DE102016015367B4 - Vibrationsvorrichtung zur Einleitung und/oder Verbreitung von Körperschallwellen - Google Patents

Abstract

Vibrationsvorrichtung zur Einleitung und/oder Verbreitung von Körperschallwellen in einen Körper, aufweisend einen Aktor (1), eine den Aktor (1) ansteuernde Steuereinheit (2) sowie ein mit dem Aktor (1) in schwingungsübertragender Wirkverbindung stehendes Flächenelement (3), welches durch den Aktor (1) zum Verbreiten von Körperwellen anregbar ist,dadurch gekennzeichnet, dassVibrationen des Aktors (1) über eine Kontaktfläche des Aktors (1) mit dem Flächenelement (3) unmittelbar an das Flächenelement (3) übertragen werden und das Flächenelement (3) zumindest einen flächigen Flächenkörper (4, 4') umfasst und der zumindest eine Flächenkörper (4, 4') des Flächenelementes (3) zumindest temporär elastisch ausgebildet ist, wobei wenigstens einer der Flächenkörper (4, 4') aus aufgeschäumten Kunststoff, vorzugsweise aus aufgeschäumten Polyvinylchlorid, aus aufgeschäumten Polystyrol, aus aufgeschäumten Polyurethan oder aus aufgeschäumten Polysiloxanen gebildet ist, wobeider Aktor (1) stoffschlüssig an dem Flächenelement (3) fixiert ist, unddas Material des wenigstens einen Flächenkörpers (4, 4') ein E-Modul im Bereich von 0,2 bis 5,0 MPa aufweist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vibrationsvorrichtung zur Einleitung und/oder Verbreitung von Körperschallwellen in einen Körper, aufweisend einen Aktor, eine den Aktor ansteuernde Steuereinheit sowie ein mit dem Aktor in Wirkverbindung stehendes Flächenelement, welches durch den Aktor zum Verbreiten von Körperwellen anregbar ist. Ferner betrifft die Neuerung einen Sitz- oder Liegevorrichtung, wie beispielsweise ein Kissen, die bzw. das mit einer erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung ausgestattet ist.
• Im Stand der Technik sind Schwingungsvorrichtungen bekannt, welche zum Beispiel an einen Stuhl montiert werden um diesen zum Schwingen anzuregen, so dass auf einer, auf dem Stuhl sitzenden Person, eine Vibration zuführbar ist. Dieses Prinzip erfordert einen hohen und ineffizienten Energieaufwand, da der gesamte Stuhl in Schwingung versetzt werden muss. Zumal treten bei diesem Prinzip unerwünschte Geräusche oder zumindest Geräusche in unerwünschtem Maße auf.
• Weitere Vibrationsvorrichtungen sind aus DE 20 2012 012 970 U1 bekannt. DE 20 2012 012 970 U1 lehrt eine Anordnung zum Übertragen von Körperschallwellen auf einen Körper wobei die Anordnung eine Vorrichtung umfasst, welche einen Auflagebereich mit einer Auflagefläche aufweist und die Vorrichtung mit der Auflagefläche auf den Körper auflegbar ist und zumindest eine Erregereinrichtung vorgesehen ist, wobei die Erregereinrichtung an der Vorrichtung derart angeordnet ist, dass der Auflagebereich zur Erzeugung von Köperschallwellen mit einer Schallenergie erregbar ist wobei die Körperschallwellen mit der Schallenergie mittels der Auflagefläche in den Körper induzierbar sind. Hierbei weist der Auflagebereich eine steife Struktur auf, um eine gute Schwingungsübertragung zu gewährleisten und an eine vorbestimmte Flächenform anpassbar zu sein. Hierbei ist es nachteilig, dass die Auflagefläche einen nur geringen Komfort für den mit den Schwingungen zu beaufschlagenden Körper bietet. Zwar ist eine Anpassung der steifen Auflagefläche an eine vorbestimmte Flächenform zur Gewinnung eines womöglichen Komfortgewinns vorgesehen, jedoch ist der Komfort dann immer noch unbefriedigend und der Anwendungsbereich dieser entsprechend geformten Auflagefläche ist sehr eingeschränkt, da die Form unveränderbar an einen bestimmten Anwendungsbereich angepasst ist.
• DE 10 2013 105 158 A1 lehrt eine Massageliege mit einem Unwucht-Rotationsmotor vermittels dem eine Auflagenabstützflächeund ein Tragrahmen in dreidimensionale Schwingungen versetzbar sind, wobei der Tragrahmen unter der Auflagenabstützfläche angeordnet und mit dieser verbunden ist; der Tragrahmen an dem Standsockel federnd aufgehängt ist; und Federelemente, wie Schraubenfedern, oder elastische Bänder, vorgesehen sind, die sich jeweils zwischen einem Aufhängabschnitt an einem oberen Endbereichs des Standsockels und einem in Ruheposition der Massageliege darunter liegenden Aufhängabschnitt des Tragrahmens erstrecken.
• LT 5849 B beschreibt einen Stuhl, umfassend eine Rückenlehne, eine Sitzfläche und Armlehnen, wobei die Rückenlehne und die Sitzfläche mit einem Vibrationssystem ausgestattet sind, das aus einer Metallvibrationsplatte und einem Vibrationslautsprecher besteht, die durch Nieten verbunden sind.
• US 2005 / 0 053 252 A1 lehrt ein Kissen sowie einen Stuhl umfassend ein Lautsprechermodul, das einen akustischen Lautsprecher und eine geschichtete Vielzahl von Materialien mit unterschiedlichen Graden der akustischen Leitfähigkeit und Komprimierbarkeit enthält, wobei der Lautsprecher innerhalb der Vielzahl von Materialien gehalten und von diesen umschlossen wird.
• DE 10 2015 005 636 A1 beschreibt eine Aktoranordnung bestehend aus einem Polymer-Stapelaktor, der eine Vielzahl von Schichten eines dielektrischen Polymers aufweist, wobei die Schichten jeweils durch elektrisch leitfähige Schichten voneinander getrennt sind und jeweils zwei durch eine Schicht des dielektrischen Polymers getrennte elektrisch leitfähige Schichten an eine Spannung anlegbar sind und wobei ein die Aktoranordnung begrenzender Träger vorgesehen ist, auf dem der Polymer-Stapelaktor mit seiner Bewegungsrichtung senkrecht zur Oberfläche des Trägers angeordnet ist.
• DE 20 2012 012 970 U1 lehrt eine Anordnung zum Übertragen von Körperschallwellen auf einen Körper aufweisend eine Vorrichtung, welche einen Auflagebereich mit einer Auflagefläche aufweist, wobei die Vorrichtung mit der Auflagefläche auf den Körper auflegbar ist und zumindest eine Erregereinrichtung, wobei die Erregereinrichtung an der Vorrichtung derart angeordnet ist, dass der Auflagebereich zur Erzeugung von Körperschallwellen mit einer Schallenergie erregbar ist, und wobei die Körperschallwellen mit der Schallenergie mittels der Auflagefläche in den Körper induzierbar sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vibrationsvorrichtung sowie eine mit einer entsprechenden Vibrationsvorrichtung ausgestattete Sitz- oder Liegevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass der Komfort für eine mit den Körperschallwellen zu beaufschlagende Person gesteigert wird und zugleich trotz Verwendung eines kleinflächigen Aktors dessen Vibrationen möglichst homogen, über einen gegenüber der Größe des Aktors deutlich größeren Flächenbereich abgegeben werden. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, dass trotz hohem Komfort keine oder keine wesentlichen Einschränkungen für die Anwendungsbereiche, beispielsweise auf einem Stuhl, einem Sessel oder einer Liege vorliegen. In der Anwendung für eine Sitz- oder eine Liegevorrichtung soll deren Sitz- und Liegekomfort möglichst gering eingeschränkt werden und zugleich eine möglichst homogene Vibrationsverbreitung und/oder Vibrationseinleitung auf bzw. in die zu beaufschlagenden Person gegeben sein.
• Diese Aufgabe wird durch eine Vibrationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1, sowie durch eine Sitz- oder Liegevorrichtung mit den Merkmalen des nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8 sowie 10 bis 15.
• Als Kern der Erfindung wird es angesehen, dass das Flächenelement zumindest einen flächigen Flächenkörper umfasst und der zumindest eine Flächenkörper des Flächenelementes zumindest temporär elastisch ausgebildet ist, wobei wenigstens einer der Flächenkörper aus aufgeschäumten Kunststoff, vorzugsweise aus aufgeschäumten Polyvinylchlorid, aus aufgeschäumten Polystyrol, aus aufgeschäumten Polyurethan oder aus aufgeschäumten Polysiloxanen gebildet ist.
• Dies ermöglicht eine bestmögliche homogene und flächige Leitung/Verbreitung der Vibrationen eines dem Grunde nach punktförmig wirkenden Aktors und damit einen einfachen und kostengünstigen Aufbau der Vibrationsvorrichtung bei einem gleichzeitig hohen Grad an Flexibilität dieser. Da ein grundsätzlich punktuell arbeitender Aktor verwendet werden kann und durch das Flächenelement eine flächige Vibration verbreitet wird, kann die Anzahl der notwendigen Aktoren zur Erzeugung einer für den Benutzer flächig wirkenden Vibration geringgehalten werden. Durch die elastische Ausgestaltung des Flächenelementes passt sich dieses bei Beaufschlagung mit der, mit den Körperschallwellen zu beaufschlagenden Person, an die Körperregion/-kontur dieser Person an, wobei gleichzeitig durch die Vibrationsleitungseigenschaften bei der Person ein flächiges Vibrationsgefühl entsteht, obwohl das Flächenelement nur durch eine punktuelle Vibrationsquelle (den Aktor) angeregt wird. Dies spart Kosten bei der Herstellung, gewährleistet nicht nur den Komfort bei der Benutzung der Vorrichtung selbst, sondern gibt den Komfort des darunterliegenden Möbelstücks oder Gegenstandes in einem hohen Grad an die Person weiter. Mit anderen Worten wird trotz Auflage oder Einarbeitung der erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung die Komfortfunktion des Polsters des Sitz- und/oder Liegemöbels nicht oder kaum für den Benutzer beeinflusst. In der Literatur wird der Standpunkt vertreten, dass das durch einen Aktor angeregte Mittel (Flächenelement) möglichst steif auszulegen sei, um eine gute Schwingungsanregung, Schwingungseinleitung und/oder Schwingungsverbreitung gewährleisten zu können. Überraschenderweise hat sich durch Versuche herausgestellt, dass auch temporär elastische oder permanent elastische Flächenelemente eine ausreichend gute Schwingungsanregungs- und Schwingungsverbreitungseigenschaft haben können. Auch haben die Versuche gezeigt, dass besonders gute Resultate erreicht werden, wenn der wenigstens eine Flächenkörper aus einem aufgeschäumten Kunststoff gefertigt ist. Besonders vorteilhafte Ergebnisse haben hierbei die Verwendung von aufgeschäumten Polyvinylchlorid oder von aufgeschäumtes Polystyrol ergeben. Die Struktur der aufgeschäumten Materialen eignet sich auf außerordentlich gut für eine gute Schwingungsübertragung/-verbreitung bei gleichzeitig hohen Grad an Flexibilität. Auch geht mit der Verwendung von aufgeschäumten Kunststoff für die Flächenkörper und insbesondere die Verwendung von aufgeschäumten Polyvinylchlorid oder aufgeschäumten Polystyrol eine einfache Auslegung des Vibrationselementes an den bestimmungsgemäßen Anwendungsbereich einher. So kann beispielsweise ein Standardflächenelement mit einer vorgegebenen Dimensionierung auf einfachste Bearbeitungsweise (zum Beispiel Absägen) auf die gewünschte Dimensionierung angepasst werden. Auch könnte der Flächenkörper vorgegebene Sollbruchstellen zum leichteren Abtrennen von nicht benötigten Flächenköperabschnitten aufweisen. Damit wird eine einfache Integration der Vibrationsvorrichtung bei gleichzeitig geringer Varianz an Flächenkörpern und/oder der Vibrationsvorrichtungen selbst sowohl für neu gefertigte Sitz- oder Liegevorrichtungen, als auch für die Ausstattung bestehender Sitz- oder Liegevorrichtungen erreicht.
