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Die
Erfindung betrifft eine Liegevorrichtung, welche eine Vielzahl von
nebeneinander angeordneten Kammern, die jeweils einen Fluidanschluss
umfassen, eine Vielzahl den Kammern zugeordnete Sensoren, eine Vielzahl
den Kammern zugeordnete steuerbare Ventileinrichtungen sowie ein
mit der Vielzahl der Sensoren und der Vielzahl der Ventileinrichtungen
verbundenes Steuerungssystem zum Steuern der Ventileinrichtungen
in Abhängigkeit von Signalen der Sensoren, um zwischen
den Fluidanschlüssen und einer Fluidquelle kammerindividuell eine
Verbindung zur Druckvariation in den Kammern auszubilden. Eine solche
Liegevorrichtung ermöglicht es, den Druck in den einzelnen
Kammern individuell zu steuern.
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Gemäß dem
bekannten Stand der Technik gibt es eine Fülle von Liegevorrichtungen,
die aufblasbar sind und aus mehreren Fluidkammern (Luftkammern)
bestehen. Sie bieten teilweise die Möglichkeit, einen Druck
oder eine Höhe der einzelnen Kammern an eine Lagerung eines
Nutzers anzupassen.
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Die
Patentschrift
US 6,421,858
B1 offenbart eine Antidekubitus-Matratze, die aus einzelnen
quer zu einer Längsachse eines Bettes parallel zueinander
angeordneten Doppelfluidkammern besteht. Die Fluidkammern sind in
einen Matratzenkörper eingearbeitet, wobei sich die beiden
Doppelkammern jeweils über eine gesamte Breite der Matratze
erstrecken. Die beiden Fluidkammern sind jeweils nur gemeinsam be-
oder entlüftbar. Eine punktuelle Einstellung eines Kammerdrucks
ist nicht möglich. Offenbart ist ferner eine Steuerung, über
die ein Fülldruck steuerbar ist, beispielsweise um eine
vorgegebene Matratzenhärte mittels einer Fernsteuerung
individuell einzustellen. Eine Anpassung eines Fluidkammerdrucks
an Lageänderungen eines Nutzers ist nicht vorgesehen.
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In
der
DE 10 2004
041 996 A1 ist eine aus gitterförmig angeordneten
Luftkammern bestehende Liegevorrichtung bekannt, wobei die Höhe
der einzelnen Luftkammern einzeln eingestellt werden kann. Jede
Luftkammer weist einen Luftanschluss auf, in dem ein steuerbares
Ventil angeordnet ist. Über eine Steuereinheit kann individuell
das Ventil eines jeden Luftanschlusses geöffnet oder geschlossen
werden. Hierüber können die Luftkammern individuell
mit einer Luftquelle verbunden werden, um den Druck in der einzelnen
Kammer anzupassen. Als Luftquelle ist ein von einem Linearmotor
angetriebener Kolben offenbart, der in einem Kolbengehäuse
auf- und abbewegbar ist und je nach Bewegungsrichtung eine Druckerhöhung
bzw. Druckerniedrigung in der mit der Luftquelle verbundenen Luftkammer
bewirkt. Ferner sind den Luftkammern zugeordnete Sensoren offenbart,
deren Signale verwendet werden, um eine Druckanpassung der Kammern
zu steuern. Die Steuereinrichtung kann darüber hinaus einen
Fluidkammerdruck prozessgesteuert variieren, um eine Umlagerung
einer schlafenden Person zu bewirken. Ferner ist eine individuelle
Druckanpassung in den einzelnen Luftkammern bei einer erfassten
aktiven Umlagerung der auf der Liegevorrichtung liegenden Person
beschrieben, um die Liegevorrichtung an die entsprechende Haltung
der liegenden Person anzupassen.
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Die
offenbarte Vorrichtung ist zwar grundsätzlich in der Lage,
punktuelle oder gebietartige Anpassungen eines durch die Matratze
aufgebrachten Gegendrucks auf eine liegende Person, der durch den
Luftkammerdruck festgelegt ist, zu variieren oder eine vorgegebene
Höhe der Matratze punktuell oder gebietartig zu variieren,
jedoch ist mit der offenbarten Liegevorrichtung eine solche Anpassung
nur schrittweise für die einzelnen Luftkammern hintereinander über
eine Pumpe möglich. Hierdurch ist eine schnelle Reaktion
auf eine Umlagerung der liegenden Person nicht möglich.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine adaptive Liegevorrichtung bereitzustellen,
die individuell an jedem Auflagepunkt eines Körpers eines
Benutzers einen zuvor programmierten Gegendruck aufbauen kann, und
in der Lage ist, auf Lageänderungen sehr schnell und ohne
Verzögerungen zu reagieren.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei
der eingangs genannten Vorrichtung ist hierfür vorgesehen,
dass die Kammern jeweils einen weiteren Fluidanschluss aufweisen, über
den individuell gesteuert eine Verbindung mit einer Fluidsenke ausbildbar
ist, wobei die Fluidquelle Fluid zum Steigern eines Fluiddrucks
in den Kammern bereitstellt und die Fluidsenke Fluid zum Absenken
des Fluiddrucks in den Kammern aus den Kammern aufnimmt. Der Erfindung
liegt somit der Gedanke zugrunde, für jede Kammer zwei
Fluidanschlüsse vorzusehen. Ein Fluidanschluss ist hierbei
für ein Zuführen von Fluid zum Steigern des Drucks
vorgesehen und der andere Fluidanschluss für ein Entnehmen
von Fluid aus der Kammer, um einen Druck in der Kammer zu senken. Hierdurch
wird eine schnellere und parallele Druckänderung in den
Kammern der Liegevorrichtung möglich, da eine Fluidquelle
und eine Fluidsenke jederzeit, d. h. auch gleichzeitig, verfügbar
sind. Hierdurch werden Druckanpassungs- und -veränderungsvorgänge
möglich, die mit bekannten Liegevorrichtungen nicht möglich
waren. Zeitgleich kann gezielt in einigen Kammern der Fluiddruck
erhöht und in anderen abgesenkt werden. Es werden Gegendruckmuster
ausbildbar, die eine Stimulation einzelner Körperteile
bewirken können, die bisher nicht realisierbar sind. Insbesondere
Heilungsprozesse können hierdurch positiv unterstützt
werden. Ferner wird eine sehr schnelle Reaktion auf Umlagerungen
möglich. Insbesondere bei frisch operierten Personen kann
ein punktuell wirkender zu hoher Gegendruck einzelner Kammern der
Liegevorrichtung eine Heilung negativ beeinflussen oder sogar bleibende Schäden
auslösen. Solche Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt,
da eine schnellere zeitnahe Kammerdruckanpassung gewährleistet
wird.
