DE102016109113B4

DE102016109113B4 - Kleidungsstück mit einem Handschuh und einem elektrischen Funktionselement sowie Verfahren zur Herstellung eines Kleidungsstücks mit einem Handschuh und einem elektrischen Funktionselement

Info

Publication number: DE102016109113B4
Application number: DE102016109113.8A
Authority: DE
Inventors: Konstantin BRUNNBAUER; Hans Christian Sittig; Paul Günther
Original assignee: Workaround GmbH
Current assignee: Workaround GmbH
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2036-05-19
Also published as: FR3051327B1; FR3051327A1; GB2550492A; US20180299954A1; DE102016109113A1; GB2550492B; US10466782B2; GB201707256D0

Abstract

Kleidungsstück (10), insbesondere Arbeitskleidungsstück, mit einem Handschuh (12), der eine Innenseite, die beim Tragen des Handschuhs (12) der Hand zugewandt ist, und eine Außenseite hat, wenigstens einem elektrischen Funktionselement (14), das am Handschuh (12) befestigt ist, einer elektrischen Kontaktstelle (18) zur Integration des Funktionselementes (14) in eine Schaltung und wenigstens einem Kabel (20), das das Funktionselement (14) mit der Kontaktstelle (18) elektrisch verbindet, wobei das Kabel (20) am Handschuh (12) befestigt ist und überwiegend, insbesondere vollständig, in wenigstens einem neutralen Bereich (28) des Handschuhs (12) in Bezug auf Längenänderung bei Bewegung der Hand oder eines Fingers in neutraler Richtung des wenigstens einen neutralen Bereiches (28) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kleidungsstück mit einem Handschuh und einem elektrischen Funktionselement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kleidungsstücks mit einem Handschuh und einem elektrischen Funktionselement.
Kleidungsstücke mit elektrischen Funktionselementen sind bekannt. Zur Verbindung des elektrischen Funktionselementes mit einer Schaltung werden dabei Kabel im Kleidungsstück eingenäht oder am Kleidungsstück befestigt.
Die US 2011/0078842A1 und die US 2013/0258644 A1 offenbaren Kleidungsstücke mit einem Handschuh, mehreren Funktionselementen und einem Elektronikmodul, die am Handschuh befestigt sind. Die Funktionselemente sind an den Fingern des Handschuhs und das Elektronikmodul ist im Bereich des Handrückens oder des Handgelenks des Handschuhs angeordnet. Die Funktionselemente sind mit dem Elektronikmodul über Kabel elektrisch verbunden.
Hierbei treten Probleme dadurch auf, dass die Materialien des Kleidungsstückes in der Regel elastisch und dehnbar sind, wohingegen herkömmliche elektrische Kabel unelastisch und nicht dehnbar sind. Dies führt dazu, dass die Kabel bei normalem Gebrauch der Kleidungsstücke schnell brechen, weswegen üblicherweise auf elastische Kabel zurückgegriffen wird, die jedoch teuer sind und mehr Platz benötigen.
Insbesondere bei Handschuhen tritt diese Problematik verstärkt auf, da das Material des Handschuhs bei der Bewegung der Finger stark auf Zug belastet wird, der eine starke Längenvergrößerung mit sich bringt. Dabei werden auch die am Handschuhe befestigten Kabel auf Zug belastet, die daraufhin brechen.
Auch können die Unterschiede in der Dehnbarkeit von Handschuh und Kabel zu Einschnürungen der Hand des Benutzers führen, die den Tragekomfort des Handschuhs beeinträchtigen.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Kleidungsstück mit einem Handschuh und einem am Handschuh befestigten elektrischen Funktionselement sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen, wobei das Kleidungsstück kostengünstig herzustellen ist und eine lange Lebensdauer aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kleidungsstück, insbesondere ein Arbeitskleidungsstück, mit einem Handschuh, der eine Innenseite, die beim Tragen des Handschuhs der Hand zugewandt ist, und eine Außenseite hat, einem elektrischen Funktionselement, das am Handschuh befestigt ist, einer elektrischen Kontaktstelle zur Integration des Funktionselementes in eine Schaltung und wenigstens einem Kabel, das das Funktionselement mit der Kontaktstelle elektrisch verbindet, wobei das Kabel am Handschuh befestigt ist und überwiegend, insbesondere vollständig, in wenigstens einem neutralen Bereich des Handschuhs in Bezug auf Längenänderung bei Bewegung der Hand oder eines Fingers in neutraler Richtung des wenigstens einen neutralen Bereiches verläuft.
Als neutrale Bereiche des Handschuhs werden solche Bereiche des Handschuhs angesehen, deren Länge sich in einer Richtung, neutrale Richtung genannt, bei der üblichen und vorgesehenen Benutzung des Handschuhs bei einer Bewegung der Finger oder der Hand nicht oder nur unwesentlich verlängert. Neutrale Bereiche befinden sich beispielsweise an den Fingerseitenflächen entlang der neutralen Faser der Finger in Bezug auf Biegung der Finger mit einer neutralen Richtung parallel zum Finger, auf dem Handrücken proximal der Fingergrundgelenke und auf den hierzu entsprechenden Flächen des Handballens in Richtung quer zu den Fingern, hier Handquerrichtung genannt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Beschädigungen am Kabel auch ohne den Einsatz teurer elastischer Kabel dadurch verhindert werden können, dass ein einfaches Kabel in Bereichen des Handschuhs angeordnet wird, die keine Längenänderung in die Richtung erfahren, in die das Kabel verläuft. Diese Bereiche werden im Zuge dieser Erfindung „neutrale Bereiche“ und die Richtung, in der keine Längenänderung stattfindet, „neutrale Richtung“ genannt. Deswegen führt die Anordnung des Kabels in neutralen Bereichen entlang der neutralen Richtung dazu, dass die Kabel nicht auf Zug beansprucht werden und dadurch eine lange Lebensdauer haben, wobei sie gleichzeitig kostengünstig herzustellen sind.
