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Die
Erfindung betrifft einen Lattenrost gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Auf
dem Markt sind Lattenroste bekannt, die verschwenkbare Rahmenteile
im Kopf- und Fußbereich
des Rosts aufweisen, welche durch Antriebsmotoren in ihrer Neigung
zu einem mittleren Rahmenteil verstellt werden können. Derartige Lattenroste
erlauben einerseits ein Schlafen, andererseits ein verhältnismäßig aufrechtes
Sitzen im Bett. Auch ist eine Hochlagerung oder Flachlagerung der
Füße möglich.
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Die
Einstellmöglichkeit
derartiger motorgetriebener Lattenrahmen ist aber auf die Neigungswinkel
der verschiedenen Rahmenteile begrenzt.
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Für manche
Anwendungsfälle
wäre es
vorteilhaft, wenn man die Kontur der Liegefläche des Lattenrahmens ohne
manuelles Eingreifen ändern könnte.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
einen Lattenrahmen mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Lattenrahmen kann
die Kontur der Liegefläche
durch Verstellen der Position mindestens einer Lattengruppe variiert
werden, welche ihrerseits mindestens eine Latte, vorzugsweise ein
Lattenpaar umfaßt.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Mit
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 erhält man eine
besonders starke Konturierung des Lattenrahmens in vertikaler Richtung.
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Mit
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 läßt sich
die Neigung der Liegefläche ändern. Insbesondere
kann man durch gegensinniges Verschwenken benachbarter Latten um
ihre Längsachse
wahlweise Vertiefungen oder Erhöhungen
der Liegefläche
realisieren.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
4 gestattet es, der Liegefläche
eine transversale Änderung
zu geben, d. h. die Liegefläche
lokal von einer Seite des Rahmens zur anderen hin ansteigen oder
abfallen zu lassen.
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Bei
einem Lattenrost gemäß Anspruch
5 läßt sich
die Verstellung der verstellbaren Lattengruppen mit wenig Kraft
realisieren. Auch kann man auf die genannte Weise die Verstellung
der Lattengruppe besonders fein vornehmen. und die hierzu benötigte Mechanik
kann besonders kompakt ausbildet werden.
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Bei
einem Lattenrost gemäß Anspruch
6 ist zwangsweise sichergestellt, daß die beiden mit dem Antrieb
verbundenen Punkte der Lattengruppe synchron, d. h. gleichsinnig
und um gleiche Strecken bewegt werden.
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Die
in Anspruch 7 angegebene Ausbildung der Lattengruppen-Antriebsmechanik
ist besonders robust und kompakt.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
8 gestattet eine einfache mechanische Kopplung der beiden Winkelhebel
durch einen einzigen Koppellenker.
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Bei
einem Lattenrost gemäß Anspruch
9 benötigt
man nur einen einzigen Antriebsmotor zum Verstellen der bewegbaren
Lattengruppe.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
10 gestattet es, die bewegbare Lattengruppe falls gewünscht auch
unsymmetrisch zu verstellen. Man kann so eine Lattengruppe, die
in erster Linie vertikal zur Rahmenebene verstellt wird, auch zusätzlich um
eine transversale Achse verschwenken, indem man die beiden Stellmotoren
unterschiedlich erregt.
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Bei
der Variante mit zwei nicht mechanisch gekoppelten Stellmotoren
kann man für
diejenigen Zeiten, in denen eine Kopplung gewünscht wird, gemäß Anspruch
11 eine elektrische Kopplung vorsehen.
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Mit
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 wird erreicht,
daß die
Kopplung zwischen den beiden getriebenen Punkten der Lattengruppe
zeitabhängig
unterschiedlich gewählt
werden kann. Hierdurch wird die Variabilität des Bewegungsprogramms, welches
die bewegbare Lattengruppe durchführt, erhöht.
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Ein
Lattenrost gemäß Anspruch
13 kann zu einem gezielten nach vorgegebenem zeitlichen Muster ablaufenden
Bewegungsprogramm veranlaßt werden.
