DE29702383U1

DE29702383U1 - Elektrische Schaltkontaktmatte

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Publication number: DE29702383U1
Application number: DE29702383U
Authority: DE
Original assignee: Gira Giersiepen GmbH and Co KG
Current assignee: Gira Giersiepen GmbH and Co KG
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2007-02-13
Also published as: DE19801052A1; DE19801052C2

Description

8188/VII/bu

GIRA Giersiepen GmbH & Co. KG
Dahlienstr 12, D-42477 Radevormwald

Elektrische Schaltkontaktmatte

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schaltkontaktmatte.

Solche Schaltkontaktmatten können beispielsweise als Schältmittel vor Türen verwendet werden, um ein automatisches Öffnen bzw. Schließen der jeweiligen Tür durch einfaches Begehen zu bewirken. Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist die sensorische Überwachung von Räumen auf die Anwesenheit von (unbefugten) Personen.

Es sind bereits Schaltmatten in verschiedenartigen Ausführungen bekannt. So beschreibt die WO-A-88/07258 eine Matte aus sandwichartig aufeinanderliegenden Lagen, wobei zwei leitende Schichten (Aluminiumfolien) derart durch eine Abstandsschicht getrennt sind, daß sie im unbelasteten Zustand ohne leitende Verbindung voneinander beabstandet sind. Im belasteten Zustand erfolgt eine elastische Verformung derart, daß die eine leitende Schicht bereichsweise durch Löcher der Abstandsschicht hindurch die andere leitende Schicht kontaktiert. Die leitenden Schichten sind über Leiter mit einer Schaltung verbunden. Grundsätzlich handelt es sich um eine Parallelschaltung mehrerer Kon-

takte, so daß eine Kontaktgabe durch mindestens einen der Einzelkontakte erfolgen kann.

Bei einer in der DE-A-35 28 382 beschriebenen Kontaktmatte sind zwei Platten aus elastischem Material vorgesehen, in welches in weitgehend gleichmäßiger Verteilung eine große Anzahl von Partikeln aus elektrisch leitendem Material eingebettet ist. Unbelastet haben diese beiden Platten einen vorgegebenen Abstand voneinander, während sie bei Belastung mit einer Druckkraft so weit einander angenähert sind, daß ein den Stromfluß ermöglichender Kontakt besteht.

Die EP-A-O 127 454 beschreibt ebenfalls eine Schaltkontaktmatte, wobei zwischen zwei leitenden Platten elastische Abstandhalter sowie Kontaktelemente (Erhebungen oder Kugeln) derart vorgesehen sind, daß bei Belastung die Abstandhalter soweit verformt werden, bis die Kontaktelemente die beiden Platten überbrücken.

Eine weitere ähnliche Bodenmatte beschreibt auch die DE-U-68 13 585. Hierbei sind eine untere elektrische Kontaktplatte und eine obere elektrische Kontaktplatte vorgesehen. Die obere Kontaktplatte ist flexibel und kann örtlich unter der Wirkung einer Kraft verformt bzw. durchgebogen werden, so daß eine elektrisch leitende Verbindung zu der unteren Kontaktplatte hergestellt werden kann.

Alle diese beschriebenen Schaltkontaktmatten sind konstruktiv relativ aufwendig und folglich teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltkontaktmatte zu schaffen, die besonders preiswert und wirtschaftlich ist, dabei aber den-

noch gute bzw. verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine neuartige Schaltkontaktmatte erreicht, die aus einem flächigen, flexiblen Grundmaterial und aus bandförmigen, über die Fläche des Grundmaterials verteilt verlaufenden, druckkraftsensitiv schaltenden Schaltelementen besteht, wobei zusätzlich leistenartige Druckelemente derart vorgesehen sind, daß sich zwischen den Druckelementen und den bandförmigen Schaltelementen über die Fläche des Grundmaterials verteilte Kreuzungspunkte zur Druckbetätigung der Schaltelemente ergeben.

