WO2008080245A2 - Filament - Google Patents

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WO2008080245A2
WO2008080245A2 PCT/CH2007/000648 CH2007000648W WO2008080245A2 WO 2008080245 A2 WO2008080245 A2 WO 2008080245A2 CH 2007000648 W CH2007000648 W CH 2007000648W WO 2008080245 A2 WO2008080245 A2 WO 2008080245A2
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electronic
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Gerhard Staufert
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Gerhard Staufert
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    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/441Yarns or threads with antistatic, conductive or radiation-shielding properties
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04BKNITTING
    • D04B1/00Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/14Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04BKNITTING
    • D04B21/00Warp knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B21/14Fabrics characterised by the incorporation by knitting, in one or more thread, fleece, or fabric layers, of reinforcing, binding, or decorative threads; Fabrics incorporating small auxiliary elements, e.g. for decorative purposes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00Physical properties
    • D10B2401/18Physical properties including electronic components
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2403/00Details of fabric structure established in the fabric forming process
    • D10B2403/02Cross-sectional features
    • D10B2403/024Fabric incorporating additional compounds
    • D10B2403/0243Fabric incorporating additional compounds enhancing functional properties
    • D10B2403/02431Fabric incorporating additional compounds enhancing functional properties with electronic components, e.g. sensors or switches

Definitions

  • the invention relates to thread-like structures with integrated electronic components.
  • Object of the present invention is to provide thread-like structures with textile character, in which electronic components such as LED and / or sensors or the like are integrated, which are contacted by means present in the thread-like structures, electrically conductive strands that they can be operated - at least in sections - alone or in groups or all together.
  • textile character means primarily that the thread-like structure is limp, i. that it can be arranged with the least expenditure of force along arbitrarily extending spatial lines and no longer moves away from such an arrangement without the action of external forces.
  • the term "textile character” implies secondarily that the thread-like structure is suitable in its shape and is inherently strong enough to be woven into textile fabrics using textile techniques such as weaving, knitting, embroidering, knitting, laying and the like of any kind can be introduced.
  • a suitable form has the thread-like structure with textile character then, if it has over the majority, ie for example over at least 90% of its length, an envelope, with a normal diameter of a few 0.1 millimeters to a few millimeters.
  • there may be additional short thickenings ie at most a few millimeters long, whose enveloping diameter in an extreme case does not exceed 10 times, but better than 5 times, the said normal diameter.
  • An advantage for the overall shape of the inventive thread-like structure is when the transition from said normal diameter to the largest diameter of such a said thickening does not take place quickly, but extends over a length of a few millimeters.
  • the resulting thread-like structure according to the invention with integrated and contacted electronic components as a whole must be so fine and limp that it does not or only slightly changes, for example, the respective textile character of the textiles in which it is incorporated, for example.
  • inventive thread-like structure with integrated and contacted electronic components in theoretically infinite length can be produced and, for example, when introduced into a textile, in terms of length customizable.
  • electrically conductive wire in the context of the present invention includes all highly flexible wires of any suitable metal or a metal alloy having a diameter of 10 .mu.m to 200 .mu.m, for example, these wires with at least one other metal or Metal alloy can be coated or sheathed. It also includes filaments of suitable plastics, such as PE, coated with suitable metals. PES, etc. It also includes a composite of a plurality of mutually entwining such metallic wires, wherein the number of wires within the strand of 3 can be up to, for example, 100. However, strands with up to 1000 wires are also available on the market.
  • the said wires or strands can also be provided with an electrically insulating, only a few micrometers thick protective lacquer layer.
  • a stranded wire can also have an insulating covering enveloping, for example, extruded, for example 50 ⁇ m to 100 ⁇ m, the common outer circumference of the strand formed by all the wires.
  • more tensile and substantially more flexible than a corresponding individual wire, and therefore less affect the textile character of a textile are preferably used in the context of the present invention strands with, for example, 3 to 40 individual wires.
  • strands with, for example, 3 to 40 individual wires are preferably used in the context of the present invention strands with, for example, 3 to 40 individual wires.
  • the diameter of the individual wires is for example between 10 .mu.m and 200 .mu.m, preferably between 20 .mu.m and 70 .mu.m.
  • integrated LED means in the context of the present invention that, for example, commercially available housed LED lamps are so connected to the thread-like structure and contacted by means of existing in the thread-like structure metallic strands that the structure withstands the stresses that arise when a thread-like structure according to the invention with integrated LED for example, in a textile fabric with one of the usual methods such as weaving, embroidery, embroidery, stitching, laying and so on is introduced and crumpled with this, crumpled and / or washed.
  • they can also be applied to a suitable intermediate carrier before they are connected to the thread-like structure.
  • LED instead of customary housed LED can also structures are used, in which directly the light-emitting semiconductor device, that is, the so-called LED chip is used.
  • the light-emitting element is constructed using the methods of semiconductor technology and by means of inorganic materials.
  • inorganic-based LEDs those based on organic substances, ie so-called “Organic Light Emitting Diodes (OLEDs)".
  • OLEDs Organic Light Emitting Diodes
  • SMD LED Surface Mount Devices
  • the light radiate only in one color, so for example blue, green, red or white light.
  • SMD LEDs normally have a substantially cubic design, wherein the dimensions (length x width x height) are, for example, about 1.0 x 0.5 x 0.3 mm or, with possible intermediate sizes, also about 3.5 x 2.8 x 2 mm.
  • these SMD LEDs have in the region of the two long ends of their bottom, i. side away from the light output, contact surfaces extending across the entire width of the SMD LED. Usually, these contact surfaces are also led up over a part of the short side surfaces.
  • LED and / or sensors which have, for example, 4 terminals, which then usually 4 independent strands are present in the thread-like structure.
  • 4 terminals which then usually 4 independent strands are present in the thread-like structure.
  • commercial LED which are capable of emitting up to three different colors independently, are controlled.
  • control module may, for example, be designed so that it receives its signals on the two existing anyway for the supply of electrical power lines.
  • Such devices are known, for example, by the term "power line modules".
  • power line modules In the simplest form, for example, it is capable of switching on and off the power of the LED or group assigned to it. In a somewhat more elaborate form, he is in addition to the on and off function, able to change the current or the voltage of its associated LED or the LED group so that set different brightness levels of the LED.
  • An independent controllability of individual LED can - at least in groups - be achieved in the thread-like structure by more than two, so for example, three, four, five or more independent strands are present in the thread-like structure. If, in this case, the connections of the LED used are correspondingly interchanged with the strands, for example, using 3 strands, up to 6, using 4 strands up to 12, and generally using n strands up to n * (nl ) bipolar LEDs are lit independently of each other.
  • thread-like structures can be realized with running lights. But it can also be realized using small two-pole LED thread-like structures with multiple controllable colors. Become a plurality of such thread-like structures, for example, parallel to each other on or in a corresponding, textile or non-textile carrier up or introduced, structures can be realized, which are controlled in terms of a display.
  • the application of the inventive thread-like structures with a textile character, in which the integrated and electrically contacted blocks are LED, is mainly where very bright or very weakly glowing light sources in articles with a textile character to be applied or applied.
  • articles of textile character are garments of all kinds or products such as curtains, surface and slatted curtains, backpacks, handbags, tarpaulins or the like.
  • the points of light generated in this way can have a purely decorative character, they can contribute, for example, to increasing safety in road traffic in the sense of warning lights, and they can, for example, be used to illuminate room zones when using corresponding LEDs.
  • thread-like structures according to the invention with integrated LED can also be applied or incorporated onto or into non-textile structures such as, for example, wallpapers, films of any type and the like.
  • thread-like structures with textile character in which the integrated and electrically contacted blocks are sensors
  • thread-like structures with textile character is mainly where certain sensory properties are to be introduced into objects with a textile character.
  • certain sensory properties are to be introduced into objects with a textile character.
  • the sensor in the sense of the present invention is small enough to - in terms of low thickening - to be integrated into a threadlike structure with a textile character.
  • threadlike structures according to the invention with integrated sensors can also be applied or incorporated onto or into non-textile structures such as, for example, wallpapers, films of any type and the like.
  • LED light strings can be found in US2005122293A1, US2006221609A1, US2001036082A1.
  • One, the novel properties completely corresponding, possibility for providing a novel thread-like structure with textile character and with integrated electronic components results from the fact that an "electronic thread part” is combined with a “protective textile thread part", wherein both thread parts over the entire Extend thread length. Under certain circumstances, the "protective textile thread part” may also be omitted.
  • the electronic thread part essentially contains all the desired electronic components as well as the strands as defined by which these electronic components are electrically contacted.
  • the protective textile thread part includes at least one textile thread which is so tensile and so connected to the electronic thread part that it protects the existing electronic components and their connection to the strands, at least partially against destructive external forces.
  • connection between the electronic and protective textile thread part is preferably done with known textile production methods such as rewinding, winding or twisting.
  • connection of the two parts can also be done so that the electronic and the textile thread parts laid quasi-parallel to each other and are connected to each other by means of appropriate connections, for example in the form of bonds.
  • the quasi-parallel laying so happens that the electronic thread part between the individual joints by a little, so for example by a few% o to a few%, longer than the textile thread part, because then within the thread-like structure all tensile forces are taken from the textile thread part.
  • a first, very simple way to provide the electronic thread part of a thread-like structure according to the invention with integrated electronic, bipolar building blocks such as LED or certain sensors is to arrange the electronic components of choice in defined, regular or random intervals and thus to connect with a stranded wire, that in each case the negative pole of the preceding electronic component is connected to the positive pole of the following, so that therefore an electrically serial chain of electronic components is present.
  • a disadvantage of this solution is the fact that with increasing number of electronic components, the voltage to be applied to the operation of the same becomes ever greater. If one considers that the aim of the properties to be realized according to the invention is to produce the thread-like structure of theoretically infinite length and to cut it to the desired length when introduced into a textile, this means that either a specific power supply must be selected in each case or a thread-like structure, which includes such an electronic thread part with serially connected electronic components, can only be operated with an electrical supply unit which emits a constant, preferably adjustable current over a large, so for example, from 1.5 volts to 48 volts reaching voltage range.
  • a second very simple way of providing the electronic thread part of a thread-like structure according to the invention with integrated electronic two-pole components is to introduce the electronic components of choice in defined, regular or arbitrarily changing distances between two substantially parallel strands such that all electronic components are electrically oriented in the same way.
  • the attachment and the electrical contacting of the electronic components and the strands takes place for example by means of soldering, laser welding or gluing with an electrically conductive adhesive.
  • Such an electronic thread part of a thread-like structure according to the invention obviously combines all the electronic components used in an electrically parallel sense with each other and provides Therefore theoretically a very simple solution of the inventive task.
  • two strands instead of two substantially parallel strands.
  • it can make sense for tricolor LEDs or certain sensor types to use 4 parallel strands, so that the individual colors of the LED or the individual functions of the sensor can be controlled separately.
  • the strands in the immediate vicinity of the electronic components so for example, a few millimeters away from the same, mechanically tensile strength - and of course electrically insulating - to connect.
  • This can be done in the simplest way by means of a small drop of adhesive or by extrusion coating or "remelting" of a suitable plastic.
  • Such a junction can be designed so that it is much smaller in volume than the volume of one of the electronic components used and therefore is not disturbing.
  • such a connection is present on both sides of each electronic component. It is advantageous if the corresponding adhesive or plastic after curing, for example in a range of 20 to 80 Shore, is permanently elastic. In this way, it is avoided that the shearing forces acting at the points of entry of the strands into the connection points do not become too great.
  • the described simple second solution can be easily modified so that instead of an electrically purely parallel connection of the bipolar electronic components a parallel-serial connection is present.
  • the electrical orientation of the same with respect to the strands is reversed in each case after a defined number of electronic components.
  • the strand connecting the positive poles of the electronic components of a preceding zone of similarly oriented electronic components is cut through at the end of this zone, the desired parallel-serial connection has arisen.
  • the two parts of the cut-through stranded wire in the sense of a strain relief, electrically separated, mechanically connected to each other again, which can be done for example by means of a small drop of adhesive.
  • Hot melt adhesive points can be used to connect the threadlike structure according to the invention with the textile into which it is introduced, for example.
  • filament-like structures according to the invention with integrated sensors will be constructed in such a way that they contain only one sensor within a certain section, for example when produced in theoretically infinite lengths, and these sections are separated from each other before or after introduction into a textile article , When using more than two strands within the thread-like structure of course, according to several sensors can be present and controlled independently.
  • At least one or more strands-containing, electronic thread part additionally carries at least one tensile textile thread parallel and - preferably at least once within a distance from electronic module to electronic module - locally with the one or more Strands is mechanically connected.
  • a connection between the at least one strand and the at least one textile thread is in each case directly, ie, for example at a distance of a few millimeters, before and after each electronic component.
  • Such a mechanical connection can be done for example by means of gluing, encapsulation, remelting or by means of swirling.
  • the at least one strand is slightly longer, ie, for example, by 1 to several millimeters per meter, than the at least one tensile textile thread, all tensile forces are taken over by the at least one textile thread that is resistant to tension.
  • a second, very textile way to increase the strength of the thread-like structure is the spinning (winding) or alternatively the twisting of one of the above-described electronic thread parts with textile threads.
  • an above-described electronic thread part is used as the central thread by being pulled upwards by a reel through the hollow shaft of a so-called hollow spindle at a constant speed.
  • At least one, but preferably two or more textile threads are likewise drawn upwards around this central thread at the same speed and are thereby guided around the electronic thread part according to the invention serving as a central thread.
  • the central thread is wound or wound with the at least one textile thread.
  • the result is a nearly completely textile and highly resistant to external forces threadlike structure with textile character and with integrated electronic components.
  • the rewinding can be done with one, two or three done with more textile threads. In textile technology, up to 120 threads and more are wound.
  • the central electronic thread part with integrated electronic components is preferably wound with 1 to 10 textile threads.
  • an above-described erf ⁇ ndungssiee electronic thread part with integrated electronic components is withdrawn from a spool and twisted together with at least one, withdrawn from at least one parallel coil, textile thread together.
  • multiple twists with, for example, 10 or even up to 1000 and more parallel threads.
  • the possible materials of the textile threads mentioned range from natural fibers such as cotton, wool, silk, sisal, etc. over all chemical fibers used in textile technology to glass, carbon or metal fibers and the threads mentioned can take the form of all known so-called monofilaments or of all known multifilaments.
  • textile structures with integrated small and light electronic components so for example with so-called 0402 building blocks of about 1 mm in length and 0.5 mm wide or 0603 building blocks of about 1.6 mm in length and 0.8 mm in width, are preferably threads of Thickness 1000 to 2200 dtex used.
  • For textile structures with large electronic components so for example so-called PLCC SMD LED threads with 10 1 000 dtex and more can be used.
  • the methods for introducing the described thread-like structures with textile character and integrated electronic components in textile fabrics or film-like support are many.
  • the thread-like structures according to the invention can, in an incomplete exemplary list, be inserted between layers of one, two or more fabrics, woven, knitted or knitted into a specific fabric, or they can be applied to a specific fabric and glued or embroidered or put on and be repackaged.
  • Figure 1 shows the sketch of the principle of the electronic thread part of an inventive thread-like structure with two strands and electrically contacted in parallel two-pole electronic components in a perspective view.
  • FIG. 11 shows the sketch of the principle of the electronic thread part of a thread-like structure according to the invention with four strands and independently controllable bipolar electronic components in a perspective view.
  • Figures 2a, 2b, 2c show the schematic diagrams of different electrical Verschaltungslor the electronic thread part of an inventive thread-like structure with integrated two-pole electronic components.
  • Figure 3 shows the sketch of the principle of the electronic thread part of an inventive thread-like structure with two strands and electrically contacted in parallel two-pole electronic components and a textile thread for strain relief in a perspective view.
  • Figure 4 shows the sketch of the principle of the electronic thread part of an inventive thread-like structure with two, mutually winding strands and electrically parallel contacted two-pole electronic components in a perspective view.
  • Figure 5 shows the sketch of the principle of a thread-like structure according to the invention with two strands and electrically parallel contacted two-pole electronic components, which are wound by two textile threads, in perspective view.
  • FIG. 6 shows the view sketch of a textile fabric with a threadlike structure according to the invention.
  • FIG. 61 shows the view sketch of another textile material with a threadlike structure according to the invention.
  • Figure 7 shows the view sketch of yet another textile fabric with a thread-like structure according to the invention.
  • FIG. 1 the sketch of a short section of the electronic thread part 10 is made of a theoretically infinitely long threadlike structure according to the invention with two strands 12a, 12b and electrically parallel contacted two-pole electronic components 11 shown in a perspective view.
  • the two strands 12a, 12b are substantially parallel to each other and are bulged only slightly at the locations where electronic components 11 are inserted between them, if at all.
  • the two strands 12a, 12b consist for example of several, possibly with an additional metal such as silver coated copper wires.
  • the diameter of one of the copper wires is, for example, 10 to 200 ⁇ m, preferably 20 to 70 ⁇ m.
  • the number of copper wires twisted together to form the strand is, for example, 3 to 100, preferably 10 to 40.
  • the strands 12a, 12b are electrically insulated.
  • the insulation is a thin, i. for example, 20 to 200 microns, preferably 50 to 100 microns strong, all copper wires together surrounding shell.
  • the insulation can also be ensured by using what are known as enameled wires, each of which has a very thin lacquer layer of, for example, 1 to 20 ⁇ m wall thickness.
  • the strands are stripped. This stripping can be done for example by local heating of the strands 12a, 12b.
  • connection thickening 13 forms, which adheres to the contacting surfaces I Ia of the electronic component and locally envelops the stripped conductors 12a, 12b.
  • the electronic components 1 for example, the design 0603, i. they have two electrical contacting surfaces at their long ends and are approximately 1.6 mm (0.6 ") in width, 0.8 mm (0.3") wide, and typically between 0.1 and 1 mm in height. It can also be electronic components of other sizes.
  • such electronic components can be monochromatic LEDs, for example red, orange, yellow, green, blue or even white light emitting LEDs. But it can also be sensors of different types.
  • the non-exhaustive enumeration electronic device 11 may be an optical sensor or a temperature sensor or an acceleration sensor or a sensor responsive to changes in the electromagnetic field of the environment.
  • Such a compound 14 may for example consist of a drop of rapidly curing adhesive, so for example from a hot glue, a cyanoacrylate or a UV-curing adhesive. But it can also consist of any other suitable material with which the strands are, for example, encapsulated or melted. Preferably, the compound is made of a, after curing permanently elastic material.
  • the structure 10 discussed on the basis of FIG. 1 is processed together with a protective textile thread part as an electronic thread part to form a threadlike structure according to the invention with a textile character.
  • the structure 10 shown in FIG. 1 can also be directly used as a finished yarn-like material according to the invention
  • Figure 1 the sketch of a short section of the electronic thread portion 1 10 of an inventive, theoretically infinitely long thread-like Structure with three strands 112a, 112b, 112c and electrically contacted two-pole electronic components 1 11 shown in perspective view.
  • the three strands 112a, 112b, 112c are substantially parallel to each other and are bulged only slightly at the locations where electronic components 11 1 are inserted between them.
  • the three strands 112a, 112b, 112c consist, for example, of a plurality of copper wires, possibly coated with an additional metal, such as, for example, silver.
  • the diameter of one of the copper wires is, for example, 10 to 200 ⁇ m, preferably 20 to 70 ⁇ m.
  • the number of copper wires twisted together to form the strand is, for example, 3 to 100, preferably 10 to 40.
  • the three strands 112a, 112b, 112c are electrically insulated.
  • the insulation is a thin, i. for example, 20 to 200 microns, preferably 50 to 100 microns strong, all copper wires together surrounding shell.
  • the insulation can also be ensured by using what are known as enameled wires, each of which has a very thin lacquer layer of, for example, 1 to 20 ⁇ m wall thickness.
  • the corresponding two strands are stripped. This stripping can be done for example by local heating of the corresponding two strands.
  • the introduction of the bipolar electronic modules 1 1 1 between the three strands 1 12a, 112b, 1 12c done so that the plus and minus pole of 6 consecutive electronic components each with a different combination of two of the three strands 1 12a, 112b, 112c connected is.
  • the positive pole with the stranded wire 1 12c and the negative pole with the stranded wire 112a are connected from top left to bottom right in the first building block.
  • the plus and minus poles are interchanged between the same two wires.
  • the strand 112a is replaced by the strand 112b, and the fifth and sixth building blocks are contacted by the two strands 112b and 112a in a corresponding manner.
