DE102022109330A1

DE102022109330A1 - Method for applying elastomer and a cable to a fabric layer

Info

Publication number: DE102022109330A1
Application number: DE102022109330.1A
Authority: DE
Inventors: Hans Bauer
Original assignee: NTT New Textile Technologies GmbH
Current assignee: NTT New Textile Technologies GmbH
Priority date: 2022-04-14
Filing date: 2022-04-14
Publication date: 2023-10-19

Abstract

Bei einem Verfahren zum Aufbringen von Elastomer und einem in das Elastomer eingebetteten Kabel auf eine Stofflage eines Bekleidungsstücks oder einer Bandage werden das Elastomer mithilfe einer Elastomerdüse im verformbaren Zustand auf die Stofflage und das Kabel über eine Kabeldüse auf das Elastomer auf der Stofflage aufgetragen. Das Kabel wird mithilfe einer Antriebseinrichtung mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die der Relativgeschwindigkeit zwischen der Kabeldüse und der Stofflage entspricht.In a method for applying elastomer and a cable embedded in the elastomer to a fabric layer of an item of clothing or a bandage, the elastomer is applied in the deformable state to the fabric layer using an elastomer nozzle and the cable is applied to the elastomer on the fabric layer via a cable nozzle. The cable is driven using a drive device at a speed that corresponds to the relative speed between the cable nozzle and the fabric layer.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen von Elastomer und einem in das Elastomer eingebetteten Kabel auf eine Stofflage eines Bekleidungsstücks oder einer Bandage.The invention relates to a method for applying elastomer and a cable embedded in the elastomer to a fabric layer of an item of clothing or a bandage.

Aus der EP 3 172 977 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Bekleidungsstücken oder Bandagen bekannt, bei dem eine Stofflage des Bekleidungsstücks bzw. der Bandage mit einem Verbund von Elastomer und Verstärkungsmaterial verbunden wird. Hierbei wird auf eine Elastomerschicht das Verstärkungsmaterial im flüssigen oder weichen, verformbaren Zustand aufgetragen, das nach dem Auftragen aushärtet. Die Elastomerschicht und das Verstärkungsmaterial werden über jeweils eine Düse aufgetragen, wobei die Düse für das Verstärkungsmaterial als ein 3D-Druckkopf ausgebildet ist.From the EP 3 172 977 A1 a method for producing clothing items or bandages is known, in which a layer of material of the clothing item or bandage is connected to a composite of elastomer and reinforcing material. Here, the reinforcing material is applied to an elastomer layer in a liquid or soft, deformable state, which hardens after application. The elastomer layer and the reinforcing material are each applied via a nozzle, with the nozzle for the reinforcing material being designed as a 3D printing head.

Aus der US 2017/0151770 A1 ist es bekannt, mithilfe eines Druckkopfes schichtweise Elastomer auf eine Stofflage aufzubringen.From the US 2017/0151770 A1 It is known to apply layers of elastomer to a layer of material using a print head.

Aus der DE 10 2018 104 774 B3 ist eine auf der Haut tragbare Elektrode bekannt, die in ein Bekleidungsstück oder in eine Bandage integriert ist. Die Elektrode umfasst eine elektrisch leitende Hautkontaktschicht, die über einen elektrisch leitenden Klettverschluss mit einem Stromanschluss zu verbinden ist.From the DE 10 2018 104 774 B3 An electrode that can be worn on the skin and is integrated into an item of clothing or a bandage is known. The electrode comprises an electrically conductive skin contact layer, which is to be connected to a power connection via an electrically conductive Velcro fastener.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache und effiziente Weise Elastomer und ein in das Elastomer eingebettetes Kabel auf eine Stofflage eines Bekleidungsstücks oder einer Bandage aufzubringen.The invention is based on the object of applying elastomer and a cable embedded in the elastomer to a fabric layer of an item of clothing or a bandage in a simple and efficient manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved according to the invention with the features of the independent claims. The dependent claims indicate appropriate further training.

Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann Elastomer und ein Kabel auf eine Stofflage eines Bekleidungsstücks oder einer Bandage in der Weise aufgebracht werden, dass das Kabel teilweise oder vollständig von dem Elastomer umhüllt ist. Das Verfahren wird mithilfe von zwei separaten Düsen durchgeführt, die für das Auftragen des Elastomers und für das Auftragen des Kabels auf die Stofflage ausgebildet sind. Hierbei wird das Elastomer im verformbaren Zustand über die erste Düse - die Elastomerdüse - aufgetragen und gleichzeitig oder zeitversetzt das Kabel über die zweite Düse - die Kabeldüse - auf das Elastomer auf der Stofflage aufgetragen. Das Kabel wird in eine Elastomerbahn auf der Stofflage gelegt, die von dem aus der Elastomerdüse austretenden Elastomer erzeugt wird. Der Ausstoß von Elastomer und Kabel kann zumindest phasenweise zeitgleich erfolgen, aber auch zeitversetzt und somit nacheinander durchgeführt werden.Using the method according to the invention, elastomer and a cable can be applied to a layer of fabric of an item of clothing or a bandage in such a way that the cable is partially or completely covered by the elastomer. The process is carried out using two separate nozzles designed for applying the elastomer and for applying the cable to the fabric layer. Here, the elastomer is applied in the deformable state via the first nozzle - the elastomer nozzle - and at the same time or with a time delay the cable is applied to the elastomer on the fabric layer via the second nozzle - the cable nozzle. The cable is placed in an elastomeric sheet on the fabric layer, which is created by the elastomer emerging from the elastomer nozzle. The ejection of elastomer and cable can take place at least in phases at the same time, but can also be carried out with a time delay and thus one after the other.

