DE202012104894U1 - Sensormatte zur Erfassung des Einsinkprofils einer darauf ruhenden Person, und Matratze mit einer derartigen Sensormatte - Google Patents

Abstract

Sensormatte (M) zur Erfassung der von einer darauf ruhenden Person hervorgerufenen lokalen Einsinktiefen, mit a) einem Kern (MU, MB) aus einem elastischen Material, wobei a1) Dauermagnete (D11) auf einer Außenseite (M1) des Kerns (MU, MB) in einem Feld (D) angeordnet sind, a2) Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) auf der gegenüber liegenden Außenseite (M2) des Kerns (MU, MB) in einem Feld (H) so angeordnet sind, dass ein Hallsensor (H11) einem darüber liegenden Dauermagneten (D11) zur Erfassung der magnetischen Flussdichte zugeordnet ist, mit a3) einem Kabelnetzwerk (F) zur elektrischen und messtechnischen Verbindung der Hallsensoren, und mit b) einer Steuerung (C) zur Erfassung der von den lokalen Einsinktiefen im Kern (MU, MB) abhängigen analogen Messspannungen der Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) über das Kabelnetzwerk (F).

Description

• Die Erfindung betrifft eine Sensormatte zur Erfassung der lokalen Einsinktiefen einer darauf ruhenden Person. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Matratze mit einer derartigen Sensormatte.
• Für einen Kunden stellt die Liegehärte einer Matratze einen wichtigen Parameter dar. Die Wahrnehmung des jeweiligen Grades der Weichheit bzw. Härte einer bestimmten Matratze und damit auch der Vergleich verschiedener Modelle sind für eine Person jedoch nur sehr subjektiv möglich. Die Praxis zeigt, dass selbst nach einer Vielzahl von Liegeversuchen auf unterschiedlichen Matratzen einem Kunden die Auswahl einer geeignet erscheinenden Matratze schwer fällt und gelegentlich auch fehlschlägt.
• Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Kunden bei einer solchen Auswahl mit technischen Mitteln so zu unterstützen, die von einer auf einer Matratze ruhenden Person hervorgerufenen und von deren Gewicht, Körperform und Liegeposition abhängigen lokalen Einsinktiefen messtechnisch erfassbar sind.
• Die Aufgabe wird gelöst mit der in Anspruch 1 angegebenen Sensormatte. Die Aufgabe wird weiterhin durch eine mit einer solchen Sensormatte ausgerüsteten Matratze gelöst, Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
• Die erfindungsgemäße Sensormatte bietet den Vorteil, dass durch den Einsatz von Hallsensoren, die in einem Feld verteilt auf einer Außenseite des Kerns der Sensormatte verteilt angeordnet sind, und durch ein entsprechendes Feld von auf die Hallsensoren einwirkenden Dauermagneten auf der anderen, gegenüber liegenden Außenseite des Kerns auch geringfügige Komprimierungen mit hoher Messgenauigkeit erfasst werden können. Es ist somit möglich, die Höhe des Kerns der erfindungsgemäßen Sensormatte gering zu halten. Vorteilhaft kann dieser einen Wert von nur etwa 1 cm aufweisen. Wird eine solche dünne Sensormatte in das Innere eines Matratzenkerns integriert, so werden die Liegeeigenschaften einer hieraus gebildeten Messmatratze im Vergleich zu einer normalen Matratze nahezu nicht beeinträchtigt.
• Wird eine mit der erfindungsgemäßen Sensormatte ausgestattete Matratze zum Zwecke einer individuellen Härtebestimmung einer Liegeprobe unterzogen, so wird von der darauf ruhenden Person ein Liegegefühl wahrgenommen, das sich nicht merklich von einer normalen Matratze unterscheidet. Sowohl diese Wirkung als auch die Messgenauigkeit können bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weiter dadurch gefördert werden, dass sowohl der Kern der Sensormatte als auch die umgebenden Tragschichten im Matratzenkern aus Schaustoffen mit überstimmenden Materialparametern bestehen. Insbesondere weisen diese vergleichbare bzw. übereinstimmende Kompressionseigenschaften auf. Diese können gekennzeichnet sein durch Werkstoffparameter wie Raumgewichte bzw. Stauchhärten.