• Als temporär elastisches Flächenelement wird ein Flächenelement verstanden, das aus einem Material mit einer Formgedächtniseigenschaft besteht, wie beispielsweise einem Formgedächtnispolymer. Die Formgedächtniseigenschaft oder auch Formgedächtniseffekt genannt, lässt das Material sich an seine frühere äußere Form trotz einer zwischenzeitlichen starken Umformung scheinbar „erinnern“ und nach einem Stimulus an die Ursprungsform zurücksetzen. Damit kann das Flächenelement sich zumindest teilweise plastisch verformen, jedoch nach Einwirkung eines Stimulus, zum Beispiel einer Wärmeeinwirkung über eines oder durch Unterschreiten eines Temperaturschwellwertes, sich wieder in die Ursprungsform zurückbewegen. Auch könnte das Flächenelement in jeglichen Verformungslagen eine definierte Grundelastizität beibehalten, d.h. eine Elastizität in einem beschränkten Ausmaß innerhalb der eingenommenen Grundform des Flächenelementes aufweisen. Als wesentliche Eigenschaft des temporär elastischen Flächenelementes ist zusätzlich die gute Vibrationsleitung zu nennen. Im Falle, dass das Flächenelement aus wenigstens zwei Flächenkörpern besteht, kann die Formgedächtniseigenschaft bei wenigstens einem oder bei sämtlichen Flächenkörper verwirklicht sein.
• Die Anregung der Vibrationsvorrichtung erzeugt in einer bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen Frequenzen der taktilen Anregung am Körper zwischen 2 und 750 Hz, besonders bevorzugt im Wesentlichen Frequenzen der taktilen Anregung am Körper zwischen 5 und 300 Hz.
• Die Anregung der Vibrationsvorrichtung erfolgt vorzugsweise anhand eines Audiosignals, so kann beispielsweise ein Line-Out-Audio-Signal die Basis der Schwingungsanregung darstellen, und anhand eines vorzugsweise veränderbaren Filters eine von dem Audio-Signal abhängige Schwingungsausgabe durch die Vibrationsvorrichtung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Frequenzgenerator oder ein mechanisch oder anderweitig angeregte Frequenzgeberquelle verwendet werden.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Material des wenigstens einen Flächenkörpers eine Temperaturbeständigkeit im Bereich von -40 bis +100 °C, vorzugsweise von -35 bis +85°C auf. Aufgeschäumte Kunststoffe, insbesondere aufgeschäumtes Polyvinylchlorid oder aufgeschäumtes Polystyrol aufweisend die vorgenannte Temperaturbeständigkeit eigenen sich hinsichtlich der homogenen Schwingungsausbreitung und der dabei gegebenen Flexibilität besonders.
• Erfindungsgemäß weist das Material des wenigstens einen Flächenkörpers ein E-Modul im Bereich von 0,2 bis 5 MPa auf. Vorzugsweise weist das Material des wenigstens einen Flächenkörpers ein E-Modul im Bereich von 0,5 bis 2,5 MPa, besonders bevorzugt ein E-Modul im Bereich von 0,7 bis 1,1 MPa auf. Aufgeschäumtes Polyvinylchlorid oder aufgeschäumtes Polystyrol in den angegebenen E-Modulbereichen zeigen einen hohen Grad an Schwingungsausbreitungseigenschaft bei gleichzeitig hoher Elastizität.
• Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn das für den Flächenkörper ausgewählte Material hinsichtlich Bruchdehnung, Bruchfestigkeit, thermische Leitfähigkeit und/oder Schlagzähigkeit in den nachfolgend angegebenen Bereichen liegt.
• Für die Bruchdehnung und/oder Bruchfestigkeit wurden folgende Wertebereiche als vorteilhaft ermittelt: 10,00 bis 75,00 MPa, vorzugsweise eine Bruchdehnung und/oder eine Bruchfestigkeit im Bereich von 17,00 bis 50,00 MPa, besonders bevorzugt eine Bruchdehnung und/oder eine Bruchfestigkeit von 24,00 bis 29,00 MPa.
• Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn das Material des wenigstens einen Flächenkörpers eine Schlagzähigkeit nach Charpy im Bereich von 5,00 bis 45,00 KJ/m², vorzugsweise eine Schlagzähigkeit nach Charpy im Bereich von 10,00 bis 30,00 KJ/m², besonders bevorzugt eine Schlagzähigkeit nach Charpy im Bereich von 12,50 bis 17,50 KJ/m2 aufweist.
• Schließlich haben sich ferner aufgeschäumte Kunststoffe als besonders geeignet gezeigt, die eine thermische Leitfähigkeit im Bereich von 0,03 bis 1,5 W/m°C, insbesondere im Bereich von 0,05 bis 0,10 W/m°C aufweisen.
• Auch eine gleichmäßig geschlossene Zellstruktur für die aufgeschäumten Kunststoffplatten ist für die erfindungsgemäße Verwendung von Vorteil. Die geschlossene Zellstruktur sorgt hierbei für eine gute Schwingungsübertragung, wobei die Zellengeometrie selbst einen hohen Grad an Elastizität gewährleistet.
• Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der wenigstens ein Flächenkörper aus einem einheitlichen Material besteht, dies erlaubt eine einfache und kostengünstige Fertigung des Flächenkörpers. Sofern das Flächenelement mehrere Flächenkörper umfasst, ist es vorteilhaft, wenn sämtliche Flächenkörper eines Flächenelementes jeweils aus einem gleichartigen oder einem gleichen Material bestehen, auch dies erlaubt eine einfache und günstige Fertigung. Als gleichartiges Material ist Material zu verstehen, das eine gleiche oder ähnliche Dichte (+/- 15 %), gleiches oder ähnliches E-Modul (+/- 15 %) und/oder gleiches oder ähnliches Dichte-zu-E-Modul-Verhältnis (+/- 15 %) aufweist. Ferner kann das gleiche Material für mehrere Flächenkörper eines Flächenelementes vorzugsweise auch identisches Material umfassen.
• Wenigstens ein, vorzugsweise sämtliche Flächenelemente eines Flächenkörpers weisen eine scheibenartige Form auf und besitzen eine Schichtdicke von 0,75 bis 6 mm, vorzugsweise eine Schichtdicke von 1,5 bis 3 mm. In einer wiederum fertigungstechnisch günstigen Ausführungsform der Erfindung ist die Schichtdicke sämtlicher Flächenelemente eines Flächenkörpers mit einer maximalen Abweichung von 25 % gewählt, vorzugsweise mit einer maximalen Abweichung von 10 % gewählt, besonders bevorzugt mit einer maximalen Abweichung von 5 % gewählt.
• Besonders vorteilhaft hat sich zudem erwiesen, wenn wenigstens zwei Flächenkörper des Flächenelementes derart miteinander beweglich verbunden sind, dass zumindest eine Relativbewegung der wenigstens zwei Flächenkörper in einem translatorischen Freiheitsgrad, vorzugsweise in zwei translatorischen Freiheitsgraden ermöglicht ist, besonders bevorzugt wird die bewegliche Verbindung durch die Verwendung wenigstens eines Verbindungsmittels erreicht. Durch diese ermöglichte Relativbewegung wird erreicht, dass bei äußerer Kraftbeaufschlagung auf den Flächenkörper während dessen elastischer Verformung, geringere Spannungen innerhalb des Flächenelementes auftreten und eine Ausgleichsbewegung der jeweiligen Flächenkörper in weiten Teilen unabhängig von benachbarten Flächenkörpern ausführbar ist. Es kann durch den zumindest bereichsweise beweglichen Schichtaufbau für das Flächenelement dessen Flexibilität auf konstruktiv einfache Weise gesteigert werden. Ein wesentlicher Punkt ist hierbei, dass diese elastizitätssteigernde Maßnahme wenig bis keine Auswirkungen auf die Körperschwingungsanregungs-, Körperschwingungseinleitungs- und/oder Körperschwingungsverbreitungsfunktion des Flächenelementes hat. Die Ausführung des Verbindungsmittels kann vielseitig sein, so kann bereits das Vorsehen einer oder mehrerer Banderolen zu einer wirksamen Verbindung wenigstens zweier Flächenkörper führen wobei deren Beweglichkeit entlang einer Achse rechtwinklig zum Verlauf der Banderole ermöglicht ist. Zusätzlich oder alternativ zu einer Banderole kann das Verbindungsmittel auch als formschlüssiges Profil oder als an wenigstens zwei Seiten übergreifender Klebstreifen (z.B. Klebeband) ausgebildet sein, das zum Beispiel an bereichsweisen Randbereichen des Flächenelementes anliegen kann.
• In einem weiteren Beispiel können in entsprechend ausgebildeten Führungsausnehmungen an einem ersten Flächenkörper Eingriffselemente eines benachbarten Flächenkörpers aufgenommene sein, dies würde wiederum eine in einer oder zwei translatorischen Freiheitsgraden bewegliche Befestigung der Flächenkörper ermöglichen. Das Verbindungsmittel kann ein eigenes, von den Flächenkörpern gesondertes Bauteil sein. Alternativ kann das Verbindungsmittel als integraler (einstückiger) Bauteilbereich wenigstens eines Flächenkörpers ausgebildet sein.
• Die beiden Flächenkörper können vorzugsweise jeweils scheibenartig ausgebildet, parallel zueinander ausgerichtet und aneinander anliegend angeordnet sein.
• Als zweckdienlich hat es sich erwiesen, den Aktor im mittleren Bereich der Haupterstreckungsfläche des flächigen Flächenelementes, vorzugsweise mittig und/oder flächig an einem Flächenbereich, vorzugsweise an der Haupterstreckungsfläche des Flächenelementes an einer Kontaktfläche des Flächenelementes aufliegend anzuordnen. Die flächige Auflage des Aktors an dem flächigen Flächenelement erlaubt einen hohen Wirkungsgrad bei der Anregung des Flächenelementes durch den Aktor. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann zumindest ein Aktor in einer Ausnehmung des Flächenelementes zumindest bereichsweise eingesetzt sein, vorzugsweise könnte die Ausnehmung ein Durchbruch sein innerhalb dessen der Aktor zumindest bereichsweise einragt, besonders bevorzugt ist der Aktor senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Flächenelementes mittig innerhalb des Durchbruchs angeordnet. Der Aktor ist stoffschlüssig an dem Flächenelement fixiert. Die Fixierung kann insbesondere durch Kleben, Schrauben, Heften, Nieten, Verschmelzen erfolgen. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Aktor mittels eines elastischen Klebers (z.B. Neoprenkleber oder Karosseriekleber) an dem Flächenelement zu fixieren, damit geht unter anderem der Vorteil einher, dass bei Durchbiegungen des Flächenelementes es zu keinem oder nur einem geringfügig „sich steif verhaltenden“ Bereich an der Fixierstelle des Aktors kommt.