Dies ist insbesondere für
solche Fälle
von Vorteil, in denen Gelenke oder Muskelgruppen gezielt durchgearbeitet
werden sollen oder die auf der Liegefläche liegende Person dazu veranlaßt werden soll,
sich umzulagern.
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Langsame
Konturänderungen,
wie sie sich mit einer Steuerschaltung gemäß Anspruch 14 realisieren lassen,
sind für
eine schonende Langzeitlagerung von Personen besonders vorteilhaft.
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Unter "langsam" sollen hier Bewegungen verstanden
werden, die bei Translationsbewegungen im Bereich von 0,2 mm bis
2 mm pro Minute liegen bei Schwenkbewegungen im Bereich von 0,1
Grad bis 3 Grad pro Minute liegen.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
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In
dieser zeigen:
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1:
Einen transversalen Schnitt durch einen Lattenrost im Bereich einer
senkrecht zur Rahmenebene verstellbaren Lattengruppe, wobei letztere
in abgesenktem Zustand wiedergegeben ist;
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2:
Eine ähnliche
Ansicht wie 1, wobei die bewegbare Lattengruppe
in einer angehobenen Stellung wiedergegeben ist;
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3:
Eine Aufsicht auf den Lattenrost nach den 1 und 2 im
Bereich der vertikal verstellbaren Lattengruppe;
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4:
Eine Aufsicht auf die Innenseite des Lattenrosts nach den 1 bis 3 im
Bereich der vertikal verstellbaren Lattengruppe;
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5:
Eine ähnliche
Ansicht wie 1, wobei ein abgewandelter Verstellantrieb
für die
bewegbare Lattengruppe wiedergegeben ist;
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6:
Eine ähnliche
Ansicht wie 2, in welcher der abgewandelte
Verstellantrieb für
die bewegbare Lattengruppe gemäß 5 gezeigt
ist; und
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7:
Ein Blockschaltbild einer Schaltung, die zur Programmsteuerung der
Bewegung der bewegbaren Latten gruppe eines Lattenrosts nach den 5 und 6 verwendbar
ist.
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Ein
in den Figuren gezeigter Lattenrost hat einen aus Stahlprofilteilen
gefertigten Außenrahmen 10 mit
Längsholmen 12.
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Der
Außenrahmen 10 trägt seinerseits
ein mittleres Rahmensegment 14 (vgl. 3),
ein Kopf-Rahmensegment 16 sowie ein in der Zeichnung nicht
wiedergegebenes Fuß-Rahmensegment.
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Das
Kopf-Rahmensegment 16 hat seitliche aus Holz gefertigte
Längsholme 18,
die durch in der Zeichnung nicht wiedergegebene transversale Bauteile
zu einem Rechteck-Rahmen zusammengehalten sind.
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Das
Kopf-Rahmensegment 16 trägt im überwiegenden Teil seiner Längserstreckung über elastomere
Lagerelemente transversale Latten, was in der Zeichnung nicht wiedergegeben
ist. In seinem dem mittleren Rahmensegment 14 benachbaren
Endabschnitt trägt
das Kopf-Rahmensegment 16 ein vertikal verstellbares Paar
von Latten 20, 22, die in passenden Aufnahmen 24, 26 eines
Elastomer-Lagerkörpers 28 einsitzen.
Der Lagerkörper 28 ist
seinerseits auf einem Winkel-Tragteil 30 angeordnet, welches
in seinem oberen Abschnitt Lagerzapfen 32 aufweist, die
mit Aufstecköffnungen 34 des
Lagerkörpers 28 zusammenarbeiten.
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Das
Tragteil 30 hat ferner einen vertikalen Schlittenabschnitt 36,
der auf einem Führungskopf 38 vertikal
verschiebbar ist, der fest an einem Endabschnitt einer Traverse 40 angebracht
ist.
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Wie
aus 3 ersichtlich, arbeiten der Führungskopf 38 und
der Schlittenabschnitt 36 nach Art einer Rechteck- Schwalbenschwanzführung zusammen.