  • the six electronic components 111 can be driven in a random order by appropriate application of appropriate electrical voltages.
  • any number of such, each containing up to six contacted blocks 111, groups along a thread-like structure 110 according to the invention can follow, in which case each of the corresponding contacted blocks within the different groups are controlled simultaneously.
  • the number of independently controllable electronic components 111 can be increased by using a larger number of strands 112. With appropriate use of 4 strands 1 12 already 12 bipolar electronic components can be controlled independently. Generally speaking, when using n strands, the number of independently controllable bipolar devices is n * (n-1).
  • RGB LED electronic components 11 with more than two connections can also be used in this way.
  • RGB LEDs are typically designed to have a common pole to the three colors - ie, a common anode or cathode. If, in the presence of 4 strands 112, this common pole and the three color poles are cyclically interchanged connected to the 4 strands, obviously 4 RGB LEDs can independently change colors.
  • RGB LEDs change colors independently of one another, ie 15 LEDs for 10 lines, for example.
  • LEDs which combine the desired colors in an electronic component. It is also possible, for example, two, three, four or even more LED modules 111, each emit exactly one light color, possibly in groups tightly packed in a thread-like structure 110 with correspondingly many independent strands 112.
  • the electrical and mechanical connection between the three or more strands 112a, 112b, 112c and the electronic components 111 of FIG. 11 occurs, for example, by laser welding, by gluing with electrically conductive adhesive, or preferably by soldering.
  • the electronic components 1 for example, the design 0603, ie they have at their long ends two electrical contact surfaces li la, 111b and have approximately the length 1.6 mm (0.6 "), the width 0.8 mm (0.3 ”) and usually a height between 0.1 and 1 mm.
  • the electronic components can also be electronic components of other sizes. In terms of their function, such electronic components can be monochromatic LEDs, for example red, orange, yellow, green, blue or even white light emitting LEDs. But it can also be LED modules, which are able to mix several light colors but independently controllable radiate. But it can also be sensors of different types.
  • the non-exhaustive enumeration electronic device 111 may be an optical sensor or a temperature sensor or an acceleration sensor or a sensor responsive to changes in the electromagnetic field of the environment.
  • At least one side preferably and in the example of FIG. 11, however, on both sides, with each electronic component 11 1 or with a group of closely packed components, is at a short distance, i. at a distance of a few millimeters, each one connection 1 14 between the three or more strands 1 12a, 112b, 112c available.
  • connection 114 may consist, for example, of a drop of rapidly curing adhesive, for example of a hot glue, of a cyanoacrylate or of a UV-curing adhesive. But it can also consist of any other suitable material.
  • the structure 1 10 discussed with reference to FIG. 11 is processed together with a protective textile thread part as an electronic thread part to form a threadlike structure of textile character according to the invention.
  • structures 110 are also used directly as a finished, inventive thread-like structure. If, for example, it is ensured by the type of insertion of the inventive thread-like structure 1 10 that the differently polarized strands never touch, uninsulated strands can be used in these cases.
  • Figures 2a, 2b, 2c show the schematic diagrams of different electrical Verschaltungsities the electronic thread part of an inventive thread-like structure 20 with integrated bipolar electronic devices 21 and two strands 22a, 22b.
  • Figure 2a shows the simplest case in which the electronic components 21 are electrically connected in parallel with each other by means of two strands 22a, 22b.
  • electronic devices 21 are all similar LED, i. LED which are all operated with the same electrical voltage, so can be operated in this way without further, starting with a single LED up to, for example, 20 such LED with the voltage required by this type LED, so for example at 1.6 to 3.8 volts. Under certain circumstances, it makes sense additionally to set a series resistor (not shown in FIG. 2a) in front of the entire parallel LED chain.
  • FIG. 2b shows a case in which the bipolar electronic components 21 are electrically connected by means of two strands 22a, 22b in such a way that a serial connection is provided
  • the electronic semiconductor devices 21, which have a forward direction from plus to minus, are connected to the two strands 22a, 22b such that the plus pole of successive subgroups of electronic components 21 is connected alternately to the strand 22a or 22b is.
  • the two Strands 22a, 22b interrupted at the corresponding points so that - as in Figure 2b from right to left - each of the positive pole of the last electronic module 21 of the preceding subgroup is separated from the negative pole of the following subgroup. If, for example, the electronic components 21 are all identical LEDs, ie LEDs which are all operated with the same electrical voltage, it is thus readily possible to operate simultaneously up to a few 100 LEDs in this way.
  • FIG. 2c shows a case in which the two-pole electronic components 21 are electrically connected by means of three leads 22a, 22b, 22c in such a way that a parallel connection of series-connected subgroups is present.
  • the electronic semiconductor devices 21 having a forward direction from plus to minus are interconnected in groups by the stranded wire 22c such that the negative pole of the preceding electronic component 21, as in FIG. 2c from right to left connected to the positive pole of the following.
  • the positive pole of the first electronic component 21 is connected to the strand 22b serving as a continuous positive conductor, for example, while at the end of each subgroup the negative pole of the last electronic component 21 is contacted with the strand 22a serving as a continuous negative conductor, for example.
  • electronic devices 21 are all similar LED, i. LED which are all operated with the same electrical voltage, so can be operated in this way easily up to several 100 LEDs simultaneously.
  • FIG. 3 shows a sketch of a short section of the electronic thread part 30 of a theoretically infinitely long thread-like structure according to the invention with two strands 32a, 32b and two-pole electronic components 31 contacted in parallel in a perspective view.
  • At least one textile thread 35 is additionally present here, which runs essentially parallel to the two strands 32a, 32b and is mechanically fixed relative thereto by the connection 34.
  • the material of the at least one textile thread 35 may be any material used in textile technology for making threads. It is only important that the thread has a sufficiently high tensile strength.
  • both strands 32a, 32b in the field of electronic components 31 by a little, ie by a few tenths of a millimeter to a few millimeters per meter, longer than the at least one textile thread 35.
  • the connection points 33 and the contacting surfaces 31a of the electronic components 31 are largely protected against anticipated external forces.
  • the structure 30 discussed with reference to FIG. 3 is processed together with a protective textile thread part as an electronic thread part to form a threadlike structure of textile character and integrated electronic building blocks according to the invention.
  • the structure 30 shown in FIG. 3 can also be used directly as a finished yarn-like structure according to the invention. If, for example, it is ensured by the type of insertion of the inventive thread-like structure 30 that the differently polarized strands never touch, uninsulated strands can also be used in these cases.
  • FIG. 4 shows the sketch of a short section of the again different electronic thread part 40 of an inventive, theoretically infinitely long thread-like structure with two strands 42a, 42b and electrically parallel contacted two-pole electronic components 41 shown in a perspective view.
  • a protection against acting on the connection 43 and the contacting surfaces 41a of the electronic components 41 transverse and longitudinal forces without the use of additional components is achieved in that the two strands 42a, 42b, for example during winding during manufacture or during a rewinding after the actual production, are spun together, ie, wrap around each other.
  • This mutual winding occurs at least once per 5 centimeters, but better at least once per centimeter, so that the two strands 42a, 42b are not pushed away by lateral forces which can occur, for example by friction or twisting each other.
  • the structure 40 shown in FIG. 4 can also be used directly as a finished, thread-like structure according to the invention.
  • a threadlike structure 50 can easily withstand the high acceleration and friction forces which act on the weft yarn during high speed weaving.
  • a further reinforced electronic thread part instead of an electronic thread part according to FIG. 1 or according to FIG. 11, also such according to FIG. 3 or 4, ie a further reinforced electronic thread part, can be used.
  • FIG. 6 shows the elevational view of the principle of a thread-like structure 61 according to the invention with two strands and two-pole electronic components 61a contacted electrically in parallel, which is introduced into a textile material 60.
  • the thread-like structure 61 is introduced in the example of Figure 6 as a warp or weft thread during weaving of the textile fabric 60 at defined intervals in the same. If, for example, curtain-like textiles with interwoven yarn-like structures 61 are formed, weaving is advantageously carried out on wide-weaving machines, the thread-like structures 61 being used as weft threads. The whole is cut so that a plurality of mutually separate, in Figure 6 from top to bottom extending portions of the thread-like structure 61 with electronic components 61 a is present. Not every single section of the thread-like structure 61 must contain an electronic component 61a. However, a single section of the thread-like structure 61 may also include a plurality of electronic components 61a.
  • the thread-like structures 61 can also by other methods than weaving, so for example by acting in a knitted fabric, by knitting in knitwear, by embroidering on an embroidery bottom, by laying and sticking to any support, by inserting between two layers of textiles and other appropriate procedures in a corresponding
  • textile fabric 60 may be incorporated. In these cases, they do not have to be parallel, but they can be arranged along arbitrary lines.
  • all electronic components 61a are monochromatic LEDs of the same type, which are lit together. In the example, there is one LED per section, but it is also possible to use several or no LEDs per section.
  • a band 62 with at least two or three or even more electrical conductor tracks 62a, 62b, 62c is provided at the upper end of the textile fabric 60, for example.
  • This band 62 may be a so-called flexprint.
  • it is a textile tape 62 with strands 62a, 62b, 62c woven in the warp direction.
  • the individual, LED-containing, sections of the thread-like structure 61 with LED 61a are connected to the conductor 62c of the belt 62, that, for example, each four of the individual sections are electrically connected to each other in series.
  • the conductor 62c is severed so that corresponding individual connecting pieces are present.
  • Any other meaningful number of individual sections may also be serially connected in this way.
  • the serial connection of, for example, 8 individual sections of the thread-like structure 61 with, for example, blue, green or white LED 61a can be operated with 24 V DC.
  • red, orange or yellow LED 61a the same voltage can be used for a serial chain of, for example, 14 sections of a threadlike structure 61 according to the invention.
  • serial chains of a yarn-like structure 61 according to the invention thus formed are connected at their ends directly to a conductor 62b serving as a positive conductor, for example, and a conductor 62a serving as a negative conductor, for example, so that there is a total of a series-parallel circuit with which a large number of LEDs, So for example, some 10 to several 100 can be operated simultaneously.
  • FIG. 61 shows the view sketch of the principle of a thread-like structure 611 according to the invention with two strands and two-pole electronic building blocks 61 1a contacted electrically in parallel, which is incorporated in a textile material 610.
  • the structure differs from that of Figure 6 by the type of electrical contacting of the individual sections of the thread-like structure 611.
  • the edge region of the textile fabric 610 are small electronic circuit boards which are electrically connected to one another with two strands 613a, 613b and are supplied with a suitable electrical voltage by these two strands 613a, 613b.
  • the individual sections of the thread-like structures 611 are connected directly to one of these printed circuit boards 612.
  • the electronic circuit provides for safety reasons for a current limit within a single portion of the thread-like structure 61 1, which is necessary if, for example, by external interference, a short circuit in the thread-like structure 611 occurs.
  • the electronic circuit on the circuit boards 612 may simply consist of a voltage regulator IC with corresponding additional components such as resistors and capacitors.
  • voltages between 3 and 24 volts DC can then be connected to the two supply lines 613a, 613b and the voltage transformers ensure that the appropriate voltage of, for example, 1.9 VDC or 3 VDC is applied to the individual thread-like structures 611.
  • suitable voltage regulator ICs have an internal current limiting which, for example, allows a maximum of 0.5 A current and thus prevents overheating or annealing of the corresponding section of the threadlike structure under short-circuit conditions.
  • the circuit board 612 is configured to provide this independent driving of individual electronic devices 611a within a portion of the stringy structure 611.
  • n * (n-l) necessary outputs with appropriate adjustable voltages or currents and that a communication module is present, which tells the microprocessor which outputs he should like how to control.
  • the communication module receives its commands via, for example, the feed lines 613a, 613b.
  • the communication module is not a so-called power-line module, ie its command is not received directly via the supply lines 613a, 613b, this of course at least one additional, not shown in Figure 61 control line is necessary.
  • FIG. 7 shows the view sketch of the principle of a thread-like structure 71 according to the invention with two strands and two-pole electronic components 71a contacted electrically in parallel, which in another way is transformed into a textile
  • the thread-like structure 71 with electronic components 71a is applied or introduced in the example of FIG. 7 in the sense of a meander with one of the customary textile methods onto or into a textile structure 70 and can be electrically contacted at a free end.
  • the thread-like structure 71 can thus with processes such as weaving, acting in a textile knitted fabric, by knitting in knitted fabric, by embroidering on an embroidery bottom, by laying and sticking to any support, by inserting between two layers of, for example, textiles and other suitable methods a corresponding textile structure 70 or in a sheet-like structure 70 on or be applied.
  • all electronic components 71a are monochromatic LEDs of the same type, which are lit together.
  • the electrical connection of all LED 71a may be purely parallel. Preferably, however, as discussed with respect to Figure 2, there is a serial-parallel or parallel serial connection.
  • 2 to 50 LEDs 71a are connected in parallel and these parallel sections are connected to each other in series.
  • each 2 it is also possible, for example, each 2 to connect, for example, 15 LED 71a serially with each other and to connect these serial sections in parallel with each other.
  • the textile structures of FIGS. 6, 61 and 7 can be used, for example, as curtain-like elements. In this case, it must be ensured that the supply of electrical energy to the curtain-like structure is done so that this structure is displaced and usually also collapsible.
  • the corresponding, usually made of plastic slider must of course be provided with a contact element.
  • a metallic spring element is inserted into the usually hollow inside slider so that it preferably anchors itself in the slider. If such anchoring is not feasible or only insufficiently achievable, the spring element can also be additionally glued.
  • the mentioned spring element is designed so that not only the electrical leads 62a, 62b, 612a, 612b of the curtain-like element can be connected thereto, but that it touches the inner upper surface thereof by spring force after insertion of the slider in a corresponding commercial suspension rail.
  • suspension rail is metallic
  • a suspension system which includes two such suspension rails, which are parallel, as possible close to each other but electrically isolated from each other. Obviously, then one of these suspension rails provides the positive pole and the other the negative pole of the desired supply of electrical energy. Since usually necessary for the supply of the discussed electronic components voltage is less than at most 24 volts DC, no protective measures against contact of the two suspension rails are necessary.
  • an electrical conductivity of the rails can be ensured in a simple manner, for example by a preferably self-adhesive, possibly tinned or nickel-plated, for example 6 mm wide and preferably 50 .mu.m to 150 .mu.m thick copper strip on the inner upper surface of Rail is glued on.
  • a copper tape a flat copper tube or a thin copper wire may be used.
  • a slider is desirably slidable and collapsible curtain element present.

Abstract

The invention relates to a filamentous structure (50) having textile character and comprising electronic components (51) integrated into it. Said structure has an electronic filament part which substantially consists of the electronic components (51), flex wires (52) electrically contacting the same and possible additional elements (54) for mechanically stabilizing the structure. A textile filament part is wound around the electronic filament part and substantially consists of at least one textile filament (56).

Description

FADEN THREAD
Die Erfindung betrifft fadenartige Gebilde mit integrierten elektronischen Bausteinen.The invention relates to thread-like structures with integrated electronic components.
Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es, fadenartige Gebilde mit textilem Charakter zur Verfügung zu stellen, in welche elektronische Bausteine wie beispielsweise LED und/oder Sensoren oder dergleichen integriert sind, welche mittels, in den fadenartigen Gebilden vorhandenen, elektrisch leitenden Litzen so kontaktiert sind, dass sie - mindestens abschnittsweise - alleine oder gruppenweise oder alle gemeinsam betrieben werden können.Object of the present invention is to provide thread-like structures with textile character, in which electronic components such as LED and / or sensors or the like are integrated, which are contacted by means present in the thread-like structures, electrically conductive strands that they can be operated - at least in sections - alone or in groups or all together.
Der Begriff "textiler Charakter" bedeutet in erster Linie, dass das fadenartige Gebilde biegeschlaff ist, d.h. dass es sich mit geringstem Aufwand an Kraft entlang beliebig verlaufender räumlicher Linien anordnen lässt und sich aus einer solchen Anordnung nicht mehr ohne Einwirkung äusserer Kräfte entfernt.The term "textile character" means primarily that the thread-like structure is limp, i. that it can be arranged with the least expenditure of force along arbitrarily extending spatial lines and no longer moves away from such an arrangement without the action of external forces.
Der Begriff "textiler Charakter" beinhaltet in zweiter Linie, dass das fadenartige Gebilde von seiner Form her dazu geeignet und in sich selbst fest genug ist, um mit textilen Methoden wie beispielsweise mit Weben, Wirken, Sticken, Stricken, Legen und dergleichen in textile Stoffe beliebiger Art eingebracht werden zu können. Eine hierfür geeignete Form hat das fadenartige Gebilde mit textilem Charakter dann, wenn es über den Grossteil, d.h. über beispielsweise mindestens 90% seiner Länge, eine Umhüllende, mit einem Normal-Durchmesser von wenigen 0,1 Millimetern bis hin zu einigen Millimetern, aufweist. Es dürfen - beispielsweise im Bereich der integrierten elektronischen Bausteine - zusätzlich kurze, d.h. höchstens wenige Millimeter lange, Verdickungen vorhanden sein, deren umhüllender Durchmesser im Extremfall das 10-fache, besser aber das 5-fache des genannten Normal- Durchmessers nicht überschreitet. Von Vorteil für die Gesamtform des erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes ist, wenn der Übergang von dem genannten Normal-Durchmesser zum grössten Durchmesser einer solchen genannten Verdickung nicht rasch stattfindet, sondern sich über einen Länge von einigen Millimetern erstreckt.The term "textile character" implies secondarily that the thread-like structure is suitable in its shape and is inherently strong enough to be woven into textile fabrics using textile techniques such as weaving, knitting, embroidering, knitting, laying and the like of any kind can be introduced. A suitable form has the thread-like structure with textile character then, if it has over the majority, ie for example over at least 90% of its length, an envelope, with a normal diameter of a few 0.1 millimeters to a few millimeters. In addition, for example in the field of integrated electronic components, there may be additional short thickenings, ie at most a few millimeters long, whose enveloping diameter in an extreme case does not exceed 10 times, but better than 5 times, the said normal diameter. An advantage for the overall shape of the inventive thread-like structure is when the transition from said normal diameter to the largest diameter of such a said thickening does not take place quickly, but extends over a length of a few millimeters.
Das resultierende erfϊndungsgemässe fadenartige Gebilde mit integrierten und kontaktierten elektronischen Bausteinen muss als Ganzes so fein und biegeschlaff sein, dass es beispielsweise den jeweiligen textilen Charakter der Textilien, in welche es beispielsweise eingebracht ist, nicht oder nur wenig verändert.The resulting thread-like structure according to the invention with integrated and contacted electronic components as a whole must be so fine and limp that it does not or only slightly changes, for example, the respective textile character of the textiles in which it is incorporated, for example.
Eine weitere Eigenschaft ist, dass das erfϊndungsgemässe fadenartige Gebilde mit integrierten und kontaktierten elektronischen Bausteinen in theoretisch unendlicher Länge herstellbar und, beispielsweise beim Einbringen in ein Textil, längenmässig konfektionierbar ist.Another characteristic is that the inventive thread-like structure with integrated and contacted electronic components in theoretically infinite length can be produced and, for example, when introduced into a textile, in terms of length customizable.
Der Begriff "elektrisch leitende Litze" umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung alle hoch biegsamen Drähte aus einem beliebigen, geeigneten Metall bzw. einer Metall-Legierung mit einem Durchmesser von 10 μm bis beispielsweise 200 μm, wobei diese Drähte mit mindestens einem andern Metall bzw. Metall-Legierung beschichtet oder ummantelt sein können. Weiter umfasst er auch mit geeigneten Metallen beschichtete Filamente aus geeigneten Kunstoffen wie beispielsweise PE, PES usw. Er umfasst aber auch einen Verbund mehrer sich gegeneinander umwindender derartiger metallischer Drähte, wobei die Anzahl der Drähte innerhalb der Litze von 3 bis zu beispielsweise 100 betragen kann. Am Markt stehen aber auch Litzen mit bis zu 1000 Drähten zur Verfügung. Die genannten Drähte oder Litzen können auch mit einer elektrisch isolierenden, nur wenige Mikrometer dicken Schutzlackschicht versehen sein. Eine Litze kann auch eine den von allen Drähten gebildeten gemeinsamen Aussenumfang der Litze umhüllende, beispielsweise extrudierte, beispielsweise 50 μm bis 100 μm dicke Isolationshülle aufweisen.The term "electrically conductive wire" in the context of the present invention includes all highly flexible wires of any suitable metal or a metal alloy having a diameter of 10 .mu.m to 200 .mu.m, for example, these wires with at least one other metal or Metal alloy can be coated or sheathed. It also includes filaments of suitable plastics, such as PE, coated with suitable metals. PES, etc. It also includes a composite of a plurality of mutually entwining such metallic wires, wherein the number of wires within the strand of 3 can be up to, for example, 100. However, strands with up to 1000 wires are also available on the market. The said wires or strands can also be provided with an electrically insulating, only a few micrometers thick protective lacquer layer. A stranded wire can also have an insulating covering enveloping, for example, extruded, for example 50 μm to 100 μm, the common outer circumference of the strand formed by all the wires.