• Um den Wirkungsgrad der Anregung des Flächenelementes durch den Aktor und dessen Grad an homogener Vibrationsabstrahlung weiter zu steigern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn neben der Kontaktfläche des Aktors mit dem Flächenelement, zusätzlich durch wenigstens ein einendseitig am Aktor angreifendes Übertragungsmittel andernendseitig mit wenigstens einem, von dem Aktor beabstandeten Einbringbereich des Flächenelementes wirkverbunden ist. Diese Wirkverbindung des Aktors mit dem Einbringbereich über das Übertragungsmittel erfolgt vorzugsweise derart, dass durch das wenigstens eine Übertragungsmittel vom Aktor erzeugte Körperschallwellen mittelbar oder unmittelbar in den wenigstens einen Einbringbereich induzierbar sind.
• Als Übertragungsmittel kann im einfachsten Fall ein Klebeband verwendet werdet werden. Das Übertragungsmittel kann bei der Fertigung unter einer Vorspannung (Zugspannung) montiert werden, dies hat den Vorteil, dass bei Zugbewegungen an den Übertragungsmitteln vermehrt oder stets eine Grundzuglast an den Übertragungsmitteln anliegt und dies auch dann, wenn bei durch den Aktor verursachten Lastwechseln ein schnelles Ansprechverhalten des Übertragungsmittels und damit ein schnelles Ansprechverhalten der Einbringbereiche bzw. der Flächenkörper erwünscht sind. Diese Vorspannung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn durch den Benutzer der Vibrationsvorrichtung oder der Sitz- oder Liegevorrichtung eine nur geringfügige Kraftbeaufschlagung der Flächenelemente vorliegt.
• Die Übertragungsmittel können durch eine stoffschlüssige Verbindung (z.B. Kleben) oder formschlüssige Verbindung (z.B. Verschraubung oder Nieten) an den Einbringbereichen und/oder an dem Aktor befestigt sein. Das Übertragungsmittel selbst kann vorzugsweise als Metall- oder Textilband ausgebildet sein.
• Vorteilhaft ist es auch, wenn der wenigstens eine Einbringbereich einen Abstand von dem Aktor aufweist, der mindestens einem Drittel des geringsten Abstandes des Aktors zur äußeren Begrenzung in der Haupterstreckungsebene des Flächenelementes entspricht, vorzugsweise ist der wenigstens eine Einbringbereich an einem Randbereich des Flächenelementes angeordnet, besonders bevorzugt ist der wenigstens eine Einbringbereich am Rand des Flächenelementes angeordnet. Dadurch, dass der Einbringbereich einen gewissen Mindestabstand von dem Aktor aufweist ist die Wirksamkeit der Aktor-Flächenelement-Gruppe deutlich erhöht. Insbesondere, wenn der Einbringbereich im Randbereich oder am Rand des Flächenelementes angeordnet ist, kann durch den Aktor an zwei Stellen zeitgleich eine ähnliche oder identische Anregung ausgeführt werden, dies führt zu einer homogeneren und schnelleren Anregung des Flächenelementes auf eine gewünschte Frequenz. Die „Vereinheitlichung“ der Anregung des Flächenelementes durch dessen Aktor ermöglicht ferner einen Komfortgewinn, da auch für den Benutzer der Vibrationsvorrichtung und/oder der Sitz- oder Liegevorrichtung über seine Kontaktfläche eine einheitlichere Vibration wahrnehmbar ist. Baulich könnte sich ein radseitig übergreifendes Übertragungsmittel durch ein den Aktor am Flächenelement haltendes Klebeband realisiert werden, dessen beide Enden über den Rand des Flächenelementes geführt sind und an der dem Aktor entgegengerichteten Fläche des Flächenelementes befestigt (geklebt) ist.
• Nachfolgend werden die Dimensionierungen der wesentlichen Bauteile für eine besonders bevorzugte Ausführungsform dargelegt. Beispielsweise, wenn der Aktor, bevorzugt bei maximaler Vibrationsauslenkung und/oder bei maximaler Vibrationsausdehnung, eine Bauhöhe von 1 bis 30 mm, vorzugsweise eine der Aktor eine Bauhöhe von 8 bis 25 mm, besonders bevorzugt der Aktor eine Bauhöhe von 15 bis 20 mm aufweist, wobei die Bauhöhe die maximale Erstreckung des Aktors im Endmontagezustand mit dem Flächenelement betrifft, welche rechtwinklig zur Haupterstreckungsebene des Flächenelementes vorliegt. Auch kann das Flächenelement eine maximale Länge in der Haupterstreckungsebene des Flächenelementes von 75 bis 750 mm, vorzugsweise von 100 bis 500 mm, besonders bevorzugt von 200 bis 350 mm aufweisen. Schließlich kann das Flächenelement und/oder sämtliche Flächenkörper eine Bauhöhe von 0,8 bis 75 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 4,5 mm, besonders bevorzugt von 1,5 bis 3,0 mm aufweisen. Die Bauhöhe des Flächenelementes ist hierbei die im Endmontagezustand vorliegende rechtwinklig zur Haupterstreckungsfläche des Flächenelementes ausgerichtete Erstreckung.
• Für die vorgenannten Dimensionierungen des Aktors und/oder des Flächenelementes und/oder Flächenkörpers ist es vorteilhaft, wenn der eingesetzte Aktor eine Leistung im Bereich von 3 bis 12 Watt, vorzugsweise eine Leistung im Bereich von 5 bis 9 Watt aufweist. Diese Leistungsbereiche bilden für die angegebenen Dimensionierungen der wesentlichen Bauteile eine ausreichend wirksame und zugleich einen hohen Grad an Komfort bietende vorzugsweise Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung.
• Eine weitere vorteilhafte Maßnahme ist, wenn die Steuereinheit mit wenigstens zwei Flächenelementen und mit wenigstens zwei je, einem Flächenelement zugeordneten Aktoren eine Vormontageeinheit bilden, vorzugsweise eine in sich nicht trennbare Vormontageeinheit bilden. Bevorzugt ist hierbei jedem Flächenelement ausschließlich ein Aktor zugeordnet. Diese Vormontageeinheit kann vorzugsweise eine in sich integrale und/oder eine in sich nicht trennbare Vormontageeinheit bilden. Eine nicht trennbare Verbindung in diesem Zusammenhang kann eine nicht zerstörungsfrei trennbare Verbindung sein und/oder ein derartiges Befestigen der Verbindungspartner vorsehen, das kein voneinander Lösen vorsieht, z.B. eine Verklebung, Nieten oder ähnliches. Im Falle der Vormontageeinheit ist die Vibrationsvorrichtung einfach, schnell und relativ fehlervermeidend an einem Objekt (z.B. Sitz- oder Liegevorrichtung) montierbar. Beispielsweise kann die Vormontageeinheit vom Hersteller der Vibrationsvorrichtung als eine im Auslieferungszustand funktionsfähige Baugruppe/Vormontageeinheit konzipiert sein, so dass ein Funktionstest ohne spätere De- und Wiedermontage ausführbar ist. Auch wird von dem Hersteller der, mit den Vibrationsvorrichtungen zu versehenden Objekte ein nur geringes Know-how/eine nur geringe Fertigkeit für die Montage abverlangt, womit der Montageaufwand und die Fehleranfälligkeit gering gehalten werden kann.
• Um eine möglichst hohe Anwendungsbreite für die erfindungsgemäße Vibrationsvorrichtung zu ermöglichen ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit im Endmontagezustand eine Bauhöhe aufweist, die gleich oder kleiner der Bauhöhe des Aktors ist. Damit können Steuereinheit und Aktor in einer Ebene nebeneinander, ggf. auch beabstandet nebeneinander angeordnet werden, so dass die Bauhöhe des mit der Vibrationsvorrichtung zu versehen Objektes durch die Vibrationsvorrichtung sich minimal vergrößert.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Steuereinheit in Wirkverbindung mit einem Verstärker, einer Stromversorgung und/oder einem Energiespeicher steht. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Energiespeicher kabellos an einer externen Energiequelle aufladbar ist, eine derartige kabellose Leistungsaufnahme kann beispielsweise durch einen induktiven Ladevorgang erfolgen, dies hat beispielsweise den Vorteil, dass an dem die Steuereinheit aufnehmenden Element keine von außen sichtbaren Schnittstellen vorgehalten werden müssen, d.h. im Falle eines mit der erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung versehen Kissens, weist dieses Kissen keine Ladebuchse an dessen Oberfläche auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit eine Bedieneinheit umfassen, über welche der Benutzer die Intensität oder örtliche Verteilung der Körperschallwellen an einem oder mehreren Flächenelementen steuern kann. Vorzugsweise ist die Bedieneinheit kabellos mit der Steuereinheit gekoppelt, so dass sich die - wie im obigen Beispiel für die induktive Ladung - erwähnten Vorteile ergeben.
• Alternativ oder zusätzlich weist der Aktor in seiner Haupterstreckungsebene eine Fläche von 10 bis 10000 mm², vorzugsweise weist der Aktor in seiner Haupterstreckungsebene eine Fläche von 50 bis 7500 mm², besonders bevorzugt weist der Aktor in seiner Haupterstreckungsebene eine Fläche von 100 bis 6000 mm², höchst bevorzugt weist der Aktor in seiner Haupterstreckungsebene eine Fläche von 225 bis 5026 mm² auf. Diese Eingrenzung des zu verwendenden Aktors führt zu einem sogenannten Punktaktor, also einem Aktor der punktartig seine Vibrationen aussendet. Diese Aktoren sind preisgünstig und vor allem bei denjenigen Anwendungen vorteilhaft einsetzbar, welche eine Flexibilität des Gesamtsystems oder Teilsystems erfordern (Sitzauflagen, Polster). Ermöglicht wird dies durch die geringe Baugröße der Aktoren die zu einer nicht oder kaum wahrnehmbaren Beeinträchtigung des Sitzkomforts führen. Mit anderen Worten ermöglichen kleinbauende Aktoren, dass deren in der Regel steife Bauart für den Benutzer kaum oder nicht spürbar ist. Damit die Schwingungen für den Benutzer nicht als Punktquellen wahrnehmbar sind, wirken die Flächenelemente und/oder Flächenkörper als homogenisierende Schallausbreitungselemente. Auch ermöglichen insbesondere die kleinbauenden Punktaktoren eine einfache Ausstattung von neu zu konzipierenden oder bereits bestehenden Konstruktionen von Liege- und/oder Sitzvorrichtungen mit der erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung.
• Ferner kann im Falle der Verbauung eines Energiespeichers dieser ebenfalls in einer Ebene zu der Steuereinheit und/oder in einer Ebene zu dem Aktor verbaut werden, so dass trotz Vorsehens eines Energiespeichers die Bauhöhe in Querrichtung zur Längserstreckung nicht oder lediglich geringfügig erhöht wird.
