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Die Erfindung betrifft einen Lattenrost gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Lattenroste sind in unterschiedlicher Ausführungsform im Handel erhältlich.
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Durch die vorliegende Erfindung soll ein derartiger Lattenrost geschaffen werden, bei welchem die Kontur der Lattenfläche eingestellt werden kann.
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Unter Lattenfläche soll die jenige gedachte Fläche verstanden werden, die die Oberseiten der Latten des unbelasteten Rahmens zusammen vorgeben. Analog soll unter Liegefläche die Fläche verstanden werden, welche durch die Oberseite einer unbelasteten auf den Lattenrost gelegten Matratze vorgegeben ist.
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Typischerweise spiegelt die unbelastete Liegefläche die Lattenfläche qualitativ ab, wobei jedoch die Konturen der Lattenfläche nur verschwommener in der Liegefläche erscheinen, da die Matratze aus einem nachgiebigen Material hergestellt ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Lattenrost mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, dass die Verstellung der Latten leicht erfolgen kann, auch wenn ein Benutzer auf einer Matratze liegt, die auf die Oberseite des Lattenrosts aufgelegt ist. Mit der Maßnahme gemäß Anspruch 2 lässt sich somit die Kontur der Lattenfläche und darüber mittelbar die Kontur der Liegefläche einstellen. Betrachtet man die den Servomotoren gegebenen Steuerbefehle für die Vergangenheit, so spiegeln diese die derzeitige Geometrie der Lattenfläche wieder.
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Gemäß Anspruch 3 kann man die Geometrie der Lattenfläche aber auch direkt durch Stellungsgeber messen, wodurch man durch Fehler in der Datenübertragung und aufsummierten Fehlern im Arbeiten der Servomotoren unabhängig wird.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 vereinfacht den mechanischen Aufbau des Lattenrostes und vereinfacht dessen Montage.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, dass eine Latte oder eine Lattengruppe, welche gemeinsam durch einen Servomotor verstellt wird, immer parallel zu sich verstellt wird.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 erlaubt es, die aktuelle Belastung einer Latte über ihre Verformung zu messen. Mit den Ausgangssignalen der Verformungssensoren kann man somit ein momentanes Bild der Lastverteilung über den Rost erstellen. Dieses Bild kann man dazu verwenden, eine ausgeglichenere Lastenverteilung oder eine einer Ideal-Lastenverteilung näherkommende Lastenverteilung herbeizuführen, indem man die Servomotoren entsprechend aktiviert. Die Lastenverteilung kann aber auch dazu verwendet werden, zu bestimmen, ob eine Person in Rückenlage, Seitenlage oder Bauchlage auf der Liegefläche liegt, da sich hierbei jeweils ein anderes charakteristisches Verteilungsprofil ergibt.
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Ein Lattenrost, wie er im Anspruch 7 angegeben ist, zeichnet sich durch besonders guten Komfort aus, da die Enden der Latten ihrerseits federnd am Rahmen des Lattenrosts abgestützt ist. Die Federwirkung umfasst eine Vertikalkomponente und eine Drehkomponente der Latten bezüglich ihrer Achsen. Aus den Ausgangssignalen der mit den Lagerelementen zusammenarbeitenden Verformungsgebern kann man ebenfalls eine Belastungsverteilung für die Lattenfläche ermitteln und hier auf einem zweiten Weg die Gesamtbelastung der Lattenfläche und die Gewichtsverteilung bestimmen. Die Ausgangssignale der Verformungsgeber können wieder in Kombination mit Sollwerten für diese Signale dazu verwendet werden, die Lastverteilung auf der Lattenfläche einer gewünschten Soll-Verteilung anzunähern. Typischerweise wird man hierbei eine Verteilungskurve anstreben, die der Soll-Verteilungskurve ähnlich ist, was dadurch erfolgen kann, dass man die Ist-Verteilungskurve und die Soll-Verteilungskurbe auf Eins normiert.
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Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 8 und 9 sind im Hinblick darauf von Vorteil, sowohl kleine Lattenbelastungen als auch große Lattenbelastungen gut messen zu können.
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Bei einem Lattenrost gemäß Anspruch 10 wird die Gesamt-Zustand der Lattenfläche automatisch berechnet, wobei der Zustand unterschiedlichen Aspekten entsprechen kann.
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Gemäß Anspruch 11 wird auch die Lastverteilung oder die Auslenkung über die Lattenfläche hinweg berechnet und die Servomotoren werden so verstellt, dass die normierte Lastverteilungskurve (oder Auslenkungskurve) einer Sollverkurve entspricht.
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Matratzen, wie sie üblicherweise verwendet werden, haben oft auch Bereiche unterschiedlicher Härte für unterschiedliche Körperbereiche. Bei einem Rost gemäß Anspruch 12 kann man die sich lokal ändernde Härte einer Matratze bei der Bestimmung der Sollkontur der Lattenfläche berücksichtigen, ebenso das Gewicht des Benutzeres, seine aktuelle Lage und manuelle eingegebene Vorgaben.
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Gemäß Anspruch 13 kann der Echner anhand der gemessenen Daten dann die jeweilige Lage des Benutzers bestimmen.
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Bei einem Lattenrost gemäß Anspruch 14 kann die Energiezufuhr zu den Servomotoren unterbrochen werden, wenn diese die gewünschte Stellung erreicht haben. Diese Stellung wird dann durch die eingerückten Bremsen fixiert.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1: Einen vertikalen Längsschnitt durch ein Unterbett mit einem Lattenrost, bei welchem ein Teil der Latten durch Servo-Stützeinheiten verstellbar ist;
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2: Eine Aufsicht auf einen Teil des Lattenrosts des Unterbetts von 1;
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3: Eine seitliche Ansicht auf einen Teil eines Längsbretts des Unterbaus mit einigen Latten-Stützeinheiten, die dort angebracht sind, in vergrößertem Maßstab;
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4: Eine Aufsicht auf ein elastomeres Latten-Lagerelement, welches mit Dehnungsmesssstreifen bestückt ist;
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5: Ein Blockschaltbild einer Steuerung für einen mit Servo-Stützeinheiten ausgestatteten Lattenrost; und
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6: Ein Flussdiagramm, nach welchem eine Routine zur Einstellung der Latten-Stützeinheiten arbeitet.
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In 1 ist mit 10 insgesamt ein Unterbau eines Betts bezeichnet. Zu diesem gehören zwei Längsbretter 12, 14, und zwei Querbretter 16, 18. Diese sind zu einem starren Rahmen 20 verbunden, welcher über Füße 22 auf dem Boden eines Raums steht.
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An den Längsbrettern 12, 14 sind im Fußbereich und Kopfbereich Leisten 24, 26 agebracht. Diese tragen über Lagerelemente 28 die Enden von Latten 30, von denen nur eine beispielhaft in 2 dargestellt ist.
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Die Lagerelemente 28 sind teilweise direkt an Tragzapfen 32 befestigt, welche an die Leisten 24, 26 angeformt sind. Diese Befestigungsart ist im linken Drittel von 2 gewählt.
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Weitere Lagerelemente 28 sitzen auf Tragzapfen 34, die auf vertikal verstellbaren Abtriebsteilen 36 von insgesamt mit 38 bezeichneten Stützeinheiten sitzen. Die Stützeinheiten 38 sind ihrerseits mit Schrauben 40 an den Längsbrettern 12, 14 befestigt.
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Die Stützeinheiten 38 umfassen einen elektrischen Getriebemotor 42, der auf eine Gewindespindel 44 arbeitet, die mit einer entsprechenden Gewindebohrung 46 im Abtriebsteil 36 zusammenarbeitet. Durch eine entsprechende Führung für die Abtriebsteile 36 sind diese drehfest gehalten.
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Wie insbesondere aus 4 ersichtlich, umfassen die Lagerelemente 28 ein insgesamt mit 48 bezeichnetes elastomeres Fachwerk, welches spiegelbildlich zu einer vertikalen Mittellebene aufgebaut ist.
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Das Fachwerk 48 trägt auf der Oberseite zwei Lagerkappen 50, mit je einer Aufnahme 52, von denen jede jeweils ein Lattenende aufnehmen kann. Die beiden Lagerkappen 50 sind durch einen Materialsteg 54 verbunden, dessen Unterseite eine Ausnehmung 56 oben begrenzt.
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Ein weiterer außen liegender Materialsteg 58 verbindet das außen liegende Ende einer Lagerkappe 50 mit dem außen liegenden Ende eines horizontalen Basisabschnitts 60 des Lagerelements 28, in welchem Aufnahmeöffnungen 62 für die Tragzapfen 32 vorgesehen sind.
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In der Mitte hat das Fachwerk 48 eine kreuzähnliche Struktur mit Materialstegen 64, 66. Die Materialstege 66 bilden zusammen eine Rippe in der Form eines Kreisbogens. Die Materialstege 54 begrnzen die Ausnehmung 56 von unten.
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Unterhalb der Materialstege 66 befindet sich ein weiterer horizontaler Materialsteg 68 und unter diesem eine gestreckte Ausnehmung 70.
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Das in 4 gezeigte Fachwerk bietet grob folgende Bewegungsmöglichkeiten für die in ihm gelagerten Lattenenden:
Nach unten Bewegen der Lattenenden, was teilweise unabhängig möglich ist. Bei größeren Auslenkungen führt ein Eindrücken eines Lattenendes zu einem Verkippen und/oder Nachziehen des benachbarten Lattenendes.
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Drehen eines Lattenendes: Auch hier wird bei starker Drehung das benachbarte Lattenende in seiner Lage und Orientierung modifiziert.
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Starkes Einfedern der Lattenenden, wobei zunächst die Verformung im Bereich der Materialstege 58 und 64 erfolgt. Erst bei starkem Einfedern werden dann die Materialstege 66 unter Überwindung der Knicklast der Bogenstruktur nach unten bewegt.
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Das Fachwerk 48 trägt im äußersten Bereich der Materialstege 58 auf deren Außenseite Dehnungsmessstreifen 72. Weitere Dehnungsmessstreifen 74 sind auf der Außenseite der Materialstege 66 angebracht.
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Damit lassen sich die Verformungen dieser Materialstege überwachen. Insbesondere kann man aus den Ausgangssignalen der Bedienungsmessstreifen 72, 74 die vertikale Kompression der Lagerelementhälften und die Verkippung der Lagerkappen 50 bestimmen. Aus diesen Werten kann man dann für die beiden vom Lagerelement getragenen Lattenenden eine mittlere vertikale Stellung und eine mittlere Verkippung aus der Horizontalen bezüglich der Rostlängsrichtung (Rollwinkel) und bezüglich der Lattenachse (Nickwinkel) berechnen.
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In 5 ist bei 76 ein Prozessrechner gezeigt, der über einen ersten Kabelbaum 78 mit den Stützeinheiten 38 verbunden ist. Der Kabelbaum 78 enthält dann, wenn die Getriebemotoren 42 keine Schrittmotoren umfassen, zusätzliche Leitungen, die zu Positionsgebern 80 führen, die mit dem Abtriebsteil 36 einer betrachteten Stützeinheite 38 zusammenarbeiten (oder einem synchron hierzu bewegten anderen Teil, wie der Gewindespindel 44, vgl. 2).
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Der Prozessrechner 36 ist ferner über einen Kabelbaum 82 mit den Dehungsmessstreifen 72, 74 der Lagerelemente 28 und mit weiteren Dehnungsmessstreifen 84 verbunden, welche auf die Mitte der Oberseite der Latten 30 aufgebracht sind, wie in 2 gezeigt.
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Der Prozessrechner 76 arbeitet mit einem Arbeitsspeicher 86 zusammen, in welchem neben Programmen auch Soll-Lastverteilungskurven für eine Soll-Lattenfläche und andere Soll-Kurven abgelegt sind, die wahlweise durch Verfahren der Stützeinheiten 38 eingestellt werden soll.
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Diese Soll-Lastverteilungskurven sind auf 1 normiert. Der Prozessrechner 76 arbeitet nun im Betrieb so, dass er aus den verschiedenen Ausgangssignalen der Dehungsmessstreifen 72, 74 sowie 84 die jeweils auf den einzelnen Latten liegenden Lasten berechnet. Die so erhaltene Lastverteilungskurve wird normiert und mit der Soll-Lastverteilungskurve verglichen. Der Prozessrechner 76 aktiviert dann die Stützeinheiten 38 so, dass durch Anheben bzw. Absenken der Latten 30 die Soll-Lastverteilungskurve erhalten wird.
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Eine ähnliche Regelung kann bezüglich einer Soll-Lastfläche oder anderer Soll-Vorgaben erfolgen.
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Bei einem abgewandelten Betriebsmodus kann der Prozessrechner 76 so arbeiten, dass er für alle Latten gleiche Belastung sicherstellt. Eine derartige Arbeitsweise kann dann angezeigt sein, wenn z. B. Personen mit beschädigter Haut vorsichtig gelagert werden müssen. Die gleichförmige Lastverteilung führt dann in der Regel zu einer für die Haut schonenden gleichförmigen Lagerungsbelastung.
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Die Soll-Lattenflächen können auch vom Benutzer oder einem Arzt so vorgegeben werden, dass in bestimmten Körperbereichen nur geringe Lagerungskräfte benötigt werden.
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Der Prozessrechner 76 kann bei seinen Rechnungen mit berücksichtigen, dass eine auf den Unterbau 10 gelegte Matratze 88 ihrerseits Bereiche unterschiedlicher Härte aufweist, z. B. Bereiche 90, 92 mit verminderter Härte, die dem Schulterbereich und dem Fersenbereich zugeordnet sind, und Bereiche mit erhöhter Härte 94, 96, 98 die dem Kniebereich, dem Lendenbereich und dem Halswirbelbereich zugeordnet sind.
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Der Prozessrechner 76 gleicht dann höhere Härte der Matratzenbereiche durch etwas geringere Zustellung der Stützeinheiten 38 aus, während Stützeinheiten 38, über denen weiche Matratzenbereiche liegen, etwas stärker zugestellt werden müssen.
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Der Prozessrechner 76 kann auch unterschiedliche Soll-Lattenflächen aus dem Arbeitsspeicher 86 abrufen.
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Der Prozessrechner 76 erkennt aus einer Unsymmetrie der Ausgangssignale der Dehungsmessstreifen 72, 74 und aus einer schwächeren Krümmung der Latten 30, wie sie die Dehnungsmessstreifen 84 signalisieren, dass der Benutzer im Moment außermittig auf der Liegefläche liegt. Eine derartige außermittige Lage ist ein erstes Indiz für eine Seitenlage.
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Ein zweites Indiz für eine Seitenlage ist eine hohe Belastung von Latten 30 im Schulterbereich. Weitere Indize für eine Seitenlage können sich aus unterschiedlichen Verkippungen der Latten im Bein- und Fußbereich um die Rostlängsachse ergeben.
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Anhand dieser und weiterer Kriterien, ggf. auch unter Hinzuziehung eines von einer Kamera 100 gelieferten Bildes des Benutzers kann der Prozessrechner 76 dann entscheiden, ob die Soll-Lagerfläche einer Seitenlagerung oder einer Rückenlagerung entsprechen soll.
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Für eine einfache Bedienung nach den momentanen Wünschen des Benutzers kann der Prozessrechner 76 mit einem Display 102 zusammenarbeiten und mit einer Fernbedienung 104 versehen sein. Durch Eingaben an der Fernbedienung 104 kann dann der Benutzer noch Einfluss darauf nehmen, ob er lieber härter oder weicher liegen will und eine stärkere oder schwächere Konturierung der Liegefläche wünscht als sie der Prozessrechner 76 mit seinem Standardvorgehen vorschlägt.
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Wie aus 2 ersichtlich, sind die Kabelbäume 78, 80 bzw. von diesen abgezweigte Teilbäume in Kabelkanälen 106 angeordnet, welche zu einem Lattenpaar gehörende Stützeinheiten untereinander verbinden.
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Um die Dehnungsmessstreifen 72, 74 und die Dehnungsmessstreifen 84 zu den Kabelkanälen 106 zu führen, sind in die Längsbretter 12 Vertiefungen 108 eingefräst, welche zusammen mit lösbar auf sie aufgesetzten Abdeckungen 110 jeweils einen kleinen Kabelkanal bilden. Dabei bleibt der unterste Abschnitt der Aufnahmenuten 108 offen, so dass von dort eine Verbindung zum Inneren der Kabelkanäle hergestellt werden kann.
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Bei dem in der Zeichnung dargestelltem Ausführungsbeispiel ist für jedes Paar zusammen die gegenüberliegenden Enden zweier Latten lagernder Stützeinheiten 38 ein kleines Bedienfeld 112 vorgesehen, welches sich auf der Außenseite des in 2 oberen Längsbretts 12 befindet. Das Bedienfeld 112 hat zwei Tasten 114, 116, durch deren Betätigung die beiden zugehörigen Stützeinheiten 38 synchron eingefahren bzw. ausgefahren werden können.
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Auf diese Weise wird eine besonders einfache und anschauliche Bedienung der Stützeinheiten 38 erhalten, wie sie z. B. in Ausstellungsräumen erwünscht wird, wo sich Benutzer über die Wirkweise und Wirksamkeit eines Betts mit einstellbarer Kontur der Liegefläche informieren können, ohne im Einzelnen mit der Bedienung des Prozessrechners 76 vertraut sein zu müssen. Auch im Laufe einer Beratung ist es vorteilhaft, wenn der Verkäufer Variierungen der Liegeflächekontur direkt am Unterbau und im Gespräch mit dem Verkaufsinteressenten durchführen kann.
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Für Unterbauten oder Lattenroste, die sich im Gebrauch befinden, werden derartige Bedienfelder nicht benötigt, da sich Änderungen der Liegeeigenschaften leichter über die Fernbedienung 104 anfordern lassen.
