DE102021130483A1 - Anatomically formable support, especially lumbar support - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine anatomisch formbare Stütze, insbesondere eine Lordosenstütze sowie einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 8, welche einen Grundkörper aufweist zum Abstützen eines untere Rückenbereichs eines Benutzers der Lordosenstütze, zumindest einer Einstellvorrichtung, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine Außenfläche in dessen Form zu verändern und/oder eine Ausrichtung des Grundkörpers relativ zum Lordosebereich des Benutzers zu verändern, zumindest eine Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, den Druck und/oder Feuchtigkeit an der Außenfläche des Grundkörpers zu messen, wobei den Druck und/oder die Feuchtigkeit durch den zumindest indirekten Kontakt mit dem Lordosebereich des Benutzers entsteht.The present invention relates to an anatomically formable support, in particular a lumbar support, and a seat, in particular a vehicle seat, according to the respective preambles of patent claims 1 and 8, which has a base body for supporting a lower back area of a user of the lumbar support, at least one adjustment device which is set up for this purpose and is intended to change the shape of an outer surface and/or to change an orientation of the base body relative to the lordosis area of the user, at least one device for measuring pressure and/or humidity, which is set up and provided for this purpose, the pressure and /or to measure moisture on the outer surface of the base body, the pressure and/or the moisture arising from the at least indirect contact with the lordosis area of the user.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine anatomisch formbare Stütze, insbesondere eine Lordosenstütze sowie einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 8.The present invention relates to an anatomically formable support, in particular a lumbar support, and a seat, in particular a vehicle seat, according to the respective preambles of patent claims 1 and 8.
Bei bisherigen Fahrzeugsitzen, welche Lordosenstützen umfassten, werden diese Lordosenstützen nicht automatisch und noch nicht einmal vollautomatisch eingestellt. Sitzt ein neuer Benutzer auf dem Fahrzeug, so wird durch die Benutzer selbst, je nach den Anpassungswünschen, eine Lordosenstütze einer Rückenlehne eines Sitzes nach hinten oder nach vorne verfahren und teilweise sogar in deren Form auch geändert, sodass ein unterer Rücken, also ein Lordosebereich des Rückens, zumindest nach Ansicht des Fahrers passend abgestützt ist.In previous vehicle seats, which included lumbar supports, these lumbar supports are not adjusted automatically and not even fully automatically. If a new user sits on the vehicle, the users themselves, depending on the adjustment requests, move a lumbar support of a backrest of a seat backwards or forwards and sometimes even change its shape, so that a lower back, i.e. a lordosis area of the Back, is properly supported, at least in the driver's view.
Im Stand der Technik fehlt jedoch eine derartige Lordosenstützenanpassung, welche automatisch oder vollautomatisch, insbesondere auf Basis von vorher festgelegten Kriterien, wie zum Beispiel Grenzwerten von Belastung und Druck an der Rückenlehne und/oder an der Lordosenstütze angebrachten Sensoren, die Lordose in den Rücken selbst hineinsteuert und dort auch verbleibt. Auch fehlt eine solche Lordosenstütze, welche anhand einer Einstellvorrichtung, welche unten näher beschrieben wird, entsprechend dem Fahrstil und/oder der Fahrgeschwindigkeit und/oder dem Gewicht des Fahrers die Lordosenstütze entsprechend einstellt. So ist denkbar, dass bei hohen Geschwindigkeiten der Fahrer, statt sich in die Rückenlehne hineinzupressen, ein eher nach vorne gebeugte Sitzposition einnimmt, insbesondere im Stil eines Rennfahrers. Dies führt dazu, dass der untere Lordosebereich sich von einer Durchdrückungshaltung, also einer Hohlkreuzhaltung, nach vorne verkrümmt und etwas gerader wird, beispielsweise jedoch so gerade wird, dass daraus statt einer konvexe, eine konkave Krümmung des Lordosenbereichs entsteht. Dies alles kann durch die vorliegende Erfindung ach auf Basis der unten weiter beschriebenen Einstellvorrichtung in einen Computerchip der Einstellvorrichtung hinterlegten Grenzwerten hinterlegt sein, sodass die Lordosenstütze in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und/oder des Fahrstils sich in deren Ausformung und/oder Position relativ zum Lordosenbereich des Rückenbereichs des Benutzers anpasst.However, the prior art lacks such a lumbar support adjustment, which automatically or fully automatically, in particular on the basis of predetermined criteria, such as limit values of load and pressure on the backrest and/or sensors attached to the lumbar support, controls the lordosis in the back itself and stays there. Also missing is such a lumbar support, which adjusts the lumbar support according to the driving style and/or the driving speed and/or the weight of the driver using an adjustment device, which is described in more detail below. So it is conceivable that at high speeds the driver, instead of pressing himself into the backrest, assumes a sitting position leaning forward, in particular in the style of a racing driver. As a result, the lower lordosis area bends forward from a push-through posture, i.e. a hollow back posture, and becomes somewhat straighter, for example so straight that instead of a convex, a concave curvature of the lordosis area arises. All of this can be stored by the present invention on the basis of the adjustment device described below in a computer chip of the adjustment device, so that the shape and/or position of the lumbar support relative to the lumbar area of the back area changes depending on the speed and/or the driving style of the user adjusts.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Verformungen sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.This object is solved by the subject matter of claim 1. Further deformations can be found in the further claims.