Da Litzen im Sinne des Verbundes mehrerer Drähte bei identischem elektrischem Widerstand [Ω/m| zugfester und wesentlich flexibler sind als ein entsprechender einzelner Draht, und daher den textilen Charakter eines Textils weniger beeinflussen, kommen im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Litzen mit beispielsweise 3 bis 40 Einzeldrähten zum Einsatz. Bevorzugt bestehen dieSince strands in the sense of the composite of several wires with identical electrical resistance [Ω / m | more tensile and substantially more flexible than a corresponding individual wire, and therefore less affect the textile character of a textile, are preferably used in the context of the present invention strands with, for example, 3 to 40 individual wires. Preferably, the
Einzeldrähte der Litzen aus Kupfer und sind allenfalls mit Silber oder Nickel oder Nickel/Gold oder Zinn oder einer anderen geeigneten, in der Regel elektrisch leitenden Schicht beschichtet. Der Durchmesser der Einzeldrähte liegt beispielsweise zwischen 10 μm und 200 μm, bevorzugt zwischen 20 μm und 70 μm.Individual wires of the strands of copper and are coated at most with silver or nickel or nickel / gold or tin or other suitable, usually electrically conductive layer. The diameter of the individual wires is for example between 10 .mu.m and 200 .mu.m, preferably between 20 .mu.m and 70 .mu.m.
Im Folgenden wird nur noch der Begriff Litzen verwendet, der aber wie gesagt auch die Möglichkeit von Einzeldrähten und/oder metallisch beschichteten Kunststoff- Filamenten beinhaltet.In the following, only the term strands is used, but as I said also includes the possibility of individual wires and / or metallically coated plastic filaments.
Der Begriff "integrierte LED" bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass beispielsweise marktübliche gehäuste LED-Lampen so mit dem fadenartigen Gebilde verbunden und so mittels den in dem fadenartige Gebilde vorhandenen metallischen Litzen kontaktiert sind, dass der Aufbau den Belastungen standhält, welche sich ergeben, wenn ein erfindungsgemässes fadenartiges Gebilde mit integrierten LED beispielsweise in ein textiles Gewebe mit einer der üblichen Methoden wie beispielsweise Weben, Sticken, Umsticken, Aufnähen, Legen und so weiter eingebracht wird und mit diesem zerknautscht, zerknüllt und/oder gewaschen wird. Statt die genannten marktüblichen LED-Lampen direkt zu verwenden, können diese auch auf einem geeigneten Zwischenträger aufgebracht sein, bevor sie mit dem fadenartigen Gebilde verbunden werden. Statt marktüblichen gehäusten LED können auch Aufbauten zum Einsatz kommen, bei welchen direkt der Licht emittierende Halbleiterbaustein, also der sogenannte LED-Chip, verwendet wird. In den genannten Fällen ist das Licht emittierende Element mit den Methoden der Halbleitertechnik und mittels anorganischen Materialien aufgebaut. Es ist aber auch möglich statt LED auf anorganischer Basis, solche auf organischer Basis, d.h. sogenannte "Organic Light Emitting Diodes (OLED)" zu verwenden. Im Folgenden wird für alle diese Möglichkeiten einheitliche der Begriff "LED" verwendet.The term "integrated LED" means in the context of the present invention that, for example, commercially available housed LED lamps are so connected to the thread-like structure and contacted by means of existing in the thread-like structure metallic strands that the structure withstands the stresses that arise when a thread-like structure according to the invention with integrated LED for example, in a textile fabric with one of the usual methods such as weaving, embroidery, embroidery, stitching, laying and so on is introduced and crumpled with this, crumpled and / or washed. Instead of using the said market standard LED lamps directly, they can also be applied to a suitable intermediate carrier before they are connected to the thread-like structure. Instead of customary housed LED can also structures are used, in which directly the light-emitting semiconductor device, that is, the so-called LED chip is used. In the cases mentioned, the light-emitting element is constructed using the methods of semiconductor technology and by means of inorganic materials. However, it is also possible to use inorganic-based LEDs, those based on organic substances, ie so-called "Organic Light Emitting Diodes (OLEDs)". In the following, the term "LED" is used uniformly for all these possibilities.
In der Regel werden marktübliche, zwei elektrische Anschlüsse benötigende, SMD- LED (Surface Mount Devices) verwendet, die Licht nur in einer Farbe, also beispielsweise blaues, grünes, rotes oder weisses Licht abstrahlen. Derartige SMD- LED weisen normalerweise eine im Wesentlichen kubische Bauform auf, wobei die Abmessungen (Länge x Breite x Höhe) beispielsweise ca.1.0 x 0.5 x 0.3 mm oder mit möglichen Zwischengrössen auch ca. 3.5 x 2.8 x 2 mm betragen. Üblicherweise besitzen diese SMD-LED im Bereich der beiden langen Enden ihrer Unterseite, d.h. der Lichtabgabe abgewendeten Seite, Kontaktflächen auf, die sich über die gesamte Breite des SMD-LED erstrecken. Üblicherweise sind diese Kontaktflächen auch über einen Teil der kurzen Seitenflächen hinauf geführt.In general, commercially available, two electrical connections required, SMD LED (Surface Mount Devices) are used, the light radiate only in one color, so for example blue, green, red or white light. Such SMD LEDs normally have a substantially cubic design, wherein the dimensions (length x width x height) are, for example, about 1.0 x 0.5 x 0.3 mm or, with possible intermediate sizes, also about 3.5 x 2.8 x 2 mm. Usually these SMD LEDs have in the region of the two long ends of their bottom, i. side away from the light output, contact surfaces extending across the entire width of the SMD LED. Usually, these contact surfaces are also led up over a part of the short side surfaces.
Es können auch LED und/oder Sensoren verwendet werden welche beispielsweise 4 Anschlüsse aufweisen, wobei dann in der Regel 4 unabhängige Litzen in dem fadenartigen Gebilde vorhanden sind. Auf diese Weise können beispielsweise handelübliche LED, welche in der Lage sind bis zu drei unterschiedliche Farben unabhängig voneinander abzustrahlen, angesteuert werden.It can also be used LED and / or sensors which have, for example, 4 terminals, which then usually 4 independent strands are present in the thread-like structure. In this way, for example commercial LED, which are capable of emitting up to three different colors independently, are controlled.
Es ist möglich, die Funktionalität des fadenartigen Gebildes dadurch zu erhöhen, dass jeder einzelnen LED oder Gruppen von LED ein elektronischer Baustein zur Steuerung der Helligkeit der LED oder der Gruppen von LED vorgeschaltet ist. Ein solcher, eventuell in Form eines ASICs aufgebauter, Steuer-Baustein kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass er seine Signale über die beiden zur Versorgung mit elektrischem Strom sowieso vorhandenen Leitungen erhält. Derartige Bausteine sind beispielsweise unter dem Begriff "Power-Line-Modules" bekannt. In einfachster Form ist er beispielsweise dazu fähig, den Strom der ihm zugeordneten LED oder der LED-Gruppe an- und abzuschalten. In etwas aufwändigerer Form ist er, neben der Ein- und Ausschaltfunktion, in der Lage den Strom oder die Spannung der ihm zugeordneten LED oder der LED-Gruppe so zu verändern, dass sich unterschiedliche Helligkeiten der LED einstellen.It is possible to increase the functionality of the thread-like structure in that each individual LED or groups of LEDs is preceded by an electronic component for controlling the brightness of the LED or of the groups of LEDs. Such, possibly constructed in the form of an ASIC, control module may, for example, be designed so that it receives its signals on the two existing anyway for the supply of electrical power lines. Such devices are known, for example, by the term "power line modules". In the simplest form, for example, it is capable of switching on and off the power of the LED or group assigned to it. In a somewhat more elaborate form, he is in addition to the on and off function, able to change the current or the voltage of its associated LED or the LED group so that set different brightness levels of the LED.
Eine unabhängige Ansteuerbarkeit einzelner LED kann - zumindest gruppenweise - in dem fadenartigen Gebilde auch erreicht sein, indem mehr als zwei, also beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr unabhängige Litzen in dem fadenartigen Gebilde vorhanden sind. Wenn in diesem Falle die Anschlüsse der verwendeten LED in entsprechender Vertauschung an die Litzen angeschlossen sind, können bei Verwendung von 3 Litzen beispielsweise bis zu 6, bei Verwendung von 4 Litzen bis zu 12 und allgemein bei Verwendung von n Litzen bis zu n*(n-l) zweipolige LED unabhängig von einander zum Leuchten gebracht werden.An independent controllability of individual LED can - at least in groups - be achieved in the thread-like structure by more than two, so for example, three, four, five or more independent strands are present in the thread-like structure. If, in this case, the connections of the LED used are correspondingly interchanged with the strands, for example, using 3 strands, up to 6, using 4 strands up to 12, and generally using n strands up to n * (nl ) bipolar LEDs are lit independently of each other.
Damit können beispielsweise fadenartige Gebilde mit laufenden Lichtern realisiert werden. Es können aber auch unter Verwendung kleiner zweipoliger LED fadenartige Gebilde mit mehreren ansteuerbaren Farben realisiert werden. Werden mehrere derartige fadenartige Gebilde beispielsweise parallel zueinander auf oder in einen entsprechenden, textilen oder nicht textilen Träger auf- oder eingebracht, können Gebilde realisiert sein, welche im Sinne eines Displays ansteuerbar sind.Thus, for example thread-like structures can be realized with running lights. But it can also be realized using small two-pole LED thread-like structures with multiple controllable colors. Become a plurality of such thread-like structures, for example, parallel to each other on or in a corresponding, textile or non-textile carrier up or introduced, structures can be realized, which are controlled in terms of a display.
Die Anwendung der erfindungsgemässen fadenartigen Gebilde mit textilem Charakter, in welchen die integrierten und elektrisch kontaktierten Bausteine LED sind, liegt hauptsächlich dort, wo sehr hell oder auch nur sehr schwach leuchtende Lichtquellen in Gegenstände mit textilem Charakter ein- bzw. aufgebracht werden sollen. Beispiele solcher Gegenstände mit textilem Charakter sind Kleidungsstücke aller Art oder Erzeugnisse wie Gardinen, Flächen- und Lamellen-Vorhänge, Rucksäcke, Handtaschen, Blachen oder ähnliches. Die so erzeugten Lichtpunkte können rein dekorativen Charakter haben, sie können im Sinne von Warnleuchten beispielsweise zur Erhöhung der Sicherheit im Strassenverkehr beitragen und sie können bei Verwendung entsprechender LED beispielsweise zur Beleuchtung von Raumzonen dienen. Natürlich können erfindungsgemässe fadenartige Gebilde mit integrierten LED auch auf oder in nicht textile Gebilde wie beispielsweise Tapeten, Folien jeder Art und dergleichen auf- oder eingebracht werden.The application of the inventive thread-like structures with a textile character, in which the integrated and electrically contacted blocks are LED, is mainly where very bright or very weakly glowing light sources in articles with a textile character to be applied or applied. Examples of such articles of textile character are garments of all kinds or products such as curtains, surface and slatted curtains, backpacks, handbags, tarpaulins or the like. The points of light generated in this way can have a purely decorative character, they can contribute, for example, to increasing safety in road traffic in the sense of warning lights, and they can, for example, be used to illuminate room zones when using corresponding LEDs. Of course, thread-like structures according to the invention with integrated LED can also be applied or incorporated onto or into non-textile structures such as, for example, wallpapers, films of any type and the like.
Die Anwendung der erfindungsgemässen fadenartigen Gebilde mit textilem Charakter, in welchen die integrierten und elektrisch kontaktierten Bausteine Sensoren sind, liegt hauptsächlich dort, wo gewisse sensorische Eigenschaften in Gegenstände mit textilem Charakter eingebracht werden sollen. Beispielsweise ist es im Bereich "intelligenter Kleidungsstücke" von Interesse, Temperatur- und/oder Drucksensoren oder dergleichen einzubringen, um gewisse Körperfunktionen zu überwachen. Es kann aber auch von Interesse sein, Sensoren die auf Druck und/oder Zug reagieren beispielsweise in technische Gewebe wie Filtergewebe einzubringen. Eine erschöpfende Aufzählung aller interessanten Sensortypen und aller möglichen Anwendungen ist nicht möglich. Wesentliche und einzige Einschränkung ist, dass der Sensor im Sinne der vorliegenden Erfindung klein genug ist, um - im Sinne einer geringen Verdickung - in ein fadenartiges Gebilde mit textilem Charakter integriert werden zu können. Natürlich können erfindungsgemässe fadenartige Gebilde mit integrierten Sensoren auch auf oder in nicht textile Gebilde wie beispielsweise Tapeten, Folien jeder Art und dergleichen auf- oder eingebracht werden.The application of the invention thread-like structures with textile character, in which the integrated and electrically contacted blocks are sensors, is mainly where certain sensory properties are to be introduced into objects with a textile character. For example, in the field of "smart garments" it is of interest to introduce temperature and / or pressure sensors or the like in order to monitor certain bodily functions. However, it may also be of interest to introduce sensors which respond to pressure and / or tension, for example into technical fabrics such as filter fabric. An exhaustive list of all interesting sensor types and all possible applications is not possible. The essential and only limitation is that the sensor in the sense of the present invention is small enough to - in terms of low thickening - to be integrated into a threadlike structure with a textile character. Of course, threadlike structures according to the invention with integrated sensors can also be applied or incorporated onto or into non-textile structures such as, for example, wallpapers, films of any type and the like.
Am Markt und in der Patentliteratur finden sich keine Aufbauten welche der Summe der geschilderten Eigenschaften entsprechen.On the market and in the patent literature, there are no structures which correspond to the sum of the described properties.
Bekannt sind sehr viele unterschiedliche Aufbauten von Lichterketten mit elektronischen Bausteinen in Form von LED, die beispielsweise in der Weihnachtszeit zu Dekorationszwecken verwendet werden. Allen diesen Aufbauten ist gemeinsam, dass die verwendeten LED so gross sind, dass sie für das Einbringen in textile Stoffe nicht oder nur in Ausnahmefällen geeignet sind. Zusätzlich weisen die elektrischen Leitungen, welche die LED miteinander verbinden so grosse Metallquerschnitte und so dicke Isolationsschichten auf, dass sie der Forderung nach textilem Charakter keinesfalls genügen. Weiter sind die aus den genannten LED und Leitern aufgebauten Ketten oftmals mittels band- oder schlauchartigen Gebilden oder mittels zusätzlichen um die LED angeordneten Gehäusungen quasi wetterfest gemacht.Very many different structures of fairy lights with electronic components in the form of LED are known, which are used for example during Christmas for decoration purposes. All these structures have in common that the LEDs used are so large that they are not suitable for insertion into textile materials or only in exceptional cases. In addition, the electrical lines which connect the LEDs to one another have such large metal cross sections and insulation layers that are so thick that they by no means satisfy the requirement for a textile character. Furthermore, the chains constructed from said LED and conductors are often rendered weatherproof by means of band or hose-like structures or by means of additional housings arranged around the LED.
Beispiele derartiger Lichterketten mit LED finden sich in den Patenten US2005122293A1, US2006221609A1, US2001036082A1. Eine, den erfindungsgemässen Eigenschaften vollständig entsprechende, Möglichkeit zur Bereitstellung eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes mit textilem Charakter und mit integrierten elektronischen Bausteinen ergibt sich dadurch, dass ein "elektronischer Fadenteil" kombiniert wird mit einem "schützenden textilen Fadenteil ", wobei sich beide Fadenteile über die gesamte Fadenlänge erstrecken. Unter Umständen kann der "schützende textile Fadenteil" auch weggelassen sein.Examples of such LED light strings can be found in US2005122293A1, US2006221609A1, US2001036082A1. One, the novel properties completely corresponding, possibility for providing a novel thread-like structure with textile character and with integrated electronic components results from the fact that an "electronic thread part" is combined with a "protective textile thread part", wherein both thread parts over the entire Extend thread length. Under certain circumstances, the "protective textile thread part" may also be omitted.
Der elektronische Fadenteil beinhaltet im Wesentlichen alle gewünschten elektronischen Bausteine sowie die Litzen gemäss Definition mit welchen diese elektronischen Bausteine elektrisch kontaktiert sind.The electronic thread part essentially contains all the desired electronic components as well as the strands as defined by which these electronic components are electrically contacted.
Der schützende textile Fadenteil beinhaltet mindestens einen textilen Faden, welcher so zugfest und so mit dem elektronischen Fadenteil verbunden ist, dass er die vorhandenen elektronischen Bauteile und deren Verbindung zu den Litzen zumindest teilweise vor zerstörerischen äusseren Kräften schützt.The protective textile thread part includes at least one textile thread which is so tensile and so connected to the electronic thread part that it protects the existing electronic components and their connection to the strands, at least partially against destructive external forces.
Die Verbindung zwischen elektronischem und schützendem textilen Fadenteil geschieht vorzugsweise mit bekannten textilen Fertigungsmethoden wie beispielsweise Umspinnen, Umwinden oder Zwirnen.The connection between the electronic and protective textile thread part is preferably done with known textile production methods such as rewinding, winding or twisting.
Die Verbindung der beiden Teile kann aber auch so geschehen, dass der elektronische und der textile Fadenteile quasi-parallel zueinander verlegt und mittels entsprechender Verbindungen, beispielsweise in der Form von Verklebungen miteinander verbunden sind. In diesem Falle kann es von Vorteil sein, wenn das quasi-parallel Verlegen so geschieht, dass der elektronische Fadenteil zwischen den einzelnen Verbindungsstellen um ein weniges, also beispielsweise um einige %o bis zu einigen %, länger ist als der textile Fadenteil, weil dann innerhalb des fadenartigen Gebildes sämtliche Zugkräfte vom textilen Fadenteil übernommen werden.But the connection of the two parts can also be done so that the electronic and the textile thread parts laid quasi-parallel to each other and are connected to each other by means of appropriate connections, for example in the form of bonds. In this case, it may be advantageous if the quasi-parallel laying so happens that the electronic thread part between the individual joints by a little, so for example by a few% o to a few%, longer than the textile thread part, because then within the thread-like structure all tensile forces are taken from the textile thread part.
Im Folgenden werden zunächst einige Möglichkeiten zur Bereitstellung des elektronischen Fadenteils besprochen.In the following, some possibilities for the provision of the electronic thread part are discussed first.
Eine erste, äusserst einfache Möglichkeit zur Bereitstellung des elektronischen Fadenteils eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes mit integrierten elektronischen, zweipoligen Bausteinen wie beispielsweise LED oder bestimmte Sensoren ist, die elektronischen Bausteine der Wahl in definierten, regelmässigen oder zufälligen Abständen anzuordnen und so mit einer Litze zu verbinden, dass jeweils der Minuspol des vorausgehenden elektronischen Bausteins mit dem Pluspol des Nachfolgenden verbunden ist, so dass also eine elektrisch serielle Kette von elektronischen Bausteinen vorhanden ist.A first, very simple way to provide the electronic thread part of a thread-like structure according to the invention with integrated electronic, bipolar building blocks such as LED or certain sensors is to arrange the electronic components of choice in defined, regular or random intervals and thus to connect with a stranded wire, that in each case the negative pole of the preceding electronic component is connected to the positive pole of the following, so that therefore an electrically serial chain of electronic components is present.
