DE19510617A1

DE19510617A1 - Flexible Kontaktmatte

Info

Publication number: DE19510617A1
Application number: DE1995110617
Authority: DE
Original assignee: LEON HELMA CHRISTINA
Current assignee: G.E.K. GESELLSCHAFT FUER ELEKTROTECHNISCHE KOMPONE
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1996-09-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Kontaktes bei Krafteinwirkung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Aus der EP-0 398 844 ist eine druckempfindliche, mattenförmige elektrische Schalteinrichtung bekannt, wobei die bewegliche Elektrode der Schalteinrichtung aus einem flexiblen, zusammendrückbaren Kontaktgewebe mit leitenden und nicht leitenden Drähten besteht und sich die leitenden Drähte in der einen Webrichtung und sich demgegenüber die nicht leitenden Drähte in die andere Webrichtung erstrecken und um die leitenden Drähte gebogen sind, so daß die leitenden Drähte im Abstand zu einer am Kontaktgewebe anliegenden Flachelektrode halten. Durch Zusammendrücken des Kontaktgewebes werden die leitenden Drähte biegeelastisch verformt, wobei die an diesen entstehenden Wellenrücken an die Gewebeoberfläche gelangen und dadurch mit der Flachelektrode in Kontakt kommen. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß insbesondere die leitenden Drähte, die aus Metall (Kupfer) bestehen, aufgrund der Druckbeanspruchung biegeelastisch verformt werden, wodurch es beim mehrmaligen Zusammendrücken zu Brüchen und somit zu Unterbrechungen der Kontaktgabe kommt. Außerdem sind durch eine solche Anordnung keine definierten Rückstellkräfte realisierbar, da die Metalldrähte mitverformt werden und somit das Bestreben haben, in ihrer zusammengedrückten Form zu verharren.

Aus der US-4,524,256 ist ein ausschließlich aus Metalldrähten bestehendes Kontaktgewebe bekannt, das in eine elastische Isolierstoffschicht eingebettet ist, welche die freiliegenden Wellenrücken der Drähte überragt und damit von einer anliegenden Flachelektrode distanziert. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß sie zum einen in der Herstellung aufwendig ist und zum anderen eine nachlassende Elastizität durch Alterung der Isolierstoffschicht aufweist.

Aus der DE-34 24 060 ist ebenfalls eine Schalteinrichtung bekannt, bei der die Drähte des Kontaktgewebes eine Isolierschicht aufweisen, die an den Wellenrücken der Drähte zu entfernen ist. Eine solche Schalteinrichtung ist ebenfalls aufwendig in der Herstellung.

Die US-3,056,005 zeigt eine Schaltmatte mit zwei Metallgewebestücken, wobei diese durch eine gelochte Isolierplatte voneinander getrennt sind. Diese Isolierplatte wird unter Druckeinwirkung zusammengedrückt, so daß im Bereich der darin befindlichen Löcher die Metallgewebe miteinander in Kontakt kommen können.

Aus der gattungsbildenden EP-0 395 784 ist eine elektrische Kontaktmatte mit zumindest zwei im Ruhestand mit Abstand zueinander angeordneten elektrisch leitenden Platten bekannt, wobei der Abstand durch nicht leitende Distanzhalter hergestellt ist, mit zwischen den Platten vorgesehenen Kontaktgebern, die nach Zusammendrücken der Distanzhalter um einen vorgegebenen Wert eine elektrische Verbindung zwischen den Platten herstellen und mit einer elektrischen Auswerteeinheit, die mit den Platten in Wirkverbindung steht. Diese elektrische Kontaktmatte ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktgeber und die Distanzhalter an zumindest einer Platte vorgesehen und mit dieser verbunden sind, daß die Kontaktgeber als Streifen oder Leisten und in an sich bekannter Weise auch die Distanzhalter auch als Streifen oder Leisten ausgebildet sind und daß die Streifen oder Leisten einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Eine solche Konstruktion hat die Nachteile, daß