Nach Abschluss des Verfahrensschrittes ist es grundsätzlich nicht erforderlich, eine weitere Behandlung oder einen weiteren Verfahrensschritt durchzuführen. Das Kabel ist von dem Elastomer zumindest teilweise umhüllt, wodurch zum einen eine sichere und feste Verbindung zwischen dem Kabel und der Stofflage erreicht wird und zum andern das Kabel vor äußeren Einflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit geschützt ist. Die Verbindung zwischen dem Elastomer und der Stofflage erfolgt dadurch, dass das Elastomer im verformbaren bzw. weichen, fließfähigen Zustand auf die Stofflage aufgetragen wird, so dass das Elastomer in die Stofflage eindringen kann. Nach dem Aushärten ist das Elastomer fest mit der Stofflage verbunden.After the process step has been completed, it is generally not necessary to carry out any further treatment or a further process step. The cable is at least partially covered by the elastomer, which, on the one hand, achieves a secure and firm connection between the cable and the material layer and, on the other hand, protects the cable from external influences, for example moisture. The connection between the elastomer and the material layer is achieved by applying the elastomer to the material layer in a deformable or soft, flowable state, so that the elastomer can penetrate into the material layer. After curing, the elastomer is firmly bonded to the material layer.

Bei dem Bekleidungsstück, das als Bestandteil die Stofflage aufweist, handelt es sich beispielsweise um ein Unterbekleidungsstück oder um ein Oberbekleidungsstück wie beispielsweise ein Hemd, ein T-Shirt, eine Hose wie zum Beispiel eine Sporthose, einen Büstenhalter oder dergleichen. Des Weiteren kommt auch ein Gürtel, ein Brustgurt oder eine Manschette in Betracht, die zum Beispiel über das Handgelenk oder das Fußgelenk gestülpt wird; auch derartige Gegenstände zählen im Sinne der Erfindung als Bekleidungsstück. Die Stofflage kann auch Bestandteil einer Bandage sein, insbesondere einer Gelenkbandage wie beispielsweise einer Kniebandage oder einer Ellbogenbandage.The item of clothing, which has the fabric layer as a component, is, for example, an item of underwear or an item of outer clothing such as a shirt, a T-shirt, trousers such as sports trousers, a brassiere or the like. A belt, a chest strap or a cuff that is placed over the wrist or ankle, for example, can also be considered; Such items also count as clothing within the meaning of the invention. The fabric layer can also be part of a bandage, in particular a joint bandage such as a knee bandage or an elbow bandage.

Das Kabel wird während des Auftrags auf das bereits auf der Stofflage befindliche Elastomer mithilfe einer Antriebseinrichtung mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die der Relativgeschwindigkeit zwischen der Kabeldüse und der Stofflage entspricht. Die Antriebseinrichtung kann entweder der Kabeldüse vorgelagert sein, bevor das Kabel mit Antrieb in die Kabeldüse hineingeführt wird, oder der Kabeldüse nachgeordnet sein, so dass das Kabel mithilfe der Antriebseinrichtung aus der Kabeldüse herausgezogen wird. Die Antriebseinrichtung hat den Vorteil, dass das aus der Kabeldüse bereits ausgetretene Kabelende nicht fixiert werden muss, um einen weiteren Austritt aus der Düse zu bewerkstelligen. Die Kabeldüse kann beispielsweise frei über die Stofflage bewegt werden, während das Kabel austritt.During the application to the elastomer already on the material layer, the cable is driven using a drive device at a speed that corresponds to the relative speed between the cable nozzle and the material layer. The drive device can either be upstream of the cable nozzle before the cable is guided into the cable nozzle with the drive, or downstream of the cable nozzle, so that the cable is pulled out of the cable nozzle using the drive device. The drive device has the advantage that the cable end that has already emerged from the cable nozzle does not have to be fixed in order to achieve a further exit from the nozzle. For example, the cable nozzle can be moved freely over the fabric layer while the cable exits.

Die an die Relativgeschwindigkeit zwischen der Kabeldüse und der Stofflage angepasste Geschwindigkeit des Kabels hat den weiteren Vorteil, dass das Kabel beim Auftragen auf das Elastomer auf der Stofflage in Kabellängsrichtung keiner Zug- oder Druckbelastung ausgesetzt wird. Das Kabel wird kräftefrei auf das Elastomer aufgebracht und kann nach dem Aushärten des Elastomers gemeinsam mit diesem die Dehnungen und Stauchungen des Bekleidungsstücks ausführen, in das die Stofflage mit Elastomer und Kabel integriert ist.The speed of the cable, which is adapted to the relative speed between the cable nozzle and the material layer, has the further advantage that the cable is not exposed to any tensile or compressive load in the longitudinal direction of the cable when it is applied to the elastomer on the material layer. The cable is applied to the elastomer without any force and can be used after the elastomer has hardened This is used to carry out the stretching and compression of the item of clothing, into which the fabric layer with elastomer and cable is integrated.

Das Kabel ist vorteilhafterweise elektrisch leitfähig ausgebildet und dementsprechend in der Lage, elektrische Signale zu übertragen. Dies ermöglicht es, beispielsweise Elektroden oder Sensoren in das Bekleidungsstück bzw. die Bandage zu integrieren, wobei elektrische Signale von dem Sensor bzw. der Elektrode über das Kabel, welches an den Sensor bzw. die Elektrode angeschlossen ist, zu einer Auswerteeinheit übertragen werden können, in der die elektrischen Signale einer Auswertung unterzogen werden. Mithilfe des Sensors bzw. der Elektrode werden beispielsweise Vitalparameter des Körpers anhand von Spannungsänderungen der Haut oder einer Änderung des elektrischen Hautwiderstandes ermittelt. Umgekehrt ist es auch möglich, die Elektrode bzw. den Sensor als Signalgeber einzusetzen, über den elektrische Impulse, die in einem Impulsgeber erzeugt werden, auf die Haut übertragen werden, beispielsweise zur Muskelstimulation.The cable is advantageously designed to be electrically conductive and is therefore able to transmit electrical signals. This makes it possible, for example, to integrate electrodes or sensors into the item of clothing or the bandage, whereby electrical signals from the sensor or the electrode can be transmitted to an evaluation unit via the cable which is connected to the sensor or the electrode, in which the electrical signals are subjected to an evaluation. With the help of the sensor or the electrode, for example, vital parameters of the body are determined based on changes in voltage in the skin or a change in the electrical resistance of the skin. Conversely, it is also possible to use the electrode or sensor as a signal generator through which electrical impulses generated in a pulse generator are transmitted to the skin, for example for muscle stimulation.

