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Title:
SENSORY FABRIC HAVING A PLURALITY OF FABRIC LAYERS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/174504
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a multi-layer sensory fabric (20) having a plurality of fabric layers and, as an example, three fabric layers (21, 22, 23). Each fabric layer (21, 22, 23) comprises weft threads (24) and warp threads (25). Optionally, a binding system (26) having binding weft threads (27) and binding warp threads (28) can be provided. The fabric layers (21, 22, 23) are indirectly and/or directly attached to one another via the binding system (26) using weaving technology. The connection between the fabric layers (21, 22, 23) is made during the production of the fabric layers (21, 22, 23) by weaving. A subsequent connection of the fabric layers (21, 22, 23) can thus be dispensed with.

Inventors:
HORTER, Hansjürgen (Birkenweg 6, Oberboihingen, 72644, DE)
GÖNNER, Karl (Mendlerstr. 7, Riedlingen, 88499, DE)
HOFMANN, Paul (Stauffenbergstraße 4, Illertissen, 89257, DE)
CALISKAN, Metin (Mössinger Str.23/1, Reutlingen, 72770, DE)
IBROCEVIC, Onedin (Wilhelmstr. 36, Schwäbisch Gmünd, 73525, DE)
KUCZERA, Matthias (Kasparswaldstr. 37, Leinfelden-Echterdingen, 70771, DE)
Application Number:
EP2017/057848
Publication Date:
October 12, 2017
Filing Date:
April 03, 2017
Export Citation:
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Assignee:
PILZ GMBH & CO. KG (Felix-Wankel-Str. 2, Ostfildern, 73770, DE)
International Classes:
D03D1/00; D03D11/00; G01L1/14
Foreign References:
DE102011111061A12013-02-28
JP2016031269A2016-03-07
US20140150573A12014-06-05
GB2516987A2015-02-11
Attorney, Agent or Firm:
WITTE, WELLER & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (Königstr. 5, Stuttgart, 70173, DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Gewebe (20) mit wenigstens drei übereinander angeordne¬ ten Lagen, wobei zwei davon Gewebelagen sind, von denen eine Gewebelage eine unterste Gewebelage (LU) und eine andere Gewebelage eine oberste Gewebelage (LO) bildet, wobei eine der Gewebelagen eine erste Gewebelage (21) bildet, die elektrisch leitfähigen Kettfäden (25) und/oder elektrisch leitfähige Schussfäden (24) auf¬ weist, wobei eine weitere der Gewebelagen eine zweite Gewebe¬ lage (22) bildet, die elektrisch leitfähige Kettfäden (25) und/oder elektrisch leitfähige Schussfäden (24) aufweist, wobei eine der Lagen eine mittlere Lage (23) bildet, die zwischen der ersten Gewebelage (21) und der zweiten Gewebelage (22) angeordnet ist wobei die erste Gewebelage (21), die zweite Gewebelage (22) und die mittlere Lage (23) eine Sensoranordnung (33) bilden, die eine sich während einer Krafteinwir¬ kung auf die Lagen (21, 22, 23) ändernde elektrische Eigenschaft (RG, C, Up) aufweisen, wobei die oberste Gewebelage (LO) webtechnisch mit ei¬ ner der anderen vorhandenen Gewebelagen (22, 23, LU) verbunden ist, und wobei die unterste Gewebelage (LU) webtechnisch mit einer der anderen vorhandenen Gewebelagen (21, 23, LO) verbunden ist.

2. Gewebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Gewebelage (LO) durch die erste Gewebelage (21) gebildet ist.

3. Gewebe nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die unterste Gewebelage (LU) durch die zweite Gewebelage (22) gebildet ist.

4. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Lage (23) ei¬ ne Gewebelage ist.

5. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass nur zwei oder drei Gewebe¬ lagen (21, 22, 23) vorhanden sind.

6. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewebelage (21) abwechselnd angeordnete elektrisch leitfähige Streifen (40) und elektrisch nicht leitfähige Streifen (41) auf¬ weist, die sich parallel zueinander in Kettrichtung (K) oder in Schussrichtung (S) erstrecken.

7. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gewebelage (22) abwechselnd angeordnete elektrisch leitfähige Streifen (40) und elektrisch nicht leitfähige Streifen (41) auf¬ weist, die sich parallel zueinander in Kettrichtung (K) oder in Schussrichtung (S) erstrecken.

8. Gewebe nach Anspruch 6 und nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (40, 41) der ersten Gewebelage (21) quer zu den Streifen (40, 41) der zweiten Gewebelage (22) ausgerichtet sind.

9. Gewebe nach Anspruch 6 und nach Anspruch 7 oder nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Gewebelage (21) oder der zweiten Gewebelage (22) in wenigstens einem elektrisch nicht leitfähigen Streifen (41) je¬ weils ein elektrisch leitfähiger Zwischenstreifen (50) eingewebt ist, der gegenüber den beiden benachbarten elektrisch leitfähigen Streifen (40) in dieser Gewebe¬ lage (21, 22) elektrisch isoliert ist.

10. Gewebe nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass jeder elektrisch leitfähige Zwischenstreifen (50) in der ersten oder zweiten Gewebelage (21, 22) mittels einer Durchkontaktierung (51) mit genau einem elektrisch leitfähigen Streifen (40) der jeweils anderen Gewebelage (22 bzw. 21) verbunden ist.

11. Gewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewebelage (21) und die zweite Gewebelage (22) an einer gemeinsamen Seite (42) des Gewebes (20) elektrisch mit einer Auswerteschaltung (34) verbunden sind.

12. Gewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, dass die in einem elektrisch leitfähigen Streifen (40) in Richtung des Streifens (40) verlaufenden elektrisch leitfähigen Fäden (24, 25) durch wenigstens eine Querkontaktierung (39) elektrisch miteinander verbunden sind.

13. Gewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kettfaden (25) oder mindestens ein Schussfaden (24) der ersten Gewebelage (21) aus einem elektrisch nicht leitfähigen Streifen (41) eine webtechnische Bindung mit einem Schussfaden (24) oder Kettfaden (25) einer anderen Ge¬ webelage (22, 23) bildet.

14. Gewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kettfaden (25) oder mindestens ein Schussfaden (24) der zweiten Gewebelage (22) aus einem elektrisch nicht leitfähigen Streifen (41) eine webtechnische Bindung mit einem Schussfaden (24) oder Kettfaden (25) einer anderen Ge¬ webelage (21, 23) bildet.

15. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Bindungssystem (26) mit elektrisch nicht leitfähigen Bindungskettfäden (28) und elektrisch nicht leitfähigen Bindungsschussfäden (27) vorhanden ist, wobei das Bindungssystem (26) durch Bildung von webtechnischen Bindungen zur Verbindung der Gewebelagen (21, 22, 23) eingerichtet ist.

16. Gewebe nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewebelage (21), die zweite Gewebelage (22) und die mittlere Lage (23) nicht unmittelbar webtechnisch miteinander verbunden sind .

17. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der ersten Gewebelage (21), der zweiten Gewebelage (22) die webtechnische Bindung zur Verbindung der ersten Gewebe¬ lage (21), der zweiten Gewebelage (22) und der mittle¬ ren Lage (23) gebildet werden.

18. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Gewebelage (21) und die zweite Gewebe¬ lage (22) auf einer gemeinsamen Webmaschine hergestellt und die drei Lagen (21, 22, 23) dabei außerdem webtech¬ nisch mittelbar mittels eins zusätzlichen Bindungssys¬ tems und/oder unmittelbar miteinander verbunden werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die mittlere Lage (23) als Gewebelage ausgeführt ist und alle drei Lagen (21, 22, 23) auf einer gemeinsamen Webmaschine hergestellt und die drei Lagen (21, 22, 23) dabei au¬ ßerdem webtechnisch mittelbar mittels eins zusätzlichen Bindungssystems und/oder unmittelbar miteinander ver¬ bunden werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19,

dadurch gekennzeichnet, dass die einseitige elektrische Kontaktierung (51) der einzelnen Elektroden durch eine Abbindung mindestens eines leitfähigen Fadens aus den Streifen (50) der Gewebelage (21) mit mindestens einem leitfähigen Faden aus den Streifen (40) der Gewebelage (22) beim Webprozess erfolgt.