Erfindungsgemäß umfasst die anatomisch formbare Stütze, insbesondere Lordosenstütze für einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz einen Grundkörper zum Abstützen eines untere Rückenbereichs eines Benutzers der Lordosenstütze, zumindest einer Einstellvorrichtung, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine Außenfläche in dessen Form zu verändern und/oder eine Ausrichtung des Grundkörpers relativ zum Lordosebereich des Benutzers zu verändern sowie zumindest eine Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist den Druck und/oder Feuchtigkeit an der Außenfläche des Grundkörpers zu messen, wobei den Druck und/oder die Feuchtigkeit durch den zumindest indirekten Kontakt mit dem Lordosebereich des Benutzers entsteht, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden aufweist, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist, wobei auf einer dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest einer Elektrode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise zumindest eine zumindest teilweise flüssigkeitsdurchlässige und/oder flüssigkeitsabsorbierende Feuchteschicht angeordnet ist, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder die dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Flüssigkeit zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Änderung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.According to the invention, the anatomically formable support, in particular a lumbar support for a seat, in particular a vehicle seat, comprises a base body for supporting a lower back area of a user of the lumbar support, at least one adjustment device which is set up and provided for changing the shape of an outer surface and/or to change an orientation of the base body relative to the lordosis area of the user and at least one device for measuring pressure and/or moisture, which is set up and provided for measuring the pressure and/or moisture on the outer surface of the base body, the pressure and/or or the moisture is caused by the at least indirect contact with the lordosis area of the user, which is characterized in that the device for measuring pressure and/or moisture has at least one capacitor with at least two electrodes which, in particular in a horizontal direction along one and are arranged relative to one another on an, in particular flexible, carrier material, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes, with at least one at least partially liquid-permeable and/or liquid-absorbing moisture layer on a side facing away from the carrier material of at least one electrode and/or the dielectric layer is arranged, with the at least one electrode and/or the dielectric layer being arranged in a transverse direction between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance changes at least partially as a result of the liquid at least partially impinging on the dielectric layer, a processing unit being set up for this purpose and is intended to measure and/or store this change, resulting in a capacitive humidity sensor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Trägermaterial um eine Außenfläche des Grundkörpers, und insbesondere um einen Bezugsstoff.According to at least one embodiment, the carrier material is an outer surface of the base body, and in particular an upholstery material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Sensor auf den Bezugsstoff aufgeklebt oder mit einem sonstigen mechanischen Befestigungsmittel an dem Grundkörper, insbesondere an dem Trägermaterial befestigt.According to at least one embodiment, the sensor is glued onto the cover material or is fastened to the base body, in particular to the carrier material, with some other mechanical fastening means.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Einstellvorrichtung zumindest einen Auswerte- und Ansteuereinheit auf, welche aufgrund der durch den Sensor gemessenen Messwerte eine Außenfläche in dessen Form verändert und/oder eine Ausrichtung des Grundkörpers relativ zum Lordosebereich des Benutzers verändert, und zwar so lange, bis die Messwerte des Sensors innerhalb eines Wohlfühlbereichs liegen.In accordance with at least one embodiment, the adjusting device has at least one evaluation and control unit which, based on the measured values measured by the sensor, changes the shape of an outer surface and/or changes an orientation of the main body relative to the lordosis area of the user until the Sensor readings are within a comfortable range.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Wohlfühlbereich zumindest einen vorab eingestellten Grenzwert, welcher zu unter- oder überschreiten ist, um in den Wohlfühlbereich zu gelangen.In accordance with at least one embodiment, the comfort zone includes at least one previously set limit value, which must be exceeded or fallen below in order to get into the comfort zone.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist zur Verstellung durch die Einstellvorrichtung diese mechanische, pneumatische und/oder elektrisch betreibbare Einstellelemente auf, welche innerhalb oder außerhalb der Stütze, insbesondere an einem Gestell eines Sitzes, insbesondere an einem Gestell eines Fahrzeugsitzes, angeordnet sind.According to at least one embodiment, the adjustment device has mechanical, pneumatic and/or electrically operable adjustment elements for adjustment, which are arranged inside or outside the support, in particular on a frame of a seat, in particular on a frame of a vehicle seat.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Einstellelemente mechanische Verfahrelemente auf, welche über eine Stellmotor entlang eines Verfahrweges verfahren werden.According to at least one embodiment, the adjustment elements have mechanical displacement elements, which are displaced along a displacement path by means of a servomotor.
Erfindungsgemäß umfasst der Sitz, insbesondere Fahrzeugsitz, ein Sitzteil zum Platznehmen eines Benutzers des Fahrzeugsitzes, zumindest einen Sitzfuß zur Montage des Fahrzeugsitzes auf einem Fahrzeugboden, sowie einen, insbesondere höhenverstellbaren, Verbindungsgestells, welches das Sitzteil mit dem Sitzfuß mechanisch miteinander verbindet, insbesondere sodass das Sitzteil in Höhenrichtung gegenüber dem Sitzfuß bewegbar ist und zumindest eine Rückenlehne, welche in mechanischer Verbindung, mit dem Sitzteil besteht, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass an einer einem Benutzer des Sitzes zugewandten Seite der Rücklehne in einem Lordosebereich der Rückenlehne und/oder zumindest teilweilse innerhalb der Rücklehne die Stütze angeordnet ist.According to the invention, the seat, in particular the vehicle seat, comprises a seat part for seating a user of the vehicle seat, at least one seat base for mounting the vehicle seat on a vehicle floor, and a connecting frame, in particular a height-adjustable one, which mechanically connects the seat part to the seat base, in particular so that the seat part is movable in the height direction relative to the seat base and at least one backrest which is mechanically connected to the seat part, which is characterized in that on a side of the backrest facing a user of the seat in a lordosis area of the backrest and/or at least partially within the Backrest the support is arranged.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit umfasst zumindest einen Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden umfasst, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung, entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblen, Trägermaterial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist.The device according to the invention for measuring pressure and/or humidity comprises at least one sensor for measuring pressure and/or humidity, the sensor comprising at least one capacitor with at least two electrodes which, in particular in a horizontal direction, along and on a in particular flexible carrier material are arranged relative to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes.
Die horizontale Richtung ist vorzugsweise eine Haupterstreckungsrichtung des flexiblen Trägermaterials.The horizontal direction is preferably a main extension direction of the flexible carrier material.
„Flexibel“ heißt in diesem Zusammenhang, dass das Trägermaterial zumindest stellenweise biegsam und damit elastisch ist.In this context, "flexible" means that the carrier material is at least partially flexible and therefore elastic.
Insbesondere kann es sich bei dem Trägermaterial um einen Webstoff oder um einen sonstigen Bekleidungsstoff wie zum Beispiel ein Polyester handeln.In particular, the carrier material can be a woven fabric or some other clothing fabric such as a polyester.
Die dielektrische Schicht beabstandet damit die beiden Elektroden in einer horizontalen und/oder in einer dazu senkrechten Querrichtung.The dielectric layer thus spaces the two electrodes in a horizontal direction and/or in a transverse direction perpendicular thereto.
Erfindungsgemäß ist auf einer dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest eine Elektrode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise flüssigkeitsdurchlässige und/oder flüssigkeitsabsorbierende Feuchteschicht angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Flüssigkeit, zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Änderung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.According to the invention, at least one electrode and/or the dielectric layer is arranged at least in places on a side facing away from the carrier material, at least one at least partially liquid-permeable and/or liquid-absorbing moisture layer, the at least one electrode and/or dielectric layer thus being in a transverse direction between the carrier material and the moisture layer are arranged such that a capacitance is at least partially changed by the liquid at least partially impinging on the dielectric layer, a processing unit being set up and provided for measuring and/or storing this change, resulting in a capacitive moisture sensor.
Ein kapazitiver Feuchtesensor ist im Prinzip ein Kondensator, dessen Dielektrikum vorzugsweise aus einem hygroskopischen Polymerschicht besteht, die entsprechend der Feuchtigkeit der Umgebungsluft Feuchtigkeit aufnimmt (absorbiert) oder abgibt (desorbiert) bis ein Gleichgewichtszustand (Diffusionsgefälle ist = 0) erreicht ist. Dabei verändert sich die Dielektrizitätskonstante des Polymermaterials als Funktion eines Feuchtegehalts.In principle, a capacitive humidity sensor is a capacitor whose dielectric preferably consists of a hygroscopic polymer layer that absorbs (absorbs) or releases (desorbs) moisture according to the humidity of the ambient air until a state of equilibrium (diffusion gradient = 0) is reached. The dielectric constant of the polymer material changes as a function of the moisture content.