• Der Aufbau der erfindungsgemäßen Sensormatte bietet den weiteren Vorteil, dass sich die einzelnen Messpunkte, die jeweils aus einem gegenüberliegend angeordneten und durch das stauchbare Material des dazwischen liegenden Kerns beabstandetes Paar aus einem Hallsensor und einem Dauermagneten gebildet werden, untereinander nur wenig beeinflussen. Eine Sensormatte kann folglich eine große Dichte an derartigen Messpunkten aufweisen, so dass eine fein aufgelöste Erfassung der lokalen Einsinktiefen über der gesamten Fläche der Sensormatte möglich ist. Es kann somit von einer Person ein präzises, individuelles Liegeabbild erstellt und damit die Auswahl einer Matratze mit ausgewählten Liegeeigenschaften erleichtert werden.
• Die Erfindung, weitere vorteilhafte Ausführungen derselben und die damit verbundenen Vorteile werden an Hand von in denen Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
• 1 eine Draufsicht auf eine erste Außenseite einer beispielhaften Sensormatte gemäß der Erfindung mit einem Feld von Dauermagneten,
• 2 eine Draufsicht auf zweite, gegenüber liegende Außenseite der beispielhaften Sensormatte von 1 mit einem Feld von Hallsensoren und einem diese verbindenden Flachbandkabelnetz,
• 3 einen Detailausschnitt eines Schnitts durch eine erfindungsgemäße Sensormatte im unbelasteten Zustand,
• 4 einen Detailausschnitt eines Schnitts durch die erfindungsgemäße Sensormatte von 3 in einem belasteten Zustand,
• 5 eine Draufsicht auf eine vorteilhafte Ausführung für ein Flachbandkabelnetz einer erfindungsgemäßen Sensormatte, wobei die zentrale Sammelleitung und zwei davon abgehende Stegleitungen im Ausschnitt gezeigt sind,
• 6 einen ersten beispielhaften Matratzenkern in einer hohen Ausführung mit drei Tragschichten, der mit einer Sensormatte gemäß der Erfindung ausgestattet ist,
• 7 einen zweiten beispielhaften Matratzenkern in einer mittelhohen Ausführung mit zwei Tragschichten, der mit einer Sensormatte gemäß der Erfindung ausgestattet ist, und
• 8 einen dritten beispielhaften Matratzenkern in einer flachen Ausführung mit zwei Tragschichten, der mit einer Sensormatte gemäß der Erfindung ausgestattet ist.
• 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Außenseite M1 einer beispielhaften und gemäß der Erfindung aufgebauten Sensormatte M. Diese verfügt über einen Kern aus einem elastischen und stauchbaren Material, besonders einem Schaumstoff mit einem erhöhten Wert der Stauchhärte. Im Beispiel der 1 und 3 ist der Kern im unbelasteten Zustand MU gezeigt. Auf der Außenseite M1 der Sensormatte M, insbesondere der Oberseite des Kerns, ist ein Feld D von Dauermagneten angeordnet. Vorteilhaft können diese z.B. rasterartig gleichmäßig verteilt M angebracht sein, so dass eine Messmatrix entsteht, bei der die Dauermagneten an den Schnittpunkten von Zeilen Z1 bis Z16 und Spalten S1 bis S6 auf der Oberseite M1 angebracht sind.
• Der beispielhafte, im Feld der 1 oben links angeordnete Dauermagnet D11 ist in 3, 4 jeweils im Schnitt durch eine Sensormatte M dargestellt. Dabei zeigen 3 bzw. 4 jeweils einen Detailausschnitt eines Schnitts durch eine erfindungsgemäße Sensormatte im unbelasteten Zustand MU bzw. in einem belasteten Zustand MB. Vorteilhaft verfügen die Dauermagnete über eine flache, tabletten- oder münzenartige Form und sind über eine größere Trägerscheibe auf der Außenseite M1 angebracht, insbesondere aufgeklebt. So dient im Beispiel der 3 und 4 eine große Trägerscheibe DU aus einem nichtmagnetischen Material, insbesondere einem Kunststoff, als Unterlage für den Dauermagneten D11. Dies hat den Vorteil, dass Druckkräfte, welche über die Oberseite M1 vom Körper einer darauf ruhenden Person ausgeübt werden, nicht punktuell sondern über Trägerscheibe flächig verteilt in den Kern MU der Sensormatte M eingebracht werden.
