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Title:
ARTICLE OF CLOTHING COMPRISING AN INDUCTIVE COUPLER, INDUCTIVE INTERFACE FOR AN ARTICLE OF CLOTHING AND USE OF SAID INTERFACE FOR ARTICLES OF CLOTHING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/037507
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an article of clothing (10) comprising at least one layer consisting of a flexible material and an inductive coupling device (20) for transmitting an electric current and/or data signals through the layer or layers of the flexible material. The invention also relates to an inductive interface for an article of clothing, which can inductively transmit an electric current and/or data between the interior and the exterior of an article of clothing, with which the interface is used. In addition, the invention relates to the use of an interface of this type for sending an electric current and/or data signals through a textile layer of an article of clothing.

Inventors:
SEIBERT JOHANN (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/010388
Publication Date:
April 13, 2006
Filing Date:
September 26, 2005
Export Citation:
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Assignee:
GORE W L & ASS GMBH (DE)
SEIBERT JOHANN (DE)
International Classes:
A41D1/00; H01F38/14
Domestic Patent References:
WO2005055390A12005-06-16
Foreign References:
DE10201265A12003-07-31
DE10259734A12004-07-15
DE19621003A11997-11-27
Other References:
ANONYMOUS: "Electromagnet", INTERNET ARTICLE, 15 July 2004 (2004-07-15), XP002357363, Retrieved from the Internet [retrieved on 20051205]
Attorney, Agent or Firm:
Hirsch, Peter (Winzererstrasse 106, München, DE)
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Claims:
Ansprüche:
1. Bekleidungsstück (10), das folgendes umfaßt: 750 a) mindestens eine Schicht (51) aus einem flexiblen Material, b) eine induktive Koppeleinrichtung (20) zum Schicken von elektri¬ schem Strom und/oder Datensignalen durch die mindestens eine Schicht (51) des flexiblen Materials.
2. 2.
3. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Schicht (51) aus flexiblem Material einen textilen Stoff umfaßt.
4. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Schicht (51) aus flexiblem Material eine wasserdichte Funktions Schicht umfaßt, die für Wasserdampf durchlässig ist, aber für flüssi¬ ges Wasser undurchlässig ist.
5. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 3, wobei die wasserdichte Funktionsschicht eine PolytetrafluorethylenMembran umfaßt.*& 765.
6. Bekleidungsstück (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die induktive Koppeleinrichtung (20) folgendes umfaßt: a) eine erste Koppeleinheit (20A), die an der flexiblen Materialschicht (51) befestigt ist und einen ersten Koppelabschnitt umfaßt, der von einer Außenseite der flexiblen Materialschicht (51) zugänglich ist, wobei der erste Koppelabschnitt mit einer ersten Spule (30) verse¬ hen ist, die in isolierendem Material des ersten Koppelabschnitts eingebettet und dafür ausgelegt ist, operativ mit einem auf der Au¬ ßenseite der Bekleidung (10) angeordneten externen elektrischen System verbunden zu werden; b) eine zweite Koppeleinheit (20B), die an der flexiblen Material¬ schicht (51) befestigt ist und einen zweiten Koppelabschnitt umfaßt, der dafür ausgelegt ist, lösbar mit dem ersten Koppelabschnitt zu¬ sammengefügt zu werden, wobei der zweite Koppelabschnitt mit einer zweiten Spule (35) versehen ist, die in isolierendes Material des zweiten Koppelabschnitts eingebettet ist und dafür ausgelegt ist, operativ mit einem auf der Innenseite der Bekleidung (10) angeord¬ neten internen elektrischen System verbunden zu werden; und c) wobei die erste und zweite Koppeleinheit so ausgelegt sind, daß die 785 erste und zweite Spule (30, 35) in der Lage sind, eine induktive Übertragung von elektrischem Strom und/oder Daten durchzufüh¬ ren, wenn der erste und zweite Koppelabschnitt zusammengefügt sind. 6.
7. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 5, wobei die erste Koppelein¬ heit (20A) und die zweite Koppeleinheit (20B) lösbar an der flexiblen Materialschicht (51) befestigt sind.
8. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 6, wobei die erste Koppelein 795 heit (20A) und die zweite Koppeleinheit (20B) mit Hilfe von Klettver¬ schlüssen (53A, 53B) lösbar an der flexiblen Materialschicht (51 ) be¬ festigt sind.
9. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 5, wobei die zweite Koppel 800 einheit (20B) permanent an der flexiblen Materialschicht (51) fixiert ist.
10. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 8, wobei die erste Koppelein¬ heit (20A) lösbar an der flexiblen Materialschicht (51) befestigt ist.*& 805.
11. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 9, wobei die erste Koppelein¬ heit (20A) mit Hilfe eines Klettverschlusses (53A) lösbar an der flexi¬ blen Materialschicht (51 ) befestigt ist.
12. 11.
13. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 5, wobei die flexible Material¬ schicht (51) mit einer aufnehmenden Öffnung (51A) versehen ist, die die zweite Koppeleinheit (20A) aufnimmt.
14. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 11, wobei die zweite Koppel 815 einheit (20B) einen internen Abschnitt aufweist, der sich von einer Innenfläche der flexiblen Materialschicht (51) aus erstreckt, und ei¬ nen externen Abschnitt aufweist, der sich von der Außenfläche der flexiblen Materialschicht (51) aus erstreckt, wenn die Koppeleinheit (20B) in der aufnehmenden Öffnung (51A) aufgenommen wird. *& 820.
15. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 1, mit einer wasserdichten Funktionsschicht (94), die die flexible Materialschicht (51) zumindest in einem Teil des Bekleidungsstücks (10) ausfüttert, wobei die flexible Materialschicht (51) mit einer aufnehmenden Öff 825 nung (51A) versehen ist, die die zweite Koppeleinheit (20A) auf¬ nimmt, und wobei die Funktionsschicht (94) mit einer aufnehmenden Öff¬ nung versehen ist, die mit der aufnehmenden Öffnung (51A) der fle¬ xiblen Materialschicht (51) fluchtet, und wobei die zweite Koppeleinheit (20A) in der aufnehmenden Öffnung der Funktionsschicht (94) auf wasserdichte Weise bezüglich der Funktionsschicht (94) befestigt ist.
16. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 13, wobei die flexible Materi 835 alschicht (51) und die Funktionsschicht Komponenten eines Laminats mit mindestens zwei Laminatschichten sind.
17. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 14, wobei die wasserdichte Verbindung zwischen der ersten Koppeleinheit (20A) und dem La minat mit Hilfe eines wasserdichten Klebers hergestellt wird.
18. Bekleidungsstück (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die zweite Koppeleinheit (20B) eine an einer Seite der Funktions¬ schicht bzw. des Laminats positionierte periphere Schulter (90) um faßt sowie eine die Schulter peripher überlappende periphere Ge¬ geneinrichtung (91 ), die an der anderen Seite der Funktionsschicht bzw. des Laminats positioniert ist und auf eine Weise an der zweiten Koppeleinheit (20B) befestigt ist, daß die Funktionsschicht auf was¬ serdichte Weise zwischen der Schulter (90) und der Gegeneinrich 850 tung (91) festgeklemmt ist.
19. Bekleidungsstück (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, a) wobei die zweite Koppeleinheit (20B) eine den internen Abschnitt bildende Plattform (92) und einen Vorsprung (93) aufweist, der sich von der Plattform (92) aus durch die aufnehmende Öffnung (51A) erstreckt und den externen Abschnitt bildet und in dem die zweite Spule (35) eingebettet ist, wobei die Schulter (90) am Übergang von der Plattform (92) zum Vorsprung (93) ausgebildet ist, und b) wobei die erste Koppeleinheit (20A) ein haubenförmiges Teil (72) 860 umfaßt, der so ausgelegt ist, daß er den Vorsprung der zweiten Koppeleinheit (20B) abdeckt und in dem die zweite Spule (35) in ei¬ ner Position eingebettet ist, die radial neben der ersten Spule (30) liegt, wenn das haubenförmige Teil (72) den Vorsprung der ersten Koppeleinheit abdeckt. *& 865.
20. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 17, wobei der Vorsprung (93) der zweiten Koppeleinheit (20B) und das haubenförmige Teil (72) der ersten Koppeleinheit (20A) jeweils eine zylindrische Form aufweisen.