- die relativ starren Platten den gegebenen Einsatzorten nicht anpaßbar sind,
- die Herstellung großflächiger Platten aufwendig und kostenintensiv ist,
- die Verbindungen zwischen Platten und Kontaktgeber bzw. zwischen Platten und Distanzhalter in der Serienproduktion nicht herstellbar sind, da hierfür keine Produktionsvorrichtungen zur Verfügung stehen,
- bei Betätigung der Kontaktmatte im Bereich der Distanzhalter keine oder keine zuverlässige Kontaktgabe gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betätigen eines Kontaktes bereitzustellen, die eine zuverlässige Kontaktgabe ermöglicht, in beliebigen Dimensionen (insbesondere Länge bzw. Breite) herstellbar bzw. einsetzbar ist und die die genannten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest eine oder beide Flächen ein aus zumindest einem endlosen oder quasi- endlosen länglichen Gebilde hergestelltes Flächengebilde ist, wobei zumindest ein Gebilde des Flächengebildes elektrisch leitend ist. Ein solches Flächengebilde hat zum einen den Vorteil, daß es in beliebigen Dimensionen herstellbar ist, den gegebenen Einsatzorten aufgrund seiner Flexibilität anpaßbar ist und nach Zusammendrücken der distanzgebenden Einrichtung um den vorgebbaren Wert eine zuverlässige Kontaktgabe gewährleistet ist. Diese Kontaktgabe wird dadurch erreicht, daß in dem Flächengebilde zumindest ein Gebilde elektrisch leitend ist, wobei es auch denkbar ist, daß ein Flächengebilde aus mehr als einem Gebilde besteht, wobei dann wiederum ein Teil der Gebilde oder alle Gebilde des Flächengebildes elektrisch leitend sind. Es ist von Vorteil, wenn ein überwiegender Bereich (insbesondere mehr als die Hälfte über die Fläche verteilt) des Flächengebildes elektrisch leitend ist, um so die Zuverlässigkeit der Kontaktgabe zu erhöhen.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Flächengebilde derart aus dem endlosen oder quasi-endlosen länglichen Gebilde hergestellt, daß das Gebilde zumindest teilweise mit seiner Oberfläche die Oberfläche des Flächengebildes überragt. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß durch die räumlich höhere Anordnung des elektrisch leitenden Gebildes die Kontaktgabe nach dem Zusammendrücken der distanzgebenden Einrichtung erhöht und somit noch zuverlässiger erreicht wird. In diesem Zusammenhang ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Flächengebilde aus zumindest zwei endlosen oder qausi-endlosen elektrisch nicht leitenden Gebilden hergestellt ist, wobei das elektrisch leitende Gebilde mit dem Flächengebilde verflochten oder verwebt ist. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß ein schon vorhandenes Flächengebilde (beispielsweise textiles Gewebe oder ähnliches) mit dem elektrisch leitenden Gebilde versehen werden kann, in dem beispielsweise dieses elektrisch leitende Gebilde mit dem Flächengebilde verflochten oder verwebt wird. Dies sind nur zwei Möglichkeiten, um das Flächengebilde mit dem Gebilde zu versehen. In einer besonderen Ausführung der Erfindung bietet es sich an, das Flächengebilde aus zwei nicht leitenden endlosen oder quasi-endlosen Gebilden herzustellen, wobei das elektrisch leitende Gebilde um diese elektrisch nicht leitenden Gebilde herum verflochten oder verwebt wird, so daß die Oberfläche des elektrisch leitenden Gebildes zumindest teilweise (insbesondere im Umlenkbereich der Maschen) die Oberfläche des Flächengebildes überragt.

Es ist auch denkbar, insbesondere unter Weglassung der distanzgebenden Einrichtung, daß das Flächengebilde derart aus dem endlosen oder quasi-endlosen länglichen Gebilde hergestellt ist, daß die Oberfläche des Flächengebildes in seiner Gesamtheit die Oberfläche des elektrisch leitenden Gebildes überragt, wobei die Kontaktgabe dadurch erzielt wird, daß nach Einwirkung einer Kraft auf zumindest ein Flächengebilde die Oberfläche des elektrisch leitenden Gebildes derart in Richtung des elektrisch leitenden Gebildes des gegenüberliegenden Flächengebildes bewegt wird, so daß die beiden elektrisch leitenden Gebilde punkt- oder flächenförmig aneinanderstoßen und somit die von der Auswerteeinrichtung auswertbare elektrische Verbindung hergestellt wird. D.h., daß die distanzgebende Einrichtung von zumindest einem Flächengebilde gebildet wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Flächengebilde ein Geflecht, ein Gewebe oder ein Gewirke oder ähnliches und das endlose oder quasi- endlose längliche Gebilde ein Faden, ein Draht, eine Litze, ein Band oder ähnliches ist. Somit sind Herstellungsformen für das Flächengebilde angegeben, wobei sich die Erfindung nicht auf die angegebenen Formen beschränkt, die jedoch aufgrund ihrer einfachen Herstellung und daraus resultierend ihres zuverlässigen Zusammenhaltes als vorteilhaft angesehen werden. Unter einem Geflecht ist ein Flächengebilde zu verstehen, das aus zumindest zwei Gebilden (Fäden) besteht, wobei diese Fäden sich zu den Kanten der Flächengebilden in diagonaler Richtung verflechten. Der eine Faden (Flechtfaden) kann über oder unter einem, zwei oder mehr gegenlaufenden Fäden liegen, so daß es zu ein-, zwei- oder mehrflechtigen Bindungen kommt. Unter einem Gewebe ist ein Flächengebilde zu verstehen, das zwei rechtwinklig sich kreuzende Fadensysteme aufweist, wobei die regelmäßige Fadenwerkkreuzung Bindung genannt wird. Ein Gewirke ist ein Flächengebilde, das hergestellt ist durch Maschenbildung aus einem oder mehreren Fadensystemen. In diesem Zusammenhang gibt es Kuliergewirke, bei denen der Fadenverlauf in Schußrichtung (waagerecht) geht und Kettengewirke, bei denen der Fadenverlauf in Längsrichtung geht. Bei dem endlosen oder quasi-endlosen länglichen Gebilde handelt es sich in vorteilhafter Weise um einen Faden, einen Draht, eine Litze oder ein Band oder ähnliches, aus welchem die aufgezählten Flächengebilde oder weitere (Flächengebilde, das beispielsweise durch Stricken hergestellt ist) hergestellt sind, wobei die Auswahl des Gebildes in Abhängigkeit der Einsatzgegebenheiten erfolgt und nicht auf die aufgezählten Ausführungsformen beschränkt ist. Auch Kombinationen jeweils innerhalb eines Flächengebildes oder bei beiden Flächengebilden sind denkbar.