Unter einem Kabel werden im Rahmen dieser Erfindung neben herkömmlichen Metallkabeln auch andere leitende Strukturen wie eine biegsame Leiterplatte oder eine mit Leiterbahnen bedruckte Folie verstanden. Auch eine biegsame Leiterplatte und eine mit Leiterbahnen bedruckte Folie sind genau wie ein herkömmliches Kabel nicht auf Zug belastbar, d. h. nicht dehnbar, da die auf ihnen aufgebrachten Leiterbahnen bei einer Zugbelastung leicht reißen.
Zur Veranschaulichung der neutralen Bereiche sind in den 1a, 1b, 2a und 2b menschliche Hände 1 dargestellt. Mit gestrichelten Linien bzw. schraffierten Flächen sind an den Händen 1 neutrale Bereiche 2 angedeutet.
Diese neutralen Bereiche 2 können in neutrale Fasern 4 an den Fingern der Hände 1 und neutrale Flächen 6, 8 auf dem Handrücken und der Handfläche der Hände 1 unterteilt werden.
Die neutrale Faser 4 verläuft mittig an den Fingerseitenflächen und entlang der Fingerkuppen, wie den 1 und 2 zu entnehmen ist. Die Haut entlang dieser neutralen Fasern wird beim Abknicken der Finger in Richtung parallel zu den Fingern weder wesentlich gedehnt noch gestaucht, sodass sich die Länge der Haut entlang der neutralen Fasern nicht ändert.
Gleiches gilt für die neutrale Fläche 6 am Handrücken, die sich in etwa von den Fingergrundgelenken proximal, d. h. in Richtung des Handgelenkes, erstreckt, und die neutrale Fläche 8 an der Handfläche, die sich von den Fingerballen proximal erstreckt. Hier findet in Handquerrichtung keine wesentliche Längenänderung statt.
Innerhalb der neutralen Flächen 6, 8 erfährt die Haut also keine Längenänderung gemessen in der Handquerrichtung, wohingegen die Haut in den neutralen Fasern 4 keine Längenänderung in Fingerrichtung erfährt.
Ähnlich wie die Haut erfährt auch ein an einer Hand getragener Handschuh Dehnungen und Stauchungen bei Bewegungen der Finger oder der gesamten Hand.
Entsprechend können auch an einem Handschuh Bereiche bestimmt werden, in denen das Material des Handschuhs weder gestaucht noch gedehnt wird, wenn die Finger und/oder die Hand bewegt wird.
Diese Bereiche eines Handschuhs sind im Wesentlichen diejenigen Abschnitte eines Handschuhs, die an den neutralen Bereichen 2 einer Hand 1 anliegen, wenn der Handschuh getragen wird.
Unter einem Handschuh werden im Rahmen dieser Erfindung neben einem Vollhandschuh mit Fingern auch andere Handbekleidungsstücke wie ein Überzieher oder ein Fingerling verstanden. Auch kann der Handschuh mehrteilig ausgeführt sein. Der erfindungsgemäße Handschuh kann dabei als Überzieher, Fingerling oder auch mehrteilig ausgeführt sein. Beispielsweise ist der Handschuh ein elastischer und eng anliegender Arbeitshandschuh, der zudem der Arbeitssicherheit genügen muss. Zur weiteren Verlängerung der Lebensdauer des Handschuhs kann der Handschuh im Bereich des Funktionselementes an seiner Außenseite mit einer Verstärkungslage versehen sein. Denkbar ist auch, dass die Kontaktstelle ein Kabelende ist.
Vorzugsweise ist das Kabel in seiner Längsrichtung unelastisch ausgeführt. Das Material des Kabels ist also in Längsrichtung weder dehnbar oder elastisch noch ist das Kabel durch seine Anordnung (z. B. einer Spiralanordnung oder Zickzack) dehnbar ausgeführt. Auf diese Weise ist das Kabel kostengünstig und einfach zu befestigen.
Beispielsweise weist der Handschuh wenigstens ein Fingerteil für die Aufnahme eines Fingers des Benutzers auf, wobei das Funktionselement am Fingerteil vorgesehen ist. Das Fingerteil muss dabei nicht den gesamten Finger abdecken. So genügt ein Halbfinger oder ein Ring, der auch getrennt vom restlichen Handschuh ausgeführt sein kann. Durch die Anordnung des Funktionselementes am Fingerteil wird eine einfache Bedienung des Funktionselementes erreicht.
In einer Ausführungsvariante weist der Handschuh wenigstens einen Handflächenabschnitt auf, wobei das Funktionselement am Handflächenabschnitt vorgesehen ist. Durch die Anordnung des Funktionselementes im Bereich der Handfläche ist das Funktionselement besser vor unabsichtlichen Beschädigungen geschützt. Dabei kann das Funktionselement vorzugsweise in einem speziellen Bereich innerhalb des Handflächenabschnitts vorgesehen sein, wobei dieser Bereich in Handquerrichtung von der Seitenkante des kleinen Fingers, also der Handkante aus etwa in einem Abstand beginnt, der der Breite des kleinen Fingers entspricht, und sich bis zu einem Abstand vom daumenseitigen Ende des Handflächenabschnittes erstreckt, der etwa der Breite des Zeigefingers entspricht, und wobei dieser Bereich sich in Handlängsrichtung zwischen der Daumenbeuge und dem fingerspitzenseitigen Ende der zweiten neutralen Fläche erstreckt. Die Breiten der Finger beziehen sich auf die Breiten am Fingeransatz. Auf diese Weise ist das Funktionselement sehr einfach mit einer Hand zu bedienen.
