DE202015103036U1 - Multi-part mattress base - Google Patents
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Abstract
Mehrteiliges Matratzenunterlager mit zumindest zwei gelenkig miteinander verbundenen Segmenten (S1–S5; S1.1–S5.1) wobei eines der Segmente gegenüber dem anderen Segment mittels eines Aktuators verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktuator zur Bewirkung einer Verstellung eines Segmentes gegenüber dem anderen wenigstens ein thermisch aktivierbarer Formgedächtnislegierungsaktor (4, 10) sowie eine diese ansteuernde Steuereinheit vorgesehen sind.Multi-part mattress base with at least two articulated segments (S1-S5, S1.1-S5.1) whereby one of the segments is adjustable relative to the other segment by means of an actuator, characterized in that as an actuator for effecting an adjustment of a segment relative to the another at least one thermally activatable shape memory alloy actuator (4, 10) and a control unit that controls this are provided.
Description
Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges Matratzenunterlager mit zumindest zwei gelenkig miteinander verbundenen Segmenten, wobei eines der Segmente gegenüber dem anderen Segment mittels eines Aktuators verstellbar ist.The invention relates to a multi-part mattress base with at least two articulated segments, wherein one of the segments is adjustable relative to the other segment by means of an actuator.
Derartige Matratzenunterlager können auch als Matratzenunterfederung ausgelegt sein. Dann übernehmen diese auch einen Anteil der zu leistenden Federarbeit. Derartige Matratzenunterlager werden auch als Lattenroste angesprochen. Neben einteiligen Matratzenunterlagern sind auch solche bekannt, die aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sind. Diese Segmente sind gelenkig miteinander verbunden, um die Oberfläche des Matratzenunterlagers an bestimmte Benutzungsstellungen anpassen zu können, beispielsweise unterschiedliche Sitz- und Liegepositionen. Eine Segmentierung eines solchen Matratzenunterlagers erfolgt beispielsweise in ein Kopfteil, ein Rückenteil, ein Mittelteil und ein Beinteil, wobei das Beinteil durchaus auch durch zwei Segmente realisiert sein kann, und zwar ein Oberschenkelsegment und ein Unterschenkelsegment. Neben manuell verstellbaren Matratzenunterlagern sind auch solche bekannt, bei denen die einzelnen Segmente mit Hilfe von Elektromotoren als Aktuatoren gegeneinander verstellt werden. Eine Verstellung von zwei Segmenten eines solchen Matratzenunterlagers führt zu einem Aufrichten eines ersten Segmentes gegenüber dem benachbarten zweiten Segment oder umgekehrt zu einem Absenken desselben. Die Schwenkachse verläuft dabei in Querrichtung zur Längserstreckung des Matratzenunterlagers. Bei Matratzenunterlagern, die mehrfach segmentiert sind, werden für eine aktuatorbetriebene Verstellung mehrere Elektromotoren benötigt, wobei jeweils ein Elektromotor für die Verstellung von zwei zueinander benachbarten Segmenten eingesetzt ist, wenn zwei benachbarte Segmente unabhängig voneinander bzw. von anderen Segmenten verstellt werden sollen. Eine Kraftübertragung von der jeweiligen Antriebswelle des Elektromotors auf das zu bewegende Segment des Matratzenunterlagers erfolgt in aller Regel durch einen Spindel- oder einen Schneckenradantrieb.Such mattress pads can also be designed as mattress suspension. Then they also take a share of the spring work to be done. Such mattress bases are also addressed as slatted frames. In addition to one-piece mattress bases are also known, which are composed of several segments. These segments are hinged together to adapt the surface of the mattress base to certain positions of use, such as different sitting and lying positions. A segmentation of such a mattress base takes place, for example, in a head part, a back part, a middle part and a leg part, wherein the leg part may well be realized by two segments, namely a thigh segment and a lower leg segment. In addition to manually adjustable mattress pads are also known in which the individual segments are adjusted by means of electric motors as actuators against each other. An adjustment of two segments of such a mattress base leads to an erection of a first segment relative to the adjacent second segment or vice versa to a lowering thereof. The pivot axis runs in the transverse direction to the longitudinal extension of the mattress base. In mattress pads that are multi-segmented, a plurality of electric motors are required for an actuator-driven adjustment, wherein in each case an electric motor for the adjustment of two adjacent segments is used when two adjacent segments to be adjusted independently or by other segments. A power transmission from the respective drive shaft of the electric motor to the moving segment of the mattress base is usually done by a spindle or a worm gear.