Ein Nachteil dieser Lösung ist die Tatsache, dass mit zunehmender Anzahl elektronischer Bausteine die zum Betrieb derselben anzulegende Spannung immer grösser wird. Zieht man in Betracht, dass es Ziel der erfindungsgemäss zu realisierenden Eigenschaften ist, das fadenartige Gebilde in theoretisch unendlicher Länge herzustellen und beim Einbringen in ein Textil auf die gewünschte Länge zu schneiden, bedeutet dies, dass entweder jeweils eine spezifische Stromversorgung gewählt werden muss oder dass ein fadenartiges Gebilde, welches einen derartigen elektronischen Fadenteil mit seriell geschalteten elektronischen Bausteinen beinhaltet, nur mit einer elektrischen Versorgungseinheit betrieben werden kann, die einen konstanten, vorzugsweise einstellbaren Strom über einen grossen, also beispielsweise von 1.5 Volt bis 48 Volt reichenden, Spannungsbereich abgibt. In mechanischem Sinne genügt diese äusserst einfache erste Lösung den erfϊndungsgemässen Anforderungen so wie beschrieben noch nicht, weil sämtliche auf die Litze einwirkenden - allenfalls grossen - Zugkräfte voll auf die Verbindungsstellen zwischen elektronischen Bausteinen und Litzen einwirken. Hierfür sind die Kontaktierungsflächen der elektronischen Bausteine in der Regel jedoch nicht ausgebildet, sie reissen ab und das fadenartige Gebilde ist zerstört.A disadvantage of this solution is the fact that with increasing number of electronic components, the voltage to be applied to the operation of the same becomes ever greater. If one considers that the aim of the properties to be realized according to the invention is to produce the thread-like structure of theoretically infinite length and to cut it to the desired length when introduced into a textile, this means that either a specific power supply must be selected in each case or a thread-like structure, which includes such an electronic thread part with serially connected electronic components, can only be operated with an electrical supply unit which emits a constant, preferably adjustable current over a large, so for example, from 1.5 volts to 48 volts reaching voltage range. In a mechanical sense, this extremely simple first solution does not satisfy the requirements according to the invention as described above, because all the tensile forces acting on the strand, if at all great, act fully on the connection points between electronic components and strands. For this purpose, the contacting surfaces of the electronic components are usually not formed, they tear off and the thread-like structure is destroyed.
Im Sinne der Erfindung ist es deshalb notwendig, die Verbindungsstellen zwischen den elektronischen Bausteinen und den Litzen vor Zugkräften zu schützen.For the purposes of the invention, it is therefore necessary to protect the joints between the electronic components and the strands against tensile forces.
Dies kann beispielsweise so geschehen, dass die elektronischen Bausteine und die Litze im Bereich der elektronischen Bausteine jeweils auf eine Länge, die beispielsweise mindestens das Doppelte der Länge der elektronischen Bausteine beträgt von einer gemeinsamen, die Zugkräfte übernehmenden und, zumindest im Falle von LED, transparenten Hülle umschlossen werden.This can for example be done so that the electronic components and the strand in the electronic components in each case to a length which is for example at least twice the length of the electronic components of a common, the tensile forces and, at least in the case of LED transparent Enclosed enclosure.
Eine zweite sehr einfache Möglichkeit zur Bereitstellung des elektronischen Fadenteils eines erfϊndungsgemässen fadenartigen Gebildes mit integrierten elektronischen, zweipoligen Bausteinen ist, die elektronischen Bausteinen der Wahl in definierten, regelmässigen oder beliebig wechselnden Abständen zwischen zwei, im Wesentlichen parallel verlaufende Litzen so einzubringen, dass alle elektronischen Bausteine in elektrischem Sinne gleich orientiert sind. Die Befestigung und die elektrische Kontaktierung der elektronischen Bausteine und der Litzen erfolgt beispielsweise mittels Löten, Laserschweissen oder Kleben mit einem elektrisch leitenden Klebstoff. Ein derartiger elektronischer Fadenteil eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes verbindet offensichtlich alle verwendeten elektronischen Bausteine in elektrisch parallelem Sinne miteinander und stellt deshalb theoretisch eine sehr einfache Lösung der erfindungsgemässen Aufgabenstellung dar.A second very simple way of providing the electronic thread part of a thread-like structure according to the invention with integrated electronic two-pole components is to introduce the electronic components of choice in defined, regular or arbitrarily changing distances between two substantially parallel strands such that all electronic components are electrically oriented in the same way. The attachment and the electrical contacting of the electronic components and the strands takes place for example by means of soldering, laser welding or gluing with an electrically conductive adhesive. Such an electronic thread part of a thread-like structure according to the invention obviously combines all the electronic components used in an electrically parallel sense with each other and provides Therefore theoretically a very simple solution of the inventive task.
Natürlich ist es auch möglich statt zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Litzen auch mehrere Litzen zu verwenden. Beispielsweise kann es für dreifarbige LED oder gewisse Sensortypen Sinn machen 4 parallele Litzen einzusetzen, damit die einzelnen Farben der LED bzw. die einzelnen Funktionen des Sensors getrennt angesteuert werden können.Of course, it is also possible to use two strands instead of two substantially parallel strands. For example, it can make sense for tricolor LEDs or certain sensor types to use 4 parallel strands, so that the individual colors of the LED or the individual functions of the sensor can be controlled separately.
Natürlich ist es auch möglich mehrere Litzen zu verwenden und diese beispielsweise mit zweipoligen oder vierpoligen LED so zu verbinden, dass die LED, zumindest gruppenweise, unabhängig von einander ansteuerbar sind.Of course, it is also possible to use several strands and to connect them, for example, with two-pole or four-pole LED so that the LED, at least in groups, are independently controllable.
Es ist auch möglich statt zwei oder mehrer Litzen nur eine einzige Litze zu verwenden. Diese wird dann, an den Stellen an denen ein elektronischer Baustein kontaktiert werden soll, zunächst in ihre Einzeldrähte aufgefasert, worauf entsprechende Einzeldrähte mit den entsprechenden Polen der elektronischen Bausteine elektrisch verbunden werden. Natürlich müssen in diesem Falle die Einzeldrähte der Litzen, beispielsweise im Sinne von Lackdrähten, elektrisch isoliert sein. Weiter ist es in diesem Falle von Vorteil, wenn die einzelnen Drähte der Litze, allenfalls gruppenweise, mit Isolation unterschiedlicher Farbe versehen sind.It is also possible to use only a single strand instead of two or more strands. This is then, at the points where an electronic component is to be contacted, first frayed into their individual wires, whereupon corresponding individual wires are electrically connected to the corresponding poles of the electronic components. Of course, in this case the individual wires of the strands, for example in the sense of enameled wires, must be electrically insulated. It is also advantageous in this case if the individual wires of the strand, possibly in groups, are provided with insulation of different colors.
In mechanischem Sinne genügt auch diese sehr einfache zweite Lösung den erfindungsgemässen Anforderungen meist noch nicht, weil sämtliche beispielsweise bei der Vereinigung des elektronischen und des schützenden textilen Fadenteils auf die Litzen einwirkenden - allenfalls grossen - relativ zwischen den Litzen wirkenden Zugkräfte voll auf die Verbindungsstellen zwischen elektronischen Bausteinen und Litzen einwirken. Hierfür sind die Kontaktierungsflächen der elektronischen Bausteine in der Regel jedoch nicht ausgebildet, was dazu führen kann, dass sie von den elektronischen Bausteinen abgerissen werden. Im Extremfall führt dies zu einer reissverschlussartigen Zerstörung aller elektronischen Bausteine innerhalb einer, unter Umständen, grossen Länge des elektronischen Fadenteils des fadenartigen Gebildes.In a mechanical sense, even this very simple second solution usually does not satisfy the requirements of the invention, because all the tensile forces acting on the strands, for example when the electronic and protective textile thread part act on the strands - if necessary at large - act fully on the connection points between the electronic components Building blocks and Act on strands. For this purpose, the contacting surfaces of the electronic components are usually not formed, which can lead to their being torn off the electronic components. In extreme cases, this leads to a zipper-like destruction of all electronic components within a, possibly large, length of the electronic thread part of the thread-like structure.
Im Sinne der Erfindung ist es deshalb auch bezüglich dieser Möglichkeit zur Bereitstellung eines elektronischen Fadenteils nützlich, die Verbindungsstellen zwischen den elektronischen Bausteinen und den Litzen vor Zugkräften zu schützen.For the purposes of the invention, therefore, it is also useful with respect to this possibility of providing an electronic thread part to protect the joints between the electronic components and the strands from tensile forces.
Dies kann beispielsweise so geschehen, dass die elektronischen Bausteine und Litzen im Bereich der elektronischen Bausteine jeweils auf eine Länge, die beispielsweise mindestens das Doppelte derselben beträgt von einer gemeinsamen, zumindest im Falle von LED transparenten, Hülle umschlossen werden. Diese Lösung ist aber aufwändig und führt zu einer nicht unbeträchtlichen und oft nicht erwünschten lokalen Verdickung des fadenartigen Gebildes.This can be done, for example, that the electronic components and strands in the electronic components in each case to a length, for example, at least twice the same is enclosed by a common, at least in the case of LED transparent shell. However, this solution is complex and leads to a not inconsiderable and often unwanted local thickening of the thread-like structure.
Eine im Sinne der Erfindung deutlich bessere und zudem einfacher zu realisierende Möglichkeit zur Zugentlastung ist, die Litzen in unmittelbarer Nähe der elektronischen Bausteine, also beispielsweise in einigen Millimetern Abstand von denselben, mechanisch zugfest - und natürlich elektrisch isolierend - miteinander zu verbinden. Dies kann auf einfachste Art mittels eines kleinen Tropfen Klebstoffes oder mittels Umspritzens oder "Umschmelzens" eines geeigneten Kunststoffes geschehen. Eine derartige Verbindungsstelle kann so gestaltet sein, dass sie volumenmässig deutlich kleiner ist als das Volumen eines der verwendeten elektronischen Bausteine und deshalb nicht störend ist. Vorzugsweise ist eine derartige Verbindung beidseitig jedes elektronischen Bausteins vorhanden. Von Vorteil ist, wenn der entsprechende Klebstoff oder Kunststoff nach dem Aushärten, beispielsweise in einem Bereich von 20 bis 80 Shore, dauerelastisch ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass die an den Eintrittsstellen der Litzen in die Verbindungsstellen wirkenden Scherkräfte nicht zu gross werden.A much better in the context of the invention and also easier to implement way to strain relief, the strands in the immediate vicinity of the electronic components, so for example, a few millimeters away from the same, mechanically tensile strength - and of course electrically insulating - to connect. This can be done in the simplest way by means of a small drop of adhesive or by extrusion coating or "remelting" of a suitable plastic. Such a junction can be designed so that it is much smaller in volume than the volume of one of the electronic components used and therefore is not disturbing. Preferably, such a connection is present on both sides of each electronic component. It is advantageous if the corresponding adhesive or plastic after curing, for example in a range of 20 to 80 Shore, is permanently elastic. In this way, it is avoided that the shearing forces acting at the points of entry of the strands into the connection points do not become too great.
Sind die elektronischen Bausteine in grosseren Abständen, also beispielsweise in Abständen die grösser als 10 cm sind, voneinander angeordnet, so werden derartige Verbindungen zur Zugentlastung vorteilhafterweise auch in definierten Abständen zwischen den elektronischen Bausteinen angeordnet, was den weiteren Vorteil mit sich bringt, dass sich der aus zwei oder mehreren Litzen bestehende elektronische Fadenteil des erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes nicht, oder mindestens weniger leicht, verwirrt.If the electronic components at greater intervals, so for example at intervals greater than 10 cm, arranged from each other, so such compounds for strain relief are advantageously arranged at defined intervals between the electronic components, which brings with it the further advantage that the consisting of two or more strands electronic thread part of the inventive thread-like structure not, or at least less easily, confused.
Die beschriebene einfache zweite Lösung kann leicht so modifiziert werden, dass statt einer elektrisch rein parallelen Verbindung der zweipoligen elektronischen Bausteine eine parallel-serielle Verbindung vorhanden ist. Zu diesem Zweck wird jeweils nach einer definierten Anzahl elektronischer Bausteine die elektrische Orientierung derselben bezüglich der Litzen umgekehrt. Wenn zusätzlich jeweils die Litze, welche die Pluspole der elektronischen Bausteine einer vorangehenden Zone gleich orientierter elektronischer Bausteine miteinander verbindet, am Ende dieser Zone durchgeschnitten wird, ist die erwünschte parallel-serielle Verbindung entstanden. Vorzugsweise werden die beiden Teile der durchgeschnittenen Litze im Sinne einer Zugentlastung, elektrisch getrennt, mechanisch wieder miteinander verbunden, was beispielsweise mittels eines kleinen Tropfens Klebstoff geschehen kann.The described simple second solution can be easily modified so that instead of an electrically purely parallel connection of the bipolar electronic components a parallel-serial connection is present. For this purpose, the electrical orientation of the same with respect to the strands is reversed in each case after a defined number of electronic components. In addition, if in each case the strand connecting the positive poles of the electronic components of a preceding zone of similarly oriented electronic components is cut through at the end of this zone, the desired parallel-serial connection has arisen. Preferably, the two parts of the cut-through stranded wire in the sense of a strain relief, electrically separated, mechanically connected to each other again, which can be done for example by means of a small drop of adhesive.
Es kann von Vorteil sein, wenn für mindestens einen Teil der genannten, mit Klebstoff hergestellten Zugentlastungsverbindungen zwischen den beiden Litzen ein Schmelzklebstoff verwendet wird. In diesem Falle können die Schmelzklebstoffpunkte dazu verwendet werden, das erfϊndungsgemässe fadenartige Gebilde mit dem Textil in welches es beispielsweise eingebracht wird, zu verbinden.It may be advantageous for at least a portion of said adhesive-made strain relief connections between the two strands Hot melt adhesive is used. In this case, the hot melt adhesive points can be used to connect the threadlike structure according to the invention with the textile into which it is introduced, for example.
Im Falle von in ein erfindungsgemässes fadenartiges Gebilde integrierten Sensoren, ist in der Regel davon auszugehen, dass die Sensoren einzeln, d.h. weder elektrisch seriell noch parallel, betrieben werden, obwohl dies in Ausnahmefällen beispielsweise zur Erzeugung von Mittelwerten der Signale mehrerer Sensoren Sinn machen kann. In der Regel werden erfindungsgemässe fadenartige Gebilde mit integrierten Sensoren so aufgebaut sein, dass sie, beispielsweise bei Herstellung in theoretisch unendlicher Länge, innerhalb eines gewissen Abschnittes jeweils nur einen Sensor beinhalten und diese Abschnitte vor oder nach dem Einbringen in einen textilen Gegenstand von einander getrennt werden. Bei Verwendung von mehr als zwei Litzen innerhalb des fadenartigen Gebildes können natürlich auch entsprechend mehrere Sensoren vorhanden sein und unabhängig voneinander angesteuert werden.In the case of sensors integrated in a threadlike structure according to the invention, it is generally to be assumed that the sensors are individually, i. neither electrically serially nor in parallel, although in exceptional cases this can make sense, for example, to generate mean values of the signals of several sensors. As a rule, filament-like structures according to the invention with integrated sensors will be constructed in such a way that they contain only one sensor within a certain section, for example when produced in theoretically infinite lengths, and these sections are separated from each other before or after introduction into a textile article , When using more than two strands within the thread-like structure of course, according to several sensors can be present and controlled independently.
Die geschilderten Möglichkeiten zur Bereitstellung des elektronischen Fadenteils können in Fällen, in denen bei einer Weiterverarbeitung nur mit kleinen Kräften gerechnet werden muss, auch direkt, d.h. ohne die Vereinigung mit einem schützenden textilen Fadenteil, als erfindungsgemässes fadenartiges Gebilde mit textilem Charakter und integrierten elektronischen Bausteinen dienen.The described possibilities for providing the electronic thread part can, in cases where only small forces must be expected in a further processing, also directly, i. without the union with a protective textile thread part, as a threadlike structure according to the invention with a textile character and integrated electronic building blocks.
In der Regel ist jedoch eine Vereinigung mit einem schützenden textilen Fadenteil vorzuziehen.In general, however, a combination with a protective textile thread part is preferable.
Im Folgenden werden einige Möglichkeiten besprochen um einen, oben diskutierten, elektronischen Fadenteil mit einem schützenden textilen Fadenteil zu verbinden. Eine erste Möglichkeit hierfür ist, dass zusätzlich zu dem, mindestens eine oder mehrere Litzen beinhaltenden, elektronischen Fadenteil zusätzlich mindestens ein zugfester textiler Faden parallel mitgeführt und - vorzugsweise mindestens einmal innerhalb eines Abstandes von elektronischem Baustein zu elektronischem Baustein - lokal mit der einen oder den mehreren Litzen mechanisch verbunden ist. Vorteilhaft ist eine Verbindung zwischen der mindestens einen Litze und dem mindestens einen textilen Faden jeweils unmittelbar, d.h. beispielsweise im Abstand von wenigen Millimetern, vor und nach jedem elektronischen Baustein vorhanden. Eine solche mechanische Verbindung kann beispielsweise mittels Verkleben, Umspritzen, Umschmelzen oder auch mittels Verwirbeln geschehen. Wenn die mindestens eine Litze um ein Weniges, d.h. beispielsweise um 1 bis mehrere Millimeter pro Meter, länger ist als der mindestens eine zugfeste textile Faden werden sämtliche Zugkräfte von dem mindestens einen zugfesten textilen Faden übernommen.In the following some possibilities are discussed to connect an electronic thread part discussed above with a protective textile thread part. A first possibility for this is that in addition to the, at least one or more strands-containing, electronic thread part additionally carries at least one tensile textile thread parallel and - preferably at least once within a distance from electronic module to electronic module - locally with the one or more Strands is mechanically connected. Advantageously, a connection between the at least one strand and the at least one textile thread is in each case directly, ie, for example at a distance of a few millimeters, before and after each electronic component. Such a mechanical connection can be done for example by means of gluing, encapsulation, remelting or by means of swirling. If the at least one strand is slightly longer, ie, for example, by 1 to several millimeters per meter, than the at least one tensile textile thread, all tensile forces are taken over by the at least one textile thread that is resistant to tension.
Eine zweite, sehr textile Möglichkeit zur Erhöhung der Festigkeit des fadenartigen Gebildes ist das Umspinnen (Umwinden) oder alternativ das Zwirnen eines der oben geschilderten elektronischen Fadenteile mit textilen Fäden.A second, very textile way to increase the strength of the thread-like structure is the spinning (winding) or alternatively the twisting of one of the above-described electronic thread parts with textile threads.
Zum Zwecke des - auch Umwinden genannten - Umspinnens wird ein oben geschilderter elektronischer Fadenteil als Zentralfaden verwendet, indem er von einer Spule durch den hohlen Schaft einer so genannten Hohlspindel mit konstanter Geschwindigkeit nach oben gezogen wird. Um diesen Zentralfaden wird mindestens ein, vorzugsweise aber zwei oder mehrere textile Fäden, mit derselben Geschwindigkeit ebenfalls nach oben gezogen und dabei um den als zentralen Faden dienenden erfindungsgemässen elektronischen Fadenteil herumgeführt. Auf diese Weise wird der Zentralfaden mit dem mindestens einen textilen Faden umwunden, bzw. umsponnen. Es entsteht ein nahezu vollständig textiles und gegen äussere Kräfte sehr widerstandsfähiges fadenartiges Gebilde mit textilem Charakter und mit integrierten elektronischen Bausteinen. Das Umspinnen kann mit einem, zwei oder mit mehr textilen Fäden geschehen. In der Textiltechnik wird mit bis zu 120 Fäden und mehr umsponnen. Für ein erfindungsgemässes fadenartiges Gebilde wird der zentrale elektronische Fadenteil mit integrierten elektronischen Bausteinen vorzugsweise mit 1 bis 10 textilen Fäden umsponnen.For the purpose of rewinding, which is also referred to as winding, an above-described electronic thread part is used as the central thread by being pulled upwards by a reel through the hollow shaft of a so-called hollow spindle at a constant speed. At least one, but preferably two or more textile threads, are likewise drawn upwards around this central thread at the same speed and are thereby guided around the electronic thread part according to the invention serving as a central thread. In this way, the central thread is wound or wound with the at least one textile thread. The result is a nearly completely textile and highly resistant to external forces threadlike structure with textile character and with integrated electronic components. The rewinding can be done with one, two or three done with more textile threads. In textile technology, up to 120 threads and more are wound. For a thread-like structure according to the invention, the central electronic thread part with integrated electronic components is preferably wound with 1 to 10 textile threads.