Vorzugsweise weist der Handschuh einen Handrückenabschnitt auf, an dem die Kontaktstelle vorgesehen ist, sodass die Kontaktstelle einfach zugänglich ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind das Kabel, insbesondere über seine gesamte Länge und/oder das Funktionselement an den Handschuh geklebt, insbesondere heißgeklebt. Auf diese Weise lässt sich eine einfache und kostengünstige Befestigung des Kabels und des Funktionselementes am Handschuh realisieren, die gleichzeitig auch zur Zugentlastung des Kabels beiträgt.
Vorzugsweise weist das Kleidungsstück einen Materialstreifen, insbesondere einen Textilstreifen auf, wobei das Kabel und/oder das Funktionselement zwischen dem Materialstreifen und dem Handschuh angeordnet sind. Dabei kann der Materialstreifen ebenfalls am Handschuh heißgeklebt sein. Das Kleidungsstück weist dann in diesen Bereichen von Außen nach Innen zunächst den Handschuh auf, dann das Kabel bzw. das Funktionselement, dann den Klebstoff und als innerste Schicht den Materialstreifen, wobei der Klebstoff das Kabel umgibt und eine Zugentlastung für das Kabel und/oder das Funktionselement bereitstellt. Falls eine Verstärkungslage vorgesehen ist, bildet diese die äußerste Schicht. Durch den Materialstreifen wird das Kabel oder das Funktionselement vor Beschädigungen geschützt.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist die Kontaktstelle auf einer der Seiten des Handschuhs, insbesondere der Außenseite, und das Funktionselement auf der anderen Seite des Handschuhs, insbesondere der Innenseite, angeordnet und/oder das Kabel verläuft zum Großteil an der Innenseite. Dabei durchbricht das Kabel den Handschuh an einem Durchbruch. Auf diese Weise können das Funktionselement und das Kabel geschützt angebracht sein, wohingegen die Kontaktstelle einfach zu erreichen ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Handschuh eine Aufnahme für ein abnehmbares Elektronikmodul auf, an der die Kontaktstelle angeordnet ist, wobei die Kontaktstelle derart ausgebildet ist, dass sie das Elektronikmodul mit dem Funktionselement signaltechnisch verbinden kann, wodurch eine einfache und zuverlässige Verbindung des Funktionselementes mit einem auswechselbaren Elektronikmodul gegeben ist. Dabei kann das Elektronikmodul eine Steuereinheit des Funktionselementes sein, ein Lesegerät oder ein Barcodescanner.
Beispielsweise weist die Kontaktstelle einen mechanischen Kontakt und/oder eine Antenne einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle auf, sodass auf zuverlässige Weise die signaltechnische Verbindung gewährleistet ist. Dabei kann der mechanische Kontakt Kontaktstifte aufweisen, die beispielsweise federnd ausgebildet sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Funktionselement einen Berührungssensor, einen Drucksensor, einen Knopf, einen Schalter, eine kapazitive und/oder induktive Sensorfläche, ein Lesegerät und/oder eine LED auf, wodurch das Funktionselement eine Vielzahl von Funktionen wahrnehmen kann.
Ferner wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kleidungsstückes mit den folgenden Schritten gelöst:

a) Bereitstellen eines Handschuhs,
b) Anlegen eines Kabels an einen neutralen Bereich in der neutralen Richtung dieses neutralen Bereiches des Handschuhs, und
c) Befestigen des Kabels am Handschuh durch Heißkleben.

Durch das Verfahren ist es möglich, auf einfache und kostengünstige Weise ein langlebiges Kleidungsstück mit einem Funktionselement herzustellen.
Vorzugsweise wird das Kabel vor dem Heißkleben mit einem Materialstreifen bedeckt. Dabei kann am Materialstreifen bereits der Heißkleber vorgesehen sein. Auf diese Weise wird eine besonders haltbare Verbindung zwischen Kabel und Handschuh gewährleistet.
Beispielsweise werden das Kabel und/oder der Materialstreifen vor dem Verkleben mit einem Klebstoff vorläufig am Handschuh fixiert, sodass die Montage vereinfacht wird. Der Klebstoff kann dabei so ausgewählt sein, dass er während des Erhitzens verdampft.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Handschuh vor dem Anlegen des Kabels umgestülpt, sodass die Innenseite des Handschuhs nach außen gerichtet ist, wobei das Kabel und/oder das Funktionselement an der Innenseite des Handschuhs befestigt werden, wodurch eine einfache und verschleißsichere Befestigung des Kabels bzw. des Funktionselements am Handschuh ermöglicht wird.