• In einer besonders.vorteilhaften Weise wird die erfindungsgemäße Vibrationsvorrichtung innerhalb einer Sitz- oder Liegevorrichtung angewendet, wobei der wenigstens eine Flächenkörper der Vibrationsvorrichtung zwischen einer, einem Sitz- oder Liegenbenutzer zugewandten Bezugsschicht und einer, dem Sitz- oder Liegenbenutzer relativ zur Bezugsschicht entfernter angeordneten Komfortschicht angeordnet ist, vorzugsweise ist die Komfortschicht mit einem Sitz- oder Liegenrahmen verbunden. Dadurch, dass der wenigstens eine Flächenkörper der Vibrationsvorrichtung elastisch ausgebildet ist, ist es möglich die Vibrationsvorrichtung nahe an die Bezugsschicht und/oder direkt an die Bezugsschicht anzuordnen, ohne dabei größere Komforteinbußen für den Sitz- oder Liegenbenutzer in Kauf nehmen zu müssen. Die Sitz- oder Liegevorrichtung kann beispielsweise ein gepolsterter Stuhl, eine gepolsterte Liege oder ein Polster selbst - zum Beispiel ein Kissen - sein. Auch kann die Sitz- oder Liegevorrichtung einen Teil einer Sitz- oder Liegevorrichtung umfassen, wie beispielsweise das Polster einer Sitzfläche (z.B. Fahrzeugsitzfläche), eine Rückenfläche (z.B. Fahrzeugsitzrückenlehne), eine Armauflagen (z.B. in einer Fahrzeugtürverkleidung und/oder in einer Fahrzeugmittelarmlehne), eine Lenkradpolsterung und/oder eine Nacken-/Kopfstützenpolsterung. Wesentlich hierbei ist, dass die Sitz- oder Liegevorrichtung einen für den Sitz- oder Liegevorrichtung wirkenden, zumindest temporär elastischen Körper (Komfortschicht) umfasst, der zumindest temporär bei Beaufschlagung der Sitz- oder Liegevorrichtung nachgibt. Die Bezugsschicht- und/oder die Bezugslage kann beispielsweise ein Textilstoff sein.
• Im Weiteren wird vorgeschlagen, dass, zwischen dem Flächenelement und der Bezugsschicht zumindest bereichsweise eine Zwischenkomfortschicht angeordnet ist. Die Zwischenkomfortschicht kann den Komfort für den Sitz- oder Liegenbenutzer weiter steigern. Dadurch, dass die Zwischenkomfortschicht eine höhere oder identische Schwingungsleitfähigkeit (geringere Schwingungsdämpfungseigenschaft oder auch eine höhere vibrationsleitende Eigenschaft) als die Komfortschicht aufweist, kann gewährleistet werden, dass die durch die Vibrationsvorrichtung erzeugten Schwingungen in erster Linie an der dem Sitz- oder Liegenbenutzer zugewandte Zwischenkomfortschicht wirken.
• Die Komfortschicht und/oder die Zwischenkomfortschicht weisen in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine zumindest temporär elastische Eigenschaft auf, vorzugsweise sind/ist die Komfortschicht und/oder die Zwischenkomfortschicht als Polsterschicht und/oder als eine mit einem Memory-Effekt versehene Memory-Effekt-Komfortschicht und/oder Memory-Effekt-Zwischenkomfortschicht ausgebildet. Die Polsterschicht erlaubt einen Komfort wie er aus Polstermöbeln üblich ist. Insbesondere die Kombination eines elastischen Flächenelementes mit einer Polsterschicht erlaubt eine herausragende Anpassbarkeit an den Benutzer, ohne dass der Aktor punktuell als Körperschallquelle vom Benutzer wahrgenommen/verortet werden könnte, da das Flächenelement eine flächige Körperschallabstrahlung gewährleistet.
• Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die elastische Schwingungsschicht die Steuereinheit und/oder die Energiespeichereinheit zumindest seitlich umgibt, vorzugsweise umgibt die elastische Schwingungsschicht die Steuereinheit und/oder einen Energiespeicher in einer Ebene vollständig (mit Ausnahme von ggf. vorhandenen Verbindungsmitteln, wie z.B. Verbindungskabeln).
• Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Memory-Effekt-Komfortschicht und/oder Memory-Effekt-Zwischenkomfortschicht ein Formgedächtnismaterial, insbesondere ein Formgedächtnispolymer, vorzugsweise wird das Formgedächtnismaterial durch thermische, optische und/oder magnetische Einflussnahme in einen ursprünglichen Formzustand zurückgesetzt. Beispielsweise wird durch das längere Berühren des Formgedächtnispolymers und der damit einhergehenden Übertragung von Körpertemperatur eine nachgiebigere Struktur erreicht, die nach Aufhebung der Berührung und der Abkühlung der Kontaktstelle, ggf. mit etwas zeitlicher Verzögerung, die Verformung wieder rückgängig macht und die Struktur wieder in die Ursprungsform zurückgeht.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Komfortschicht und/oder die Zwischenkomfortschicht eine Dichte von 16 bis 85 kg/m³, bevorzugt eine Dichte von 33 bis 45 kg/m³ auf, besonders bevorzugt weist die Memory-Effekt-Komfortschicht und/oder die Memory-Effekt-Zwischenkomfortschicht eine Dichte von 16 bis 85 kg/m³ auf. Diese hohen Dichtewerte führen zu einer guten Schwingungsübertragungseigenschaft der Materialen, trotz dessen elastischen Verhaltens. Herausragend ist hierbei die Verwendung des Memory-Effekt-Materials, da dieses eine Grundelastizität aufweisen kann, welche durch Temperaturänderung temporär veränderbar ist. So kann beispielsweise ein Memory-Foam-Material wie beispielsweise „Tempur“ von Tempur-Pedic angeboten, verwendet werden. Dieser Memory-Foam (auch Gedächtnisschaum genannt) wird bereits bei viskoelastischen Matratzen verwendet.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zwischenkomfortschicht zumindest einen ersten Bereich zumindest im Nahbereich des Aktor und einen zweiten, vom Aktor entfernter angeordneten Bereich auf, wobei die vibrationsleitende Eigenschaft der ersten und zweiten Bereiche unterschiedlich sind, vorzugsweise ist die vibrationsleitende Eigenschaft des ersten Bereichs geringer als die des zweiten Bereichs. Mit anderen Worten wirkt der erste Bereich vibrationsdämpfender als der zweite Bereich. Damit werden die ohne diese Maßnahme, nahe dem Aktor verstärkt wahrnehmbaren Schwingungen gedämpfter an eine Person übertragen als die Schwingungen, welche über die zweiten Bereiche an eine Person übertragen werden, sodass insgesamt eine homogenere Schwingungsübertragung für die Person wahrnehmbar ist. Im Nahbereich des Aktors meint hierbei, dass sich dieser Bereich näher am Aktor befindet, als der entferntere Bereich. Beispielsweise kann der erste, dem Aktor näher gelegene Bereich der Zwischenkomfortschicht durch Materialwahl und/oder geometrische Ausbildung (zum Beispiel Ausnehmungen) und/oder Beschichtung, in seiner Vibrationsübertragungseigenschaft eine um wenigstens 30% (vorzugsweise um wenigstens 50 %, besonders bevorzugt um wenigstens 70%) geringere Vibrationsübertragung gewährleisten, als ein zweiter, dem Aktor entfernter angeordneter Bereich der Zwischenkomfortschicht. Der erste, dem Aktor näher gelegene Bereich der Zwischenkomfortschicht kann folglich auch als Dämpfungsschicht bezeichnet werden. Der dieser Ausführungsform zu Grunde liegende Gedanke, die Zwischenkomfortschicht, abhängig von der Entfernung zum Aktor mit unterschiedlichen „Dämpfungseigenschaften“ auszustatten, ist nicht auf einen ersten und einen zweiten Bereich beschränkt, es können vielmehr auch drei oder mehr Bereiche mit zumindest teilweise unterschiedlichen Dämpfungsgraden vorgesehen sein, vorzugsweise nimmt die Stärke der Vergrößerung des Abstands zum Aktor ab. Schließlich kann das Vorsehen unterschiedlicher Dämpfungseigenschaften in Abhängigkeit vom Abstand zum Aktor nicht nur auf die Zwischenkomfortschicht, sondern zusätzlich oder alternativ auch auf die Komfortschicht angewendet werden. Insbesondere, wenn die Komfortschicht direkt oder indirekt auf einem Sitz- oder Liegerahmen oder allgemein auf einem steifen Träger aufliegt, kann es vorgesehen sein, abhängig vom Abstand zum Aktor und/oder abhängig von der Ausgestaltung des Sitz- oder Liegerahmens oder Trägers unterschiedliche Bereiche hinsichtlich der Dämpfungseigenschaft der Komfortschicht vorzusehen, beispielsweise um damit eine Vibrationsenergieeinleitung in den steifen Sitz- oder Liegerahmen oder Träger zu mindern oder zu verhindern, so dass die Vibrationsenergie des Aktors verstärkt zur Vibrationsbeaufschlagung einer Person genutzt werden kann.
• Die unterschiedliche vibrationsleitende Eigenschaften aufweisenden Bereiche können zum Beispiel durch eine in deren Haupterstreckungsebene mehrstückig ausgebildete Zwischenkomfortschicht erreicht werden, wobei die jeweiligen Stücke der Zwischenkomfortschicht unterschiedliche vibrationsleitende Eigenschaften besitzt. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann ein einstückiger, zumindest Teilbereich der Zwischenkomfortschicht, welcher sowohl den ersten als auch den zweiten Bereich umfasst und dafür unterschiedliche vibrationsleitende Eigenschaften in den beiden Bereichen aufweist, durch Materialaussparungen und/oder durch Beschichtungen diese unterschiedlichen vibrationsleitenden Eigenschaften aufweisen.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der zweite Bereich der Zwischenkomfortschicht und ein dritter Bereich der Zwischenkomfortschicht aus dem gleichen oder identischen Material ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich sind der zweite und der dritte Bereich zumindest bereichsweise voneinander beabstandet angeordnet, bevorzugt ist der erste Bereich der Zwischenkomfortschicht innerhalb eines Abstandes des zweiten und dritten Bereiches der Komfortschicht angeordnet ist. Es können auch mehr als drei Bereiche der Zwischenkomfortschicht vorgesehen werden, welche zumindest zum Teil unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich der Vibrationsleitung aufweisen.
• Als Material für den ersten Bereich der Zwischenkomfortschicht hat sich in besonderem Maße PU- und/oder PUR-Schaumstoff (Polyurethan) bewährt. Alternativ oder zusätzlich ist es von Vorteil, wenn die Materialeigenschaften des ersten Bereichs der Zwischenkomfortschicht folgendes aufweist:
• - eine Nettorohdichte (nach ISO-845) von 17 [kg/m³],
• - eine Stauchhärte 40% (nach DIN EN ISO 3386) von 2,5 [kPa],
• - eine Zugfestigkeit (nach DIN EN ISO 1798) von größer 65 [kPa],
• - eine Bruchdehnung (nach ISO-1798) von größer 100 [%]und/oder
• - einen Druckverformungsrest (nach DIN EN ISO- 1856) größer 6 [50%/70°C/22h].
• Sofern der Wert der Elastizität ermittelbar ist, ist es von Vorteil, wenn die Komfortschicht und/oder die Zwischenkomfortschicht eine Dichte von 16 bis 85 kg/m³, bevorzugt eine Dichte von 33 bis 45 kg/m³ aufweist, besonders bevorzugt, dass die Memory-Effekt-Komfortschicht und/oder die Memory-Effekt-Zwischenkomfortschicht eine Dichte von 16 bis 85 kg/m³ aufweist.
• Darüber hinaus hat es sich als günstig erwiesen, wenn an der von der Bezugsschicht abgewandten Seite der Sitz- oder Liegevorrichtung zumindest bereichsweise eine Bezugslage angeordnet ist, vorzugsweise ist die Komfortschicht nach außen zumindest teilweise durch die Bezugslage begrenzt, besonders bevorzugt ist die Bezugslage mit der Bezugsschicht zumindest abschnittsweise unmittelbar verbunden. Die Bezugslage ist in anderen Worten die der Bezugsschicht gegenüberliegende „Bezugsschicht“ der Sitz- oder Liegevorrichtung. In einer besonderen Ausführungsform können Bezugsschicht und Bezugslage aus einem gleichartigen oder identischen Material ausgebildet sein oder gar ein Gleichteil (sowohl Material- als auch Geometrieidentisch) bilden. Auch können Bezugsschicht und Bezugslage miteinander direkt verbunden, z.B. vernäht sein. Alternativ könnte ein schlauchartiger Körper, z.B. ein Schrumpfschlauch, als gleichzeitig Bezugsschicht und Bezugslage bildend für die Sitz- oder Liegevorrichtung verwendet werden. Insgesamt können beispielsweise die Bezugsschicht und die Bezugslage den Bezug eines Kissens bilden.