21. 19. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 17, wobei die Plattform (92) der zweiten Koppeleinheit (20B) zylinder¬ förmig ist und einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Zylinderdurchmesser des Vorsprungs (93), und wobei die Schulter (90) am Übergang vom größeren Durch messer zum kleineren Durchmesser ausgebildet ist, und die Gegeneinrichtung (91) ringförmig ist.
22. Bekleidungsstück (10) nach Anspruch 19, wobei die ringförmige Gegeneinrichtung (91) in den zylinderförmigen Vorsprung (93) ge 880 schraubt wird.
23. Bekleidungsstück (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 20, wobei die erste Koppeleinheit (20A) und die zweite Koppeleinheit (20B) mit Hilfe eines Schraubmechanismus lösbar miteinander verbunden werden können.
24. Bekleidungsstück (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 20, wobei die erste Koppeleinheit (20A) und die zweite Koppeleinheit (20B) mit Hilfe eines Schnappmechanismus lösbar miteinander verbunden werden können.
25. Bekleidungsstück (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 20, wobei die erste Koppeleinheit (20A) und die zweite Koppeleinheit (20B) mit Hilfe von Permanentmagneten lösbar miteinander verbunden wer den können.
26. Bekleidungsstück (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 23, wobei mindestens eine der ersten und zweiten Koppeleinheiten (20A, 20B) eine Elektronikschaltung (41, 42) enthält, die dafür ausgelegt ist, durch die Koppeleinrichtung (20) zu koppelnde Datensignale gemäß mindestens einem vordefinierten Datenübertragungsprotokoll zu konvertieren.
27. Induktive Bekleidungsstückschnittstelle (20), die in der Lage ist) elek 905 trischen Strom und/oder Daten zwischen einer Innenseite und einer Außenseite eines Bekleidungsstücks (10), mit dem die Schnittstelle (20) verwendet wird, zu übertragen, wobei das Bekleidungsstück (10) eine flexible Materialschicht (51) und die Schnittstelle (20) eine in¬ duktive Koppeleinrichtung (2OA, 20B) umfaßt, wobei die induktive Koppeleinrichtung (2OA, 20B) folgendes aufweist: a) eine erste Koppeleinheit (20A), die dafür ausgelegt ist, an der flexi¬ blen Materialschicht (51) befestigt zu werden und einen ersten Kop¬ pelabschnitt umfaßt, der dafür ausgelegt ist, von einer Außenseite der flexiblen Materialschicht (51) aus zugänglich zu sein, wobei der erste Koppelabschnitt mit einer ersten Spule (30) versehen ist, die im isolierenden Material des ersten Koppelabschnitts eingebettet ist und dafür ausgelegt ist, operativ mit einem auf der Außenseite des Bekleidungsstücks (10) angeordneten externen elektrischen System verbunden zu werden; b) eine zweite Koppeleinheit (20B), die einen zweiten Koppelabschnitt umfaßt, der dafür ausgelegt ist, lösbar mit dem ersten Koppelab¬ schnitt zusammengefügt zu werden, wobei der zweite Koppelab¬ schnitt mit einer zweiten Spule (35) versehen ist, die in isolierendem Material des zweiten Koppelabschnitts eingebettet und dafür ausge legt ist, mit einem auf der Innenseite des Bekleidungsstücks (10) an¬ geordneten internen elektrischen System operativ verbunden zu werden; c) wobei die erste und zweite Koppeleinheit (2OA, 20B) so ausgelegt sind, daß die erste und zweite Spüle (30, 35) in der Lage sind, die induktive Übertragung von elektrischem Strom und/oder Daten durchzuführen, wenn der erste und zweite Koppelabschnitt zusam¬ mengefügt sind; d) wobei mindestens eine der ersten und zweiten Koppeleinheiten (2OA, 20B) eine Elektronikschaltung enthält, die dafür ausgelegt ist, durch die Koppeleinrichtung zu koppelnde Datensignale gemäß mindestens einem vordefinierten Datenübertragungsprotokoll zu konvertieren.
28. Schnittstelle (20) nach Anspruch 25, wobei die zweite Koppelein 940 heit (20B) dafür ausgelegt ist, von einer in der flexiblen Material¬ schicht (51) vorgesehenen aufnehmenden Öffnung (51A) aufge¬ nommen zu werden.
29. Schnittstelle (20) nach Anspruch 26, wobei die zweite Koppelein 945 heit (20B) einen internen Abschnitt aufweist, der dafür ausgelegt ist, sich von einer Innenfläche der flexiblen Materialschicht (51) aus zu erstrecken, und einen externen Abschnitt aufweist, der dafür ausge¬ legt ist, sich von einer Außenfläche der flexiblen Materialschicht (51) aus zu erstrecken, wenn die Koppeleinheit (20B) in der aufnehmen 950 den Öffnung der flexiblen Material Schicht (51) aufgenommen wird.
30. Schnittstelle (20) nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei die zweite Koppeleinheit (20B) dafür ausgelegt ist, auf wasserdichte Weise in der aufnehmenden Öffnung einer wasserdichten Funkti onsschicht befestigt zu werden, mit der die flexible Materialschicht (51) eines Bekleidungsstücks (10) zumindest in einem Teil des Be¬ kleidungsstücks (10) ausgestattet ist.
31. Schnittstelle (20) nach Anspruch 28, wobei die zweite Koppelein 960 heit (20B) dafür ausgelegt ist, die wasserdichte Verbindung mit der Funktionsschicht mit Hilfe eines wasserdichten Klebers herzustellen.
32. Schnittstelle (20) nach Anspruch 28, wobei die zweite Koppelein¬ heit (20B) eine periphere Schulter (90), die dafür ausgelegt ist, gegen eine Seite der Funktionsschicht bzw. des Laminats positioniert zu werden, und eine die Schulter (90) peripher überlappende periphere Gegeneinrichtung (91), die dafür ausgelegt ist, gegen die andere Seite der Funktionsschicht bzw. des Laminats positioniert zu werden und auf eine Weise an der zweiten Koppeleinheit (20B) befestigt ist, daß die Funktionsschicht auf wasserdichte Weise zwischen der Schulter (90) und der Gegeneinrichtung (91) festgeklemmt ist, um¬ faßt.
33. Schnittstelle (20) nach einem der Ansprüche 27 bis 30, a) wobei die zweite Koppeleinheit (20B) eine den internen Abschnitt bildende Plattform (92) und einen Vorsprung (93) aufweist, der sich von der Plattform (92) aus durch die aufnehmende Öffnung (51A) erstreckt und den externen Abschnitt bildet und in dem die zweite Spule (35) eingebettet ist, wobei die Schulter (90) am Übergang von der Plattform (92) zum Vorsprung (93) ausgebildet ist, und b) wobei die erste Koppeleinheit (20A) einen haubenförmigen Teil (72) umfaßt, der so ausgelegt ist, daß er den Vorsprung der zweiten Koppeleinheit (20B) abdeckt und in dem die erste Spule (30) in einer Position eingebettet ist, die radial neben der zweiten Spule (35) liegt, 985 wenn der haubenförmige Teil (72) den Vorsprung der zweiten Kop¬ peleinheit (20B) abdeckt.
34. Schnittstelle (20) nach Anspruch 31, wobei der Vorsprung der zweiten Koppeleinheit (20B) und der haubenförmige Teil (72) der 990 ersten Koppeleinheit (20A) je eine zylindrische Form aufweisen.
35. Schnittstelle (20) nach Anspruch 32, wobei die Plattform (92) der zweiten Koppeleinheit (20B) zylinderförmig ist und einen Durchmes¬ ser aufweist, der größer ist als der Zylinderdurchmesser des Vor 995 Sprungs (93), wobei die Schulter (90) am Übergang vom größeren Durchmesser zum kleineren Durchmesser ausgebildet ist und die Gegeneinrichtung (91) ringförmig ist.
36. Schnittstelle (20) nach Anspruch 33, wobei die ringförmige Ge iooo geneinrichtung (91) auf den zylinderförmigen Vorsprung (93) ge¬ schraubt ist.
37. Schnittstelle (20) nach einem der Ansprüche 25 bis 34, wobei die erste Koppeleinheit (20A) und die zweite Koppeleinheit (20B) mit Hilfe eines Schraubmechanismus lösbar miteinander verbbindbar sind.
38. Schnittstelle (20) nach einem der Ansprüche 25 bis 34, wobei die erste Koppeleinheit (20A) und die zweite Koppeleinheit (20B) mit Hilfe eines Schnappmechanismus lösbar miteinander verbbind¬ bar sind.
39. Schnittstelle (20) nach einem der Ansprüche 25 bis 34, wobei die erste Koppeleinheit (20A) und die zweite Koppeleinheit (20B) mit Hilfe von Permanentmagneten lösbar miteinander verbbindbar sind.
40. Verwendung einer Schnittstelle nach einem der Ansprüche 25 bis 38 zum Schicken von elektrischem Strom und/oder Datensigna 1020 len durch eine flexible Materialschicht (51) eines Bekleidungs¬ stücks (10).
Description:
Kleidungsstück mit induktivem Koppler, induktive Bekleidungsstückschnitt¬ stelle und Verwendung der Schnittstelle für Kleidungsstücke

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bekleidungsstück (Kleidungsstück), eine induktive Bekleidungsstückschnittstelle und die Verwendung der Schnittstelle für Kleidungsstücke.