Vorzugsweise wird ein Werkzeug bereitgestellt, in dem die Kontaktstelle, die Aufnahme und/oder das Funktionselement angeordnet werden, wobei dann der umgestülpte Handschuh über das Werkzeug gezogen wird, sodass die Kontaktstelle, die Aufnahme und/oder das Funktionselement auf der Außenseite des Handschuhs befestigt werden, wobei vor dem Aufbringen des Heißklebers und/oder des Materialstreifens das Kabel mit der Kontaktstelle der Aufnahme und/oder dem Funktionselement durch den Handschuh elektrisch verbunden wird. Dabei wird der Handschuh vom Kabel durchbrochen und das Kabel z. B. durch Löten befestigt. Weiterhin kann das Werkzeug Anpressflächen für den Materialstreifen aufweisen. Auf diese Weise ist eine standardisierte und wenig fehleranfällige Herstellung des Kleidungsstückes möglich.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird zum Verkleben der Innenseite des Handschuhs, auf dem das Kabel angeordnet ist, Hitze zugeführt, insbesondere durch einen erhitzten Stempel, wobei sowohl der Heißkleber am Kabel als auch der Heißkleber an der Kontaktstelle, an der Aufnahme und/oder am Funktionselement schmilzt und das Kabel sowie die Kontaktstelle, die Aufnahme und/oder das Funktionselement am Handschuh befestigt. Dabei wird die Hitze bevorzugt nur von einer Seite zugeführt. Auf diese Weise ist es möglich, Elemente auf beiden Seiten des Handschuhs in nur einem Erhitzungsschritt mit einseitiger Hitzeanwendung am Handschuh zu befestigen.
Auch kann eine Verstärkungslage ebenfalls auf dem Werkzeug angeordnet und genau wie die Aufnahme befestigt werden. Somit ist auch für die Befestigung der Verstärkungslage kein weiterer Erhitzungsschritt notwendig.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- 1a und 1b eine menschliche rechte Hand schematisch in Aufsicht auf den Handrücken,
- 2a und 2b eine menschliche rechte Hand in Aufsicht auf die Handfläche,
- 3 schematisch ein erfindungsgemäßes Kleidungsstück gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in ungetragenem Zustand in Aufsicht auf den Handrücken,
- 4a schematisch den Handschuh des Kleidungsstückes der 3 in ungetragenem Zustand mit eingezeichneten neutralen Bereichen in Aufsicht auf den Handrücken,
- 4b schematisch den Handschuh des Kleidungsstückes der 3 in ungetragenem Zustand mit eingezeichneten neutralen Bereichen in Aufsicht auf die Handfläche,
- 4c schematisch ein Fingerteil des Handschuhs des Kleidungsstückes der 3 in getragenem Zustand mit eingezeichnetem neutralen Bereich in Seitenansicht,
- 5 schematisch eine Schnittansicht eines kabelführenden Bereiches des Handschuhs der 3 in einem Schnitt senkrecht zum Kabel,
- 6 schematisch einen Längsschnitt des Zeigefingers des in 3 gezeigten Handschuhs,
- 7 eine Explosionsansicht des in 6 dargestellten Abschnittes,
- 8 schematisch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kleidungsstückes in ungetragenem Zustand in Aufsicht auf den Handrücken, und
- 9 das Kleidungsstück gemäß 8 in ungetragenem Zustand in Aufsicht auf die Handfläche.

In 3 ist ein Kleidungsstück 10 mit einem Handschuh 12, einem elektrischen Funktionselement 14, einer Aufnahme 16 mit einer Kontaktstelle 18 und einem Kabel 20 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
In der gezeigten Ausführungsform ist der Handschuh 12 ein Vollhandschuh mit fünf Fingerteilen 22 zur Aufnahme jeweils eines Fingers des Benutzers, einem Handrückenabschnitt 24, der im getragenen Zustand auf dem Handrücken der Hand des Benutzers anliegt und einem Handflächenabschnitt 26 (vgl. 8), der der Handfläche der Hand des Benutzers zugeordnet ist.
Der Handschuh kann aus Nylon hergestellt sein und mit Polyurethan und/oder Nitril beschichtet sein. Auch ein Handschuh aus Baumwolle ist denkbar.
Selbstverständlich muss der Handschuh 12 kein Vollhandschuh sein, sondern kann auch als Fingerling, Überzieher oder mehrteilig ausgeführt sein.
Der Handschuh 12 weist neutrale Bereiche 28 auf, die in den 4a und 4b mit gestrichelter Linie bzw. schraffiert dargestellt sind. In den 4a und 4b wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine Darstellung des elektrischen Funktionselementes 14, der Aufnahme 16, der Kontaktstelle 18 und des Kabels 20 verzichtet.
Im Folgenden wird der Handschuh 12 mittels der anatomischen Begriffe einer Hand beschrieben, wobei dabei jeweils der Abschnitt des Handschuhs gemeint sind, der an der benannten Stelle der Hand aufliegt, wenn der Handschuh 12 wie vorgesehen getragen wird. Beispielsweise wird zur Vereinfachung nur vom Fingergrundgelenk des Zeigefingers gesprochen, wenn der Abschnitt des Handschuhs 12 gemeint ist, der im getragenen Zustand am Fingergrundgelenk des Zeigefingers aufliegt.
Die neutralen Bereiche 28 weisen eine erste neutrale Fläche 30 auf dem Handrückenabschnitt 24 am Handrücken, eine zweite neutrale Fläche 32 auf dem Handflächenabschnitt 26 an der Handfläche und neutrale Fingerflächen 34 an den Fingerteilen 22 auf.
Die erste neutrale Fläche 30 erstreckt sich auf der dem Daumen zugewandten Seite des Handrückens, d.h. der linken Seite in 4a, vom Handgelenk bis zum Abschnitt, der am Fingergrundgelenk des Zeigefingers anliegt.
Auf der Seite des kleinen Fingers, d.h. auf der rechten Seite der 4a, erstreckt sich die erste neutrale Fläche 30 von der dem Handgelenk zugewandten Seite des Fingergrundgelenks des kleinen Fingers in Richtung des Handgelenkes, jedoch für vier Fünftel der Länge der ersten neutralen Fläche 30 auf der Daumenseite.
Die neutrale Richtung R₁ der ersten neutralen Fläche 30 verläuft in Handquerrichtung R_x .
