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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmeunterlage umfassend einen Anschluss an eine Energiequelle, ein Heizelement, eine Steuereinheit, welche dafür eingerichtet ist, die Heizleistung des Heizelements zu verstellen und ein das Heizelement zumindest auf einer Seite abdeckendes Material, welches eine Nutzfläche der Wärmeunterlage bildet.
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Wärmeunterlagen werden typischerweise zum Aufwärmen oder/und Aufheizen des menschlichen Körpers oder von Teilen des menschlichen Körpers eingesetzt. Dabei kann die Wärmeunterlage das Wohlbefinden des Anwenders verbessern oder insbesondere zur Behandlung von beispielsweise rheumatischen Erkrankungen oder Arthrose verwendet werden. Wärmeunterlagen sind heutzutage in vielfältiger Form vorhanden, z. B. als Heizdecke, Heizkissen, Bandagen oder Wärmeunterbetten, und finden u. a. in Kliniken, Praxen, Altenpflegeheimen und im privaten Bereich Anwendung.
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Bekannte Wärmeunterlagen bestehen im Wesentlichen aus einem Heizelement, einem das Heizelement abdeckenden Material sowie einer Verbindung zu einer Versorgungsspannung, wobei diese meist mit einer Schaltanordnung zur Steuerung der Heizleistung verbunden sind. Meist kann der Bediener mittels einer Bedieneinheit, die beispielsweise ein Regelschalter oder ein Schieber sein kann, die gewünschte Heizleistungsstufe oder Temperatur einstellen. In der Regel kann der Anwender zwischen mehreren Heizleistungsstufen wählen, welche aufgrund unterschiedlicher Heizleistungen zu unterschiedlichen Temperaturen an der Oberfläche der Wärmeunterlage führen. Aus Sicherheitsgründen ist die Schaltanordnung moderner Wärmeunterlagen mit einer Abschaltautomatik versehen, um eine durch lange Laufzeiten oder eine durch in Vergessenheit geratene Wärmeunterlage eintretende Überhitzung der Wärmeunterlage zu verhindern. Als Beispiel für eine solche Wärmeunterlage kann auf
DE 196 20 342 A1 verwiesen werden.
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Ein Nachteil der bekannten Wärmeunterlagen liegt darin, dass der Bediener jede Heizleistungsstufe einzeln anwählen muss, so dass jede Änderung der Temperatur einen manuellen Eingriff des Bedieners erfordert. Häufig wird die Wärmeunterlage nach einer bestimmten Zeit dem Anwender zu warm, da sich der Körper bereits aufgeheizt hat, so dass er die Heizleistung zu niedrigeren Werten hin anpassen möchte. Die dazu benötigte manuelle Eingabe ist besonders unangenehm für den Anwender, wenn er die Wärmeunterlage schlafbegleitend nutzt und aufgrund der durch die Wärmeunterlage ausgestrahlten Wärme erwacht und diese nachregeln muss.
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Vor diesem Hintergrund ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Wärmeunterlage bereitzustellen, die dem Anwender erhöhten Komfort, insbesondere in einer Einschlafphase, bereitstellt.
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Die Aufgabe kann dadurch gelöst werden, dass die Steuereinheit dafür eingerichtet ist, die Heizleistung des Heizelements in mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Heizleistungsstufen auf unterschiedliche Heizleistungen einzustellen. Der Bediener kann somit direkt zwei oder mehr Heizleistungsstufen auswählen und ist nicht zwingend aufgefordert, für die zweite Heizleistungsstufe manuell einzugreifen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Wärmeunterlage schlafbegleitend verwendet wird und ein manuelles Eingreifen den Schlaf stört.
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Ist die Heizleistung zudem entsprechend zuvor bestimmter, den Schlafphasen angepassten Heizleistungsstufen steuerbar kann ein Erwachen aus dem Schlaf aufgrund einer für den Körper zu warmen Wärmeunterlage vermieden werden. Vorzugsweise werden mindestens zwei verschiedene Heizleistungsstufen durchlaufen bis die Heizleistung abgeschaltet wird.
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Vorzugsweise sind mindestens zwei verschiedene Heizleistungsstufen mit definierter Laufzeit vorbestimmt, die nach Aktivierung ohne zusätzliches manuelles Eingreifen durchlaufen werden. Dabei kann die Laufzeit jeder Heizleistungsstufe durch den Hersteller konfiguriert sein oder eine durch den Bediener bestimmte Zeitspanne sein. Somit kann die Wärmeunterlage an verschiedene Anwendungen angepasst werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Heizleistungsstufen an die menschlichen Schlafphasen angepasst und so einstellbar, dass jeweils eine Heizleistungsstufe für das Einschlafen, eine für den leichten Schlaf und eine für den Tiefschlaf vorhanden ist. Das ist für den Anwender eine wünschenswerte Anpassung, da sich die Körpertemperatur der drei Schlafphasen unterscheidet, insbesondere die Körpertemperatur mit der Schlafzeit zunächst abnimmt. Daher sollten die Heizleistungsstufen derart ausgelegt sein, dass die Heizleistung, der zeitlich aufeinander folgenden Heizleistungsstufen von Stufe zu Stufe abnimmt, so dass eine stufenweise Temperaturabnahme der Nutzfläche eintritt.