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Um
eine Fluiddruckänderung in einer Kammer auszuführen,
ist es jeweils nur erforderlich, dass entweder Fluid zugeführt
wird, um einen Fluiddruck in der Kammer zu steigern, oder Fluid
aus der Kammer zu entnehmen, um den Fluiddruck in der Kammer abzusenken.
Daher ist es möglich, beide Fluidanschlüsse über
eine Ventileinrichtung zu öffnen und zu schließen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Ventileinrichtung
ein steuerbares Mehrstellungsventil, dass in einer ersten Stellung
die Kammer gegen den Fluidanschluss und den weiteren Fluidanschluss
abdichtet, in einer zweiten Stellung den Fluidanschluss mit der
Kammer verbindet und die Kammer gegen den weiteren Fluidanschluss
abdichtet und in einer dritten Stellung den weiteren Fluidanschluss
mit der Kammer verbindet und die Kammer gegen den Fluidanschluss
abdichtet. Dies bedeutet, dass in der ersten Stellung die Kammer
gegenüber beiden Fluidanschlüssen abgedichtet ist.
In der zweiten und dritten Stellung ist jeweils einer der Fluidanschlüsse
mit der Kammer verbunden. Über diesen kann entsprechend
ein Fluid zugeführt oder abgeführt werden. Die
Nummerierung der Stellungen soll keine Hierarchie der Stellungen
ausdrücken. Das Ventil wird jedoch die meiste Zeit in der
ersten Stellung verharren, wenn man davon ausgeht, dass die Zeitspannen,
die zur Druckanpassung genutzt werden, klein gegen die tatsächliche
Liegezeit eines Nutzers auf der Liegevorrichtung sind.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass
die Liegevorrichtung einen Überdruckbehälter,
der mit den Fluidanschlüssen der Kammern verbunden ist,
und/oder einen Unterdruckbehälter umfasst, der mit den
weiteren Fluidanschlüssen der Kammern verbunden ist. Ein
mit Fluid gefüllter Überdruckbehälter
stellt somit ein Fluid mit Überdruck zur Verfügung
und erfüllt die Voraussetzungen als Fluidquelle zu dienen.
Entsprechendes gilt für einen evakuierten Unterdruckbehälter,
der als Fluidsenke dienen kann. Ein gefüllter Überdruckbehälter
und ein evakuierter Unterdruckbehälter stellen somit eine
Fluidquelle und Fluidsenke dar. Vorzugsweise umfasst die Fluidquelle
einen Überdruckbehälter, der mit den Fluidanschlüssen
der Kammern verbunden ist, und/oder umfasst die Fluidsenke einen Unterdruckbehälter,
der mit den weiteren Fluidanschlüssen der Kammern verbunden
ist. Ein Volumen des Überdruckbehälters und ein
weiteres Volumen des Unterdruckbehälters sind entsprechend
der beim Befüllen oder Entleeren bereitgestellten Druckniveaus
und den Volumina der Kammern sowie gegebenenfalls einer gewünschten
Druckänderungsdynamik in den einzelnen Kammern entsprechend
zu wählen. Unter einer Druckänderungsdynamik wird hier
sowohl ein Umfang der gewünschten Druckänderung
als auch eine Zeitspanne verstanden, innerhalb derer solche Druckänderungen
in einzelnen, mehreren oder gegebenenfalls allen Kammern vornehmbar
sein sollen. Je schneller, je größer und in je mehr
Kammern Druckänderungen vornehmbar sein sollen, desto größer
müssen die Volumina des Überdruckbehälters
und/oder Unterdruckbehälters gewählt werden. Einige
Ausführungsformen können über mehrere Überdruck-
und/oder Unterdruckbehälter verfügen.
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Die
Liegevorrichtung kann auch mit einer externen Fluidquelle und/oder
einer externen Fluidsenke betrieben werden. Insbesondere in Krankenhäusern,
in denen sowohl Überdruckleitungen als auch Vakuumleitungen
verlegt sind, kann somit eine Liegevorrichtung ohne eine eigene
Fluidquelle und/oder Fluidsenke eingesetzt werden. Um jedoch Druckschwankungen
in einer solchen Medienversorgung auszugleichen oder zumindest zeitweise
von dieser unabhängig zu sein, kann die Fluidquelle zusätzlich den Überdruckbehälter
und/oder Unterdruckbehälter umfassen.