Die erfindungsgemäße Schaltkontaktmatte läßt sich sehr preiswert herstellen, denn bei den bandförmigen Schaltelementen handelt es sich um an sich bekannte, preiswert erhältliche "Bandschalter", wie sie beispielsweise aus den folgenden Veröffentlichungen bekannt sind: US-A-3 715 541, US-A-3 710 054, US-A-4 551 595 und US-A-4 293 752.

Erfindungsgemäß werden diese an sich bekannten Schaltelemente insbesondere gleichmäßig über die Fläche des flexiblen Grundmaterials verteilt angeordnet. Zur sicheren Kontaktgabe sind erfindungsgemäß die Druckelemente vorgesehen. Werden diese Druckelemente mit einer Druckkraft beaufschlagt, wirken sie insbesondere im wesentlichen punktuell auf die Schaltelemente, wodurch vorzugsweise ein Stromkreis geschlossen wird. Da die Kreuzungspunkte vorzugsweise gleichmäßig über praktisch die gesamte Fläche des Grundmaterials verteilt sind, kann vorteilhafterweise eine Kontaktauslösung durch eine Druckkraft-Beaufsschlagung praktisch an jeder Stelle der Fläche erreicht werden.

Aufgrund der neuen, erfindungsgemäßen Konstruktion eignet sich die Schaltkontaktmatte insbesondere für eine neuartige Verwendung zur sensorischen Überwachung, ob eine Person in einem Bett liegt oder nicht. Insbesondere in Behindertenoder Pflegeheimen können somit verwirrte bzw. behinderte Menschen, die nicht ohne fremde Hilfe aufstehen können bzw. dürfen, dahingehend überwacht werden, ob sie sich ordnungsgemäß in ihrem Bett befinden oder womöglich selbst aufgestanden sind, so daß sie einem Verletzungsrisiko unterliegen. Die erfindungsgemäße Schaltkontaktmatte kann mit einer an die jeweilige Bettgröße angepaßten Flächengröße in dem Bett flächig angeordnet werden, und zwar bevorzugt unterhalb der Matratze mit den Druckelementen nach oben. Somit sind die Schaltelemente zwischen der festen Bettunterkonstruktion, z.B. einem Lattenrost, und den erfindungsgemäßen Druckelementen angeordnet, so daß bei Belastung mit einer Druckkraft eine sichere Kontaktgabe erfolgt.

Die Schaltelemente sind bevorzugt parallel verschaltet, so daß die Matte insgesamt als Schließer wirkt. Damit kann die Matte an eine Auswerteinrichtung angeschlossen werden, wobei die Klemmenspannung maximal 30 V und der maximale Schaltstrome 1 A betragen sollten. Es handelt sich somit vorteilhafterweise um eine potentialfreie Kontaktgabe, so daß eine hohe elektrische Sicherheit gewährleistet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels soll im folgenden die Erfindung näher

erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Schaltkontaktmatte unter Weglassung einer oberen Schutzhüllenschicht,

Fig. 2 einen vereinfachten, vergrößerten Schnitt in der Ebene II-II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht zur Erläuterung einer bevorzugten Verwendung der Schaltkontaktmatte in einem Bett und

Fig. 4 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2 der gesamten Schaltkontaktmatte einschließlich einer äußeren Schutzhülle.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel jeweils nur einmal beschrieben.

Wie sich zunächst aus Fig. 1 ergibt, besteht eine erfindungsgemäße elektrische - Schaltkontaktmatte 1 aus einem flächigen, flexiblen Grundmaterial 2 und aus bandförmigen, über die Fläche des Grundmaterials 2 verteilt verlaufenden, druckkraftsensitiv schaltenden Schaltelementen 4, sogenannten "Bandschaltern". Da diese Schaltelemente 4 an sich bekannt sind, werden sie hier auch nicht genauer beschrieben. Es sei lediglich erwähnt, daß es sich um grundsätzlich flexibles Bandmaterial handelt, welches zwei Kontaktschichten aufweist, die durch eine Druckkraft-Beaufschlagung elektrisch verbunden werden können. Vorteilhafterweise ist

dieses Material als Meterware sehr preiswert erhältlich. Zudem werden auch bereits vorgefertigte Matten mit diesem Material angeboten, wobei mehrere Stücke der Schaltelemente 4 parallel zueinander verlaufend über eine bestimmte Fläche verteilt angeordnet sind. In dieser Anordnung sind die Schaltelemente 4 zweckmäßigerweise bereits von einer Umhüllung insbesondere aus Kunststoff-Folie umschlossen.