In Weiterbildung der Erfindung ist das zumindest eine Gebilde mono-, duo- oder multifil aufgebaut, wobei immer die eine bzw. wenigstens eine Faser des Gebildes elektrisch leitend ist. Ist das Gebilde ein monofiler Faden, besteht dieser in seiner Gesamtheit in vorteilhafter Weise aus elektrisch leitendem Material. Hierbei kann auch ein Draht eingesetzt werden. Ist das Gebilde beispielsweise ein duofiler Faden, kann eine Faser elektrisch leitend sein, während die andere nicht leitend ist. Darüberhinaus können auch beide Fasern leitend sein. Genauso verhält es sich mit einem Gebilde, das als multifiler Faden aufgebaut ist, wobei zumindest ein Teil der Fasern elektrisch leitend ist, während der andere Teil nicht leitend ist. In einer besonderen Ausführungsform sind sämtliche Fasern des multifilen Fadens elektrisch leitend (beispielsweise eine mehradrige Litze).

In Weiterbildung der Erfindung ist das zumindest eine Flächengebilde über seine gesamte Fläche aus elektrisch leitenden Gebilden hergestellt. Diese Ausführungsform, beispielsweise als Flachgeflecht, hat den Vorteil, daß über weitestgehend die gesamte Fläche des Flächengebildes bei Krafteinwirkung eine Kontaktgabe gegeben ist, die auswertbar ist. In vorteilhafter Weise sind beide Flächengebilde über ihre gesamte Fläche aus elektrisch leitenden Gebilden hergestellt.

In Weiterbildung der Erfindung ist die distanzgebende Einrichtung ebenfalls ein aus zumindest einem endlosen oder quasi-endlosen elektrisch nicht leitenden Gebilde hergestelltes Flächengebilde. Damit ist eine Möglichkeit angegeben, die distanzgebende Einrichtung zu schaffen. So kann diese distanzgebende Einrichtung ebenfalls ein Geflecht, ein Gewebe oder ein Gewirke oder ähnliches sein. Ein solches Flächengebilde kann dann zwischen den beiden gegenüberliegenden weiteren Flächengebilden, die elektrisch leitend ausgebildet sind, angeordnet werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist die distanzgebende Einrichtung ein mit zumindest einem Flächengebilde verbundenes, elektrisch isolierendes endloses oder quasi-endloses längliches Gebilde, das in Richtung des gegenüberliegenden Flächengebildes Schlaufen bildet. Diese Schlaufen haben den Vorteil, daß sie die beiden Flächengebilde ohne Krafteinwirkung auf Distanz halten und bei Krafteinwirkung zusammengedrückt werden, so daß eine Kontaktgabe zwischen den beiden Flächengebilden gewährleistet ist. Je nach Ausgestaltung (insbesondere Durchmesser bzw. Länge der Schlaufen) kann der vorgebbare Wert, um den die distanzgebende Einrichtung zusammengedrückt werden kann, eingestellt werden. Hierbei sind die beiden Ausführungsformen denkbar, daß nur ein Flächengebilde mit einer Vielzahl von Schlaufen derart verbunden ist, daß die beiden gegenüberliegenden Flächengebilde auf Distanz gehalten werden. Denkbar ist auch, daß beide Flächengebilde mit einer derartigen distanzgebenden Einrichtung versehen sind, wobei in vorteilhafter Weise die Schlaufen des jeweils einen Flächengebildes neben den Schlaufen des anderen Flächengebildes liegen, so daß die einzelnen Schlaufen über die Fläche betrachtet, ineinander verzahnt sind. Diese Schlaufen können nachträglich oder auch bei der Herstellung des Flächengebildes eingeflochten werden.