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Dabei sollte die Laufzeit jeder der Schlafphasen so gewählt sein, dass sie für den Anwender angenehm ist. Studien zu Schlafphasen variieren, die Längen der Phasen liegen jedoch in der Regel in einem Zeitfenster von 15 bis 120 Minuten. Auch macht eine etwas länger gewählte Laufzeit je Schlafphase für den Anwender Sinn, wenn die Wärmeunterlage nicht direkt vor dem Einschlafen sondern bereits etwas zuvor, beispielsweise beim Lesen vor dem Einschlafen, aktiviert wird. Hingegen ist ein kurzes Zeitfenster für Anwender gut geeignet, die innerhalb weniger Minuten von der Einschlafphase in die Tiefschlafphase wechseln. Bei den meisten Menschen sind jedoch die Schlafphasen eher zwischen 30 und 90 Minuten. Eine Temperaturanpassung direkt mit dem Wechsel der Schlafphase ist jedoch nicht zwingend notwendig, da der Körper seine Temperatur allmählich verändert, so dass auch ein Zeitfenster von 60 Minuten, welches für den Anwender, der es in der Regel gewohnt ist in Stunden zu rechnen, ebenso verwendet werden kann.
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Für den Bediener ist vorzugsweise ein Bedienelement, welches dafür ausgerichtet ist, Signale an die Steuereinheit zu übermitteln, vorhanden. Damit können u. a. die gewünschten Heizleistungsstufen oder/und Temperaturen ausgewählt werden. In einer bevorzugten Variante ist dieses Bedienelement für kabellose Signalübertragung mit der Steuereinheit eingerichtet, so dass der Bediener die gewünschte Ablage selbst definieren kann und diese nicht entlang eines Kabels suchen muss. Die Signalübertragung an die Steuereinheit kann via Funksignal oder/und Bluetooth oder/und WLAN oder/und Infrarot erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich zum Aspekt der automatisch durchlaufenden Heizleistungsstufen, soll die Wärmeunterlage für den Anwender so komfortabel wie möglich sein, insbesondere wenn der Anwender die Wärmeunterlage zum Schlafen verwendet. Daher wird ein vorzugsweise nicht gewebtes Material als ein Heizelement abdeckendes Material gewählt. Ferner ist im Allgemeinen für den Anwender eine Baumwolloberfläche als angenehm anzusehen. Eine bevorzugte Variante, um unnötige Transpiration zu vermeiden, ist gegeben, wenn das das Heizelement abdeckende Material ein atmungsaktives Material ist. Die Komfortabilität für den auf der Wärmeunterlage liegenden Anwender wird gesteigert, wenn das Heizelement abdeckende Material ein gepolstertes Material ist.
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Die Wärmeunterlage kann über einen längeren Zeitraum verwendet werden, wenn das Heizelement abdeckende Material ein waschbares Material ist, wobei für einen schonenden Umgang mit Material und Umwelt der Anwender in der Regel einen Waschgang bei 30°C bevorzugt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Heizelement beidseitig mit Material abgedeckt, so dass das Heizelement sandwichartig zwischen zwei Materialien aufgenommen ist. Die Materialien können sich dabei unterscheiden, und z. B. an spezielle Anwendungen angepasst werden. Somit kann z. B. eine Materialkombination speziell für Inkontinenz ausgewählt werden oder die Materialien an bestimmte Unterlagen, wie z. B. dem Fußboden, dem Sessel, der Couch oder dem Bett angepasst werden. Vorzugsweise ist ein erstes abdeckendes Material für eine körper- bzw. gegenstandzugewandten Seite und ein zweites Material für den körper- bzw. gegenstandabgewandten Seite vorgesehen, und vorzugsweise ist dies eine Materialkombination aus Baumwolle und Polyester.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind sowohl alle Heizelemente als auch die Heizelemente abdeckenden Materialien derart ausgewählt, dass diese eine Flexibilität der Wärmeunterlage ermöglichen, um sich an dem zu wärmenden Körper bzw. Gegenstand anzuschmiegen. Dies ist z. B. vorteilhaft wenn die Wärmeunterlage als Wärmeunterbett schlafbegleitend verwendet wird, da somit die Eigenschaften der unter der Wärmeunterlage befindlichen Matratze nicht verändert werden. Vorzugsweise ist die Wärmeunterlage eine Wärmedecke oder ein Wärmeunterbett mit einer Länge zwischen 180 und 220 cm und einer Breite zwischen 60 und 180 cm.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1a und 1b: eine Wärmeunterlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht (1a) und in Schnittansicht gemäß einer Schnittlinie B-B in 1a (1b),
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2: Die Temperatur an der Oberfläche der Wärmeunterlage und die Körpertemperatur als Funktion der Betriebszeit der Wärmeunterlage des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung
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Eine Wärmeunterlage 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein von Material 12, 14 abgedecktes Heizelement 16, welches mit einer Steuereinheit 18 zur Verstellung der Heizleistung verbunden ist. Die zum Aufheizen des Heizelements benötigte Energie kann über einen Anschluss 20 an eine Energiequelle erfolgen.