Angesteuert werden die einzelnen Elektromotoren eines solchen Matratzenunterlagers durch eine Steuereinheit, die als Handhabe ausgebildet ist oder eine solche umfasst. Betätigt werden die Aktuatoren durch in die Handhabe integrierte Schalter, wie beispielsweise Taster, die zumeist mit einem Piktogramm, darstellend die mögliche Verstellsituation, belegt sind.The individual electric motors of such a mattress base are controlled by a control unit which is designed as a handle or comprises such a handle. The actuators are actuated by integrated into the handle switch, such as buttons, which are usually occupied by a pictogram, representing the possible Verstellsituation.
Neben Matratzenunterlagern, wie vorstehend beschrieben, sind auch solche bekannt, die Stimulationsaktuatoren aufweisen, um innerhalb der Matratzenunterfederung ein einzelnes Element, typischerweise eine Federleiste in vertikaler Richtung zu bewegen. Eine solche Stimulation wird gewünscht, wenn Personen auf der auf dem Matratzenunterlager befindlichen Matratze liegen, die bettlägrig und nicht oder nicht hinreichend bewegungsfähig sind, und zwar zur Vermeidung eines Wundliegens. Eine stimulierte lokale Bewegung kann diesem entgegenwirken. Aus
Auch wenn mit einem Matratzenunterlager, wie eingangs beschrieben, die sowohl im häuslichen als auch im klinischen oder im pflegenden Bereich eingesetzt werden, eine hinreichende Verstellbarkeit der einzelnen Segmente erzielt werden kann, wäre es wünschenswert, wenn die notwendige Aktuatorik zum Bewirken einer Verstellung von zwei gegeneinander verstellbaren Segmenten eines solchen Matratzenunterlagers vereinfacht und kostengünstiger ausgelegt werden könnte.Even if sufficient matability of the individual segments can be achieved with a mattress base, as described above, which are used both in the home and in the clinical or nursing area, it would be desirable if the necessary actuators for effecting an adjustment of two against each other adjustable segments of such a mattress pad could be simplified and designed more cost-effective.
Ausgehend von dem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Matratzenunterlager der eingangs genannten Art weiterzubilden, mit der dem vorstehenden Wunsch Rechnung getragen wird.Based on the discussed prior art, the invention is therefore the object of developing a mattress base of the type mentioned, with the above request is taken into account.
Gelöst wird dieses technische Problem durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Matratzenunterlager, bei dem als Aktuator zur Bewirkung einer Verstellung eines Segmentes gegenüber dem anderen wenigstens ein thermisch aktivierbarer Formgedächtnislegierungsaktor sowie eine diese ansteuernde Steuereinheit vorgesehen sind. This technical problem is solved by an initially mentioned, generic mattress base, in which at least one thermally activatable shape memory alloy actuator and a control unit controlling this are provided as actuators for effecting an adjustment of one segment relative to the other.
Bei diesem Matratzenunterlager, welches vorzugsweise als Matratzenunterfederung ausgeführt ist, sind als Aktuatoren zum Bewirken einer Verstellung eines Segmentes gegenüber dem anderen thermisch aktivierbare Formgedächtnislegierungsaktoren vorgesehen. Angesteuert werden diese durch eine Steuereinheit, wobei bei einer Ansteuerung des Formgedächtnislegierungsaktors dieser strombeaufschlagt ist. Ausgenutzt wird bei diesem Ansteuerungskonzept, dass das Material, aus dem ein solcher Formgedächtnislegierungsaktor hergestellt ist, sich bei einer Bestromung erwärmt und auf eine solche Temperatur erwärmt werden kann, die der Schalttemperatur entspricht. Somit kann grundsätzlich auf zusätzliche Heizelemente zum Bewirken der Phasenumwandlung des Formgedächtnislegierungsaktors verzichtet werden. Insofern war es mit Blick auf die sich aus
Von besonderem Vorteil bei solchen Matratzenunterlagern ist, dass in Abhängigkeit von der benötigten Verstellkraft auch mehrere Formgedächtnislegierungsaktoren einen Verstellaktuator ausbilden können. So können mehrere Formgedächtnislegierungsaktoren parallel zueinander wirkend angeordnet sein, um die Verstellarbeit zu leisten. In Abhängigkeit von der zu leistenden Verstellarbeit zwischen zwei Segmenten werden dann zwei, drei oder auch mehrere derartiger Formgedächtnislegierungsaktoren, die alle gleich aufgebaut sind, eingesetzt. Bei der Herstellung kann dann auf ein und denselben Formgedächtnislegierungsaktortyp zurückgegriffen werden und es müssen für die gewünschte Verstellarbeit nicht unterschiedlich leistungsfähige Formgedächtnislegierungsaktoren bevorratet und verbaut werden. Ebenso ist es möglich, mehrere Formgedächtnislegierungsaktoren bezüglich ihrer Aktorbewegung hintereinanderzuschalten. Dieses wird man vornehmen, wenn sich der gewünschte Verstellweg bzw. Verstellwinkel nicht bereits mit einem einzigen Formgedächtnislegierungsaktor realisieren lässt. Wenn eine Aktuatorik auf diese Weise bereitgestellt wird, können durchaus auch mehrere hintereinandergeschaltete Formgedächtnislegierungsaktoren parallel zueinander bezüglich ihrer Aktorbewegung angeordnet sein.Of particular advantage in such mattress bases is that, depending on the required adjusting force and multiple shape memory alloy actuators can form a Verstellaktuator. Thus, several shape memory alloy actuators may be arranged to act in parallel with each other to perform the Verstellarbeit. Depending on the adjustment work to be performed between two segments, two, three or even several such shape memory alloy actuators, all of which have the same design, are then used. During manufacture, one and the same shape memory alloy actuator type can be used and it is not necessary to store and install differently powerful shape memory alloy actuators for the desired adjustment work. It is also possible to connect several shape memory alloy actuators with respect to their actuator movement. This will be done if the desired adjustment or adjustment angle can not already be realized with a single shape memory alloy actuator. If an actuator system is provided in this way, it is quite possible for several shape memory alloy actuators connected in series to be arranged parallel to one another with respect to their actuator movement.