In Weiterbildung der Erfindung sind beide Flächengebilde über einen eine Vielzahl von Schlaufen bildenden Faden als distanzgebende Einrichtung verbunden, wobei der Faden mit den Flächengebilden verflochten bzw. verknotet ist. Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie in beliebigen Maßen herstellbar ist bzw. aus einer beliebig großen Vorrichtung beliebige kleinere Vorrichtungen konfektionierbar und den Einsatzgegebenheiten anpaßbar sind und daß eine solche Vorrichtung in einem Arbeitsgang herstellbar ist. Denn gleichzeitig mit dem Herstellen der beiden Flächengebilde wird der eine Vielzahl von Schlaufen bildende Faden derart zwischen den beiden Flächengebilden hindurchgezogen (und ggfs. verflochten oder verknotet), daß über die Ausdehnung des Flächengebildes betrachtet, eine distanzgebende Einrichtung reaslisiert ist. Es ist auch denkbar, daß (wie schon beschrieben) die distanzgebende Einrichtung ebenfalls ein Geflecht, ein Gewebe oder ein Gewirke oder ähnliches ist, wobei dieses nicht nur zwischen den beiden gegenüberliegenden elektrisch leitenden Flächengebilden dazwischengelegt ist, sondern auch zumindest mit einem, insbesondere mit beiden, Flächengebilden verbunden ist. So ist je nach Herstellungsverfahren zumindest ein endloses oder quasi-endloses Gebilde, das die distanzgebende Einrichtung bildet, mit zumindest einem Flächengebilde verbunden. Es ist auch denkbar, daß die distanzgebende Einrichtung aus mindestens zwei endlosen oder quasi-endlosen Gebilden besteht, wobei mindestens ein elektrisch nicht leitendes Gebilde mit einem oder beiden Flächengebilden, die elektrisch leitend sind, verbunden ist.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die den distanzgebenden Einrichtungen ab gewandten Oberflächen der Flächengebilde eine Deckfläche auf. Diese Deckfläche wird in geeigneter Weise beispielsweise durch Auflegen, Aufkleben oder Autvulkanisieren auf die Oberfläche des Flächengebildes aufgebracht. Bei dieser Deckfläche handelt es sich insbesondere um eine elektrisch isolierende Deckfläche, so daß äußere Einflüsse (insbesondere elektrischer Art) die Kontaktgabe nicht beeinträchtigen, wobei die Kontaktgabe durch Einwirkung einer äußeren Kraft erfolgt. Hierbei ist es denkbar, daß die Deckfläche aus zumindest zwei oder mehreren Deckschichten besteht. So kann beispielsweise mit einer dem Flächengebilde direkt zugeordneten Schicht eine Dämpfung erreicht werden, während eine obere Schicht (Außenschicht) die Vorrichtung gegen äußere Einflüsse isoliert. Diese äußere Schicht ist abriebfest und kann beispielsweise eingefärbt werden. Mit der dem Flächengebilde direkt zugeordneten Schicht sind aufgrund ihrer Dicke bzw. ihrer Beschaffenheit (Struktur und Dichte) Dämpfungsmaßnahmen realisierbar sowie die Kräfte, die zur Kontaktgabe erforderlich sind, einstellbar.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Flächengebilde zumindest teilweise im Randbereich, vorzugsweise im gesamten umlaufenden Randbereich, eine Randversiegelung auf. Dadurch wird der Bereich der distanzgebenden Einrichtung vor äußeren Einflüssen geschützt und je nach Ausgestaltung der Randversiegelung die Stabilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht. So kann beispielsweise diese Randversiegelung als Rahmen ausgebildet sein. In vorteilhafter Weise erfolgt über die Randversiegelung auch die Kontaktgabe nach außen.