• Wie in 4 gezeigt ist, tritt dabei eine lokale Stauchung des Kerns MB auf, so dass die beiden Außenseiten M1 und M2 angenähert werden. Die von der axialen Magnetisierung des Dauermagneten D11 mit dem magnetischen Nordpol NP und dem Südpol SP insbesondere entlang einer Lotachse LT im Inneren des Kerns MB hervorgerufene magnetische Flussdichte nimmt somit zu. Diese Zunahme kann von einem Hallsensor H11 erfasst werden, der möglichst auch in der Lotachse LT liegend auf der anderen Außenseite M2 des Kerns MB dem Dauermagneten D11 gegenüberliegend zugeordnet ist. Die mit Zunahme der lokalen Einsinktiefe auftretende Erhöhung der magnetischen Flussdichte ruft im Hallsensor eine entsprechend vergrößerte Messspannung hervor. Diese kann z.B. über die Stegleitung F1 eines Kabelnetzwerks F abgegriffen, einer Auswerte- und Anzeigeeinheit zugeführt und bei der Erstellung eines individuellen Einsinkprofils einer Person z.B. als ein lokaler Druckpunkt bzw. Belastungsmesswert verwendet werden.
• Um das von einer Person auf der gesamten Fläche der Sensormatte M hervorgerufene Einsinkprofil messtechnisch erfassen zu können, ist auf der zweiten Außenseite M2 ein entsprechendes Feld H von Hallsensoren angeordnet. Diese sind über ein Kabelnetzwerk elektrisch und messtechnisch mit einer Steuerung C verbunden. 2 zeigt in Form einer Draufsicht auf die Unterseite M2 der Sensormatte M ein solches Feld H. Auch dabei sind die Hallensensoren vorteilhaft rasterartig gleichmäßig verteilt auf der Unterseite M2 angeordnet. Es wiederum entsteht eine Messmatrix, bei der auch die Hallensensoren an den Schnittpunkten der Zeilen Z1 bis Z16 mit den Spalten S1 bis S6 auf der Unterseite M2 platziert sind. Einem jeden Dauermagneten auf der Oberseite M1 der Sensormatte M ist somit ein Hallsensor auf der Unterseite M2 zugeordnet. Der Kern MU der Sensormatte M ist somit möglichst vollständig und gleichmäßig mit derartigen Messpunkten aus jeweils einem Paar aus einem Dauermagneten und einem möglichst lotrecht auf der andere Seite des Kerns platzierten, zugeordneten Hallsensor ausgestattet.
• Die von den lokalen Einsinktiefen im Kern MU, MB abhängigen analogen Messspannungen der Hallsensoren des Feldes H werden über das Kabelnetzwerk F einer Steuerung C zugeführt. Erfindungsgemäß ist diese direkt in die Sensormatte M integriert und vorteilhaft an deren Rand angeordnet. Hier laufen alle Leitungen des Kabelnetzwerks F zusammen, so dass die jeweiligen Messspannungen aller Hallsensoren in einem einzigen Messzyklus von der Steuerung C über eine interne Datenschnittstelle abgefragt werden können. Vorteilhaft werden die Messspannungen von der Steuerung C über eine zusätzliche interner Datenschnittstelle und einen externen Datenbus CB, z.B. USB-Datenbus, zu einer Anzeige- und Auswerteeinheit AW übertragen. Dort kann dann das komplette Liegeabbild einer Person erfasst, ausgewertet und visualisiert werden. Die erfindungsgemäße Erfassung der von einer Person auf die Sensormatte M ausgeübten lokalen Einsinktiefen, welche insbesondere von der jeweiligen Körpergröße, dem Körpergewicht und der aktuellen Liegeposition abhängen, ermöglichen eine gezielte Auswahl einer für die jeweilige Person besonders geeignete Matratze. Eine solche kann insbesondere unter Berücksichtigung der auf besondere Körperregionen wie z.B. Lende, Nacken und Schulter ausgeübten Druckkräfte individuell ausgewählt werden.