Description:
SENSORISCHES GEWEBE MIT MEHREREN GEWEBELAGEN UND

VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG

Die Erfindung betrifft ein Gewebe mit wenigstens drei übereinander angeordneten Lagen, von denen zumindest zwei Gewebelagen sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gewebes. Das Gewebe ist dazu eingerichtet eine einwirkende Kraft oder einen einwirkenden Druck zu erfassen.

Ein sensorisches Gewebe mit einer Gewebelage ist beispielsweise aus US 4 795 998 A bekannt. Leitfähige Fäden der Gewebelage kreuzen sich an Kreuzungsstellen. Abhängig von einer einwirkenden Kraft verändert sich der Übergangs ¬ widerstand zwischen den aneinander anliegenden Fäden.

Dadurch kann eine auf einer der Kreuzungsstellen einwirkende Kraft erkannt werden.

WO 2005/121729 AI beschreibt einen textilen kapazitiven Sensor mit einem vollflächig leitenden Textil als un ¬ terster Schicht und einer nicht elektrisch leitfähigen obersten Schicht. Auf diese oberste Schicht sind flächige Elektroden aufgebracht, die jeweils gemeinsam mit der un ¬ tersten Schicht einen Kondensator mit variabler Kapazität bilden. Zwischen der obersten Schicht und der untersten Schicht ist ein nicht elektrisch leitfähiges elastisches Material angeordnet. Wenn durch Krafteinwirkung der Abstand zwischen den Elektroden und der untersten leitfähigen

Schicht verändert wird, ändert sich die Kapazität, was durch eine entsprechende Schaltung erfasst werden kann. DE 60102003 T2 offenbart einen leitfähigen druckemp ¬ findlichen Stoff. Dabei sind leitfähige Fäden in einer Lage gekreuzt angeordnet, wobei ohne Krafteinwirkung an den Kreuzungspunkten kein elektrisch leitfähiger Kontakt herge ¬ stellt ist. Hierfür sind elektrisch nicht leitfähige Fäden eingearbeitet, die die sich kreuzenden elektrisch leitfähi ¬ gen Fäden im Ausgangszustand auf Abstand halten. Erst wenn eine Kraft oder ein Druck auf den Stoff einwirkt, wird ein elektrisch leitfähiger Kontakt an einer Kreuzungsstelle hergestellt .

Eine ähnliche Anordnung ist auch aus US 4 659 873 A bekannt. Dort sind elektrisch leitfähige Gewebelagen durch nicht leitfähige Abstandsmittel - wie etwa einen Luftspalt, nicht leitfähige Fäden oder kuppeiförmige Abstandshalter - voneinander beabstandet. Bei Krafteinwirkung wird ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen den Gewebelagen hergestellt .

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik kann es als Aufgabe der Erfindung angesehen werden, ein verbessertes und einfach herzustellendes sensorisches Textilmaterial zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Gewebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkma ¬ len des Patentanspruches 18 gelöst.

Das erfindungsgemäße Gewebe weist mehrere Gewebelagen und zumindest drei übereinander angeordnete Lagen auf, von denen zumindest zwei Gewebelagen sind. Eine dieser Gewebe ¬ lagen bildet eine erste Gewebelage, eine weitere dieser Ge- webelagen bildet eine zweite Gewebelage und noch eine wei ¬ tere dieser Lagen bildet eine mittlere Lage, die zwischen der ersten Gewebelage und der zweiten Gewebelage angeordnet ist. Die mittlere Lage kann durch eine mittlere Gewebelage gebildet sein. Die mittlere Lage kann auch Vliesmaterial und/oder Schaummaterial und/oder eine Folie und/oder ein Gestrick und/oder ein Gewirk und/oder ein Gelege aufweisen oder daraus bestehen.

Die Gewebelagen bilden eine Sandwichanordnung. Die erste Gewebelage liegt vorzugsweise unmittelbar an der mittleren Lage an. Die zweite Gewebelage liegt auf der der ersten Gewebelage entgegengesetzten Seite vorzugsweise ebenfalls unmittelbar an der mittleren Lage an.

Die erste Gewebelage und die zweite Gewebelage ent ¬ halten jeweils elektrisch leitfähige Kettfäden und/oder Schussfäden. Die mittlere Lage bzw. Gewebelage kann auch elektrisch leitfähige Kettfäden und/oder Schussfäden auf ¬ weisen oder vollständig aus nicht elektrisch leitfähigen Fäden gebildet sein. Die erste Gewebelage, die zweite Gewe ¬ belage und die mittlere Lage bzw. Gewebelage bilden eine Sensoranordnung, die eine sich während einer Krafteinwir ¬ kung auf diese Gewebelage ändernde elektrische Eigenschaft aufweist .

Die Sensoranordnung kann eine kapazitive Sensoranord ¬ nung und/oder eine piezoelektrische Sensoranordnung

und/oder eine resistive bzw. eine piezoresistive Sensoran ¬ ordnung sein. Die physikalische Funktionsweise der Senso ¬ ranordnung hängt von der Ausführung der mittleren Lage ab. Wenn die mittlere Lage Garne aufweist und beispielsweise als Gewebelage ausgebildet ist, hängt die physikalische Funktionsweise der Sensoranordnung vom Garnmaterial ab. Be ¬ steht die mittlere Gewebelage beispielsweise aus nicht elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise elektrisch nicht leitfähigen Fäden, das bzw. die ein Dielektrikum bil ¬ den, ist eine kapazitive Sensoranordnung nach Art eines Plattenkondensators erreicht. Die mittlere Lage bzw. Gewe ¬ belage kann auch Material bzw. Fäden aufweisen, die piezoe ¬ lektrisches Material enthalten, so dass eine piezoelektri ¬ sche Sensoranordnung gebildet ist. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass die mittlere Gewebelage auch Material bzw. Fäden aus elektrisch leitfähigem Material aufweist, deren elektrischer Widerstand sich bei Kraft- bzw. Druck ¬ einwirkung ändert, so dass eine resistive bzw. piezore- sistive Sensoranordnung gebildet ist.

Erfindungsgemäß ist eine oberste Gewebelage von den vorhandenen Gewebelagen webtechnisch mit einer der anderen Gewebelagen verbunden. Entsprechend ist eine unterste Gewe ¬ belage von den vorhandenen Gewebelagen webtechnisch mit we ¬ nigstens einer der anderen Gewebelagen verbunden. Die oberste Gewebelage kann beispielsweise durch die erste Ge ¬ webelage und/oder die unterste Gewebelage kann beispiels ¬ weise durch die zweite Gewebelage gebildet sein. Es ist auch möglich, als oberste Gewebelage und/oder als unterste Gewebelage jeweils eine Gewebelage eines separaten Bindungssystems zu verwenden, das die erste Gewebelage, die zweite Gewebelage und die mittlere Gewebelage durch web ¬ technische Bindungen mittelbar miteinander verbindet, wäh ¬ rend die erste Gewebelage, die zweite Gewebelage und die mittlere Gewebelage ohne unmittelbare webtechnische Bindung lediglich aneinander anliegen.