In Weiterbildung der Erfindung befindet sich im Randbereich der distanzgebenden Einrichtung ein in seiner Höhe weitestgehend nicht verformbares Element, insbesondere eine Schiene, und es ist die Randversiegelung zum Aufstecken oder Aufklemmen ausgebildet. Durch das Einlegen eines Elementes (insbesondere einer Schiene) werden die beiden Flächengebilde im Randbereich auf Distanz gehalten, wobei das Aufstecken oder Aufklemmen der Randversiegelung eine einfache Art der Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht. Es ist auch denkbar, die Randversiegelung durch Verkleben der Schiene mit den Flächengebilden zu realisieren. Das in seiner Höhe weitestgehend nicht verformbare Element ist über seine Länge verformbar, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise als Meterware herstellbar und aufrollbar sowie beliebig ablängbar ist. Hierzu erfolgt beispielsweise bei der Herstellung eine Randversiegelung an zwei gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung, wobei nach beliebigem Ablängen der Meterware die beiden übrigen gegenüberliegenden Seiten mit einer Randversiegelung nachträglich versehen werden können. Es ist auch denkbar, zunächst keine Randversiegelung vorzusehen, dann eine beliebige Form der Vorrichtung entsprechend den Einsatzbedingungen auszuwählen und anschließend die Randversiegelung vorzusehen.

In Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens jeweils ein längliches Gebilde der beiden Flächengebilde, insbesondere längs einer Seite der beiden Flächengebilde über einen Kontakt, mit der Auswerteeinrichtung verbunden, wobei die Auswerteeinrichtung einen ohmschen oder kapazitiven Abschluß aufweist. Durch entsprechende Ausgestaltung des Kontaktes, der beispielsweise in dem Flächengewebe eingewoben oder eingeflochten oder am Rand des Flächengebildes eingeflochten oder eingewoben ist, kann in konstruktiv einfacher Art und Weise die Verbindung zu der Auswerteeinrichtung hergestellt werden. Die Kontaktgabe erfolgt beispielsweise dadurch, daß in jedem Flächengebilde jeweils ein weiterer Draht oder ein Faden oder eine Litze eingewebt ist und nach außen geführt ist. Darüberhinaus ist es denkbar, daß auch ein einzelnen Faden als Bestandteil des Flächengebildes aus diesem herausgeführt ist und mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist. Die Auswerteeinrichtung erfaßt dann nach Krafteinwirkung auf die Vorrichtung und Kontaktgabe, daß beispielsweise der elektrische Stromkreis geschlossen ist. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit ist ein ohmscher Abschluß vorgesehen, so daß die Auswerteeinrichtung in an sich bekannter Weise nach dem Ruhestrom- oder Fenster-Prinzip arbeitet. D.h., daß ständig über den ohmschen Widerstand ein Strom fließt, wobei sich nach Kontaktgabe der Wert des Stromflusses schlagartig ändert (erhöht) und ausgewertet werden kann. In analoger Weise arbeitet der kapazitive Abschluß, wobei hier in vorteilhafter Weise die beiden einander zugeordneten Flächengebilde als Kondensator wirken und die distanzgebende Einrichtung ein Dielektrikum ist, wobei sich die Kapazität der Vorrichtung durch die Krafteinwirkung ändert, so daß schon bei Krafteinwirkung (und ohne Herstellung eines Kontaktes) eine Berührung feststellbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung befindet sich in dem Bereich der distanzgebenden Einrichtung ein elastisch verformbares Medium. Hierdurch werden in vorteilhafter Weise die beiden Flächengebilde ohne Krafteinwirkung auf Distanz gehalten. Es ist nach Krafteinwirkung eine bessere Rückstellung gegeben und es sind die Kräfte, die zur Kontaktgabe erforderlich sind, einstellbar. Bei dem elastisch verformbaren Medium handelt es sich beispielsweise um Luft oder um eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Gel, das elektrisch isolierend wirkt.

In Weiterbildung der Erfindung ist die distanzgebende Einrichtung streifen-, leisten- oder im wesentlichen punktförmig ausgebildet. Hierbei kommen Ausbildungen in Frage, wie sie beispielsweise in der EP-0 395 784 beschrieben sind, wobei die streifen- oder leistenförmig ausgebildeten distanzgebenden Einrichtung mit zumindest einem Flächengebilde verklebt, verwebt, verwirkt, verhakt oder verflochten ist, wobei es alternativ auch denkbar ist, die streifen- oder leistenförmige distanzgebende Einrichtung zwischen den beiden gegenüberliegend angeordneten elektrisch leitenden Flächengebilden einzulegen. Die distanzgebende Einrichtung kann auch einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweisen. Zur Erzielung einer feinfühligen Kontaktgabe und zur Einstellung beliebiger Druckkräfte ist es denkbar, unter Anwendung der voran beschriebenen Maßnahmen zwischen den beiden elektrisch leitenden Flächengebilden ein weiteres elektrisch leitendes Flächengebilde (oder auch elektrisch leitende Leitungen, Drähte, Fäden oder sonstige streifen- oder leistenförmige elektrische Einrichtungen) anzuordnen, wobei diese Einlage zwischen den beiden elektrisch leitenden Flächengebilde über die ebenfalls voran beschriebenen distanzgebenden Einrichtungen die beiden gegenüberliegenden Flächengebilde voneinander trennt und auf Distanz hält, so daß ein Dreischichtaufbau (elektrisch leitendes Flächengebilde - distanzgebende Einrichtung - Einlage - Distanzgebende Einrichtung - elektrisch leitendes Flächengebilde) gegeben ist.