Zum Zwecke des Zwirnens wird ein, oben geschilderter, erfϊndungsgemässer elektronischer Fadenteil mit integrierten elektronischen Bausteinen von einer Spule abgezogen und mit mindestens einem, von mindestens einer parallelen Spule abgezogenen, textilen Faden zusammen verzwirnt. Üblich in der Textiltechnik sind auch mehrfach Verzwirnungen mit beispielsweise 10 oder gar bis zu 1000 und mehr parallelen Fäden.For the purpose of twisting, an above-described erfϊndungsgemäße electronic thread part with integrated electronic components is withdrawn from a spool and twisted together with at least one, withdrawn from at least one parallel coil, textile thread together. Also common in textile technology are multiple twists with, for example, 10 or even up to 1000 and more parallel threads.
Die möglichen Materialien der genannten textilen Fäden reichen von Naturfasern wie beispielsweise Baumwolle, Wolle, Seide, Sisal usw. über sämtliche in der Textiltechnik verwendeten Chemiefasern bis hin zu Glas-, Kohle- oder Metallfasern und die genannten Fäden können die Form aller bekannten so genannten Monofilamente oder aller bekannten Multifilamente aufweisen.The possible materials of the textile threads mentioned range from natural fibers such as cotton, wool, silk, sisal, etc. over all chemical fibers used in textile technology to glass, carbon or metal fibers and the threads mentioned can take the form of all known so-called monofilaments or of all known multifilaments.
Die Stärke der Fäden kann beispielsweise beginnend bei 10 dtex (ldtex = 1 g/ 10'00Om) bis zu 10'00OO dtex und mehr reichen. Für textile Gebilde mit integrierten kleinen und leichten elektronischen Bausteinen, also beispielsweise mit so genannten 0402-Bausteinen von ca. 1 mm Länge und 0.5 mm Breite oder 0603-Bausteinen von ca. 1.6 mm Länge und 0,8 mm Breite, werden vorzugsweise Fäden der Stärke 1000 bis 2200 dtex verwendet. Für textile Gebilde mit grossen elektronischen Bausteinen, also beispielsweise so genannten PLCC SMD-LED können auch Fäden mit 101OOO dtex und mehr zur Verwendung kommen. Die Methoden zur Einbringung der geschilderten fadenartigen Gebilde mit textilem Charakter und integrierten elektronischen Bausteinen in textile Stoffe oder folienartige Träger sind vielartig. Die erfindungsgemässen fadenartigen Gebilde können, in nicht vollständiger beispielhafter Aufzählung, zwischen Lagen eines, zweier oder mehrerer Stoffe eingelegt werden, sie können in einen bestimmten Stoff eingewebt, eingewirkt oder eingestrickt werden oder sie können auf einen bestimmten Stoff aufgelegt und geklebt oder auch aufgestickt bzw. aufgelegt und umstickt werden.For example, the strength of the filaments can range from 10 dtex (ldtex = 1 g / 10'00Om) to 10'OOOO dtex and more. For textile structures with integrated small and light electronic components, so for example with so-called 0402 building blocks of about 1 mm in length and 0.5 mm wide or 0603 building blocks of about 1.6 mm in length and 0.8 mm in width, are preferably threads of Thickness 1000 to 2200 dtex used. For textile structures with large electronic components, so for example so-called PLCC SMD LED threads with 10 1 000 dtex and more can be used. The methods for introducing the described thread-like structures with textile character and integrated electronic components in textile fabrics or film-like support are many. The thread-like structures according to the invention can, in an incomplete exemplary list, be inserted between layers of one, two or more fabrics, woven, knitted or knitted into a specific fabric, or they can be applied to a specific fabric and glued or embroidered or put on and be repackaged.
Im Folgenden wird das erfindungsgemässe fadenartige Gebilde mit integrierten elektronischen Bausteinen und Anwendungen desselben anhand beispielhafter Ausführungsformen erläutert.In the following, the thread-like structure according to the invention with integrated electronic components and applications thereof will be explained with reference to exemplary embodiments.
Figur 1 zeigt die Skizze des Prinzips des elektronischen Fadenteils eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes mit zwei Litzen und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen in perspektivischer Darstellung.Figure 1 shows the sketch of the principle of the electronic thread part of an inventive thread-like structure with two strands and electrically contacted in parallel two-pole electronic components in a perspective view.
Figur 11 zeigt die Skizze des Prinzips des elektronischen Fadenteils eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes mit vier Litzen und unabhängig voneinander ansteuerbaren zweipoligen elektronischen Bausteinen in perspektivischer Darstellung.11 shows the sketch of the principle of the electronic thread part of a thread-like structure according to the invention with four strands and independently controllable bipolar electronic components in a perspective view.
Die Figuren 2a, 2b, 2c zeigen die Prinzipskizzen unterschiedlicher elektrischer Verschaltungsmöglichkeiten des elektronischen Fadenteils eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes mit integrierten zweipoligen elektronischen Bausteinen. Figur 3 zeigt die Skizze des Prinzips des elektronischen Fadenteils eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes mit zwei Litzen und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen und einem textilen Faden zur Zugentlastung in perspektivischer Darstellung.Figures 2a, 2b, 2c show the schematic diagrams of different electrical Verschaltungsmöglichkeiten the electronic thread part of an inventive thread-like structure with integrated two-pole electronic components. Figure 3 shows the sketch of the principle of the electronic thread part of an inventive thread-like structure with two strands and electrically contacted in parallel two-pole electronic components and a textile thread for strain relief in a perspective view.
Figur 4 zeigt die Skizze des Prinzips des elektronischen Fadenteils eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes mit zwei, sich gegenseitig umwindenden Litzen und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen in perspektivischer Darstellung.Figure 4 shows the sketch of the principle of the electronic thread part of an inventive thread-like structure with two, mutually winding strands and electrically parallel contacted two-pole electronic components in a perspective view.
Figur 5 zeigt die Skizze des Prinzips eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes mit zwei Litzen und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen, welche von zwei textilen Fäden umsponnen sind, in perspektivischer Darstellung.Figure 5 shows the sketch of the principle of a thread-like structure according to the invention with two strands and electrically parallel contacted two-pole electronic components, which are wound by two textile threads, in perspective view.
Figur 6 zeigt die Ansichts-Skizze eines textilen Stoffes mit einem erfindungsgemässen fadenartigen Gebilde.FIG. 6 shows the view sketch of a textile fabric with a threadlike structure according to the invention.
Figur 61 zeigt die Ansichts-Skizze eines anderen textilen Stoffes mit einem erfindungsgemässen fadenartigen Gebilde.FIG. 61 shows the view sketch of another textile material with a threadlike structure according to the invention.
Figur 7 zeigt die Ansichts-Skizze eines nochmals anderen textilen Stoffes mit einem erfindungsgemässen fadenartigen Gebilde.Figure 7 shows the view sketch of yet another textile fabric with a thread-like structure according to the invention.
In Figur 1 ist die Skizze eines kurzen Ausschnittes des elektronischen Fadenteils 10 aus einem erfindungsgemässen, theoretisch unendlich langen fadenartigen Gebilde mit zwei Litzen 12a, 12b und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen 11 in perspektivischer Darstellung dargestellt.In FIG. 1, the sketch of a short section of the electronic thread part 10 is made of a theoretically infinitely long threadlike structure according to the invention with two strands 12a, 12b and electrically parallel contacted two-pole electronic components 11 shown in a perspective view.
Die beiden Litzen 12a, 12b verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und sind nur an den Stellen, an denen elektronische Bausteine 11 zwischen sie eingebracht sind, allenfalls leicht gegen aussen ausgebaucht.The two strands 12a, 12b are substantially parallel to each other and are bulged only slightly at the locations where electronic components 11 are inserted between them, if at all.
Die beiden Litzen 12a, 12b bestehen beispielsweise aus mehreren, allenfalls mit einem zusätzlichen Metall wie beispielsweise Silber beschichteten, Kupferdrähten. Der Durchmesser eines der Kupferdrähte beträgt beispielsweise 10 bis 200 μm, vorzugsweise 20 bis 70 μm. Die Anzahl miteinander zur Litze gedrehten Kupferdrähte ist beispielsweise 3 bis 100, vorzugsweise 10 bis 40.The two strands 12a, 12b consist for example of several, possibly with an additional metal such as silver coated copper wires. The diameter of one of the copper wires is, for example, 10 to 200 μm, preferably 20 to 70 μm. The number of copper wires twisted together to form the strand is, for example, 3 to 100, preferably 10 to 40.
In der Regel sind die Litzen 12a, 12b elektrisch isoliert. Vorzugsweise ist die Isolation eine dünne, d.h. beispielsweise 20 bis 200 μm, vorzugsweise 50 bis 100 μm starke, alle Kupferdrähte gemeinsam umgebende Hülle. Die Isolation kann aber auch dadurch gewährleistet sein, dass so genannte Lackdrähte verwendet sind, die jeweils eine sehr dünne Lackschicht von beispielsweise 1 bis 20 μm Wandstärke aufweisen.As a rule, the strands 12a, 12b are electrically insulated. Preferably, the insulation is a thin, i. for example, 20 to 200 microns, preferably 50 to 100 microns strong, all copper wires together surrounding shell. However, the insulation can also be ensured by using what are known as enameled wires, each of which has a very thin lacquer layer of, for example, 1 to 20 μm wall thickness.
Im Bereich in welchem die elektronischen Bausteine 11 zwischen die Litzen 12a, 12b eingebracht sind, sind die Litzen abisoliert. Dieses Abisolieren kann beispielsweise durch lokales Erhitzen der Litzen 12a, 12b geschehen.In the area in which the electronic components 11 are inserted between the strands 12a, 12b, the strands are stripped. This stripping can be done for example by local heating of the strands 12a, 12b.
Die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Litzen 12a, 12b und den elektronischen Bausteinen 1 1 geschieht beispielsweise mittels Verschweissen mitThe electrical and mechanical connection between the strands 12a, 12b and the electronic components 1 1 happens for example by means of welding
Laser, mittels Kleben mit elektrisch leitfähigem Klebstoff oder vorzugsweise mittels Löten. In den beiden letzten Fällen bildet sich eine Verbindungsverdickung 13 aus, welche auf den Kontaktierungsflächen I Ia des elektronischen Bausteines haftet und die abisolierten Litzen 12a, 12b lokal umhüllt.Laser, by gluing with electrically conductive adhesive or preferably by means of Soldering. In the last two cases, a connection thickening 13 forms, which adheres to the contacting surfaces I Ia of the electronic component and locally envelops the stripped conductors 12a, 12b.
Im Beispiel von Figur 1 weisen die elektronischen Bausteine 1 1 beispielsweise die Bauform 0603 auf, d.h. sie besitzen an ihren langen Enden zwei elektrische Kontaktierungsflächen und weisen ungefähr die Länge 1.6 mm(0.6"), die Breite 0.8 mm (0.3") und in der Regel eine Höhe zwischen 0.1 und 1 mm auf. Es kann sich aber auch um elektronische Bausteine anderer Baugrösse handeln.In the example of Figure 1, the electronic components 1 1, for example, the design 0603, i. they have two electrical contacting surfaces at their long ends and are approximately 1.6 mm (0.6 ") in width, 0.8 mm (0.3") wide, and typically between 0.1 and 1 mm in height. It can also be electronic components of other sizes.
Von ihrer Funktion her können solche elektronischen Bausteine beispielsweise monochromatische LED, also beispielsweise rotes, oranges, gelbes, grünes, blaues oder auch weisses Licht abstrahlende LED sein. Es kann sich aber auch um Sensoren unterschiedlicher Art handeln. Beispielsweise kann der elektronische Baustein 11 in nicht abschliessender Aufzählung ein optischer Sensor oder ein Temperatursensor oder ein Beschleunigungssensor oder ein auf Veränderungen des elektromagnetischen Feldes der Umgebung reagierender Sensor sein.In terms of their function, such electronic components can be monochromatic LEDs, for example red, orange, yellow, green, blue or even white light emitting LEDs. But it can also be sensors of different types. For example, the non-exhaustive enumeration electronic device 11 may be an optical sensor or a temperature sensor or an acceleration sensor or a sensor responsive to changes in the electromagnetic field of the environment.
Schon relativ geringe Kräfte, also beispielsweise nur wenige Newton, welche die beiden Litzen 12a, 12b in Querrichtung auseinander ziehen, führen bei dem bisher geschilderten Aufbau entweder zur Ablösung der Verbindungsverdickung 13 von den Kontaktierungsflächen I Ia der elektronischen Bausteine 11 oder sie reissen gar die Kontaktierungsflächen I Ia von den elektronischen Bausteine 11 ab. Um dies zuverlässig zu verhindern, d.h. bei Kräften die mindestens ein fünffaches der genannten betragen, ist mindestens einseitig, vorzugsweise und im Beispiel der Figur 1 jedoch beidseitig, bei jedem elektronischen Baustein 1 1 , in kurzem Abstand, d.h. im Abstand von wenigen Millimetern, jeweils eine Verbindung 14 zwischen den Litzen 12a, 12b vorhanden. Weisen die elektronischen Bausteine eine Distanz von beispielsweise mehr als 10 cm zueinander auf, sind derartige Verbindungen 14, in Figur 1 nicht gezeigt, vorzugsweise in Abständen von beispielsweise 5 bis 10 cm auch auf der Strecke zwischen den elektronischen Bausteinen 11 vorhanden.Even relatively small forces, that is, for example, only a few Newton, which pull apart the two strands 12a, 12b in the transverse direction, lead in the previously described structure either to detach the connecting thickening 13 of the contacting surfaces I Ia of the electronic components 11 or even tear the contacting surfaces I Ia from the electronic components 11 from. In order to reliably prevent this, ie at forces which amount to at least five times that mentioned, is at least one side, preferably and in the example of Figure 1 but on both sides, at each electronic module 1 1, at a short distance, ie at a distance of a few millimeters, respectively a connection 14 between the strands 12a, 12b is present. If the electronic components have a distance of, for example, more than 10 cm from each other, such connections 14, not shown in FIG. 1, are preferably present at intervals of, for example, 5 to 10 cm, also on the path between the electronic components 11.
Eine solche Verbindung 14 kann beispielsweise aus einem Tropfen rasch aushärtenden Klebstoffes, also beispielsweise aus einem Heissleim, einem Cyanoacrylat oder aus einem UV-härtenden Klebstoff bestehen. Sie kann aber auch aus einem beliebigen anderen geeigneten Material bestehen, mit welchem die Litzen beispielsweise umspritzt oder umschmolzen sind. Vorzugsweise ist die Verbindung aus einem, nach dem Aushärten dauerelastischen Material hergestellt.Such a compound 14 may for example consist of a drop of rapidly curing adhesive, so for example from a hot glue, a cyanoacrylate or a UV-curing adhesive. But it can also consist of any other suitable material with which the strands are, for example, encapsulated or melted. Preferably, the compound is made of a, after curing permanently elastic material.
In der Regel wird das an Hand Figur 1 besprochene Gebilde 10 zusammen mit einem schützenden textilen Fadenteil als elektronischer Fadenteil zu einem erfindungsgemässen fadenartigen Gebilde mit textilem Charakter verarbeitet.As a rule, the structure 10 discussed on the basis of FIG. 1 is processed together with a protective textile thread part as an electronic thread part to form a threadlike structure according to the invention with a textile character.
In speziellen Fällen, beispielsweise wenn die zu einem späteren Zeitpunkt auf das Gebilde 10 einwirkenden Kräfte mit Sicherheit klein genug sind, kann das in Figur 1 dargestellte Gebilde 10 auch direkt als fertiges, erfindungsgemässes fadenähnlichesIn special cases, for example if the forces acting on the structure 10 at a later time are certainly small enough, the structure 10 shown in FIG. 1 can also be directly used as a finished yarn-like material according to the invention
Gebilde verwendet werden. Wenn es beispielsweise durch die Art der Einbringung des erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 10 sichergestellt ist, dass sich die unterschiedlich gepolten Litzen nie berühren, können in diesen Fällen auch unisolierte Litzen verwendet werden.Structures are used. If, for example, it is ensured by the type of insertion of the thread-like structure 10 according to the invention that the differently polarized strands never touch, uninsulated strands can also be used in these cases.
In Figur 1 1 ist die Skizze eines kurzen Ausschnittes des elektronischen Fadenteils 1 10 aus einem erfindungsgemässen, theoretisch unendlich langen fadenartigen Gebilde mit drei Litzen 112a, 112b, 112c und elektrisch kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen 1 11 in perspektivischer Darstellung dargestellt.In Figure 1 1, the sketch of a short section of the electronic thread portion 1 10 of an inventive, theoretically infinitely long thread-like Structure with three strands 112a, 112b, 112c and electrically contacted two-pole electronic components 1 11 shown in perspective view.
Die drei Litzen 112a, 112b, 112c verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und sind nur an den Stellen, an denen elektronische Bausteine 11 1 zwischen sie eingebracht sind, allenfalls leicht gegen aussen ausgebaucht.The three strands 112a, 112b, 112c are substantially parallel to each other and are bulged only slightly at the locations where electronic components 11 1 are inserted between them.
Die drei Litzen 112a, 112b, 112c bestehen beispielsweise aus mehreren, allenfalls mit einem zusätzlichen Metall wie beispielsweise Silber beschichteten, Kupferdrähten. Der Durchmesser eines der Kupferdrähte beträgt beispielsweise 10 bis 200 μm, vorzugsweise 20 bis 70 μm. Die Anzahl miteinander zur Litze gedrehten Kupferdrähte ist beispielsweise 3 bis 100, vorzugsweise 10 bis 40.The three strands 112a, 112b, 112c consist, for example, of a plurality of copper wires, possibly coated with an additional metal, such as, for example, silver. The diameter of one of the copper wires is, for example, 10 to 200 μm, preferably 20 to 70 μm. The number of copper wires twisted together to form the strand is, for example, 3 to 100, preferably 10 to 40.
In der Regel sind die drei Litzen 112a, 1 12b, 112c elektrisch isoliert. Vorzugsweise ist die Isolation eine dünne, d.h. beispielsweise 20 bis 200 μm, vorzugsweise 50 bis 100 μm starke, alle Kupferdrähte gemeinsam umgebende Hülle. Die Isolation kann aber auch dadurch gewährleistet sein, dass so genannte Lackdrähte verwendet sind, die jeweils eine sehr dünne Lackschicht von beispielsweise 1 bis 20 μm Wandstärke aufweisen.As a rule, the three strands 112a, 112b, 112c are electrically insulated. Preferably, the insulation is a thin, i. for example, 20 to 200 microns, preferably 50 to 100 microns strong, all copper wires together surrounding shell. However, the insulation can also be ensured by using what are known as enameled wires, each of which has a very thin lacquer layer of, for example, 1 to 20 μm wall thickness.
Im Bereich in welchem die elektronischen Bausteine 11 1 zwischen zwei der drei Litzen 1 12a, 1 12b, 1 12c eingebracht sind, sind die entsprechenden beiden Litzen abisoliert. Dieses Abisolieren kann beispielsweise durch lokales Erhitzen der entsprechenden beiden Litzen geschehen. Das Einbringen der zweipoligen elektronischen Bausteine 1 1 1 zwischen die drei Litzen 1 12a, 112b, 1 12c geschieht so, dass der Plus- und Minuspol von 6 aufeinander folgenden elektronischen Bausteinen jeweils mit einer anderen Kombination zweier der drei Litzen 1 12a, 112b, 112c verbunden ist. Im Beispiel von Figur 1 1 ist von links oben nach rechts unten gesehen beim ersten Baustein der Pluspol mit der Litze 1 12c und der Minuspol mit der Litze 112a verbunden. Beim zweiten Baustein sind Plus- und Minuspol zwischen denselben beiden Litzen vertauscht befestigt. Beim dritten und vierten Baustein ist bei sonst entsprechender Konfiguration die Litze 112a durch die Litze 1 12b ersetzt und der fünfte und sechste Baustein werden von den beiden Litzen 112b und 112a auf entsprechende Weise kontaktiert. Durch diese Art der Kontaktierung zweipoliger elektronischer Bausteine 1 1 1 mittels drei Litzen 112a, 112b, 1 12c können also durch entsprechendes Anlegen geeigneter elektrischer Spannungen die sechs elektronischen Bausteine 111 in wahlfreier Reihenfolge angesteuert werden. Natürlich können sich beliebig viele derartige, jeweils bis zu sechs kontaktierte Bausteine 111 enthaltende, Gruppen entlang eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 110 folgen, wobei dann jeweils die entsprechend kontaktierten Bausteine innerhalb der unterschiedlichen Gruppen gleichzeitig angesteuert werden.In the area in which the electronic components 11 1 between two of the three strands 1 12 a, 1 12 b, 1 12 c are introduced, the corresponding two strands are stripped. This stripping can be done for example by local heating of the corresponding two strands. The introduction of the bipolar electronic modules 1 1 1 between the three strands 1 12a, 112b, 1 12c done so that the plus and minus pole of 6 consecutive electronic components each with a different combination of two of the three strands 1 12a, 112b, 112c connected is. In the example of FIG. 11, the positive pole with the stranded wire 1 12c and the negative pole with the stranded wire 112a are connected from top left to bottom right in the first building block. For the second module, the plus and minus poles are interchanged between the same two wires. In the case of the third and fourth module, if the configuration is otherwise appropriate, the strand 112a is replaced by the strand 112b, and the fifth and sixth building blocks are contacted by the two strands 112b and 112a in a corresponding manner. By this type of contacting two-pole electronic components 1 1 1 by means of three strands 112a, 112b, 1 12c so the six electronic components 111 can be driven in a random order by appropriate application of appropriate electrical voltages. Of course, any number of such, each containing up to six contacted blocks 111, groups along a thread-like structure 110 according to the invention can follow, in which case each of the corresponding contacted blocks within the different groups are controlled simultaneously.