Ein solches mehrlagiges Gewebe mit zwei oder mehr Ge- webelagen lässt sich auf einer Webmaschine unmittelbar ohne Nachbearbeitung zur Verbindung der Gewebelagen herstellen. Beim Weben der ersten Gewebelage, der zweiten Gewebelage und - sofern die mittlere Lage als Gewebelage ausgeführt ist - der mittleren Gewebelage können dabei gleichzeitig die webtechnischen Bindungen hergestellt werden, um diese drei Gewebelagen unmittelbar und/oder mittelbar über ein Bindungssystem miteinander zu verbinden. Nachfolgende Bear ¬ beitungsschritte, bei denen die Gewebelagen durch Nähen, Kleben, Sticken oder dergleichen miteinander verbunden wer ¬ den müssen, können entfallen. Die zwei oder drei Gewebela ¬ gen können gleichzeitig auf einer Webmaschine hergestellt und unmittelbar oder mittelbar über ein Bindungssystem web ¬ technisch miteinander verbunden werden. Dies reduziert den Aufwand bei der Herstellung eines mehrlagigen sensorischen Gewebes erheblich, weil ein aufwendiges manuelles Positio ¬ nieren, Ausrichten und Verbinden der einzelnen Gewebelagen entfällt .

Vorteilhaft ist es, wenn das Material der mittleren Lage in Form von im Querschnitt runden Garnen und/oder bandförmigen Elementen bei der Herstellung der ersten und zweiten Gewebelage dazwischen angeordnet werden kann, ins ¬ besondere durch einen Schuss- und/oder Ketteintrag in einer Webmaschine, oder wenn die mittlere Lage als Gewebelage ausgeführt ist.

Durch das webtechnische Verbinden der unterschiedli ¬ chen Gewebelagen miteinander kann außerdem die Streuung der Sensoranordnung durch Herstellungstoleranzen minimiert wer ¬ den. Der Toleranzbereich der Änderung einer elektrischen Eigenschaft der Sensoranordnung abhängig von der einwirken ¬ den Kraft bzw. dem einwirkenden Druck kann geringer sein, als bei sensorischen Geweben, bei denen die Gewebelagen durch Kleben oder Nähen oder dergleichen verbunden werden. Die Bindungskräfte der webtechnischen Bindung lassen sich einfach einstellen. Die webtechnischen Bindungen sind vor ¬ zugsweise gleichmäßig über die Fläche des Gewebes verteilt. Über die Dichte der Bindungsstellen und deren Verteilung kann die lokale Abweichung der Änderung einer elektrischen Eigenschaft der Sensoranordnung abhängig von der einwirken ¬ den Kraft bzw. dem einwirkenden Druck gering gehalten wer ¬ den. Dies vereinfacht das Kalibrieren des sensorischen Ge ¬ webes beim Einsatz in einer Sensorvorrichtung.

Das erfindungsgemäße Gewebe kann auch als sensori ¬ sches Mehrlagengewebe bezeichnet werden. Es ist dazu einge ¬ richtet, Kraft- bzw. Druckeinwirkung an bestimmten Stellen zu lokalisieren. Somit ist das Gewebe in der Lage, ortsauf ¬ gelöst die Stelle der Kraft- bzw. Druckeinwirkung zu ermit ¬ teln und optional zusätzlich auch den Betrag der einwirken ¬ den Kraft bzw. des einwirkenden Drucks zu charakterisieren. Solche Gewebe sind vielfältig einsetzbar. Sie können bei ¬ spielsweise auf einem Untergrund verlegt werden, um die Po ¬ sition von sich bewegenden Objekten anzuzeigen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, Kollisionen zwischen sich bewe ¬ genden Objekten bzw. zwischen sich bewegenden Objekten und stehenden Hindernissen zu vermeiden. Eine andere Anwendungsmöglichkeit besteht darin, Greifer, Roboterarme oder dergleichen an ihrer Außenfläche mit einem sensorischen Ge ¬ webe auszustatten, so dass ein Kontakt und die Kontaktstel ¬ le des Greifers bzw. Roboterarms mit einem Objekt ermittelt werden kann. Es sind auch vielfältige andere Anwendungen möglich .

Es ist vorteilhaft, wenn lediglich drei Lagen bzw. Gewebelagen vorhanden sind. Werden diese webtechnisch un ¬ mittelbar miteinander verbunden, kann das Gewebe aus ¬ schließlich aus insgesamt drei Lagen bzw. Gewebelagen bestehen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann zusätz ¬ lich zu den drei Lagen bzw. Gewebelagen ein Bindungssystem vorhanden sein, das die oberste Gewebelage und/oder die un ¬ terste Gewebelage zur Fixierung der drei Gewebelagen bildet. Zusätzliche Lagen, beispielsweise Gewebelagen, zur me ¬ chanischen Verstärkung, elektrischen Isolation, elektromag ¬ netischen Abschirmung, etc. können ebenfalls vorhanden sein .

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die erste Gewebela ¬ ge elektrisch leitfähige Streifen und elektrisch nicht leitfähige Streifen aufweist, die abwechselnd nebeneinander angeordnet sind und die sich in Kettrichtung oder in

Schussrichtung erstrecken. Die Streifenbildung in Kettrich ¬ tung kann dabei sehr einfach dadurch erreicht werden, dass in einem elektrisch leitfähigen Streifen zumindest ein elektrisch leitfähiger Kettfaden und in einem elektrisch nicht leitfähigen Streifen ausschließlich elektrisch nicht leitfähige Kettfäden angeordnet werden. Analog hierzu kann zur Bildung eines elektrisch leitfähigen Streifens in

Schussrichtung wenigstens ein elektrisch leitfähiger

Schussfaden und in einem elektrisch nicht leitfähigen

Streifen ausschließlich elektrisch nicht leitfähige Schuss ¬ fäden verwendet werden. Es ist außerdem möglich, dass die zweite Gewebelage elektrisch leitfähige Streifen und elektrisch nicht leitfähige Streifen aufweist, die abwech ¬ selnd nebeneinander angeordnet sind und die sich in Kettrichtung oder in Schussrichtung erstrecken. Diese können, wie im Zusammenhang mit der ersten Gewebelage erläutert, beim Weben hergestellt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann in der ersten Gewebelage oder der zweiten Gewebelage in wenigstens einem elektrisch nicht leitfähigen Streifen jeweils ein elektrisch leitfähiger Zwischenstreifen eingewebt ist, der gegenüber den beiden benachbarten elektrisch leitfähigen Streifen in dieser Gewebelage elektrisch isoliert ist. Ins ¬ besondere kann jeder elektrisch leitfähige Zwischenstreifen in der ersten Gewebelage oder zweiten Gewebelage mittels einer Durchkontaktierung mit genau einem elektrisch leitfä ¬ higen Streifen der jeweils anderen Gewebelage verbunden sein. Dadurch ist ein elektrisches Verbinden des Gewebes mit einer externen Schaltung über eine einzige Gewebelage möglich und vorzugsweise an einer einzigen Gewebekante. Der Anschlussbereich an dieser Gewebekante erstreckt sich vor ¬ zugsweise nur über einen Gewebekantenbereich, der sich zum Beispiel an eine Ecke des Gewebes anschließen kann. An die ¬ sem Anschlussbereich können Mittel zum Aufstecken einer Steckverbindung vorgesehen sein.

Es ist vorteilhaft, wenn die in einem elektrisch leitfähigen Streifen in Richtung des Streifens verlaufenden elektrisch leitfähigen Fäden (Kettfäden oder Schussfäden) durch wenigstens eine Querkontaktierung elektrisch mitei ¬ nander verbunden sind. Dadurch ist sichergestellt, dass al ¬ le elektrische leitfähigen Kettfäden oder Schussfäden die ¬ ses Streifens unmittelbar elektrisch miteinander verbunden sind und eine elektrische Spannung oder ein elektrischer Strom an jedem dieser elektrisch leitfähigen Kettfäden oder Schussfäden abgegriffen werden kann.

Die Querkontaktierung kann entweder über eine geeig ¬ nete Bindung in Verbindung mit einer passenden Kett- und Schussdichte hergestellt werden oder beispielsweise durch wenigstens einen quer zur Richtung des Streifens verlaufen ¬ den elektrisch leitfähigen Schussfaden bzw. Kettfaden gebildet sein.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Streifen der ersten Gewebelage quer und vorzugsweise recht ¬ winklig zu den Streifen der zweiten Gewebelage ausgerichtet. Verlaufen die Streifen in der ersten Gewebelage beispielsweise in Kettrichtung, so verlaufen die Streifen in der zweiten Gewebelage beispielsweise in Schussrichtung o- der umgekehrt. Dadurch kann eine Gitter- bzw. Matrixstruk ¬ tur von leitfähigen Streifen erreicht werden.