Vorteilhafterweise ist die Elastomerdüse in Verfahrrichtung der Kabeldüse vorgelagert, so dass in Verfahrrichtung zuerst das Elastomer und darauffolgend das Kabel ausgebracht werden.Advantageously, the elastomer nozzle is positioned upstream of the cable nozzle in the direction of travel, so that the elastomer and then the cable are applied first in the direction of travel.

Mithilfe des Verfahrens können gleichzeitig oder nacheinander Elastomer und das Kabel aus den Düsen austreten. Dieser Vorgang wird zumindest phasenweise durchgeführt. Es kann zweckmäßig sein, dass das Kabel in einer weiteren Phase ohne Elastomer über die Kabeldüse auf die Stofflage aufgetragen wird. Dementsprechend wird das Ausbringen von Elastomer gestoppt, indem beispielsweise die Elastomerzufuhr zu der Elastomerdüse unterbrochen wird. Das alleinige Ausbringen des Kabels aus der Kabeldüse hat den Vorteil, dass ein Kabelabschnitt frei von Elastomer auf der Stofflage aufliegt oder sich mit geringem Abstand zu der Stofflage befindet, so dass dieser Abschnitt an eine elektrische Baueinheit angeschlossen werden kann, insbesondere dem Sensor bzw. der Elektrode oder einer Auswerteeinheit. Es ist insbesondere möglich, zwei gegenüberliegende Enden des Kabels frei von Elastomer zu belassen, so dass ein Ende mit dem Sensor bzw. der Elektrode und das gegenüberliegende Ende mit der Auswerteeinheit verbunden werden können. Indem die Phase, in der nur das Kabel, jedoch kein Elastomer aufgebracht wird, am Beginn oder am Ende eines Arbeitsschrittes liegt, genügt es, nur einen einzigen Arbeitsschritt mit einer Relativbewegung zwischen Kabel und Stofflage vorzusehen, um das Kabel phasenweise mit Elastomer auszubringen, so dass das Kabel vom Elastomer umhüllt ist, und phasenweise nur das Kabel, jedoch kein Elastomer auszubringen, so dass ein oder mehrere Abschnitte des Kabels frei von Elastomer liegen.Using the process, elastomer and the cable can emerge from the nozzles simultaneously or one after the other. This process is carried out at least in phases. It may be advisable for the cable to be applied to the fabric layer via the cable nozzle in a further phase without elastomer. Accordingly, the discharge of elastomer is stopped, for example by interrupting the elastomer supply to the elastomer nozzle. Simply releasing the cable from the cable nozzle has the advantage that a cable section rests on the fabric layer free of elastomer or is at a short distance from the fabric layer, so that this section can be connected to an electrical unit, in particular the sensor or the Electrode or an evaluation unit. In particular, it is possible to leave two opposite ends of the cable free of elastomer, so that one end can be connected to the sensor or electrode and the opposite end can be connected to the evaluation unit. Since the phase in which only the cable, but no elastomer, is applied is at the beginning or at the end of a work step, it is sufficient to provide only a single work step with a relative movement between the cable and the material layer in order to apply the cable with elastomer in phases that the cable is covered by the elastomer, and in phases only the cable, but no elastomer, is applied, so that one or more sections of the cable are free of elastomer.

Möglich ist es auch, in verschiedenen, zeitlich aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten das Elastomer und das Kabel über die jeweiligen Düsen auszubringen, jedoch nicht gleichzeitig sowohl Elastomer als auch das Kabel. Es kann beispielsweise in einem ersten Schritt zunächst Elastomer und in einem zweiten Schritt das Kabel auf das Elastomer aufgetragen werden, woraufhin optional in einem dritten Schritt Elastomer auf das Kabel aufgetragen wird. Das Kabel ist somit in seiner Umfangsrichtung komplett von Elastomer eingehüllt.It is also possible to apply the elastomer and the cable via the respective nozzles in different, successive work steps, but not both the elastomer and the cable at the same time. For example, elastomer can be applied to the elastomer in a first step and the cable can be applied to the elastomer in a second step, whereupon elastomer is optionally applied to the cable in a third step. The cable is therefore completely encased in elastomer in its circumferential direction.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das verwendete Kabel in Kabellängsrichtung elastisch ausgebildet und weist eine verhältnismäßig hohe Elastizität auf, insbesondere in der Weise, dass das Kabel auf das mindestens 1.6fache elastisch dehnbar ist. Erst bei Dehnungen, die größer sind als das 1.6fache, wird der linear-elastische Bereich des Kabels verlassen. Bis zu dieser Dehnung jedoch ist ein linearelastisches Verhalten des Kabels bei einer Dehnung in Kabellängsrichtung gewährleistet. Die Elastizität des Kabels erlaubt es, dass Stoffdehnungen auch von dem Kabel mit ausgeführt werden können, wodurch das Traggefühl des Bekleidungsstücks oder der Bandage, das bzw. die mit dem Kabel versehen ist, nicht beeinträchtigt wird. Stoffdehnungen können auch von dem Elastomer mit ausgeführt werden, mit dem das Kabel zumindest teilweise umhüllt ist und das das Kabel an der Stofflage hält.According to yet another advantageous embodiment, the cable used is designed to be elastic in the longitudinal direction of the cable and has a relatively high elasticity, in particular in such a way that the cable can be elastically stretched to at least 1.6 times. The linear-elastic range of the cable is only left when stretches are greater than 1.6 times. Up to this stretch, however, a linear-elastic behavior of the cable is guaranteed when stretched in the longitudinal direction of the cable. The elasticity of the cable allows fabric stretches to also be carried out by the cable, which means that the wearing comfort of the item of clothing or the bandage that is provided with the cable is not impaired. Fabric stretches can also be carried out by the elastomer with which the cable is at least partially covered and which holds the cable to the fabric layer.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Elastomerdüse und die Kabeldüse sowie die Antriebseinrichtung des Kabels an einer gemeinsamen Düsenvorrichtung angeordnet und können gemeinsam an der Düsenvorrichtung relativ zur Stofflage bewegt werden. In einer alternativen Ausführung werden die Elastomerdüse und die Kabeldüse unabhängig voneinander relativ zur Stofflage bewegt. Die Antriebseinrichtung des Kabels befindet sich vorteilhafterweise an der Kabeldüse und wird gemeinsam mit der Kabeldüse relativ zur Stofflage bewegt.In a further advantageous embodiment, the elastomer nozzle and the cable nozzle as well as the drive device of the cable are arranged on a common nozzle device and can be moved together on the nozzle device relative to the material layer. In an alternative embodiment, the elastomer nozzle and the cable nozzle are moved independently of one another relative to the fabric layer. The drive device of the cable is advantageously located on the cable nozzle and is moved together with the cable nozzle relative to the material layer.