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Um
die Liegevorrichtung jedoch auch langfristig autark nutzen zu können,
ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass
die Fluidquelle eine Druckpumpe umfasst. Bei einer anderen Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Fluidsenke eine Vakuumpumpe umfasst. Als
Vakuumpumpen können beliebige Pumpen verwendet werden,
die für den anfallenden Fluiddurchsatz anzupassen sind. Auch
in Verbindung mit einer Druckpumpe und/oder einer Vakuumpumpe sind
ein entsprechender Einsatz eines Überdruckbehälters
und eines Unterdruckbehälters von Vorteil, um Druckschwankungen auszugleichen
und einen kontinuierlichen Betrieb der Pumpen überflüssig
zu machen, ohne eine schnelle Reaktionsfähigkeit der Liegevorrichtung
im Hinblick auf Druckänderungen in den Kammern zu beeinträchtigen.
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Insbesondere,
wenn die Liegevorrichtung einen Überdruckbehälter
und/oder einen entsprechenden Unterdruckbehälter als Pufferreservoirs
umfasst, müssen die Druckpumpe und/oder die Vakuumpumpe
nicht fortwährend in Betrieb sein, wie oben ausgeführt
ist. Um die Druckpumpe und/oder die Vakuumpumpe geeignet ansteuern
zu können, sind vorzugsweise ein Überdrucksensor
in dem Überdruckbehälter und/oder ein Unterdrucksensor
in dem Unterdruckbehälter vorgesehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
sind somit die Druckpumpe und/oder die Vakuumpumpe mit dem Steuerungssystem
verbunden und umfassen der Überdruckbehälter einen Überdrucksensor
und/oder Unterdruckbehälter einen Unterdrucksensor, wobei
die Druckpumpe und/oder die Vakuumpumpe mittels des Steuerungssystems
in Abhängigkeit der Signale des Überdrucksensors
und/oder des Unterdrucksensors gesteuert werden.
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Eine
besonders günstige Zu- und Abführung des Fluids
zu den Kammern erreicht man bei einer Ausführungsform,
bei der die Kammern in Doppelreihen angeordnet sind, wobei jede
Doppelreihe eine Überdruckleitung, mit der die Fluidanschlüsse
der Kammern der Doppelreihe verbunden sind, und eine Unterdruckleitung
aufweisen, mit der die weiteren Fluidanschlüsse der Kammern
der Doppelreihe verbunden sind. Die Doppelreihen sind vorzugsweise längs
der Liegevorrichtung ausgebildet. Bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung sind die Doppelreihen quer zur Liegerichtung ausgeführt.
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Bei
einigen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass jeder Überdruckleitung
und/oder Unterdruckleitung einer Doppelreihe ein Überdruckbehälter
und/oder ein Unterdruckbehälter zugeordnet ist. Hierdurch
kann der Überdruck bzw. Unterdruck in den Überdruck-
bzw. Unterdruckleitungen der einzelnen Doppelreihen besonders gut
stabilisiert werden.
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Um
eine besonders schnelle Anpassung des Fluiddrucks in den einzelnen
Kammern zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Steuerungssignale
für die einzelnen Ventileinrichtungen von einer kammerindividuellen
Steuereinheit erzeugt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht daher vor, dass das Steuerungssystem ein Datenbussystem
und eine Vielzahl von über das Datenbussystem verknüpften
Steuereinheiten umfasst, die den einzelnen Kammern zugeordnet sind
und die den Kammern zugeordneten Ventilsteuerungen steuern.
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Um
einen Prozessablauf, in dem die einzelnen Kammern zu unterschiedlichen
Zeiten und/oder auch unterschiedliche Drücke gebracht werden,
ist es vorteilhaft, wenn das Steuerungssystem eine Hauptsteuerungseinrichtung
umfasst, die mit dem Datenbussystem verbunden ist und an die Steuereinheiten
Vorgabewerte übermittelt. Über den Datenbus können
Steueranweisungen an die einzelnen Steuereinheiten übermittelt
werden. Werden über das Datenbussystem nur Vorgabewerte
an die Steuereinheiten übermittelt, so können
diese in Abhängigkeit von den Signalen der den Kammern
zugeordneten Sensoren individuell eine Fluiddruckanpassung in der
ihnen zugeordneten Kammer über ein Steuern der der Kammer
zugeordneten Ventileinrichtung bewirken. Die Menge an Daten, die über
das Datenbussystem ausgetauscht werden müssen, wird hierdurch
stark reduziert. Die Verwendung eines Datenbusses allgemein senkt
die Anzahl der zu verlegenden Signal- und Steuerleitungen erheblich.
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Die
Steuereinheiten umfassen bevorzugt Mikrocontroller, die preisgünstig
und klein sind und einfach in die Liegevorrichtung integrierbar
sind.
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Um
eine mechanische Handhabbarkeit der Liegevorrichtung zu verbessern,
sind die Kammern bei einer bevorzugten Ausführungsform
in einem Rahmen angeordnet. An diesem sind vorzugsweise ferner das
Steuerungssystem und gegebenenfalls vorhandene Überdruck-
und/oder Unterdruckbehälter befestigt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerungssystem
ausgebildet, vorgegebene Druckänderungen programmgesteuert
auszuführen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Steuerungssystem ausgebildet ist, Drücke in den
einzelnen Kammern zu erfassen und zu protokollieren.
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Um
eine Programmsteuerung einfach ändern zu können
und/oder ein Liegeverhalten anhand der protokollierten Drücke
einfach auswerten zu können, sieht eine bevorzugte Ausführungsform
vor, dass das Steuerungssystem mit einer Ein- und Ausgabeeinheit
gekoppelt ist, über die Benutzereingaben erfassbar und
Nutzerinformationen ausgebbar sind. Die Ein- und Ausgabeeinheit
kann als Schnittstelle ausgebildet sein. Bei einer anderen Ausführungsform
kann vorgesehen sein, dass die Ein- und Ausgabevorrichtung eine
Tastatur und eine Anzeigeeinrichtung, vorzugsweise mit einer freiprogrammierbaren
Anzeigefläche, umfasst.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsform
näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Liegevorrichtung;
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2 eine
schematische Draufsicht auf eine durch einzelne Kammern gebildete
Matratze der Liegevorrichtung;
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3 eine
schematische Darstellung einer einzelnen Kammer in Draufsicht;
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4 eine
Schnittdarstellung einer Kammer nach 3;
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5 eine
schematische Darstellung einer zentralen Steuerung und
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6 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung der einzelnen
Kammern zugeordneten Steuereinheiten.
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In 1 ist
schematisch eine adaptive Liegevorrichtung 1 dargestellt.
Eine Liegefläche der Liegevorrichtung 1 ist durch
Kammern 2 gebildet, die in einem Rahmen 3 angeordnet
sind. Die Kammern 2 sind vorzugsweise in einem n × m-Raster
benachbart zueinander angeordnet. Hierbei existieren zwischen den
einzelnen Kammern vorzugsweise keine Zwischenräume. Bei
anderen Ausführungsformen sind die Zwischenräume
durch ein vorzugsweise elastisches Matratzenmaterial ausgefüllt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform können benachbarte
Kammern eine gemeinsame Trennwand aufweisen.
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Die
einzelnen Kammern 2 sind hohl und innen mit einem Fluid,
vorzugsweise einem Gas, beispielsweise Luft, befüllbar.
Hierzu weist jede Kammer 2 einen Fluidanschluss 4,
der zum Zuführen von Fluid vorgesehen ist, und einen weiteren
Fluidanschluss 5 auf, der zum Ablassen oder Absaugen von
Fluid aus der Kammer vorgesehen ist. Der Fluidanschluss und der
weitere Fluidanschluss sind mittels einer Ventileinrichtung 6 gegenüber
dem Innern der Kammer 2 abdichtbar. Der Fluidanschluss 4 ist über
eine vorzugsweise als Überdruckschlauch ausgebildete Fluidzuführleitung 7 mit
einer Fluidquelle 8 verbindbar oder verbunden. Der weitere
Fluidanschluss 5 ist über eine vorzugsweise als
Unterdruckschlauch ausgebildete Fluidabführleitung 9 mit
einer Fluidsenke 10 verbindbar oder verbunden.
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Um
an jedem Punkt eines Körpers einer auf der durch die Kammern 2 gebildeten
Liegefläche liegenden Person einen gewünschten
vorgegebenen Gegendruck erzeugen zu können, kann ein Fluiddruck
in den einzelnen Kammern 2 kammerindividuell gesteuert
werden. Der Fluiddruck in den einzelnen Kammern 2 ist jeweils
von der Menge des Fluids in der entsprechenden Kammer 2 abhängig.
Zur Regelung des Kammerdrucks ist es somit notwendig, für eine
Druckerhöhung der Kammer 2 Fluid über
den Fluidanschluss 4 zuzuführen und für
eine Druckabsenkung Fluid über den weiteren Fluidanschluss 5 abzuführen.
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Somit
ist es zur Steuerung des Fluiddrucks in der Kammer notwendig, die
Ventileinrichtung 6 so zu steuern, dass der Fluidanschluss 4 oder
der weitere Fluidanschluss 5 mit dem Innern der Kammer 2 verbunden
wird, um ein Einströmen bzw. Ausströmen des Fluids
zu ermöglichen.
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Die
Ventileinrichtung 6 umfasst hierzu in einer bevorzugten
Ausführungsform ein Mehrwegeventil. In einer ersten Stellung
dichtet das Ventil sowohl den Fluidanschluss 4 als auch
den weiteren Fluidanschluss 5 gegenüber der Kammer 2 ab.
In einer Befüllstellung, die auch als zweite Stellung bezeichnet
ist, wird der Fluidanschluss 4 mit der Kammer 2 verbunden,
während der weitere Fluidanschluss 5 gegenüber
der Kammer abgedichtet ist. In dieser Stellung kann Fluid aus der
Fluidzuführleitung 7 von der Fluidquelle 8 kommend
in die Kammer einströmen. Hierbei wird ausgenutzt, dass
die Fluidquelle 8 Fluid mit einem Überdruck in
die Fluidzuführleitung 7 einspeist. Über
eine Öffnungsdauer der Ventileinrichtung 6, d.
h. eine Verweildauer des Ventils in der Befüllstellung
(zweiten Stellung) wird die Druckerhöhung im Innern der
Kammer 2 geregelt.
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Um
eine Druckabsenkung zu erreichen, wird das Ventil in eine dritte
Stellung, welche als Abführstellung bezeichnet ist, geschaltet,
in der der weitere Fluidanschluss 5 mit der Kammer 2 verbunden
ist und der Fluidanschluss 4 gegenüber der Kammer 2 abgedichtet
ist. In dieser dritten Stellung des Ventils kann Fluid aus der Kammer 2 über
den weiteren Fluidanschluss 5 und die Fluidabführleitung 9 zu
der Fluidsenke 10 strömen. Die Fluidsenke 10 ist
so ausgebildet, dass sie einen Unterdruck in der Fluidabführleitung 9 aufrechterhält,
so dass Fluid schnell aus der Kammer 2 durch den weiteren
Fluidanschluss 5 ausströmen kann bzw. abgesaugt
wird. Über eine Zeitspanne, in der sich das Mehrstellungsventil
in der dritten Stellung befindet, wird eine Druckabsenkung in der
Kammer 2 gesteuert. Um den Druck kammerindividuell steuern
zu können, umfasst jede der Kammern 2 einen Drucksensor 11 und
vorzugsweise eine Steuereinheit 12.
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Bei
dem Drucksensor 11 kann es sich um jeden beliebigen im
Stand der Technik bekannten Drucksensor handeln, der für
das entsprechend verwendete Fluid geeignet ist, einen Druck zu messen. Die
Steuereinheiten 12 umfassen vorzugsweise Mikrocontroller,
die einerseits die Signale des Drucksensors 11 erfassen
und auswerten können und andererseits in der Lage sind,
die Ventileinrichtungen 6 zu steuern. Die Steuerung des
Drucks in den jeweiligen Kammern 2 durch die Steuereinheiten 12 erfolgt vorzugsweise
anhand von Vorgabewerten, die den einzelnen Steuereinheiten 12 über
ein Datenbussystem 13 von einer Hauptsteuereinrichtung 14 übermittelt
werden. Die Hauptsteuereinrichtung 14 bildet gemeinsam
mit den Steuereinheiten 12 ein Steuerungssystem der Liegevorrichtung 1.
Durch ein Vorsehen von den einzelnen Kammern 2 zugeordneten
Steuereinheiten 12 wird es möglich, die einzelnen
Kammern 2 sehr schnell und zeitnah an Veränderungen
angepasst zu steuern und einen Innendruck in den einzelnen Kammern 2 über
die Steuereinheiten 12 im Zusammenwirken mit den Drucksensoren 11 und
Ventileinrichtungen 6 zu steuern und zu regeln. Von der Hauptsteuereinrichtung 14 müssen
keine Steuerimpulse an die einzelnen Ventileinrichtungen 6 direkt übermittelt
werden. Hierdurch wird die von der Hauptsteuereinrichtung 14 zu übermittelnde
Datenmenge drastisch reduziert. Hierdurch ist auch ein Bedarf an Signal-
und Steuerleitungen reduziert. Vorzugsweise werden an die Steuereinheiten 12 nur
jeweils individuelle Vorgabewerte für den jeweiligen Kammerinnendruck übermittelt.
Für die Einstellung des jeweiligen Drucks entsprechend
des Vorgabewertes sind die Steuereinheiten 12 selbst verantwortlich.
Um eine Protokollierung von Druckänderungen sowie eine Überwachung
der Funktionstüchtigkeit der einzelnen Steuereinheiten 12,
Drucksensoren 11 bzw. Kammern 2 zu ermöglichen,
können über das Datenbussystem 13 auch
Informationen von den Steuereinheiten 12 zu der Hauptsteuereinrichtung 14 übertragen werden.
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Bei
dem Datenbussystem 13 kann es sich um einen parallelen
Datenbus sowie um einen seriellen Datenbus handeln. Im Stand der
Technik sind eine Reihe von Bussystemen bekannt. Wird der Bus als
serieller Bus ausgestaltet, so kann dieser beispielsweise nach dem
CAN-Standard oder dem Flexray-Standard betrieben werden. Diese aus
dem Automobilsektor bekannten Feldbussysteme zeichnen sich durch
eine hohe Robustheit und Zuverlässigkeit aus.
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Mit
der Hauptsteuereinrichtung 14 sind vorzugsweise eine Eingabevorrichtung 15 sowie
eine Ausgabevorrichtung 16 verknüpft. Diese können
in einer Bedieneinrichtung zusammengefasst sein. Hierüber
ist es möglich, die Liegevorrichtung 1 zu bedienen
und deren Funktionsweise zu kontrollieren. Vorzugsweise kann hierüber
die Hauptsteuereinrichtung 14 programmiert werden, um beispielsweise
gezielte Umlagerungen eines Patienten vorzunehmen, um insbesondere
dessen Wundliegen zu vermeiden. Die Hauptsteuereinrichtung 14 kann
ferner so ausgebildet sein, dass sie anhand der von den Steuereinheiten 12 übermittelten
Druckänderungen eine Lagerungsänderung der liegenden
Person erkennt und die Vorgabewerte für die einzelnen Kammern 2 entsprechend
anpasst, so dass der Kammerinnendruck der einzelnen Kammern 2 durch
die Steuereinheiten 12 entsprechend angepasst wird. Um
eine Programmierung und/oder Überwachung der Liegevorrichtung 1 über
eine externe Vorrichtung, beispielsweise einen externen Computer,
zu ermöglichen, weist die Vorrichtung vorzugsweise eine
Schnittstelle 17 auf.
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Vorzugsweise
ist die Hauptsteuereinrichtung 14 ferner so ausgebildet,
dass sie die Fluidquelle 8 und die Fluidsenke 10 steuern
und/oder regeln kann. Die Fluidquelle 8 umfasst vorzugsweise
eine Druckpumpe 33. Um Druckschwankungen in der Fluidzuführleitung 7 bei
einer Entnahme von Fluid aus dieser mit dem Ziel, einen Innendruck
in den Kammern 12 zu steigern, zu minimieren und um einen
konstanten Betrieb der Druckpumpe 33 überflüssig
zu machen, ist vorzugsweise ein Überdruckbehälter 18 als
Puffergefäß als ein an der Liegevorrichtung 1 angeordneter Bestandteil
der Fluidquelle 8 vorgesehen. In dem Überdruckbehälter 18 ist
ein Hauptdrucksensor 19 angeordnet, dessen Signale zur
Steuerung der Fluidquelle 8, beispielsweise der Druckpumpe 33 oder
eines Einlassventils 32, verwendet werden.
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Das
Einlassventil 32 kann mit einer externen Fluidquelle 34,
beispielsweise einer Druckluftversorgung einer Krankenhausmedienversorgung,
verbunden sein.
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Die
Fluidsenke 10 umfasst entsprechend vorzugsweise eine Vakuumpumpe 35 und/oder
eine über ein Auslassventil 22 verbundene externen
Fluidsenke 36, die beispielsweise als Absaug- oder Vakuumleitung
einer Krankenhausmedienversorgung ausgebildet ist. Um auch hier
Schwankungen in der Unterdruckleitung, d. h. ein Ansteigen des Drucks,
in der Fluidabführleitung 9 bei einem Ausströmen
von Fluid aus den Kammern 12 zum Verringern des Kammerdrucks
zu minimieren und einen Dauerbetrieb der Vakuumpumpe zu vermeiden,
ist vorzugsweise ein Unterdruckbehälter 20 als
ein an der Liegevorrichtung 1 angeordneter Bestandteil
der Fluidsenke 10 vorgesehen. In dem Unterdruckbehälter 20 ist
ein Hauptunterdrucksensor 21 angeordnet, dessen Signale
von der Hauptsteuereinrichtung 14 zum Regeln und Ansteuern
der Vakuumpumpe 35 und/oder Steuern des Auslassventils 22 verwendet
werden.
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Bei
einem Betrieb der Liegevorrichtung 1 in einem Krankenhaus
ist somit ein Vorhandensein und/oder eine Verwendung einer in die
Liegevorrichtung 1 integrierten Druckpumpe 33 und/oder
Vakuumpumpe 35 häufig nicht notwendig. Vielmehr
können Druckluftanschlüsse und Vakuumanschlüsse
einer Krankenhausmedienversorgung als externe Fluidquelle 34 und
externe Fluidsenke 36 genutzt werden. Bei einer solchen
Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn zur Steuerung
der externen Fluidquelle 34 und/oder der externen Fluidsenke 36 das
Einlassventil 32 und das Auslassventil 22 vorgesehen
sind, die entsprechend beispielsweise an dem Druckluftanschluss
bzw. dem Vakuumanschluss der Krankenhausmedienversorgung angeschlossen
sind. Das Einlassventil 32 und das Auslassventil 22 sind
vorzugsweise mittels der Hauptsteuereinrichtung 14 ansteuerbar.
Die externe Fluidquelle 34 und/oder die externe Fluidsenke 36 können
gemeinsam mit „internen", d. h. an der Liegevorrichtung 1 angeordneten und/oder
befestigten, Bestandteilen der Fluidquelle 8 und/oder Fluidsenke 10 zeitgleich
zusammenwirken.
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Durch
eine gestrichelte Darstellung der Druckpumpe 33, des Einlassventils 32 und
der externen Fluidquelle 34 sowie der Vakuumpumpe 35,
des Einlassventils 22 und der externen Fluidsenke 36 soll angedeutet
werden, dass diese optional und/oder alternativ vorhanden sein können.
Auch wenn der Überdruckbehälter 18 und
der Unterdruckbehälter 20 mit durchgezogenen Linien
dargestellt sind, können diese in einigen Ausführungsformen
fehlen. In bevorzugen Ausführungsformen sind sie jedoch
vorgesehen, da sie ohne eine Anlaufzeit einer der Pumpen oder einer Öffnungszeit
eines der Einlass- oder Auslassventile jederzeit als Fluidquelle
und/oder Fluidsenke für eine schnell auszuführende
Druckänderung in den Kammern 2 zur Verfügung
stehen.
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In 2 ist
eine schematisch vergrößerte Ausschnittsansicht
der durch die Kammern 2 gebildeten Matratze 23 dargestellt,
die eine Liegefläche bildet. Gut zu erkennen ist, dass
bei einer bevorzugten Ausführungsform die Kammern 2 in
Doppelreihen angeordnet sind, die sich entlang einer Längsrichtung 24 einer
Liegefläche erstrecken. Die Kammern einer Doppelreihe sind
jeweils über eine gemeinsame Fluidzuführleitung 7 und
Fluidabführleitung 9 miteinander verbunden. Dies
bedeutet, dass jeweils die Fluidanschlüsse 4 der
Kammern 2 einer Doppelreihe mit einer Fluidzuführleitung 7 und
alle weiteren Fluidanschlüsse 5 der Kammern 2 einer
Doppelreihe mit einer gemeinsamen Fluidabführleitung 9 verbunden sind.
Die einzelnen Fluidzuführleitungen 7 und Fluidabführleitungen 9 sind
jeweils miteinander verbunden. Bei anderen Ausführungsformen
kann vorgesehen sein, dass mehrere Fluidquellen und Fluidsenken
vorhanden sind, beispielsweise mehrere Druckluft- und Vakuumanschlüsse
einer Krankenhausmedienversorgung. Hierdurch kann die Fluidzuführung und
-abführung verbessert werden, so dass eine schnellere Druckanpassung
in den einzelnen Kammern erreicht werden kann. Gut zu erkennen ist
in 2 ferner, dass jeder Kammer 2 jeweils
ein Drucksensor 11 und eine Ventileinrichtung 6 zugeordnet sind.
Die Steuereinheiten sind in dieser Ansicht nicht dargestellt.
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In 3 ist
eine Draufsicht auf eine beispielhafte Kammer 2 gezeigt.
Zu erkennen ist ferner ein Abschnitt der Fluidabführleitung 9.
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In 4 ist
ein Schnitt entlang der Schnittlinie A-A nach 3 schematisch
dargestellt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind
in einem unteren Bereich 25 der Kammer 2 sowohl
die Ventileinrichtung 6 als auch der Drucksensor 11 angeordnet.
Die Kammer 2 umfasst einen Kammerhauptraum 26 sowie
eine Kammerzuleitung 27. Der Kammerhauptraum 26 weist
ein halbrundes Oberprofil auf. Der Kammerhauptraum ist über
die Kammerzuleitung 27 und die Ventileinrichtung 6 mit
dem Fluidanschluss 4 und dem weiteren Fluidanschluss 5 verbunden,
die ihrerseits mit der Fluidzuführleitung 7 und
der Fluidabführleitung 9 verbunden sind. Der Drucksensor 11 ist
an der Kammerzuleitung 27 angeordnet. Bei anderen Ausführungsformen
kann der Drucksensor 11 auch in dem Kammerhauptraum 26 sowie
in einer Seitenwand 28 der Kammer angeordnet sein.
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In 5 ist
ein Ausschnitt einer Liegevorrichtung dargestellt, anhand dessen
eine Funktionsweise einer Hauptsteuereinrichtung 14 erläutert
werden soll. Die Hauptsteuereinrichtung 14 ist vorgesehen, um
eine Druckpumpe 33 der Fluidquelle 8 und eine Vakuumpumpe 35 der
Fluidsenke 10 zu steuern. Die Druckpumpe 33 ist
mit einem Überdruckbehälter 18 verbunden,
der als Pufferreservoir dient. Der Überdruckbehälter 18 ist
mit den Fluidzuführleitungen 7 verbunden, an den
die Fluidanschlüsse der einzelnen Kammern angeschlossen
sind. Der Betrieb der Druckpumpe 33 wird von der Hauptsteuereinrichtung 14 anhand
von Signalen eines an dem Überdruckbehälter 18 angeordneten
Hauptdrucksensors 19 geregelt. Entsprechend wird die Vakuumpumpe 35 anhand
von Signalen eines an dem Unterdruckbehälter 20 angeordneten
Hauptunterdrucksensors 21 geregelt. Die Vakuumpumpe 35 ist
mit dem Unterdruckbehälter 20 verbunden, der ebenfalls
als Pufferreservoir dient und seinerseits mit den Fluidabführleitungen 9 verbunden
ist, an die die weiteren Fluidanschlüsse der Kammern angeschlossen
sind. Die Hauptsteuereinrichtung 14 kann über
ein Datenbussystem 13 Vorgabewerte und/oder Steuerbefehle
an die Steuereinheiten ausgeben, die die Ventileinrichtungen der einzelnen
Kammern ansteuern. Die Hauptsteuereinrichtung 14 kann über
eine Bedieneinrichtung 29 bedient werden, in die eine Eingabevorrichtung 15 und eine
Ausgabevorrichtung 16 integriert sind.
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Bei
alternativen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass
die Hauptsteuereinrichtung direkt die Ventileinrichtungen der einzelnen
Kammern ansteuert. Hierzu ist es erforderlich, dass die von den
einzelnen Drucksensoren 11 gelieferten Signale dann der
Hauptsteuereinrichtung 14 zugeführt werden. Hierdurch
können die Steuereinheiten eingespart werden.
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6 ist
eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise
der den Kammern zugeordneten Steuereinheiten 12. Die Steuereinheit 12 ist über
das Datenbussystem 13 mit der nicht dargestellten Hauptsteuereinrichtung
informationstechnisch verbunden. Die Steuereinheit 12 empfängt über
das Datenbussystem 13 Vorgabewerte für einen in
der zugeordneten Kammer, von der nur die Kammerzuleitung 27 dargestellt
ist, einzustellenden Fluiddruck. Ferner tauscht die Steuereinheit 12 über
das Datenbussystem 13 vorzugsweise Informationen über
den Fluiddruck in der Kammer aus, so dass die Hauptsteuereinrichtung
diese Drücke protokollieren kann und Statusinformationen über
die Liegevorrichtung bereitstellen und ausgeben kann. Die Steuereinheit 12 empfängt
zum einen von einem Drucksensor 11 Druckwertsignale 30 und
vergleicht diese mit den Vorgabewerten. Hieraus wird ermittelt,
wie die Ventileinrichtung 6 über Steuerbefehle 31 anzusteuern
ist. Soll der Druck in der Kammer 2 konstant gehalten werden,
so wird die Ventileinrichtung 6 in einer Ruhestellung oder
ersten Stellung gehalten, in der sowohl ein Fluidanschluss 4 als
auch ein weiterer Fluidanschluss 5 gegenüber der
Kammer abgedichtet sind. Soll ein Fluiddruck in der Kammer erhöht
werden, so wird die Ventileinrichtung 6 so angesteuert,
dass sich zwischen dem Fluidanschluss 4 und der Kammer,
d. h. der Kammerzuleitung 27, eine Verbindung ausbildet.