Neben den sich aus der vorstehenden Beschreibung bezüglich des beanspruchten Matratzenunterlagers ergebenden Vorteile zeichnet sich ein solches Matratzenunterlager auch durch ein leichteres Gewicht aus, da auf den Einsatz relativ schwerer Elektromotoren als Aktuatoren verzichtet werden kann. Überdies werden Spindelantriebe und dergleichen nicht benötigt, was sich positiv auf eine gewünschte Gewichtsreduzierung auswirkt. Vorteilhaft ist des Weiteren die geräuschlose Verstellung eines Segmentes gegenüber dem anderen bei einer Aktivierung des oder der Formgedächtnislegierungsaktoren. Von besonderem Interesse dürfte zudem der Umstand sein, dass die Kosten für einen solchen Formgedächtnislegierungsaktor nur einen Bruchteil derjenigen Kosten betragen, die für einen elektromotorischen Antrieb aufgewendet werden müssten.In addition to the advantages resulting from the above description with respect to the claimed mattress base, such a mattress base is also characterized by a lighter weight, since it is possible to dispense with the use of relatively heavy electric motors as actuators. Moreover, spindle drives and the like are not needed, which has a positive effect on a desired weight reduction. Another advantage is the noiseless adjustment of one segment relative to the other in an activation of the shape memory alloy or the memory actuators. Of particular interest is the fact that the cost of such a shape memory alloy actuator is only a fraction of the cost that would have to be spent on an electric motor drive.
Ein solcher Formgedächtnislegierungsaktor kann in einer Richtung oder in zwei Richtungen wirkend und somit unter Ausnutzung eines Einwegeffektes oder eines Zweiwegeffektes ausgelegt sein. Im ersteren Fall wird eine Rückstellkraft benötigt, die dazu führt, dass bei entsprechender Aktivierung des Formgedächtnislegierungsaktors dieser in seine Ausgangsform zurückgeführt wird. Die zum Zurückstellen eines solchen Formgedächtnislegierungsaktors notwendige Kraft liegt unter derjenigen, die durch einen solchen Formgedächtnislegierungsaktor bei einer Aktivierung desselben als Stellaktor bereitgestellt wird. Daher ist in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass zur Rückstellung eines durch Aktivierung aus seiner Ausgangsstellung in seine aktivierte Stellung gebrachter Formgedächtnislegierungsaktor allein durch das Gewicht einer auf dem verstellten Segment befindlichen oder darauf einwirkenden Person genutzt wird. Anstelle oder zur Unterstützung einer solchen Maßnahme können auch Rückstellelemente, wie beispielsweise Druck-, Blatt- oder Torsionsdrehstabfedern eingesetzt werden, die eine solche Rückdeformation des oder der Formgedächtnislegierungsaktoren unterstützen oder bewirken. Bei einer solchen Ausgestaltung versteht es sich, dass die aktive Aktorik des Formgedächtnislegierungsaktors zum Bewirken einer Verstellung dann gegen die Kraft eines oder mehrere derartiger Rückstellelemente erfolgt. Somit wird bei diesem Konzept in geschickter Weise der Kräftekontrast zwischen der größeren Kraft bei einer Aktivierung des oder der Formgedächtnislegierungsaktoren verglichen mit der Rückstellkraft ausgenutzt. Ausgenutzt wird bei der Ansteuerung des oder der Formgedächtnislegierungsaktoren bei einem solchen Matratzenunterlager auch, dass die Schalttemperatur zum Bewirken einer aktiven Deformation eines solchen Formgedächtnislegierungsaktors und diejenige, bei der eine Rückstellung möglich ist, sich unterscheiden, so dass auf diese Weise eine gezielte Ansteuerung des bzw. der Formgedächtnislegierungsaktoren möglich ist.Such a shape memory alloy actuator may be unidirectional or bidirectional and thus designed utilizing a one-way effect or a two-way effect. In the former case, a restoring force is required, which leads to the fact that with appropriate activation of the shape memory alloy actuator, this is returned to its original form. The force necessary to reset such a shape memory alloy actuator is less than that provided by such a shape memory alloy actuator upon activation thereof as a positioning actuator. Therefore, it is provided in one embodiment that is used for the recovery of a brought by activation from its initial position to its activated position shape memory alloy actuator solely by the weight of a displaced on the displaced segment or person acting on it. Instead of or in support of such a measure, it is also possible to use restoring elements, such as, for