Offensichtlich kann die Anzahl unabhängig voneinander ansteuerbarer elektronischer Bausteine 111 durch Verwendung einer grosseren Anzahl von Litzen 112 vergrössert werden. Bei entsprechender Verwendung von 4 Litzen 1 12 können bereits 12 zweipolige elektronische Bausteine unabhängig angesteuert werden. Allgemein ausgedrückt beträgt bei Verwendung von n Litzen die Anzahl unabhängig ansteuerbarer zweipoliger Bausteine n*(n-l).Obviously, the number of independently controllable electronic components 111 can be increased by using a larger number of strands 112. With appropriate use of 4 strands 1 12 already 12 bipolar electronic components can be controlled independently. Generally speaking, when using n strands, the number of independently controllable bipolar devices is n * (n-1).
Offensichtlich können auf diese Art auch elektronische Bausteine 1 11 mit mehr als zwei Anschlüssen verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich bei vier im fadenartigen Gebilde 110 vorhandenen Litzen 112 sogenannte RGB-LED so zu anzuschliessen, dass die drei Farben der RGB-LED 1 1 1 unhabhängig voneinander angesteuert werden können. RGB-LED sind in der Regel so aufgebaut, dass sie einen den drei Farben gemeinsamen Pol - d.h. eine gemeinsame Annode oder Kathode - aufweisen. Werden beim Vorhandensein von 4 Litzen 112 dieser gemeinsame Pol und die drei Farbpole zyklisch vertauscht an die 4 Litzen angeschlossen können offensichtlich 4 RGB-LED unabhängig voneinander die Farben wechseln. Sind n Litzen 112 vorhanden könnenObviously, electronic components 11 with more than two connections can also be used in this way. Thus, for example, it is possible with four strands 112 present in the thread-like structure 110 so-called RGB LED to to connect that the three colors of the RGB LED 1 1 1 can be controlled independently of each other. RGB LEDs are typically designed to have a common pole to the three colors - ie, a common anode or cathode. If, in the presence of 4 strands 112, this common pole and the three color poles are cyclically interchanged connected to the 4 strands, obviously 4 RGB LEDs can independently change colors. Are n strands 112 available
RGB-LED unabhängig voneinander die Farben wechseln, bei beispielsweise 10 Leitungen also 15 LED.RGB LEDs change colors independently of one another, ie 15 LEDs for 10 lines, for example.
Offensichtlich ist es zur unabhängigen Ansteuerung von Farben nicht notwendig, dass LED verwendet werden, welche die gewünschten Farben in einem elektronischen Baustein vereinigen. Es ist auch möglich beispielsweise zwei, drei, vier oder gar noch mehr LED-Bausteine 111, die jeweils exakt eine Lichtfarbe abstrahlen, allenfalls gruppenweise dicht an dicht, in ein fadenartiges Gebilde 110 mit entsprechend vielen unabhängigen Litzen 112 einzubringen.Obviously, it is not necessary for the independent control of colors that LEDs are used which combine the desired colors in an electronic component. It is also possible, for example, two, three, four or even more LED modules 111, each emit exactly one light color, possibly in groups tightly packed in a thread-like structure 110 with correspondingly many independent strands 112.
Die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den drei oder mehr Litzen 112a, 1 12b, 112c und den elektronischen Bausteinen 111 von Figur 11 geschieht beispielsweise mittels Verschweissen mit Laser, mittels Kleben mit elektrisch leitfähigem Klebstoff oder vorzugsweise mittels Löten.The electrical and mechanical connection between the three or more strands 112a, 112b, 112c and the electronic components 111 of FIG. 11 occurs, for example, by laser welding, by gluing with electrically conductive adhesive, or preferably by soldering.
Im Beispiel von Figur 1 1 weisen die elektronischen Bausteine 1 1 beispielsweise die Bauform 0603 auf, d.h. sie besitzen an ihren langen Enden zwei elektrische Kontaktierungsflächen l i la, 111b und weisen ungefähr die Länge 1.6 mm(0.6"), die Breite 0.8 mm (0.3") und in der Regel eine Höhe zwischen 0.1 und 1 mm auf. Es kann sich aber auch um elektronische Bausteine anderer Baugrösse handeln. Von ihrer Funktion her können solche elektronischen Bausteine beispielsweise monochromatische LED, also beispielsweise rotes, oranges, gelbes, grünes, blaues oder auch weisses Licht abstrahlende LED sein. Es können aber auch LED-Bausteine sein, welche in der Lage sind mehrere Lichtfarben gemischt aber unabhängig von einander ansteuerbar abzustrahlen. Es kann sich aber auch um Sensoren unterschiedlicher Art handeln. Beispielsweise kann der elektronische Baustein 111 in nicht abschliessender Aufzählung ein optischer Sensor oder ein Temperatursensor oder ein Beschleunigungssensor oder ein auf Veränderungen des elektromagnetischen Feldes der Umgebung reagierender Sensor sein.In the example of Figure 1 1, the electronic components 1 1, for example, the design 0603, ie they have at their long ends two electrical contact surfaces li la, 111b and have approximately the length 1.6 mm (0.6 "), the width 0.8 mm (0.3 ") and usually a height between 0.1 and 1 mm. It can also be electronic components of other sizes. In terms of their function, such electronic components can be monochromatic LEDs, for example red, orange, yellow, green, blue or even white light emitting LEDs. But it can also be LED modules, which are able to mix several light colors but independently controllable radiate. But it can also be sensors of different types. For example, the non-exhaustive enumeration electronic device 111 may be an optical sensor or a temperature sensor or an acceleration sensor or a sensor responsive to changes in the electromagnetic field of the environment.
Mindestens einseitig, vorzugsweise und im Beispiel der Figur 11 jedoch beidseitig, bei jedem elektronischen Baustein 11 1 oder bei einer Gruppe von dicht an dicht eingebrachten Bausteinen, ist in kurzem Abstand, d.h. im Abstand von wenigen Millimetern, jeweils eine Verbindung 1 14 zwischen den drei oder mehr Litzen 1 12a, 112b, 112c vorhanden.At least one side, preferably and in the example of FIG. 11, however, on both sides, with each electronic component 11 1 or with a group of closely packed components, is at a short distance, i. at a distance of a few millimeters, each one connection 1 14 between the three or more strands 1 12a, 112b, 112c available.
Eine solche Verbindung 114 kann beispielsweise aus einem Tropfen rasch aushärtenden Klebstoffes, also beispielsweise aus einem Heissleim, einem Cyanoacrylat oder aus einem UV-härtenden Klebstoff bestehen. Sie kann aber auch aus einem beliebigen anderen geeigneten Material bestehen.Such a connection 114 may consist, for example, of a drop of rapidly curing adhesive, for example of a hot glue, of a cyanoacrylate or of a UV-curing adhesive. But it can also consist of any other suitable material.
In der Regel wird das an Hand Figur 11 besprochene Gebilde 1 10 zusammen mit einem schützenden textilen Fadenteil als elektronischer Fadenteil zu einem erfϊndungsgemässen fadenartigen Gebilde mit textilem Charakter verarbeitet.As a rule, the structure 1 10 discussed with reference to FIG. 11 is processed together with a protective textile thread part as an electronic thread part to form a threadlike structure of textile character according to the invention.
In speziellen Fällen, beispielsweise wenn die zu einem späteren Zeitpunkt auf das Gebilde 110 einwirkenden Kräfte mit Sicherheit klein genug sind, kann das in Figur 11 dargestellte Gebilde 110 auch direkt als fertiges, erfindungsgemässes fadenähnliches Gebilde verwendet werden. Wenn es beispielsweise durch die Art der Einbringung des erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 1 10 sichergestellt ist, dass sich die unterschiedlich gepolten Litzen nie berühren, können in diesen Fällen auch unisolierte Litzen verwendet werden.In special cases, for example, if the forces acting on the structure 110 at a later time are certainly small enough, that can be seen in FIG 11 shown structures 110 are also used directly as a finished, inventive thread-like structure. If, for example, it is ensured by the type of insertion of the inventive thread-like structure 1 10 that the differently polarized strands never touch, uninsulated strands can be used in these cases.
Die Figuren 2a, 2b, 2c zeigen die Prinzipskizzen unterschiedlicher elektrischer Verschaltungsmöglichkeiten des elektronischen Fadenteils eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 20 mit integrierten zweipoligen elektronischen Bausteinen 21 und zwei Litzen 22a, 22b.Figures 2a, 2b, 2c show the schematic diagrams of different electrical Verschaltungsmöglichkeiten the electronic thread part of an inventive thread-like structure 20 with integrated bipolar electronic devices 21 and two strands 22a, 22b.
Figur 2a zeigt den einfachsten Fall in welchem die elektronischen Bausteine 21 mittels zweier Litzen 22a, 22b elektrisch parallel mit einander verbunden sind. Sind die elektronischen Bausteine 21 beispielsweise alles gleichartige LED, d.h. LED welche alle mit derselben elektrischen Spannung betrieben werden, so können auf diese Weise ohne Weiteres, beginnend bei einer einzelnen LED bis hin zu beispielsweise 20 solcher LED mit der von dieser Art LED benötigten Spannung, also beispielsweise mit 1.6 bis 3.8 Volt, betrieben werden. Unter Umständen ist es sinnvoll, zusätzlich einen, in Figur 2a nicht gezeigten Vorwiderstand vor die gesamte parallele LED-Kette zu setzen.Figure 2a shows the simplest case in which the electronic components 21 are electrically connected in parallel with each other by means of two strands 22a, 22b. For example, if electronic devices 21 are all similar LED, i. LED which are all operated with the same electrical voltage, so can be operated in this way without further, starting with a single LED up to, for example, 20 such LED with the voltage required by this type LED, so for example at 1.6 to 3.8 volts. Under certain circumstances, it makes sense additionally to set a series resistor (not shown in FIG. 2a) in front of the entire parallel LED chain.
Figur 2b zeigt einen Fall in welchem die zweipoligen elektronischen Bausteine 21 mittels zweier Litzen 22a, 22b elektrisch so verbunden sind, dass eine serielleFIG. 2b shows a case in which the bipolar electronic components 21 are electrically connected by means of two strands 22a, 22b in such a way that a serial connection is provided
Verbindung parallel verschalteter Untergruppen vorhanden ist. Dazu sind im Beispiel von Figur 2b die elektronischen, eine Durchlassrichtung von Plus nach Minus aufweisenden Halbleiter-Bausteine 21 so mit den beiden Litzen 22a, 22b verbunden, dass der Pluspol aufeinander folgender Untergruppen von elektronischen Bausteinen 21 alternierend mit der Litze 22a bzw. 22b verbunden ist. Zusätzlich sind die beiden Litzen 22a, 22b an den entsprechenden Stellen so unterbrochen, dass - wie in Figur 2b von rechts nach links - jeweils der Pluspol des letzen elektronischen Bausteines 21 der vorangehenden Untergruppe vom Minuspol der nachfolgenden Untergruppe getrennt ist. Sind die elektronischen Bausteine 21 beispielsweise alles gleichartige LED, d.h. LED welche alle mit derselben elektrischen Spannung betrieben werden, so können auf diese Weise ohne Weiteres bis hin zu einigen 100 LED gleichzeitig betrieben werden.Connection of parallel interconnected subgroups is available. For this purpose, in the example of FIG. 2b, the electronic semiconductor devices 21, which have a forward direction from plus to minus, are connected to the two strands 22a, 22b such that the plus pole of successive subgroups of electronic components 21 is connected alternately to the strand 22a or 22b is. In addition, the two Strands 22a, 22b interrupted at the corresponding points so that - as in Figure 2b from right to left - each of the positive pole of the last electronic module 21 of the preceding subgroup is separated from the negative pole of the following subgroup. If, for example, the electronic components 21 are all identical LEDs, ie LEDs which are all operated with the same electrical voltage, it is thus readily possible to operate simultaneously up to a few 100 LEDs in this way.
Figur 2c zeigt einen Fall in welchem die zweipoligen elektronischen Bausteine 21 mittels dreier Litzen 22a, 22b, 22c elektrisch so verbunden sind, dass eine parallele Verbindung seriell verschalteter Untergruppen vorhanden ist. Dazu sind im Beispiel von Figur 2c die elektronischen, eine Durchlassrichtung von Plus nach Minus aufweisenden Halbleiter-Bausteine 21 gruppenweise so durch die Litze 22c untereinander verbunden, dass jeweils - wie in Figur 2c von rechts nach links - der Minuspol des vorausgehenden elektronischen Bausteines 21 mit dem Pluspol des nachfolgenden verbunden ist. Am Beginn jeder solchen Untergruppe ist der Pluspol des ersten elektronischen Bausteines 21 jeweils mit der beispielsweise als durchlaufende Plusleitung dienenden Litze 22b verbunden, während am Ende jeder Untergruppe der Minuspol des letzten elektronischen Bausteines 21 mit der beispielsweise als durchlaufende Minusleitung dienenden Litze 22a kontaktiert ist. Sind die elektronischen Bausteine 21 beispielsweise alles gleichartige LED, d.h. LED welche alle mit derselben elektrischen Spannung betrieben werden, so können auf diese Weise ohne Weiteres bis hin zu einigen 100 LED gleichzeitig betrieben werden.FIG. 2c shows a case in which the two-pole electronic components 21 are electrically connected by means of three leads 22a, 22b, 22c in such a way that a parallel connection of series-connected subgroups is present. For this purpose, in the example of FIG. 2c, the electronic semiconductor devices 21 having a forward direction from plus to minus are interconnected in groups by the stranded wire 22c such that the negative pole of the preceding electronic component 21, as in FIG. 2c from right to left connected to the positive pole of the following. At the beginning of each such subgroup, the positive pole of the first electronic component 21 is connected to the strand 22b serving as a continuous positive conductor, for example, while at the end of each subgroup the negative pole of the last electronic component 21 is contacted with the strand 22a serving as a continuous negative conductor, for example. For example, if electronic devices 21 are all similar LED, i. LED which are all operated with the same electrical voltage, so can be operated in this way easily up to several 100 LEDs simultaneously.
Im Folgenden wird, ohne dies näher zu besprechen, in der Regel angenommen, dass die elektrische Verschaltung der elektronischen Bausteine einer dieser drei besprochenen Möglichkeiten entspricht. In der folgenden Besprechung der Figuren 3 bis 5 gelten bezüglich der Ausführung der Litzen, allfälliger textiler Fäden, der Beschaffenheit der elektronischen Bausteine, der Verbindungsarten usw. exakt dieselben Überlegungen wie bei der Erläuterung bezüglich der Figur 1.In the following, without discussing it in more detail, it is generally assumed that the electrical wiring of the electronic components corresponds to one of these three possibilities discussed. In the following discussion of FIGS. 3 to 5, with regard to the design of the strands, any textile threads, the nature of the electronic components, the types of connection, etc., exactly the same considerations apply as in the explanation relating to FIG.
In Figur 3 ist die Skizze eines kurzen Ausschnittes des elektronischen Fadenteils 30 eines erfindungsgemässen, theoretisch unendlich langen fadenartigen Gebildes mit zwei Litzen 32a, 32b und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen 31 in perspektivischer Darstellung dargestellt.3 shows a sketch of a short section of the electronic thread part 30 of a theoretically infinitely long thread-like structure according to the invention with two strands 32a, 32b and two-pole electronic components 31 contacted in parallel in a perspective view.
Wie in Figur 11 besprochen könnten natürlich auch mehr als zwei Litzen 32 vorhanden sein.Of course, as discussed in Figure 11, more than two strands 32 could be present.
In Ergänzung zum Beispiel der Figur 1 ist hier zusätzlich mindestens ein textiler Faden 35 vorhanden, welcher im Wesentlichen parallel zu den beiden Litzen 32a, 32b verläuft und relativ zu diesen durch die Verbindung 34 mechanisch fixiert ist.In addition to the example of Figure 1, at least one textile thread 35 is additionally present here, which runs essentially parallel to the two strands 32a, 32b and is mechanically fixed relative thereto by the connection 34.
Das Material des mindestens einen textilen Fadens 35, kann jedes in der Textiltechnik zur Herstellung von Fäden verwendete Material sein. Wichtig ist nur, dass der Faden eine genügend hohe Reissfestigkeit aufweist.The material of the at least one textile thread 35 may be any material used in textile technology for making threads. It is only important that the thread has a sufficiently high tensile strength.
Vorzugsweise sind beiden Litzen 32a, 32b im Bereich der elektronischen Bausteine 31 um ein Weniges, d.h. um einige Zehntelmillimeter bis einige Millimeter pro Meter, länger als der mindestens eine textile Faden 35. Auf diese Weise werden sämtliche Zugkräfte welche auf das fadenartige Gebilde, beispielsweise während einer Weiterverarbeitung desselben, einwirken, durch den mindestens einen textilen Faden übernommen. Damit sind die Verbindungsstellen 33 und die Kontaktierungsflächen 31a der elektronischen Bausteine 31 gegen vorauszusehende äussere Kräfte weitgehend geschützt.Preferably, both strands 32a, 32b in the field of electronic components 31 by a little, ie by a few tenths of a millimeter to a few millimeters per meter, longer than the at least one textile thread 35. In this way, all tensile forces which on the thread-like structure, for example during a further processing of the same, act through the at least one textile Thread taken. Thus, the connection points 33 and the contacting surfaces 31a of the electronic components 31 are largely protected against anticipated external forces.
In der Regel wird das an Hand Figur 3 besprochene Gebilde 30 zusammen mit einem schützenden textilen Fadenteil als elektronischer Fadenteil zu einem erfindungsgemässen fadenartigen Gebilde mit textilem Charakter und integrierten elektronischen Bausteinen verarbeitet.As a rule, the structure 30 discussed with reference to FIG. 3 is processed together with a protective textile thread part as an electronic thread part to form a threadlike structure of textile character and integrated electronic building blocks according to the invention.
In speziellen Fällen, beispielsweise wenn die zu einem späteren Zeitpunkt auf das Gebilde 30 einwirkenden Kräfte mit Sicherheit klein genug sind, kann das in Figur 3 dargestellte Gebilde 30 auch direkt als fertiges, erfϊndungsgemässes fadenähnliches Gebilde verwendet werden. Wenn es beispielsweise durch die Art der Einbringung des erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 30 sichergestellt ist, dass sich die unterschiedlich gepolten Litzen nie berühren, können in diesen Fällen auch unisolierte Litzen verwendet werden.In special cases, for example if the forces acting on the structure 30 at a later time are certainly small enough, the structure 30 shown in FIG. 3 can also be used directly as a finished yarn-like structure according to the invention. If, for example, it is ensured by the type of insertion of the inventive thread-like structure 30 that the differently polarized strands never touch, uninsulated strands can also be used in these cases.
In Figur 4 ist die Skizze eines kurzen Ausschnittes des nochmals andersartigen elektronischen Fadenteils 40 eines erfindungsgemässen, theoretisch unendlich langen fadenartigen Gebildes mit zwei Litzen 42a, 42b und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen 41 in perspektivischer Darstellung dargestellt.4 shows the sketch of a short section of the again different electronic thread part 40 of an inventive, theoretically infinitely long thread-like structure with two strands 42a, 42b and electrically parallel contacted two-pole electronic components 41 shown in a perspective view.