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Die 1a und 1b zeigen eine mögliche Konfiguration der Wärmeunterlage des Ausführungsbeispiels der Erfindung für einen Anschluss an eine elektrische Energiequelle. In dieser Konfiguration kann der elektrische Anschluss 20 mittels einer handelsüblichen elektrischen Steckverbindung erfolgen, wobei der Stecker 22 an der Wärmeunterlage 10 angebracht ist. Die Verbindung 24 zwischen der Wärmeunterlage 10 und dem Stecker 22 kann lösbar ausgelegt werden, so dass für verschiedene Länder benötigte Steckervarianten einfach austauschbar sind. An dieser Stelle ist auch eine wasserdichte Verbindung 24 denkbar, so dass nach Abnahme des Anschlusses 20 die Wärmeunterlage leicht gereinigt werden kann. Das mit der Wärmeunterlage 10 kabellos kommunizierende Bedienelement 26 kann die Reinigung der Wärmeunterlage 10 zudem vereinfachen.
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Gemäß 1 kommuniziert die Bedieneinheit 26 mit der Steuereinheit 18 und stellt somit die Schnittstelle zwischen Bediener und Steuereinheit dar. Der Bediener kann mittels Eingabeeinrichtungen 28 die Wärmeunterlage ein- und ausschalten, verschiedene Heizstufen wählen oder/und den Ablauf von vorgegebenen Heizleistungsstufen 30, 32, 34 wählen.
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Die Anpassung der Heizleistungsstufen 30, 32, 34 kann entsprechend der gewünschten Temperatur T1, T2, T3 an der körperzugewandten Seite der Wärmeunterlage und entsprechend gewählter Zeiten t1, t2, t3 erfolgen. Jede Heizleistungsstufe ist somit einem Zeitintervall und einer Temperatur zugeordnet, wobei sich die Temperatur aus der durch die Steuereinheit 10 eingestellten Heizleistung ergibt. Die automatische Abschaltung 36 der Heizleistung wird nicht als Heizleistungsstufe angesehen.
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2 zeigt im Zeit-(t)-Temperatur-(T)-Diagramm den zeitlichen Verlauf der Körpertemperatur 29, sowie den zeitlichen Verlauf der Heizleistung 31 anhand von drei Intervallen. Im ersten Intervall ist die Heizleistung entsprechend einer ersten Heizleistungsstufe 30 eingestellt, so dass für eine Zeit t1 eine Temperatur T1 auf der dem Körper zugewandten Seite der Wäremunterlage 10 erreicht wird. Der Körper selbst weist in diesem ersten Intervall eine erste mittlere Temperatur 38 auf. Im zweiten Intervall ist die Heizleistung entsprechend einer zweiten Heizleistungsstufe 32 eingestellt, so dass für eine Zeit zwischen t1 und t2 eine Temperatur T2 auf der dem Körper zugewandten Seite der Wärmeunterlage 10 erreicht wird. Der Körper selbst weist in diesem zweiten Intervall eine zweite mittlere Temperatur 40 auf. Im dritten Intervall ist die Heizleistung entsprechend einer dritten Heizleistungsstufe 34 eingestellt, so dass für eine Zeit zwischen t2 und t3 eine Temperatur T3 auf der dem Körper zugewandten Seite der Wärmeunterlage erreicht wird. Der Körper selbst weist in diesem dritten Intervall eine dritte mittlere Temperatur 42 auf. Mit dem Erreichen der Zeit t3 erfolgt die automatische Abschaltung 36 der Heizleistung.
