern.
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Für den besseren Sitz des Gurtes und eine bessere Anpressung der Elektrode an den Körper kann dieser zwischen dem Armierungsgewebe und der Elektrode ein Kissen zwischengelegt sein.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn es sich bei den verwendeten Elastomeren im Bereich der Elektrode wie auch im Bereich der Innenbeschichtung der Stoffbandschichten um thermoplastisches Polyurethan handelt. Im Falle der Innenbeschichtung der Stoffbandschichten ist diese Polyurethanschicht nichtleitend und dazu in der Lage, das dazwischen liegende Leiterband elektrisch in geeigneter Art und Weise zu isolieren. Bei dem an der Elektrode verwendeten Material handelt es sich hingegen um elektrisch leitendes Polyurethan, welches beispielsweise durch Beimischung elektrisch leitender Bestandteile hergestellt wird.
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Ein erfindungsgemäßer Gurt hat üblicherweise eine Mehrzahl von Elektroden, nämlich meist zwei oder vier Elektroden.
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Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gurtes werden die zurecht geschnittenen Bestandteile ortsrichtig aufeinandergelegt und in dieser Position vorfixiert. Dann werden die noch nicht verbundenen Bestandteile des Gurtes in eine beheizbare Presse verbracht und dort unter Einwirkung von Druck und Temperatur thermisch verbunden. Hierdurch ist es möglich, den Gurt als Ganzes in einem einzigen Arbeitsschritt herzustellen, so dass die Herstellung sehr kostengünstig erfolgen kann.
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Die Presse kann hierbei je nach Ausführung des Gürtels an die Herstellung des jeweiligen Produktes angepasst sein, insbesondere reliefiert sein oder einen eingelegten Reliefstempel aufweisen, mit welchem insbesondere den Elektroden eine Oberflächenstruktur eingeprägt werden kann. Eine raue Oberflächenstruktur wird hierbei für eine weniger starke Haftung auf der Haut sorgen als eine glatte Oberfläche, so dass eine Anpassung der Elektroden an den jeweiligen Bedarf erfolgen kann.
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Um den Verarbeitungseingenschaften der jeweiligen Materialien gerecht zu werden, kann die Presse dadurch angepasst werden, dass Kissen für eine größere Elastizität eingelegt werden. Ebenfalls kann die Presse ein Höhenprofil aufweisen, so dass unterschiedlich dicke Partien des Gurtes gleichzeitig mit der gleichen Kraft beaufschlagt werden können. Schließlich kann die Presse in unterschiedlichen Zonen bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden, so dass die einzelnen Materialien jeweils bei der für sie geeigneten Temperatur verarbeitet werden können.
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Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen
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1 einen Gurt in Form eines Brustgurtes mit zwei Elektroden und zwei Anschlussmitteln in einer oberen Ansicht auf die ausgestreckte Außenseite und einer unteren Ansicht auf die ausgestreckte Innenseite, jeweils in Draufsicht, sowie
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2 eine seitliche Explosionsdarstellung der einzelnen Schichten des Gurtes gemäß 1.
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1 zeigt in einer Draufsicht auf die Außenseite im oberen Bildabschnitt einen Messabschnitt 2, welcher die Elektroden 6 sowie die Anschlussmittel 5 enthält. Neben dem Messabschnitt 2 weist der Gurt 1 einen Verschlussabschnitt 3 auf, welcher beispielsweise als Klettverschluss ausgebildet sein kann. Der Verschlussabschnitt 3 wird durch eine Schnalle 4 hindurch gefädelt und dann beispielsweise durch einen Klettverschluss fixiert. Hierbei ist ein Zuziehen des Gurtes 1 aufgrund seiner Elastizität ohne Weiteres möglich, so dass die möglichst exakte Anlage der Elektroden 6 am Körper gewährleistet ist. Über die im bestimmungsgemäßen Zustand außen liegenden Anschlussmittel 5 kann eine Befestigung und elektrische Verbindung eines Messgerätes mit dem Gurt und den darin angeordneten Elektroden 6 erfolgen.
