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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft ein mit Fäden aufweisendes textiles Feuchtetransportelement, welches durch Kapillarwirkung Feuchtigkeit von einem distalen Ende zu einem proximalen Ende transportiert.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zum Überprüfen der Dichtigkeit eines Raumes gegen das Eindringen von Wasser von außen unter Verwendung eines derartigen Feuchtetransportelementes, dessen proximales Ende an einem Feuchtesensor gekoppelt ist.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Fertigung eines Feuchtetransportelementes.
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Stand der Technik
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Personenkraftwagen werden nach ihrer Fertigkeit auf ihre Funktionsfähigkeit hin überprüft. Dabei wird auch die Dichtigkeit von Türen, Fenstern, Schweiß- und Klebenähten, Dichtungen und Verschraubungen etc. gegen das Eindringen von Wasser in die Fahrgastzelle hin überprüft. Hierzu werden Feuchtesensoren verwendet, die ein Signal abgeben, wenn Feuchtigkeit auf eine Sensorfläche des Sensors kommt. Da oftmals die kritischen Stellen schwer zugänglich sind, werden Feuchtetransportelemente verwendet, die durch Kapillarwirkung Feuchtigkeit von einem distalen Ende, das an der kritischen Stelle positioniert wird, zu einem an einen Feuchtesensor gekoppeltes proximales Ende des Transportelementes transportiert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässig arbeitendes Feuchtigkeitstransportelement anzugeben, welches in der Lage ist, geringe Flüssigkeitsmengen vom distalen Ende zum proximalen Ende zu transportieren, wobei die Transportgeschwindigkeit eine ausreichende Höhe aufweisen soll.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Erfindung sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen. Zunächst und im Wesentlichen wird als Mittel zum Feuchtetransport eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Fäden verwendet, wobei jeder Faden aus einer Vielzahl von Filamenten besteht. Bei den Filamenten handelt es sich um endlose Einzelfasern. Die Herstellung des Fadens erfolgt unter Verwendung eines flüssigen Kunststoffs. Bei der Herstellung wird eine flüssige Masse durch eine etwa 100 bis 300 Löcher aufweisende Lochplatine gepresst. Dabei entstehen gleichzeitig etwa 100 bis 300 Filamente. Die Filamente haben einen unrunden Querschnitt. Die Filamente können durch Einblasen von Luft oder dergleichen getengelt werden. Alternativ können die Filamente auch eine geringfügige Verdrillung aufweisen. Bevorzugt erfolgt die Bindung der Filamente im Garn aber durch eine Intermingelung. Zufolge dieser Fertigung liegen die Filamente im Wesentlichen ohne nennenswerte Verdrillung nebeneinander und bilden eine im relaxierten Zustand leicht aufbauschenden Faden. Die extrudierten Filamente werden als Faden, als Wickel bzw. auf einer Spule aufgewickelt bevorratet. Mehrere dieser so gefertigten Fäden werden bei der Fertigung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nebeneinanderliegend und unterbrechungsfrei vom distalen Ende zum proximalen Ende angeordnet. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung haben die Filamente einen multilobalen Querschnitt. Der Querschnitt der Filamente weicht von der Kreisform, einem Oval oder einer sonstigen glattwandigen Flächenform dadurch ab, dass das Filament in seiner Achsrichtung Einkerbungen oder anderweitige Vertiefungen aufweist, die als Kapillarkanäle wirken. Es ist insbesondere vorgesehen, dass jedes Filament mehrere, insbesondere vier Kapillarkanäle aufweist. Die Fäden liegen bevorzugt in einer lockeren Anordnung nebeneinander. Das Produkt aus Fadendurchmesser und Anzahl der Fäden ist insbesondere kleiner, als die Breite eines Trägers, welcher die Mehrzahl der nebeneinanderliegenden Fäden trägt. Die Fäden können sich bereichsweise berühren und bereichsweise voneinander beabstandet sein. Sie werden insbesondere in einem relaxierten Zustand auf dem Träger angeordnet. Einzelne Fäden können sich dabei überkreuzen, wenngleich eine sich nicht überkreuzende Anordnung der Fäden als Idealfall angesehen wird. Die Filamente bestehen bevorzugt aus Polyester. Die Filamente können eine Feinheit von 0,5 bis 1 dtex aufweisen, wobei die Feinheit bevorzugt zwischen 0,8 und 0,9 dtex liegt. Es ist vorgesehen, dass ein Faden aus 100 bis 300 Filamenten besteht. Bevorzugt besteht der Faden aus 200 Filamenten und besitzt eine Feinheit zwischen 100 und 200 dtex. Die bevorzugte Feinheit des Fadens liegt zwischen 150 und 180 dtex. Eine ideale Querschnittsstruktur des Filamentes entspricht einer Struktur, die sich ergibt, wenn sich drei überlappende Kreise nebeneinandergelegt werden. Es entstehen dabei jeweils zwei sich gegenüberliegende zwickelförmige Kapillarkanäle. Zur Fertigung des Feuchtetransportelementes ist ferner vorgesehen, dass die vom Wickel abgewickelten, bei ihrer Fertigung mit einem Drall versehenen Fäden entdrillt werden, sodass die einzelnen Filamente mit geringfügigem Abstandsfreiraum nebeneinander liegen, durch welchen Abstandsfreiraum die Feuchtigkeit aufgrund der Kapillarwirkung transportiert wird. Die Kapillarwirkung wird verstärkt durch die Kapillarkanäle. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden auf einer Klebefläche eines Trägers, der bevorzugt 1 bis 2 cm breit ist, etwa 18 bis 24 Fäden/cm nebeneinander aufgeklebt, wozu der Träger mit einer selbsthaftenden Klebeschicht versehen ist. Bevorzugt können beide Breitseiten des aus Kunststoff oder Papier gefertigten flexiblen Träger eine Klebeschicht besitzen, sodass das Feuchtetransportmittel an der Wand eines auf die Dichtigkeit hin zu überprüfenden Raumes angeklebt werden kann. Während das distale Ende des Feuchtetransportmittels bei seiner Verwendung zur Überprüfung der Dichtigkeit eines Raumes an einer kritischen Stelle des Raumes angeordnet wird, kann am proximalen Ende des Feuchttransportelementes der Feuchtesensor angeordnet sein. Der Feuchtesensor kann auch RFID Funktionen aufweisen.
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Das Verfahren zur Fertigung eines derartigen Feuchtetransportelementes erfolgt bevorzugt dadurch, dass eine Vielzahl von Fäden gleichzeitig jeweils von einem Wickel oder einer Spule abgewickelt werden. Dabei kann – sofern es notwendig ist – eine Entdrillung des Fadens vorgenommen werden, in dem jeder Wickel in entsprechender Weise um die Fadenachse entgegen des Fadendralls gedreht wird. Über geeignete Führungen werden die vom Wickel oder von der Spule abgewickelten Fäden in eine Parallellage gebracht und auf die Klebeschicht eines flexiblen Klebers aufgebracht, der von einer Vorratsrolle abgewickelt wird. Die Fäden und der Träger können durch ein Walzenpaar hindurchlaufen, welches die Fäden auf die Klebeschicht drückt. Die Rückseite des Trägers kann mit einer weiteren Klebeschicht versehen sein, die mit einer Schutzabdeckung versehen ist, die vor Gebrauch der Vorrichtung abgezogen werden muss.
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Die Filamente der Fäden erstrecken sich bevorzugt unterbrechungsfrei vom einen Ende des Feuchtetransportelements zum anderen Transportelements, also insbesondere vom distalen Ende unterbrechungsfrei zum proximalen Ende. Das Feuchtetransportelement kann insbesondere auch dazu verwendet werden, um ganz allgemein die Anwesenheit von Nässe an schwer zugänglichen Stellen zu ermitteln. Das Feuchtetransportelement kann nicht nur im Kraftfahrzeugbau, sondern auch im Bauwesen, in Lagern, Großbehältern oder in der Medizintechnik verwendet werden. Hier kann das Feuchtetransportelement insbesondere verwendet werden, Flüssigkeit an eine Stelle zu leiten, wo sie analysiert werden kann. Das Feuchtetransportelement kann bspw. mit seinem distalen Ende in Verbindung mit einer Wunde gebracht werden, wobei am proximalen Ende ein Analysesensor angeordnet ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch und in einer perspektivischen Darstellung einen Feuchteleiter mit einem erfindungsgemäßen Feuchtetransportelement, verbunden mit einem Sensor zum Überprüfen der Dichtigkeit eines Raumes gegen das Eindringen von Wasser von außen,
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2 den Schnitt gemäß der Linie II-II in 1 ausschnittsweise vergrößert, wobei lediglich die Umrisskonturen der nebeneinanderliegenden Fäden angedeutet sind, die aufgrund des aufbauschenden Charakters der Filamente unregelmäßig ist,
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3 vergrößert den Ausschnitt III in 1,
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4 im perspektivischen Querschnitt ein Filament mit vier Kapillarkanälen und
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5 eine aus mehreren, im Idealfall 200 Filamenten bestehender Faden, wobei die Umrisskontur des Fadens gestrichelt dargestellt ist.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Die in den 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung besitzt einen flexiblen Träger 2, der etwa eine Breite von 1 cm und eine Länge von 30 bis 90 cm aufweist, aber auch kürzer, breiter, schmaler oder länger sein kann. Der Träger besitzt eine erste Klebeschicht 4 auf einer ersten Breitseite und eine zweite Klebeschicht 7 auf einer zweiten Breitseite, die der ersten Breitseite gegenüberliegt.
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Auf der ersten Klebeschicht 4 ist eine Vielzahl von Fäden nebeneinanderliegend angeordnet. Die Fäden 5 haften auf der Klebeschicht 4. Die Fäden liegen im Wesentlichen nebeneinander, wobei sie sich abschnittsweise berühren können und abschnittsweise auch voneinander beabstandet liegen können. Sie werden ohne Spannung relaxiert auf dem Träger 2 angeordnet, wobei sich die einzelnen Fäden 5 im Idealfall nicht überkreuzen, im Einzelfall es allerdings auch unschädlich ist, wenn sich die Fäden 5 überkreuzen. Die Breite des Trägers 2, der etwa gleichmäßig über die gesamte Breite mit Fäden 5 bestückt ist, ist größer als das Produkt zwischen Anzahl der Fäden 5 und deren Durchmesser, sodass die Vielzahl von Fäden 5 quasi parallel liegen, sich unterbrechungsfrei vom distalen Ende 1' des Feuchtetransportelementes 1 zum proximalen Ende 1'' erstrecken können. Am proximalen Ende 1'' befindet sich ein Feuchtesensor, der einen Transponder aufweisen kann.
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Die 5 zeigt vergrößert einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Fadens 5, der aus einer Vielzahl von Endlosfilamenten 3 besteht. Der Übersichtlichkeit halber sind nur wenige Endlosfilamente und ist die Umrisskontur des Fadens gestrichelt angedeutet dargestellt. Ein erfindungsgemäßer Faden besteht aus deutlich mehr, bevorzugt insgesamt 200 Endlosfilamenten 3. Die Filamente 3 besitzen einen Querschnitt, wie er die 4 zeigt. Der ideale Querschnitt, von dem der reale Querschnitt fertigungsbedingt abweichen kann, entspricht einer Anordnung von drei Kreisen, die mit ihren Mittelpunkten auf einer Geraden liegen sich bereichsweise überschneiden, sodass insgesamt vier zwickelförmige, sich in Achsrichtung erstreckende Kapillarkanäle 8 ausbilden. Das Filament 3 besitzt somit eine im Wesentlichen flache Form mit zwei voneinander weg weisenden Breitseiten, in welchen sich jeweils in Achsrichtung zwei parallel zueinander verlaufende Kapillarkanäle 8 erstrecken.
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Bei der Fertigung wird eine flüssige Polyestermasse durch eine Spinnplatine gepresst, die 100 bis 300 bevorzugt 200 Austrittsöffnungen aufweist, die die in der 4 dargestellte Querschnittsform besitzen. Die aus den Spinnöffnungen austretenden Filamente werden durch Intermingelung oder durch Tengeln aneinander gebunden, sodass ein im relaxierten Zustand aufbauschender Faden entsteht. Alternativ dazu können die Filamente aber auch geringfügig verdrillt werden. Der Faden wird auf einem Wickel oder einer Spule aufgewickelt.
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Zur Fertigung der in den 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung werden 10 bis 30 Fäden gleichzeitig jeweils von einem Wickel oder einer Spule abgewickelt, wobei ein eventueller Drall durch eine Drehung der Wickels entgegen der Drallrichtung weitestgehend entfernt wird. Eine Entdrillung ist nicht erforderlich, wenn die Fäden 5 bei ihrer Fertigung nicht verdrillt werden.