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Die
beiden Führungsköpfe 38 und
die beiden Tragteile 30 sind spiegelbildlich zur Längsmittelebene
des Lattenrosts ausgebildet.
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Zum
Verstellen der Schlittenabschnitte 36 in vertikaler Richtung
dienen Winkelhebel 42, 44, die über Zapfen 46, 48 an
den Führungsköpfen 38 gelagert
sind.
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Antriebsarme 50, 52 der
Winkelhebel 42, 44 greifen über Gelenkstifte 54, 56 an
Langloch-Antriebsaugen 58, 60 an, die auf der
Innenseite der Schlittenabschnitte 36 ausgebildet sind.
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Der
Winkelhebel 42 hat einen getriebenen Hebelarm 62,
der über
einen Gelenkstift 64 mit einem Auge 66 eines Gehäuses 68 eines
Stellmotors 70 verbunden ist. Der Stellmotor 70 ist
ein elektrischer Linearantrieb, der typischerweise einen Elektromotor und
einen durch diesen betätigten
Gewindetrieb aufweist. Ein teleskopierbar ausfahrbares Abtriebsteil 72 des
Stellmotors 70 ist über
einen Gelenkstift 74 an einem Befestigungsauge 76 angelenkt,
welches seinerseits fest auf der Traverse 40 angebracht
ist.
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Der
Winkelhebel 42 hat ferner einen Koppelarm 78,
der über
einen Gelenkstift 80 mit einer Koppelstange 82 verbunden
ist. Diese ist bei 84 um etwa 30° nach unten abgewinkelt. Das
zweite Ende der Koppelstange 82 ist über einen Gelenkstift 86 mit
einem getriebenen Arm 88 des Winkelhebels 44 verbunden.
Letzterer ist ein nur zweiarmiger Hebel.
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Man
erkennt, daß die
Koppelstange 82 eine im Uhrzeigersinn erfolgende Drehung
des Winkelhebels 42 in eine entgegen dem Uhrzeigersinn
erfolgende Drehung des Winkelhebels 44 umsetzt.
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Da
der Koppelarm 78 des Winkelhebels 42 und der getriebene
Arm 88 des Winkelhebels 44 gleiche Länge haben
und auch die Antriebsarme 58, 60 beider Winkelhebel
gleiche Länge
haben, ist die Amplitude der Bewegung beider Schlittenabschnitte 36 auch
gleich groß.
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Die
oben beschriebene und aus der Zeichnung ersichtliche Geometrie der
Dreiecke, die durch die Gelenstifte 54, 64, 74 bzw. 56, 80, 86 vorgegeben sind,
wird in den Ansprüchen
auch als antisymmetrisch bezeichnet. Dies bedeutet, daß man dann, wenn
man die beiden Winkelhebel einander gegenüberliegend jeweils zu einer
der beiden Seiten der Achse der Traverse 40 anordnen würde, eine
spiegelbildliche Konfiguration hätte.
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Man
erkennt aus der obigen Beschreibung, daß die beiden Latten 20, 22 durch
Erregen des Stellmotors 70 im einen oder anderen Sinn weiter
von der Ebene des Kopf-Rahmensegments 16 entfernt oder auf
dieses zubewegt werden können.
Diese Bewegungen können
dadurch in vorgegebener zeitlicher Sequenz durchgeführt werden,
daß man
die Erregung des Stellmotors 70 unter Verwendung einer Programmsteuerung
bewerkstelligt, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 7 noch
näher beschrieben
wird.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach den 5 und 6 ähnelt stark
demjenigen nach den 1 bis 4, so daß die entsprechenden
Komponenten, die wieder die gleichen Bezugszeichen tragen, nicht nochmals
beschrieben werden brauchen.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach den 5 und 6 ist die
Koppelstange 82 weggefallen; stattdessen wird der Winkelhebel 44 durch
einen eigenen Antrieb verstellt, der genauso ausgebildet ist wie
der Antrieb für
den Winkelhebel 42. Die entsprechenden Komponenten tragen
das gleiche Grund-Bezugszeichen, wobei jedoch zur Unterscheidung
ein Beistrich hinzugefügt
wurde.