Die Aufgabe der Verarbeitungseinheit besteht unter anderem darin, vorzugsweise auch aus einer gemessenen Umgebungstemperatur und dem feuchtigkeitsabhängigen Kapazitätswert des Sensors die relative Feuchte möglichst genau zu ermitteln.The task of the processing unit is, among other things, to determine the relative humidity as precisely as possible, preferably also from a measured ambient temperature and the humidity-dependent capacitance value of the sensor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit zumindest einen Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden umfasst, welche insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem insbesondere flexiblen Trägermaterial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist.According to at least one embodiment, the device for measuring pressure and/or humidity comprises at least one sensor for measuring pressure and/or humidity, the sensor comprising at least one capacitor with at least two electrodes, which in particular are arranged in a horizontal direction along and on a in particular flexible carrier material are arranged relative to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes.
Erfindungsgemäß ist auf eine dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise flüssigkeitsdurchlässige und/oder flüssigkeitsabsorbierende Schicht (= Feuchteschicht) angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht in Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Flüssigkeit, zumindest teilweise verändert wird, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Änderung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.According to the invention, at least one electrode and/or dielectric layer is arranged at least in places on a side facing away from the carrier material, at least one at least partially liquid-permeable and/or liquid-absorbing layer (=moisture layer), the at least one electrode and/or dielectric layer thus being located in the transverse direction between the carrier material and the moisture layer are arranged so that a capacity through the on the dielectric ric layer at least partially impinging liquid, is at least partially changed, with a processing unit being set up and provided for measuring and/or storing this change, so that a capacitive moisture sensor is created.
Die Feuchteschicht kann mit einem dielektrischen Material gebildet sein. Das Material der Feuchteschicht kann verschieden von dem Material der wasserundurchlässigen Schicht sein.The moisture layer can be formed with a dielectric material. The material of the moisture layer can be different from the material of the water-impermeable layer.
Der Sensor und/oder die Verarbeitungseinheit können mittels einer Batterie oder einer Festnetzstromversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden.The sensor and/or the processing unit can be supplied with electrical energy by means of a battery or a landline power supply.
Alternativ oder zusätzlich ist die Erzeugung von elektrischer Energie zur Versorgung des Sensors und/oder Verarbeitungseinheit mittels sogenannten „Energy Harvesting“ möglich. As an alternative or in addition, it is possible to generate electrical energy to supply the sensor and/or processing unit by means of what is known as “energy harvesting”.
Als Energy Harvesting (wörtlich übersetzt Energie-Ernten) bezeichnet man die Gewinnung kleiner Mengen von elektrischer Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen für mobile Geräte mit geringer Leistung. Die dafür eingesetzten Strukturen werden auch als Nanogenerator bezeichnet. Energy Harvesting vermeidet bei Drahtlostechnologien Einschränkungen durch kabelgebundene Stromversorgung oder Batterien.Energy harvesting is the term used to describe the extraction of small amounts of electrical energy from sources such as ambient temperature, vibration or air currents for low-power mobile devices. The structures used for this are also referred to as nanogenerators. Energy Harvesting eliminates the limitations of wired power supplies or batteries in wireless technologies.
Möglichkeiten des Energy Harvesting:
- • Piezoelektrische Kristalle erzeugen bei Krafteinwirkung, beispielsweise durch Druck oder Vibration, elektrische Spannungen. Diese Kristalle können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein.
- • Thermoelektrische Generatoren und pyroelektrische Kristalle gewinnen aus Temperaturunterschieden elektrische Energie. Diese Generatoren können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein.
- • Über Antennen kann die Energie von Radiowellen, eine Form von elektromagnetischer Strahlung, aufgefangen und energetisch verwendet werden. Ein Beispiel dafür sind die passiven RFIDs. Diese Antennen können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein.
- • Photovoltaik, elektrische Energie aus der Umgebungsbeleuchtung.
- • Osmose.
- • Piezoelectric crystals generate electrical voltages when force is applied, for example through pressure or vibration. These crystals can be arranged on or on the carrier material.
- • Thermoelectric generators and pyroelectric crystals generate electrical energy from temperature differences. These generators can be arranged on or on the carrier material.
- • The energy of radio waves, a form of electromagnetic radiation, can be captured via antennas and used for energy. Passive RFIDs are an example of this. These antennas can be arranged on or on the carrier material.
- • Photovoltaics, electrical energy from ambient lighting.
- • Osmosis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Sensor zusätzlich ein kapazitiver Drucksensor, wobei die Verarbeitungseinheit zusätzlich dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine durch äußeren Druck verursachte Kapazitätsänderung des Kondensators zu messen und/oder zu speichern.In accordance with at least one embodiment, the sensor is also a capacitive pressure sensor, with the processing unit also being set up and provided for measuring and/or storing a change in capacitance of the capacitor caused by external pressure.
Grundsätzlich handelt es sich bei einem kapazitiven Sensor also um einen Sensor, welcher auf Basis der Veränderung der elektrischen Kapazität eines einzelnen Kondensators oder eines Kondensatorsystems arbeitet. Die Beeinflussung der Kapazität durch die zu erfassende Größe kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen, die primär durch den Verwendungszweck bestimmt ist.Basically, a capacitive sensor is a sensor that works on the basis of the change in the electrical capacitance of an individual capacitor or a capacitor system. The capacitance can be influenced by the variable to be detected in various ways, which is primarily determined by the intended use.
Ein kapazitiver Sensor basiert unter anderem darauf, dass zwei Elektroden, einer davon kann die zumessende Oberfläche sein, die „Platten“ eines elektrischen Kondensators bilden, dessen Kapazität oder Kapazitätsänderung gemessen wird, die folgendermaßen beeinflusst werden kann:
- - Eine Platte wird durch den zumessenden Effekt verschoben und/oder verformt, wodurch sich der Plattenabstand und damit die elektrische messbare Kapazität ändern.
- - Die Platten sind starr und die Kapazität an Sich ändert sich dadurch, dass ein elektrisch leitendes Material oder ein Dielektrikum in unmittelbare Nähe gebracht wird.
- - Die wirksame Plattenfläche ändert sich, indem die Platten wie bei einem Drehkondensator gegeneinander verschoben werden.
- - A plate is displaced and/or deformed by the measuring effect, which changes the distance between the plates and thus the electrical capacitance that can be measured.
- - The plates are rigid and the capacitance itself changes by bringing an electrically conductive material or dielectric in close proximity.
- - The effective plate area changes by shifting the plates against each other like in a variable capacitor.
Um auch kleine Veränderungen besser detektieren zu können kann die eigentliche Messelektrode häufig mit einer Schirmelektrode umgeben sein, die den inhomogenen Randbereich des elektrischen Feldes von der Messelektrode abschirmt, dadurch ergibt sich zwischen Messelektroden üblicherweise geerdeter Gegenelektrode ein annähernd paralleles elektrisches Feld mit der bekannten Charakteristik eines idealen Plattenkondensators.In order to be able to detect even small changes better, the actual measuring electrode can often be surrounded by a shielding electrode, which shields the inhomogeneous edge area of the electric field from the measuring electrode. This results in an approximately parallel electric field between measuring electrodes and the counter electrode, which is usually grounded, with the known characteristics of an ideal one plate capacitor.