Die von der Antriebseinrichtung erzeugte Geschwindigkeit, mit der das Kabel angetrieben wird, kann, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung, unmittelbar aus der Relativgeschwindigkeit zwischen der Kabeldüse und der Stofflage bestimmt werden. Falls beispielsweise die Stofflage ortsfest gehalten ist, insbesondere auf einem Arbeitstisch, und die Relativbewegung ausschließlich über die Verfahrbewegung der Kabeldüse oder der Düsenvorrichtung, an der die Kabeldüse gehalten ist, erzeugt wird, kann mittels der Geschwindigkeit der Verfahrbewegung unmittelbar die Antriebseinrichtung in der Weise angesteuert werden, dass die von der Antriebseinrichtung erzeugte Geschwindigkeit des Kabels der Geschwindigkeit der Verfahrbewegung entspricht. Die Verfahrbewegung der Kabeldüse und die Ausstoßrichtung des Kabels aus der Kabeldüse sind zueinander entgegengesetzt gerichtet.The speed generated by the drive device at which the cable is driven can, according to a further advantageous embodiment, be determined directly from the relative speed between the cable nozzle and the material layer. If, for example, the material layer is held stationary, in particular on a work table, and the relative movement is generated exclusively via the movement of the cable nozzle or the nozzle device on which the cable nozzle is held, the drive device can be directly controlled in this way by means of the speed of the movement that the speed of the cable generated by the drive device corresponds to the speed of the traversing movement speaks. The movement of the cable nozzle and the direction of ejection of the cable from the cable nozzle are directed in opposite directions to one another.

Die Umhüllung des Kabels durch das Elastomer erfolgt vorzugsweise derart, dass das Kabel auf der der Stofflage abgewandten Seite von Elastomer bedeckt ist. Das Kabel kann gegebenenfalls unmittelbar auf der Stofflage aufliegen. The cable is preferably covered by the elastomer in such a way that the cable is covered by elastomer on the side facing away from the material layer. If necessary, the cable can rest directly on the fabric layer.

Alternativ ist es auch möglich, dass das Kabel ringsum von Elastomer umhüllt ist, also auch auf der der Stofflage zugewandten Seite.Alternatively, it is also possible for the cable to be covered by elastomer all around, including on the side facing the material layer.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird ein elastisches Kabel verwendet, das aus einem Gummikern und einem umhüllenden Metallnetz besteht. Der Gummikern ist Träger des umhüllenden Metallnetzes und erlaubt eine elastische Dehnung in Längsrichtung. Das Metallnetz, welches den Gummikern umhüllt, ist elektrisch leitfähig und ermöglicht eine elektrische Signalübertragung, wobei zugleich die Stabilität des Kabels durch das Metallnetz verbessert ist. Bei einer Dehnung in Kabellängsrichtung wird auch das Metallnetz gedehnt. Sobald sich der Gummikern wieder elastische zusammenzieht, wird auch das Metallnetz wieder zusammengezogen.According to a further advantageous embodiment, an elastic cable is used which consists of a rubber core and an enveloping metal net. The rubber core supports the enveloping metal mesh and allows elastic stretching in the longitudinal direction. The metal mesh that covers the rubber core is electrically conductive and enables electrical signal transmission, while at the same time the stability of the cable is improved by the metal mesh. When stretching in the longitudinal direction of the cable, the metal mesh is also stretched. As soon as the rubber core contracts elastically again, the metal net also contracts again.

Als Elastomer wird beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer verwendet, das bei Erwärmung weich oder flüssig wird und mit dem Abkühlen aushärtet. Im erwärmten Zustand kann das Elastomer über die Düse aufgetragen werden, woraufhin das Elastomer aushärtet und hierbei die feste Verbindung mit der Stofflage eingeht und außerdem das Kabel schützt und an der Stofflage sichert. Im ausgehärteten Zustand besitzt das Elastomer ein elastisches Verhalten. Als Elastomer kann zum Beispiel ein Silikon verwendet werden.The elastomer used is, for example, a thermoplastic elastomer, which becomes soft or liquid when heated and hardens when cooled. When heated, the elastomer can be applied via the nozzle, whereupon the elastomer hardens and forms a firm connection with the material layer and also protects the cable and secures it to the material layer. When cured, the elastomer has elastic behavior. For example, a silicone can be used as an elastomer.

Optional wird auf das Elastomer nach dem Auftragen auf die Stofflage und im noch nicht ausgehärteten Zustand ein Beflockungsmaterial aufgebracht, wodurch das Tragegefühl verbessert werden kann. Das Beflockungsmaterial ist in der Lage, Feuchtigkeit aufzunehmen.Optionally, a flocking material is applied to the elastomer after it has been applied to the fabric layer and in the not yet hardened state, which can improve the wearing comfort. The flocking material is able to absorb moisture.

Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Bekleidungsstück oder eine Bandage mit einer Stofflage, die Träger eines Kabels ist, welches mithilfe von Elastomer mit der Stofflage verbunden ist. Das Kabel kann insbesondere in der vorbeschriebenen Weise ausgebildet sein, vorzugsweise elektrisch leitfähig und in Kabellängsrichtung elastisch. Das Bekleidungsstück bzw. die Bandage wird vorteilhafterweise nach dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellt.The invention further relates to an item of clothing or a bandage with a fabric layer which supports a cable which is connected to the fabric layer using elastomer. The cable can in particular be designed in the manner described above, preferably electrically conductive and elastic in the longitudinal direction of the cable. The item of clothing or the bandage is advantageously produced using the method described above.

Mindestens ein Kabelende, vorzugsweise beide Kabelenden liegen frei von Elastomer, wobei der zwischen den Kabelenden liegende Kabelabschnitt mit Elastomer bedeckt ist. In dieser Ausführung ist das Kabel fest mit der Stofflage verbunden, zugleich kann zumindest ein Kabelende, vorzugsweise beide Kabelenden, beispielsweise mit einem Sensor oder einer Elektrode und einer Auswerteeinheit oder einer Signalerzeugungseinheit verbunden werden. Bei dem Bekleidungsstück handelt es sich vorteilhafterweise um ein vorbeschriebenes Bekleidungsstück, gleiches gilt für die Bandage.At least one cable end, preferably both cable ends, are free of elastomer, with the cable section lying between the cable ends being covered with elastomer. In this embodiment, the cable is firmly connected to the material layer; at the same time, at least one cable end, preferably both cable ends, can be connected, for example, to a sensor or an electrode and an evaluation unit or a signal generation unit. The item of clothing is advantageously a previously described item of clothing, the same applies to the bandage.

Das Elastomer und das Kabel können sowohl auf der dem Körper zugewandten Innenseite des Bekleidungsstücks als auch auf der dem Körper abgewandten Außenseite des Bekleidungsstücks angeordnet sein.The elastomer and the cable can be arranged both on the inside of the clothing item facing the body and on the outside of the clothing item facing away from the body.

Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Düsenvorrichtung zum zeitgleichen oder zeitversetzten Auftragen von Elastomer und einem Kabel auf eine Stofflage eines Bekleidungsstücks oder einer Bandage. Das Bekleidungsstück bzw. die Bandage wird insbesondere nach dem vorbeschriebenen Verfahren unter Verwendung einer Elastomerdüse, über die Elastomer ausgebracht wird, und einer Kabeldüse, über die das Kabel ausgebracht wird, hergestellt. Desweiteren ist eine Antriebseinrichtung für das Kabel vorgesehen, über die das Kabel angetrieben wird. In einer vorteilhaften Ausführung befindet sich die Antriebseinrichtung für das Kabel an oder in der Kabeldüse, wobei je nach Positionierung der Antriebseinrichtung entweder das Kabel in die Kabeldüse hineinbefördert oder aus der Kabeldüse herausgezogen wird. Die Antriebseinrichtung für das Kabel kann sich gegebenenfalls an einem Träger der Düsenvorrichtung befinden, der auch die Elastomerdüse und die Kabeldüse trägt.The invention further relates to a nozzle device for the simultaneous or time-delayed application of elastomer and a cable to a fabric layer of an item of clothing or a bandage. The item of clothing or the bandage is manufactured in particular according to the method described above using an elastomer nozzle through which elastomer is dispensed and a cable nozzle through which the cable is dispensed. Furthermore, a drive device is provided for the cable, via which the cable is driven. In an advantageous embodiment, the drive device for the cable is located on or in the cable nozzle, with either the cable being conveyed into the cable nozzle or pulled out of the cable nozzle depending on the positioning of the drive device. The drive device for the cable can optionally be located on a carrier of the nozzle device, which also carries the elastomer nozzle and the cable nozzle.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

1 einen Schnitt durch eine Düsenvorrichtung mit einer Elastomerdüse zum Auftragen von Elastomer auf eine Stofflage,
2 die Düsenvorrichtung gemäß 1 mit einer Kabeldüse, die mit einer Antriebseinrichtung zum Antreiben des Kabels versehen ist,
3 in vergrößerter Darstellung die Stofflage mit Elastomer und Kabel,
4 einen Schnitt durch ein elektrisch leitfähiges Kabel.

Further advantages and practical designs can be found in the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 a section through a nozzle device with an elastomer nozzle for applying elastomer to a layer of material,
2 the nozzle device according to 1 with a cable nozzle which is provided with a drive device for driving the cable,
3 an enlarged view of the fabric layer with elastomer and cable,
4 a cut through an electrically conductive cable.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are given the same reference numbers.