Elektronische Geräte zur persönlichen Verwendung sind miniaturisiert worden, um die Tragbarkeit zu ermöglichen und dadurch die Nützlichkeit und Funktio¬ nalität von Geräten wie etwa Laptops, Mobiltelefone, Rechner, handgehaltene Organiser, tragbare Radios oder CD-Abspielgeräte sowie andere ähnliche Ge¬ räten zu verbessern. Ausreichende Miniaturisierung hat das Integrieren von Elektronik in Alltagsgegenstände wie etwa Bekleidung ermöglicht.

Viele Bekleidungsstücke werden jetzt so hergestellt, daß sie Taschen für das Tragen von Geräten wie etwa Mobiltelefonen, CD-Abspielgeräten und tragba¬ ren Audioabspielgeräten und anderen elektronischen Gerätschaften enthalten.

Aus dem Stand der Technik ist das Konzept eines „tragbaren Computers" wohlbekannt, wobei ein derartiger tragbarer Computer ein leistungsstarkes und dennoch sehr kleines und ergonomisch ausgelegtes Computersystem umfaßt, das über längere Zeiträume von dem Benutzer getragen werden kann und üb¬ licherweise bei oder auf der Bekleidung gehalten wird. Es ist wünschenswert, die kleinen elektronischen Geräte und/oder den tragbaren Computer zusam¬ men mit seinen Peripherievorrichtungen in Textilien und Kleidungsstücken zu integrieren, wodurch die Funktionalität und Tragbarkeit der Geräte dramatisch ansteigt. Der Freisprechbetrieb ist ein Ziel bei vielen dieser Bemühungen.

Für bestimmte fortgeschrittene Funktionen können persönliche elektronische Geräte und/oder tragbare Computer mit verschiedenen Sensoren ausgestattet werden, die bevorzugt oder intrinsisch am Körper des Benutzers getragen werden müssen, zum Beispiel zum Detektieren der Pulsfrequenz, der EKG-WeI-

lenform, der Atmung, der Schrittgeschwindigkeit oder anderer Parameter des Benutzers.

Einerseits müssen in solchen Fällen die Ausgangssignale von solchen Senso¬ ren von der Innenseite eines Kleidungsstücks zu Elektronikgeräten und/oder tragbaren Computern übertragen werden, die sich außerhalb des Kleidungs- Stücks befinden. Solche Sensoren sind in Verbindung mit bestimmten Arten von Berufsbekleidung von besonderer Wichtigkeit, z.B. Schutzbekleidung für Feuerwehrleute oder Schutzuniformen für Militärpersonal. Es sollte jedoch klar sein, daß die Verwendung von Sensoren nicht auf solche Arten der Schutzbe¬ kleidung begrenzt ist, da es weitere Anwendungsgebiete gibt, z.B. für Outdoor- Freizeit-Bekleidung usw.

Andererseits müssen intelligente Sensoren oder andere elektronische Geräte, die auf der Innenseite des Kleidungsstücks angeordnet sind, möglicherweise mit Steuerdaten oder dergleichen von einem auf der Außenseite des Klei- dungsstücks befindlichen Computer versorgt werden.

Für fortgeschrittene Lösungen ist somit eine bidirektionale Datenübertragung zwischen irgendeiner Art von Vorrichtung, die sich auf der Außenseite des Kleidungsstücks befindet, und anderen Komponenten, die sich auf der Innen- seite des Kleidungsstücks befinden, wünschenswert.

In vielen Fällen benötigen die auf der Innenseite des Kleidungsstücks befindli¬ chen elektronischen Komponenten möglicherweise eine gewisse Form von elektrischer Stromversorgung. Dies kann durch Bereitstellung einer separaten Batterie oder eines Akkumulators in der Nähe von oder bei den jeweiligen elektronischen Komponenten erfolgen; es wäre jedoch eindeutig vorteilhaft, eine elektrische Stromversorgung durch die gleichen Mittel bereitzustellen, die für die Datenübertragung vorgesehen sind, um die Komplexität und die Kosten des Systems zu reduzieren.

Ein weiterer wichtiger Aspekt moderner Kleidungsstücke betrifft die techni¬ schen Eigenschaften hinsichtlich Durchlässigkeit für flüssiges Wasser und

Wasserdampf. Insbesondere für Outdoor-Anwendungen sollten Kleidungsstü¬ cke wasserdicht sein. Bei weiter entwickelten Anwendungen jedoch sollte Wasserdampf hindurchtreten können, damit der Tragekomfort derartiger Texti¬ lien verbessert wird, indem die Befeuchtung der Haut eines Benutzers mit Schweiß vermieden oder zumindest reduziert wird. Es sind verschiedene ver¬ besserte Textilmaterialien bekannt, die eine gewisse Art von Membran umfas¬ sen (z.B. aus einem mikroporösen Polytetrafluorethylen PTFE hergestellt), die für Wasserdampf durchlässig ist, aber für Wasser in der flüssigen Form un¬ durchlässig ist.

Wenn der Weg für die Zufuhr von elektrischem Strom und/oder Datensignalen von mindestens einer auf der Außenseite eines Kleidungsstücks befestigten Elektronikeinrichtung zu einem Sensor oder einer anderen elektronischen Komponente, die auf der Innenseite des Kleidungsstücks befestigt ist, festge¬ legt wird, wird eine Lösung für das Problem der Weiterleitung von Daten und/oder Elektrizität durch das Textil des Kleidungsstücks benötigt. Wenn ein wasserfestes Kleidungsstück verwendet werden soll,, müssen Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, daß etwaige elektronische Einrichtungen für die Daten- und/oder elektrische Stromübertragung sich nicht schädlich auf die wasserfesten Eigenschaften des Kleidungsstücks auswirken.

Aus der Patentschrift US 6,324,053 B1 sind ein System und ein Verfahren für den elektrischen Zusammenschluß von in einem tragbaren Computer oder in einem ähnlichen System enthaltenen Vorrichtungen bekannt geworden. Ein Stromversorgungs- und Datennetz wird ausgebildet, indem an Bekleidung, in Form von Stichen, ein extrem feiner leitender Draht befestigt wird, mit dem in einem tragbaren Computer enthaltene Vorrichtungen verbunden werden, wo- bei eine E/A-Einrichtung und ein Computersystemhauptkörper getrennt ange¬ ordnet sind.

Das Netz, wie es aus der Patentschrift US 6,324,053 B1 bekannt ist, ist an sich zum Verbinden von Sensoren oder anderen elektronischen Komponenten, die auf der Innenseite eines bestimmten Kleidungsstücks befestigt sind, mit einem tragbaren Computer oder mit anderen elektronischen Geräten geeignet, die auf

der Außenseite eines elektronischen Kleidungsstücks befestigt sind. Einen fei¬ nen leitenden Draht in Form von Stichen einzuführen bedeutet jedoch, daß dieser Versuch insbesondere mit der Bereitstellung einer wasserdichten, aber

105 dampfdurchlässigen Bekleidung unvereinbar ist, die mit einer Membran aus¬ gestattet ist. Eine derartige Membran würde unvermeidlicherweise durch die zum Herstellen des Netzes erforderlichen Stiche mehrmals durchstochen wer¬ den, was unerwünschte Wasserbrücken erzeugt. In der praktischen Erfahrung hat sich gezeigt, daß es sehr schwierig ist, solche Wasserbrücken entlang der

110 Stiche zu schließen. Außerdem liefern die feinen Drähte eine galvanische Kopplung, die elektrische Probleme wie eine elektrische Gefahrenquelle oder schlechte elektrische Eigenschaften verursachen könnte.