Weitere Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Kulierware als Flächengebilde,

Fig. 2 Kettenware als Flächengebilde,

Fig. 3 Aufbau einer erfindungsgemäßen flexiblen Kontaktmatte,

Fig. 4 Ausgestaltungen der distanzgebenden Einrichtung.

Fig. 1 zeigt Kulierware als Flächengebilde, aus dem die erfindungsgemäße Vorrichtung herstellbar ist. Ein Schußfaden SF, der elektrisch leitend ausgebildet ist, wird zur Herstellung eines flächen Warenbildes derart verarbeitet, daß sich die einzelnen Maschen des Schußfadens in Längs- und Querrichtung ineinander hängen, so daß sie Maschenreihen MR und Maschenstäbchen MS bilden.

Fig. 2 zeigt ein Flächengebilde, das in an sich bekannter Weise als Kettenware ausgebildet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß zur Herstellung des Flächengebildes nicht nur die in Fig. 1 und 2 gezeigten Flächengebilden herangezogen werden können, sondern es auch aus dem Textilbereich und zur Teppichherstellung eine Vielzahl von anderweitigen Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden gibt und diese anwendbar sind.

Fig. 3 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen flexiblen Kontaktmatte. Eine Kontaktmatte 1 weist zwei gegenüberliegende Flächen 2 auf, die auf Distanz gehalten werden. In erfindungsgemäßer Weise besteht eine solche Fläche 2. aus einem Gewebe 3, beispielsweise aus zwei rechtwinklig sich kreuzenden Fadensystemen. Dieses Fadensystem einer jeden Fläche 2 besteht aus einer Vielzahl von Kettenfäden 4 und Schußfäden 5, die entsprechend miteinander verbunden sind. Alternativ dazu kann das Gewebe 3 entsprechend den Flächengebilden, die in Fig. 1 und 2 gezeigt sind, ausgebildet sein. Erfindungsgemäßer Weise ist wenigstens ein Faden, mehrere Fäden oder alle Fäden 4, 5 elektrisch leitend ausgebildet. Ein elektrischer Kontakt entsteht, wenn die beiden elektrisch leitenden Gewebe 3 durch äußere Krafteinwirkung in Verbindung gebracht werden. Zur elektrischen Isolierung der Gewebe 3 und zur Vermeidung von äußeren Umgebungseinflüssen ist auf dem Gewebe 3 eine Deckfläche 6 angeordnet, die beispielsweise aus einem elastisch verformbaren Bereich 7 und einem (abriebfesten) Außenbereich 8 besteht. Weiterhin ist eine Randversiegelung 9 derart vorgesehen, daß diese Randversiegelung 9 die Außenkanten der Flächen 2 sowie den Bereich der distanzgebenden Einrichtung umfaßt. Weiterhin sind im Randbereich Kontakte 10 vorgesehen, wobei über die Kontakte 10 nach Krafteinwirkung und Zusammendrücken des Distanzbereiches 11 ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Geweben 3 hergestellt wird und dieser detektierbar ist. Zu diesem Zweck ist an den Kontakten 10 eine Auswerteeinrichtung 12 angeschlossen, die nach Krafteinwirkung auf die beiden oder eine Fläche 2 die elektrische Kontaktgabe zwischen den beiden Geweben 3 erfaßt und nach Kontaktgabe über einen Ausgang 13 ein weiter verarbeitbares Signal zur Verfügung stellt. In vorteilhafter Weise arbeitet die Auswerteeinrichtung 12 nach dem Ruhestromprinzip d. h., daß den beiden Kontakten 10 ein ohmscher Abschluß (Widerstand 14) parallelgeschaltet ist, wobei die Schaltung des Ruhestromprinzipes und die Arbeitsweise an sich bekannt sind. Es ist auch denkbar, anstelle des Widerstandes 14 einen Kondensator vorzusehen, wobei dann die beiden Gewebe 3 als Kondensatorflächen wirken und eine Veränderung des Distanzbereiches durch Krafteinwirkung die Kapazität auswertbar verändern.