Die zweite neutrale Fläche 32 am Handflächenabschnitt 26 erstreckt sich auf der Seite des kleinen Fingers, d.h. der linken Seite in 4b, vom Handgelenk bis handgelenkseitig des Fingerballens des kleinen Fingers. Im Bereich der Fingerballen des Zeige-, Mittel-, Ring- und kleinen Fingers erstreckt sich die zweite neutrale Fläche 32 über die gesamte Breite des Handflächenabschnittes 26.
Daumenseitig, d.h. an der rechten Seite in 4b, erstreckt sich die zweite neutrale Fläche nur von unterhalb des Fingerballenes am Zeigefinger bis zur Daumenbeuge.
Dabei verläuft die Grenze der neutralen Fläche 32 von der Daumenbeuge 35 entlang des Daumenballens bis zum Beginn des Handgelenkes zu einem Punkt der in Handquerrichtung R_x etwa mittig des Handgelenks liegt.
Die neutrale Richtung R₂ der zweiten neutralen Fläche 32 verläuft in Handquerrichtung R_x .
Die neutralen Fingerflächen 34 sind in 4c angedeutet, in denen eines der Fingerteile 22 dargestellt ist. Die neutrale Faser 4 des Fingers ist als gestrichelte Linie angedeutet und die neutrale Fingerfläche 34 erstreckt sich in Längsrichtung parallel zur neutralen Faser 4. Die Höhe H_N der neutralen Fingerfläche 34 entspricht etwa einem Drittel der Höhe H_F des Fingers. Die neutrale Fingerfläche 34 verläuft somit im mittleren Drittel der Fingerseitenfläche entlang des gesamten Fingers.
Die neutrale Richtung R_F der neutralen Fingerflächen 34 verläuft in Fingerlängsrichtung R_y .
In Bezug auf die Länge L_z des Zeigefingers des Handschuhs 12 bzw. im Falle eines Überziehers oder Fingerlings mit der theoretische Länge des Zeigefingers beginnt die erste neutrale Fläche 30 auf dem Handrückenabschnitt 24 etwa mit einem Abstand A₁ von dem Ansatz des Zeigefingers 36 aus, der ca. 40 % der Länge L_z des Zeigefingers entspricht, und in einem Abstand A₂ vom Ansatz des kleinen Fingers 38 aus, der etwa 20 % der Länge L_z des Zeigefingers entspricht. Die Länge L₁ der neutralen Fläche 30 an der Seite der Hand bis zur Daumenbeuge 35 hin beträgt etwa 20 % der Länge L_z des Zeigefingers.
Die Länge L₂ der neutralen Fläche 30 zwischen Zeigefinger und Handgelenk beträgt jedoch bereits in etwa der Länge L_z des Zeigefingers.
An der Seite des kleinen Fingers beträgt die Länge L₃ der neutralen Fläche 30 in etwa 80 % der Länge L_z des Zeigefingers.
Die neutrale Fläche 30 beschreibt somit in etwa ein unregelmäßiges Fünfeck auf dem Handrückenabschnitt 24.
Auch die zweite neutrale Fläche 32 kann mithilfe der Länge L_z des Zeigefingers bestimmt werden.
Die zweite neutrale Fläche 32 beginnt mit einem Abstand A₃ und A₄ vom Ansatz des Zeigefingers 36 bzw. vom Ansatz des kleinen Fingers 38, der in etwa der Hälfte der Länge L_z des Zeigefingers entspricht.
Die Länge L₄ an der Seite des kleinen Fingers der zweiten neutralen Fläche 32 beträgt ca. die Hälfte der Länge L_z des Zeigefingers. Bis ungefähr auf der Höhe der Hälfte des Handgelenkes bleibt die Länge L₄ der zweiten neutralen Fläche 32 erhalten. Von da an verringert sich die Länge der zweiten neutralen Fläche 32 bis sie zwischen dem Daumen und dem Zeigefinger die Länge L₅ von ca. 20 % der Länge L_z des Zeigefingers erreicht.
In diesem Bereich gehen die erste neutrale Fläche 30 und die zweite neutrale Fläche 32 ineinander über.
Bei einer Bewegung der Hand oder der Finger der Hand wird der Handschuh 12 innerhalb der ersten neutralen Fläche 30 und der zweiten neutralen Fläche 32 in der Handquerrichtung R_x weder gestaucht noch gedehnt, sodass ihre Länge in der Handquerrichtung R_x in etwa gleichbleibend ist.
Innerhalb der neutralen Fingerflächen 34 ändert sich die Länge des Handschuhs in Fingerlängsrichtung R_y nicht, d. h. er wird in Handlängsrichtung weder gestaucht noch gedehnt.
Wie in 3 zu sehen ist, ist das elektrische Funktionselement 14 innerhalb der neutralen Fingerfläche 34 des Fingerteils 22 des Zeigefingers angeordnet.
In diesem Bereich kann der Handschuh 12 an seiner Außenseite mit einer Verstärkungslage 39 versehen sein, um bei häufiger Berührung des Funktionselementes 14 einem Verschleiß in diesem Bereich des Handschuhs 12 vorzubeugen.
Das Funktionselement 14 ist in der gezeigten Ausführungsform ein Druckknopf. Das Funktionselement 14 kann jedoch selbstverständlich auch ein anderes elektrisches Bauteil sein oder zusätzlich aufweisen, wie ein Druckensor, ein Berührungssensor, ein Schalter, eine kapazitive und/oder induktive Sensorfläche, ein Lesegerät und/oder eine LED.
Die Aufnahme 16 ist an der Handrückenabschnitt 24 innerhalb der ersten neutralen Fläche 30 angeordnet und mit einer Kontaktstelle 18 versehen und kann ein Elektronikmodul aufnehmen und dadurch am Handschuh 12 befestigen.