• In den 2 und 5 sind besonders vorteilhafte Ausführungen für ein derartiges Kabelnetzwerk F bereits darstellt. So weist das Kabelnetzwerk F vorteilhaft eine kammartige Topologie auf. Bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel sind insbesondere Stegleitungen F1, F2 bis F16 zur Ansteuerung der in einer Zeile Z1, Z2 bis Z16 angeordneten Hallsensoren des Feldes H vorgesehen. So sind beispielhaft die in der Zeile Z1 der Messmatrix angeordneten Hallsensoren H11 bis H15, H16 mittels der Stegleitung F1 elektrisch und messtechnisch verbunden. Ebenso sind beispielhaft die in der Zeile Z2 der Messmatrix angeordneten Hallsensoren H21 bis H25, H26 mittels der Stegleitung F2 elektrisch und messtechnisch verbunden. Vorteilhaft sind die Stegleitungen F1, F2 bis F16 parallel zueinander angeordnet und verlaufen parallel zur kurzen Kante des Kerns auf der Unterseite M2 der Sensormatte M. Im Beispiel der Figuren verbinden diese also jeweils sechs über die gesamte Breite der Sensormatte M verteilte Hallsensoren. Zur Vereinfachung der Auswertung der analogen Messspannungen der Hallsensoren ist es vorteilhaft, wenn in jeder Zeile der Messmatrix die gleiche Anzahl an Hallsensoren H11–H16, H21–H26 usw. angeordnet ist. Die einzelnen Stegleitungen F1, F2 bis F16 sind schließlich mit einer Sammelleitung FS verbunden. Bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel verläuft diese vorteilhaft entlang einer Längskante des Kerns auf der Unterseite der Sensormatte M. Über die Sammelleitung FS werden die analogen Messsignale der Hallsensoren auf den einzelnen Stegleitungen der Steuerung C zugeführt.
• Bei einer besonders vorteilhaften, in den Figuren bereits dargestellten Ausführung ist das Kabelnetzwerk F als ein Flachbandkabelnetzwerk ausgeführt. Dieses ermöglicht nicht nur die elektrische und messtechnische Verbindung der Hallsensoren des Feldes H auf der zweiten Außenseite M2 der Sensormatte M. Vielmehr dienen die Flachbandkabel in diesem Fall auch als Träger für die Hallsensoren H11–H16, H21–H26 usw. selbst. Mit der Auflage des Flachbandkabelnetzwerks F auf die Unterseite M2, d.h. der Sammelleitung FS und den kammartig davon abgehenden, parallelen Stegleitungen F1 bis F16, werden auch die einzelnen Hallsensoren abstandsmäßig richtig in der Messmatrix positioniert. Vorteilhaft ist das Kabelnetzwerk F über elastische Klebeverbindungen, insbesondere über doppelseitige Klebebänder mit einer elastischen Innenlage, auf der gegenüber liegenden Außenseite M2 des Kerns MU fixiert. Dies ermöglicht einen Toleranzausgleich bei inneren Verformungen des Kerns insbesondere im belasteten Zustand MB, und verhindert eine unerwünschte Ablösung des Flachbandkabelnetzwerks.
• 5 zeigt in einer Draufsicht eine vorteilhafte Ausführung für ein Flachbandkabelnetzwerk F. Dabei sind die zentrale Sammelleitung FS und zwei davon abgehende Stegleitungen F1 bzw. F2 mit den dortigen Hallsensoren H15, H16 bzw. H25, H26 ausschnittsweise dargestellt. Zur Energieversorgung der Hallsensoren weist die Sammelleitung zum einen Leitungen für eine Versorgungsspannung VCC und das Massepotential GND auf. Diese werden über entsprechende Leitungen an jeder Stegleitung F1, F2 abgezweigt und den dortigen Hallsensoren H15, H16, H25, H26 an entsprechenden Eingängen zugeführt.
• Die im Beispiel der 5 dargestellte Ausführung der Erfindung ermöglicht es weiterhin, dass die analogen Messspannungen aller Hallsensoren – im Beispiel der 2 handelt es sich eine Anzahl von 96 Hallsensoren – von der Steuerung C schnell und wirtschaftlich eingelesen werden können.
• Hierzu ist auf der Sammelleitung FS ein Adressdatenbus AD geführt. Dieser wird von der Steuerung C mit Adressdaten gespeist, die von Adressdekodierern ausgewertet werden. Dabei ist jeder Stegleitung ein einzelner Adressdekodierer zugeordnet, d.h. im Beispiel der Figuren den Stegleitungen F1, F2 bis F16 der Adressdekodierer A1, A2 bis A16. Von jedem Adressdekodierer geht eine einzelne Steuerleitung zu allen Hallsensoren auf einer Stegleitung, d.h. im Beispiel der 5 die Steuerleitungen ADB1 bzw. ADB2 zu den Hallsensoren auf der Stegleitung F1 bzw. F2. Hiermit können von der Steuerung C nacheinander alle auf einer einzelnen Stegleitung befindlichen Hallsensoren gleichzeitig aktiviert bzw. abgeschaltet werden. Werden dabei die Hallsensoren einer Stegleitung aktiviert, so werden an deren Ausgängen die aktuellen, vom jeweiligen lokalen Stauchungsgrad des Kerns der Sensormatte abhängigen analogen Messspannungen abgegeben. Werden dagegen die Hallsensoren auf einer Stegleitung auf diese Weise abgeschaltet, so wird deren Ausgang z.B. hochohmig. Hiermit ist es für die Steuerung C möglich, die analogen Messspannungen der Hallsensoren einer Stegleitung zeilen- und paketweise getrennt hintereinander einzulesen. Diese multiplexartige Erfassung der Messspannungen ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Anzahl an elektrischen Verbindungen auf der Sammelleitung FS.