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In einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels sind drei Heizleistungsstufen 30, 32, 34 vorgesehen, welche an die menschlichen Schlafphasen angepasst sind, so dass die Wärmeunterlage 10 schlafbegleitend als Wärmeunterbett genutzt werden kann. Die erste Schlafphase oder Non-REM-I-Phase, welche dem Einschlafen dient, kann einer ersten Körpertemperatur 38 sowie einer ersten Heizleistungsstufe 30 zugeordnet werden, wobei die Heizleistung der ersten Heizleistungsstufe 30 für einen Zeitraum 0 bis t1 derart gesteuert wird, dass in diesem Zeitraum die Temperatur der körperzugewandten Seite der Wärmeunterlage eine konstante Temperatur T1 aufweist. Der Verlauf der Körpertemperatur nimmt gemäß 2 mit zunehmender Zeit t ab. Die Körpertemperatur der Non-REM-II-Phase 40 ist geringer als die Körpertemperatur der Einschlafphase 38, so dass auch die Heizleistung der zweiten Heizleistungsstufe 32 für den leichten Schlaf für einen Zeitraum zwischen t1 und t2 derart angepasst ist, dass die Heizleistung eine Temperatur T2, welche niedriger ist als T1, hervorruft. An die Non-REM-II-Phase, in welcher sich der Körper im leichten Schlaf befindet, schließt sich die Non-REM-III-Phase an, in welcher sich der Körper im Tiefschlaf befindet. Die Körpertemperatur der Tiefschlafphase 42 ist im Vergleich zu der Körpertemperatur der Einschlafphase 38 und der Körpertemperatur der leichten Schlafphase 40 am geringsten, so dass die Heizleistungsstufe 34 für den Tiefschlaf zu einer Temperatur T3 an der körperzugewandten Seite der Wärmeunterlage 10 führt, welche sowohl kleiner als T2, als auch kleiner als T3 ist. Nach Ablauf der Heizleistungsstufe 34 zum Zeitpunkt t3 erfolgt gemäß 2 die automatische Abschaltung 36 der Heizleistung.
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In einer möglichen Ausführungsform ist die Temperatur T1 gleich 43°C, die Temperatur T2 gleich 40°C und die Temperatur T3 gleich 37°C, wobei für jede der Schlafphasen ein Zeitintervall von 60 Minuten vorgesehen ist, so dass sich t1 zu 60 Minuten, t2 zu 120 Minuten und t3 zu 180 Minuten ergibt. Mit Erreichen der Zeit t3 setzt die Abschaltautomatik ein und die Heizleistung wird abgeschaltet.
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Neben der Anpassung der Heizleistungsstufen 30, 32, 34 kann die Wärmeunterlage 10 durch geeignete Wahl der durch das Heizelement 16 abdeckenden Materialien an die jeweilige Anwendung angepasst werden. Entsprechend einer Variante des Ausführungsbeispiels umfasst die Wärmeunterlage 10 ein dem Körper zugewandtes Material 12 und ein dem Körper abgewandtes Material 14. Damit die Materialien nicht von dem Heizelement rutschen können, sind diese miteinander oder/und mit dem Heizelement verbunden sein. Die Verbindung kann beispielsweise mittels eines Reißverschlusses oder eines Klettverschlusses erfolgen oder auch eine genähte Verbindung sein. Die Materialien sollten zusätzlich zu dem Heizelement das Steuerelement abdecken, so dass das Heizelement 16 und das Steuerelement 18 sich sandwichartig zwischen den abdeckenden Materialien 12, 14 befinden. Das Material der dem Körper zugewandten Seite ist vorzugsweise Baumwolle und das Material der dem Körper abgewandten Seite ist vorzugsweise Polyester. Um dem Anwender ein bequemes Gefühl zu geben, ohne dass dieser das Heizelement 16 oder das Steuerelement 18 am Körper spürt, könnte die dem Körper zugewandte Seite 12 zudem mit Wolle, Federn, Schaumstoff oder/und Kapok gepolstert sein.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel kann der Bediener die Heizleistungsstufen 30, 32, 34, inklusive der sich aus der Heizleistung ergebenden Temperaturen und die zugehörigen Zeiten individuell einstellen. Dazu kann beispielsweise das kabellose Bedienelement 26 genutzt werden. Die Anzahl der Heizleistungsstufen ist dabei nicht zwingend, wie im ersten Ausführungsbeispiel, auf drei Heizleistungsstufen begrenzt, sondern kann den Anforderungen der Anwendung entsprechend um weitere Heizstufen ergänzt werden. Die automatische Abschaltung der Heizleistung erfolgt nachdem die letzte Heizleistungsstufe durchlaufen ist, sind z. B. fünf Heizleistungsstufen vorgesehen, dann erfolgt die automatische Abschaltung zum Zeitpunkt t5. Im Übrigen kann die Wärmeunterlage des zweiten Ausführungsbeispiels die gleichen Merkmale und Funktionen aufweisen, wie vorstehend für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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