Ein kapazitiver Drucksensor ist insbesondere ein solcher bei dem die Kapazitätsänderung infolge des Durchbiegens einer Membran und der resultierenden Änderung des Plattenabstands als Sensoreffekt ausgewertet wird. Zum Beispiel handelt es sich bei der Membran um das oben genannte Dielektrikum oder aber um die einzelnen Kondensatorelektroden, welche insbesondere in Form einer Platte ausgeführt sein können. Mit anderen Worten ist in einer derartigen Ausführungsform in neuartiger Art und Weise ein kapazitiver Feuchtesensor mit einem kapazitiven Drucksensor kombiniert, jedoch ohne, dass diese Bauteile voneinander getrennte Elemente oder zwei separate Sensoren bildeten, sondern es handelt sich bei vorliegender Ausführungsform um ein „Two in One“-Konzept, in welchem der gleiche Sensor sowohl als Feuchtesensor als auch als Drucksensor fungiert.A capacitive pressure sensor is in particular one in which the change in capacitance as a result of the deflection of a membrane and the resulting change in the distance between the plates is evaluated as a sensor effect. For example, the membrane is the above-mentioned dielectric or the individual capacitor electrodes, which can be designed in particular in the form of a plate. In other words, in such an embodiment, a capacitive humidity sensor is combined with a capacitive pressure sensor in a novel way, but without these components forming separate elements or two separate sensors, rather the present embodiment is a “two in one “ concept in which the same sensor acts as both a humidity sensor and a pressure sensor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Trägermaterial um einen Webstoff, insbesondere in welchem elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des Sensors und der Verarbeitungseinheit eingewoben sind.According to at least one embodiment, the carrier material is a woven fabric, in particular into which electrical conductor tracks for electrical contacting of the sensor and the processing unit are woven.
Bei einem Webstoff handelt es sich im Sinne der Erfindung daher um ein Gewebe, welches manuell oder maschinell auf Basis von einzelnen Fäden gewebt wurde.For the purposes of the invention, a woven fabric is therefore a fabric that has been woven manually or by machine on the basis of individual threads.
Die elektrischen Leiterbahnen können in einem Gewebe daher zusätzlich neben den üblichen Fasern und Gewebesträngen integriert sein oder aber einzelne Gewebestränge, welche das Gewebenetz ausbilden ersetzen.The electrical conductor tracks can therefore also be integrated in a fabric in addition to the usual fibers and fabric strands, or they can replace individual fabric strands that form the fabric network.
Je nach Abstand und Eigenschaften der einzelnen Fäden (hochgedreht, bauschig, usw.) können ganz lockere Gewebe, wie Verbandgewebe oder Dichtegewebe wie Brokatstoff entstehen. Längselastisch werden Gewebe durch, als Kettenfäden eingesetzte Gummifäden (mehr Bändern verwendet) oder Kräusel- und Bauschgarne verwendet. Sie werden gespannt, verarbeitet und ziehen sich im Ruhezustand zusammen. Bauschgarne bestehen aus texturierten, also gekräuselten synthetischen Fasern. Die Kräuselung verändert die Eigenschaften der synthetischen Fasern. Die darauf gesponnenen Garne sind sehr elastisch und voluminös und haben eine gute Wärmedämmung.Depending on the distance and properties of the individual threads (twisted, bulky, etc.), very loose fabrics such as bandage fabrics or dense fabrics such as brocade fabric can be created. Fabrics are longitudinally elastic due to rubber threads used as warp threads (more tapes are used) or crimped and bulky yarns. They become tense, processed and contract when at rest. Bulky yarns consist of textured, i.e. crimped, synthetic fibers. The crimp changes the properties of the synthetic fibers. The yarns spun on it are very elastic and voluminous and have good thermal insulation.
Zum Beispiel kann das Trägermaterial Teil eines Bezugstoffes eines Sitzes, insbesondere eines Fahrzeugsitzes oder eines Bürostuhls, sein. Insofern kann der Sensor, vorzugsweise jedoch die gesamte Vorrichtung, auf dem Bezugsstoff eines solchen Sitzes aufgebracht oder in einen solchen integriert sein.For example, the carrier material can be part of a cover material for a seat, in particular a vehicle seat or an office chair. In this respect, the sensor, but preferably the entire device, can be applied to the cover material of such a seat or integrated into one.
Zum Beispiel ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen, die einzelnen Feuchte- sowie Druckwerte zu erfassen und aus einer Kombination der einzelnen Feuchte- und Druckwerte zumindest einen jeweiligen Kennwert zu ermitteln, aus welchem ableitbar ist, welches Individuum (mit Gewicht und/oder Größe) gerade den Fahrzeugsitz besetzt.For example, the processing unit is set up and intended to record the individual humidity and pressure values and to determine at least one respective characteristic value from a combination of the individual humidity and pressure values, from which it can be derived which individual (with weight and/or size ) just occupied the vehicle seat.
Zum Beispiel kann aus der Druckmessung durch die Verarbeitungseinheit ein Gewicht der jeweiligen Person abgeleitet und festgestellt werden. Auch kann die jeweilige Feuchtigkeit, welche die jeweilige Person an den Sensor abgibt, gemessen werden, wobei der jeweilige Kennwert zum Beispiel ein Produkt aus dem relativen Feuchtigkeitswert mal der von der Verarbeitungseinheit ermittelten Belastungsgewicht ist.For example, a weight of the respective person can be derived and determined from the pressure measurement by the processing unit. The respective humidity which the respective person releases to the sensor can also be measured, with the respective characteristic value being, for example, a product of the relative humidity value times the load weight determined by the processing unit.
Überschreitet ein derartiger Kennwert einen entsprechenden Grenzwert kann die Verarbeitungseinheit insbesondere mittels einer Anbindung an die Elektronik des Fahrzeugs, eine Warnung aussprechen. Diese Warnung kann dahingehend lauten, dass der Sitz überbelegt ist oder der Fahrer zu stark schwitzt. Diese Warnung kann jedoch auch ersetzt werden durch eine entsprechende Anzeige dahingehend welcher Belegungstyp den Sitz nutzt. Bei einem Belegungstyp kann es sich um eine Gewichtsklassifikation eines jeweiligen Benutzers handeln, oder aber auch darum handeln, ob es sich bei dem Benutzer um ein Tier, einen Menschen oder auch um eine Sache handelt. Vorzugsweise ist daher die Verarbeitungseinheit in eine Anzeigenelektronik des Fahrzeugs integrierbar, zumindest jedoch mit einer solchen verbindbar.If such a characteristic value exceeds a corresponding limit value, the processing unit can issue a warning, in particular by means of a connection to the electronics of the vehicle. This warning may be that the seat is overcrowded or that the driver is perspiring excessively. However, this warning can also be replaced by a corresponding display as to which type of occupancy is using the seat. An occupancy type can be a weight classification of a respective user, or whether the user is an animal, a human being or an object. The processing unit can therefore preferably be integrated into display electronics of the vehicle, but at least can be connected to such.