• So ist auf den Stegleitungen für die analoge Messspannung eines jeden Hallsensors eine eigene Stichleitung vorgesehen, d.h. im Beispiel der 5 die Stichleitungen AL11, AL12, AL13...AL16 für die analogen Messspannungen der Hallsensoren H16, H15...H11 auf der Stegleitung F1 und die Stichleitungen AL21, AL22, AL23...AL26 für die analogen Messspannungen der Hallsensoren H26, H25...H21 auf der Stegleitung F2. Die Stichleitungen auf den Stegleitungen sind wiederum jeweils mit einer entsprechenden Anzahl an Summenleitungen AL1...AL6 auf der Sammelleitung FS für die analogen Messspannungen verbunden. Werden somit die Hallsensoren H11 bis H16 auf der Stegleitung F1 über die Steuerleitung ADB1 vom Adressdekodierer D1 aktiviert, so kann die Steuerung C deren analoge Messspannungen auf den Summenleitungen AL1 bis AL6 einlesen. Danach werden die Hallsensoren H11–H16 über die Steuerleitung ADB1 wieder deaktiviert, und in Folge die Hallsensoren H21 bis H26 auf der Stegleitung F2 über die Steuerleitung ADB2 vom Adressdekodierer D2 aktiviert. Nun kann die Steuerung C deren analoge Messspannungen auf den Summenleitungen AL1 bis AL6 einlesen.
• Die erfindungsgemäße Sensormatte M kann je nach Anforderung entweder separat verwendet, oder auch in den Kern einer Matratze integriert werden. 6 zeigt einen ersten beispielhaften Matratzenkern K1 in einer hohen Ausführung mit drei Tragschichten T1, T2, T3, 7 einen zweiten beispielhaften Matratzenkern K2 in einer mittelhohen Ausführung mit zwei Tragschichten T1, T3, und 8 einen dritten beispielhaften Matratzenkern K3 in einer flachen Ausführung mit zwei Tragschichten T4, T5. Dabei sind zur besseren Übersicht jeweils nur die Matratzenkerne gezeigt. Diese umgebende weitere Elemente, z.B. Polsterplatten, Textillagen usw., sind nicht dargestellt.
• So ist der erste Matratzenkern K1 aus drei hohen Tragschichten T1, T2, T3 aufgebaut. Dabei ist eine erfindungsgemäße Sensormatte M zwischen den Tragschichten T1 und T2 eingelegt, wobei die Tragschicht T1 als eine Liegeoberseite OS für eine Person und die Tragschichten T2, T3 als Auflageunterseiten US der Matratze z.B. auf einem Lattenrost dienen. Entsprechend ist die Außenseite M1 der Sensormatte M mit dem Feld D aus Dauermagneten vorteilhaft der Tragschicht T1, und die Außenseite M2 mit dem Feld H aus Hallsensoren vorteilhaft den Tragschichten T2, T3 zugewandt. Der zweite beispielhafte Matratzenkern K2 ist nur aus mit zwei hohen Tragschichten T1, T3 aufgebaut, zwischen denen eine erfindungsgemäße Sensormatte M eingelegt ist. Die Tragschicht T1 dient wiederum als eine Liegeoberseite OS und die Tragschicht T2 als eine Auflageunterseite US. Bei dem dritten beispielhaften Matratzenkern K3 weisen schließlich die oberen und unteren Tragschichten T4 und T5 beidseits der innen liegenden Sensormatte M nur geringe Höhen auf.
• Die Beispiele in 6 bis 8 zeigen, dass die erfindungsgemäße Sensormatte auf flexible Weise zum Aufbau einer Messmatratze eingesetzt werden kann. So ist der Matratzenkern K1 von 6 z.B. besonders zur messtechnischen Erfassung des Liegeabbilds einer auf einer Boxspringmatratze ruhenden Person geeignet. Demgegenüber ist der Matratzenkern K3 von 8 z.B. besonders zur messtechnischen Erfassung des Liegeabbilds eines darauf ruhenden Kindes bzw. einer sehr leichten Person geeignet.
• Bezugszeichenliste