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Erregt
man die beiden Stellmotoren 70, 70' exakt gleich, so werden die beiden
Latten 20, 22 parallel zur Ebene des Kopf-Rahmensegments 16 hochgefahren
bzw. nach unten bewegt.
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Zusätzlich kann
man aber die beiden Stellmotoren 70, 72 auch unterschiedlich
erregen, so daß die
einen Enden der Latten 20, 22 stärker ausgefahren
werden oder stärker
zurückgefahren
werden als die anderen Enden. Es ergibt sich somit eine Verschwenkung
der Latten 20, 22 um eine zu ihrer Längsrichtung
transversale Achse, die in den 5 und 6 senkrecht
zur Zeichenebene verläuft.
Man kann so lokal eine Schräge
der Liegefläche
herbeiführen,
was eine auf dieser Fläche
liegende Person dazu bewegen kann, sich ihrerseits seitlich zu verlagern.
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In 7 ist
mit 90 insgesamt eine Steuerschaltung für die beiden Stellmotoren 70, 70' bezeichnet.
Komponenten, welche sich auf die Stellmotoren 70, 70' beziehen, ansonsten
aber gleich sind, sind wieder durch einen Beistrich unterschieden
und werden nicht getrennt gesondert beschrieben.
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Für die Zwecke
der Beschreibung sei angenommen, daß es sich bei den beiden Stellmotoren 70 um
elektrische Antriebe handelt, die einen Schrittmotor enthalten und
auf Impulsbasis angesteuert werden.
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Die
Steuerschaltung 90 umfaßt einen Steuerrechner 92,
der mit einer Echtzeituhr 94 und einem Speicher 96 zusammen arbeitet.
Die Echtzeituhr braucht nur mit geringer Auflösung zu arbeiten, etwa im Minutenraster.
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Im
Speicher 96 sind für
die beiden Stellmotoren 70, 70' für jedes Minutenintervall Steuerbefehle abgelegt,
die die Länge
des Anteiles des Zeitrasters (z.B. Minutenintervalles) angeben,
innerhalb dem Impulse zu übermitteln
sind, (Lauf-Steuersignale)
bzw. die Bewegungsrichtung des Stellmotors (Richtungs-Steuersignale)
vorgeben. Diese Werte werden vom Steuerrechner 92 in Minutenabständen aktualisiert
und an zwei Ausgangs-Klemmenpaaren bereitgestellt.
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Der
Inhalt des Speichers 96 kann über eine Datenleitung 97 von
außen
durch ein Programmiergerät
(nicht gezeigt) gesetzt werden.
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In
Abwandlung kann man anstelle des Speichers 96 ein Programm
verwenden, welches Steuerbefehle statistisch mit dem Ablauf der
Zeit bereitstellt.
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Ein
freilaufender Taktgeber 98, der die Quelle für die Motor-Steuerimpulse
darstellt und mit einer Frequenz von typischerweise l/sec. arbeitet,
ist mit Impulseingängen
zweier Steuerkreise 100, 100' verbunden, die jeweils ein ersten
UND-Glied 102 umfassen, dessen einer Eingang mit dem Taktgeber 98 und dessen
anderer Eingang mit dem Lauf-Steuersignal für den entsprechenden
Stellmotor 70 beaufschlagt ist.
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Das
Ausgangssignal des UND-Glieds 102 wird auf die einen Eingänge zweier
weiterer UND-Glieder 104, 106 gegeben.
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Der
andere Eingang des UND-Glieds 104 enthält das Richtungs-Steuersignal für den entsprechenden
Stellmotor, der andere Eingang des UND-Glieds 106 das invertierte
Richtungs-Steuer signal.
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Auf
diese Weise erhält
ein Motor-Steuerkreis 108 bzw. 108' an seinen Eingängen Signale, die ihm anzeigen,
daß der
angeschlossene Stellmotor 70 bzw. 70' um einen Schritt
in Vorwärtsbzw.
Rückwärtsrichtung
bewegt werden soll.