Die Kontaktstelle 18 ist mittels des Kabels 20 mit dem elektrischen Funktionselement 14 elektrisch verbunden, sodass eine signaltechnische Verbindung zwischen einer Schaltung eines in die Aufnahme 16 eingesetzten Elektronikmoduls und dem Funktionselement 14 mittels der Kontaktstelle 18 erzeugt werden kann.
Dabei kann die Kontaktstelle 18 als mechanische Kontaktstelle mit mechanischen Kontakten ausgebildet sein. Die Kontakte können Federkontakte sein, die gegenüber der Aufnahme 16 federnd ausgebildet sind.
Auch ist es denkbar, dass die Kontaktstelle 18 als drahtlose Kommunikationsschnittstelle ausgeführt ist, beispielsweise als Antenne.
Das Kabel 20 ist unelastisch ausgeführt und beispielsweise ein handelsübliches Kupferkabel.
Weder ist das Material des Kabels 20 dehnbar noch ist das Kabel 20 aufgrund seiner Anordnung dehnbar, wie es bei einer spiralförmigen Anordnung oder einer Anordnung im Zickzack der Fall wäre.
Das Kabel 20 verläuft in der gezeigten Ausführungsform von der Kontaktstelle 18 zunächst innerhalb der ersten neutralen Fläche 30 entlang der Handquerrichtung R_x zur Daumenseite des Handrückenabschnitts 24. Das Kabel 20 verläuft somit also entlang der neutralen Richtung R₁ der ersten neutralen Fläche 30.
Im Bereich des Zeigefingers erstreckt sich das Kabel 20 dann in Fingerlängsrichtung R_y innerhalb der neutralen Fingerfläche 34 des Zeigefingers bis zum elektrischen Funktionselement 14. Das Kabel 20 verläuft somit also entlang der neutralen Richtung R_F der neutralen Fingerfläche 34.
In der gezeigten Ausführungsform verläuft das Kabel 20 somit vollständig in einem neutralen Bereich 28, sodass das Kabel 20 bestmöglich vor Beschädigungen geschützt ist.
Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das Kabel 20 keinen oder nur geringen Zugkräften ausgesetzt ist, die zu Kabelbrüchen führen könnten.
In der gezeigten Ausführungsform sind sowohl das Kabel 20 als auch das elektrische Funktionselement 14 auf der Innenseite des Handschuhs 12 befestigt, d. h. der beim Tragen des Handschuhs 12 der Hand zugewandten Seite.
Die Befestigung des Kabels 20 erfolgt beispielsweise mittels eines Heißklebers 40 über die gesamte Länge des Kabels 20. Der Heißkleber kann zum Beispiel EVA oder TPU sein.
Das Kabel 20 verläuft somit vollständig auf der Innenseite.
Wie in 5 nicht maßstabsgetreu dargestellt ist, ist das Kabel 20 zudem durch einen Materialstreifen 42 abgedeckt, sodass das Kabel 20 zwischen dem Materialstreifen 42 und dem Handschuh 12 im Heißkleber 40 angeordnet ist. Der Materialstreifen 42 ist beispielsweise ein Textilstreifen. Somit wird das Kabel 20 weiter zugentlastet.
Auch das Funktionselement 14 ist mittels des Heißklebers 40 auf der Innenseite des Handschuhs 12 befestigt und wird vom Materialstreifen 42 abgedeckt, wie in 6 dargestellt ist. In 6 ist auch die Verstärkungslage 39 dargestellt.
Hieraus ergibt sich ein Schichtaufbau, wie er in 7 zu sehen ist. Innerhalb des Handschuhs 12 ist der Finger F des Benutzers eingeführt. Im Bereich des Kabels 20 und des Funktionselementes 14 kommt der Finger mit dem Materialstreifen 42 in Kontakt, der eine Schicht Heißkleber 40 abdeckt. In der Schicht Heißkleber 40 sind das elektrische Funktionselement 14 und das Kabel 20 eingebettet und am Handschuh 12 befestigt.
Auf der Außenseite des Handschuhs 12 ist ebenfalls mit Heißkleber 40 eine Verstärkungslage 39 im Bereich des Funktionselementes 14 angebracht.
Zwischen dem Heißkleber 40 und dem Kabel 20 bzw. dem elektrischen Funktionselement 14 kann eine Schicht Klebstoff 44 vorgesehen sein, der der vereinfachten Montage dient.
Zur Herstellung des Kleidungsstückes 10 wird zunächst ein Werkzeug (nicht gezeigt) bereitgestellt. Das Werkzeug kann in etwa handförmig ausgebildet sein. An dem Werkzeug kann die Aufnahme 16 mitsamt der Kontaktstelle 18 sowie auch die Verstärkungslage 39 in dafür vorgesehenen Abschnitten angeordnet werden. Außerdem kann das Werkzeug Anpressflächen für den Materialstreifen 42 aufweisen.
Im nächsten Schritt wird der Handschuh 12 bereitgestellt. Der Handschuh 12 kann ein Arbeitshandschuh sein, wie er beispielsweise von Werkern an Montagelinien in der Industrie verwendet wird. Der Handschuh 12 ist somit ein Verbrauchsgegenstand.
Nun wird der Handschuh 12 umgestülpt, sodass die Innenseite des Handschuhs 12 nach außen gerichtet ist.
Der umgestülpte Handschuh 12 wird dann auf das Werkzeug aufgezogen, sodass die Aufnahme 16 mit der Kontaktstelle 18 und die Verstärkungslage 39 an der Außenseite des Handschuhs 12 an den Stellen anliegen, an denen sie befestigt werden sollen.
Danach wird der Handschuh 12 im Bereich der Kontaktstelle 18 durchbrochen, beispielsweise mithilfe eines Lötkolbens. Durch die Hitze des Lötkolbens verschmelzen die Ränder des Durchbruches, sodass dieser nicht einreißen kann.
Danach wird das Kabel 20, an dem bereits das elektrische Funktionselement 14 befestigt sein kann, in den neutralen Bereichen 28 entlang der neutralen Richtungen R_1, R_F wie oben beschrieben am Handschuh 12 angeordnet.
Daraufhin kann das Kabel 20 mit der Kontaktstelle 18 beispielsweise durch Löten verbunden werden, sodass eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Funktionselement 14 und der Kontaktstelle 18 entsteht.
Zur einfacheren Handhabung kann das Kabel mit einem Klebstoff 44 vorläufig am Handschuh 12 fixiert werden.
Anschließend wird das Kabel 20 und das elektrische Funktionselement mit dem Materialstreifen 42 bedeckt, wobei am Materialstreifen 42 bereits der Heißkleber 40 vorgesehen ist.
Auch der Materialstreifen 42 kann durch einen Klebstoff 44 vorläufig am Handschuh 12 fixiert werden.
Gegebenenfalls wird noch Heißkleber 40 in oder im Bereich des Durchbruches platziert, um genügend Heißkleber 40 zur Befestigung der Aufnahme 16 bereitzustellen.
Nun wird ein erhitzter Stempel auf die so präparierte Innenseite des Handschuhs 12 gepresst, sodass dem Handschuh 12 einseitig Hitze zugeführt wird. Dabei kann auch der Materialstreifen 42 von den Anpressflächen an den Handschuh 12 gedrückt werden, um sicheres Verkleben des Materialstreifens 42 zu gewährleisten.
Dadurch schmilzt der Heißkleber 40 sowohl an der Kontaktstelle 18, der Aufnahme 16, dem elektrischen Funktionselement 14 und dem Kabel 20. Dabei tritt der Heißkleber 40 durch den Handschuh 12, sodass die Aufnahme 16 und die Kontaktstelle 18 nicht separat mit Heißkleber 40 versehen werden müssen, bevor der Handschuh 12 auf das Werkzeug gezogen wird.
Nachdem der Heißkleber 40 geschmolzen ist, wird der Stempel entfernt, sodass der Heißkleber 40 abkühlen kann.
Beim Abkühlen verfestigt sich der Heißkleber 40 und verbindet so die einzelnen Elemente des Kleidungsstückes 10 dauerhaft aneinander.
Während des Erhitzens verdampft der Klebstoff 44, der zur vorläufigen Fixierung des Kabels 20 und/oder des Materialstreifens 42 aufgetragen wurde.
Auf diese Weise werden das Kabel 20 und das elektrische Funktionselement 14 auf der Innenseite des Handschuhs 12 befestigt, wohingegen die Aufnahme 16 mit der Kontaktstelle 18 an der Außenseite des Handschuhs 12 befestigt werden. Dies geschieht in einem einzigen Erhitzungsschritt.
Auch die Verstärkungslage 39 wird dadurch an der Außenseite des Handschuhs 12 befestigt.
Nun kann ein Elektronikmodul (nicht gezeigt) in die Aufnahme 16 auswechselbar eingesetzt werden, das mittels der Kontaktstelle 18 und dem Kabel 20 mit dem Funktionselement 14 signaltechnisch verbunden wird, sodass das Funktionselement 14 in die Schaltung des Elektronikmoduls integriert ist.
In den 8 und 9 ist eine zweite Ausführungsform des Kleidungsstückes 10 dargestellt. Sie entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, sodass im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Gleiche und funktionsgleiche Teile werden mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der zweiten Ausführungsform gemäß den 8 und 9 ist das elektrische Funktionselement 14 jedoch nicht am Fingerteil 22, sondern am Handflächenabschnitt 26 innerhalb der zweiten neutralen Fläche 32 vorgesehen.
Das Kabel 20 erstreckt sich somit lediglich in Handquerrichtung R_x innerhalb der ersten neutralen Fläche 30 und der zweiten neutralen Fläche 32, also in den neutralen Richtung R₁ , R₂ .
In der gezeigten Ausführungsform nach 8 und 9 verläuft das Kabel 20 über die Daumenseite der Hand, jedoch ist auch ein Verlauf über die Seite des kleinen Fingers denkbar.
Auch in dieser Ausführungsform ist das elektrische Funktionselement 14 als Druckknopf ausgebildet. Damit es jedoch nicht zu unerwünschtem Auslösen des Druckknopfes kommt, ist um den Druckknopf herum ein Wulst 46 vorgesehen, der aus einem elastischen Material ausgebildet ist.
Bei flächiger Belastung des Handflächenabschnitts 26 nimmt der Wulst 46 die Belastung auf, ohne dass der Schalter des Funktionselementes 14 ausgelöst wird.
Das Funktionselement 14 ist in dieser Ausführungsform innerhalb der zweiten neutralen Fläche 32 in einem Bereich 48 angeordnet, der für den Benutzer einfach zu erreichen ist.
Dieser Bereich 48 entspricht der Fläche des Handflächenabschnittes 26, an der die Spitzen des Mittelfingers und des Ringfingers des Benutzers bzw. die entsprechenden Abschnitte des Handschuhs 12 den Handflächenabschnitt 26 berühren, wenn der Benutzer die Hand zu einer Faust ballt.