Aus der Patentanmeldung WO 01/45038 A2 ist ein Kommunikationssystem mit 115 kurzer Reichweite bekannt geworden. Bei einer besonderen Implementierung des Systems fragt ein in der Nähe einer Person gehaltener Abfragesender mehrere Transponder ab und empfängt Informationen getrennt von den Transpondem. Der Abfragesender und/oder die Transponder können in einem Kleidungsstück oder einem Gepäckstück der Person gehalten werden. Durch 120 solch ein System können die von einer Person getragenen Kleidungsstücke mit mehreren Gegenständen kommunizieren, um z.B. Nutzinformationen zu erhal¬ ten. Prinzipiell kann ein aus der Patentanmeldung WO 01/45038 A2 bekanntes Kommunikationssystem mit kurzer Reichweite auch zum Übertragen von Sen¬ sordaten von einem auf der Innenseite des Kleidungsstücks befestigten Sensor 125 durch dessen (textiles) Material zu einem beliebigen elektronischem Gerät oder einem tragbaren Computer, das/der auf der Außenseite des Kleidungsstücks befestigt ist, verwendet werden, ohne daß das Kleidungsstück durchstochen wird.

130 In einer Reihe von Fällen muß jedoch der Benutzer von tragbaren Computern oder anderen vergleichbaren elektronischen Geräten für den persönlichen Ge¬ brauch davor geschützt werden, daß er durch abgehende gefährdende elek¬ tromagnetische Ausstrahlungen abgehört wird, und auch vor Störungen ge¬ schützt werden, die durch elektromagnetische Interferenz (EMI) von ankom-

135 mender elektromagnetischer Strahlung der Umgebung verursacht werden,

insbesondere solche, die durch starke elektromagnetische Impulse (EMP) ver¬ ursacht werden.

Bezüglich militärischer Anwendungen ist dies besonders relevant; bis zu einem HO gewissen Grad müssen diese Anforderungen auch z.B. bezüglich Profis wie Feuerwehrleute usw. erfüllt werden.

Zudem eignet sich eine Lösung rein auf Funkbasis nicht dafür, auf der Innen¬ seite des Kleidungsstücks angeordnete elektronische Komponenten mit einer

145 erheblichen Menge elektrischer Leistung zu versorgen, die auf der Außenseite des Kleidungsstücks bereitgestellt wird. Außerdem bestehen Bedenken hin¬ sichtlich der biologischen Gefahren, die möglicherweise dadurch verursacht werden könnten, daß lebendes Gewebe relativ starken Feldern mit hochfre¬ quenter elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt wird, was für eine effektive

150 Übertragung elektrischer Leistung über ein hochfrequentes elektromagneti¬ sches Feld erforderlich wäre.

Wenngleich eine drahtlose Verbindbarkeit geeignete Vorteile bereitstellen kann, gibt es somit Anwendungsgebiete, bei denen die Zusammenschaltung von 155 Elektronikgeräten für den persönlichen Gebrauch und/oder eines tragbaren Computers mit ihrer Peripherie mit Hilfe von (bevorzugt abgeschirmten) elek¬ trischen Stromleitungen gegenüber drahtlosen Lösungen bevorzugt werden würden.

160 Die Bereitstellung eines Verbindungsdrahtes, der das das Kleidungsstück bil¬ dende Textilmaterial durchsetzt, ist jedoch in allen Fällen, wo Eigenschaften hinsichtlich der Wasserdichtigkeit kritisch sind, sehr problematisch.

Es besteht somit ein starker Bedarf daran, ein fortschrittliches Kleidungsstück 165 bereitzustellen, das mit Möglichkeiten ausgestattet ist, um elektronische Geräte miteinander und/oder einen tragbaren Computer mit seiner entsprechenden Peripherie zu verbinden, wobei durch das Textilmaterial gehende elektrische Stromversorgungs- und/oder Datenwege bereitgestellt werden müssen, ohne daß das das Kleidungsstück bildende Material durchstochen wird oder wo zu-

170 mindest die Ränder des das Kleidungsstück bildenden Materials auf zuverläs¬ sige Weise wasserdicht gemacht werden können.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb in der Verbesserung eines derartigen Kleidungsstücks, derart, dass es die die Zufuhr von elektri- 175 schem Strom und/oder den Durchtritt von Datenströmen durch das das Klei¬ dungsstück bildende Textilmaterial gestattet.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verbesserung einer induktiven Schnittstelle, welche die Zufuhr von elektrischem Strom und/oder 180 den Durchtritt von Datenströmen durch das das Kleidungsstück bildende textil oder Gewebe gestattet.

Diese Aufgaben der Erfindung werden durch die Bereitstellung eines Beklei¬ dungsstücks gemäß Anspruch 1 sowie durch Bereitstellung einer induktiven 185 Bekleidungssschnittstelle gemäß Anspruch 25 und durch das Vorschlagen der Verwendung der Schnittstelle zum Schicken von elektrischem Strom und/oder Datensignalen durch eine Textilschicht eines Bekleidungsstücks gemäß An¬ spruch 38 gelöst. Weitere Verbesserungen kann man den abhängigen Ansprü¬ chen entnehmen.

190

Ein Bekleidungsstück wird bereitgestellt, wobei das Bekleidungsstück mindes¬ tens eine Schicht aus einem flexiblen Material sowie eine induktive Koppelein¬ richtung zum Schicken von elektrischem Strom und/oder Datensignalen durch die mindestens eine Schicht des flexiblen Materials umfaßt. Das flexible Mate- 195 rial braucht kein Textil zu sein (es könnte z.B. eine Folie oder ein Film sein, aus Kunststoff hergestellt); in vielen Anwendungen wird ein Textil als Material für das Bekleidungsstück bevorzugt.

Eine induktive Bekleidungsstückschnittstelle, die in der Lage ist, elektrischen 200 Strom und/oder Daten zwischen einer Innenseite und einer Außenseite eines Bekleidungsstücks, mit dem die Schnittstelle verwendet werden soll, zu über¬ tragen, ist ebenfalls vorgesehen, wobei das Bekleidungsstück eine Material¬ schicht und die Schnittstelle eine induktive Koppeleinrichtung umfaßt, wobei

die induktive Koppeleinrichtung folgendes aufweist: eine erste Koppeleinheit,

205 die dafür ausgelegt ist, an der Materialschicht befestigt zu werden und einen ersten Koppelabschnitt umfaßt, der dafür ausgelegt ist, von einer Außenseite der Materialschicht aus zugänglich zu sein, wobei der erste Koppelabschnitt mit einer ersten Spule versehen ist, die im isolierenden Material des ersten Kop¬ pelabschnitts eingebettet ist und dafür ausgelegt ist, operativ mit einem auf der

210 Innenseite der Bekleidung angeordneten internen elektrischen System ver¬ bunden zu werden; eine zweite Koppeleinheit, die einen zweiten Koppelab¬ schnitt umfaßt, der dafür ausgelegt ist, lösbar mit dem ersten Koppelabschnitt zusammengefügt zu werden, wobei der zweite Koppelabschnitt mit einer zwei¬ ten Spule versehen ist, die in isolierendem Material des zweiten Koppelab-

215 Schnitts eingebettet und dafür ausgelegt ist, mit einem auf der Außenseite der Bekleidung angeordneten externen elektrischen System operativ verbunden zu werden; wobei die erste und zweite Koppeleinheit so ausgelegt sind, daß die erste und zweite Spule in der Lage sind, die induktive Übertragung von elektri¬ schem Strom und/oder Daten durchzuführen, wenn der erste und zweite Kop-

220 pelabschnitt zusammengefügt sind. Mindestens eine der ersten und zweiten Koppeleinheit enthält eine Elektronikschaltung, die dafür ausgelegt ist, durch die Koppeleinrichtung zu koppelnde Datensignale gemäß mindestens einem vordefinierten Datenübertragungsprotokoll zu konvertieren.

225 Mit Hilfe einer induktiven Kopplung können Energie und/oder Daten durch ei¬ nen Transformator kontaktlos übertragen werden, wobei eine erste Spule da¬ von auf der Außenseite eines Kleidungsstücks und eine zweite Spule davon auf der Innenseite davon angeordnet ist.

230 Die vorliegende Erfindung kann in Verbindung mit Kleidungsstücken verwendet werden, die mit einer Funktionsschicht ausgestattet sind. Eine Funktionsschicht ist eine Schicht, die Teil des Materials bildet, das das Kleidungsstück darstellt, und die dem Kleidungsstück mindestens eine relevante Eigenschaft verleiht. Insbesondere kann eine Funktionsschicht eine wasserdichte Schicht sein, die

235 das Kleidungsstück für flüssiges Wasser undurchlässig macht. Eine vorteilhaf¬ tere Funktionsschicht kann eine semipermeable Schicht sein, das heißt eine Membranschicht, die für Wasserdampf durchlässig ist, aber für flüssiges Was-

ser undurchlässig ist. Solche semipermeablen Funktionsschichten können aus gerecktem Polytetrafluorethylen (ePTFE) hergestellt sein.