Erfindungsgemäß sind nun ferner leistenartige Druckelemente 6 derart vorgesehen, daß sich zwischen den Druckelementen 6 und den bandförmigen Schaltelementen 4 über die Fläche des Grundmaterials 2 verteilte Kreuzungspunkte 8 - siehe auch Fig. 2 und 4 - zur Druckbetätigung der Schaltelemente 4 ergeben. Dabei wirken die Druckelemente 6 gemäß Fig. 2 und 4 bevorzugt über Druckkanten 10 im wesentlichen punktuell auf die Schaltelemente 4. In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform weist jedes Druckelement 6 auf seiner den Schaltelementen 4 zugekehrten Seite zwei randliche, parallele Druckkanten 10 auf, die vorzugsweise jeweils als Doppel-Druckkanten 10 durch randliche, umgekehrte U-Profilansätze gebildet sind. Jedes Druckelement 6 ist hierbei als längliches, gerades Leistenprofil insbesondere aus Kunststoff - und damit relativ formstabil (im Vergleich zu der Flexibilität der Schaltelemente 4) - ausgebildet. Hierdurch erfolgt eine sichere Kontaktgabe vorteilhafterweise auch dann, wenn die Druckelemente 6 mit einer Kraft F im Bereich zwischen den Schaltelementen 4 beaufschlagt werden. Denn die Druckelemente 6 liegen brückenartig auf den Schaltelementen 4 auf, so daß gemäß Fig. 2 die Kraft F jeweils als Kraft F' auf die Schaltelemente 4 wirkt.

Vor allem für die eingangs beschriebene, bevorzugte Anwendung ist es vorteilhaft, wenn das Grundmaterial 2 eine

längliche, insbesondere rechteckige Flächenform mit einer an übliche Bettmaße angepaßten Größe aufweist. Hierbei verlaufen die Schaltelemente 4 vorzugsweise im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Grundmaterials 2. Die Druckelemente 6 verlaufen hierbei einerseits vorzugsweise parallel zueinander sowie andererseits zum Kreuzen der Schaltelemente 4 senkrecht oder schräg zu diesen. Im dargestellten Ausführungsbexspiel handelt es sich um einen zu den Schaltelementen 4 senkrechten Verlauf der Druckelemente 6. Hieraus resultiert eine sehr gute Aufrollmöglichkeit der erfindungsgemäßen Schaltkontaktmatte 1, und zwar in Längsrichtung der rechteckigen Form des Grundmaterials 2. Dieses Aufrollen wird durch die Flexibilität der Schaltelemente 4 ermöglicht, wobei die formstabileren Druckelemente 6 - nach Art eines sogenannten Rollrostes - aufgerollt werden und dabei im wesentlichen unverformt bleiben. Allerdings sollte bei dieser Ausführung der lichte Abstand der Druckkanten 10 an den Abstand von Latten 12 des jeweils vorhandenen Lattenrostes 14 (vgl. Fig. 3) derart angepaßt sein, daß die Schaltelemente 4 auch wirklich jeweils unterhalb der Druckkanten 10 abgestützt werden. Statt dessen könnte es für diese bevorzugte Anwendung aber auch vorteilhaft sein, die Druckelemente 6 bzw. die Druckkanten 10 schräg bzw. diagonal verlaufen zu lassen. Hierdurch ergeben sich dann zwischen den Druckkanten 10 und den Latten 12 des Lattenrostes 14 ebenfalls über die Fläche verteilte Kreuzungen.