In den 1 und 2 ist eine Düsenvorrichtung 1 mit einer Elastomerdüse 21 (1) und einer Kabeldüse 31 (2) dargestellt, die an einem gemeinsamen, horizontal verfahrbaren Träger 20 der Düsenvorrichtung 1 angeordnet sind. Die Elastomerdüse 21 weist einen Düsenkörper 22 auf, wobei über den Düsenkörperinnenraum 23 im Düsenkörper 22 ein darin befindliches Elastomer 4 auf eine Stofflage 6 aufgetragen werden kann. An dem Düsenkörper 22 der Elastomerdüse 21 befindet sich eine obenliegende Zufuhröffnung 7 für die Zufuhr des Elastomers 4 über eine Zufuhrleitung 9. Der Düsenkörper 22 verjüngt sich nach unten hin, wobei an der untenliegenden Spitze des Düsenkörpers 22 eine Austrittsöffnung 24 für den Austritt von Elastomer 4 angeordnet ist. Über die Zufuhrleitung 9 wird wie mit dem Pfeil gekennzeichnet unter Druck stehendes, fließfähiges Elastomer 4 in den Düsenkörperinnenraum 23 eingeleitet und über die Austrittsöffnung 24 in Form einer Bahn oder Raupe auf die Stofflage 6 aufgebracht. Das Elastomer 4 wird im fließfähigen Zustand aufgebracht und kann in die Poren der Stofflage 6 eindringen.In the 1 and 2 is a nozzle device 1 with an elastomer nozzle 21 ( 1 ) and a cable nozzle 31 ( 2 ) shown, which are arranged on a common, horizontally movable support 20 of the nozzle device 1. The elastomer nozzle 21 has a nozzle body 22, wherein an elastomer 4 located therein can be applied to a material layer 6 via the nozzle body interior 23 in the nozzle body 22. On the nozzle body 22 of the elastomer nozzle 21 there is an overhead feed opening 7 for the supply of the elastomer 4 via a feed line 9. The nozzle body 22 tapers downwards, with an outlet opening 24 for the exit of elastomer 4 at the bottom tip of the nozzle body 22 is arranged. Via the supply line 9, pressurized, flowable elastomer 4 is introduced into the nozzle body interior 23 as indicated by the arrow and is applied to the material layer 6 via the outlet opening 24 in the form of a web or bead. The elastomer 4 is applied in a flowable state and can penetrate into the pores of the material layer 6.

Die Stofflage 6 liegt vorzugsweise horizontal auf einem Arbeitstisch auf. Die Elastomerdüse 21 wird mithilfe des Trägers 20 der Düsenvorrichtung 1 in Pfeilrichtung 11 über die Oberseite der Stofflage 6 hinwegbewegt, zugleich wird das Elastomer 4 aus der Elastomerdüse 21 ausgebracht und auf die Oberseite der Stofflage 6 aufgetragen.The fabric layer 6 preferably lies horizontally on a work table. The elastomer nozzle 21 is moved in the direction of arrow 11 over the top of the fabric layer 6 using the carrier 20 of the nozzle device 1, at the same time the elastomer 4 is discharged from the elastomer nozzle 21 and applied to the top of the fabric layer 6.

Die Kabeldüse 31 ist ebenfalls am Träger 20 gehalten und wird analog zur Elastomerdüse 21 vom Träger 20 über die Oberseite der Stofflage 6 in Pfeilrichtung 11 hinwegbewegt. Die Kabeldüse 21 weist einen Düsenkörper 32 mit einem Düsenkörperinnenraum 33 auf, durch den ein Kabel 5 hindurchgeführt und auf die Oberseite der Stofflage 6 aufgetragen wird. Im Seitenbereich des Düsenkörpers 32 der Kabeldüse 31 befindet sich eine Zufuhröffnung 8, über die das Kabel 5 in den Düsenkörperinnenraum 33 eingeleitet wird. Der Düsenkörper 32 verjüngt sich nach unten hin, wobei an der untenliegenden Spitze des Düsenkörpers 32 eine Austrittsöffnung 34 für den Austritt des Kabels 5 angeordnet ist. Das Kabel 5 wird im Anschluss an das Auftragen eds Elastomers 4 in die von der Elastomerdüse 21 bereits erzeugte Elastomerbahn 4 auf der Stofflage 6 gelegt.The cable nozzle 31 is also held on the carrier 20 and, analogous to the elastomer nozzle 21, is moved by the carrier 20 over the top of the material layer 6 in the direction of the arrow 11. The cable nozzle 21 has a nozzle body 32 with a nozzle body interior 33 through which a cable 5 is passed and applied to the top of the material layer 6. In the side area of the nozzle body 32 of the cable nozzle 31 there is a feed opening 8 through which the cable 5 is introduced into the nozzle body interior 33. The nozzle body 32 tapers downwards, with an outlet opening 34 for the exit of the cable 5 being arranged at the bottom tip of the nozzle body 32. Following the application of the elastomer 4, the cable 5 is placed in the elastomer web 4 already produced by the elastomer nozzle 21 on the material layer 6.

Das Kabel 5 ist vorzugsweise ein elektrisch leitfähiges Kabel, das zur elektrischen Signalübertragung eingesetzt wird. Das Kabel 5 ist mithilfe des Elastomers 4 fest mit der Stofflage 6 verbunden. Das Kabel 5 wird insbesondere von dem Elastomer 4 umhüllt und ist hierdurch vor äußeren Einflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit geschützt. Das Kabel 5 ist vorteilhafterweise längselastisch ausgebildet und besitzt insbesondere eine Elastizität, gemäß der das Kabel 5 auf das mindestens 1.6fache linear-elastisch dehnbar ist. Mithilfe des Kabels 5 können beispielsweise elektrische Signale zwischen einer Elektrode oder einem Sensor, die bzw. der in die Stofflage 6 integriert ist, und einer Auswerteeinheit oder einer Signalerzeugungseinheit übertragen werden. Über den Sensor bzw. die Elektrode können zum Beispiel Vitalparameter einer Person aufgenommen werden, welche ein Bekleidungsstück und eine Bandage mit der gezeigten Stofflage 6 trägt. Es ist auch möglich, über das Kabel 5 Stromimpulse auf eine Elektrode in der Stofflage 6 zu übertragen, über die einzelne Muskelpartien gezielt stimuliert werden.The cable 5 is preferably an electrically conductive cable that is used for electrical signal transmission. The cable 5 is firmly connected to the material layer 6 using the elastomer 4. The cable 5 is in particular covered by the elastomer 4 and is thereby protected from external influences such as moisture. The cable 5 is advantageously designed to be longitudinally elastic and in particular has an elasticity according to which the cable 5 can be stretched linearly-elastically to at least 1.6 times. With the help of the cable 5, for example, electrical signals can be transmitted between an electrode or a sensor, which is integrated into the material layer 6, and an evaluation unit or a signal generation unit. For example, vital parameters of a person who is wearing an item of clothing and a bandage with the material layer 6 shown can be recorded via the sensor or the electrode. It is also possible to transmit current pulses via the cable 5 to an electrode in the fabric layer 6, via which individual muscle groups can be specifically stimulated.