Hier wird ein Schutz gegen auf die Verbindung 43 und die Kontaktierungsflächen 41a der elektronischen Bausteine 41 einwirkenden Quer- und Längskräfte ohne den Einsatz zusätzlicher Komponenten dadurch erreicht, dass die beiden Litzen 42a, 42b, beispielsweise während des Aufspulens im Zuge der Herstellung oder auch während eines Umspulens nach der eigentlichen Herstellung, miteinander versponnen sind, d.h. sich gegenseitig umwinden.Here, a protection against acting on the connection 43 and the contacting surfaces 41a of the electronic components 41 transverse and longitudinal forces without the use of additional components is achieved in that the two strands 42a, 42b, for example during winding during manufacture or during a rewinding after the actual production, are spun together, ie, wrap around each other.
Dieses sich gegenseitig Umwinden tritt mindestens einmal pro 5 Zentimeter, besser aber mindestens einmal pro Zentimeter auf, damit die beiden Litzen 42a, 42b nicht durch Querkräfte welche beispielsweise durch Reibung oder Verwindung auftreten können, voneinander weggedrückt werden.This mutual winding occurs at least once per 5 centimeters, but better at least once per centimeter, so that the two strands 42a, 42b are not pushed away by lateral forces which can occur, for example by friction or twisting each other.
In speziellen Fällen, beispielsweise wenn die zu einem späteren Zeitpunkt auf das Gebilde 40 einwirkenden Kräfte mit Sicherheit klein genug sind, kann das in Figur 4 dargestellte Gebilde 40 auch direkt als fertiges, erfϊndungsgemässes fadenähnliches Gebilde verwendet werden.In special cases, for example if the forces acting on the formation 40 at a later time are certainly small enough, the structure 40 shown in FIG. 4 can also be used directly as a finished, thread-like structure according to the invention.
In Figur 5 ist die Skizze eines kurzen Ausschnittes aus einem vollständigen, d.h. den elektronischen sowie den textilen Fadenteil umfassenden, erfindungsgemässen, theoretisch unendlich langen fadenartigen Gebildes 50 mit zwei Litzen 52a, 52b und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen 51 in perspekti vi scher Darstel 1 ung dargestellt.In Fig. 5, the sketch of a short excerpt from a complete, i. the electronic and the textile thread part comprehensive, according to the invention, theoretically infinitely long thread-like structure 50 with two strands 52a, 52b and electrically contacted in parallel two-pole electronic components 51 in perspekti vi shear representation 1 presented.
Zur Gewährleistung eines nochmals deutlich verbesserten Schutzes gegen äussere Kräfte, welche auf die Verbindung 53 und die Kontaktierungsflächen 51a einwirken können, ist in Figur 5 ein Figur 1 entsprechender, elektronischer Fadenteil mit mindestens einem, im Beispiel der Figur 5 mit zwei, oder aber auch mit mehreren, als schützender textiler Fadenteil wirkenden textilen Fäden 56a, 56b umsponnen. Ein derartiges fadenartiges Gebilde 50 kann beispielsweise problemlos den hohen Beschleunigungs- und Reibungskräften widerstehen, welche beim Weben mit hohen Geschwindigkeiten auf den Schussfaden einwirken. Zur weiteren Verstärkung des fadenartigen Gebildes 50 kann statt eines elektronischen Fadenteils gemäss Figur 1 oder gemäss Figur 11 auch ein solcher gemäss Figur 3 oder 4, also ein in sich weiter verstärkter elektronischer Fadenteil, zum Einsatz kommen.In order to ensure a further clearly improved protection against external forces, which can act on the connection 53 and the contacting surfaces 51a, in FIG. 5, a corresponding electronic thread part with at least one, in the example of FIG. 5 with two or also with FIG several, acting as a protective textile thread part of textile threads 56a, 56b wound. For example, such a threadlike structure 50 can easily withstand the high acceleration and friction forces which act on the weft yarn during high speed weaving. To further reinforce the thread-like structure 50, instead of an electronic thread part according to FIG. 1 or according to FIG. 11, also such according to FIG. 3 or 4, ie a further reinforced electronic thread part, can be used.
Figur 6 zeigt die Ansichts-Skizze des Prinzips eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 61 mit zwei Litzen und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen 61a welches in einen textilen Stoff 60 eingebracht ist.FIG. 6 shows the elevational view of the principle of a thread-like structure 61 according to the invention with two strands and two-pole electronic components 61a contacted electrically in parallel, which is introduced into a textile material 60.
Das fadenartige Gebilde 61 ist im Beispiel der Figur 6 als Kett- oder als Schussfaden beim Weben des textilen Gewebes 60 in definierten Abständen in dasselbe eingebracht. Sollen beispielsweise vorhangartige Textilen mit eingewobenen fadenartigen Gebilden 61 entstehen, geschieht das Weben vorteilhaft auf Breitwebemaschinen, wobei die fadenartigen Gebilde 61 als Schussfäden eingesetzt werden. Das Ganze ist so geschnitten, dass eine Vielzahl von einander getrennter, in Figur 6 von oben nach unten verlaufender Abschnitte des fadenartigen Gebildes 61 mit elektronischen Bausteinen 61a vorhanden ist. Nicht jeder einzelne Abschnitt des fadenartigen Gebildes 61 muss einen elektronischen Baustein 61a beinhalten. Ein einzelner Abschnitt des fadenartigen Gebildes 61 kann aber auch mehrere elektronische Bausteine 61a beinhalten.The thread-like structure 61 is introduced in the example of Figure 6 as a warp or weft thread during weaving of the textile fabric 60 at defined intervals in the same. If, for example, curtain-like textiles with interwoven yarn-like structures 61 are formed, weaving is advantageously carried out on wide-weaving machines, the thread-like structures 61 being used as weft threads. The whole is cut so that a plurality of mutually separate, in Figure 6 from top to bottom extending portions of the thread-like structure 61 with electronic components 61 a is present. Not every single section of the thread-like structure 61 must contain an electronic component 61a. However, a single section of the thread-like structure 61 may also include a plurality of electronic components 61a.
Offensichtlich können die fadenartigen Gebilde 61 auch mit anderen Verfahren als Weben, also beispielsweise mittels Einwirken in ein textiles Gewirke, mittels einstricken in Strickware, mittels Aufsticken auf einen Stickboden, mittels Legen und Aufkleben auf einen beliebigen Träger, mittels Einlegen zwischen zwei Lagen von Textilien und anderen geeigneten Verfahren in einen entsprechenden beispielsweise textilen Stoff 60 eingebracht sein. In diesen Fällen müssen sie nicht parallel verlaufen, sondern sie können entlang beliebiger Linien angeordnet sein.Obviously, the thread-like structures 61 can also by other methods than weaving, so for example by acting in a knitted fabric, by knitting in knitwear, by embroidering on an embroidery bottom, by laying and sticking to any support, by inserting between two layers of textiles and other appropriate procedures in a corresponding For example, textile fabric 60 may be incorporated. In these cases, they do not have to be parallel, but they can be arranged along arbitrary lines.
Im Beispiel der Figur 6 sind alle elektronischen Bausteine 61a monochromatische LED derselben Bauart, welche gemeinsam zum Leuchten gebracht werden. Pro Abschnitt ist im Beispiel je eine LED vorhanden, es können aber auch mehrere oder gar keine LED pro Abschnitt eingesetzt sein.In the example of FIG. 6, all electronic components 61a are monochromatic LEDs of the same type, which are lit together. In the example, there is one LED per section, but it is also possible to use several or no LEDs per section.
Zum Zwecke der elektrischen Kontaktierung der einzelnen Abschnitte des fadenartigen Gebildes 61 ist am beispielsweise oberen Ende des textilen Gewebes 60 getrennt von diesem ein Band 62 mit mindestens zwei oder drei oder auch mehr elektrischen Leiterbahnen 62a, 62b, 62c vorhanden. Dieses Band 62 kann ein so genannter Flexprint sein. Vorzugsweise ist es ein textiles Band 62 mit in Kettrichtung eingewebten Litzen 62a, 62b, 62c.For the purpose of electrical contacting of the individual sections of the thread-like structure 61, a band 62 with at least two or three or even more electrical conductor tracks 62a, 62b, 62c is provided at the upper end of the textile fabric 60, for example. This band 62 may be a so-called flexprint. Preferably, it is a textile tape 62 with strands 62a, 62b, 62c woven in the warp direction.
Die einzelnen, LED beinhaltenden, Abschnitte des fadenartigen Gebildes 61 mit LED 61a sind so mit dem Leiter 62c des Bandes 62 verbunden, dass beispielsweise je vier der einzelnen Abschnitte elektrisch seriell miteinander verbunden sind. Zu diesem Zwecke ist der Leiter 62c so durchtrennt, dass entsprechende einzelne Verbindungsstücke vorhanden sind. Es kann auch jede andere sinnvolle Anzahl einzelner Abschnitte auf diese Art seriell verbunden sein. Beispielsweise kann die serielle Verbindung von beispielsweise 8 einzelnen Abschnitten des fadenartigen Gebildes 61 mit beispielsweise blauen, grünen oder weissen LED 61a mit 24 Volt Gleichspannung betrieben werden. Bei der Verwendung von beispielsweise roten, orangen oder gelben LED 61a kann dieselbe Spannung für eine serielle Kette von beispielsweise 14 Abschnitten eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 61 verwendet werden. Die so gebildeten seriellen Ketten eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 61 sind an ihren Enden direkt mit einem beispielsweise als Plusleitung dienenden Leiter 62b und einem beispielsweise als Minusleitung dienenden Leiter 62a verbunden, so dass insgesamt eine seriell-parallel Schaltung vorhanden ist, mit welcher sehr viele LED, also beispielsweise einige 10 bis einige 100 gleichzeitig betrieben werden können.The individual, LED-containing, sections of the thread-like structure 61 with LED 61a are connected to the conductor 62c of the belt 62, that, for example, each four of the individual sections are electrically connected to each other in series. For this purpose, the conductor 62c is severed so that corresponding individual connecting pieces are present. Any other meaningful number of individual sections may also be serially connected in this way. For example, the serial connection of, for example, 8 individual sections of the thread-like structure 61 with, for example, blue, green or white LED 61a can be operated with 24 V DC. When using, for example, red, orange or yellow LED 61a, the same voltage can be used for a serial chain of, for example, 14 sections of a threadlike structure 61 according to the invention. The serial chains of a yarn-like structure 61 according to the invention thus formed are connected at their ends directly to a conductor 62b serving as a positive conductor, for example, and a conductor 62a serving as a negative conductor, for example, so that there is a total of a series-parallel circuit with which a large number of LEDs, So for example, some 10 to several 100 can be operated simultaneously.
Es ist offensichtlich, dass die elektrische Verbindung der einzelnen Abschnitte des fadenartigen Gebildes 61 mit LED 61a mit den Leitern 62a, 62b und 62c des bandartigen Gebildes 62 auch so ausgelegt sein kann, dass alle Abschnitte eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 61 elektrisch parallel oder elektrisch seriell miteinander verbunden sind.It is obvious that the electrical connection of the individual sections of the thread-like structure 61 with LED 61a with the conductors 62a, 62b and 62c of the band-like structure 62 can also be designed so that all sections of a thread-like structure 61 according to the invention are electrically parallel to each other or electrically series are connected.
Es ist weiter offensichtlich, dass die elektrische Verbindung der einzelnen Abschnitte des fadenartigen Gebildes 61 mit LED 61a mit den Leitern 62a, 62b und 62c und allenfalls zusätzlichen Leitern des bandartigen Gebildes 62 auch so ausgelegt sein kann, dass die Abschnitte des erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 61 in Untergruppen getrennt angesteuert werden können.It is further obvious that the electrical connection of the individual sections of the thread-like structure 61 with LED 61a with the conductors 62a, 62b and 62c and possibly additional conductors of the band-like structure 62 can also be designed such that the sections of the inventive thread-like structure 61 in FIG Subgroups can be controlled separately.
Figur 61 zeigt die Ansichts-Skizze des Prinzips eines erfindungsgemässen fadenartigen Gebildes 611 mit zwei Litzen und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen 61 1a welches in einen textilen Stoff 610 eingebracht ist.FIG. 61 shows the view sketch of the principle of a thread-like structure 611 according to the invention with two strands and two-pole electronic building blocks 61 1a contacted electrically in parallel, which is incorporated in a textile material 610.
Der Aufbau unterscheidet sich von demjenigen der Figur 6 durch die Art der elektrischen Kontaktierung der einzelnen Abschnitte des fadenartigen Gebildes 611. Im Randbereich des textilen Stoffes 610 sind kleine elektronische Leiterplatten vorhanden welche mit zwei Litzen 613a, 613b elektrisch miteinander verbunden und durch diese beiden Litzen 613a, 613b mit einer geeigneten elektrischen Spannung versorgt sind. Die einzelnen Abschnitte der fadenartigen Gebilde 611 sind direkt an jeweils eine dieser Leiterplatten 612 angeschlossen.The structure differs from that of Figure 6 by the type of electrical contacting of the individual sections of the thread-like structure 611. In the edge region of the textile fabric 610 are small electronic circuit boards which are electrically connected to one another with two strands 613a, 613b and are supplied with a suitable electrical voltage by these two strands 613a, 613b. The individual sections of the thread-like structures 611 are connected directly to one of these printed circuit boards 612.
Auf den Leiterplatten 612 ist eine elektronische Schaltung vorhanden welche zwei Aufgaben hat.On the circuit boards 612 there is an electronic circuit which has two functions.
Erstens findet eine Spannungs- oder Stromanpassung statt, welche den innerhalb des angeschlossenen Abschnittes des fadenartigen Gebildes 611 vorhandenen elektronischen Bausteinen 611a entspricht. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass entlang den beiden, allenfalls sehr langen Zuleitungen 613a, 613b ein erheblicher Spannungsabfall stattfinden darf und trotzdem alle LED exakt unter den für sie optimalen elektrischen Bedingungen betrieben werden.First, a voltage or current adjustment takes place, which corresponds to the existing within the connected portion of the thread-like structure 611 electronic components 611a. This has the advantage, for example, that along the two, possibly very long supply lines 613a, 613b, a considerable voltage drop may take place and nevertheless all the LEDs are operated exactly under the optimum electrical conditions for them.
Zweitens sorgt die elektronische Schaltung aus Sicherheitsgründen für eine Strombegrenzung innerhalb eines einzelnen Abschnittes des fadenartigen Gebildes 61 1, welche dann notwendig ist, wenn beispielsweise durch äussere Beeinflussung ein Kurzschluss im fadenartigen Gebilde 611 auftritt.Second, the electronic circuit provides for safety reasons for a current limit within a single portion of the thread-like structure 61 1, which is necessary if, for example, by external interference, a short circuit in the thread-like structure 611 occurs.
Im Falle dass die elektronischen Bausteine 611a LED sind, kann die elektronische Schaltung auf den Leiterplatten 612 einfach aus einem Spannungsregler-IC mit entsprechenden Zusatzbausteinen wie Widerständen und Kondensatoren bestehen. Es können dann beispielsweise Spannungen zwischen 3 und 24 Volt Gleichstrom an die beiden Zuleitungen 613a, 613b angeschlossen werden und die Spannungswandler sorgen dafür, dass an den einzelnen fadenartigen Gebilden 611 die für die jeweiligen LED geeignete Spannung von beispielsweise 1.9 VDC oder 3 VDC anliegt. Geeignete Spannungsregler-IC besitzen darüber hinaus eine interne Strombegrenzung welche beispielsweise maximal 0,5 A Strom erlaubt und so bei Kurzschlussbedingungen ein Überhitzen bzw. ein zum Glühen kommen des entsprechenden Abschnittes des fadenartigen Gebildes verhindert.In the case that the electronic components 611a are LED, the electronic circuit on the circuit boards 612 may simply consist of a voltage regulator IC with corresponding additional components such as resistors and capacitors. For example, voltages between 3 and 24 volts DC can then be connected to the two supply lines 613a, 613b and the voltage transformers ensure that the appropriate voltage of, for example, 1.9 VDC or 3 VDC is applied to the individual thread-like structures 611. In addition, suitable voltage regulator ICs have an internal current limiting which, for example, allows a maximum of 0.5 A current and thus prevents overheating or annealing of the corresponding section of the threadlike structure under short-circuit conditions.
Im Falle dass die elektronischen Bausteine 611a mittels n unabhängigen Litzen innerhalb eines Abschnittes des fadenartigen Gebildes so kontaktiert sind, dass n*(n-l) elektronischen Bausteine 611a unabhängig voneinander angesteuert werden können ist die Leiterplatte 612 so aufgebaut, dass sie diese unabhängige Ansteuerung einzelner elektronischer Bausteine 611a innerhalb eines Abschnittes des fadenartigen Gebildes 611 sicherstellt.In the case that the electronic devices 611a are contacted by n independent strands within a portion of the threadlike structure so that n * (nl) electronic devices 611a can be independently driven, the circuit board 612 is configured to provide this independent driving of individual electronic devices 611a within a portion of the stringy structure 611.
Dies kann beispielsweise so geschehen, dass ein Mikroprozessor mit Zusatzbausteinen vorhanden ist, der die n*(n-l) notwendigen Ausgänge mit entsprechenden anpassbaren Spannungen oder Strömen ansteuern kann und dass ein Kommunikationsmodul vorhanden ist, welches dem Mikroprozessor mitteilt, welche Ausgänge er wie ansteuern soll. Das Kommunikationsmodul empfängt seinerseits seine Befehle beispielsweise über die Zuführleitungen 613a, 613b. Im Falle dass das Kommunikationsmodul kein sogenanntes Power-Line Modul ist, also seine Befehl nicht direkt über die Zuführleitungen 613a, 613b empfängt, ist hierzu natürlich mindestens eine zusätzliche, in Figur 61 nicht dargestellte Steuerleitung notwendig.This can for example be done so that a microprocessor with additional modules is available, which can control the n * (n-l) necessary outputs with appropriate adjustable voltages or currents and that a communication module is present, which tells the microprocessor which outputs he should like how to control. The communication module, in turn, receives its commands via, for example, the feed lines 613a, 613b. In the event that the communication module is not a so-called power-line module, ie its command is not received directly via the supply lines 613a, 613b, this of course at least one additional, not shown in Figure 61 control line is necessary.
Es ist offensichtlich, dass in diesem Falle - und mittels LED als elektronischen Bausteinen 611a - durch entsprechendes Verlegen einer Mehrzahl von Abschnitten des fadenartigen Gebildes 611 textile Einheiten aufbaubar sind, welche fast beliebige sich bewegende Lichtmuster erzeugen können. Die Möglichkeiten reichen bis hin zum Aufbau von textilen Farb-Display Einheiten. Figur 7 zeigt die Ansichts-Skizze des Prinzips eines erfϊndungsgemässen fadenartigen Gebildes 71 mit zwei Litzen und elektrisch parallel kontaktierten zweipoligen elektronischen Bausteinen 71a welches auf andere Art in ein textilesIt is obvious that in this case - and by means of LED as electronic components 611a - by appropriately laying a plurality of sections of the thread-like structure 611 textile units can be built up, which can produce almost any moving light pattern. The possibilities extend to the construction of textile color display units. FIG. 7 shows the view sketch of the principle of a thread-like structure 71 according to the invention with two strands and two-pole electronic components 71a contacted electrically in parallel, which in another way is transformed into a textile
Gewebe 70 eingebracht ist.Fabric 70 is introduced.
Das fadenartige Gebilde 71 mit elektronischen Bausteinen 71a ist im Beispiel der Figur 7 im Sinne eines Mäanders mit einer der üblichen textilen Methoden auf bzw. in ein textiles Gebilde 70 aufgebracht bzw. eingebracht und kann an einem freien Ende elektrisch kontaktiert sein.The thread-like structure 71 with electronic components 71a is applied or introduced in the example of FIG. 7 in the sense of a meander with one of the customary textile methods onto or into a textile structure 70 and can be electrically contacted at a free end.
Das fadenartigen Gebilde 71 kann also mit Verfahren wie Weben, Einwirken in ein textiles Gewirke, mittels Einstricken in Strickware, mittels Aufsticken auf einen Stickboden, mittels Legen und Aufkleben auf einen beliebigen Träger, mittels Einlegen zwischen zwei Lagen von beispielsweise Textilien und anderen geeigneten Verfahren in einen entsprechendes textiles Gebilde 70 oder in ein folienartiges Gebilde 70 ein- bzw. aufgebracht sein.The thread-like structure 71 can thus with processes such as weaving, acting in a textile knitted fabric, by knitting in knitted fabric, by embroidering on an embroidery bottom, by laying and sticking to any support, by inserting between two layers of, for example, textiles and other suitable methods a corresponding textile structure 70 or in a sheet-like structure 70 on or be applied.