Hierzu ist denkbar, dass die Verarbeitungseinheit sich zum Beispiel mittels Bluetooth oder einer sonstigen Wireless Verbindung mit einer Empfangseinheit des Fahrzeugs verbindet und der jeweilige Kenn- oder Grenzwert und/oder die jeweilige Warnung und/oder die jeweilige Identifikation des Benutzers auf einem Display des Fahrzeugs wiedergegeben werden.For this purpose, it is conceivable that the processing unit connects to a receiving unit of the vehicle, for example via Bluetooth or another wireless connection, and the respective characteristic or limit value and/or the respective warning and/or the respective identification of the user is reproduced on a display of the vehicle become.
Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass diese einzelnen Werte und/oder Identifikationen auch extern abrufbar und/oder extern darstellbar sind. Zum Beispiel kann das Auto auf eine Überbelegung hin von einem externen Controller überwacht werden.Alternatively or additionally, it is conceivable that these individual values and/or identifications can also be called up and/or displayed externally. For example, the car can be monitored for overcrowding by an external controller.
Zum Beispiel kann mittels einer Datenverbindung die Verarbeitungseinheit mit einer Auslöseinheit eines Airbags in Verbindung stehen, sodass die Verarbeitungseinheit auch die Auslöseinheit steuern und/oder regeln kann, insbesondere in Bezug auf einen Auslösezeitpunkt des Airbags. Zusätzlich und/oder alternativ ist es möglich, dass die Verarbeitungseinheit eine Controllereinheit des Airbags mit Daten zum Beispiel im Hinblick auf einen Belegungstyp, Position und/oder Gewicht eines Benutzers des Fahrzeugsitzes versorgt.For example, the processing unit can be connected to a triggering unit of an airbag by means of a data connection, so that the processing unit can also control and/or regulate the triggering unit, in particular with regard to a triggering time of the airbag. Additionally and/or alternatively, it is possible for the processing unit to supply a controller unit of the airbag with data, for example with regard to an occupancy type, position and/or weight of a user of the vehicle seat.
Diese Daten können dazu führen, dass der Auslösezeitpunkt und die Auslösereihenfolge des Airbags auf den Benutzer angepasst sind, sodass ein Personenschaden an dem Benutzer vermieden wird.This data can lead to the deployment time and the deployment sequence of the airbag being adapted to the user, so that personal injury to the user is avoided.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht auf dem Trägermaterial oder auf einer auf dem Trägermaterial angeordneten, insbesondere wasserundurchlässigen Schicht aufgedruckt oder mittels eines Dünnschichtverfahrens aufgebracht.In accordance with at least one embodiment, at least one electrode and/or dielectric layer is printed on the carrier material or on a particularly water-impermeable layer arranged on the carrier material or applied by means of a thin-layer process.
Dies heißt, dass zumindest ein Element, vorzugsweise sowohl die Elektrode als auch die dielektrische Schicht, auf dem Trägermaterial oder einer zwischen dem Sensor und dem Trägermaterial aufgebrachten vorzugsweise elektrisch nicht leitfähigen, weiter vorzugsweise wasserundurchlässigen Schicht mittels eines Druckverfahrens aufgedruckt.This means that at least one element, preferably both the electrode and the dielectric layer, is printed on the carrier material or on a preferably electrically non-conductive, more preferably water-impermeable layer applied between the sensor and the carrier material using a printing process.
Bei dem Druckverfahren kann es sich zum Beispiel um ein Inkjetverfahren handeln.The printing process can be an inkjet process, for example.
Zum Beispiel ist die Verarbeitungseinheit in der gleichen Weise wie der Sensor auf das Trägermaterial aufgebracht. Hierzu ist vorstellbar, dass auch die Verarbeitungseinheit, zumindest jedoch eine, insbesondere leitende, Schicht der Verarbeitungseinheit auf das Trägermaterial zum Beispiel aufgedruckt ist. Die Datenkommunikation zwischen der Verarbeitungseinheit und dem Sensor kann dann über die oben genannten Leiterbahnen entstehen. Diese Leiterbahnen können zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, in den Webstoff eingewoben sein oder sogar einzelne Fasern des Webstoffs selbst ausbilden.For example, the processing unit is applied to the substrate in the same way as the sensor. For this purpose, it is conceivable that the processing unit, but at least one, in particular conductive, layer of the processing unit is printed onto the carrier material, for example. The data communication between the processing unit and the sensor can then occur via the conductor tracks mentioned above. These conductor tracks can be at least partially, but preferably completely, woven into the woven fabric or even form individual fibers of the woven fabric itself.
Zum Beispiel ist zumindest eine Elektrode flächig ausgeführt. Das heißt, dass eine Dicke der Elektrode im Vergleich zu deren Flächenausdehnung vernachlässigbar ist. Eine solche Elektrode kann daher insbesondre mittels eines Druckverfahrens hergestellt werden.For example, at least one electrode is designed to be flat. This means that the thickness of the electrode is negligible compared to its surface area. Such an electrode can therefore be produced in particular by means of a printing process.
Alternativ hierzu kann eine Dicke zumindest einer Elektrode höchstens 5 mm betragen. Hierzu kann das Druckverfahren mehrmals angewandt werden, sodass zumindest zwei, vorzugsweise jedoch dann mehr, Einzeldruckschichten übereinandergestapelt werden.As an alternative to this, a thickness of at least one electrode can be at most 5 mm. For this purpose, the printing process can be used several times, so that at least two, but preferably more, individual printed layers are stacked one on top of the other.
Des Weiteren kann die Elektrode auch mittels eines 3D-Druckverfahrens auf dem Trägermaterial angeordnet sein.Furthermore, the electrode can also be arranged on the carrier material by means of a 3D printing process.
1. Das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling)1. The FDM process (Fused Deposition Modeling)
Alternativbezeichnungen: Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Layer Modeling (FLM)Alternative designations: Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Layer Modeling (FLM)
Das Verfahren bezeichnet schichtweises Auftragen (Extrusion) eines Materials durch eine heiße Düse. Das Verbrauchsmaterial befindet sich in Form eines langen Drahts (sog. Filament) auf einer Rolle und wird durch die Fördereinheit in einen Druckkopf geschoben, dort eingeschmolzen und auf einem Druckbett ausgebracht. Druckkopf und/oder Druckbett sind dabei in drei Richtungen beweglich. So können Kunststoffschichten schrittweise aufeinander aufgebracht werden.The process refers to the layer-by-layer application (extrusion) of a material through a hot nozzle. The consumable is in the form of a long wire (so-called filament) on a roll and is pushed by the conveyor unit into a print head, where it is melted and applied to a print bed. The print head and/or print bed can be moved in three directions. In this way, layers of plastic can be applied one on top of the other step by step.