Vorzugsweise ist die Breite eines leitfähigen Strei ¬ fens quer zu seiner Erstreckung in Kettrichtung oder in Schussrichtung kleiner als die Breite eines benachbarten nicht leitfähigen Streifens. Diese Ausgestaltung kann in der ersten und/oder der zweiten Gewebelage verwirklicht sein. Durch das Minimieren der Breite der nicht leitfähigen Streifen, kann der sensorisch nutzbare Flächenanteil des Gewebes maximiert werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein Kettfaden oder Schussfaden der ersten Gewebelage aus einem elektrisch nicht leitfähigen Streifen eine webtechnische Bindung mit einem Schussfaden oder Kettfaden einer anderen Gewebelage bilden. Dadurch wird vermieden, dass das Erzeugen der web ¬ technischen Bindung einen Einfluss auf die sensorische Ei ¬ genschaft des Gewebes bzw. der Sensoranordnung hat. Insbe ¬ sondere kann dadurch eine unmittelbare elektrische Verbin ¬ dung zwischen der ersten Gewebelage und der zweiten Gewebe ¬ lage vermieden werden. Entsprechend kann ein Kettfaden oder ein Schussfaden der zweiten Gewebelage aus einem elektrisch nicht leitfähigen Streifen eine webtechnische Bindung mit einem Schussfaden oder Kettfaden einer anderen Gewebelage bilden .

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Bindungssystem mit elektrisch nicht leitfähigen Bindungs ¬ kettfäden und/oder elektrisch nicht leitfähigen Bindungs ¬ schussfäden vorhanden. Das Bindungssystem verbindet die drei Gewebelagen sozusagen mittelbar. Dabei können die Bin ¬ dungskettfäden und/oder die Bindungsschussfäden entweder lediglich untereinander und/oder mit einer der Gewebelagen webtechnische Bindungsstellen bilden.

Wenn ein Bindungssystem vorhanden ist, kann es vor ¬ teilhaft sein, wenn die Lagen bzw. Gewebelagen lediglich aneinander anliegen und untereinander nicht unmittelbar webtechnisch verbunden sind.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung erge ¬ ben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschrei ¬ bung sowie der Zeichnung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine stark schematisierte Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Gewebes quer zur Schuss ¬ richtung,

Figur 2 das Gewebe Ausführung 1 in einer schemati ¬ schen Explosionsdarstellung,

Figur 3 eine blockschaltbildähnliche Explosionsdar- Stellung des Aufbaus des Gewebes gemäß der Figuren 1 und 2,

Figur 4 das Gewebe aus Figur 3 bei hergestellter elektrischer Kontaktierung in einer blockschaltbildähnlichen Darstellung,

Figur 5 eine alternative Ausführungsform des Gewebes in einer blockschaltbildähnlichen Darstellung,

Figuren 6 bis 8 jeweils eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer durch das Gewebe gebilde ¬ ten Sensoranordnung,

Figur 9 eine Prinzipdarstellung eines qualitativen Verlaufs eines Ohmschen Gesamtwiderstands in Abhängigkeit von der einwirkenden Kraft F bei einer resistiven Sensoran ¬ ordnung aus Figur 6,

Figuren 10 bis 13 jeweils eine schematische Prinzipdarstellung unterschiedlicher webtechnischer Bindungen mittels eines Bindungssystems des Gewebes und

Figur 14 eine beispielhafte schematische Prinzipdar ¬ stellung des Webvorgangs zum Weben des Gewebes auf einer Webmaschine .

In den Figuren 1 bis 8 ist schematisch in verschiede ¬ nen Darstellungen und Ansichten ein mehrlagiges Gewebe 20 veranschaulicht. Das Gewebe 20 hat wenigstens drei und beim Ausführungsbeispiel genau drei Lagen, die beispielsgemäß durch Gewebelagen 21, 22, 23 gebildet sind. Jede Gewebelage 21, 22, 23 weist jeweils mehrere Schussfäden 24 sowie Kett ¬ fäden 25 auf. Abgesehen von der durch die webtechnischen Bindungen erzeugten Ondulation innerhalb einer Gewebelage 21, 22, 23 erstrecken sich die Kettfäden 25 in einer Kett ¬ richtung K und die Schussfäden 24 in einer Schussrichtung S, die rechtwinklig zur Kettrichtung K orientiert ist. Die Schussrichtung S und die Kettrichtung K spannen eine Ebene auf, in der sich das Gewebe 20 erstreckt. Rechtwinklig zu dieser Ebene aus Schussrichtung S und Kettrichtung K hat das Gewebe 20 eine Dicke in einer Höhenrichtung H. Die Ab ¬ messung des Gewebes 20 in Höhenrichtung H ist kleiner als die Abmessung in Schussrichtung S und die Abmessung in Ket ¬ trichtung K, vorzugsweise um wenigstens den Faktor 10 bis 100.

Die Schussfäden 24 und die Kettfäden 25 jeder Gewebe ¬ lage 21, 22, 23 sind innerhalb der betreffenden Gewebelage 21, 22, 23 webtechnisch miteinander verbunden. Optional können die Schussfäden 24 und Kettfäden 25 einer der Gewe ¬ belagen 21, 22, 23 unmittelbar mit Kettfäden 25 bzw.

Schussfäden 24 einer anderen der Gewebelagen 21, 22, 23 webtechnische Bindungen bilden. Bei den in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die Gewebelagen 21, 22, 23 nicht unmittelbar webtechnisch mit ¬ einander verbunden, sondern es ist ein Bindungssystem 26 vorhanden, das Bindungsschussfäden 27 und Bindungskettfäden 28 aufweist. Die Befestigung der Gewebelagen 21, 22, 23 miteinander bzw. aneinander erfolgt beispielsgemäß aus- schließlich über das Bindungssystem 26. Die Schussfäden 24 und die Kettfäden 25 jeder einzelnen Gewebelage 21, 22, 23 sind dabei ausschließlich innerhalb der jeweiligen Gewebe ¬ lage 21, 22, 23 webtechnisch miteinander gebunden.

Eine der Gewebelagen bildet eine erste Gewebelage 21, die elektrisch leitfähige Schussfäden 24 und/oder

elektrisch leitfähige Kettfäden 25 aufweist. Eine weitere Gewebelage bildet eine zweite Gewebelage 22, die ebenfalls elektrisch leitfähige Schussfäden 24 und/oder elektrisch leitfähige Kettfäden 25 aufweist. Zwischen der ersten Gewe ¬ belage 21 und der zweiten Gewebelage 22 ist eine mittlere Gewebelage 23 angeordnet. Die mittlere Gewebelage 23 liegt mit einer Seite unmittelbar an der ersten Gewebelage 21 und mit der entgegengesetzten Seite unmittelbar an der zweiten Gewebelage 22 an. Die drei Gewebelagen 21, 22, 23 werden beispielsgemäß - wie bereits erläutert - durch das Bindungssystem 26 aneinander gehalten.

Als mittlere Lage kann anstelle des Gewebematerials alternativ oder zusätzlich auch Vlies und/oder Schaum und/oder Folienmaterial und/oder andere Textilmaterialien wie etwa ein Gestrick und/oder ein Gewirk und/oder ein Ge ¬ lege verwendet werden. Vorteilhaft ist es, wenn das Materi ¬ al der mittleren Lage in Form von im Querschnitt runden Garnen und/oder bandförmigen Elementen bei der Herstellung der ersten und zweiten Gewebelage dazwischen angeordnet werden kann, insbesondere durch einen Schusseintrag in ei ¬ ner Webmaschine.