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Legt
man im Speicher 96 Steuersignale für die beiden Stellmotoren 70 und 70' ab, die immer
einander entsprechen, so werden die Stellmotoren 70 und 70' genau gleich
angesteuert und die Latten 20, 22 werden entsprechend
in sich parallel verschoben.
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Unterscheiden
sich die Steuersignale für
die Stellmotoren 70, 70', so erfolgt eine Verschiebung der
beiden Latten 20, 22 und zugleich ein Verschwenken
der Latten um eine transversale, senkrecht auf der Zeichenebene
von 1 und 2 stehende Achse.
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Werden
die beiden Stellmotoren 70, 70' mit gleichen Lauf-Signalen jedoch entgegengesetzten Richtungssignalen
beaufschlagt, so werden die Latten 20, 22 nur
um die transversale Achse verschwenkt. Ihr Mittelpunkt bleibt aber
stehen.
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Die
in 7 gezeigte Steuerung kann gleichermaßen für einen
Lattenrost gemäß den 1 und 2 verwendet
werden. Man kann dann den mit Beistrichen gekennzeichneten Schaltungsteil weglassen
und den Motor 70' ebenfalls
an den Steuerkreis 100 anschließen, wie in 7 gestrichelt
angedeutet.
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Bei
dem oben beschriebenen Lattenrahmen ist es somit möglich, die
Kontur der Liegefläche
eines Rahmensegments zeitabhängig
in vorgegebener Weise zu steuern. Dies kann einerseits dazu verwendet
werden, die Liegebedingungen zu verändern, wenn sich eine auf dem
Lattenrost liegende Person nicht selbst bewegen kann. Andererseits
kann durch die Konturänderung
der Liegefläche
eine bewegungsfähige
Person dazu veranlaßt
werden, sich selbst auf der Liegefläche umzulagern. Auf diese Weise
kann ein langes Liegen unter exakt gleichen Liegebedingungen, welches
zu Schädigungen
der Haut führen
kann, vermieden werden.
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Das
Ansteuern der einzelnen Stellmotore erfolgt nach einem fest vorgegebenen
oder statistisch generierten zeitlichen Programm. Typischerweise sind
entsprechende Programme derart konzipiert, daß die durch die Stellantriebe
durchgeführten
Bewegungen sehr langsam sind und vorzugsweise zwischen einzelnen
Bewegungsphasen länger
dauernde Ruhephasen liegen, die typischerweise zwischen etwa 5 und
etwa 60 Minuten betragen.
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Unter "langsam" sollen dabei Bewegungen verstanden
werden, die bei Translationsbewegungen im Bereich von 0,2 mm bis
2 mm pro Minute liegen bei Schwenkbewegungen im Bereich von 0,1
Grad bis 3 Grad pro Minute liegen.
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Außerdem können die
Steuerprogramme für die
einzelnen Stellmotoren (nach Betrag und/oder Richtung der angeforderten
Bewegung) unterschiedlich sein, so daß man im Verlaufe der Zeit
Abstandsänderungen
zwischen den verschiedenen durch die Stellmotoren bewegten Rahmenteile
erhält.
Derartige Relativbewegungen führen
dazu, daß auf
den Körper
sich langsam ändernde
Kräfte
in unterschiedlichen Richtungen ausgeübt werden. Hierdurch werden
die Muskeln passiv durchgearbeitet, und die Liegeverhältnisse
werden in größeren zeitlichen
Abständen
geändert,
so daß sich
die auf dem Lattenrost liegende Person von selbst auch umlagert.
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Auf
diese Weise erhält
man eine sich stetig ändernde
dynamische Lagerung der auf dem Rost liegenden Person, was einem
Wundliegen entgegenwirkt, die verschiedenen Gelenke gängig hält und die Muskeln
bewegt hält.
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Die
Steuerschaltung 90 kann zusätzlich in die Offenstellung
federnd vorgespannte Wippschalter 110 aufweisen, um die
Stellantriebe S manuell in die eine oder die andere Richtung anzusteuern.