2. Das SLS Verfahren (Selektives Lasersintern)2. The SLS process (Selective Laser Sintering)
Im Unterschied zum Sinterverfahren, bei dem Stoffe in Pulverform unter Hitzeeinwirkung miteinander verbunden werden, geschieht dies beim SLS-Verfahren selektiv durch einen Laser (alternativ auch Elektronenstrahl oder Infrarotstrahl). Es wird also nur ein bestimmter Teil des Pulvers miteinander verschmolzen.In contrast to the sintering process, in which substances in powder form are bonded together under the influence of heat, this is done selectively in the SLS process using a laser (alternatively also an electron beam or infrared beam). So only a certain part of the powder is fused together.
Dazu wird stets eine dünne Pulverschicht von der Beschichtungseinheit auf dem Druckbett ausgebracht. Der Laser (oder andere Energiequelle) wird nun punktgenau auf einzelne Stellen der Pulverschicht ausgerichtet, um die erste Schicht der Druckdaten auszubilden. Hierbei wird das Pulver an- oder aufgeschmolzen und verfestigt sich anschließend wieder durch geringfügiges Abkühlen. Das nicht aufgeschmolzene Pulver bleibt um die gesinterten Bereiche herum liegen und dient als Stützmaterial. Nachdem eine Schicht verfestigt ist, senkt sich das Druckbett um den Bruchteil eines Millimeters ab. Die Beschichtungseinheit fährt nun über das Druckbett und bringt die nächste Pulverschicht aus. Anschließend wird die zweite Schicht der Druckdaten durch den Laser (oder eine andere Energiequelle) gesintert. So entsteht schichtweise ein dreidimensionales Objekt.A thin layer of powder is always applied to the print bed by the coating unit. The laser (or other energy source) is now aligned with pinpoint accuracy to individual areas of the powder layer in order to form the first layer of the print data. Here, the powder is melted or melted and then solidifies again through slight cooling. The unmelted powder remains around the sintered areas and serves as a support material. After a layer has solidified, the print bed lowers by a fraction of a millimeter. The coating unit now moves over the print bed and applies the next layer of powder. The second layer of print data is then sintered by the laser (or other energy source). This creates a three-dimensional object layer by layer.
3. Three-Dimensional Printing (3DP)3. Three Dimensional Printing (3DP)
Das 3DP-Verfahren funktioniert sehr ähnlich wie das selektive Lasersintern, doch anstelle einer gerichteten Energiequelle verfährt ein Druckkopf über das Pulver. Dieser gibt winzige Tröpfchen von Bindemittel auf die zugrunde liegenden Pulverschichten ab, die so miteinander verbunden werden. Ansonsten ist dieses Verfahren dem SLS-Verfahren gleich.The 3DP process works very similarly to selective laser sintering, but instead of using a directed energy source, a printhead moves over the powder. This releases tiny droplets of binder onto the underlying layers of powder, which are thus bonded together. Otherwise, this procedure is the same as the SLS procedure.
4. Stereolithographie (SLA)4. Stereolithography (SLA)
Anstelle eines Kunststoffdrahts oder Druckmaterials in Pulverform kommen beim Stereolithographie-Verfahren flüssige Harze, sog. Photopolymere, zum Einsatz. Sie werden schichtweise durch UV-Strahlung verhärtet und erzeugen so dreidimensionale Objekte. Dafür wird die Bauplattform im Harzbecken schrittweise abgesenkt. Es gibt auch Varianten (sog. Polyjet-Verfahren) ohne ein ganzes Becken mit flüssigem Harz. Dafür wird ein Epoxidharz tröpfchenweise aus einer Düse aufgebracht und durch einen UV-Laser sofort ausgehärtet.Instead of a plastic wire or printing material in powder form, liquid resins, so-called photopolymers, are used in the stereolithography process. They are hardened in layers by UV radiation and thus create three-dimensional objects. For this purpose, the construction platform in the Harz basin is gradually lowered. There are also variants (the so-called Polyjet process) without a whole tank of liquid resin. For this purpose, an epoxy resin is applied drop by drop from a nozzle and immediately cured by a UV laser.
5. Laminated Object Manufacturing (LOM)5. Laminated Object Manufacturing (LOM)
Alternativbezeichnung: Layer Laminated Manufacturing (LLM)Alternative designation: Layer Laminated Manufacturing (LLM)
Das Verfahren basiert weder auf chemischen Reaktionen, noch auf einem thermischen Prozess. Es wird dabei mit einem trennenden Werkzeug (z.B. einem Messer oder Kohlendioxidlaser), einer Folie oder einer Platte (z.B. Papier) an der Kontur geschnitten und schichtweise aufeinander geklebt. So entsteht durch Absenken der Bauplattform ein Schichtobjekt aus geklebten, übereinanderliegenden Folien.The procedure is based neither on chemical reactions nor on a thermal process. It is cut along the contour with a separating tool (e.g. a knife or carbon dioxide laser), a foil or a plate (e.g. paper) and glued to one another in layers. By lowering the construction platform, a layered object is created from glued, superimposed foils.
Eine oder mehrere wasserundurchlässige Schichten und/oder auch die Feuchteschicht können in derselben Art und/oder Dicke wie die Elektrode aufgebracht werden.One or more water-impermeable layers and/or also the moisture layer can be applied in the same type and/or thickness as the electrode.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die Feuchteschicht den Kondensator vollständig.In accordance with at least one embodiment, the moisture layer covers the capacitor completely.
Dies kann heißen, dass die Feuchteschicht, nach außen, das heißt in der Querrichtung den Sensor nach außen abgrenzt und abschließt, sodass der Sensor zwischen der Feuchteschicht und dem Trägermaterial angeordnet ist.This can mean that the moisture layer outwards, that is to say in the transverse direction, delimits and closes off the sensor so that the sensor is arranged between the moisture layer and the carrier material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Sensor zumindest einen weiteren Kondensator auf, welcher in der Querrichtung unter oder über dem Kondensator angeordnet und durch eine weitere wasserundurchlässige Schicht beabstandet von dem Kondensator auf oder unter dieser weiteren wasserundurchlässigen Schicht angeordnet ist, sodass ein Kondensatorenstack entsteht.According to at least one embodiment, the sensor has at least one additional capacitor, which is arranged in the transverse direction below or above the capacitor and spaced apart from the capacitor by an additional water-impermeable layer on or under this additional water-impermeable layer, so that a capacitor stack is formed.
Der weitere Kondensator kann in der gleichen Weise wie der Kondensator aufgebaut sein und ebenso in einer gleichen Weise wie der Kondensator auf die weitere wasserundurchlässige Schicht angeordnet sein.The further capacitor can be constructed in the same way as the capacitor and also can be arranged on the further waterproof layer in a same way as the capacitor.