Das Gewebe 20 hat eine oberste Gewebelage LO sowie eine unterste Gewebelage LU. Abhängig davon, wie die web ¬ technische Bindung zwischen den drei Gewebelagen 21, 22, 23 erfolgt und abhängig davon, ob ein Bindungssystem 26 vor ¬ handen ist oder nicht, kann die erste Gewebelage 21 die oberste Gewebelage LO und/oder die zweite Gewebelage 22 die unterste Gewebelage LU bilden.

Bei dem in Figur 10 veranschaulichten Ausführungsbei ¬ spiel sind die Bindungsschussfäden 27 des Bindungssystems 26 lediglich benachbart zur ersten Gewebelage 21 angeord ¬ net. Die Bindungskettf den 28 bilden webtechnische Bindun ¬ gen mit den Bindungsschussfäden 27 sowie den Schussfäden 24 der zweiten Gewebelage 22.

Bei bestimmten Ausführungsbeispielen könnte das Bin ¬ dungssystem 26 auch ohne Bindungsschussfäden 27 ausgeführt sein und zumindest jeweils eine Teilmenge der Schussfäden 24 der ersten Gewebelage 21 und der zweiten Gewebelage 22 zur Herstellung der webtechnischen Bindungsstellen verwenden. Bei dem in Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die oberste Gewebelage LO durch die Bindungsschussfä ¬ den 27 und die Bindungskettfäden 28 benachbart zur ersten Gewebelage 21 gebildet. Die zweite Gewebelage 22 bildet ge ¬ meinsam mit den Bindungskettfäden 28 die unterste Gewebela ¬ ge LU. Bei dem in den Figuren 11 und 12 veranschaulichen Beispielen des Bindungssystems 26 könnten die Bindungskett ¬ fäden 28 entfallen.

Bei den weiteren beispielhaften Bindungsvarianten ge ¬ mäß der Figuren 11 bis 13 ist sowohl die oberste Gewebelage LO, wie auch die unterste Gewebelage LU jeweils benachbart zur ersten Gewebelage 21 bzw. zur zweiten Gewebelage 22 an ¬ geordnet und durch Bindungsschussfäden 27 und Bindungskett ¬ fäden 28 gebildet. Die Position der Bindungsschussfäden 27 kann in Kettrichtung K in etwa auf Höhe der Schussfäden 24 der Gewebelagen 21, 22, 23 (Figuren 11 und 12) oder in Ket ¬ trichtung K versetzt hierzu sein (Figur 13) . Die Anzahl der Bindungsschussfäden 27 kann von der Anzahl der Schussfäden 24 der Gewebelagen 21, 22, 23 pro Längenabschnitt des Gewe ¬ bes in Kettrichtung K abweichen. Zum Beispiel wird bei der Ausführung in Figur 12 eine doppelt so große Anzahl an Bin ¬ dungsschussfäden 27 pro Längenabschnitt verwendet, wie in den Gewebelagen 21, 22, 23.

Die Art der webtechnischen Bindungen innerhalb einer Gewebelage 21, 22, 23 sowie die Art der webtechnischen Bin ¬ dung durch das Bindungssystem 26 ist im Prinzip beliebig wählbar. Es können Atlasbindungen, Leinwandbindungen, Köperbindungen, Dreherbindungen, usw. eingesetzt werden. Die Bindungsarten in den Gewebelagen 21, 22, 23 können identisch sein oder - abweichend zu den dargestellten bevorzug ¬ ten Ausführungsbeispielen - auch voneinander verschieden sein .

In den Gewebelagen 21, 22, 23 sowie im Bindungssystem 26 können auch unterschiedliche Garne und/oder Garnstärken und/oder unterschiedlich viele Garne und/oder unterschied ¬ liche Garnquerschnitte verwendet werden, in der mittleren Lage bzw. mittleren Gewebelage 23 können beispielsweise bandförmige Schussfäden und/oder bandförmige Kettfäden ver ¬ wendet werden.

Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt, sind beispielsgemäß wenigstens drei Gewebelagen 21, 22, 23 vorhanden und optional zusätzlich eine oder zwei Gewebela ¬ gen, die durch das Bindungssystem 26 gebildet sind und die oberste Gewebelage LO benachbart zur ersten Gewebelage 21 und/oder die unterste Gewebelage LU benachbart zur zweiten Gewebelage 22 bilden können.

Die Gewebelagen 21, 22, 23 bilden gemeinsam eine Sen ¬ soranordnung 33 (Figuren 6 - 8) . Die Sensoranordnung 33 hat wenigstens eine sich ändernde elektrische Eigenschaft. Bei ¬ spielsweise kann die Sensoranordnung 33 einen sich abhängig von einer auf die Sensoranordnung 33 einwirkenden Kraft F ändernden Gesamtwiderstand RG, eine sich ändernde Kapazität C oder eine sich ändernde Piezospannung Up aufweisen. Die elektrischen Eigenschaften der Sensoranordnung 33 hängen von den Garneigenschaften ab, insbesondere in der mittleren Gewebelage 23.

Bei einem Ausführungsbeispiel (Figur 6) weist die mittlere Gewebelage 23 elektrisch leitfähige Schussfäden 24 und/oder Kettfäden 25 auf, die piezoresistives Material aufweisen, so dass sich der piezoresistive Widerstand Rm der mittleren Gewebelage 23 abhängig von der einwirkenden Kraft F ändert. Der piezoresistive Widerstand Rm ist der Durchgangswiderstand der mittleren Gewebelage 23 bei einem Stromfluss von der ersten Gewebelage 21 durch die mittlere Gewebelage 23 in die zweite Gewebelage 22 oder umgekehrt. Außerdem wird durch eine einwirkende Kraft F ein erster Übergangswiderstand Rl zwischen der ersten Gewebelage 21 und der benachbarten mittleren Gewebelage 23 sowie ein zweiter Übergangswiderstand R2 zwischen der zweiten Gewebe ¬ lage 22 und der mittleren Gewebelage 23 gebildet, der sich abhängig von der einwirkenden Kraft F ändert. Die drei Ge ¬ webelagen erzeugen daher eine Reihenschaltung aus einem ersten Übergangswiderstand Rl, einem piezoresistiven Wider ¬ stand Rm sowie einem zweiten Übergangswiderstand R2, die sich jeweils abhängig von der einwirkenden Kraft F ändern. Diese Reihenschaltung hat einen Gesamtwiderstand RG, der sich aus der Summe des ersten Übergangswiderstandes Rl, des piezoresistiven Widerstandes Rm und des zweiten Übergangs ¬ widerstandes R2 ergibt.

Die erste Gewebelage 21 und die zweite Gewebelage 24 sind an eine Auswerteschaltung 34 angeschlossen. Dabei kann durch die Auswerteschaltung eine externe Spannung UE über einen optionalen Vorwiderstand RV die Auswerteschaltung 34 zwischen die erste Gewebelage 21 und die zweite Gewebelage 22 angelegt werden. Der Vorwiderstand RV kann dabei in Rei ¬ he zu dem Gesamtwiderstand RG geschaltet sein. Dabei ist es möglich, über eine Auswerteeinheit 35 der Auswerteschaltung

34 die an dem Gesamtwiderstand RG anliegende Spannung und/oder den durch die Auswerteschaltung 34 bzw. die Senso ¬ ranordnung 33 fließenden Strom auszuwerten, da sich die am Gesamtwiderstand RG anliegende Spannung bzw. der durch den Gesamtwiderstand RG fließende Strom abhängig von der ein ¬ wirkenden Kraft F ändert. Vorzugsweise ist die externe Spannung UE eine Gleichspannung. Wie in Figur 6 schematisch veranschaulicht ist, wertet die Auswerteeinheit 35 beispielsgemäß die am Gesamtwiderstand RG anliegende Spannung aus. Zur Auswertung eines Stromes kann die Auswerteeinheit