Gemäß Fig. 1 sind die Schaltelemente 4 in zwei Gruppen aufgeteilt, wobei jede Gruppe als vorgefertigte Matte ausgebildet und hierzu von einer Umhüllung 16 insbesondere aus Kunststoff-Folie umschlossen ist. Diese Umhüllung 16 ist nur in Fig. 4 zu erkennen. Die Gruppen der Schaltelemente 4 bilden hierdurch vorgefertigte Kontaktmatten, die auch

bereits elektrisch parallel verschaltet sind. Zweckmäßigerweise sind diese vorgefertigten Matten in Längsrichtung der länglichen Grundform hintereinanderliegend angeordnet; siehe Fig. 1.

Wie sich weiterhin aus Fig. 4 ergibt, sind die Schaltelemente 4 zusammen mit den Druckelementen 6 zweckmäßigerweise von einer Schutzhülle 18 umgeben, wobei diese Schutzhülle 18 vorzugsweise weitgehend wasser- bzw. feuchtigkeitsdicht ist. Hierzu besteht sie zweckmäßigerweise aus einer Kunststoff-Folie, die randlich dicht verklebt bzw. verschweißt ist. Diese wasser- bzw. feuchtigkeitsgeschützte Ausführung ist vor allem im Hinblick auf den bevorzugten Anwendungsfall in Betten - im Hinblick auf eine eventuelle Inkontinenz der sich im Bett aufhaltenden Person - von besonderem Vorteil. Zweckmäßigerweise bildet die Schutzhülle 18 insbesondere mit ihrer unteren Materiallage das Grundmaterial 2. Alternativ dazu kann natürlich auch eine gesonderte (zusätzliche) Schicht für das Grundmaterial 2 mit darauf gehalterten Schalt- und Druckelementen 4, 6 vorgesehen sein.

Für die bevorzugte Anwendung zur sensorischen "Person im Bett-Überwachung" sind folgende Bemessungen vorteilhaft:
Grundmaterial 2 etwa 870 &khgr; 1.680 mm

Druckelemente etwa 800 mm lang und 80 mm breit

Gegenseitiger Mittenabstand der Druckelemente
₍ ca.200 mm

insgesamt 8 Druckelemente über die Länge verteilt,
über die Breite ca. 7 parallele Schaltelemente verteilt.

Diese Maße gelten beispielhaft für ein Bett- bzw. Matratzenmaß von 90 &khgr; 190 cm. Für anderes Bettmaß werden entsprechend angepaßte Maße, vorgesehen.

Wie sich noch aus Fig. 1 ergibt, sind die Schaltelemente 4 über ein Anschlußkabel 20 mit einem elektrischen Verbinder 22, insbesondere einem Steckverbinder, verbunden. Das Anschlußkabel 2 0 ist vorzugsweise abgedichtet aus der Schutzhülle 18 nach außen geführt. Über den Verbinder 22 kann die Schaltkontaktmatte 1 auf einfache und schnelle Weise an eine nicht dargestellte Auswerteinrichtung angeschlossen werden. Mit dieser Auswerteinrichtung werden die Schaltelemente 4 auf Kontaktgabe überwacht, und es kann im Falle einer festgestellten Kontaktgabe ein Signal erzeugt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um ein optisches oder akustisches Alarmsignal und/oder um ein Schaltsignal zur Auslösung von bestimmten Folgefunktionen handeln.

In Kranken- bzw. Pflegeheimen kann es vorteilhaft sein, die Schaltelemente 4 bzw. die Schaltkontaktmatte 1 über eine drahtgebundene oder drahtlose Signalverbindung mit der Auswerteinrichtung zu verbinden. Beispielsweise kann die Signalverbindung Teil eines Installationsbussystems sein. Ferner kann die Signalverbindung auch Teil einer Elektro-Netzinstallation sein, wobei die Schaltsignale mittels spezieller Zusatzgeräte durch Modulation/Demodulation über eine Netzspannungsleitung übertragbar sind.

In Fig. 3 ist schematisch dargestellt, daß die Schaltkontaktmatte 1 vorzugsweise zwischen einem Lattenrost 14 und einer Matratze 24 angeordnet wird. Zur Kontaktauslösung reicht eine Kraft von weniger als 170 N, bezogen auf eine Fläche von 3 0 cm &khgr; 20 cm.