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2 zeigt in einer Explosionszeichnung die verschiedenen Schichten des Gurtes 1, welche in Bezug auf die Sichtseiten aus einer außen liegenden Stoffbandschicht 10 und einer innen liegenden, körperseitigen Stoffbandschicht 18 gebildet werden. Beide Stoffbandschichten 10, 18 sind auf den einander zugewandten Seiten mit einer Polyurethanschicht 11 bzw. 19 beschichtet, wobei diese Polyurethanschichten 11, 19 elektrisch isolierend wirken. Die körperseitige Stoffbandschicht 18 weist Fenster 17 auf, in deren Bereich die aus leitfähigem Polyurethan bestehenden Elektroden 6 durch einen thermischen Prozess aufgebracht werden. Das Fenster 17 ist auf der Gegenseite der Elektrode 6 mit einem Leiterband 13 hinterlegt, welches durch das Aufbringen des leitfähigen Polyurethans auf dem Fenster 17 der körperseitigen Stoffbandschicht 18 mit der Elektrode verbunden wird. Es handelt sich um ein elastisches Leiterband 13, welches dann den Bereich des Fensters 17 bzw. der Elektrode 6 mit einem Anschlussmittel 5 und dessen Gegenstück 16 verbindet. Das Gegenstück 16 durchstößt das Leiterband 13 unter Bildung einer elektrischen Kontaktierung und im Weiteren auch die außen liegende Stoffbandschicht 10 mit ihrer Polyurethanschicht 11. Durch ein Anbringen des Anschlussmittels 5 auf dem Gegenstück 16 ist eine durchgehende elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussmittel 5 und der Elektrode 6 verwirklicht. Durch ein Anschließen eines Messgerätes an dem Anschlussmittel 5 kann damit eine Auswertung der durch die Elektrode aufgenommenen elektrischen Signale realisiert werden. Weiters ist das Fenster 17 mit einem Kissen 14 hinterlegt, welches für eine größere Dicke im Bereich der Elektrode 6 sorgt und damit bei einem angelegten Gurt 1 eine bessere Anpressung der Elektrode 6 an die Haut ermöglicht. Ebenfalls ist schließlich im Bereich des Fensters 17 ein Armierungsgewebe 15 vorgesehen, welches der Elektrode 6 die erforderliche Haltbarkeit gibt. Auf Grund des dehnfesten aber biegsamen Armierungsgewebes 15 werden Verformungen der Elektrode 6 im Zuge des Anlegens des Gurtes 1 an den Körper vermieden, so dass die Haltbarkeit der Elektrode verbessert und die Messgenauigkeit erhöht wird. Aufgrund des Umstandes, dass die Elektrode 6 und das zugehörige Armierungsgewebe 15 lediglich in einem kleinen Abschnitt des Gurtes 1 angeordnet sind, bleibt im Wesentlichen die Elastizität der Gesamtanordnung trotz der kleinen, dehnfesten Stelle erhalten. Ergänzend kann auch ein weiteres Armierungsgewebe 12 im Bereich der Anschlussmittel 5 angeordnet werden, wobei ein Armierungsgewebe 12 auch mehrere Anschlussmittel 5 verbinden kann.
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Vorstehend beschrieben ist somit ein Gurt zur Herzratenmessung, dessen Elektroden trotz einer weitgehend erhaltenen Elastizität des Gurtes punktuell unelastisch sind um so eine Verbesserung der Messergebnisse und eine Verbesserung der Haltbarkeit der Elektroden zu erreichen. Dies gelingt durch eine lokale Hinterlegung der Elektroden mit einem geeigneten Armierungsgewebe, welches an sich zwar biegsam und flexibel, gleichzeitig jedoch dehnfest ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gurt
- 2
- Messabschnitt
- 3
- Verschlussabschnitt
- 4
- Schnalle
- 5
- Anschlussmittel
- 6
- Elektrode
- 10
- außen liegende Stoffbandschicht
- 11
- Polyurethanschicht
- 12
- Armierungsgewebe
- 13
- Leiterband
- 14
- Kissen
- 15
- Armierungsgewebe
- 16
- Gegenstück
- 17
- Fenster
- 18
- körperseitige Stoffbandschicht
- 19
- Polyurethanschicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112004001921 T5 [0002]