35 parallel zu einem Messwiderstand geschaltet sein, der wiederum in Reihe zum Gesamtwiderstand RG der Sensoranord ¬ nung 33 geschaltet ist. Als Messwiderstand kann beispiels ¬ weise auch der Vorwiderstand RV verwendet werden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Senso ¬ ranordnung 33 als kapazitive Sensoranordnung ausgestaltet (Figur 7) . Dabei bildet die mittlere Gewebelage 23 ein Die ¬ lektrikum und die erste Gewebelage 21 und die zweite Gewe ¬ belage 22 sind als Elektroden ausgeführt und entsprechen sozusagen den Platten eines Plattenkondensators. Die an die Sensoranordnung 33 angeschlossene Auswerteschaltung 34 ent ¬ spricht der Ausführung nach Figur 6, so dass auf die vor ¬ stehende Erläuterung verwiesen werden kann. Abhängig von der einwirkenden Kraft F verformt sich die Sensoranordnung 33, so dass sich der Abstand zwischen der ersten Gewebelage

21 und der zweiten Gewebelage 22 an der Stelle ändert, an der die Kraft F auftritt. Dabei verändert sich die Kapazi ¬ tät C der Sensoranordnung 33, was durch die Auswerteschal ¬ tung 34 bzw. die Auswerteeinheit 35 erfasst werden kann. Dabei kann die Auswerteeinheit 35 die zwischen der ersten Gewebelage 21 und der zweiten Gewebelage 22 anliegende Spannung messen. Als externe Spannung UE wird vorzugsweise eine Gleichspannung angelegt.

Bei dem in Figur 8 veranschaulichten Ausführungsbei ¬ spiel der Sensoranordnung 33 weist die mittlere Gewebelage 23 Schussfäden 24 oder Kettfäden 25 auf, die piezoelektri ¬ sches Material enthalten und damit eine Piezospannung Up erzeugen können. Abhängig von der einwirkenden Kraft F ver ¬ ändert sich die Piezospannung Up und außerdem der erste Übergangswiderstand Rl und der zweite Übergangswiderstand R2. Die zwischen der ersten Gewebelage 21 und der zweiten Gewebelage 22 anliegende Spannung kann durch die Auswer ¬ teschaltung 34 erfasst und ausgewertet werden. Das Anlegen einer externen Spannung ist in diesem Fall nicht erforder ¬ lich und die Auswerteschaltung 34 kann ausschließlich aus der an die erste Gewebelage 21 und die zweite Gewebelage 22 angeschlossenen Auswerteeinheit 35 bestehen.

Somit kann die Sensoranordnung 33 bei Ausführungsbei ¬ spielen, bei denen ein Strom von der ersten Gewebelage 21, durch die mittlere Gewebelage 23 zu der zweiten Gewebelage

22 - oder in umgekehrte Richtung - fließen kann, eine Rei- henschaltung aus mehreren und beispielsgemäß drei veränder ¬ lichen elektrischen Eigenschaften aufweisen, die sich abhängig von der einwirkenden Kraft F an der betreffenden Stelle lokal ändern.

Das webtechnische Verbinden der Gewebelagen 21, 22, 23 mit oder ohne Bindungssystem 26 hat den Vorteil, dass die Streuung der Sensoranordnung 33 enger begrenzt werden kann. In Figur 9 ist beispielhaft der Gesamtwiderstand RG abhängig von der einwirkenden Kraft F anhand des Ausfüh ¬ rungsbeispiels der Sensoranordnung 33 gemäß Figur 6 veran ¬ schaulicht. Die Gewebelagen 21, 22, 23 sind nicht miteinan ¬ der vernäht, verklebt oder dergleichen. Es hat sich heraus ¬ gestellt, dass durch das ausschließliche webtechnische Ver ¬ binden der Gewebelagen 21, 22, 23 der sich aufgrund von Herstellungstoleranzen ergebende Toleranzbereich B des von der Kraft F abhängigen Gesamtwiderstandes RG gegenüber an ¬ deren mehrlagigen sensorischen Geweben begrenzt werden kann. Der sich durch das webtechnische Verbinden der Gewe ¬ belagen ergebende Toleranzbereich B ist schematisch kreuz ¬ schraffiert in Figur 9 veranschaulicht. Demgegenüber ver ¬ größert sich der Toleranzbereich B, wenn die Gewebelagen 21, 22, 23 nach ihrer Herstellung beispielsweise durch Nä ¬ hen oder anderweitig mechanisch miteinander verbunden wer ¬ den, was schematisch durch die gestrichelte obere Grenze BO in Figur 9 veranschaulicht ist, die gegenüber der oberen Grenze des Toleranzbereichs B des erfindungsgemäßen Gewebes 20 verschoben ist. Bei den hier beschriebenen Ausführungs ¬ beispielen wird daher zwischen den Gewebelagen 21, 22, 23 ausschließlich eine webtechnische Bindung hergestellt, oh ¬ ne, dass zusätzliche mechanische, physikalische oder chemi ¬ sche Verbindung zwischen den Gewebelagen 21, 22, 23 erzeugt werden . Aus den Figuren 2 bis 5 ist zu erkennen, dass die erste Gewebelage 21 beispielsgemäß in Schussrichtung S ab ¬ wechselnd elektrisch leitfähige Streifen 40 und elektrisch nicht leitfähige Streifen 41 aufweist. Beispielsweise sind in einem elektrisch leitfähigen Streifen 40 zumindest einige oder alle Schussfäden 24 elektrisch leitfähig, während im elektrisch nicht leitfähigen Streifen 41 ausschließlich elektrisch nicht leitfähige Schussfäden 24 angeordnet sind. Die Kettfäden 25 der ersten Gewebelage 21 können dabei bei einem Ausführungsbeispiel elektrisch nicht leitfähig sein, insbesondere dann, wenn die vorhandenen elektrisch leitfä ¬ higen Schussfäden 24 in einem leitfähigen Streifen 40 einen elektrischen Kontakt zueinander aufweisen. Alternativ ist es auch möglich, dass zumindest einige oder alle der Kett ¬ fäden 25 der ersten Gewebelage 21 elektrisch leitfähig sind und jeweils eine Querkontaktierung 39 in einem bzw. allen elektrisch leitfähigen Streifen 40 bilden. Wenn elektrisch leitfähige Kettfäden 25 als Querkontaktierung 39 verwendet werden, muss verhindert werden, dass die elektrisch leitfähigen Streifen 40 durch diese Kettfäden 25 elektrisch kurzgeschlossen werden. Hierzu können die elektrisch leitfähi ¬ gen Kettfäden im Bereich des elektrisch nicht leitfähigen Streifens 41 aufgetrennt werden, so dass eine elektrische Verbindung unterbrochen ist. Dazu kann es beispielsweise vorteilhaft sein, dass ein elektrisch leitfähiger Kettfaden 25 innerhalb eines nicht leitfähigen Streifens 41 eine Flottung bildet, die bevorzugt an zwei voneinander beab- standeten Stellen durchtrennt wird. Der herausgetrennte Teil des Kettfadens 25 kann entnommen werden. Die Trennung eines elektrisch leitfähigen Kettfadens 25, der in den elektrisch leitfähigen Streifen 40 jeweils eine Querkontaktierung 39 bildet, ist in Figur 4 stark schematisiert ge- zeigt .

Die zweite Gewebelage 22 bildet in Kettrichtung K verlaufende elektrisch leitfähige Streifen 40 und

elektrisch nicht leitfähige Streifen 41, die in Schussrich ¬ tung S abwechselnd nebeneinander angeordnet sind. In einem elektrisch leitfähigen Streifen 40 können einige oder alle der Kettfäden 25 elektrisch leitfähig sein und in einem nicht leitfähigen Streifen 41 werden ausschließlich

elektrisch nicht leitfähige Kettfäden 25 eingesetzt. Ist einer oder sind mehrere der Schussfäden 24 in der zweiten Gewebelage 22 zur Bildung einer Querkontaktierung 39 elektrisch leitfähig (analog zu der Beschreibung der ersten Gewebelage 21), kann eine elektrische Verbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Streifen 40 durch den betreffen ¬ den elektrisch leitfähigen Schussfaden 24 dadurch verhindert werden, dass dieser im Bereich der elektrisch nicht leitfähigen Streifen 41 durchtrennt wird. Vorzugsweise wird der betreffende elektrisch leitfähige Schussfaden 24 inner ¬ halb jedes nicht leitfähigen Streifens 41 an zwei voneinan ¬ der beabstandeten Stellen durchtrennt und der herausgetrennte Teil des Schussfadens 24 entnommen. Hierzu kann der betreffende Schussfaden 24 zumindest in einem Bereich des jeweiligen nicht elektrisch leitfähigen Streifens 41 eine Flottung aufweisen, die herausgetrennt wird.