Mittels eines derartigen Kondensatorenstacks kann die Sensorik ganz besonders einfach verfeinert werden nämlich insofern, als dass denkbar ist das bei zwei den Kondensatorstack ausbildenden Sensoren beide Sensoren die gleichen Aufgaben verrichten, jedoch durch die einzelnen Sensoren jeweilige Messwerte ermittelt werden, die zusammen genommen auf einen Mittelwert schließen lassen. Zum Beispiel wird von jedem der beiden Sensoren jeweils die (relative) Feuchtigkeit der Umgebung gemessen wobei aus diesen beiden Messwerten dann der Feuchtigkeitsmittelwert ermittelt wird. Gleiches kann entsprechend mit der Druckmessung geschehen, sodass die Genauigkeit der gesamten Messung insbesondere einer Kombination der Messungen von (relativer) Feuchtigkeit und dem jeweiligen Druck besonders genau ausgestaltet werden kann.Using such a capacitor stack, the sensor system can be refined in a particularly simple manner, namely insofar as it is conceivable that with two sensors forming the capacitor stack, both sensors perform the same tasks, but the respective measured values are determined by the individual sensors, which together conclude an average value permit. For example, the (relative) humidity of the environment is measured by each of the two sensors, and the average humidity value is then determined from these two measured values. The same can be done accordingly with the pressure measurement, so that the accuracy of the entire measurement, in particular a combination of the measurements of (relative) humidity and the respective pressure, can be configured particularly precisely.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet die wasserundurchlässige Schicht und/oder die weitere wasserundurchlässige Schicht die dielektrische Sicht zumindest teilweise selbst aus.According to at least one embodiment, the water-impermeable layer and/or the further water-impermeable layer at least partially forms the dielectric layer itself.
Dies kann heißen, dass ein anstatt der separaten Positionierung einer dielektrischen Schicht neben der wasserundurchlässigen Schicht und/oder neben der weiteren wasserundurchlässigen Schicht, diese dielektrische Schicht selbst durch die wasserundurchlässige Schicht und/oder die weitere wasserundurchlässige Schicht gebildet ist.This may mean that instead of positioning a dielectric layer separately next to the water-impermeable layer and/or next to the further water-impermeable layer, this dielectric layer itself is formed by the water-impermeable layer and/or the further water-impermeable layer.
Eine derartige Erzeugung der dielektrischen Schicht durch die wasserundurchlässigen Schicht(en) bildet daher ein besonders einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren zu einer kostengünstigen Vorrichtung.Such a production of the dielectric layer through the water-impermeable layer(s) therefore forms a particularly simple and cost-effective manufacturing method for a cost-effective device.
Davon abgesehen kann grundsätzlich vorgesehen sein die Elektroden, die dielektrische Schicht und die wasserundurchlässige Schicht(en) derart zueinander anzuordnen, dass ein elektrischer Kurzschluss in jedem Fall verhindert ist.Apart from that, the electrodes, the dielectric layer and the water-impermeable layer(s) can in principle be arranged in relation to one another in such a way that an electrical short circuit is prevented in any case.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt eine maximale Dicke der Feuchteschicht wenigstens 30 % und höchstens 80 % der maximalen Dicke der wasserundurchlässigen Schicht und/oder der maximalen Dicke der weiteren wasserundurchlässigen Schicht.According to at least one embodiment, a maximum thickness of the moisture layer is at least 30% and at most 80% of the maximum thickness of the water-impermeable layer and/or the maximum thickness of the further water-impermeable layer.
Dies stellt nicht nur einen besonders flach gebauten Sensor sicher, sondern gewährleistet auch eine besonders schnelle Reaktionszeit auf Feuchtigkeitsveränderungen. Die von außen auf die Feuchteschicht einwirkende Feuchtigkeit muss daher keine großen Strecken zu dem Dielektrikum durchwandern.This not only ensures a particularly flat sensor, but also ensures a particularly fast reaction time to changes in humidity. The moisture acting on the moisture layer from the outside therefore does not have to travel long distances to the dielectric.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit wobei insbesondere angemerkt sei, dass alle für die obig beschriebene Vorrichtung offenbarten Merkmale auch für das hier beschriebene Verfahren offenbart sind und umgekehrt.Furthermore, the present invention relates to a method for measuring pressure and/or humidity, it being noted in particular that all features disclosed for the device described above are also disclosed for the method described here and vice versa.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zu Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit zunächst einen ersten Schritt mittels welchem zumindest ein Sensor zu Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit bereitgestellt wird, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial zueinander angeordnet sind aufweist, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist.According to at least one embodiment, the method for measuring pressure and/or humidity initially comprises a first step by means of which at least one sensor for measuring pressure and/or humidity is provided, the sensor having at least one capacitor with at least two electrodes which, in particular in a horizontal direction along and on a, in particular flexible, carrier material zuei are arranged next to each other, wherein at least one dielectric layer is arranged between the electrodes.
Erfindungsgemäß ist auf einer dem Trägermaterialabgewandten Seite zumindest einer Elektrode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise flüssigkeitsdurchlässige und/oder flüssigkeitsabsorbierende Feuchteschicht angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder die dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Flüssigkeit zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit diese Änderung misst und/oder speichert, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.According to the invention, at least one at least partially liquid-permeable and/or liquid-absorbing moisture layer is arranged at least in places on a side of at least one electrode and/or the dielectric layer facing away from the carrier material, with the at least one electrode and/or the dielectric layer thus being arranged in a transverse direction between the carrier material and the moisture layer are arranged such that a capacitance changes at least partially as a result of the liquid at least partially impinging on the dielectric layer, with a processing unit measuring and/or storing this change, resulting in a capacitive moisture sensor.
Dabei weist das oben beschrieben Verfahren die gleichen Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen wie die obig beschriebene Vorrichtung auf.The method described above has the same advantages and advantageous configurations as the device described above.
Im Folgenden wird die hier beschriebene Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele und den dazugehörigen Figuren näher beschrieben.The invention described here is described in more detail below using two exemplary embodiments and the associated figures.
Gleiche oder gleichwirkende Bestandteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- In der
1 ist eine anatomisch formbare Stütze, insbesondere Lordosenstütze für einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz gezeigt. - In der
2 ist in einem ersten Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit gezeigt. - In
der 3 ist einer schematisch perspektivischen Ansicht eine in Bezug auf die Schichtenordnung dargestellte Explosionszeichnung dargestellt. - In
der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung gezeigt.
- In the
1 an anatomically formable support, in particular a lumbar support for a seat, in particular a vehicle seat, is shown. - In the
2 a device according to the invention for measuring pressure and/or humidity is shown in a first exemplary embodiment. - In the
3 an exploded drawing shown in relation to the layer arrangement is shown in a schematic perspective view. - In the
4 a further exemplary embodiment of a device described here is shown.