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Die derart von dem Wickel oder der Spule abgewickelten, jeweils aus einer Vielzahl von Filamenten 3 bestehenden Fäden 5 werden dann mit einer geeigneten Führung in eine Parallellage gebracht, in der sie eng aber locker nebeneinander liegen, sodass sie sich bereichsweise berühren, bereichsweise aber auch voneinander beabstandet liegen können. In einer derartigen Anordnung werden die Fäden 5 auf der Klebeschicht 4 eines von einer Vorratsrolle abgewickelten Trägers 2 aufgebracht. Eine hierzu erforderliche Andruckkraft kann von einem Walzenpaar aufgebracht werden, durch welche die Fäden 5 und der Träger 2 gezogen wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht der Faden zu 100% aus Polyester und besitzt 200 Filamente jeweils mit einer Feinheit von 0,8 bis 0,85 dtex. Ein 2 cm breiter Träger, der mit 20 derartiger Multifilamentfäden belegt worden ist, die zuvor relaxiert und in eine Parallellage gebracht worden sind, ist in der Lage, durch einen Kapillareffekt Feuchtigkeit innerhalb von 90 Sekunden ca. 22 cm weit zu transportieren. Bei dem Klebstoff kann es sich um einen silikonfreien Klebstoff handeln, mit dem der Träger vor dem Auflegen der Fäden 5 beschichtet worden ist. In einer idealen Anordnung sind die Fäden 5 vollständig entdrillt, sodass die Filamente 5 ohne Drehung nebeneinander liegen. Es ist aber ausreichend, wenn jeder Einzelfaden eine Verdrehung aufweist, die geringer ist als 100 Drehungen/m. Die Filamente 3 jedes Fadens 5 liegen in einer aufgelockerten Anordnung nebeneinander, sodass zwischen benachbarten Filamenten 3 Abstandsfreiräume existieren.
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Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, nämlich:
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Vielzahl von Filamenten 3 aufweisende Fäden 5 sich nebeneinander liegend unterbrechungsfrei vom distalen Ende 1' zum proximalen Ende 1'' erstrecken;
Ein Feuchtetransportelement, das durch gekennzeichnet ist, dass die Filamente 3 einen multilobalen Querschnitt aufweisen;
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes Filament 3 mehrere, insbesondere vier Kapillarkanäle 8 aufweist;
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fäden 5 in lockerer Anordnung im Wesentlichen sich nicht überkreuzen bereichsweise berührend nebeneinander liegen;
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Filamente 3 aus Polyester bestehen;
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Filamente 3 eine Feinheit von 0,5 bis 1 dtex aufweisen, wobei die Feinheit bevorzugt zwischen 0,8 und 0,9 liegt;
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der aus 100 bis 300 Filamenten, bevorzugt 200 Filamenten bestehende Faden eine Feinheit zwischen 100 und 200 dtex, bevorzugt eine Feinheit zwischen 150 und 180 aufweist;
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fäden 5 mittels einer Klebeschicht 4 mit einem langgestreckten Träger 2 verbunden sind;
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Träger 2 auf der den mit den Fäden 5 bestückten Breitseitenfläche gegenüberliegenden Breitseitenfläche eine Klebeschicht 7 aufweist, mit der der Träger 2 an einer Wand des Raumes befestigbar ist;
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Filamente 3 der parallel und relaxiert auf dem Träger 2 angeordneten Fäden im Wesentlichen unverdrillt sind und insbesondere durch eine Intermingelung oder Tengelung aneinander gebunden sind;
Ein Feuchtetransportelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Feuchtsensor 6 RFID Funktionalität aufweist;
Die Verwendung eines Feuchtetransportelementes 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem am proximalen Ende angeordneten Feuchtesensor 6 zur Überprüfung der Dichtigkeit eines Raumes gegen das Eindringen von Wasser von außen;
Ein Verfahren zur Fertigung eines Feuchtetransportelementes 1, das dadurch gekennzeichnet ist, dass von ein oder mehreren Wickeln oder Spulen jeweils ein Faden abgezogen wird, die Fäden 5 in eine Parallellage gebracht werden und auf eine Klebeschicht 4 eines von einer Vorratsrolle abgezogenen flexiblen Trägers 2 aufgeklebt werden;
Ein Verfahren zur Fertigung eines Feuchtetransportelementes 1, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fäden 5 beim Abziehen von den Wickeln oder Spulen zumindest teilweise entdrillt werden und relaxiert und spannungsfrei auf dem Träger 2 aufgebracht werden.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Feuchtetransportelement
- 1'
- distales Ende
- 1''
- proximales Ende
- 2
- Träger
- 3
- Filament
- 4
- Klebeschicht
- 5
- Faden
- 6
- Feuchtesensor
- 7
- Klebeschicht
- 8
- Kapillarkanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012007552 A1 [0004]
- DE 102013004025 A1 [0004]
- DE 102012007551 A1 [0004]
- DE 3744233 C2 [0004]