Die Querkontaktierung 39 in einem elektrisch leitfä ¬ higen Streifen 40 kann in einer oder beiden Gewebelagen 21, 22 alternativ oder zusätzlich auch durch Nähen und/oder Sticken mit einem elektrisch leitfähigen Garn und/oder Auf ¬ bringen einer elektrisch leitfähigen Schicht, beispielswei ¬ se durch Kleben und/oder Drucken und/oder Aufsprühen, usw. hergestellt werden. Die Verlaufsrichtung der Streifen 40, 41 in der ers ¬ ten Gewebelage 21 ist rechtwinklig zur Verlaufsrichtung der Streifen 40, 41 in der zweiten Gewebelage 22 ausgerichtet. In Abwandlung zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel könnten die Steifen 40, 41 in der ersten Gewebelage 21 auch in Kettrichtung und die Streifen 40, 41 in der zweiten Ge ¬ webelage 22 auch in Schussrichtung S verlaufen.

Durch die beschriebene Anordnung der elektrisch leit ¬ fähigen Streifen 40 und der elektrisch nicht leitfähigen Streifen 41 in der ersten Gewebelage 21 und der zweiten Ge ¬ webelage 22 entsteht sozusagen eine Gitter- oder Mat ¬ rixstruktur. Beim Einwirken einer Kraft F auf das Gewebe 20 bzw. die Sensoranordnung 33 kann dadurch festgestellt wer ¬ den, an welcher Stelle die Kraft F auf die Gewebefläche des Gewebes 20 einwirkt. Die Ortsauflösung hängt dabei von der Anzahl und der Breite der Streifen 40, 41 ab. Es ist vor ¬ teilhaft, wenn die elektrisch nicht leitfähigen Streifen 41 quer zu ihrer Erstreckungsrichtung eine möglichst geringe Breite aufweisen, so dass die elektrische Isolierung zwi ¬ schen den jeweils benachbarten elektrisch leitfähigen

Streifen 40 gewährleistet ist, aber ein möglichst großer Flächenanteil als aktive Sensorfläche verwendet werden kann .

Die elektrisch leitfähigen Streifen 40 der ersten Ge ¬ webelage 21 sind beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 und 4 an einer einzigen Seite beispielsgemäß an einer ersten Seite 42 elektrisch mit einer ersten Leitung 43 verbunden. Die erste Leitung 43 weist abhängig von der Anzahl der leitfähigen Streifen 40 entsprechend viele Leiter bzw.

Adern auf. Beim Ausführungsbeispiel hat die erste Leitung 43 m Adern bzw. Leiter (m = 2, 3, 4, ...) .

Entsprechend sind die leitfähigen Streifen 40 der zweiten Gewebelage 22 an einer einzigen Seite und bei ¬ spielsgemäß einer zweiten Seite 44 mit einer zweiten Lei ¬ tung 45 elektrisch verbunden. Die zweite Leitung 45 hat entsprechend der Anzahl der elektrisch leitfähigen Streifen 40 mehrere Leiter oder Adern und beim Ausführungsbeispiel beispielsgemäß n Leiter bzw. Adern (n = 2, 3, 4, ...) . Die Anzahl m und die Anzahl n können gleich groß oder voneinan ¬ der verschieden sein.

Die Leitungen 43, 45 können jeweils über einen Ste ¬ cker 47 oder ein anderes Verbindungsmittel direkt in einem Anschlussbereich, beispielsweise an der Gewebekante der be ¬ treffenden Gewebelage 21, 22, elektrisch mit den elektrisch leitfähigen Streifen 40 verbunden werden. An diesem Anschlussbereich kann daher ein Anschlussmittel zum Anbringen eines Steckers 47 vorhanden sein. Dazu können quer zu den elektrisch leitfähigen Streifen 40 in der Gewebestruktur der betreffenden Gewebelage 21, 22 verlaufende elektrisch leitfähige Verbindungsleiter 48 vorhanden sein oder alter ¬ nativ auf die Gewebelage 21, 22 aufgebracht werden. Bei den Verbindungsleitern 48 kann es sich beispielsweise um elektrisch leitfähige Schussfäden 24 (z.B. in der ersten Gewebelage 21) oder um elektrisch leitfähige Kettfäden 25 (z.B. in der zweiten Gewebelage 22) handeln. Jeder Verbin ¬ dungsleiter 48 ist nur mit jeweils einem der elektrisch leitfähigen Streifen 40 und einem Kontakt im Anschlussbe ¬ reich elektrisch verbunden und gegenüber den anderen elektrisch leitfähigen Streifen 40 elektrisch isoliert. Der erforderliche Bauraum für den Anschlussbereich zum An ¬ schließen des Steckers 47 bzw. der Leitungen 43, 45 an der Gewebekante kann dabei sehr klein sein und die Aufwand zur Herstellung der elektrischen Verbindung ist gering. Bei Verlegen eines sensorischen Gewebes 20 vor Ort muss ledig ¬ lich noch die externe erste bzw. zweite Leitung 43, 45 ver ¬ legt und angeschlossen werden. Alle anderen elektrischen Kontaktierungen können bereits vorher bei der Herstellung erzeugt werden.

Wie in Figur 4 veranschaulicht ist, sind die erste Seite 42 und die zweite Seite 44 benachbart zueinander an ¬ geordnet, wobei sich eine der beiden Seiten und beispiels ¬ gemäß die erste Seite 42 in Kettrichtung K und die jeweils andere der beiden Seiten und beispielsgemäß die zweite Sei ¬ te 44 in Schussrichtung S erstreckt. Dadurch ist eine ein ¬ fache elektrische Kontaktierung auch bei größeren Flächen an zwei benachbarten Seiten 42, 44 möglich.

Die Auswerteschaltung 34 wird an die Leitungen 43, 45 angeschlossen. In der Auswerteschaltung 34 kann nicht nur erkannt werden, dass eine Kraft F auf das Gewebe 20 bzw. die Sensoranordnung 33 einwirkt, sondern es kann auch er ¬ kannt werden, an welcher Kreuzungsstelle zwischen einem elektrisch leitfähigen Streifen 40 der ersten Gewebelage 21 und einem elektrisch leitfähigen Streifen 40 der zweiten Gewebelage 22 die Kraft F einwirkt, da sämtliche elektrisch leitfähige Streifen 40 über separate Leiter an die Auswer ¬ teschaltung 34 angeschlossen sind.

Eine weitere Ausführungsform zur Vereinfachung der elektrischen Kontaktierung zwischen der Sensoranordnung 33 und der Auswerteschaltung 34 ist in Figur 5 veranschaulicht. Dort sind sowohl die elektrisch leitfähigen Steifen 40 der ersten Gewebelagen 21, als auch die elektrisch leit ¬ fähigen Streifen 40, der zweiten Gewebelage 22 an einer ge ¬ meinsamen Seite und beispielsgemäß der ersten Seite 42 des Gewebes 20 elektrisch an eine gemeinsame Leitung 46 ange ¬ schlossen. Die gemeinsame Leitung 46 weist eine Anzahl von Adern oder Leitern auf, die zumindest der Summe aus der An ¬ zahl von elektrisch leitfähigen Streifen 40 der ersten Ge ¬ webelagen 21 und der Anzahl von elektrisch leitfähigen Streifen 40 der zweiten Gewebelage 22 entspricht. Die elektrische Kontaktierung des Gewebes 22 erfolgt somit aus ¬ schließlich an einer einzigen Gewebekante und ist dadurch weiter vereinfacht, insbesondere bei großflächigen Geweben 20, die beispielsweise als Bodenbelag verwendet werden.