M

Sensormatte

MU

Kern der Sensormatte, z.B. im unbelasteten Zustand

MB

Kern der Sensormatte, z.B. in einem belasteten Zustand

M1

erste Außenseite mit einem Feld von Dauermagneten, insbesondere die Oberseite der Sensormatte

M2

zweite, gegenüber liegende Außenseite mit einem Feld von Hallsensoren und einem diese verbindenden Flachbandkabelnetz, insbesondere die Unterseite der Sensormatte

D

Feld aus Dauermagneten auf Oberseite der Sensormatte

D11

ein beispielhafter Dauermagnet

NP, SP

magnetischer Nord- bzw. Südpol

LT

Lotachse

DU

Trägerscheibe als Unterlage

H

Feld aus Hallsensoren auf Unterseite der Sensormatte

H11...H16

Hallsensoren auf der Stegleitung F1 in Zeile Z1

H21...H26

Hallsensoren auf der Stegleitung F2 in Zeile Z2

Z1...Z16

Zeilen der Messmatrix aus Dauermagneten und Hallsensoren

S1...S6

Spalten der Messmatrix aus Dauermagneten und Hallsensoren

F

Kabelnetzwerk mit kammartiger Topologie auf Unterseite der Sensormatte, insbesondere ein Flachbandkabelnetzwerk

F1...F16

Stegleitungen zur Ansteuerung der Hallsensoren

VCC, GND

Versorgungsspannung, Massepotential

AL1...AL6

Summenleitungen auf der Sammelleitung FS für die analogen Messspannungen der Hallsensoren auf einer Stegleitung

AL11...AL16

Stichleitungen für die analogen Messspannungen der Hallsensoren auf der Stegleitung F1

AL21...AL26

Stichleitungen für die analogen Messspannungen der Hallsensoren auf der Stegleitung F2

AD

Adressdatenbus

ADB1, ADB2

Steuerleitungen zur Aktiv-/Passivschaltung der Hallsensoren auf der Stegleitung F1, F2

FS

Sammelleitung, z.B. auf der Unterseite der Sensormatte entlang einer Längskante des Kerns verlaufend

A1...A16

Adressdekodierer zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der 6 Hallsensoren auf einer Stegleitung

AW

Anzeige- und Auswerteeinheit

C

Steuerung mit externer und interner Datenschnittstelle

CB

externer Datenbus, z.B. USB-Datenbus

K1

beispielhafter Matratzenkern mit drei hohen Tragschichten

K2

beispielhafter Matratzenkern mit zwei hohen Tragschichten

K3

beispielhafter Matratzenkern mit zwei flachen Tragschichten

T1

obere, hohe Tragschicht

T2

mittlere, sehr hohe Tragschicht

T3

untere, hohe Tragschicht

T4

obere, flache Tragschicht

T5

untere, flache Tragschicht

OS

Liegeoberseite

US

Auflageunterseite

Claims (13)