Bei dem Bekleidungsstück, in das die Stofflage 6 integriert wird, handelt es sich beispielsweise um ein Sportbekleidungsstück wie ein T-Shirt oder eine Sporthose. Im Fall einer Bandage, in die die Stofflage 6 integriert wird, handelt es sich insbesondere um eine manschettenförmige Gelenkbandage, zum Beispiel eine Kniebandage oder eine Ellbogenbandage.The item of clothing into which the fabric layer 6 is integrated is, for example, an item of sports clothing such as a T-shirt or sports pants. In the case of a bandage into which the fabric layer 6 is integrated, it is in particular a cuff-shaped joint bandage, for example a knee bandage or an elbow bandage.

Die Kabeldüse 31 wird über eine Bewegung des Trägers 20 in der Weise über die Stofflage 6 geführt, dass die untenliegende Austrittsöffnung 34 einen kleinen Abstand zur Elastomerraupe 4 auf der Oberseite der Stofflage 6 aufweist. Die Kabeldüse 31 wird in der Weise bewegt, dass das Kabel 5 in die Raupe des noch nicht ausgehärteten Elastomers hineingelegt wird, das das Kabel teilweise oder vollständig umhüllt. Gegebenenfalls wird nach dem Ausbringen des Kabels 5 die Elastomerdüse 21 in einem weiteren Verfahrensschritt noch einmal über die Bahn mit dem bereits aufgetragenen Elastomer und Kabel bewegt, um eine weitere Lage Elastomer aufzutragen, so dass das Kabel 5 vollständig von Elastomer umhüllt ist.The cable nozzle 31 is guided over the fabric layer 6 by moving the carrier 20 in such a way that the outlet opening 34 at the bottom is a small distance from the elastomer bead 4 on the top of the fabric layer 6. The cable nozzle 31 is moved in such a way that the cable 5 is placed into the bead of the not yet cured elastomer, which partially or completely envelops the cable. If necessary, after the cable 5 has been deployed, the elastomer nozzle 21 is moved again over the web with the already applied elastomer and cable in a further process step in order to apply a further layer of elastomer, so that the cable 5 is completely covered by elastomer.

Nach dem Aushärten ist eine feste Verbindung von Elastomer 4 einschließlich dem Kabel 5 mit der Stofflage 6 gegeben.After curing, there is a firm connection between the elastomer 4, including the cable 5, and the material layer 6.

Das Kabelende 5a des Kabels 5 befindet sich freiliegend vor der Elastomerbahn 4. Das von Elastomer 4 freie Kabelende 5a eignet sich zum Anschluss beispielsweise an einen Sensor, an eine Elektrode oder auch eine Auswerteeinheit oder Signalerzeugungseinheit.The cable end 5a of the cable 5 is exposed in front of the elastomeric sheet 4. The cable end 5a, which is free of elastomer 4, is suitable for connection, for example, to a sensor, an electrode or even an evaluation unit or signal generation unit.

In entsprechender Weise kann ein gegenüberliegendes, zweites Kabelende 5b auch frei von Elastomer gehalten werden.In a corresponding manner, an opposite, second cable end 5b can also be kept free of elastomer.

Das Elastomer 4 wird insbesondere im erwärmten, fließfähigen Zustand und unter Druck über die Zufuhrleitung 9 in den Düsenkörperinnenraum 3 und weiter über die Austrittsöffnungen 10 auf die Stofflage 6 aufgebracht. Mit dem Abkühlen härtet das Elastomer 4 aus, wobei auch im ausgehärteten Zustand ein elastisches Verhalten des Elastomers gegeben ist. Auch das Kabel 5 ist elastisch ausgebildet, so dass sich die Stofflage nach dem Auftragen von Elastomer 4 und Kabel 5 elastisch dehnen und wieder zusammenziehen kann.The elastomer 4 is applied, in particular in the heated, flowable state and under pressure, via the supply line 9 into the nozzle body interior 3 and further onto the material layer 6 via the outlet openings 10. As it cools down, the elastomer 4 hardens, which also occurs in the final phase In the hardened state, the elastomer behaves elastically. The cable 5 is also designed to be elastic, so that the material layer can stretch and contract elastically after the elastomer 4 and cable 5 have been applied.

Wie 2 zu entnehmen, ist an der Kabeldüse 31 eine Antriebseinrichtung 13 zum Antreiben des Kabels 5 angeordnet, die an dem Düsenkörper 32 befestigt ist. Die Antriebseinrichtung 13 umfasst einen Elektromotor „P“, eine angetriebene Rolle und eine passiv mitdrehende Rolle, wobei die angetriebene Rolle von dem Elektromotor angetrieben wird und das Kabel 5 zwischen den beiden Rollen hindurchgeführt ist. Die Antriebseinrichtung 13 ist dem Düsenkörper 32 vorgelagert, so dass das Kabel 5 mit Antrieb in den Düsenkörperinnenraum 33 hineinbefördert wird. Grundsätzlich möglich ist auch eine Ausbildung am Austritt aus dem Düsenkörper 32, um das Kabel 5 mithilfe der Antriebseinrichtung aus dem Düsenkörperinnenraum 33 herauszuziehen. Die Antriebseinrichtung 13 kann gegebenenfalls auch an dem Träger 20 befestigt werden.How 2 As can be seen, a drive device 13 for driving the cable 5 is arranged on the cable nozzle 31 and is attached to the nozzle body 32. The drive device 13 comprises an electric motor “P”, a driven roller and a passively rotating roller, the driven roller being driven by the electric motor and the cable 5 being passed between the two rollers. The drive device 13 is located in front of the nozzle body 32, so that the cable 5 is conveyed into the nozzle body interior 33 with a drive. In principle, it is also possible to design the outlet from the nozzle body 32 in order to pull the cable 5 out of the nozzle body interior 33 using the drive device. The drive device 13 can optionally also be attached to the carrier 20.