240

Verschiedene Aspekte der Erfindung und von verschiedenen Ausführungsfor¬ men davon werden nun unter Verwendung der beiliegenden Zeichnung aus¬ führlicher erläutert:

245 Fig. 1 zeigt ein Kleidungsstück mit einem induktiven Koppler gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltungsdiagramm, das die ordnungsgemäße Implementierung einer Schaltung zur Verwendung in 250 Verbindung mit dem einen induktiven Koppler gemäß der vorliegenden

Erfindung umfassenden Kleidungsstück darstellt.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Klei¬ dungsstücks mit einem induktiven Koppler gemäß der vorliegenden Er- 255 findung.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Klei¬ dungsstücks mit einem induktiven Koppler gemäß der vorliegenden Er¬ findung.

260

Fig. 5 zeigt die Abwandlung des induktiven Kopplers, wie er in Fig. 4 darge¬ stellt ist. Insbesondere zeigt Fig. 5a einen Querschnitt durch einen der¬ artigen Koppler, wohingegen Fig. 5b eine entsprechende Perspektivan¬ sicht davon zeigt.

265

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein zweites Kopplerelement, das auf ein Laminat geklebt ist, das ein ein Kleidungsstück gemäß der Erfindung bildendes flexibles Material umfaßt.

270 In Fig. 1 ist eine Jacke 10 mit einem induktiven Koppler 20 gemäß der Erfin¬ dung ausgestattet. In einer an der Außenseite der Jacke 10 befestigten Tasche

12 hebt ein nicht gezeigter Benutzer ein nicht gezeigtes Elektronikgerät auf, das über einen Draht 14 mit dem induktiven Koppler 20 verbunden ist. Das in der Tasche 12 aufgehobene Elektronikgerät könnte z.B. ein Computer, eine teleme- trische Sendeempfangseinheit oder ein digitales Daten- und/oder Sprachauf- zeichnungsgerät sein. Auf der Innenseite der Jacke 10 ist der induktive Koppler 20 über einen zweiten Draht 23 mit einem am Körper des nicht gezeigten Be¬ nutzers angebrachten Sensor 25 verbunden. Der Sensor 25 kann z.B. ein Kör¬ pertemperatursensor, ein Impulssensor oder ein Herzsignalsensor sein. An- stelle des Sensors 25 können bei einer bevorzugten Ausführungsform andere auf der Innenseite der Jacke zu verwendende elektronische Komponenten mit dem induktiven Koppler 20 verbunden sein. Beispielsweise könnte anstelle des Sensors 25 ein nicht gezeigtes Mikrofon verwendet werden. Bei einer noch weiter entwickelten Ausführungsform kann die Verdrahtung 23 durch ein digi- tales Bussystem implementiert werden, das eine Vielzahl von mit dem indukti¬ ven Koppler 20 zu verbindenden elektrischen Komponenten ermöglicht.

Im Hinblick auf Fig. 2 umfaßt der induktive Koppler 20 eine erste Spule 30, die mit einem Elektronikgerät 32 auf der Außenseite der Jacke 10 verbunden ist, und eine zweite Spule 35, die mit dem mindestens einen Sensor 25 auf der In¬ nenseite der Jacke 10 verbunden ist.

Die Basisfunktion des induktiven Kopplers 20 ist zweifacher Art:

a) Zuerst wird die erste Spule 30 mit einem Wechselstrom (AC) geeigneter

Spannung und Frequenz versorgt, damit sie etwa wie die Primärwick¬ lung eines Transformators funktioniert, wohingegen die zweite Spule 35 Energie von dem sich ergebenden magnetischen Wechselfeld der ers¬ ten Spule 30 wie die Sekundärwicklung eines Transformators aufnimmt und eine entsprechende Ausgangsspannung liefert, die einem Koppler¬ steuerblock 37 zugeführt werden kann, wo sie gleichgerichtet und gefil¬ tert wird, um als Versorgungsspannung für etwaige auf der Innenseite der Jacke 10 angebrachte elektrische Komponenten zu dienen. Fre¬ quenz-, Spannungs- und Stromwerte werden gemäß den üblichen Re- geln für lose koppelnde Transformatoren festgelegt.

b) Zweitens werden die erste Spule 30, die zur Außenseite der Jacke 10 orientiert ist, und die zweite Spule 35, die zur Innenseite der Jacke 10 orientiert ist, als Kopplertransformator eingesetzt, um informationstra-

310 gende Signale von der Elektronikeinrichtung 32 zum Sensor 25 und umgekehrt zu übertragen. Um eine Störung des der ersten Spule 30 zu Stromversorgungszwecken zugeführten Wechselstroms zu vermeiden, sollte die Frequenz des informationstragenden Wechselstroms bevor¬ zugt von der Frequenz des Stromversorgungswechselstroms verschie-

315 den sein.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die erste und die zweite Spule aus mehreren Wicklungen aus Kupferdraht (Cu) hergestellt, z.B. kann die erste Spule 30 aus 45 Wicklungen eines Cu-Drahts mit 0,3 mm

320 Durchmesser bestehen. Die zweite Spule 35 kann aus 60 Wicklungen eines Cu- Drahts mit einem Durchmesser von 0,224 mm bestehen. Bei einer Ausfüh¬ rungsform wird eine Versorgungsspannung von etwa 14 V in die erste Spule 30 eingespeist. Die bei der zweiten Spule 35 erhaltene Spannung beträgt etwa 3 V. Bei Maximallast beträgt der Strom in der ersten Spule 30 etwa 230 mA, wo-

325 hingegen der entsprechende Strom in der zweiten Spule 35 etwa 80 mA be¬ trägt.

Zum Übertragen von informationstragenden Signalen werden bei einer Aus¬ führungsform Frequenzen im Bereich zwischen etwa 50 kHz und etwa 500 kHz 330 verwendet. Bei anderen Ausführungsformen jedoch können Frequenzen min¬ destens in einem Bereich zwischen etwa 1 kHz und mehreren MHz verwendet werden.

Es wird angenommen, daß elektromagnetische Felder in solchen Frequenzbe- 335 reichen physiologisch unschädlich sind. Angesichts der mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Ausführungsformen dominiert tatsächlich die magnetische Komponente die elektrische Komponente. Es wird davon ausge¬ gangen, daß schwache magnetische Wechselfelder mit relativ geringer Fre¬ quenz keine Gesundheitsgefahren verursachen.

340

Aus der Patentanmeldung DE 196 21 003 A1 ist ein induktiver Koppler zum Übertragen von elektrischer Energie sowie elektrischen informationstragenden Signalen bekannt geworden. Dieses Dokument beschreibt das grundlegende Prinzip eines induktiven Kopplers und soll durch Bezugnahme hier aufgenom- 345 men sein.

Um durch die Kopplungseinrichtung gekoppelt zu werden, müssen informati¬ onstragende Datensignale gemäß mindestens eines vordefinierten Datenüber¬ tragungsprotokolls ausgebildet sein.

350

Bei einer grundlegenden Ausführungsform der Erfindung gestattet der mit dem Kleidungsstück verwendete induktive Koppler 20 nur eine Simplexinformati¬ onsübertragung; das heißt, Informationen können nur von dem elektronischen Gerät 32 auf eine auf der Innenseite der Jacke 10 befindliche bestimmte, nicht 355 gezeigte, elektronische Komponente oder alternativ bei einer besonders be¬ vorzugten Ausführungsform nur vom Sensor 25 auf der Innenseite der Jacke 10 zu der auf der Außenseite der Jacke 10 befindlichen elektronischen Vorrichtung übertragen werden.

360 Bei einer weiter entwickelten Ausführungsform der Erfindung jedoch ist es vor¬ teilhaft, eine Duplexdatenübertragung in beiden Richtungen zu ermöglichen. Eine derartige Duplexdatenübertragung kann insbesondere gemäß zwei alter¬ nativen Prinzipien implementiert werden:

365 a) Bei einer Frequenzmultiplexlösung werden Signale, die bei irgend¬ welchen auf der Innenseite der Jacke 10 befindlichen elektronischen Komponenten eingehen, auf einer anderen Trägerfrequenz geführt als abgehende Signale, die von etwaigen Elektronikkomponenten auf der Innenseite der Jacke 10 kommen und sich zur elektronischen

370 Vorrichtung 32 ausbreiten. Dieses Frequenzmultiplexverfahren ist insofern vorteilhaft, als es parallele Datenübertragungen zur gleichen Zeit ermöglicht; die Verarbeitung von zwei verschiedenen Träger¬ frequenzen erfordert jedoch die Bereitstellung von zwei verschiede-

nen Modulations-/Demodulationsstufen, und zwar eine für jede 375 Richtung (nicht gezeigt).

b) Alternativ kann ein Zeitmultiplexverfahren verwendet werden. In diesem Fall wird ein Halbduplexbetriebsverfahren festgelegt, indem der Signalweg durch den induktiven Koppler abwechselnd einer der 380 beiden Datenübertragungsrichtungen gewidmet wird. Für diesen Fall muß eine bestimmte Art von gesteuertem Schalter bereitgestellt werden, der die Richtung des Flusses von informationstragenden Signalen zu jedem Zeitpunkt steuert.

385 Bezüglich der vorliegenden Erfindung können sowohl Frequenzmultiplex- als auch Zeitmultiplexsverfahren verwendet werden. In jedem Fall muß auf jeder Seite der durch den induktiven Koppler 20 bereitgestellten Kommunikations¬ strecke eine geeignete Elektronikeinheit 41 bzw. 42 zu Modulations-, Demodu- lations- und Steuerzwecken bereitgestellt werden.

390

Das vordefinierte Datenübertragungsprotokoll kann bevorzugt so ausgelegt werden, daß es mit einem Protokoll einer Computerstandardschnittstelle kom¬ patibel ist, wobei die Computerstandardschnittstelle z.B. ausgewählt ist aus ei¬ ner Gruppe bestehend aus den Schnittstellen RS 232, universeller serieller Bus 395 (USB) und Firewire.

Die Modulation kann durch eines der üblichen Modulationsverfahren erfolgen, z.B.

400 • Amplitudenmodulation,

• Abwandlung der Amplitudenmodulation wie etwa DSSC (double side band suppressed carrier), Quadraturamplitudenmodulation (QAM) und dergleichen,

• Frequenzmodulation, 405 • Phasenmodulation,

• Vektormodulation oder

• Digitale Modulation.

Außerdem können auch nachfolgend aufgeführte Verfahren verwendet wer- 410 den.

• Pulsamplitudenmodulation,

• Pulsfrequenzmodulation,

• Pulsphasenmodulation, 415 • Pulsbreitenmodulation,

• Pulscodemodulation.

Außerdem können Umtastungsverfahren verwendet werden, beispielsweise Phasenumtastung (PSK) oder Amplitudenumtastung (ASK). Insbesondere 420 können für digitale Signale Modulationsverfahren gemäß der folgenden Stan¬ dards verwendet werden:

• QPSK, 8PSK, 16PSK (gleichzeitige Übertragung mehrerer Bit),

• QAM (16QAM, 32QAM, 64QAM usw.) (gleichzeitige Übertragung 425 mehrerer Bit) oder

• DMT oder OMDF (gleichzeitige Übertragung auf einer Reihe von Trä¬ gerfrequenzen).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Frequenzumtastung (57,6 430 kHz/1 15,2 kHz) zu Datenübertragungszwecken von der ersten Spule 30 zur zweiten Spule 35 verwendet. Für die umgekehrte Richtung wird Amplituden¬ modulation auf einem Träger von 500 kHz verwendet. Andere Parameterwerte funktionieren jedoch ebenfalls.

435 Zur Verbesserung der Effizienz der induktiven Kopplung zwischen der ersten Spule 30 und der zweiten Spule 35 kann ein ferromagnetischer Kern enthalten sein.

Der induktive Koppler 20 erzeugt unvermeidlich in seiner Nähe ein magneti- 440 sches Streufeld. Dieses Streufeld könnte durch potentielle feindliche dritte Par¬ teien ausgenutzt werden, um insbesondere:

a) den die Jacke 10 tragenden Benutzer über eine Entfernung hinweg durch Peilen der Richtung zu finden, aus der das magnetische Streu- feld kommt, oder

b) den Informationsfluß abzuhören, der durch den induktiven Koppler 20 hindurchtritt, indem das magnetische Streufeld aus einer Entfer¬ nung aufgefangen wird.

Weiter fortgeschrittene Abwandlungen der Erfindung können somit ausgestat¬ tet werden mit

a) einer starken und effektiven TEMPEST-Abschirmung des induktiven Kopplers 20 und aller damit verbundener Verdrahtung und

b) Verschlüsselungs-/Entschlüsselungsmitteln, die den durch den in¬ duktiven Koppler 20 hindurchtretenden Informationsfluß verschlüs¬ seln und dadurch alle aus dem magnetischen Streufeld aufgenom- menen Informationen für eine abhörende dritte Partei wertlos ma¬ chen.

Die TEMPEST-Abschirmung kann eine nicht gezeigte Verkapselung des induk¬ tiven Kopplers 20 durch metallische Materialien mit entsprechenden elektro- magnetischen und magnetischen Absorptionseigenschaften umfassen. Bei weiter entwickelten Lösungen können außerdem aktive Abschirmungstechni¬ ken verwendet werden, die beispielsweise aus den Dokumenten US 5,165,098 und US 5,297,201 bekannt sind.

Durch solche und ähnliche Mittel können ein Kleidungsstück und/oder eine Schnittstelle gemäß der Erfindung bereitgestellt werden, die gegenüber elek¬ tromagnetischer Interferenz (EMI) widerstandsfähig sind.

Es ist auch möglich, ein derartiges Kleidungsstück und/oder eine derartige 475 Schnittstelle bereitzustellen, die gegenüber Versuchen zum Abhören des Da¬ tenflusses durch das das Kleidungsstück bildende Textilmaterial beständig ist.

Der Datenfluß durch den induktiven Koppler 20 kann durch wohlbekannte symmetrische, asymmetrische oder hybride kryptographische Verfahren ver-

480 schlüsselt werden. Ein besonderes Problem ist das Schlüsselmanagement; das heißt das auf der Innenseite der Jacke 10 angeordnete elektronische Gerät muß mit kryptographischem Schlüsselmaterial versorgt werden, das dem krypto- graphischen Schlüsselmaterial entspricht, das von dem außerhalb der Jacke 10 angeordneten elektronischen Gerät verwendet wird. Dies kann entweder ma-

485 nuell durch explizites Eingeben der richtigen kryptographischen Schlüssel in jede beteiligte elektronische Komponente oder durch Verwenden eines kryp¬ tographischen Schlüsselerzeugungs- und Verteilungsprotokolls erfolgen. Ge¬ eignete Protokolle sind z.B. RSA (asymmetrisch), Triple-DES (symmetrisch) oder Blowfish. Der Schlüsselaustausch kann mit dem COMSET-Verfahren er-

490 folgen. Ein weiterer Punkt ist die richtige Authentisierung aller mit dem Sig¬ nalweg des induktiven Kopplers verbundenen elektronischen Geräte. Zu Au- thentisierungszwecken können Protokolle wie Kerberos eingesetzt werden. Technische Einzelheiten für eine ordnungsgemäße Implementierung derartiger kryptographischer Protokolle sind z.B. erhältlich aus Schneier, Bruce: Applied

495 Cryptography, New York: John Wiley & Sons, Inc., 2. Auflage, 1996.

Bei weiter entwickelten Varianten wird zudem der induktive Koppler 20 gegen¬ über Interferenz durch ankommende elektromagnetische Strahlung und/oder starke magnetische Wechselfelder, z.B. solche, die von nahegelegenen Rund- 500 funksendern ausgestrahlt werden, starken magnetischen Wechselfeldern in der Nähe von Leistungstransformatoren und dergleichen, gehärtet. Für militärische Anwendungen kann der induktive Koppler 20 auch gegenüber elektromagneti¬ schen Impulsen (EMP) gehärtet werden.

505 In Fig. 3 bezeichnet die Bezugszahl 51 eine flexible Materialschicht, z.B. ein Gewebe, aus der die Jacke 10 in Fig. 1 hergestellt ist. Eine erste Ausführungs¬ form des induktiven Kopplers 20 umfaßt ein erstes Kopplerelement 2OA zum

Anbringen an der Außenseite der Jacke 10 sowie ein zweites Kopplerelement 2OB zum Anbringen an der Innenseite der Jacke 10. Beide Kopplerelemente

510 2OA, 2OB werden etwa an der gleichen Stelle auf der Außenseite bzw. der In¬ nenseite des Gewebes befestigt. Bevorzugt werden das erste Kopplerelement 20A und das zweite Kopplerelement 2OB mit Hilfe eines Klettverschlusses 53A bzw. 53B ungefähr an derselben Stelle an dem Gewebe 51 befestigt. Auf jeder Seite des Gewebes 51 ist ein Streifen 55A, 55B permanent an der Oberfläche

515 des Gewebes befestigt, das heißt mit Hilfe eines Klebers oder einer Naht (nicht gezeigt). Entsprechende GegenStreifen 57A, 57B, die dafür ausgelegt sind, an den entsprechenden Streifen 55A bzw. 55B angepaßt zu werden, werden (z.B. durch eine Klebeschicht) permanent an einer polaren Außenfläche 21 A, 21 B des ersten bzw. zweiten Kopplerelements 2OA, 2OB befestigt. Die Bezugszahlen

520 54A und 54B bezeichnen fakultative Ferritkerne innerhalb des ersten Koppler¬ elements 24A bzw. innerhalb des zweiten Kopplerelements 24B. Eines der bei¬ den Kopplerelemente 24A, 24B oder beide von ihnen können mit einem fer- romagnetischen Ferritkern ausgestattet sein, um die Koppeleffizienz zu verbes¬ sern.

525

Mit Hilfe des Klettverschlusses 53A, 53B können sowohl das erste als auch das zweite Kopplerelement 2OA, 2OB an der Außenseite bzw. der Innenseite des Gewebes 51 entfernbar befestigt werden.

530 Die elektrischen Komponenten der Ausführungsform, wie mit Fig. 3 dargestellt, entsprechen denen, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind. Insbesondere umfaßt das erste Kopplerelement 2OA eine erste Spule 30, und das zweite Kopplerelement 2OB umfaßt eine zweite Spule 35, wobei beide Spulen 30, 35 einen lose ge¬ koppelten Transformator bilden.

535

Der Vorteil, den diese spezifische erste Ausführungsform der Erfindung mit sich bringt, besteht darin, daß das Gewebe 51 an der Stelle, wo der induktive Kopp¬ ler 20 angebracht wird, nicht durchstochen werden muß. Da das Magnetfeld durch das Gewebe hindurchtreten muß, ist jedoch die elektrische Effizienz ei- 540 nes derartigen Aufbaus etwas geringer als von irgendeinem anderen Aufbau,

wo das Gewebe 51 an der Stelle, wo das erste Kopplerelement 2OA und das zweite Kopplerelement 2OB zusammengefügt werden, durchstochen wird.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform umfaßt die zweite Koppelein- 545 heit 2OB eine an einer Seite der Funktionsschicht bzw. des Laminats positio¬ nierte periphere Schulter 90 und eine die Schulter peripher überlappende pe¬ riphere Gegeneinrichtung 91, die an der anderen Seite der flexiblen Material- schicht 51 positioniert und auf eine Weise an der zweiten Koppeleinheit 2OB befestigt ist, daß die Funktionsschicht auf wasserdichte Weise zwischen der 550 Schulter 90 und der Gegeneinrichtung 91 festgeklemmt ist.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Jacke 10 gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird eine flexible Materialschicht oder ein flexibles Gewebe 51 der Jacke 10 in ei- 555 nem kreisförmigen Bereich 51A durchstochen. Das zweite Kopplerelement 2OB wird z.B. durch eine nicht gezeigte Kleberschicht an der Innenseite des Gewe¬ bes 51 befestigt. Das zweite Kopplerelement 2OB umfaßt einen zylindrisch ge¬ formten Vorsprung 61, an dem das erste Kopplerelement 2OA befestigt werden kann.

560

Die elektrischen Komponenten der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform entsprechen denen, wie sie in Fig. 2 und 3 gezeigt sind. Insbesondere umfaßt das erste Kopplerelement 2OA eine erste Spule 30, und das zweite Koppler¬ element 2OB umfaßt eine zweite Spule 35, wobei beide Spulen 30, 35 einen 565 lose gekoppelten Transformator bilden.

Bei dieser Ausführungsform muß der Magnetfluß nicht durch ein Gewebe hin¬ durchtreten. Somit kann diese Version im Hinblick auf den Energie- und Signal¬ transport effektiver ausgestaltet werden.

570

Die Referenzzahlen 54A und 54B bezeichnen fakultative Ferritkerne innerhalb des ersten Kopplerelements 24A bzw. innerhalb des zweiten Kopplerelements 24B. Eines der beiden Kopplerelemente 24A, 24B oder beide von ihnen können

mit einem ferromagnetischen Ferritkern ausgestattet sein, um die Koppeleffi- 575 zienz zu verbessern.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform umfaßt die zweite Koppeleinheit 20B eine an einer Seite der flexiblen Materialschicht 51 positionierte periphere Schulter 90. Das zweite Koppelelement 20B weist eine Plattform 92 auf, die ei-

580 nen internen Abschnitt bildet, und einen Vorsprung 93, der sich von der Platt¬ form 92 aus durch die aufnehmende Öffnung 51A erstreckt und einen externen Abschnitt bildet und in dem die zweite Spule 35 eingebettet ist, wobei die Schulter 90 am Übergang von der Plattform 92 zum Vorsprung 93 ausgebildet ist. Das erste Koppelelement 2OA umfaßt ein haubenförmiges Teil 72, der so

585 ausgelegt ist, daß er den Vorsprung des zweiten Koppelelements 2OB abdeckt und in dem die zweite Spule 35 in einer Position eingebettet ist, die radial ne¬ ben der zweite Spule 35 liegt, wenn das haubenförmige Teil 72 den Vorsprung des zweiten Koppelelements 2OB abdeckt.

590 Fig. 5 zeigt die Abwandlung des in Fig. 4 dargestellten induktiven Kopplers 20. Sofern nichts anderes angegeben ist, sollten die Bezugszahlen wie für Fig. 4 gelesen werden. Insbesondere zeigt Fig. 5a einen Querschnitt durch einen derartigen Koppler 20, wohingegen Fig. 5b eine entsprechende Perspektivan¬ sicht davon zeigt.

595

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform umfaßt die zweite Koppeleinheit 2OB eine an einer Seite der flexiblen Materialschicht 51 positionierte periphere Schulter 90. Das zweite Koppelelement 20B weist eine Plattform 92 auf, die ei¬ nen internen Abschnitt bildet, und einen Vorsprung 93, der sich von der Platt-

600 form 92 aus durch die aufnehmende Öffnung 51 A erstreckt und einen externen Abschnitt bildet und in dem die zweite Spule 35 eingebettet ist, wobei die Schulter 90 am Übergang von der Plattform 92 zum Vorsprung 93 ausgebildet ist. Das erste Koppelelement 2OA umfaßt ein haubenförmiges Teil 72, der so ausgelegt ist, daß er den Vorsprung des zweiten Koppelelements 2OB abdeckt

605 und in dem die erste Spule 30 in einer Position eingebettet ist, die radial neben der zweite Spule 35 liegt, wenn das haubenförmige Teil 72 den Vorsprung des zweiten Koppelelements 2OB abdeckt.

Der induktive Koppler 20, wie er in Fig. 5 gezeigt ist, ist hinsichtlich bestimmter 610 mechanischer Eigenschaften verbessert.

Die elektrischen Komponenten der Ausführungsform, wie mit Fig. 3 dargestellt, entsprechen denen, wie sie in Fig. 2, 3 und 4 gezeigt sind. Insbesondere umfaßt das erste Kopplerelement 2OA eine erste Spule 30, und das zweite Koppler- 615 element 2OB umfaßt eine zweite Spule 35, wobei beide Spulen 30, 35 einen lose gekoppelten Transformator bilden.

Das zweite Kopplerelement 2OB umfaßt ein zylindrisches Eingriffsstück 70 mit einer darin ausgebildeten Umfangsnut 71. Das haubenförmige Teil 72 ist dafür

620 ausgelegt, mit dem zylindrischen Eingriffsstück 70 des zweiten Kopplerele¬ ments 2OB zusammengefügt zu werden. Das haubenförmige Teil 72 umfaßt auf seiner Innenseite eine Nut 73, die der Nut 71 des zylindrischen Eingriffsstücks 70 des zweiten Kopplerelements 2OB entspricht. Die Nut 73 ist mit einem Fe¬ derelement 75 versehen, um eine Einschnappbefestigung sowohl des ersten

625 als auch des zweiten Kopplerelements 2OA, 2OB bereitzustellen.

Bei einer noch weiter entwickelten Version der Ausführungsform umfaßt ein zweites Kopplerelement 2OB auf der Bodenseite davon eine Kammer 81, die dafür ausgelegt ist, eine nicht gezeigte Elektronikschaltung aufzunehmen, ins- 630 besondere eine Leiterplatte, wobei darauf alle notwendigen Komponenten zur Ausbildung der Elektronikeinheit 42 montiert sind.

Bei einer weiteren nicht gezeigten Variante kann die Elektronikeinheit 41 in dem ersten Kopplerelement 20A angeordnet werden.

635

Bei alternativen Varianten können das erste und zweite Kopplerelement 2OA, 2OB über andere Mittel befestigt werden, z.B. durch Schraubmittel, Ein¬ schnappglieder, Permanentmagnete usw.

40 Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können durch Bereitstel¬ lung eines Kleidungsstücks 10 weiter verbessert werden, das verbesserte Tex-

tilmaterialien mit einer gewissen Art einer Membran umfaßt (z.B. aus mikropo¬ rösem gerecktem Polytetrafluorethylen ePTFE hergestellt), die für Wasser¬ dampf durchlässig ist, aber für Wasser in flüssiger Form undurchlässig ist. Eine

645 derartige Membran wird häufig dazu eingesetzt, die Verdampfung von Schweiß zu gestatten, der von dem das Kleidungsstück 10 tragenden Benutzer abgege¬ ben wird, während gleichzeitig das Durchdringen von flüssigem Wasser aus der Umgebung in die Innenseite des Kleidungsstücks 10 blockiert wird, wo eindringendes flüssiges Wasser dem Benutzer gravierendes Unbehagen verur-

650 Sachen würde. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die Membran, die im allgemeinen mechanisch empfindlich ist, in einem Laminat aus zwei oder mehr Schichten verwendet. Bei einer Ausführungsform ist das die Außenseite des Kleidungsstücks 10 bildende Gewebe identisch mit einer der Schichten des Membraniaminats. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die

655 Membran auf einer Seite von einem ersten Gewebe und auf der anderen Seite von einem zweiten Gewebe bedeckt, wobei alle diese Schichten ein drei¬ schichtiges Laminat bilden, und wobei das dreischichtige Laminat auf der In¬ nenseite des Kleidungsstücks 10 eingesetzt ist.

660 Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen eines der Kopplerelemente 20A, 2OB mit Hilfe eines Klebers an das Gewebe des Klei¬ dungsstücks 10 geklebt ist, kann auf der Innenseite des Kleidungsstücks 10, das heißt der Seite des Kleidungsstücks 10, die dem Körper des Benutzers zuge¬ wandt ist, ein Membranlaminat vorgesehen sein. Um sicherzustellen, daß bei

665 Ausführungsformen, bei denen ein Kopplerelement 2OA, 2OB durch Ankleben am Umfang einer in das Gewebe des Kleidungsstücks 10 geschnittenen Öff¬ nung angeklebt wird, kein flüssiges Wasser in den Raum auf der Innenseite des Kleidungsstücks 10 eindringen kann, muß der Bereich, wo das Element an das Gewebe des Kleidungsstücks 10 geklebt wird, wasserdicht gemacht werden.

670

Dies kann bevorzugt durch Wahl eines entsprechenden Klebers sowie durch ein entsprechendes Verfahren zum Anbringen des Klebers sichergestellt wer¬ den. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfaßt das Kleidungsstück 10 ein Membranlaminat, daß durch einen Polyurethankleber, durch Kleber, die Fluor- 675 polymere umfassen, durch einen Silikonkleber oder durch einen reaktiven

Heißschmelzkleber an den zweiten Koppler 2OB geklebt wird. Ein reaktiver Heißschmelzkleber ist ein Kleber oder ein Dichtmittel, das bei erhöhten Tem¬ peraturen als eine flüssige Schmelze aufgetragen und zum Reagieren gebracht werden kann, um ein nicht schmelzbares duroplastisches Kunststoffpolymer 680 mit verbesserten Klebe- und Abdichteigenschaften zu werden.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein zweites Kopplerelement 2OB, das an ein Laminat geklebt ist, das eine ein Kleidungsstück 10 gemäß der Erfindung bil¬ dende flexible Materialschicht 51 umfaßt. Die flexible Materialschicht 51 ist un-

685 ter Ausbildung eines Laminats mit einer Funktionsschicht 94 kombiniert. Der Kleber ist mit der Bezugszahl 95 bezeichnet. Die Schulter 90 des zweiten Kopp¬ lerelements 2OB ist über den Kleber 95 an der Funktionsschicht 94 befestigt. Wenngleich das dargestellte Laminat nur zwei Schichten aufweist, können an¬ dere Ausführungsformen Laminate mit mehreren Schichten verwenden. Die

690 Bezugszahl 35 zeigt die zweite Spule an. Bei diesem besonderen Fall ist die all¬ gemeine Form des zweiten Kopplerelements 2OB die gleiche, wie mit Fig. 4 gezeigt; es können jedoch auch Varianten davon verwendet werden. Es sei angemerkt, daß sich diese Art von Verbindung auf Kleberbasis insbesondere auch auf die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform anwenden läßt.

695

In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt ein Kleber mit geringer Viskosität eingesetzt, um sicherzustellen, daß der Kleber in seinem flüssigen Zustand durch die Gewebeschicht des Membranlaminats hindurch¬ gehen kann, um direkt mit der Membranschicht zu verkleben. Der Einsatz eines 700 Klebers mit niedriger Viskosität erleichtert zudem die Imprägnierung der Mi- kroporen in der Membranschicht mit Kleber, so daß die Klebeverbindung dau¬ erhafter ist. Entweder weist der bevorzugte Kleber an sich einen ausreichend niedrigen Viskositätswert auf oder der Kleber kann z.B. durch Erwärmen in ei¬ nen Zustand niedriger Viskosität umgeformt werden.

705

Eine weitere vorteilhafte Option besteht in der Bereitstellung eines Membran¬ laminats, bei der die für das klebende Verbinden mit dem Koppler verwendete Gewebeschicht aus schmelzbaren Fasern hergestellt ist (z.B. Polypropylen, Po¬ lyester, Polyamid). Beim Befestigen des Kopplers können die schmelzbaren

710 Fasern erwärmt werden und das Verbinden kann man durch mechanisches Drücken des Kopplers gegen das Gewebe erhalten. Diese Technologie funk¬ tioniert jedoch nicht, wenn unschmelzbare Fasern verwendet werden, z.B. Aramidfasern in Kleidungsstücken 10 für Feuerwehrleute oder dergleichen. Eine weitere Verbesserung kann man erhalten, wenn man in dem Membran-

715 laminat ein Gewebe verwendet, das aus einem Garn gewebt ist, das aus einer Reihe von aus verschiedenen Materialien hergestellten Strängen besteht. Das Garn kann beispielsweise mindestens einen Strang aus einem schmelzbaren Material und mindestens einen Strang aus einem unschmelzbaren Material umfassen. Indem ein solches Garn verwendet wird, kann sichergestellt werden,

720 daß das resultierende Membranlaminat sowohl mechanisch hitzebeständig als auch auch bei Erwärmung klebefähig ist.

Wenn eine Klemmplatte verwendet wird, um einen Koppler an einem ein Membranlaminat umfassenden Kleidungsstück 10 zu befestigen, muß der Kon-

725 taktdruck ausreichend hoch sein, so daß kein flüssiges Wasser den Kontaktbe¬ reich zwischen dem Koppler und dem Membranlaminatgewebe bis zur Innen¬ seite des Kleidungsstücks 10 penetrieren kann. Mechanisch kann dies durch Verwendung von zwei entsprechenden Schraubgewinden an den entspre¬ chenden Kopplerelementen 2OA, 2OB erreicht werden. Bei besonders bevor-

730 zugten Ausführungsformen wird ein Abdichtungsmittel zwischen das Gewebe des Membranlaminats und die drückende Oberfläche des jeweiligen Koppler¬ elements 20A, 2OB gegeben.

Die Ausführungsformen der Varianten, wie sie oben beschrieben sind, sind von 735 einer Art, bei der die angebrachte elektrische Netzwerkgerätschaft leicht ent¬ fernt werden kann.

Insbesondere können wasserdichte Ausführungsformen des Kleidungsstücks auch in widrigen oder gefährlichen Umgebungen und sogar in Unterwasser- 740 bedingungen verwendet werden. Es ist sogar möglich, ein Kleidungsstück gemäß der Erfindung zu haben, das unter den gleichen Bedingungen wie das Material des Kleidungsstücks gewaschen werden kann.

Alle oben mit verschiedenen Ausführungsformen offenbarten Merkmale kön- nen miteinander kombiniert werden.