Um die Kontaktierung an einer einzigen Seite über ei ¬ ne gemeinsame Leitung 46 zu ermöglichen, ist entweder in der ersten Gewebelage 21 oder der zweiten Gewebelage 22 in jedem elektrisch nicht leitfähigen Streifen 41 jeweils ein elektrisch leitfähiger Zwischenstreifen 50 eingewebt. Der elektrisch leitfähige Zwischenstreifen 50 ist gegenüber den beiden benachbarten elektrisch leitfähigen Streifen 40 der Gewebelage 21 bzw. 22 elektrisch isoliert, beispielsweise mit Abstand angeordnet. Jeder elektrisch leitfähige Zwischenstreifen 50 ist mittels einer Durchkontaktierung 51 mit genau einem elektrisch leitfähigen Streifen 40 der je ¬ weils anderen Gewebelagen 22 bzw. 21 verbunden. Die Durch ¬ kontaktierung 51 kann dadurch erreicht werden, dass mindes ¬ tens ein elektrisch leitfähiger Faden den Zwischenstreifen 50 mit dem jeweils zugeordneten elektrisch leitfähigen Streifen 40 der jeweils anderen Gewebelage 22 bzw. 21 ver ¬ bindet. Bei dem in Figur 5 veranschaulichten Ausführungs ¬ beispiel sind die elektrisch leitfähigen Zwischenstreifen 50 in der ersten Gewebelage 21 vorhanden und stellen mit- tels der Durchkontaktierungen 51 Verbindungen zu den elektrisch leitfähigen Streifen 40 der zweiten Gewebelage 22 her. Somit kann die elektrische Kontaktierung jedes elektrisch leitfähigen Streifens 40 der zweiten Gewebelage 22 über die Durchkontaktierung 51 und den elektrisch leit ¬ fähigen Zwischenstreifen 50 an der ersten Gewebelage 21 und mithin an eine gemeinsamen Seite des Gewebes 20 erfolgen. Im Übrigen erfolgt der Anschluss an die gemeinsame Leitung 46 über Verbindungsleiter 48 von den elektrisch leitfähigen Streifen 40 und Zwischenstreifen 50, wie es im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 beschrieben wurde.

Der wenigstens eine Faden der Durchkontaktierung 51 kann ein elektrisch leitfähiger Kettfaden und/oder

elektrisch leitfähiger Schussfaden mindestens eines der zu verbindenden Streifen 40, 50 und z.B. des elektrisch leit ¬ fähigen Zwischenstreifens 50 sein, die mit dem jeweils zu ¬ geordneten elektrisch leitfähigen Streifen 40 webtechnisch bei der Herstellung des Gewebes 20 verbunden wird oder um ¬ gekehrt .

Die Durchkontaktierungen 51 können alternativ zum dargestellten Ausführungsbeispiel auch durch andere elekt ¬ rische Verbindungen im Anschluss an das Herstellen des Ge ¬ webes 20 erzeugt werden, beispielsweise durch Nähen eines leitfähigen Riegels, durch Einbringen einer Niet aus einem elektrisch leitfähigen Material, usw. Es ist jedoch bevor ¬ zugt, wenn die Durchkontaktierung 51 bereits beim Weben des Gewebes 20 auf einer Webmaschine hergestellt wird.

Eine Durchkontaktierung 51 durchsetzt die mittlere Lage 23. Abhängig von der Ausführung der Sensoranordnung 33 kann dabei eine elektrische Verbindung mit der mittleren Lage 23 hergestellt werden, wenn diese im Bereich der

Durchkontaktierung 51 elektrisch leitfähige Bestandteile aufweist, beispielsweise bei der Ausführung nach Figur 6. Im unbelasteten Zustand der Sensoranordnung 33 ist der elektrische Widerstand Rm der mittleren Lage 23 ausreichend groß, so dass die elektrische Verbindung der Durchkontak ¬ tierung 51 mit der mittleren Lage 23 die Funktion nicht be ¬ einträchtigt. Es ist auch möglich, die elektrische Verbin ¬ dung zwischen der Durchkontaktierung 51 und der mittleren Lage 23 durch Isolationsmaßnahmen zu verhindern.

In Figur 14 ist stark schematisiert blockschalt ¬ bildähnlich ein Webvorgang veranschaulicht, wie er auf ei ¬ ner Webmaschine zur Herstellung des Gewebes 20 ausgeführt werden kann. Die Webmaschine weist für ein Gewebe nach Fi ¬ gur 11 mindestens und beispielsweise genau sieben Webschäf ¬ te 55 auf. Für eine gewebebasierte elektrische Verbindung werden zusätzliche Schäfte benötigt. Die Webschäfte 55 kön ¬ nen sich in Höhenrichtung H unabhängig voneinander nach oben und nach unten bewegen und führen jeweils die Kettfä ¬ den 25 einer der Gewebelagen 21, 22, 23 oder die Bindungs ¬ kettfäden 28. Durch eine entsprechende Fachbildung können die Schussfäden 24 bzw. der Bindungsschussfaden 27 einge ¬ tragen und angeschlagen werden. Die Art der Fachbildung und die Anzahl der eingetragenen Schussfäden 24 bzw. Bindungs ¬ schussfäden 27 hängen von der gewünschten Bindungsart ab und können variieren. Figur 14 zeigt diesbezüglich ledig ¬ lich beispielhaft eine von vielen Möglichkeiten.

Möglichkeiten zur Herstellung des Gewebes 20 mit ei ¬ ner Webmaschine sind beispielsweise aus der Veröffentli ¬ chung von Pelin Gurkan Unal mit dem Titel „3D-Woven

Fabrics" bekannt (veröffentlicht in „Woven Fabrics", Edited by Han-Yong Jeon, ISBN 978-953-51-0607-4, abrufbar unter- http://www.intechopen.com/books/woven-fabrics.

Die Erfindung betrifft ein mehrlagiges sensorisches Gewebe 20 mit mehreren und beispielsgemäß drei Gewebelagen 21, 22, 23. Jede Gewebelage 21, 22, 23 weist Schussfäden 24 und Kettfäden 25 auf. Optional kann ein Bindungssystem 26 mit Bindungsschussfäden 27 und Bindungskettfäden 28 vorgesehen sein. Die Gewebelagen 21, 22, 23 sind webtechnisch unmittelbar und/oder mittelbar über das Bindungssystem 26 aneinander befestigt. Die Verbindung zwischen den Gewebela ¬ gen 21, 22, 23 wird beim Herstellen der Gewebelagen 21, 22, 23 durch das Weben hergestellt. Eine nachträgliche Verbin ¬ dung der Gewebelagen 21, 22, 23 kann daher entfallen.

Bezugszeichenliste :

20 Gewebe

21 erste Gewebelage

22 zweite Gewebelage

23 mittlere Gewebelage

24 Schussfaden

25 Kettfaden

26 Bindungssystem

27 Bindungsschussfaden

28 Bindungskettfaden

33 Sensoranordnung

34 Auswerteschaltung

35 Auswerteeinheit

39 Querkontaktierung

40 elektrisch leitfähiger Streifen

41 elektrisch nicht leitfähiger Streifen

42 erste Seite

43 erste Leitung

44 zweite Seite

45 zweite Leitung

46 gemeinsame Leitung

47 Stecker

48 Verbindungsleiter

50 elektrisch leitfähiger Zwischenstreifen

51 Durchkontaktierung

55 Webschaft B Toleranzbereich

BO Obere Grenze des Toleranzbereichs beim Stand der

Technik

C Kapazität

H Höhenrichtung

K Kettrichtung

LO oberste Gewebelage

LU unterste Gewebelage

Rl erster Übergangswiderstand

R2 zweiter Übergangswiderstand

RG Gesamtwiderstand

Rm piezoresistiver Widerstand

RV Vorwiderstand

S Schussrichtung

Up Piezospananung