Außerdem kann
Wie nun der
Beispielhaft ist dort ein Sensor 1 dargestellt, wobei der Sensor 1 einen Kondensatorstack zeigt mit einem Kondensator 20, sowie einem Kondensator 30, wobei die einzelnen Elektroden 10, 11 der Kondensatoren 20, 30 in der horizontalen Richtung H1 übereinander angeordnet sind, wobei alternativ hierzu jedoch selbstverständlich eine Anordnung der einzelnen Elektroden 10, 11 eines einzelnen Kondensators 20, 30 in der Querrichtung Q1 welche senkrecht zur horizontalen Richtung H1 verläuft und damit auch senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des dort gezeigten Sensors 1 verlaufen oder angeordnet sein können.A sensor 1 is shown there by way of example, the sensor 1 showing a capacitor stack with a
Die einzelnen Elektroden 10, 11 sind auf einem Trägermaterial 13 angeordnet. Bei dem Trägermaterial 13 kann es sich insbesondere um einen Webstoff, insbesondere um einen flexiblen Webstoff handeln.The
Auf dem Trägermaterial 13 ist eine wasserundurchlässige Schicht 4 angeordnet, wobei auf dieser wasserundurchlässigen Schicht 4 die beiden Elektroden 10, 11 des Kondensators 20 in der horizontalen Richtung H1 aufgedruckt sind.A water-
Die Elektroden 10, 11 des Kondensators 20 sind vollständig von einer weiteren wasserundurchlässigen Schicht 14 umgeben. Auf dieser wasserundurchlässigen Schicht 14 ist in der gleichen Art und Weise der weitere Kondensator 30 mit entsprechenden Elektroden 10, 11 aufgedruckt. Zudem sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel freiliegende Außenflächen der einzelnen Elektroden 10, 11 des weiteren Kondensators 30 vorzugsweise vollständig von einer wasserdurchlässigen und/oder wasserabsorbierenden Feuchteschicht 3 umgeben.The
Über diese Feuchteschicht 3 kann Wasser auf eine dielektrische Schicht 4 treffen, welche vorliegend in der horizontalen Richtung H1 zwischen den jeweiligen Elektroden 10, 11 eines Kondensators 20, 30 angeordnet ist.Via this
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der
Durch Auftreffen und Durchdringen der Feuchtigkeit über die Feuchteschicht 3 werden die dielektrischen Eigenschaften insbesondere der dielektrischen Schicht 2 des weiteren Kondensators 30 verändert.The dielectric properties, in particular of the dielectric layer 2 of the
Darüber hinaus ist eine Verarbeitungseinheit 5 erkennbar, welche in datentechnischer Verdingung mit den beiden Kondensatoren 20, 30 steht, wobei diese Verarbeitungseinheit 5 dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine Änderung der relativen Feuchtigkeit der Umgebung und/oder der Feuchteschicht 3 zu messen.In addition, a processing unit 5 can be seen, which has a data connection with the two
Durch die in der
Durch den in der
Die Feuchteschicht 3 kann flexibel oder nicht flexibel ausgebildet sein. Zudem ist es möglich, dass die Feuchteschicht 3 als Webstoff ausgebildet ist. Insbesondere kann es sich um einen Webstoff handeln, welcher im einleitenden Teil der vorliegenden Anmeldung beispielhaft genannt wurde. Zudem ist es jedoch auch möglich, dass es sich bei der Feuchteschicht 3 um ein Substrat handelt welches, zum Beispiel in Form eines Epitaxie- oder eines Klebeprozesses auf den weiteren Kondensator 30 aufgebracht, zum Beispiel aufgeklebt wurde.The
Die wasserundurchlässige Schicht 14 und/oder die wasserundurchlässige Schicht 15 können ebenso flexibel und nicht flexibel, insbesondere auch ebenso in Form eines Webstoffes oder eines Substrats in der gleichen Weise wie die Feuchteschicht 3 ausgebildet sein.The water-
Zudem ist vorteilhaft denkbar, dass die Elektroden 10, 11 der beiden Kondensatoren 20, 30 auf die wasserundurchlässige Schicht 14 und die weitere wasserundurchlässige Schicht 15 in Form eines Druckprozesses zum Beispiel eines Tintenstrahldruckprozesses aufgedruckt wurden.In addition, it is advantageously conceivable that the
In der
In der
Zum Beispiel können die Elektroden 10, 11 auch jeweils eine separate Polarität und/oder ein separates elektrisches Potential aufweisen und/oder generieren. Entsprechendes kann auch für die in den hier folgenden Figuren in Bezug auf die Elektroden gelten.For example, the
Zum Beispiel ist die unterste wasserundurchlässige Schicht wiederum die wasserundurchlässige Schicht 14, die darauffolgende wasserundurchlässige Schicht 15 und die in der Querrichtung Q1 darauf angeordnete wasserundurchlässige Schicht 16 eine weitere wasserundurchlässige Schicht, wobei jeweils eine Elektrode auf einer separaten wasserundurchlässigen Schicht jeweils aufgebracht insbesondere aufgedruckt ist.For example, the bottom waterproof layer is again the
In dieser Stackung der einzelnen wasserundurchlässigen Schichten 14, 15 und 16 wird daher durch Zusammenführen dieser Schichten der im linken Teil der
Alternativ hierzu kann auch die Elektrode 11 zusammen mit zumindest einer der Elektroden 10 in einer gemeinsamen Ebene, das heißt auf oder in einer gemeinsamen wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 aufgebracht werden, sodass zum Beispiel nur noch die zweite der Elektroden 10 auf eine separaten wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 aufgestackt werden muss.Alternatively, the
Grundsätzlich können daher die einzelnen Elektroden 10, 11 in unterschiedlichen Ebenen in der Q1-Richtung zueinander angeordnet sein. Zum Beispiel gilt eine paarweise Zuordnung zwischen genau einer wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 mit genau einer Elektrode 10, 11.In principle, therefore, the
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand des Ausführungsbeispiels beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal, sowie jede Kombination von Merkmalen was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder in den Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description based on the exemplary embodiment. Rather, the invention includes every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly stated in the patent claims or in the exemplary embodiments.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Sensorsensor
- 33
- Feuchteschichtmoisture layer
- 44
- dielektrische Schicht/ wasserundurchlässige Schichtdielectric layer/ waterproof layer
- 55
- Verarbeitungseinheitprocessing unit
- 66
- SitzSeat
- 77
- Sitzteilseat part
- 88th
- Sitzfußseat foot
- 99
- Verbindungsgestellconnecting frame
- 1010
- Elektrodeelectrode
- 1111
- Elektrodeelectrode
- 1212
- Elektrodeelectrode
- 1313
- Trägermaterialcarrier material
- 1414
- wasserundurchlässige Schichtwaterproof layer
- 1515
- wasserundurchlässige Schichtwaterproof layer
- 2020
- Kondensatorcapacitor
- 3030
- Kondensatorcapacitor
- 4040
- Grundkörperbody
- 5050
- Lordosestützelumbar support
- 6060
- Einstellvorrichtungadjustment device
- 7070
- Rückenlehnebackrest
- 8080
- anatomisch formbare Stützeanatomically formable support
- 9090
- anatomisch formbare Stützeanatomically formable support
- 100100
- Vorrichtungcontraption
- 200200
- Verfahren Proceedings
- H1H1
- horizontalen Richtunghorizontal direction
- Q1Q1
- Querrichtungtransverse direction
Claims (8)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |