DE102015121161A1

DE102015121161A1 - Matratzenmassagesystem und Verfahren zur Matratzenmassage

Info

Publication number: DE102015121161A1
Application number: DE102015121161.0A
Authority: DE
Inventors: Haymo NIEDERKOFLER
Original assignee: Logicdata Electronic and Software Entwicklungs GmbH
Current assignee: Logicdata Electronic and Software Entwicklungs GmbH
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2017-06-08
Also published as: CA3006965A1; WO2017093505A2; WO2017093505A3; EP3383338A2; US20180353375A1

Abstract

In einem Matratzenmassagesystem (100) ist wenigstens ein Massageaktuator (30) zur Erzeugung einer Massagekraft vorgesehen, die auf eine Matratze in eine Richtung einwirkt, die senkrecht zur Liegefläche der Matratze liegt. Dabei ist das System eingerichtet, die Massagekraft mit einer zeitvarianten Intensität zu erzeugen, welche eine Grundfrequenz (f1) und wenigstens eine Überlagerungsfrequenz (f2) aufweist, die höher als die Grundfrequenz (f1) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Matratzenmassagesystem, insbesondere mit einem Massageaktuator zum Einwirken auf eine Matratze. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Matratzenmassage.
Im Bereich von Komfortbetten werden vermehrt Massagesysteme angeboten, bei denen unterhalb einer Matratze ein Massageaktuator angebracht wird. Ein solcher Massageaktuator ist beispielsweise am oder im Bettrahmen befestigt. Mit dem Massageaktuator wird eine Bewegung erzeugt, die beim Benutzer des Betts eine Massagewirkung erreichen soll.
Als Massageaktuatoren werden beispielsweise Vibrationsmotoren verwendet, bei denen auf einer rotierenden Achse eine Unwuchtmasse vorgesehen ist, deren gezielt ungleichmäßige Bewegung zu einer Vibration der Anordnung führt. Diese Vibration soll vom Benutzer als entspannend wahrgenommen werden.
Der Effekt von herkömmlichen Massagesystemen beziehungsweise Massageaktuatoren ist jedoch begrenzt, so dass die Massagewirkung nicht oder nur teilweise erreicht wird.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Massagekonzept bereitzustellen, mit dem eine effektivere Massagewirkung erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Massagesysteme in Bettenbereichen weisen üblicherweise einen auf eine Matratze wirkenden Massageaktuator auf. Die Wirkung des Massageaktuators durch die Matratze überträgt sich auf einen Benutzer des Gesamtsystems, der beispielsweise auf der Matratze liegt. Wie effektiv die Wirkung der Massage auf den Benutzer ist, hängt unter anderem von der Anregung durch den Massageaktuator ab. Bei Betrieb eines solchen elektromechanischen Massagesystems ist es erstrebenswert, einerseits die zum Betrieb erforderliche elektrische Leistung auf einem möglichst geringen Niveau zu halten, und andererseits den Massageeffekt für den Benutzer möglichst groß und angenehm zu gestalten.
Das verbesserte Massagekonzept basiert auf der Idee, die Anregung durch den Massageaktuator mit mehreren unterschiedlichen Frequenzen, also mit zwei oder mehr Schwingungen unterschiedlicher Frequenz zu gestalten. Die einzelnen Schwingungen weisen dabei vorzugsweise unterschiedliche Amplituden auf und können auch mit unterschiedlichen Phasenverschiebungen gestaltet sein. Beispielsweise wird also eine Massagekraft mit einer zeitvarianten Intensität erzeugt, welche eine Grundfrequenz und wenigstens eine Überlagerungsfrequenz aufweist, die höher als die Grundfrequenz ist. Diese zwei Erregungsfrequenzen werden vom Benutzer der Matratze mit dem Massagesystem intensiver wahrgenommen, wodurch eine effizientere Massagewirkung erreicht wird.
Beispielsweise setzt sich die Erregung zusammen aus einer Schwingung mit einer niedrigeren Grundfrequenz mit einer höheren Amplitude und einer höheren Überlagerungsfrequenz mit einer kleineren Amplitude.
In einer beispielhaften Ausführungsform eines Matratzenmassagesystems gemäß dem verbesserten Massagekonzept umfasst dieses wenigstens einen Massageaktuator zur Erzeugung einer Massagekraft, die auf eine Matratze in eine Richtung einwirkt, die senkrecht zur Liegefläche der Matratze liegt. Das System ist dabei eingerichtet, die Massagekraft mit einer zeitvarianten Intensität zu erzeugen, welche eine Grundfrequenz und wenigstens eine Überlagerungsfrequenz aufweist, die höher als die Grundfrequenz ist.
Ein solches Matratzenmassagesystem kann flexibel und individuell mit einem Bett integriert werden, beispielsweise durch Befestigung am Bettrahmen beziehungsweise in einer Halterung für die Matratze des Bettes. Die Matratze selbst ist dabei vorzugsweise nicht Bestandteil des Matratzenmassagesystems.
Während die eigentliche Massagekraft durch die Richtung senkrecht zur Matratzenoberfläche bzw. Liegefläche definiert ist, ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass der Massageaktuator auch Kräfte erzeugt, die einen parallel zur Matratzenoberfläche wirkenden Anteil haben. Da die parallel zur Matratzenoberfläche verlaufenden Kräfte jedoch keinen oder nur einen vernachlässigbaren Anteil auf die Massagewirkung haben, ist es wünschenswert, solche Anteile so gering wie möglich zu halten. Insbesondere kann der Energieverbrauch des Massageaktuators geringer gehalten werden, wenn auf die Erzeugung der genannten parallelen Kräfte ganz oder soweit wie möglich verzichtet wird.
Die zeitvariante Intensität der Massagekraft weist beispielsweise einen ersten Intensitätsanteil auf, der durch eine Schwingung mit der Grundfrequenz und eine erste Amplitude bestimmt ist, und einen zweiten Intensitätsanteil, der durch eine Schwingung mit der Überlagerungsfrequenz und eine zweite Amplitude bestimmt ist. Die erste Amplitude ist zum Beispiel größer als die zweite Amplitude.
Zum Erreichen der gewünschten Massagewirkung hat es sich als günstig erwiesen, für die Grundfrequenz einen Frequenzbereich zwischen wenigen Zehntel Hertz und einigen wenigen Hertz, also beispielsweise zwischen 0,1 Hz und 3 Hz zu wählen, insbesondere um 1 Hz herum. Für die Überlagerungsfrequenz haben sich Frequenzen zwischen 5 Hz und 25 Hz als günstig erwiesen, insbesondere um 10 Hz herum. Die zu verwendenden Frequenzen können aber insbesondere auch von einer Ausgestaltung der Matratze abhängig sein. Beispielsweise können die Härte oder die Dicke der Matratze Einfluss darauf haben, welche Frequenzen optimal einzustellen sind.
Das Matratzenmassagesystem lässt sich mit verschiedenen Typen von Massageaktuatoren ausbilden. In Abhängigkeit des Typs des Massageaktuators können sich unterschiedliche Definitionen beziehungsweise Wirkungen für die Intensität der Massagekraft ergeben. Grundsätzlich lässt sich aber die Intensität der Massagekraft durch einen Kraftwert und/oder eine örtliche Auslenkung des Massageaktuators definieren. Bei einigen Ausgestaltungen von Massageaktuatoren weisen der Kraftwert und die örtliche Auslenkung auch einen proportionalen oder nahezu proportionalen Verlauf auf. Dies gilt beispielsweise wenn der Massageaktuator eine örtliche Auslenkung in die Matratze hinein bewirkt, beispielsweise durch Bewegen eines Stempels in die Matratze. Da die Matratze in der Regel ähnlich wie eine Feder wirkt, entsteht zumindest näherungsweise eine zur Auslenkung proportionale Massagekraft.
In verschiedenen Implementierungen des Matratzenmassagesystems wird als Massageaktuator ein Linearaktuator eingesetzt, welcher in linearer Auslenkung einen Stempel von unten in die Matratze drückt. Dies geschieht mit dem zeitvarianten Intensitätsverlauf. Dazu ist beispielsweise eine Steuerung vorgesehen, die den Linearaktuator in Abhängigkeit der Grundfrequenz und der Überlagerungsfrequenz auslenkt. Wie zuvor angegeben, werden dabei für die Schwingung mit der Grundfrequenz und für die Schwingung mit der Überlagerungsfrequenz jeweils einzeln definierte Amplituden verwendet, welche hier als Auslenkungsamplituden zu sehen sind. Allgemein ausgedrückt ist der Massageaktuator beispielsweise durch einen Linearaktuator gebildet, der zur Übertragung der Massagekraft über einen linear beweglichen Kraftübertrager eingerichtet ist.
In verschiedenen Ausgestaltungen kann der Intensitätsverlauf mit den überlagerten Schwingungen mit einzelnen Massageaktuator erzielt werden. Jedoch ist es auch möglich, die Überlagerung durch den Einsatz von zwei oder mehr Massageaktuatoren zu bewirken, die räumlich nebeneinander angeordnet sind, so dass im Wesentlichen der gleiche Bereich der Matratze durch die Massageaktuatoren angeregt wird.
In anderen Ausgestaltungen ist der Massageaktuator eingerichtet, die Übertragung der Massagekraft mit dem zeitvarianten Intensitätsverlauf unmittelbar beziehungsweise mit einer einzigen Kraftübertragung an die Matratze zu erzeugen.
Wesentlich für das verbesserte Massagekonzept ist dabei lediglich, dass in beiden Varianten die Übertragung der Massagekraft in die Matratze derart erfolgt, dass sie von einem Benutzer als eine einzige auf die Matratze wirkende Kraft mit dem überlagerten Schwingungsverlauf wahrgenommen wird.
In verschiedenen Implementierungen wird für den Massageaktuator das Unwuchtprinzip genutzt. Beispielsweise enthält der Massageaktuator eine erste Unwuchterregung und eine zweite Unwuchterregung. Dabei ist die erste Unwuchterregung zum Schwingen mit der Grundfrequenz eingerichtet und die zweite Unwuchterregung ist zum Schwingen mit der Überlagerungsfrequenz eingerichtet.
Bei entsprechender ortsnaher Platzierung können hierfür zwei herkömmliche Vibrationsmotoren verwendet werden, welche entsprechend ihres Intensitätsverlaufs so angepasst sind, dass die Schwingung mit den überlagerten Frequenzen aus Grundfrequenz und Überlagerungsfrequenz erreicht wird.
In einer besonderen Ausgestaltung wird jedoch eine spezielle Anordnung für wenigstens eine der beiden Unwuchterregungen verwendet. Demnach hat diese Unwuchterregung eine Anordnung mit einer ersten und einer zweiten Drehachse, die parallel und mit gleicher Drehgeschwindigkeit gegenläufig zueinander angetrieben werden. Dabei ist auf der ersten Drehachse eine erste Unwuchtmasse und auf der zweiten Drehachse eine zweite Unwuchtmasse in definierter Ausrichtung zueinander angeordnet.
Durch die Drehung der Unwuchtmassen auf der ersten und zweiten Drehachse entstehen entsprechende Zentrifugalkräfte beziehungsweise Zentripetalkräfte, allgemein auch als Fliehkräfte bezeichnet. Durch die gegenläufige Drehung der Drehachsen heben sich bestimmte Komponenten dieser Fliehkräfte gegenseitig auf, während die senkrecht hierzu verlaufenden Komponenten sich addieren. Dabei ist angenommen, dass die beiden Unwuchtmassen gleiches oder annähernd gleiches Gewicht haben und mit gleichem oder annähernd gleichem Abstand zwischen Schwerpunkt der Unwuchtmassen und Zentrum der Drehachse angeordnet sind. Vorzugsweise sind die beiden Unwuchtmassen derart ausgerichtet, dass die Verbindungslinien zwischen Schwerpunkt und Mittelpunkt der jeweiligen Drehachse senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur gedachten Oberfläche der Matratze liegt. In diesem Fall addieren sich nämlich die vertikalen Rotationskräfte, während sich die horizontalen Rotationskräfte gegenseitig aufheben. Damit kann ein harmonischer Schwingungsverlauf mit einer Hauptkomponente erzeugt werden, welche von der Ausrichtung der Unwuchtmassen zueinander abhängt und vorzugsweise senkrecht oder annähernd senkrecht zur Matratzenoberfläche liegt.
Die Frequenz dieser Schwingung ist bestimmt durch die Umlaufgeschwindigkeit der Drehachsen, während die resultierende Kraftkomponente der Fliehkraft sich aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Drehachsen, der Masse der Unwuchtmassen und dem Abstand des Schwerpunkts der Unwuchtmassen vom Achsenmittelpunkt ermitteln lässt.
Das Prinzip mit den gegenläufig angetriebenen Drehachsen lässt sich insbesondere in einem Schwingungssystem nutzen, bei dem die erste und die zweite Drehachse in einer Plattform gelagert sind, die einen Kraftübertrager zur Übertragung wenigstens eines Anteils der Massagekraft an die Matratze aufweist und schwingend in einem Gehäuse befestigt ist. Somit bewegt sich beispielsweise die Plattform in der durch die Ausrichtung der Unwuchtmassen definierten Vorzugsrichtung in dem Gehäuse und überträgt die Schwingungsenergie als Komponente der Massagekraft an die Matratze.
Gemäß dem verbesserten Massagekonzept können zwei solcher Schwingungsanordnungen ortsnah zueinander angebracht werden, um einmal die Schwingung mit der Grundfrequenz und einmal die Schwingung mit der Überlagerungsfrequenz zu erzeugen und in der Matratze die resultierende Massagekraft mit überlagerten Schwingungen zu erzeugen. Jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, den eben beschriebenen Massageaktuator auch alleine zu verwenden, um nur eine Schwingung einer Frequenz zu realisieren. Obwohl dann die Überlagerung wegfällt, kann dennoch ein energetisch effizienter Massageaktuator implementiert werden.
Gemäß dem verbesserten Massagekonzept weist beispielsweise die erste Unwuchterregung die Anordnung mit der ersten und der zweiten Drehachse auf, und die zweite Unwuchterregung weist eine weitere Anordnung mit einer dritten und einer vierten Drehachse auf, die parallel und mit gleicher Drehgeschwindigkeit gegenläufig zueinander angetrieben werden. Ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen Anordnung sind auf der dritten Drehachse eine dritte Unwuchtmasse und auf der vierten Drehachse eine vierte Unwuchtmasse in definierter Ausrichtung zueinander angeordnet. Die Drehgeschwindigkeit der ersten und zweiten Drehachse ist geringer als die Drehgeschwindigkeit der dritten und vierten Drehachse. Vorzugsweise ist ein Gewicht der ersten und zweiten Unwuchtmasse größer als ein Gewicht der dritten und vierten Unwuchtmasse.
In einer weitergebildeten Implementierung sind die erste, die zweite, die dritte und die vierte Drehachse in einer gemeinsamen Plattform gelagert, die einen Kraftübertrager zur Übertragung der Massagekraft an die Matratze aufweist und schwingend in einem Gehäuse befestigt ist. Damit erfolgt die Überlagerung der Schwingungen direkt in der gemeinsamen Plattform. Beispielsweise sind bei einer solchen Ausgestaltung die erste, die zweite, die dritte und die vierte Drehachse von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben. Beispielsweise sind eine Antriebsachse des Antriebs und die Drehachsen über Zahnräder, Reibräder oder dergleichen miteinander verbunden, um die Antriebsenergie zu übertragen.
Neben den beschriebenen Ausgestaltungen des Massageaktuators gibt es noch weitere Möglichkeiten, den Massageaktuator auszugestalten.
Beispielsweise weist der Massageaktuator einen beweglich gelagerten Trägerkörper mit einer auf dem Trägerkörper angeordneten Führung auf. Die Führung ist in einer ersten Schwingung geformt ist, welche von einer zweiten Schwingung überlagert ist. Dabei korrespondiert die erste Schwingung zu der Grundfrequenz und die zweite Schwingung korrespondiert zu der Überlagerungsfrequenz. Ferner ist ein in definierter Ausrichtung zum Trägerkörper verschiebbar gelagerter Stößel vorgesehen, der ein mit der Führung gekoppeltes Führungselement aufweist und eingerichtet ist, die Massagekraft zu übertragen.
Beispielsweise weist der Massageaktuator hierbei als Trägerkörper eine um eine Drehachse drehbar gelagerte Trommel auf. Auf einer Mantelfläche der Trommel ist die Führung angeordnet, die geschlossen auf der Mantelfläche umläuft und in der ersten Schwingung geformt ist, welche von der zweiten Schwingung überlagert ist. Ferner ist der Stößel in definierter Ausrichtung, insbesondere parallel, zur Mantelfläche verschiebbar gelagert. Die Trommel hat vorzugsweise die Form eines Kreiszylinders, kann aber auch wie ein Kegelschnitt gestaltet sein, so dass die Mantelfläche nicht wie beim Kreiszylinder parallel zur Drehachse verläuft, sondern einen festen Winkel mit der Drehachse bildet. In beiden Fällen weist die Trommel eine Rotationssymmetrie zur Drehachse auf.
Wenn die Trommel kreiszylinderförmig ausgeführt ist, verlaufen die erste und zweite Schwingung parallel zur Drehachse auf der Mantelfläche. Bei der Kegelform ergibt sich ein Winkel zwischen den Schwingungen der Führung entsprechend dem Winkel zwischen Mantelfläche und Drehachse.
Bei der beschriebenen Anordnung wird der Stößel, der über das Führungselement mit der Führung gekoppelt ist, bei einer Drehung der Trommel entsprechend der geformten Schwingungen auf und ab bewegt, so dass die entsprechende Massagekraft übertragen werden kann. Die rotatorische Bewegung der Trommel wird somit in die translatorische Bewegung des Stößels umgesetzt.
Vorzugsweise ist der Stößel mit einer Bewegungskomponente verschiebbar gelagert, die parallel zur Drehachse verläuft. Wenn der Stößel lediglich die Bewegungskomponente parallel zur Drehachse aufweist, kann unter der Annahme, dass die Drehachse senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur gedachten Matratzenoberfläche liegt, ein hoher Wirkungsgrad bei der Umsetzung der rotatorischen in die translatorische Bewegung erreicht werden. Dies ist insbesondere bei kreiszylinderförmiger Trommel zu erreichen.
Bei anderer Ausgestaltung der Trommel werden neben der Bewegungskomponente parallel zur Drehachse auch, vorzugsweise geringe, Bewegungskomponenten senkrecht zur Drehachse erzeugt. Ebenso ist es möglich, dass der Stößel derart gelagert ist, dass er mit der Drehachse nicht nur einen Winkel im Raum bildet, sondern einen zweiten Winkel. Der Stößel ist in diesem Fall sozusagen schräg an der Manteloberfläche angebracht.
In verschiedenen Ausgestaltungen des Massageaktuators mit dem beweglich gelagerten Trägerkörper weist dieser eine Platte auf, die mit einer Bewegungskomponente parallel zur Liegefläche der Matratze verschiebbar gelagert ist. Die Verschiebung selbst erfolgt vorzugsweise über einen elektrischen Antrieb. Dementsprechend verläuft die Führung auf oder in der Oberfläche der Platte. Bei einer Verschiebung der Platte, die beispielsweise als horizontal angenommen wird, erfolgt durch die Kopplung zwischen Führung und Führungselement eine Umsetzung dieser horizontalen Bewegung in eine vertikale Bewegung, welche vorzugsweise der Kraftrichtung der Massagekraft entspricht. Der Stößel ist hierbei beispielsweise entsprechend gelagert, um die gewünschte Bewegungsrichtung zu erreichen.
In weiteren verschiedenen Ausgestaltungen des Massageaktuators mit dem beweglich gelagerten Trägerkörper weist dieser eine Platte auf, die drehbar um eine Drehachse gelagert ist, welches senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Massagekraft verläuft. Die Führung weist dabei einen geschlossenen Verlauf auf und ist exzentrisch um diese Drehachse angeordnet. Im Betrieb eines solchen Massageaktuators wird die rotatorische Bewegung der Platte bzw. der exzentrisch gebildeten Führung in eine translatorische Bewegung des Stößels umgesetzt. Dies geschieht wiederum durch die Kopplung zwischen Führung und Führungselement. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung ist der Stößel hierbei beispielsweise entsprechend gelagert, um die gewünschte Bewegungsrichtung zu erreichen.
In verschiedenen Ausgestaltungen ist die Führung durch eine Erhebung gebildet, während das Führungselement durch ein die Erhebung zumindest teilweise umschließendes Gegenstück oder ein auf der Führung aufliegendes Gegenstück gebildet ist. Beispielsweise ist die Erhebung eine aus der Mantelfläche bzw. dem Trägerkörper hervorstehende Führungsstruktur in Art einer Schiene oder dergleichen. Das Führungselement ist durch ein Element gebildet, welches auf der Erhebung geführt ist, vorzugsweise beidseitig geführt ist. Beispielsweise ist das Führungselement durch ein Paar von Rollen gebildet, die an einer Oberseite und Unterseite der Erhebung entlang gleiten. Der Stößel ist somit durch die Form der Führung in beiden Richtungen zwangsgeführt. Die Zwangsführung kann aber auch lediglich einseitig ausgebildet sein.
Es ist ebenso möglich, dass die Führung durch eine Kulisse gebildet ist und das Führungselement durch einen durch die Kulisse geführten Kulissenstein gebildet ist. Dies entspricht im Wesentlichen einer kinematischen Umkehr des zuvor beschriebenen Prinzips, sodass der Stößel über den Kulissenstein in der Kulisse auf der Manteloberfläche bzw. der Oberfläche des Trägerkörpers geführt wird. Beispielsweise ist dabei die Kulisse durch eine Vertiefung in der Oberfläche gebildet, welche die Oberfläche insbesondere nicht durchdringt.
In verschiedenen Ausgestaltungen mit der Trommel als Trägerkörper kann neben dem einen Stößel noch ein weiterer Stößel bei dem Massageaktuator vorgesehen sein, der ebenfalls parallel zur Mantelfläche verschiebbar gelagert ist und ein mit der Führung gekoppeltes weiteres Führungselement aufweist. Weitere Stößel können grundsätzlich bei allen Ausführungsformen mit Trägerkörper, Führung und daran angekoppeltem Stößel vorgesehen werden.
Da der weitere Stößel an einer anderen Stelle der Führung angebracht ist als der eine, erste Stößel, ergibt sich für den zweiten Stößel in der Regel eine Phasenverschiebung gegenüber dem ersten Stößel, insbesondere in Bezug auf die Auslenkung.
Abhängig von der Ausgestaltung des Massageaktuators können auch weitere Stößel gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip hinzugefügt werden, welche durch die Führung zwangsgeführt werden.
Durch den zweiten und die weiteren Stößel kann die Massagewirkung weiter verbessert werden.
Vorzugsweise findet sich eine Anbindung für einen Motor zum Antrieb der Trommel im Inneren der Trommel. Die Führung ist hierbei insbesondere auf der nach außen zeigenden Mantelfläche angebracht. Jedoch ist auch die umgekehrte Variante möglich.
Das verbesserte Massagekonzept lässt sich auch in einem Verfahren zur Matratzenmassage einsetzen, bei dem eine Massagekraft erzeugt wird, die auf eine Matratze in eine Richtung einwirkt, die senkrecht zur Liegefläche der Matratze liegt. Die Massagekraft wird dabei mit einer zeitvarianten Intensität erzeugt, welche eine Grundfrequenz und wenigstens eine Überlagerungsfrequenz aufweist, die höher als die Grundfrequenz ist. Wie zuvor für die verschiedenen Ausführungsformen des Systems beschrieben, weist die zeitvariante Intensität beispielsweise einen ersten Intensitätsanteil auf, der durch eine Schwingung der Grundfrequenz und eine erste Amplitude bestimmt ist, und einen zweiten Intensitätsanteil, der durch eine Schwingung mit der Überlagerungsfrequenz und eine zweite Amplitude bestimmt ist.
Weitere Ausgestaltungsformen des Verfahrens, insbesondere wie sich die Massagekraft mit der zeitvarianten Intensität erzeugen lässt, ergibt sich für den Fachmann unmittelbar aus den zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Matratzenmassagesystems.
Obwohl das verbesserte Massagekonzept und die verschiedenen Implementierungen lediglich im Zusammenhang mit Matratzen beschrieben wurden, ist es auch möglich, diese auch im Bereich von anderen Komfortmöbeln einzusetzen. Denkbar ist beispielsweise der Einsatz in Sitzmöbeln wie zum Beispiel Fernsehsesseln oder Massagesesseln. Beispielsweise kann ein solches System, insbesondere mit entsprechenden Massageaktuatoren, im Rückenbereich eines Sessels verwendet werden. Wesentlich ist dabei, dass wiederum eine Massagekraft erzeugt wird, welche die beschriebene zeitvariante Intensität aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei sind gleichartige Elemente oder Elemente gleicher Funktionen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Daher wird auf eine wiederholte Erläuterung einzelner Elemente gegebenenfalls verzichtet.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Matratzenmassagesystems mit einem Bett,
2 ein Diagramm eines Beispiels eines zeitlichen Verlaufs einer Intensität einer Massagekraft,
3 ein Ausführungsbeispiel eines Massageaktuators eines Matratzenmassagesystems,
4 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung eines Massageaktuators,
5A, 5B und 5C verschiedene Ansichten einer beispielhaften Implementierung eines Massageaktuators basierend auf 4,
6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines weiteren Massageaktuators,
7A, 7B und 7C verschiedene Ansichten eines Ausführungsbeispiels eines weiteren Massageaktuators,
8 eine beispielhafte Querschnittsdarstellung des Massageaktuators aus 7,
9 eine beispielhafte Detailansicht eines Massageaktuators gemäß 7,
10 ein Detail einer beispielhaften alternativen Ausgestaltung zum Massageaktuator aus 7,
11 ein beispielhaftes Verlaufdiagramm von Intensitäten bei einem Massageaktuator gemäß 7,
12 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines weiteren Massageaktuators, und
13 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines weiteren Massageaktuators.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Matratzenmassagesystems gemäß dem verbesserten Massagekonzept in Verbindung mit einem Bett 10. Das Bett 10 weist exemplarisch eine Auflage 20 für eine nicht dargestellte Matratze auf. Zudem ist in der Auflage 20 eine Halterung für einen Massageaktuator 30 vorgesehen, der mit einer Massagesteuerung 40 verbunden ist. Wenn gemäß einer vorgesehenen Anwendung einer Matratze auf der Auflage 20 beziehungsweise dem Massageaktuator 30 aufgelegt ist, kann durch entsprechende Ansteuerung des Massageaktuators 30 durch die Massagesteuerung 40 eine Massagewirkung durch die Matratze erreicht werden. Der Massageaktuator 30 und die Massagesteuerung 40 bilden zusammen ein Matratzenmassagesystem 100. In der Darstellung der 1 ist der Massageaktuator 30 lediglich exemplarisch dargestellt und kann durch mehrere verschiedene Typen von Massageaktuatoren implementiert sein, was nachfolgend mit Beispielen erläutert wird.
Das Matratzenmassagesystem ist dabei eingerichtet, über den Massageaktuator 30 eine Massagekraft zu erzeugen, die auf eine Matratze in eine Richtung einwirkt, die senkrecht zur Liegefläche der Matratze liegt. Im vorliegenden Fall entspricht diese Richtung der Senkrechten zur Grundfläche der Auflage 20. Die Massagekraft wird gemäß dem verbesserten Massagekonzept mit einer zeitvarianten Intensität erzeugt. Dies ist durch den schematisch dargestellten Intensitätsverlauf in 1 angedeutet.
Eine genauere, aber dennoch beispielhafte Darstellung des zeitvarianten Intensitätsverlaufs ist anhand eines Diagramms in 2 dargestellt. Das Matratzenmassagesystem ist nämlich eingerichtet, die Massagekraft mit einer zeitvarianten Intensität zu erzeugen, welche eine Grundfrequenz f1 und wenigstens eine Überlagerungsfrequenz f2 aufweist, die höher als die Grundfrequenz ist. Wie sich der 2 entnehmen lässt, weist die zeitvariante Intensität eine ersten Intensitätsanteil auf, der durch eine Schwingung mit der Grundfrequenz f1 und eine erste Amplitude A1 bestimmt ist, und einen zweiten Intensitätsanteil, der durch eine Schwingung mit der Überlagerungsfrequenz f2 und eine zweite Amplitude A2 bestimmt ist. Der Intensitätsverlauf lässt sich formelmäßig demnach beschreiben durch: A(t) = A1·sin(2πf₁t) + A2·sin(2πf₂t)
Beispielsweise, wie auch in 2 dargestellt, ist die erste Amplitude A1 größer als die zweite Amplitude A2. Als Gesamtschwingung wird somit beispielsweise eine Grundschwingung mit niedrigerer Frequenz und höherer Amplitude mit einer Überlagerungsschwingung mit höherer Frequenz und kleinerer Amplitude überlagert. Weitere Überlagerungen zum Intensitätsverlauf A(t) sind möglich.
In Abhängigkeit des verwendeten Massageaktuators 30 ist die Intensität der Massagekraft zu jedem Zeitpunkt durch einen Kraftwert und/oder eine örtliche Auslenkung des Massageaktuators 30 definiert.
Bei einigen Ausgestaltungen von Massageaktuatoren weisen der Kraftwert und die örtliche Auslenkung auch einen proportionalen oder nahezu proportionalen Verlauf auf. Dies gilt beispielsweise wenn der Massageaktuator 30 eine örtliche Auslenkung in die Matratze hinein bewirkt, beispielsweise durch Bewegen eines Stempels in die Matratze. Da die Matratze in der Regel ähnlich wie eine Feder wirkt, entsteht zumindest näherungsweise eine zur Auslenkung proportionale Massagekraft.
Wie zuvor erwähnt kann der Massageaktuator 30 in verschiedenen Ausgestaltungen implementiert sein. Beispielsweise zeigt 3 einen Ausschnitt eines Matratzenmassagesystems mit einer Matratze 50, welche von einem als Linearaktuator ausgebildeten Massageaktuator 30 angeregt wird. Der Massageaktuator 30 weist einen Linearmotor 31, eine Hubstange 32 und einen Stößel oder Auflager 33 auf, mit dem letztendlich Druck auf bzw. in die Matratze 50 ausgeübt wird. Anstelle des Linearmotors 31 können auch andere Typen von Linearstellern verwendet werden, zum Beispiel eine Pneumatik, eine Hydraulik, Antriebe mit Taumelscheiben oder dergleichen.
Im Betrieb des Matratzenmassagesystems 100 wird der Linearmotor 31 von der hier nicht dargestellten Steuerung 40 derart angesteuert, dass der zeitliche Verlauf der Auslenkung der Hubstange 32 beziehungsweise des Stößels 33 den überlagerten Schwingungsverlauf mit Grundfrequenz f1 und Überlagerungsfrequenz f2 aufweist. Der entsprechende Bewegungsverlauf ist schematisch in 3 angedeutet.
In einer weiteren, vorliegend nicht dargestellten Ausgestaltung ist der Massageaktuator mit zwei unabhängigen Unwuchterregern ausgestaltet, bei denen einer mit der Grundfrequenz f1 schwingt und der andere mit der Überlagerungsfrequenz f2. Um die Überlagerung und damit den gewünschten Intensitätsverlauf der Massagekraft zu erreichen, sind die beiden Unwuchterreger örtlich so nahe wie möglich aneinander, beispielsweise unmittelbar benachbart unterhalb der Matratze anzubringen, um in der Matratze die kombinierte Massagekraft zu erzeugen.
Bei bekannten Unwuchterregern sind auf einer Achse eine oder mehrere Unwuchtmassen angeordnet, die bei Rotation der Achse eine entsprechende Schwingung bewirken. Bei derartigen Unwuchterregern ist jedoch zu beachten, dass durch die Rotation der Unwuchtmasse auch Bewegungskomponenten erzeugt werden, die parallel zur Liegefläche der Matratze liegen und somit keinen aktiven Beitrag für die Massagewirkung in der Matratze leisten.
Bei dem Betrieb eines elektromechanischen Massagesystems für den Komfortbereich ist es erstrebenswert, einerseits die zum Betrieb erforderlich elektrische Leistung auf einem möglichst geringen Niveau zu halten. Andererseits soll der Massageeffekt für den Benutzer möglichst groß und angenehm sein. Dabei spielt die Anregung eines oder mehrerer Bereiche unter einer Matratze eine Rolle. Wie beschrieben kann die Anregung mit einer oder mehreren unterschiedlichen Frequenzen, Amplituden und gegebenenfalls Phasenverschiebungen der einzelnen Bewegungen untereinander erfolgen. Die Steuerung der einzelnen Einheiten kann zentral oder allein für sich erfolgen.
Um dies zu erreichen, wird vorgeschlagen, zwei oder mehr gegenläufig rotierende Unwuchtscheiben durch einen Elektromotor anzutreiben. Diese bilden eine Unwuchterregung. Um das verbesserte Massagekonzept zu erreichen enthält der Massageaktuator beispielsweise eine erste Unwuchterregung und eine zweite Unwuchterregung, wobei die erste Unwuchterregung zum Schwingen mit der Grundfrequenz f1 eingerichtet ist und die zweite Unwuchterregung zum Schwingen mit der Überlagerungsfrequenz f2.
Mit Verweis auf 4 weist wenigstens eine der ersten und zweiten Unwuchterregungen eine Anordnung mit einer ersten Drehachse RA1 und einer zweiten Drehachse RA2 auf, die parallel und mit gleicher Drehgeschwindigkeit ω1 gegenläufig zueinander angetrieben werden. Insbesondere ist hierzu eine Antriebswelle AW vorgesehen, welche mit einer Antriebsgeschwindigkeit ω0 umläuft. Durch entsprechende mechanische Kopplung der Antriebswelle AW mit einer ersten und einer zweite Welle W1, W2, an denen die Drehachsen RA1, RA2 befestigt sind, werden diese in Rotation gebracht. Auf der ersten Drehachse RA1 ist eine erste Unwuchtmasse UM1 angeordnet, während auf der zweiten Drehachse RA2 eine zweite Unwuchtmasse UM2 angeordnet ist.
In der schematischen Darstellung der 4 sind die Unwuchtmassen UM1, UM2 als Punktmassen mit den Gewichten m1, m1' dargestellt, welche einen definierten Abstand e1 zum Mittelpunkt der Rotationsachsen RA1, RA2 aufweisen. Die beiden Unwuchtmassen UM1, UM2 sind beispielsweise so ausgerichtet, dass ihre Schwerpunkte jeweils unterhalb der Rotationsachsen zu finden ist. Im Betrieb der dargestellten Anordnung rotieren die Unwuchtmassen UM1, UM2 gegenläufig um die Achsen, wodurch entsprechende Fliehkräfte entstehen. Bei der dargestellten Ausrichtung der Unwuchtmassen UM1, UM2 führt dies dazu, dass sich durch die Gegenläufigkeit die horizontalen Komponente der Fliehkräfte gegenseitig aufheben, während sich die vertikalen Komponenten addieren. Somit verbleiben im Optimalfall lediglich die Vertikalkräfte, so dass keine oder nur geringe Energieverluste in der Unwuchterregung entstehen. Dazu sind die Gewichte m1, m1' vorzugsweise gleich groß, zumindest aber annähernd gleich groß.
Während dieses Prinzip auch zur unmittelbaren Erregung, das heißt durch Druck der Unwuchtmassen auf die Matratze, genutzt werden kann, wird das Prinzip vorzugsweise zum Aufbau eines auf Unwuchten basierenden Schwingungssystems genutzt. Beispiele hierfür sind in den 5A, 5B und 5C dargestellt, welche verschiedene Ansichten einer Unwuchterregung zeigen.
Mit Verweis auf 5A sind die erste und die zweite Drehachse RA1, RA2 in einer Plattform PL gelagert, die einen Kraftübertrager ST, beispielsweise einen Stempel oder dergleichen zur Übertragung wenigstens eines Anteils der Massagekraft an die Matratze aufweist. Mit Verweis auf 5B und 5C ist die Plattform PL schwingend in einem Gehäuse HS befestigt, wobei die Plattform PL über elastische Verbindungen SP1, SP2, SP3, SP4 in dem Gehäuse HS befestigt ist. Diese sind beispielsweise als Federn oder elastische Bänder oder dergleichen ausgeführt.
Wie insbesondere in 5A zu erkennen, wird die von einem Antriebsaggregat oder Motor MO erzeugte Drehbewegung über zwei gegenläufig laufende Übertragungselement oder Wellen W1, W2 auf die Drehachsen RA1 und RA2 übertragen. Dadurch rotieren auch die auf den Achsen RA1, RA2 befestigten Unwuchtmassen UM1, UM2 gegenläufig zueinander. Beispielhaft ist hier auch dargestellt, dass am anderen Ende der Drehachsen RA1, RA2 in symmetrischer Anordnung weitere Unwuchtmassen auf den Drehachsen RA1, RA2 befestigt sein können. Diese weisen beispielsweise eine zu den Unwuchtmassen UM1, UM2 korrespondierende Ausrichtung auf.
Mit Verweis auf 4 weist die resultierende Kraft FU lediglich eine Komponente in vertikaler Richtung auf, da sich die Horizontalkomponenten der Fliehkräfte aufheben. Die resultierende Kraft F_u1 entspricht einer harmonischen Schwingung mit der Frequenz f1 = ω1 und, unter der Annahme gleicher Gewichte m1, m1' der Unwuchtmassen UM1, UM2, mit der Amplitude A1 = 2·m₁·e₁·ω₁ ². Dies führt schließlich dazu, dass die Plattform PL in dem Gehäuse HS vertikal mit dieser Frequenz schwingt und den fest mit der Plattform verbundenen Stempel entsprechend dem Schwingungsverlauf in die Matratze drückt. Da im Gegensatz zu herkömmlichen Unwuchterregern die resultierende Kraft nur eine Komponente in vertikaler Richtung aufweist, kann die Lagerung der Anordnung einfacher gestaltet werden, da keine Horizontalkräfte abgestützt werden müssen. Weiterhin kann bei gleichbleibender Massageintensität der benötigte Energiebedarf des Antriebsaggregats beziehungsweise Motors MO gesenkt werden.
Wenn bei herkömmlichen Unwuchterregern ein mit der Drehgeschwindigkeit umlaufender Kraftvektor erzeugt wird, wird der Bettrahmen in mehrere Richtungen zur Schwingung angeregt. Dies kann zu einer unerwünschten Geräuschbildung führen. Nach der beschriebenen Anordnung mit den zwei gegenläufig rotierenden Unwuchtmassen UM1, UM2 kann dieser Effekt verbessert werden.
Um den überlagerten Intensitätsverlauf gemäß dem verbesserten Massagekonzept zu erreichen, können zwei oder mehrere derartige Massageaktuatoren als erste und zweite Unwuchterregungen eingesetzt werden. Dabei ist wiederum auf die räumliche Nähe der beiden Unwuchterregungen zu achten. Jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, den in Verbindung mit 4 und 5 beschriebenen Massageaktuator auch alleine zu verwenden, um nur eine Schwingung einer Frequenz zu realisieren. Obwohl dann die Überlagerung wegfällt, kann dennoch ein energetisch effizienter Massageaktuator implementiert werden.
Eine Weiterbildung des in 4 dargestellten Prinzips ist in 6 gezeigt. Dabei ist zusätzlich zu der ersten und zweiten Drehachse RA1, RA2 ein zweites Paar von Drehachsen RA3, RA4 vorgesehen, welche wiederum gegenläufig mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit ω2 angetrieben werden. In Analogie zu den ersten beiden Unwuchtmassen UM1, UM2 sind auch auf der dritten und vierten Drehachse RA3, RA4, welche von den gegenläufig angetriebenen Wellen W3, W4 angetrieben werden, eine dritte und eine vierte Unwuchtmasse UM3, UM4 vorgesehen, welche als Gewichte m2, m2' im Abstand e2 zum Drehachsenschwerpunkt dargestellt sind.
Im Betrieb der Anordnung ist durch die vorgegebenen Größen der Wellen W1 bis W4 die Umlaufgeschwindigkeit ω1 kleiner als die Umlaufgeschwindigkeit ω2. Die Umlaufgeschwindigkeit ω1 entspricht somit der Grundfrequenz f1, während die Umlaufgeschwindigkeit ω2 der Überlagerungsfrequenz f2 entspricht. Die Amplitude A2 der resultierenden Kraft F_u2 lässt sich analog zur Fliehkraft F_u1 ermitteln, so dass A2 = 2·m₂·e₂·ω₂ ², wobei auch hier gleiche Gewichte m2, m2' für die Unwuchtmassen UM3, UM4 angenommen sind.
Der Intensitätsverlauf ergibt sich somit durch die Überlagerung der beiden Fliehkräfte FU1, FU2.
Um eine möglichst kompakte Anordnung zu erreichen können auch die dritte und vierte Drehachse RA3, RA4 gemeinsam mit der ersten und zweiten Drehachse RA1, RA2 in einer gemeinsamen Plattform PL gelagert sein. Im Übrigen wird für eine diesbezügliche Implementierung auf die Darstellungen in den 5A bis 5C verwiesen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Kraftrichtung der überlagerten Kräfte von einer Ausrichtung der Unwuchtmassen abhängt. Gemäß den zuvor gegebenen Erläuterungen ist es für den Fachmann klar, dass durch Veränderung der Ausrichtung der Massen zueinander diejenigen Anteile der Fliehkräfte, die sich gegenseitig aufheben, bestimmt werden kann. Ferner wird darauf hingewiesen, dass durch das Verhältnis der Durchmesser bzw. das Übersetzungsverhältnis der Wellen W1, W2 zu den Wellen W3, W4 das Frequenzverhältnis zwischen Grundfrequenz f1 und Überlagerungsfrequenz f2 eingestellt werden kann. Durch Einstellung der Unwuchten, der Elastizität der Verbindungen SP1 bis SP4 zwischen Plattform PL und Gehäuse HS kann auch die Resonanzfrequenz des Systems und somit der optimale Betriebspunkt beeinflusst werden. Die Übertragung der Antriebsenergie auf die einzelnen Wellen kann mit herkömmlichen Maßnahmen wie z.B. Zahnräder, Riemenscheiben oder dergleichen erfolgen.
In den 7A, 7B und 7C sind verschiedene Ansichten einer weiteren Ausgestaltungsform eines Massageaktuators 30 dargestellt, der eine Realisierung des verbesserten Massagekonzepts ermöglicht. Ein solcher Massageaktuator weist eine um eine hier nicht sichtbare Drehachse drehbar gelagerte Trommel DR als Trägerkörper auf. Auf einer Mantelfläche der Trommel DR ist eine Führung CU angeordnet, die geschlossen auf der Mantelfläche umläuft und in einer ersten Schwingung geformt ist, welche von einer zweiten Schwingung überlagert ist. Dabei korrespondiert die erste Schwingung zu der Grundfrequenz f1 und die zweite Schwingung zu der Überlagerungsfrequenz f2. Die Anordnung des Massageaktuators weist ferner einen ersten und einen zweiten Stößel CF1, CF2 auf, welche an ihrem oberen Ende jeweils mit einem entsprechenden Stempel ST1, ST2 versehen sind.
Der erste und der zweite Stößel CF1, CF2 sind längsverschiebbar in einer Bodenplatte BP und einer Deckelplatte TP des Massageaktuators gelagert und über ein Führungselement an der Führung CU geführt. Im vorliegenden Beispiel ist das Führungselement durch ein Paar von Rollen RO1 für den ersten Stößel CF1 und ein entsprechendes Paar von Rollen RO2 für den zweiten Stößel CF2 gebildet. Durch die Kombination aus Führung CU und Führungselement RO1, RO2 sind die Stößel CF1, CF2 entsprechend dem Verlauf der Führung CU zwangsgeführt.
Im Betrieb des Massageaktuators werden bei einer Rotation der Trommel DR somit die Stößel CF1, CF2 entsprechend der Position der Führung CU nach oben und unten bewegt. Die Deckelplatte TP ist ferner dazu vorgesehen, an der in 1 dargestellten Auflage 20 befestigt zu werden, so dass die Stößel mit den Stempeln ST1, ST2 von unten in die Matratze gedrückt werden können. Die Trommel DR weist beispielsweise an den Stirnflächen, oben und/oder unten entsprechende Mittel für eine Gleitführung an der Deckelplatte TP beziehungsweise Bodenplatte BP auf.
8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Anordnung gemäß 7, bei dem auch die Drehachse DRA sichtbar ist. Die Trommel DR weist beispielsweise auch im Inneren eine Motoranbindung auf, um den Antrieb der Trommel zu gewährleisten. Dazu kann auch auf der Innenseite der Zylinderfläche der Trommel eine Verzahnung vorgesehen sein.
Die Trommel DR ist in den dargestellten Ausführungsformen mit einer Kreiszylinderform gebildet. Jedoch können auch andere rotationssymmetrische Körper mit ebener Mantelfläche genutzt werden, wie zum Beispiel ein Kegelstumpf. Die mechanische Anordnung wäre in diesem Fall entsprechend anzupassen, insbesondere ist darauf zu achten, dass die Stößel parallel zur Mantelfläche verschiebbar gelagert sind.
Während in den Darstellungen von 7 und 8 jeweils zwei Stößel vorgesehen sind, kann das beschriebene Prinzip auch nur mit einem Stößel realisiert werden, wie beispielsweise in der Detailansicht in 9 dargestellt.
Ebenso ist es aber auch möglich, drei oder vier oder mehr Stößel vorzusehen, welche etwa an den verbleibenden Ecken der im Wesentlichen quadratischen Grundfläche des Massageaktuators gelagert sind. Weitere Stößel können beispielsweise auch an den Längsseiten der Grundfläche angebracht werden. Bei zwei oder mehr Stößeln wird neben dem überlagerten Intensitätsverlauf mit Grundfrequenz f1 und Überlagerungsfrequenz f2 auch eine Phasenverschiebung zwischen den einzelnen Stößeln erreicht. Die kontinuierliche phasenverschobene Anregung von mehreren Stößeln unterhalb der Matratze vermittelt dem Benutzer auf der Matratze das Gefühl einer Roll-Klopf-Massage. Dadurch wird die Massagewirkung weiter verbessert.
Das Führungselement am Stößel, welches beispielhaft mit den Rollen RO1, RO2 dargestellt ist, kann auch durch ein anderes Element ersetzt werden, welches die Führung CU zumindest teilweise umschließt. Die Führung kann wie vorliegend dargestellt durch eine Erhebung oder eine andere hervorstehende Führungsstruktur gebildet sein. Es ist jeweils auf das geeignete Zusammenspiel zwischen Führung CU und Führungselement am Stößel zu achten.
In einer alternativen Ausgestaltungsform ist die Führung CU durch eine Kulisse gebildet, wie beispielsweise in 10 anhand einer abgerollten Mantelfläche ausgedrückt. Das Führungselement selbst ist in diesem Fall vorzugsweise durch einen durch die Kulisse geführten Kulissenstein CUS gebildet, der dann die Zwangsführung des Stößels in der Kulisse bewirkt. Die Kulisse ist beispielsweise durch eine Vertiefung oder Aussparung in der Mantelfläche gebildet.
11 zeigt einen beispielhaften Verlauf der Stößelbewegungen und damit der Massagekraft, wenn ein Massageaktuator beispielsweise gemäß 7 eingesetzt wird. Beispielsweise bildet die Führung CU dabei mit einem Umlauf eine Periode der Grundfrequenz f1 ab.
In alternativen Ausgestaltungen des Massageaktuators gemäß 7 kann die Führung CU auch mit einem anderen Schwingungsverlauf ausgebildet werden. Während es grundsätzlich möglich ist, nur die Grundfrequenz ohne Überlagerung zu implementieren, können aber auch weitere Überlagerungsfrequenzen mit implementiert werden.
12 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Massageaktuators, welches auf einem ähnlichen Prinzip basiert wie die in 7 dargestellten Ausgestaltungen. Dabei ist als Trägerkörper TR eine Platte vorgesehen, auf der die Führung CU mit dem überlagerten Schwingungsverlauf angebracht ist. Der Trägerkörper TR ist für eine translatorische Bewegung, welche vorliegend horizontal dargestellt ist, eingerichtet. Die Bewegung des Trägerkörpers TR bzw. der Platte erfolgt vorzugsweise über einen elektrischen Antrieb. In der dargestellten Anordnung ist ferner ein Kraftübertrager in Form eines Stempels ST sowie ein damit verbundener Stößel CF vorgesehen. Am unteren Ende des Stößels CF ist ein Führungselement CE angebracht, welches den Stößel CF mit der Führung CU koppelt.
Im Betrieb eines solchen Massageaktuators wird die horizontale Bewegung des Trägerkörpers TR bzw. der Platte in eine vertikale Bewegung des Stößels CF umgesetzt. Hierzu sind entsprechende Lagerelemente vorgesehen (nicht dargestellt), welche die Bewegung in der gewünschten Richtung zur Erzeugung der Massagekraft lenken.
Die Kopplung zwischen dem Stößel CF mit der Führung CU über das Führungselement CE kann analog zu den beschriebenen Ausführungsformen mit der rotierenden Trommel erfolgen.
13 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Massageaktuators, welches auf einem ähnlichen Prinzip basiert wie die in 7 oder 12 dargestellten Ausgestaltungen. Dabei ist als Trägerkörper TR eine Platte vorgesehen, die drehbar um eine Drehachse DRH gelagert ist. In der dargestellten Ausführungsform entspricht die Form der Platte gleichzeitig der die Platte umgebenden Führung CU. Die Platte als Trägerkörper T ein ist dabei exzentrisch um eine Drehachse DRH drehbar gelagert. Dadurch ergibt sich die Schwingungsüberlagerung aus der ersten und der zweiten Schwingung mit den entsprechenden Frequenzen.
Ähnlich wie bei der in 12 dargestellten Ausführungsform sind ein Kraftübertrager in Form eines Stempels ST sowie ein damit verbundener Stößel CF vorgesehen. Am unteren Ende des Stößels CF ist ein Führungselement CE angebracht, welches den Stößel CF mit der Führung CU koppelt. Die Auslenkung des Kraftübertragers ist durch den jeweiligen Abstand zwischen dem Führungselement CE und der Drehachse DRH festgelegt.
Im Betrieb der Anordnung, also bei einer Rotation des Trägerkörpers TR, wird die durch die Führung CU definierte Schwingung als translatorische Bewegung, hier vertikal, auf den Kraftübertrager übertragen. Hierzu sind wiederum entsprechende Lagerelemente vorgesehen (nicht dargestellt), welche die Bewegung des Kraftübertragers in der gewünschten Richtung zur Erzeugung der Massagekraft lenken.
Die Kopplung zwischen dem Stößel CF mit der Führung CU über das Führungselement CE kann analog zu den beschriebenen Ausführungsformen mit der rotierenden Trommel erfolgen.
In Abwandlung der in 13 gezeigten Ausgestaltung kann die Platte auch eine andere, beliebige Form haben, auf der die Führung CU aufgebracht ist, etwa als Erhebung oder Kulissenaussparung. Es bleibt jedoch das dargestellte Prinzip bestehen, dass die Form der Führung CU exzentrisch zur Drehachse DRH der Platte angeordnet ist.
Weitere, zusätzliche Stößel können grundsätzlich bei allen Ausführungsformen mit Trägerkörper, Führung und daran angekoppeltem Stößel vorgesehen werden, insbesondere auch bei den Ausführungsformen gemäß 12 und 13.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die im Zusammenhang mit den 7 bis 13 beschriebene Führung auch mit nur einer einzigen Schwingung, also insbesondere ohne Überlagerungen von Schwingungen ausgeführt ist. Die Anregung erfolgt in diesem Fall lediglich mit einer Grundfrequenz. Die Gestaltung der Führung ergibt sich für den Fachmann direkt aus den oben beschriebenen Erläuterungen. Eine solche Ausgestaltung kann beispielsweise bei der Verwendung der beschrieben Trommel DR vorteilhaft sein.
Mit den zuvor beschriebenen Anordnungen lässt sich somit eine Matratzenmassage durchführen, bei der eine Massagekraft erzeugt wird, die auf eine Matratze in eine Richtung einwirkt, die senkrecht zur Liegefläche der Matratze liegt. Wie zuvor beschrieben lässt sich dabei die Massagekraft mit der zeitvarianten Intensität erzeugen, welche die Grundfrequenz f1 und wenigstens eine Überlagerungsfrequenz f2 aufweist, die höher als die Grundfrequenz f1 ist. In verschiedenen Ausgestaltungen lassen sich basierend auf dem oben beschriebenen Prinzip auch weitere Frequenzen der Grundfrequenz überlagern, um den Massageeffekt angenehmer für den Benutzer machen zu können.

Claims

Matratzenmassagesystem (100) umfassend wenigstens einen Massageaktuator (30) zur Erzeugung einer Massagekraft, die auf eine Matratze in eine Richtung einwirkt, die senkrecht zur Liegefläche der Matratze liegt, wobei das System eingerichtet ist, die Massagekraft mit einer zeitvarianten Intensität zu erzeugen, welche eine Grundfrequenz (f1) und wenigstens eine Überlagerungsfrequenz (f2) aufweist, die höher als die Grundfrequenz (f1) ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 1, bei dem die zeitvariante Intensität einen ersten Intensitätsanteil aufweist, der durch eine Schwingung mit der Grundfrequenz (f1) und eine erste Amplitude bestimmt ist, und einen zweiten Intensitätsanteil aufweist, der durch eine Schwingung mit der Überlagerungsfrequenz (f2) und eine zweite Amplitude bestimmt ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 2, bei dem die erste Amplitude größer als die zweite Amplitude ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Intensität der Massagekraft durch einen Kraftwert und/oder eine örtliche Auslenkung des Massageaktuators definiert ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Massageaktuator durch einen Linearaktuator gebildet ist, der zur Übertragung der Massagekraft über einen linear beweglichen Kraftübertrager eingerichtet ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Massageaktuator eine erste Unwuchterregung und eine zweite Unwuchterregung enthält, wobei die erste Unwuchterregung zum Schwingen mit der Grundfrequenz (f1) eingerichtet ist und die zweite Unwuchterregung zum Schwingen mit der Überlagerungsfrequenz (f2) eingerichtet ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 6, bei dem wenigstens eine der ersten und zweiten Unwuchterregungen eine Anordnung mit einer ersten und einer zweiten Drehachse (RA1, RA2) aufweist, die parallel und mit gleicher Drehgeschwindigkeit gegenläufig zueinander angetrieben werden, wobei auf der ersten Drehachse (RA1) eine erste Unwuchtmasse (UM1) und auf der zweiten Drehachse (RA2) eine zweite Unwuchtmasse (UM2) in definierter Ausrichtung zueinander angeordnet sind.
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 7, bei dem die erste und die zweite Drehachse (RA1, RA2) in einer Plattform (PL) gelagert sind, die einen Kraftübertrager (ST) zur Übertragung wenigstens eines Anteils der Massagekraft an die Matratze aufweist und schwingend in einem Gehäuse (HS) befestigt ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei – die erste Unwuchterregung die Anordnung mit der ersten und zweiten Drehachse (RA1, RA2) aufweist, – die zweite Unwuchterregung eine weitere Anordnung mit einer dritten und einer vierten Drehachse (RA3, RA4) aufweist, die parallel und mit gleicher Drehgeschwindigkeit gegenläufig zueinander angetrieben werden, – auf der dritten Drehachse (RA3) eine dritte Unwuchtmasse (UM3) und auf der vierten Drehachse (RA4) eine vierte Unwuchtmasse (UM4) in definierter Ausrichtung zueinander angeordnet sind, – die Drehgeschwindigkeit der ersten und zweiten Drehachse geringer (RA1, RA2) ist als die die Drehgeschwindigkeit der dritten und vierten Drehachse (RA3, RA4), und – ein Gewicht der ersten und zweiten Unwuchtmasse (UM1, UM2) größer ist als ein Gewicht der dritten und vierten Unwuchtmasse (UM3, UM4).
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 9, bei dem die erste, die zweite, die dritte und die vierte Drehachse (RA1, RA2, RA3, RA4) in einer gemeinsamen Plattform (PL) gelagert sind, die einen Kraftübertrager (ST) zur Übertragung der Massagekraft an die Matratze aufweist und schwingend in einem Gehäuse (HS) befestigt ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die erste, die zweite, die dritte und die vierte Drehachse (RA1, RA2, RA3, RA4) von einem gemeinsamen Antrieb (MO) angetrieben werden.
Matratzenmassagesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Massageaktuator (30) folgendes aufweist: – einen beweglich gelagerten Trägerkörper (TR, DR) mit einer auf dem Trägerkörper (TR, DR) angeordneten Führung (CU), die in einer ersten Schwingung geformt ist, welche von einer zweiten Schwingung überlagert ist, wobei die erste Schwingung zu der Grundfrequenz (f1) korrespondiert und die zweite Schwingung zu der Überlagerungsfrequenz (f2) korrespondiert, und – einen in Bezug zum Trägerkörper (TR, DR) verschiebbar gelagerten Stößel (CF, CF1), der ein mit der Führung (CU) gekoppeltes Führungselement (RO1, CUS, CE) aufweist und eingerichtet ist, die Massagekraft zu übertragen.
Matratzenmassagesystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Massageaktuator (30) folgendes aufweist: – eine um eine Drehachse (DRA) drehbar gelagerte Trommel (DR), – eine auf einer Mantelfläche der Trommel (DR) angeordnete Führung (CU), die geschlossen auf der Mantelfläche umläuft und in einer ersten, zur Drehachse (DRA) parallelen Schwingung geformt ist, welche von einer zweiten Schwingung überlagert ist, wobei die erste Schwingung zu der Grundfrequenz (f1) korrespondiert und die zweite Schwingung zu der Überlagerungsfrequenz (f2) korrespondiert, und – einen in Bezug zur Mantelfläche verschiebbar gelagerten Stößel (CF1), der ein mit der Führung (CU) gekoppeltes Führungselement (RO1, CUS) aufweist und eingerichtet ist, die Massagekraft zu übertragen.
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 13, bei dem der Stößel (CF1) mit einer Bewegungskomponente verschiebbar gelagert ist, die parallel zur Drehachse (DRA) verläuft.
Matratzenmassagesystem (100) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei dem der Massageaktuator (30) wenigstens einen weiteren Stößel (CF2) umfasst, der parallel zur Mantelfläche verschiebbar gelagert ist und ein mit der Führung (CU) gekoppeltes weiteres Führungselement (RO2) aufweist.
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 12, bei dem der Trägerkörper (TR) eine Platte aufweist, die mit einer Bewegungskomponente parallel zur Liegefläche der Matratze verschiebbar gelagert ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach Anspruch 12, bei dem der Trägerkörper (TR) eine Platte aufweist, die drehbar um eine Drehachse (DRH) gelagert ist, welche senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Massagekraft verläuft, wobei die Führung (CU) einen geschlossenen Verlauf aufweist und exzentrisch um die Drehachse (DRH) angeordnet ist.
Matratzenmassagesystem (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, – bei dem die Führung (CU) durch eine Erhebung gebildet ist und das Führungselement durch ein die Erhebung zumindest teilweise umschließendes Gegenstück (RO1) oder ein auf der Führung aufliegendes Gegenstück (CE) gebildet ist, oder – bei dem die Führung (CU) durch eine Kulisse gebildet ist und das Führungselement durch einen durch die Kulisse geführten Kulissenstein (CUS) gebildet ist.
Verfahren zur Matratzenmassage, bei dem eine Massagekraft erzeugt wird, die auf eine Matratze in eine Richtung einwirkt, die senkrecht zur Liegefläche der Matratze liegt, wobei die Massagekraft mit einer zeitvarianten Intensität erzeugt wird, welche eine Grundfrequenz (f1) und wenigstens eine Überlagerungsfrequenz (f2) aufweist, die höher als die Grundfrequenz (f1) ist.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die zeitvariante Intensität einen ersten Intensitätsanteil aufweist, der durch eine Schwingung mit der Grundfrequenz (f1) und eine erste Amplitude bestimmt ist, und einen zweiten Intensitätsanteil aufweist, der durch eine Schwingung mit der Überlagerungsfrequenz (f2) und eine zweite Amplitude bestimmt ist.