Fig. 4 zeigt verschiedene Ausführungsformen der distanzgebenden Einrichtung. Prinzipiell ist vorgesehen, daß mit zumindest einem Flächengebilde (Gewebe 3) ein eine Vielzahl von Schlaufen bildender Faden, verbunden ist. So ist in Fig. 4a gezeigt, daß jedes Gewebe 3 einen Faden 15 aufweist, der eine Vielzahl von Schlaufen bildet, die zusammenhängen und sich über die Breite und die Länge des Gewebes 3 erstrecken. Es ist auch denkbar, daß bezüglich eines Gewebes 3 mehrere Fäden derart angeordnet sind, daß sie eine Vielzahl von parallel laufenden Schlaufen bilden. Weiterhin ist in Fig. 4a gezeigt, daß in einem Randbereich ein in seiner Höhe weitestgehend nicht verformbares Element, wie z. B. einen einen runden oder eckigen Querschnitt aufweisende Schiene 16 angeordnet ist. In Fig. 4a ist gezeigt, daß die Randversiegelung 9 sowohl die Gewebe 3 als auch die Schiene 16 umfaßt.

Fig. 4b zeigt einen Faden 16, der mit nur einem Gewebe 3 verbunden ist und Schlaufen bildet, wobei die Köpfe der Schlaufen dem gegenüberliegenden Gewebe 3 zugeordnet ist und so die beiden Gewebe 3 auf Distanz halten. Nach Zusammendrücken der Schlaufen kann die Kontaktgabe zwischen den beiden elektrisch leitenden Geweben 3 erfolgen. In dieser Figur ist gezeigt, daß im Randbereich der Gewebe 3 die Schiene 16 mit eckigem Querschnitt angeordnet ist, wobei die Gewebe 3 mit der Deckfläche 6 versehen sind, wobei die Deckflächen 6, die Gewebe 3 und die Schiene 16 von der Randversiegelung 9 umfaßt werden. Es ist denkbar, die Randversiegelung 9 aus einem elektrisch nicht leitendem Material herzustellen, wobei zur Realisierung eine Kontaktes in dem Bereich, in dem die Gewebe 3 an der Randversiegelung 9 anliegen, in der Randversiegelung 9 elektrisch leitende Bereich (beispielsweise Nadeln), vorzusehen, mit denen die Kontaktgabe zwischen den elektrisch leitenden Geweben 3 und den Kontakten 10 (hier nicht gezeigt) hergestellt wird.

Eine besondere Ausführungsform ist in Fig. 4c gezeigt, wobei die beiden Flächengebilde (Gewebe 3) über den eine Vielzahl von Schlaufen bildenden Faden 15 als distanzgebende Einrichtung verbunden sind, wobei der Faden 15 mit beiden Geweben verflochten bzw. verknotet ist. Dadurch entsteht ein dreischichtiges Gebilde, welches in einem Arbeitsgang einfach herzustellen ist und die Ausgangsform für die erfindungsgemäße Vorrichtung, die flexible Kontaktmatte, darstellt.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in Fig. 4a bis Fig. 4c gezeigten Schlaufen des Fadens 15 jeweils einzeln mit dem Gewebe 3 verbunden sind, oder auch mittels eines einzigen durchgehenden Fadens 15 oder mehrerer durchgehenden Fäden 15 hergestellt sind.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es beispielsweise einmal denkbar, daß zwei fertig hergestellte elektrisch leitende Flächengebilde mit dem (Abstands-)Faden (Polfaden) versehen werden. Zum anderen ist es auch denkbar, daß die Herstellung der elektrisch leitenden Flächengebilde und die Einarbeitung des Fadens in einem Arbeitsgang erfolgt. Als Material für die Flächengebilde kommt beispielsweise Metall oder ein metallisiertes Gewebe in Frage, wobei auch denkbar ist, daß jeder x-te Faden aus Metall (beispielsweise VA, Kupfer, Carbon oder ähnliches Material) besteht oder auch beispielsweise eine elektrisch nicht leitende Seele (beispielsweise Polyamid) aufweist, wobei die Oberfläche elektrisch leitend ist (beispielsweise durch Beschichtung mit einem elektrisch leitenden Material). In vorteilhafter Weise kommen Polyamid-Fäden, die vernickelt sind, in Frage. Eine besondere Ausgestaltung der Deckfläche besteht beispielsweise darin, daß diese aus zweierlei Gummiflächen besteht, wobei die äußere Fläche abriebfest ist, die innere Schicht aus einem weicheren Gummimaterial besteht, die auf das Flächengebilde (Gewebe 3) aufvulkanisiert werden kann, wobei zwischen diesen beiden Gummischichten noch ein zusätzliches Gewebe oder eine zusätzliche Schicht angeordnet werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet insbesondere Einsatz in der Sicherheits- und Überwachungstechnik, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese beiden genannten Gebiete beschränkt ist, da es beispielsweise auch denkbar ist, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zählung von Ereignissen (beispielsweise Personen) einzusetzen.