• Für eine besonders vorteilhafte Wirkungsweise hat es sich bewährt, wenn die Vibrationsvorrichtung derart zwischen Bezugsschicht und Komfortschicht angeordnet ist, dass die von der Vibrationsvorrichtung ausgehenden Körperschallwellen bis zum Erreichen des Sitz- oder Liegerahmens einer höheren Körperschalldämpfung unterliegen, als die die Bezugsschicht erreichenden Körperschallwellen, vorzugsweise wird dies durch eine entsprechende, körperschallwellendämpfende Auslegung der Komfortschicht gegenüber der Zwischenkomfortschicht und/oder durch eine entsprechende, nicht oder kaum köperschalldämpfende Auslegung der Zwischenkomfortschicht erreicht. Mit anderen Worten ist die Komfortschicht stärker Schwingungsdämpfend als die Zwischenkomfortschicht. Mit diesen Maßnahmen kann erreicht werden, dass die Vibrationsenergie (Bewegungsenergie) in erster Linie dort bereitgestellt werden kann, wo diese gewünscht ist, nämlich an der Kontaktfläche zum Sitz- oder Liegenbenutzer und nicht an einem ggf. vorhandenen Sitz- oder Liegerahmen.
• Der Aktor kann vorteilhafterweise an seiner ersten Haupterstreckungsoberfläche den Flächenkörper kontaktieren und zumindest seitlich von einer elastischen Schwingungsschicht umgeben sein, vorzugsweise ist der Aktor an seiner der ersten Haupterstreckungsoberfläche gegenüberliegenden zweiten Haupterstreckungsoberfläche in Kontakt mit einem Gegenflächenkörper. Dies ermöglicht eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dies lässt sich ferner steigern, wenn die elastische Dämpfungsschicht ferner eine Steuereinheit und/oder einen Energiespeicher zumindest seitlich umgibt.
• Eine fertigungstechnisch günstige Ausführung ist erreichbar, wenn der Gegenflächenkörper ähnlich, vorzugsweise identisch ausgebildet ist wie der Flächenkörper. Im günstigsten Fall könnte ein Gleichteil für Gegenflächenkörper und Flächenkörper Verwendung finden.
• Die nachfolgenden Dimensionierungen der wesentlichen Elemente der Sitz- oder Liegevorrichtung weisen auf ein besonders kompaktes und gleichzeitig wirksames und einen hohen Wirkungsgrad aufweisendes Ausführungsbeispiel hin. Hierbei kann die Dicke der Bezugsschicht zu der Bauhöhe des Flächenelementes ein Verhältnis von 1:1 bis 1:5, vorzugsweise von 1:1 bis 1:3 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist die Dicke der Bezugsschicht zu der gemeinsamen Bauhöhe des Flächenelementes und des Aktors so gewählt, dass ein Verhältnis von 1:10 bis 1:100 vorliegt, vorzugsweise ein Verhältnis von 1:20 bis 1:80 vorliegt. Auch kann die gemeinsame Bauhöhe von Bezugsschicht und Zwischenkomfortschicht zu der Bauhöhe der Komfortschicht ein Verhältnis von 1:1 bis 1:5, vorzugsweise von 1:1 bis 1:3 aufweisen.
• Ferner kann in einer zusätzlichen oder alternativen Ausführung die Bauhöhe der Komfortschicht zu der gemeinsamen Bauhöhe des Flächenelements und des Aktors ein Verhältnis von mindestens 1,0, vorzugsweise ein Verhältnis von mindestens 3,0 aufweisen. Diese Dimensionierung und diese Verhältnisse sind jeweils auf ein Flächenelement zur Körperschallwellenübertragung gerichtet, das insbesondere im Frequenzbereich von 5 bis 300 Hz einen hohen Wirkungsgrad und Wirksamkeit aufweist. Da der Mensch eine hohe taktile Empfindsamkeit bei Frequenzen um ca. 250 Hz aufweist, soll durch die obigen Verhältnisse ein definierter Arbeitsbereich der Vibrationsvorrichtung sowie der damit ausgestatteten Sitz- oder Liegevorrichtung erreicht werden.
• Bei einer empfehlenswerten Ausführungsform ist die Komfortschicht und/oder die Zwischenkomfortschicht wenigstens aus einem oder einer Kombination von wenigstens zwei der nachfolgenden Materialien ausgebildet: Schaumstoff, Polsterwatte, Latex, Polyurethan (Polyurethan, Polyäther, Kaltschaum, Polyurethan-Schaumstoffe), Polyethylen (insbesondere PE-LD auch LDPE genannt, dies sind stark verzweigte Polymerketten mit einer geringen Dichte zwischen 0,915 g/cm³ und 0,935 g/cm³), Polysiloxane, Luftpolster, Wasserpolster, Partikelschäume (zum Beispiel: expandiertes Polyproylen, expandiertes Polystrol, expandiertes thermoplastisches Polyurethan, Co-Polymere) sowie expandierte Versionen dieser Kunststoffe. Auch kann als Material für die Komfortschicht und/oder die Zwischenkomfortschicht beispielsweise ein Schaumstoff mit einer Dichte von 35 bis 42 kg/m³ und/oder einer Stauchhärte von ca. 50 (entspricht 5,0 kPa bei 40 % zusammendrücken) verwendet werden.
• • Schaumstoff,
• • Polsterwatte,
• • Latex,
• • Polyurethan, insbesondere Polyurethan-Schaumstoffe,
• • Polyethylen, insbesondere LDPE-Schaumstoffe,
• • Polysiloxane,
• • Luftpolster,
• • Wasserpolster,
• • Partikelschaum oder Partikelschäume.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Sitz- oder Liegevorrichtung mit einem Heizelement ausgestattet ist, vorzugsweise ist das Heizelement Bestandteil einer Vormontageeinheit. Das Heizelement ermöglicht die Sitz- oder Liegevorrichtung zusätzlich mit einer Heizfunktion zu versehen, dabei bietet es sich an, den Leistungsstrom für die Heizfunktion aus derselben Energiequelle (Energiespeicher oder Netzanschluss) zu versorgen wie den Aktor. Insbesondere für therapeutische Zwecke hat es sich als hilfreich erwiesen, wenn die Person, welche die erfindungsgemäße Vibrationsvorrichtung benutzt neben den Vibrationen zugleich mit Wärme beaufschlagt wird. Auch könnte im Anwendungsfall eines Cabriositzes, der mit einem sogenannten Airscarf (Warmluftbeaufschlagung der im Cabriositz sitzenden Person im Nackenbereich) ausgestattet ist, eine Steigerung der „Zugluft-Gefahr“ und eine gesundheitliche Beeinträchtigung der Person reduzieren, da neben der Warmluft im Nacken zusätzlich eine „Massage“ im Rückenbereich der Person durch die in der Rückensitzlehne verbauten Vibrationsvorrichtung gewährleistet ist.
• Die Sitz- oder Liegevorrichtung, kann insbesondere, wenn sie als Kissen bzw. als Auflage ausgebildet ist, mit einer Schnittstelle zur Datenübertragung versehen sein. Diese Schnittstelle zur Datenübertragung kann vorzugsweise als Funkschnittstelle ausgebildet sein. So dass eine Person über diese Funkschnittstelle Steuer- oder Regelungsbefehle an die Vibrationsvorrichtung übermitteln kann, beispielsweise kann über die Funkschnittstelle in Form einer Bluetooth-Verbindung mittels eines Mobiltelefons und einer darauf betriebenen App die Intensität und/oder die Abhängigkeit der Schwingungen ausgehend von einem Audiosignal verändert werden, ähnlich dem eines Equalizers, so dass zum Beispiel bestimmte Frequenzbereiche des Eingangssignals für die Vibrationsvorrichtung verstärkt oder abgeschwächt in die für die Person wahrnehmbaren Schwingungen übertragen werden. Die Integration drahtloser Ansteuerungs-und/oder Stromversorgungsysteme ermöglichen eine kompakte Bauweise und einfachste Benutzung der Vorrichtung.
• In einer alternativen Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn das Material des wenigstens einen Flächenkörpers eine Dichte von mindestens 750 kg/m³, vorzugsweise eine Dichte von mindestens 950 kg/m³, besonders bevorzugt eine Dichte von mindestens 1150 kg/m³ und ein E-Modul von maximal 2500 MPa, vorzugsweise ein E-Modul von maximal 1600 MPa aufweist. Als relative Materialwerte haben sich für den Flächenkörper ein Dichte-zu-E-Modul-Verhältnis von 0,35 bis 0,95, vorzugsweise von 0,40 bis 0,90, besonders bevorzugt von 0,65 bis 0,85 erwiesen wobei das Dichte-zu-E-Modul-Verhältnis über die Beträge der SI-Einheiten von Dichte und E-Modul definiert ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bauhöhe (Schichtdicke) der Komfortschicht zu der Bauhöhe (Schichtdicke) der Zwischenkomfortschicht im Verhältnisbereich von 8:1 bis 1:4, vorzugsweise ist die Bauhöhe der Komfortschicht zu der Bauhöhe der Zwischenkomfortschicht im Verhältnisbereich von 4:1 bis 1:2, besonders bevorzugt ist die Bauhöhe der Komfortschicht zu der Bauhöhe der Zwischenkomfortschicht im Verhältnisbereich von 2,5:1,0 bis 1:1.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführung bilden der Aktor, das wenigstens eine Flächenelement und eine Komfortschicht eine Vormontagebaugruppe wobei das wenigstens eine Flächenelement und die Komfortschicht zumindest überwiegend flächig aneinander anliegen und zueinander bereichsweise beweglich verbunden sind. Diese Vormontagebaugruppe kann auf einfache Weise vormontiert werden und an einen Hersteller von Sitz- oder Liegevorrichtungen übergeben werden und in dessen Sitz- oder Liegevorrichtungen eingebunden werden. So könnte ein Hersteller ein Sitzmodell auf einfache Weise einmal mit einem herkömmlichen Polster versehen oder wahlweise das erfindungsgemäße mit der Vibrationsvorrichtung versehene Polster verwenden und damit ein Sitzmodell entsprechend ausstatten. Besonders vorteilhaft ist es wenn die Vormontagebaugruppe zusätzlich eine Zwischenkomfortschicht umfasst, die mit wenigstens einem Flächenelement zumindest überwiegend flächig anliegt und zueinander bereichsweise beweglich verbunden sind. Schließlich kann die Vormontagebaugruppe ferner zusätzlich eine elastische Schwingungsschicht die an wenigstens dem Aktor und/oder der Komfortschicht und/oder einem Flächenelement zumindest überwiegend flächig anliegt und zueinander bereichsweise beweglich verbunden ist umfassen. Die bereichsweise Beweglichkeit kann dadurch gegeben sein, dass die Flächenelemente, die Komfortschicht, die Zwischenkomfortschicht und/oder die elastische Schwingungsschicht nicht vollflächig miteinander verbunden sind sondern lediglich über an deren Rändern zumindest bereichsweise übergreifende Klebestreifen miteinander fixiert werden. Mit anderen Worten wird durch das oder die Flächenelemente, die Komfortschicht, die Zwischenkomfortschicht und/oder die elastische Schwingungsschicht ein Aufbau nach Art eines Sandwich erreicht, die bereichsweise an den Rändern über Klebestreifen miteinander verbunden sind. Diese nicht vollflächige Verbindung der Bauteile zeigt positive Auswirkungen für das Vibrationsausstrahlverhalten des Aufbaus. Ferner wird die Flexibilität der Vibrationsvorrichtung auf einem hohen Grad gehalten.
• Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen
• 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung in einer nicht durch einen Benutzer beanspruchten Situation;
• 2 eine schematische Darstellung einer Vibrationsvorrichtung gemäß 1 in einer durch einen Benutzer beanspruchten Situation;
• 3 eine schematische Darstellung einer Vibrationsvorrichtung deren Flächenelement zwei Flächenkörper in einer nicht durch einen Benutzer beanspruchten Situation umfasst;
• 4 eine schematische Darstellung einer Vibrationsvorrichtung gemäß 3 in einer durch einen Benutzer beanspruchten Situation;
• 5 eine schematische Darstellung einer Vibrationsvorrichtung mit einer ersten Ausgestaltung eines Verbindungsmittels;
• 6 eine schematische Darstellung einer Vibrationsvorrichtung mit einer zweiten Ausgestaltung eines Verbindungsmittels;
• 7 eine schematische Darstellung einer Vibrationsvorrichtung gemäß 1 in der Unteransicht;
• 8 eine schematische Darstellung einer Sitz- oder Liegevorrichtung ohne Zwischenkomfortschicht;
• 9 eine schematische Darstellung einer Sitz- oder Liegevorrichtung mit Zwischenkomfortschicht;
• 10 eine schematische Darstellung einer Sitz- oder Liegevorrichtung wobei Bezugsschicht und Bezugslage miteinander verbunden sind und gemeinsam die Vibrationsvorrichtung umgeben;
• 11 eine schematische Darstellung einer Sitz- oder Liegevorrichtung wobei durch den Aktor an gegenüberliegenden Seiten des Aktors angeordnet ein Flächenkörper bzw. ein Gegenflächenkörper anregbar sind,
• 12 eine schematische Darstellung einer Sitz- oder Liegevorrichtung wobei der Flächenkörper und der Gegenflächenkörper eine Beabstandung zu den Bezugsschicht und Bezugslage aufweist.
• In Zeichnungsfigur 1 ist der Grundaufbau der Vibrationsvorrichtung in einer einfachen Form in der Seitenansicht dargestellt. Ein Aktor 1 ist in etwa mittig an einer Seite eines Flächenelementes 3 angeordnet. Die Vibration des Aktors 1 wird unmittelbar an das Flächenelement 3 und von diesem an dessen Kontaktpartner (z.B. eine Person) mittelbar oder unmittelbar übertragen. Durch die gegenüber dem Aktor 1 vergrößerte Oberfläche des Flächenelementes 3 kann dieses die eigentlich punktuell ausstrahlenden Vibrationen des Aktors 1 in einer flächigeren Form ausbreiten. Der Aktor 1 ist mit einer Steuereinheit 2 wirkverbunden, welche Leistungsströme und/oder Steuersignale an den Aktor 1 übertragen kann. An der dem Flächenelement 3 abgewandten Seite des Aktors 1 sind Übertragungsmittel 7, 7' angeordnet, welche sich von dort aus bis zu einem vom Aktor 1 beabstandeten Einbringbereich 8, 8' am Flächenelement 3 erstrecken. Diese Übertragungsmittel 7, 7' können elastisch ausgebildet sein und/oder in einem vorgespannten Zustand angeordnet sein. Die Aufgabe der Übertragungselemente 7, 7' ist es, neben der in der dargestellten Ausführungsform unmittelbaren Kontaktbereich von Aktor 1 und Flächenelement 3 eine weitere direkt schwingungsübertragende Verbindung zur Vibrationsübertragung von Aktor 1 zum Flächenelement 3 bereitzustellen, um die auszusendenden Schwingungen des Flächenelementes 3 verstärkt als flächig wahrnehmbare Vibration auszubilden. Dadurch, dass auch eine Anregung des Flächenelementes 3 an einem vom Aktor 1 beabstandeten Bereich durch die Übertragungselemente 7, 7' zusätzlich erfolgt, kann eine stärkere Homogenisierung der Vibrationsabstrahlung durch das Flächenelement 3 erfolgen. Auch wird die Trägheit des Flächenelementes 3 auf eine Änderung der vom Aktor 1 ausgesendeten Schwingung reduziert.
• Ein weiterer Aspekt ist in Zeichnungsfigur 2 ersichtlich, wonach das Flächenelement 3 eine äußere Krafteinwirkung (hier großer, nach unten gerichteter Pfeil im oberen Zeichnungsbereich) durch eine Verformung elastisch mitgehen kann. Mit anderen Worten kann das Flächenelement 3 - wenn es beispielsweise an der Oberseite eines Sitzpolsters angeordnet ist - sich an einen angedrückten Körper flexibel und elastisch anpassen. Der Aktor 1 selbst ist dabei ein zumindest überwiegend steifes Element, so dass dessen Steifheit durch das Flächenelement 3 gegenüber dem anliegenden Körper abgemildert wird. Auch wirken die Übertragungsmittel 7, 7' wiederum derart, dass die punktuell vom Aktor ausgesendeten Vibrationen durch deren zusätzliche Übertragung via der Übertragungsmittel 7, 7' die flächige Schwingungsabstrahlung des Flächenelementes 3 verstärkt wird. Beispielsweise können die Übertragungsmittel 7, 7' derart ausgestaltet sein, dass bei einer verstärkten Verformung des Flächenelementes 3 die Übertragungsmittel 7, 7' einer stärkeren Spannung unterliegen und gleichzeitig einen höheren Grad der Vibrationsübertragung als im Zustand eines nicht verformten oder geringer verformten Flächenelementes 3 aufweisen. Das heißt, dass die Übertragungsmittel 7, 7' eine abhängig vom Verformungsgrad des Flächenelementes 3 veränderliche Schwingungsübertragungseigenschaft aufweisen können. Da insbesondere bei einem anliegenden Körper oder einem verstärkten Andrücken eines Körpers an ein Vibrationselement die Wahrnehmung eines punktuellen Vibrationsaktors vorliegen kann, bieten die Übertragungsmittel 7, 7' eine probate Lösung um dennoch eine flächigere Abstrahlung zu gewährleisten.
• In den Zeichnungsfiguren 3 und 4 weist das Vibrationselement ein Flächenelement 3 mit zwei Flächenkörpern 4, 4' auf. Diese beiden Flächenkörper 4, 4' liegen in der dargestellten beispielhaften Ausführungsform unmittelbar mit deren Längsseiten flächig aneinander und sind durch Verbindungsmittel 5, 5' miteinander verbunden. Die Verbindungsmittel 5, 5' sind derart ausgestaltet, dass die beiden Flächenkörper 4, 4' zumindest eine Relativbewegung der beiden Flächenkörper 4, 4' in Richtung deren Längsachsen wenigstens in einem begrenzten Umfang ausführen können. In der dargestellten Ausführung sind die Verbindungsmittel 5, 5' als Banderolen ausgebildet. Ferner ist aus 3 die Bauhöhe 16 des Flächenelementes 3 sowie die Bauhöhe 14 des Aktors 1 dargestellt. Diese beiden Bauhöhen 14, 16 sind als Länge rechtwinklig zur Längserstreckung des Flächenelementes 3 und/oder des Aktors 1 definiert.
• In 4 ist die Vibrationsvorrichtung durch einen anliegenden Körper (nicht dargestellt) bzw. einer äußeren Kraft (großer Pfeil) beaufschlagt, wobei das Flächenelement 3, bzw. die zwei Flächenkörper 4, 4' der äußeren Kraft nachgeben und eine elastische Verformung (Biegung) erfolgt. Diese Verformung führt zumindest an den Rändern der Flächenkörper 4, 4' zu einer erkennbaren Relativbewegung, so dass die Endbereiche nicht mehr streng bündig abschließen, sondern eine der Art nach gestufte Kontur entsteht, ähnlich der eines auf Biegung beanspruchten Taschenbuches. Durch die Ausgestaltung des elastischen Flächenelementes 3 in Form von wenigstens zweier elastischer Flächenkörper 4, 4' wird eine Steigerung der Elastizität erreicht, ohne geleichzeitig über Gebühr die Schwingungsübertragungs- und Schwingungsausbreitungseigenschaft einzuschränken.
• Aus den Zeichnungsfiguren 5 und 6 sind weitere alternative oder zusätzliche Ausgestaltungen der Verbindungsmittel 5, 5' dargestellt. In 5 sind die Verbindungsmittel 5, 5' als randseitig an dem Flächenelement 3 angeordnete Halteklammern oder Halteprofile oder Klebstreifen ausgebildet. Auch können die Halteklammern oder die Halteprofile oder die Klebstreifen durch entsprechende Ausnehmungen wenigstens eines Flächenelementes 3, dann an dessen innenliegenden Bereichen angeordnet sein (nicht dargestellt). Gemäß 6 kann das Verbindungsmittel 5 als schlauchartiger Körper (Banderole) die Flächenkörper 4, 4' umgeben, dabei kann das Verbindungsmittel 5 zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme des Aktors 1 umfassen. Alternativ könnte der Aktor 1 auch von dem Verbindungsmittel 5 umgeben sein. Sämtlichen Ausgestaltungen der Verbindungsmittel 5, 5' ist zu eigen, dass diese eine Relativbewegung der von diesen gehaltenen Flächenkörper 4, 4' in zumindest einem translatorischen und/oder rotatorischen Freiheitsgrad erlauben. In den 5 und 6 würde die freigegebene Bewegung sich jeweils entlang der sich aus der Zeichnungsebene rechtwinklig daraus erstreckenden Raumachse ergeben.
• Zeichnungsfigur 7 zeigt eine Unteransicht auf eine Vibrationsvorrichtung gemäß 1, wobei sich vier Übertragungsmittel 7, 7', 7", 7"' sternförmig von dem Aktor 1 weg zu den jeweiligen Einbringbereichen 8, 8', 8", 8'" des Flächenelementes 3 erstrecken. Die Übertragungsmittel 7, 7', 7", 7'" können sich alternativ oder zusätzlich auch bis an den Rand 12 des Flächenelementes 3 erstrecken (nicht dargestellt). Ferner ist erkennbar, dass der Aktor 1 mittig zu der Haupterstreckungsfläche 13, also im mittleren Bereich 6 des Flächenelementes 3 angeordnet ist. Die Übertragungsmittel 7, 7', 7", 7'" sind insbesondere dann wirksam, wenn diese Mindestabstände vom Aktor 1 aufweisen. Beispielsweise weist der Einbringbereich 8, 8', 8", 8"' einen Abstand 9 von dem Aktor 1 auf, der mindestens einem Drittel des geringsten Abstandes 10 des Aktors 1 zu der äußeren Begrenzung 11 in der Haupterstreckungsebene 13 des Flächenelementes 3 entspricht. Das hier dargestellte Flächenelement 3 ist rechteckig ausgebildet und weist eine maximale Länge 15 auf, die der Diagonale des Flächenelementes 3 entspricht. Im Falle eines kreisrunden Flächenelementes 3 wäre die maximale Länge 15 gleich dem Durchmesser des Flächenelementes 3. Entsprechend wäre die maximale Länge 15 bei beliebiger Geometrie des Flächenelementes 3 definiert als die maximal sich ergebende Länge in der Haupterstreckungsebene 13 des Flächenelementes 3.
• In den Zeichnungsfiguren 8 bis 12 sind Anwendungen einer verbauten erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung dargestellt. In 8 sind zwei Vibrationsvorrichtungen, jeweils mit einem Flächenelement 3 und einem Aktor 1 unterhalb einer Bezugsschicht 17 angeordnet, wobei die Flächenelemente 3 unmittelbar an der Bezugsschicht 17 anliegen. Zwischen der Bezugsschicht 17 und einem Sitz- oder Liegerahmen 19 kann, wie in 8 dargestellt, eine Komfortschicht 18 angeordnet sein. Diese Komfortschicht 18 kann beispielsweise ein Polster sein, wobei das Polster mit einer zumindest im Bereich des Verbauortes der Vibrationsvorrichtungen eine entsprechend ausgelegte Nachgiebigkeit oder Materialaussparung aufweist, sodass die Anordnung der Vibrationsvorrichtungen für den Betrachter und/oder Benutzer der Bezugsschicht 17 nicht oder kaum erkennbar und/oder wahrnehmbar sind. Auch sind die beiden Vibrationsvorrichtungen durch eine einzige, beide Vibrationsvorrichtungen ansteuernde Steuereinheit 2 in Wirkverbindung stehend. Die Steuereinheit 2 ist in der Ausführung gemäß 8 an der, der Vibrationsvorrichtung abgewandten Seite des Sitz- oder Liegerahmens 19 angeordnet und an diesem befestigt. Alternativ kann die Steuereinheit 2 an dem, der Vibrationsvorrichtung zugewandten Seite des Sitz- öder Liegerahmens 19 angeordnet und befestigt werden. In 8 sind die Bauhöhe 14 des Aktors 1, die Bauhöhe 16 des Flächenelementes 3, die Dicke 20 (oder auch Bauhöhe) der Bezugsschicht 17, die Bauhöhe 22 der Komfortschicht 18 sowie die gemeinsame Bauhöhe 21 von Flächenelement 3 und Aktor 1 dargestellt.