Im Beispiel der Figur 7 sind alle elektronischen Bausteine 71a monochromatische LED derselben Bauart, welche gemeinsam zum Leuchten gebracht werden.In the example of FIG. 7, all electronic components 71a are monochromatic LEDs of the same type, which are lit together.
Die elektrische Verbindung aller LED 71a kann rein parallel sein. Vorzugsweise liegt jedoch, wie bezüglich Figur 2 besprochen, eine seriell-parallele oder parallelserielle Verbindung vor. Beispielsweise werden jeweils 2 bis beispielsweise 50 LED 71a parallel geschaltet und diese parallelen Abschnitte untereinander seriell verbunden. Es ist aber auch möglich beispielsweise jeweils 2 bis beispielsweise 15 LED 71a seriell untereinander zu verschalten und diese seriellen Abschnitte parallel mit einander zu verbinden. Die textilen Gebilde der Figuren 6, 61 und 7 können beispielsweise als vorhangartige Elemente Verwendung finden. In diesem Falle muss sichergestellt sein, dass die Zufuhr elektrischer Energie zu dem vorhangartigen Gebilde so geschieht, dass dieses Gebilde verschiebbar und in der Regel auch zusammenschiebbar ist.The electrical connection of all LED 71a may be purely parallel. Preferably, however, as discussed with respect to Figure 2, there is a serial-parallel or parallel serial connection. For example, 2 to 50 LEDs 71a, for example, are connected in parallel and these parallel sections are connected to each other in series. But it is also possible, for example, each 2 to connect, for example, 15 LED 71a serially with each other and to connect these serial sections in parallel with each other. The textile structures of FIGS. 6, 61 and 7 can be used, for example, as curtain-like elements. In this case, it must be ensured that the supply of electrical energy to the curtain-like structure is done so that this structure is displaced and usually also collapsible.
Dies kann auf einfache und sehr elegante Art sichergestellt sein indem die elektrischen Zuleitungen 62a, 62b bzw. 612a, 612b bzw. die mit + / - bezeichneten Leitungen der Figur 7 jeweils mit einem Gleiter einer handelsüblichen Vorhangaufhängung elektrisch verbunden sind.This can be ensured in a simple and very elegant way by the electrical leads 62a, 62b and 612a, 612b and the designated + / - lines of Figure 7 are each electrically connected to a slider of a commercially available curtain suspension.
Zu diesem Zwecke muss der entsprechende, in der Regel aus Kunststoff gefertigte Gleiter natürlich mit einem Kontaktelement versehen sein. Dies kann auf einfache Weise sichergestellt sein, indem ein metallisches Federelement in den üblicherweise innen hohlen Gleiter so eingeschoben ist dass es sich vorzugsweise selbst in dem Gleiter verankert. Ist eine solche Verankerung nicht oder nur ungenügend realisierbar kann das Federelement auch zusätzlich verklebt sein.For this purpose, the corresponding, usually made of plastic slider must of course be provided with a contact element. This can be ensured in a simple manner by a metallic spring element is inserted into the usually hollow inside slider so that it preferably anchors itself in the slider. If such anchoring is not feasible or only insufficiently achievable, the spring element can also be additionally glued.
Das angesprochene Federelement ist so ausgebildet, dass nicht nur die elektrischen Zuleitungen 62a, 62b, 612a, 612b des vorhangartigen Elements daran angeschlossen werden können, sondern dass es nach Einführen des Gleiters in eine entsprechende handelsübliche Aufhängeschiene die innere obere Fläche derselben mittels Federkraft sicher berührt.The mentioned spring element is designed so that not only the electrical leads 62a, 62b, 612a, 612b of the curtain-like element can be connected thereto, but that it touches the inner upper surface thereof by spring force after insertion of the slider in a corresponding commercial suspension rail.
Im Falle in dem die erwähnte Aufhängeschiene metallisch ist, wird ein Aufhängesystem gestaltet, welches zwei derartige Aufhängeschienen beinhaltet, welche parallel , möglicht dicht nebeneinander aber elektrisch von einander isoliert geführt sind. Offensichtlich stellt dann eine dieser Aufhängeschienen den Pluspol und die andere den Minuspol der gewünschten Zufuhr elektrischer Energie dar. Da in aller Regel die zur Versorgung der diskutierten elektronischen Bausteine notwendige Spannung kleiner als höchstens 24 Volt Gleichstrom ist, sind keine Schutzmassnahmen gegen Berührung der beiden Aufhängeschienen notwendig.In the case in which the mentioned suspension rail is metallic, a suspension system is designed which includes two such suspension rails, which are parallel, as possible close to each other but electrically isolated from each other. Obviously, then one of these suspension rails provides the positive pole and the other the negative pole of the desired supply of electrical energy. Since usually necessary for the supply of the discussed electronic components voltage is less than at most 24 volts DC, no protective measures against contact of the two suspension rails are necessary.
Wenn die erwähnten handelüblichen Aufhängeschienen aus Kunststoff gefertigt sind kann eine elektrische Leitfähigkeit der Schienen auf einfache Weise sichergestellt sein, indem beispielsweise ein vorzugsweise selbstklebendes, allenfalls verzinntes oder vernickeltes, beispielsweise 6 mm breites und vorzugsweise 50μm bis 150 μm dickes Kupferband auf die innere obere Fläche der Schiene aufgeklebt ist. Statt eines Kupferbandes kann auch ein flacher Kupferschlauch oder ein dünner Kupferdraht verwendet sein.If the mentioned commercial suspension rails are made of plastic, an electrical conductivity of the rails can be ensured in a simple manner, for example by a preferably self-adhesive, possibly tinned or nickel-plated, for example 6 mm wide and preferably 50 .mu.m to 150 .mu.m thick copper strip on the inner upper surface of Rail is glued on. Instead of a copper tape, a flat copper tube or a thin copper wire may be used.
Wenn der mit der Plus-Zufuhrleitung 62a, 612a des vorhangartigen Elementes verbundene Gleiter in die eine der beiden Aufhängeschienen und der mit der Minus- Zufuhrleitung 62b, 612b des vorhangartigen Elementes verbundene Gleiter in die andere der beiden Aufhängeschienen eingeführt ist, ist ein nach Wunsch verschiebbares und zusammenschiebbares Vorhangelement vorhanden.When the slider connected to the positive feed line 62a, 612a of the curtain-like member is inserted into the one of the two suspension rails and the slider connected to the minus supply line 62b, 612b of the curtain-like member is inserted into the other of the two suspension rails, a slider is desirably slidable and collapsible curtain element present.
Die besprochenen Beispiele zeigen keinesfalls die volle Breite der Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung auf. Auch wenn sie durchaus wie besprochen realisierbar sind, dienen sie lediglich der Verdeutlichung der allgemeinen Ausführungen. The examples discussed by no means show the full breadth of the possibilities of the present invention. Even if they can be realized as discussed, they only serve to clarify the general remarks.

Claims

PATENTANSPRUCHE PATENT CLAIMS
Fadenartiges Gebilde (50) mit textilem Charakter mit mindestens einem elektronischen Baustein (51) und mindestens zwei elektrisch leitenden, isolierten Litzen (52a,52b), dadurch gekennzeichnet, dass das fadenartige Gebilde (50) mittels eines, die Bauelemente Litzen (52a,52b), elektronische Bausteine (51) und allfällige Zusatzelemente (54) umfassenden, elektronischen Fadenteils, sowie eines mindestens einen textilen Faden umfassenden, den elektronischen Fadenteil umwindenden textilen Fadenteils (56a,56b) aufgebaut ist.Thread-like structure (50) of textile character with at least one electronic component (51) and at least two electrically conductive, insulated strands (52a, 52b), characterized in that the thread-like structure (50) by means of one, the component strands (52a, 52b ), electronic components (51) and any additional elements (54) comprising electronic thread part, as well as at least one textile thread comprehensive, the electronic thread part enveloping textile thread part (56a, 56b) is constructed.
2. Fadenartiges Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwinden mittels Umspinnen bzw. textilen Umwindens gemacht ist.2. thread-like structure according to claim 1, characterized in that the binding is done by means of rewinding or textile wrapping.
3. Fadenartiges Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwinden mittels Zwirnen gemacht ist.3. thread-like structure according to claim 1, characterized in that the binding is made by twisting.
4. Fadenartiges Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Fadenteil (10, 110) so aufgebaut ist, dass die Litzen4. thread-like structure according to claim 1, characterized in that the electronic thread part (10, 110) is constructed so that the strands
(12a,12b,112a,112b,112c) jeweils nahe bei dem mindestens einen elektronischen Baustein, d.h. beispielsweise 1 bis 5 Millimeter von diesem entfernt, mindestens einen zusätzlichen Verbinder (14, 114) aufweist. Fadenartiges Gebilde nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Fadenteil (30) so aufgebaut ist, dass im Wesentlichen parallel zu den Litzen (32a,32b) mindestens ein zusätzlicher, allenfalls um wenige Millimeter pro Meter kürzer als die Litzen (32a,32b) ausgebildeter, textiler Faden (35) vorhanden und mittels der vorhandenen zusätzlichen Verbinder (34) relativ zu den Litzen (32a,32b) fixiert ist.(12a, 12b, 112a, 112b, 112c) in each case close to the at least one electronic component, that is, for example, 1 to 5 millimeters away from this, at least one additional connector (14, 114). Threadlike structure according to claims 1 and 4, characterized in that the electronic thread part (30) is constructed so that substantially parallel to the strands (32a, 32b) at least one additional, at most by a few millimeters per meter shorter than the strands ( 32a, 32b) formed textile thread (35) and by means of the existing additional connector (34) relative to the strands (32a, 32b) is fixed.
6. Fadenartiges Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen (42a,42b) des elektronischen Fadenteils gegenseitig eng, d.h. mindestens einmal pro 5 Zentimeter, besser aber mindestens einmal pro Zentimeter, umwunden sind.6. A string-like structure according to claim 1, characterized in that the strands (42a, 42b) of the electronic thread part are mutually narrow, i. at least once per 5 centimeters, but better at least once per centimeter, are wound.
7. Fadenartiges Gebilde (10,110,30,40,50) nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen (12a,12b,112a,112b,1 12c,32a,32b,42a,42b, 52a,52b) entweder im Sinne von Lackdrähten oder mittels einer, alle Einzeldrähte einer Litze gemeinsam umhüllenden, dünnen, d.h. 1 bis 200 μm dicken, vorzugsweise 10 bis 100 μm dicken und noch besser 40 bis 80 μm dicken Hülle, elektrisch isoliert sind.7. thread-like structure (10,110,30,40,50) according to claims 1 to 6, characterized in that the strands (12a, 12b, 112a, 112b, 1 12c, 32a, 32b, 42a, 42b, 52a, 52b) either in the sense of enameled wires or by means of a, all single wires of a strand together enveloping, thin, ie 1 to 200 microns thick, preferably 10 to 100 microns thick and even better 40 to 80 microns thick shell, are electrically insulated.
8. Fadenartiges Gebilde (10,110) mit mindestens einem elektronischen Baustein (1 1,11 1) und mindestens zwei elektrisch leitenden Litzen (12a,12b,112a,1 12b,1 12c), dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen (12a,12b,112a,l 12b, 1 12c) jeweils nahe bei dem mindestens einen elektronischen Baustein (11,1 11) , d.h. beispielsweise 1 bis 5 Millimeter von diesem entfernt, mit mindestens einem zusätzlichen Verbinder (14, 114) gegenseitig aneinander fixiert sind. 8. thread-like structure (10, 110) with at least one electronic component (1 1.11 1) and at least two electrically conductive strands (12a, 12b, 112a, 12b, 12c), characterized in that the strands (12a, 12b, 112a, l 12b, 1 12c) each close to the at least one electronic component (11,1 11), ie, for example, 1 to 5 millimeters away from this, with at least one additional connector (14, 114) are mutually fixed to each other.
9. Fadenartiges Gebilde (30) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen parallel zu den Litzen (32a,32b) mindestens ein zusätzlicher, allenfalls um wenige Millimeter pro Meter kürzer als die Litzen (32a,32b) ausgebildeter, textiler Faden (35) vorhanden und mittels der vorhandenen zusätzlichen Verbinder (34) relativ zu den Litzen (32a,32b) fixiert ist.9. thread-like structure (30) according to claim 8, characterized in that substantially parallel to the strands (32a, 32b) at least one additional, at most by a few millimeters per meter shorter than the strands (32a, 32b) formed, textile thread ( 35) and fixed relative to the strands (32a, 32b) by means of the existing additional connectors (34).
10. Fadenartiges Gebilde (40) mit mindestens einem elektronischen Baustein (41) und mindestens zwei elektrisch leitenden, isolierten Litzen (42a,42b), dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen (42a,42b) gegenseitig eng, d.h. mindestens einmal pro 5 Zentimeter, besser aber mindestens einmal pro Zentimeter, umwunden sind.Thread-like structure (40) having at least one electronic component (41) and at least two electrically conductive, insulated strands (42a, 42b), characterized in that the strands (42a, 42b) are mutually tight, i. at least once per 5 centimeters, but better at least once per centimeter, are wound.
11. Fadenartiges Gebilde (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl n von elektrisch leitenden, isolierten Litzen (112a,112b,112c) vorhanden ist, welche mit den elektronischen Bausteinen (11 1) so verbunden sind, dass jeweils n*(n-l) n zweipolige oder 4 + ∑ integer((a-l)/3) vierpolige, sich allenfalls in Gruppen a=5 höchstens dieser Grosse wiederholende, elektronische Bausteine (1 11) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.11. A thread-like structure (110) according to any one of the preceding claims, characterized in that a number n of electrically conductive, insulated strands (112a, 112b, 112c) is present, which with the electronic components (11 1) are connected so that each n * (nl) n bipolar or 4 + Σ integer ((al) / 3) four-pole, at most in groups a = 5 at most this size repeating electronic components (1 11) are independently controllable.
12. Textiler Stoff (60) mit einem fadenartigen Gebilde (61) mit elektronischen Bausteinen (61a) gemäss den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bausteine LED sind, dass das fadenartige Gebilde (61) in voneinander getrennten12. Textile fabric (60) with a thread-like structure (61) with electronic components (61 a) according to the preceding claims, characterized in that the electronic components are LEDs that the thread-like structure (61) in separate
Abschnitten in dem textilen Stoff (60) vorhanden ist, dass zusätzlich zum textilen Stoff (60) ein bandartiges Gebilde (62) mit mindestens zwei elektrischen Leitern (62a,62b,62c) vorhanden ist, dass die freien Enden der Litzen der Abschnitte des fadenartigen Gebildes (61) elektrisch so mit den mindestens zwei elektrischen Leitern (62a,62b,62c) des bandartigen Gebildes (62) verbunden sind, dass eine elektrisch serielle oder parallele Verbindung aller LED (61a) oder vorzugsweise eine parallele Verbindung serieller Untergruppen von LED (61a) vorhanden ist, so dass alle LED zusammen beim Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung leuchten.Sections in the textile fabric (60), that in addition to the textile fabric (60) a band-like structure (62) with at least two electrical conductors (62a, 62b, 62c) is present that the free ends of the strands of the portions of the thread-like Formed (61) are electrically connected to the at least two electrical conductors (62a, 62b, 62c) of the band-like structure (62) that an electrically serial or parallel connection of all LED (61a) or preferably there is a parallel connection of serial subgroups of LED (61a) so that all the LED's light up together upon application of a suitable electrical voltage.
13. Textiler Stoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das fadenartige Gebilde (61) als Kett- und/oder Schussfaden mittels Weben in den Stoff (60) eingebracht ist.13. Textile fabric according to claim 12, characterized in that the thread-like structure (61) as a warp and / or weft thread by means of weaving in the fabric (60) is introduced.
14. Textiler Stoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das bandartige Gebilde (62) ein textiles Band ist, in welchem die elektrischen Leiter (62a,62b,62c) in Form von, als Kettfäden eingewebten, Litzen vorhanden sind.14. Textile fabric according to claim 12, characterized in that the band-like structure (62) is a textile tape in which the electrical conductors (62a, 62b, 62c) in the form of, as warp threads woven, strands are present.
15. Textiler Stoff nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das bandartige Gebilde 62 so viele elektrische Leiter 62a, 62b, 62c beinhaltet, dass Untergruppen von Abschnitten des fadenartigen Gebildes 61 getrennt von einander elektrisch ansteuerbar sind.15. Textile fabric according to claims 12 to 14, characterized in that the band-like structure 62 so many electrical conductors 62a, 62b, 62c includes that subgroups of sections of the thread-like structure 61 are electrically controlled separately from each other.
16. Textiler Stoff (610) mit einem fadenartigen Gebilde (61 1) mit elektronischen Bausteinen (611a) gemäss den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet dass die elektronischen Bausteine LED sind, dass das fadenartige Gebilde (611) in von einander getrennten Abschnitten in dem textilen Stoff (610) vorhanden ist, dass zusätzlich im Randbereich des textilen Stoffes (610) durch Zuleitungen (613a,613b) miteinander elektrisch verbundene, eine zu den Abschnitten des fadenartigen Gebildes (611) hin definierte Spannung oder definierten Strom abgebende Leiterplatten (612) vorhanden sind, dass die freien Enden der Litzen der Abschnitte des fadenartigen Gebildes (611) elektrisch mit den entsprechenden Anschlüssen dieser Leiterplatten verbunden sind, so dass alle LED zusammen beim Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung an die beiden Zuleitungen (613a,613b) leuchten.16. Textile fabric (610) with a thread-like structure (61 1) with electronic components (611a) according to claims 1 to 11, characterized in that the electronic components are LED that the thread-like structure (611) in separate sections in the fabric (610) is present that in addition in the edge region of the textile fabric (610) by supply lines (613a, 613b) electrically connected to one another, to the sections of the thread-like structure (611) defined voltage or defined current-releasing circuit boards (612 ) are present, that the free ends of the strands of the portions of the thread-like structure (611) are electrically connected to the corresponding terminals of these circuit boards, so that all LEDs together when applying a suitable electrical voltage to the two leads (613a, 613b) light up.
17. Textiler Stoff (610) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das fadenartige Gebilde (611) gemäss Anspruch 11 mit unabhängig von einander ansteuerbaren LED (11 1, 611a) aufgebaut ist dass die Leiterplatten (612) so aufgebaut sind, dass sie aufgrund von über die Zuführleitung (613a,613b) oder allfällige zusätzliche Steuerleitungen kommenden Befehle die LED (1 1 1, 611a) unabhängig voneinander auf gewünschte Art mit elektrischer Energie versorgbar sind.17. textile material (610) according to claim 16, characterized in that the thread-like structure (611) according to claim 11 with is constructed independently of each other controllable LED (11 1, 611a) that the circuit boards (612) are constructed so that they due to on the supply line (613a, 613b) or any additional control lines coming commands the LED (1 1 1, 611a) be supplied independently of one another in the desired manner with electrical energy.
18. Textiler Stoff (70) mit einem fadenartigen Gebilde (71) mit elektronischen Bausteinen (71a) gemäss den Ansprüchen 1 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bausteine LED (71a) sind, - dass das fadenartige Gebilde (71) in Mäander ähnlicher Form in dem textilen Stoff (70) vorhanden ist, dass das fadenartige Gebilde (71) so aufgebaut ist, dass eine elektrisch serielle oder parallele Verbindung aller LED (71a) oder vorzugsweise entweder eine serielle Verbindung paralleler Untergruppen von LED (71a) oder eine parallele Verbindung serieller Untergruppen von LED18. Textile fabric (70) with a threadlike structure (71) with electronic components (71a) according to claims 1 to 1 1, characterized in that the electronic components LED (71a) are, - that the thread-like structure (71) in Meander-like shape is present in the textile fabric (70) such that the thread-like structure (71) is constructed such that an electrically serial or parallel connection of all LED (71a) or preferably either a serial connection of parallel sub-groups of LED (71a) or a parallel connection of serial subgroups of LED
(71a) vorhanden ist, so dass alle LED (71a) zusammen beim Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung leuchten. (71a) is provided so that all LEDs (71a) light together upon application of a suitable voltage.
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