Bezugszeichenliste

1 Kontaktmatte
2 Flächen
3 Gewebe (aus zwei rechtwinklig sich kreuzenden Fadensystemen)
4 Kettenfaden
5 Schußfaden
6 Deckfläche
7 elastisch verformbarer Bereich
8 Außenbereich
9 Randversiegelung
10 Kontakte
11 Distanzbereich
12 Auswerteeinrichtung
13 Ausgang
14 Widerstand
15 Faden
16 Schiene

Claims

1. Vorrichtung zum Betätigen eines Kontaktes bei Krafteinwirkung, die zwei einander zugeordnete zumindest teilweise elektrisch leitende Flächen (2) aufweist, wobei zwischen den Flächen (2) eine distanzgebende Einrichtung angeordnet ist und die Flächen (2) nach Zusammendrücken der distanzgebenden Einrichtung um einen vorgebbaren Wert eine von einer Auswerteeinrichtung (12) auswertbare elektrische Verbindung herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine oder beide Flächen (2) ein aus zumindest einem endlosen oder quasi-endlosen länglichen Gebilde hergestelltes Flächengebilde ist, wobei zumindest ein Gebilde des Flächengebildes elektrisch leitend ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde derart aus dem endlosen oder quasi-endlosen länglichen Gebilde hergestellt ist, daß das Gebilde zumindest teilweise mit seiner Oberfläche die Oberfläche des Flächengebildes, überragt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde aus zumindest zwei endlosen oder quasi-endlosen elektrisch nicht leitenden Gebilden hergestellt und das elektrisch leitende Gebilde mit dem Flächengebilde verflochten oder verwebt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde ein Geflecht, ein Gewebe (3) oder ein Gewirke oder ähnliches und das endlose oder quasi- endlose längliche Gebilde ein Faden (Kettenfaden 4, Schußfaden 5), ein Draht, eine Litze, ein Band oder ähnliches ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Gebilde mono-, duo- oder multiphil aufgebaut ist, wobei immer die eine bzw. wenigstens eine Faser des Gebildes elektrisch leitend ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Flächengebilde über seine gesamte Fläche aus elektrisch leitenden Gebilden hergestellt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die distanzgebende Einrichtung ebenfalls aus zumindest einem endlosen oder quasi-endlosen elektrisch nicht leitendem Gebilde hergestelltes Flächengebilde ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die distanzgebende Einrichtung ein mit zumindest einem Flächengebilde verbundenes, elektrisch isolierendes endloses oder quasi-endloses längliches Gebilde ist, das in Richtung des gegenüberliegenden Flächengebildes Schlaufen bildet.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flächengebilde über einen eine Vielzahl von Schlaufen bildenden Faden (15) als distanzgebende Einrichtung, wobei der Faden (15) mit den Flächengebilden verflochten bzw. verknotet ist, verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den distanzgebenden Einrichtungen abgewandten Oberflächen der Flächengebilde eine Deckfläche (6), insbesondere eine elektrisch isolierende Deckfläche, aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächengebilde zumindest teilweise im Randbereich, vorzugsweise im gesamten umlaufenden Randbereich, eine Randversiegelung (9) aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Randbereich der distanzgebenden Einrichtung ein in seiner Höhe weitestgehend nicht verformbares Element, insbesondere eine Schiene, befindet und daß die Randversiegelung zum Aufstecken oder Aufklemmen ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens jeweils ein längliches Gebildes der beiden Flächengebilde, insbesondere längs einer Seite der beiden Flächengebilde über einen Kontakt, mit der Auswerteeinrichtung (12) verbunden ist und die Auswerteeinrichtung (12) einen ohmschen (Widerstand 14) oder kapazitiven Abschluß aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Bereich der distanzgebenden Einrichtung ein elastisch verformbares Medium befindet.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die distanzgebende Einrichtung streifen-, leisten- oder im wesentlichen punktförmig ausgebildet ist.