In dieser Fluidzuführstellung (zweite Stellung) eines Mehrstellungsventils
der Ventileinrichtung 6 kann Fluid aus der als Überdruckschlauch
ausgebildeten Fluidzuführleitung 7 durch den Fluidanschluss 4 in die
Kammer, d. h. über die Kammerzuleitung 27, in den
Kammerhauptraum (nicht dargestellt) strömen. Soll hingegen
ein Fluiddruck in der Kammer abgesenkt werden, so wird ein Ventil
der Fluidsteuereinrichtung 6 in einer Abführstellung
(dritte Stellung) bewegt, so dass sich eine Fluidverbindung zwischen der
Kammerzuleitung 27 und dem weiteren Fluidanschluss 5 und
hierüber über die als Unterdruckschlauch ausgebildete
Fluidabführleitung 9 eine Verbindung mit der Fluidsenke
(nicht dargestellt) ausbildet.
-
Zum
Absenken des Fluiddrucks in der Kammer strömt somit aus
dem Hauptkammerraum (nicht dargestellt) über die Kammerzuleitung 27 die
Ventileinrichtung 6 und den weiteren Fluidanschluss 5 Fluid über
die Fluidabführleitung 9 zu der Fluidsenke (nicht
dargestellt).
-
Um
die Liegevorrichtung unabhängig von einer externen Energiezufuhr
betreiben zu können und/oder eine Geräuschbelästigung
gering zu halten, kann als Fluidquelle ein Gasdruckbehälter
alternativ oder zusätzlich zu dem Überdruckbehälter
bei der beschriebenen Ausführungsform verwendet werden. Als
Fluidsenke können ein Unterdruckbehälter oder die
Umgebung dienen. Die Umgebung kann genutzt werden, da ein gewünschter
Fluiddruck in den Kammern in der Regel jeweils größer
als ein Umgebungsluftdruck sein wird. Somit ist ein Umgebundsluftdruck gegenüber
dem Kammerinnendruck und einem Druck in der Fluidzuführleitung
ein Unterdruck. Wird über die Ventileinrichtung somit eine
Verbindung zwischen der Kammer und der als Fluidsenke dienenden Umgebung über
den weiteren Fluidanschluss und die Fluidabführleitung
hergestellt, so wird Fluid aus der Kammer ausströmen und
eine Druckabsenkung in der Kammer bewirkt.
-
Im
Sinne des hier beschriebenen stellt eine externe Fluidquelle einen
Bestandteil einer Fluidquelle dar. Gleiches gilt analog für
eine externe Fluidsenke. Dieses bedeutet, dass die Fluidquelle und
die Fluidsenke jeweils mehrere Bestandteile umfassen können,
die selbstständige Fluidquelle oder Fluidsenken im strengeren
physikalischen Sinne, wie Pumpen, oder im technisch begrenzteren
Sinne, wie Überdruckbehälter oder Unterdruckbehälter,
sein können, wobei letztere als im technischen begrenztere
Sinne bezeichnet sind, da sie ein begrenztes Reservoir zum Bereitstellen/Aufnehmen
von Fluid darstellen.
-
Die
beschriebene Ausführungsform und ihre Abwandlungen stellen
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar. Die einzelnen
beschriebenen Merkmale können beliebig miteinander kombiniert werden,
um die Erfindung auszuführen. Für den Fachmann
ergibt es sich, dass einzelne Merkmale und Merkmalskombinationen
in unterschiedlichen Variationen ausgeführt werden können,
um einzelne Ausgestaltungen der Erfindung zu realisieren.
-
- 1
- Liegevorrichtung
- 2
- Kammern
- 3
- Rahmen
- 4
- Fluidanschluss
- 5
- weiterer
Fluidanschluss
- 6
- Ventileinrichtung
- 7
- Fluidzuführleitung
- 8
- Fluidquelle
- 9
- Fluidabführleitung
- 10
- Fluidsenke
- 11
- Drucksensor
- 12
- Steuereinheit
- 13
- Datenbussystem
- 14
- Hauptsteuereinrichtung
- 15
- Eingabevorrichtung
- 16
- Ausgabevorrichtung
- 17
- Schnittstelle
- 18
- Überdruckbehälter
- 19
- Hauptdrucksensor
- 20
- Unterdruckbehälter
- 21
- Hauptunterdrucksensor
- 22
- Auslassventil
- 23
- Matratze
- 24
- Längsrichtung
einer Liegefläche
- 25
- unterer
Bereich (der Kammer)
- 26
- Kammerhauptraum
- 27
- Kammerzuleitung
- 28
- Seitenwand
- 29
- Bedieneinrichtung
- 30
- Druckwertsignale
- 31
- Steuerbefehle
- 32
- Einlassventil
- 33
- Druckpumpe
- 34
- externe
Fluidquelle
- 35
- Vakuumpumpe
- 36
- externe
Fluidsenke
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6421858
B1 [0003]
- - DE 102004041996 A1 [0004]