Die erfindungsgemäße Schaltkontaktmatte 1 besitzt ein sehr geringes Gewicht von nur ca. 3 kg und im aufgerollten Zu-

stand auch nur geringe Abmessungen von beispielsweise etwa 87 cm &khgr; 0 30 cm.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims

8188/VIl/bu

GIRA Giersiepen GmbH & Co. KG
Dahlienstr 12, D-42477 Radevormwald

Ansprüche

1. Elektrische Schaltkontaktmatte (1), bestehend aus einem flächigen, flexiblen Grundmaterial (2) und aus bandförmigen, über die Fläche des Grundmaterials (2) verteilt verlaufenden, druckkraftsensitiv schaltenden Schaltelementen (4), wobei leistenartige Druckelemente

(6) derart vorgesehen sind, daß sich zwischen den Druckelementen (6) und den bandförmigen Schaltelementen (4) über die Fläche des Grundmaterials (2) verteilte Kreuzungspunkte (8) zur Druckbetätigung der Schaltelemente (4) ergeben.

2. Schaltkontaktmatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (6) über Druckkanten (10) im wesentlichen punktuell auf die Schaltelemente (4) wirken.

3. Schaltkontaktmatte nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckelement (6) auf seiner den Schaltelementen (4) zugekehrten Seite mindestens zwei Druckkanten (10) , vorzugsweise zwei durch U-Profilansätze gebildete Doppel-Druckkanten (10) aufweist.

4. Schaltkontaktmatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckelement (6) als längliches, gerades Leistenprofil insbesondere aus Kunststoff gebildet ist.

5. Schaltkontaktmatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmigen Schaltelemente (4) als Schließer ausgebildet sind, wobei zwei Kontaktpole durch mechanischen Druck auf das Schaltelement (4) elektrisch verbindbar sind.

6. Schaltkontaktmatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (4) in mehrere geradlinig und parallel zueinander verlaufende und elektrisch parallelgeschaltete Teilstücke unterteilt sind.

7. Schaltkontaktmatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmaterial (2) eine längliche, insbesondere rechteckige Flächenform aufweist, wobei die Schaltelemente (4) vorzugsweise im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Grundmaterials (2) verlaufen.

8. Schaltkontaktmatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (6) einerseits parallel zueinander sowie

andererseits zum Kreuzen der Schaltelemente (4) senkrecht oder schräg zu diesen verlaufend angeordnet sind.

9. Schaltkontaktmatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (4) bzw. die Teilstücke in mindestens zwei Gruppen aufgeteilt sind, wobei jede Gruppe von einer Umhüllung (16) insbesondere aus Kunststoff-Folie umschlossen ist.

10. Schaltkontaktmatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (4) zusammen mit den Druckelementen (6) von einer Schutzhülle (18) umgeben sind, wobei die Schutzhülle (18) vorzugsweise weitgehend wasser- bzw. feuchtigkeitsdicht ist.

11. Schaltkontaktmatte nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle (18) teilweise das Grundmaterial (2) bildet.

12. Schaltkontaktmatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (4) über ein - insbesondere abgedichtet aus der Schutzhülle (18) nach außen geführtes - Anschlußkabel (20) mit einem elektrischen Verbinder (22), insbesondere Steckverbinder, verbunden sind.

13. Schaltkontaktmatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,

gekennzeichnet durch eine die Schaltelemente (4) auf Kontaktgabe überwachende und im Falle einer festgestellten Kontaktgabe ein Signal erzeugende Auswerteinrichtung.

14. Schaltkontaktmatte nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (4) über eine drahtgebundene oder drahtlose Signalverbindung mit der Auswerteinrichtung verbunden sind.

15. Schaltkontaktmatte nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverbindung Teil eines Installationsbussystems ist.

17. Schaltkontaktmatte nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverbindung Teil einer Elektro-Netzinstallation ist, wobei die Schaltsignale mittels spezieller Zusatzgeräte durch Modulation/Demodulation über eine Netzspannungsleitung übertragbar sind.