• Gemäß der in 9 dargestellten Ausführungsform sind die Vibrationsvorrichtungen in dem Haupterstreckungsvolumen der Komfortschicht 18 angeordnet, wobei die Steuereinheit 2 zwischen den beiden Aktoren 1 und auf deren Höhe (Maß quer zur Haupterstreckungsebene des Flächenelementes platziert ist. Diese Ausführung stellt eine platzsparende und leicht zu montierende Variante dar. Auch können die mehreren Flächenelemente 3 mit deren jeweiligen Aktoren 1 und der einzigen Steuereinheit 2 eine miteinander zusammenhängende Vormontageeinheit bilden, welche während der Montage als zum Beispiel eine zusammenhängende Baugruppe auf die Komfortschicht 18 aufgelegt wird.
• Die dargestellte Anordnung weist zwischen der Bezugsschicht 17 und der Komfortschicht 18 eine Zwischenkomfortschicht 23 auf. Damit wird eine Anordnung erreicht, die eine dem Benutzer zugewandte und damit eine definierte Arbeitsseite (in der 9 oben) zur Bezugsschicht 17 zugewandt, aufweist. Es kann damit die Geometrie und/oder das Material der Komfortschicht 18 und der Zwischenkomfortschicht 23 derart ausgestaltet und/oder gewählt werden, dass zur Bezugsschicht 17 (zur Arbeitsseite) hin ein geringerer Grad an Schwingungsdämpfung erfolgt, als zu der, der Bezugsschicht 17 abgewandten Seite, hin zu einem Sitz- oder Liegerahmen 19. Die gemeinsame Bauhöhe 24 von Bezugsschicht 17 und Zwischenkomfortschicht 23 ist in 9 dargestellt.
• Neben einer direkt mit einem Sitz- oder Liegerahmen 19 angebauten Variante der Vibrationsvorrichtung gemäß 8 und 9, kann diese auch in einer Auflage 29 für ein Sitz- oder Liegemöbel gemäß der in den 10 bis 12 gezeigten beispielhaften Ausführungsform verwendet werden, so dass das Sitz- oder Liegemöbel mit der Vibrationsfunktion der Vibrationsvorrichtung auf einfache Weise nachgerüstet werden kann. Auch könnte die Auflage 29 als Kissen benutzt werden. Die der Bezugsschicht 17 abgewandte Seite der Auflage 29 ist als Bezugslage 26 ausgebildet. Die Bezugslage 26 steht in direktem Kontakt mit der Bezugsschicht 17 und bildet gemeinsam mit dieser eine, den restlichen Aufbau zumindest überwiegend umgebende Hülle. Im Falle einer Auflage 29 gemäß 10 können durch Geometrie- und/oder Materialgestaltung die Komfortschicht 18 und die Zwischenkomfortschicht 23 unterschiedliche Vibrationsleitungseigenschaften aufweisen. Insbesondere bei unterschiedlicher Ausgestaltung der Komfortschicht 18 und Zwischenkomfortschicht 23 ist es vorteilhaft, wenn die Schwingungseigenschaften der beiden Schichten 18, 23 über die Länge der Auflage 29 unterschiedlich sind, somit kann durch Auswahl der dem Benutzer zugewandten Seite der Auflage 29, eine gezielte Schwingungseigenschaft einzelner Bereiche der Auflage 29 bereitgestellt werden. In einem einfachen Beispiel könnte eine Auflage 29 an einer Oberfläche in deren Längserstreckung einen schwingungsstarken Bereich, gefolgt von einem schwingungsschwachen Bereich und wiederum gefolgt von einem schwingungsstarken Bereich aufweisen, wobei für die gegenüberliegende Seite der Auflage 29 (der gegenüberliegenden Haupterstreckungsoberfläche eine unterschiedliche, vorzugsweise eine entsprechend umgekehrte Konfiguration vorgesehen wäre. Nun kann der Benutzer durch Auswahl der ihm zugewandten Seite wählen, ob der an den Rändern oder im mittleren Bereich der Auflage(-nlänge) verstärkte Vibrationen wahrnehmen möchte. Die in diesem Absatz mit Bezug auf eine Auflage 29 vorgenommenen Erläuterungen bezüglich einer veränderlichen Schwingungseigenschaft gelten auch für Sitz- oder Liegevorrichtungen allgemein. Mit anderen Worten ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sitz- oder Liegevorrichtungen eine Auflage 29 oder ein Kissen.
• Ferner ist in der Ausführungsform gemäß 10 dargestellt, dass innerhalb der Auflage 29 eine mit den Aktoren 1 wirkverbundene Steuereinheit 2 vorgehalten ist, die wiederum von einem Energiespeicher 27 in Form eines Akkus mit Energie versorgt wird und der Energiespeicher 27 mit einer Schnittstelle 28 verbunden ist. Die Schnittstelle 28 kann als Ladebuchse am äußeren Rand der Auflage 29 ausgebildet sein und damit als Schnittstelle 28, welche eine zumindest temporäre Anbindung an ein Netzteil und/oder an eine externe Bedieneinrichtung erlaubt. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Schnittstelle 28 auch innerhalb des Auflagenbezugs angeordnet und als Funkschnittstelle, welche beispielsweise via Bluetooth eine Signalverbindung mit einem externen Bedienelement (z.B. einem Smartphone) und/oder als kontaktlose Energieübertragungseinheit, welche ein kabelloses Laden (durch z. B. Induktion) des Energiespeichers 27 erlaubt, ausgebildet sein. Ferner ist unter der Bezugsschicht 17 ein Heizelement 30 angeordnet, damit wird die Auflage 29 mit einer zusätzlichen Heizfunktion ausgestattet. Zu therapeutischen Zwecken kann die Steuereinheit 2 derart ausgebildet sein, dass über diese eine gezielte Veränderung der Heiz- und/oder Vibrationsintensität gesteuert und/oder geregelt werden kann. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind der wenigstens eine Aktor 1, die Steuereinheit 2, der Energiespeicher 27 sowie die Schnittstelle 28 in einer Ebene die parallel zur Haupterstreckungsebene der Auflage 29 verläuft, angeordnet.
• Eine weitere Ausführungsform ist in 11 dargestellt, wobei an zwei gegenüberliegenden Seiten eines Aktors 1 jeweils ein Flächenelement 3, 3" angeordnet ist. Das Flächenelement 3 auf der ersten Seite des Aktors 1 weist wenigstens einen Flächenkörper 4, 4' auf. Der auf der gegenüberliegenden Seite des Aktors 1 angeordnete Flächenkörper 3" weist wenigstens einen Gegenflächenkörper 32 auf. Im Zwischenraum der beiden Flächenelementen 3, 3" ist die Steuereinheit 2, der Energiespeicher 27 und/oder die Schnittstelle 28 platziert, wobei der restliche Freiraum zwischen den beiden Flächenelementen 3, 3" mit einer elastischen Schwingungsschicht 31 ausgefüllt sein kann. Auch kann diese elastische Schwingungsschicht 31 in einer Ausführungsform einstückig und/oder Materialeinheitlich mit der Komfortschicht 18 ausgebildet sein. Die zwischen den Flächenelementen 3, 3" angeordneten, nicht schwingungserzeugenden Elemente (hier: Steuereinheit 2, Energiespeicher 27 sowie Schnittstelle 28) sind über Dämpfungselemente 43, 43', 44, 44', 45, 45' mit den Flächenelementen 3, 3" verbunden. Damit sollen unerwünschte Vibrationen an der Steuereinheit 2, der Energiespeicher 27 und/oder der Schnittstelle 28 vermieden oder zumindest reduziert werden.
• Ein weiteres alternatives oder zusätzliches Detail der Vibrationsvorrichtung ist aus 11 erkennbar, wonach die Zwischenkomfortschicht 23 einen ersten Bereich 40 zumindest im Nahbereich des Aktors 1 und einen zweiten und dritten, vom Aktor 1 entfernteren Bereich 41 und 42 aufweist, wobei die vibrationsleitende Eigenschaft des Bereichs 40 zu den Bereichen 41 und 42 unterschiedlich ist, vorzugsweise ist die vibrationsleitende Eigenschaft des Bereichs 40 geringer als die der Bereiche 41, 42. Die vibrationsleitende Eigenschaft der Bereiche 41 und 42 kann gleichartig oder identisch ausgebildet sein, in einer bevorzugten Variante wird zur Bildung der Bereiche 41 und 42 das gleiche Material verwendet.
• Wie in der Ausführungsform gemäß 11 dargestellt, kann es vorteilhaft sein, wenn die Schnittstelle 28, der Energiespeicher 27 und/oder die Steuereinheit 2 zu dem jeweils benachbarten Bauteil einen Mindestabstand 47, 48 aufweist. Dieser Mindestabstand 47, 48 gewährleistet eine Grundflexibilität der Sitz- oder Liegevorrichtung. Diese Ausgestaltung erlaubt es trotz Vorsehen einer Steuereinheit 2, einer Speichereinheit 27 und einer Schnittstelle 28, die flexible Eigenschaft des Flächenkörpers 4 nicht oder nur geringfügig durch diese Bauteile selbst zu beeinträchtigen. Hierfür können die Steuereinheit 2, die Speichereinheit 27 und die Schnittstelle 28 durch flexible Wirkverbindungen, z.B. flexible Kabel, verbunden sein.
• Aus der 12 ist der dreilagige Aufbau der als Kissen oder Auflage 29 ausgebildeten Sitz- oder Liegevorrichtung deutlich erkennbar. Die obere Lage bildet die Zwischenkomfortschicht 23, die mittlere Lage bildet die elastische Schwingungsschicht 31 und die untere Lage wird durch die Komfortschicht 18 gebildet. Diese drei Lagen sind vorzugsweise durch eine, diese Lagen umgebende Umhüllung, beispielsweise eine textile oder aus Leder gefertigten Umhüllung, umgeben. Die elastische Schwingungsschicht 31 kann Ausnehmungen zur Aufnahme des Aktors 1 und/oder der Flächenelemente 3, 3' aufweisen. Eine wesentliche konstruktive Maßnahme ist durch einen Mindestabstand 49, 49' der Flächenelemente 3, 3' zu der Umhüllung (hier dem Bezugsschicht 17 und Bezugslage 26) gegeben. Dieser Abstand 49, 49' ist in der dargestellten Ausführung durch die elastische Schwingungsschicht 31 seitlich aufgefüllt. Alternativ oder zusätzlich kann sich zumindest seitlich zu den Flächenelementen 3, 3' auch wenigstens bereichsweise die Komfortschicht 18 oder die Zwischenkomfortschicht 23 erstrecken. Wesentlich ist, dass das oder die Flächenelemente 3, 3' zu der äußeren Begrenzung der Sitz- oder Liegevorrichtung und/oder zu der Bezugsschicht 17 und ggf. zu der Bezugslage 26 durch ein elastisches Mittel beabstandet ist/sind. Dadurch kann sichergestellt werden, dass selbst bei Anlage der Sitz- oder Liegevorrichtung an einem steifen Körper und auch bei einem Einklemmen oder Verspannen der Sitz- oder Liegevorrichtung in oder an einer steife Umgebung, die Flächenelemente 3, 3' stets eine Mindestbewegungsfreiheit (Mindestbeweglichkeit) für deren Vibrationen gewährleistet wird und folglich der Vibrationsprozess kaum oder nicht beeinträchtigt wird.
• Bezugszeichenliste