1. Sensormatte (M) zur Erfassung der von einer darauf ruhenden Person hervorgerufenen lokalen Einsinktiefen, mit a) einem Kern (MU, MB) aus einem elastischen Material, wobei a1) Dauermagnete (D11) auf einer Außenseite (M1) des Kerns (MU, MB) in einem Feld (D) angeordnet sind, a2) Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) auf der gegenüber liegenden Außenseite (M2) des Kerns (MU, MB) in einem Feld (H) so angeordnet sind, dass ein Hallsensor (H11) einem darüber liegenden Dauermagneten (D11) zur Erfassung der magnetischen Flussdichte zugeordnet ist, mit a3) einem Kabelnetzwerk (F) zur elektrischen und messtechnischen Verbindung der Hallsensoren, und mit b) einer Steuerung (C) zur Erfassung der von den lokalen Einsinktiefen im Kern (MU, MB) abhängigen analogen Messspannungen der Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) über das Kabelnetzwerk (F).
2. Sensormatte nach Anspruch 1, wobei der Kern (MU, MB) eine Stärke von etwa 1 cm aufweist.
3. Sensormatte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dauermagnete (D11) die Form einer flachen Tablette bzw. Münze aufweisen.
4. Sensormatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Dauermagnete (D11) über Trägerscheiben (DU) auf einer Außenseite (M1) des Kerns (MU, MB) aufgelegt sind.
5. Sensormatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kabelnetzwerk (F) Flachbandkabel aufweist, welche auch als Träger für die Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) dienen.
6. Sensormatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kabelnetzwerk (F) über elastische Klebeverbindungen, insbesondere über doppelseitige Klebebänder mit einer elastischen Innenlage, auf der gegenüber liegenden Außenseite (M2) des Kerns (MU, MB) fixiert ist.
7. Sensormatte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kabelnetzwerk (F) aufweist a) eine mit der Steuerung (C) verbundene Sammelleitung (FS), und b) Stegleitungen (F1–F16), die von der Sammelleitung (FS) zu den Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) in einer Zeile (Z1–Z16) des Feldes (H) verlaufen.
8. Sensormatte nach Anspruch 7, wobei an den Stegleitungen (F1–F16) jeweils die gleiche Anzahl von Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) in einer Zeile (Z1–Z16) des Feldes (H) angeordnet ist.
9. Sensormatte nach Anspruch 7 oder 8, wobei a) auf den Stegleitungen (F1–F16) – Stichleitungen (AL11–AL16, AL21–AL26) zu jedem Hallsensor (H11–H16, H21–H26) für die Übertragung der jeweiligen analogen Messspannung geführt sind, – eine Steuerleitung (ADB1, ADB2) geführt ist, worüber alle Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) einer Stegleitung (F1–F16) zu- bzw. abschaltbar sind, und b) auf der Sammelleitung (FS), – Summenleitungen (AL1–AL6) geführt sind, welche mit der Steuerung (C) und mit jeweils mit einer Stichleitung (AL11–AL16, AL21–AL26) zu einem Hallsensor (H11–H16, H21–H26) auf einer Stegleitung (F1, F2) verbunden sind, – ein Adressdatenbus (ADB) von der Steuerung (C) geführt ist für eine Auswahl der Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) einer Stegleitung (F1–F16), und mit c) Adressdekodierern (A1–A16) am Adressdatenbus (ADB), die jeweils mit einer Steuerleitung (ADB1, ADB2) auf einer Stegleitung (F1–F16) verbunden sind, um die Hallsensoren (H11–H16, H21–H26) der jeweiligen Stegleitung (F1–F16) zur Bereitstellung der aktuellen, analogen Messspannungen auf den Stichleitungen (AL11–AL16, AL21–AL26) kurzzeitig zu aktivieren.
10. Matratze mit einer Sensormatte (M) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit a) zumindest einer oberen Tragschicht (T1, T4) aus einem elastischen Material mit einer Liegeoberseite (OS), b) zumindest einer unteren Tragschicht (T2, T3, T5) aus einem elastischen Material mit einer Auflageunterseite (US), und wobei c) eine Sensormatte (M) zwischen den Tragschichten (T1, T4; T2, T3, T5) angeordnet ist.
11. Matratze nach Anspruch 10, wobei die Sensormatte (M) so zwischen den Tragschichten angeordnet ist, dass a) die Außenseite (M1) der Sensormatte (M) mit dem Feld (D) der Dauermagneten (D11) der oberen Tagschicht (T1, T4) mit der Liegeoberseite (OS), und b) die Außenseite (M2) der Sensormatte (M) mit dem Feld (H) der Hallsensoren ((H11–H16, H21–H26) der unteren Tagschicht (T2, T3, T5) mit der Auflageunterseite (US) zugewandt sind.
12. Matratzenkern nach Anspruch 10 oder 11, mit Schaumstoffen als elastische Materialien der Tragschichten (T1, T4; T2, T3, T5) und des Kerns (MU, MB) der Sensormatte (M).
13. Matratzenkern nach Anspruch 12, wobei die Schaumstoffe der Tragschichten (T1, T4; T2, T3, T5) und des Kerns (MU, MB) der Sensormatte (M) übereinstimmende Materialparameter aufweisen, z.B. übereinstimmende Raumgewichte bzw. Stauchhärten.

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