In Handquerrichtung beginnt der Bereich 48 von der Seite des kleinen Fingers aus, d.h. in 9 vom linken Ende des Handflächenabschnittes 26 bzw. der Handkante aus, etwa in einem Abstand A₅ , der der Breite des kleinen Fingers entspricht, und erstreckt sich bis zu einem Abstand A₆ von der Daumenseite des Handflächenabschnittes 26, d.h. in 9 vom rechten Ende des Handflächenabschnittes 26, der etwa der Breite des Zeigefingers entspricht.
In Handlängsrichtung erstreckt sich der Bereich 48 zwischen der Daumenbeuge 35 und dem fingerspitzenseitigen Ende der zweiten neutralen Fläche 32.
Denkbar ist es selbstverständlich auch, dass mehrere Funktionselemente 14 an verschiedenen Stellen des Kleidungsstückes 10 vorgesehen sind.

Claims

Kleidungsstück (10), insbesondere Arbeitskleidungsstück, mit einem Handschuh (12), der eine Innenseite, die beim Tragen des Handschuhs (12) der Hand zugewandt ist, und eine Außenseite hat, wenigstens einem elektrischen Funktionselement (14), das am Handschuh (12) befestigt ist, einer elektrischen Kontaktstelle (18) zur Integration des Funktionselementes (14) in eine Schaltung und wenigstens einem Kabel (20), das das Funktionselement (14) mit der Kontaktstelle (18) elektrisch verbindet, wobei das Kabel (20) am Handschuh (12) befestigt ist und überwiegend, insbesondere vollständig, in wenigstens einem neutralen Bereich (28) des Handschuhs (12) in Bezug auf Längenänderung bei Bewegung der Hand oder eines Fingers in neutraler Richtung des wenigstens einen neutralen Bereiches (28) verläuft.
Kleidungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (20) in seiner Längsrichtung unelastisch ausgeführt ist.
Kleidungsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Handschuh (12) wenigstens ein Fingerteil (22) für die Aufnahme eines Fingers des Benutzers, aufweist, wobei das Funktionselement (14) am Fingerteil (22) vorgesehen ist.
Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handschuh (12) wenigstens einen Handflächenabschnitt (26) aufweist, wobei das Funktionselement (14) am Handflächenabschnitt (26) vorgesehen ist.
Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handschuh (12) einen Handrückenabschnitt (24) aufweist, an dem die Kontaktstelle (18) vorgesehen ist.
Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (20), insbesondere über seine gesamte Länge, und/oder das Funktionselement (14) an den Handschuh (12) geklebt, insbesondere heißgeklebt sind.
Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kleidungsstück (10) einen Materialstreifen (42), insbesondere einen Textilstreifen aufweist, wobei das Kabel (20) und/oder das Funktionselement (14) zwischen dem Materialstreifen (42) und dem Handschuh (12) angeordnet sind.
Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstelle (18) auf einer der Seiten des Handschuhs (12), insbesondere der Außenseite, und das Funktionselement (14) auf der anderen Seite des Handschuhs (12), insbesondere der Innenseite, angeordnet ist und/oder das Kabel (20) zum Großteil an der Innenseite verläuft.
Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handschuh (12) eine Aufnahme (16) für ein abnehmbares Elektronikmodul aufweist, an der die Kontaktstelle (18) angeordnet ist, wobei die Kontaktstelle (18) derart ausgebildet ist, dass sie das Elektronikmodul mit dem Funktionselement (14) signaltechnisch verbinden kann.
Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstelle (18) einen mechanischen Kontakt und/oder eine Antenne einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle aufweist
Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (14) einen Berührungssensor, einen Drucksensor, einen Knopf, einen Schalter, eine kapazitive und/oder induktive Sensorfläche, ein Lesegerät und/oder eine LED aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Kleidungsstücks (10), insbesondere eines Kleidungsstücks gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Handschuhs (12), b) Anlegen eines Kabels (20) an einen neutralen Bereich (28) in der neutralen Richtung dieses neutralen Bereiches (28) des Handschuhs (12), und c) Befestigen des Kabels (20) am Handschuh (12) durch Heißkleben.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (20) vor dem Heißkleben mit einem Materialstreifen (42) bedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (20) und/oder der Materialstreifen (42) vor dem Verkleben mit einem Klebstoff (44) vorläufig am Handschuh (12) fixiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Handschuh (12) vor dem Anlegen des Kabels (20) umgestülpt wird, sodass die Innenseite des Handschuhs (12) nach außen gerichtet ist, wobei das Kabel (20) und/oder das Funktionselement (14) an der Innenseite des Handschuhs (12) befestigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug bereitgestellt wird, in dem die Kontaktstelle (18), die Aufnahme (16) und/oder das Funktionselement (14) angeordnet werden, wobei dann der umgestülpte Handschuh (12) über das Werkzeug gezogen wird, sodass die Kontaktstelle (18), die Aufnahme (16) und/oder das Funktionselement (14) auf der Außenseite des Handschuhes (12) befestigt werden, wobei vor dem Aufbringen des Heißklebers (40) und/oder des Materialstreifens (42) das Kabel (20) mit der Kontaktstelle (18), der Aufnahme (16) und/oder dem Funktionselement (14) durch den Handschuh (12) elektrisch verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verkleben der Innenseite des Handschuhs (12), auf dem das Kabel (20) angeordnet ist, Hitze zugeführt wird, insbesondere durch einen erhitzten Stempel, wobei sowohl der Heißkleber (40) am Kabel (20) als auch der Heißkleber (40) an der Kontaktstelle (18), an der Aufnahme (16) und/oder am Funktionselement (14) schmilzt und das Kabel (20) sowie die Kontaktstelle (18), die Aufnahme (16) und/oder das Funktionselements (14) am Handschuh (12) befestigt.