1

Aktor

2

Steuereinheit

3, 3', 3"

Flächenelement

4, 4'

Flächenkörper

5, 5'

Verbindungsmittel

6

mittlerer Bereich von 3

7, 7', 7'', 7'''

Übertragungsmittel

8, 8', 8'', 8'''

Einbringbereich

9

Abstand zwischen 1 und 8, 8', 8'', 8'''

10

minimaler Abstand zwischen 1 und 11

11

äußere Begrenzung von 3

12

Rand von 3

13

Haupterstreckungsfläche von 3

14

Bauhöhe von 1

15

maximale Länge von 3

16

Bauhöhe von 3

17

Bezugsschicht

18

Komfortschicht

19

Sitz- oder Liegerahmen

20

Dicke von 17

21

gemeinsame Bauhöhe von 1 und 3

22

Bauhöhe von 18

23

Zwischenkomfortschicht

24

gemeinsame Bauhöhe von 17 und 23

26

Bezugslage

27

Energiespeicher

28

Schnittstelle

29

Auflage

30

Heizelement

31

elastische Schwingungsschicht

32

Gegenflächenkörper v. 3"

40

erster Bereich v. 23

41

zweiter Bereich v. 23

42

dritter Bereich v. 23

43, 43'

Dämpfungselement für 28

44, 44'

Dämpfungselement für 27

45, 45'

Dämpfungselement für 2

46

Abstand zw. 1 und 2

47

Abstand zw. 2 und 27

48

Abstand zw. 27 und 28

49, 49'

Abstand zw. 3 und 17

50

erste Haupterstreckungsoberfläche von 1

51

zweite Haupterstreckungsoberfläche von 1

Claims (15)

1. Vibrationsvorrichtung zur Einleitung und/oder Verbreitung von Körperschallwellen in einen Körper, aufweisend einen Aktor (1), eine den Aktor (1) ansteuernde Steuereinheit (2) sowie ein mit dem Aktor (1) in schwingungsübertragender Wirkverbindung stehendes Flächenelement (3), welches durch den Aktor (1) zum Verbreiten von Körperwellen anregbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Vibrationen des Aktors (1) über eine Kontaktfläche des Aktors (1) mit dem Flächenelement (3) unmittelbar an das Flächenelement (3) übertragen werden und das Flächenelement (3) zumindest einen flächigen Flächenkörper (4, 4') umfasst und der zumindest eine Flächenkörper (4, 4') des Flächenelementes (3) zumindest temporär elastisch ausgebildet ist, wobei wenigstens einer der Flächenkörper (4, 4') aus aufgeschäumten Kunststoff, vorzugsweise aus aufgeschäumten Polyvinylchlorid, aus aufgeschäumten Polystyrol, aus aufgeschäumten Polyurethan oder aus aufgeschäumten Polysiloxanen gebildet ist, wobei der Aktor (1) stoffschlüssig an dem Flächenelement (3) fixiert ist, und das Material des wenigstens einen Flächenkörpers (4, 4') ein E-Modul im Bereich von 0,2 bis 5,0 MPa aufweist.
2. Vibrationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des wenigstens einen Flächenkörpers (4, 4') ein E-Modul im Bereich von 0,5 bis 2,5 MPa, bevorzugt ein E-Modul im Bereich von 0,7 bis 1,1 MPa, aufweist.
3. Vibrationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des wenigstens einen Flächenkörpers (4, 4') eine Bruchdehnung und/oder eine Bruchfestigkeit im Bereich von 10,00 bis 75,00 MPa, vorzugsweise eine Bruchdehnung und/oder eine Bruchfestigkeit im Bereich von 17,00 bis 50,00 MPa, besonders bevorzugt eine Bruchdehnung und/oder eine Bruchfestigkeit von 24,00 bis 29,00 MPa aufweist.
4. Vibrationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, , dadurch gekennzeichnet, dass das Material des wenigstens einen Flächenkörpers (4, 4') eine Schlagzähigkeit nach Charpy im Bereich von 5,00 bis 45,00 KJ/m², vorzugsweise eine Schlagzähigkeit nach Charpy im Bereich von 10,00 bis 30,00 KJ/m², besonders bevorzugt eine Schlagzähigkeit nach Charpy im Bereich von 12,50 bis 17,50 KJ/m² aufweist.
5. Vibrationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (1) eine Leistung im Bereich 3 bis 12 Watt aufweist und das Flächenelement (3) eine maximale Länge (15) in der Haupterstreckungsebene des Flächenelementes (3) von 75 bis 750 mm, vorzugsweise von 100 bis 500 mm, besonders bevorzugt von 200 bis 350 mm aufweist.
6. Vibrationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement (3) und/oder sämtliche Flächenkörper (4, 4') eine Bauhöhe (16) von 0,8 bis 7,5 mm, vorzugsweise von 1,0 mm bis 4,5 mm, besonders bevorzugt von 1,5 bis 3,0 mm aufweist.
7. Vibrationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (2) in Wirkverbindung mit einem Verstärker, einer Stromversorgung und/oder einem Energiespeicher (27) steht, vorzugsweise ist der Energiespeicher (27) kabellos aufladbar, besonders bevorzugt ist der Energiespeicher (27) induktiv aufladbar.
8. Vibrationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (1) in seiner Haupterstreckungsebene eine Fläche von 10 bis 10000 mm², vorzugsweise der Aktor (1) in seiner Haupterstreckungsebene eine Fläche von 50 bis 7500 mm², besonders bevorzugt der Aktor (1) in seiner Haupterstreckungsebene eine Fläche von 100 bis 6000 mm², höchst bevorzugt der Aktor (1) in seiner Haupterstreckungsebene eine Fläche von 225 bis 5026 mm² aufweist.
9. Sitz- oder Liegevorrichtung umfassend wenigstens eine Vibrationsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der wenigstens eine Flächenkörper (4, 4') der Vibrationsvorrichtung zwischen einer, einem Sitz- oder Liegenbenutzer zugewandten Bezugsschicht (17) und einer, dem Sitz- oder Liegenbenutzer relativ zur Bezugsschicht (17) entfernter angeordneten Komfortschicht (18) angeordnet ist, vorzugsweise ist die Komfortschicht (18) mit einem Sitz- oder Liegenrahmen (19) verbunden.
10. Sitz- oder Liegevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, zwischen dem Flächenelement (4, 4') der Vibrationsvorrichtung und der Bezugsschicht (17) zumindest bereichsweise eine Zwischenkomfortschicht (23) angeordnet ist, vorzugsweise weist die Zwischenkomfortschicht (23) zumindest bereichsweise eine identische oder höhere vibrationsleitende Eigenschaft als die Komfortschicht (18) auf.
11. Sitz- oder Liegevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Komfortschicht (18) und/oder die Zwischenkomfortschicht (23) eine zumindest temporär elastische Eigenschaft aufweist, vorzugsweise ist die Komfortschicht (18) und/oder die Zwischenkomfortschicht (23) als Polsterschicht und/oder als eine mit einem Memory-Effekt versehene Memory-Effekt-Komfortschicht oder Memory-Effekt-Zwischenkomfortschicht ausgebildet.
12. Sitz- oder Liegevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsvorrichtung derart zwischen Bezugsschicht (17) und Komfortschicht (18) angeordnet ist, dass die von der Vibrationsvorrichtung ausgehenden Körperschallwellen bis zum Erreichen des Sitz- oder Liegerahmens (19) einer höheren Körperschalldämpfung unterliegen, als die die Bezugsschicht (17) erreichenden Körperschallwellen, vorzugsweise wird dies durch eine entsprechende, körperschallwellendämpfende Auslegung der Komfortschicht (18) gegenüber der Zwischenkomfortschicht (23) erreicht.
13. Sitz- oder Liegevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (1) an seiner ersten Haupterstreckungsoberfläche (50) den Flächenkörper (4, 4') kontaktiert und zumindest seitlich von einer elastischen Schwingungsschicht (31) umgeben ist, vorzugsweise ist der Aktor (1) an seiner der ersten Haupterstreckungsoberfläche (50) gegenüberliegenden zweiten Haupterstreckungsoberfläche (51) in Kontakt mit einem Gegenflächenkörper (32).
14. Sitz- oder Liegevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Schwingungsschicht (31) die Steuereinheit (2) und/oder einen Energiespeicher (27) zumindest seitlich umgibt, vorzugsweise in einer Ebene vollständig umgibt.
15. Sitz- oder Liegevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Komfortschicht (18) und/oder die Zwischenkomfortschicht (23) wenigstens aus einem oder einer Kombination von wenigstens zweier der nachfolgenden Materialien ausgebildet ist: • Schaumstoff, • Polsterwatte, • Latex, • Polyurethan, insbesondere Polyurethan-Schaumstoffe, • Polyethylen, insbesondere LDPE-Schaumstoffe, • Polysiloxane, • Luftpolster, • Wasserpolster, • Partikelschaum oder Partikelschäume.

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