Die Geschwindigkeit, mit der das Kabel 5 von der Antriebseinrichtung 13 angetrieben wird, entspricht der Relativgeschwindigkeit zwischen Kabeldüse 31 und Stofflage 6. Dies stellt einen kontinuierlichen, gleichmäßigen Austritt des Kabels 5 über die Austrittsöffnung 34 im unteren Bereich der Kabeldüse 31 sicher. Das Kabel 5 kann hierbei ohne Dehnungen oder Stauchungen auf die Elastomerbahn 4 auf der Stofflage 6 aufgetragen werden. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass auf eine Fixierung des Kabels 5 an der Stofflage 6 oder einer die Stofflage 6 tragenden Vorrichtung verzichtet werden kann.The speed at which the cable 5 is driven by the drive device 13 corresponds to the relative speed between the cable nozzle 31 and the material layer 6. This ensures a continuous, uniform exit of the cable 5 via the outlet opening 34 in the lower region of the cable nozzle 31. The cable 5 can be applied to the elastomeric web 4 on the material layer 6 without stretching or compression. Furthermore, it is advantageous that there is no need to fix the cable 5 to the fabric layer 6 or a device carrying the fabric layer 6.

In 3 ist die Stofflage 6 mit aufgebrachtem, raupenförmigem Elastomer und darin aufgenommenem Kabel 5 in vergrößerter Darstellung gezeigt. Zu beiden Seiten des Elastomers 4 ragt das Kabel mit Kabelenden 5a, 5b heraus, die somit blank und frei von Elastomer liegen und zum Anschluss an einen Sensor, einer Elektrode oder einer Auswerteeinheit oder Signalerzeugungseinheit genutzt werden können.In 3 the material layer 6 with the applied, caterpillar-shaped elastomer and the cable 5 accommodated therein is shown in an enlarged view. On both sides of the elastomer 4, the cable protrudes with cable ends 5a, 5b, which are therefore bare and free of elastomer and can be used for connection to a sensor, an electrode or an evaluation unit or signal generation unit.

4 zeigt einen Längsschnitt durch das Kabel 5, das aus einem Gummikern oder einer Gummiseele 14 und einem umhüllenden Metallnetz 15 besteht. Das Metallnetz 15 ist als ein Drahtgeflecht ausgebildet, das elektrisch leitend ist und elektrische Signale übertragen kann. Der innenliegende Gummikern 14 kann stark gedehnt werden und zieht sich nach linear-elastischer Dehnung wieder in den Ausgangszustand zurück. Das Metallnetz 15 in Form des Drahtgeflechts kann ebenfalls entsprechende Dehnungen ausüben und wird entweder aufgrund eines eigenen elastischen Verhaltens oder über den Gummikern 14 nach Wegfall äußerer Kräfte wieder in den zurückgezogenen Ausgangszustand gebracht. 4 shows a longitudinal section through the cable 5, which consists of a rubber core or a rubber core 14 and an enveloping metal net 15. The metal net 15 is designed as a wire mesh that is electrically conductive and can transmit electrical signals. The internal rubber core 14 can be significantly stretched and, after linear-elastic stretching, returns to its initial state. The metal net 15 in the form of the wire mesh can also exert corresponding expansions and is brought back into the retracted initial state either due to its own elastic behavior or via the rubber core 14 after external forces have disappeared.

Die linear-elastische Dehnung des Kabels 5 beträgt mindestens 60 % und somit das 1.6fache gegenüber dem ungedehnten Ausgangszustand.The linear-elastic expansion of the cable 5 is at least 60% and therefore 1.6 times greater than the unstretched initial state.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3172977 A1 [0002]
US 20170151770 A1 [0003]
DE 102018104774 B3 [0004]

Claims

Method for applying elastomer (4) and a cable (5) embedded in the elastomer (4) to a fabric layer (6) of an item of clothing or a bandage, the elastomer (4) being applied in the deformable state using an elastomer nozzle (21). Fabric layer (6) and the cable (5) are applied to the elastomer (4) on the fabric layer (6) via a cable nozzle (31), the cable (5) being driven at a speed using a drive device (13). corresponds to the relative speed between the cable nozzle (31) and the material layer (6).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the cable (5) is designed to be elastic.

Procedure according to Claim 2 , characterized in that the cable (5) has an elasticity according to which the cable (5) can be elastically stretched to at least 1.6 times.

Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the cable (5) is pushed into the cable nozzle (31) using the upstream drive device (13).

Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that in a first step elastomer (4) and in a second step the cable (5) are applied to the elastomer (4).

Procedure according to Claim 5 , characterized in that in a third step elastomer (4) is applied to the cable (5).

Procedure according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the elastomer nozzle (21), through which the elastomer (4) emerges, and the cable nozzle (31), through which the cable (5) emerges, as well as the drive device (13) of the cable (5) on a common Nozzle device (1) are arranged and are moved together relative to the material layer (6).

Procedure according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that an elastic cable (5) is used, which consists of a rubber core (14) and an enveloping metal net (15).

Procedure according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the cable is designed to be electrically conductive.

Garment or bandage with a fabric layer (6), in particular produced by the method according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that one cable end (5a), preferably both cable ends (5a, 5b), are free of elastomer (4) and the cable section (5) between the cable ends (5a, 5b) is covered with elastomer (4).

Nozzle device for applying elastomer (4) and a cable (5) to a fabric layer (6) of an item of clothing or a bandage, in particular produced by the method according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the nozzle device (1) has an elastomer nozzle (21) for applying the elastomer (4) in the deformable state to the material layer (6) and a cable nozzle (31) for applying the cable (5) and also a drive device (13 ) for driving the cable (5).