example, pressure, leaf or torsion torsion bar springs, which support or effect such a back deformation of the shape memory alloy actuator (s). In such an embodiment, it is understood that the active actuators of the shape memory alloy actuator for effecting an adjustment then takes place against the force of one or more such return elements. Thus, this concept skilfully exploits the force contrast between the greater force upon activation of the shape memory alloy actuator (s) compared to the restoring force. Is used in the control of the or Shape memory alloy actuators in such a mattress base also that the switching temperature for effecting an active deformation of such a shape memory alloy actuator and that in which a provision is possible, differ, so that in this way a targeted control of the shape or the shape memory alloy actuators is possible.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:The invention is described below by means of embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:
Ein Matratzenunterlager
Die gelenkige Verbindung zwischen zwei benachbarten Segmenten ist nachfolgend anhand der Segmente S1, S2 unter Bezugnahme auf die
Wird eine Verstellung des Segmentes S1 gegenüber dem Segment S2 gewünscht, wird der Formgedächtnislegierungsaktor
Bei dem in den
In einer in den Figuren nicht dargestellten Ausgestaltung sind die eingesetzten Formgedächtnislegierungsaktoren ausgelegt, dass diese in beide Richtungen arbeitend verstellbar sind. Durchaus möglich ist auch der Einsatz von zwei Gruppen von Formgedächtnislegierungsaktoren zum Verstellen eines Segmentes einer solchen Matratzenunterfederung gegenüber dem benachbarten, wobei eine erste Gruppe zum Verstellen des ersten Segmentes gegenüber dem zweiten Segment dient, also beispielsweise zum Aufrichten des ersten Segmentes gegenüber dem zweiten Segment, und die andere Formgedächtnislegierungsaktorgruppe für die Rückstellung und somit dem Absenkprozess des ersten Segmentes gegenüber dem zweiten Segment. Es versteht sich, dass bei einer solchen Ausgestaltung die dann jeweils nicht aktiv angesteuerten Formgedächtnislegierungsaktoren nur über ihre geringere zweite Schalttemperatur gebracht werden, während die eigentlichen als Stellaktor vorgesehenen Formgedächtnislegierungsaktoren über ihre erste Schalttemperatur erwärmt werden.In one embodiment, not shown in the figures, the shape memory alloy used actuators are designed so that they are working in both directions working. Quite possible is also the use of two groups of shape memory alloy actuators for adjusting a segment of such a Matratzenunterfederung relative to the adjacent, wherein a first group for adjusting the first segment relative to the second segment is used, so for example for erecting the first segment relative to the second segment, and the other shape memory alloy actuator group for the recovery and thus the lowering process of the first segment relative to the second segment. It is understood that in such an embodiment, the shape memory alloy actuators, which are in each case not actively activated, are brought only beyond their lower second switching temperature, while the actual shape memory alloy actuators provided as the positioning actuator are heated above their first switching temperature.
Sowohl der in
Bei einer Ausgestaltung wie bei dem Matratzenunterlager
Der Formgedächtnislegierungsaktor
In einer in den Figuren nicht dargestellten anderen Ausgestaltung, die ebenfalls spiralfederförmige Formgedächtnislegierungsaktoren verwendet, sind diese nicht unterhalb des jeweilig rechten und linken Längsholms angeordnet, sondern im Bereich der Enden der Längsholme sind diese jeweils mit Abstand zur Schwenkachse durch Querholme miteinander verbunden und dann zwischen diesen angeordnet. Die vor allem radiale Beabstandung von der Schwenkachse dient dem Zweck, den Kraftwirkungshebel zu vergrößern.In a different embodiment, not shown in the figures, which also uses helical spring shape memory alloy actuators, these are not arranged below the respective right and left longitudinal spar, but in the region of the ends of the longitudinal beams they are connected to each other at a distance from the pivot axis by transverse bars and then between them arranged. The above all radial spacing from the pivot axis serves the purpose of increasing the force action lever.
In einer in den Figuren nicht dargestellten Ausgestaltung eines Matratzenunterlagers ist dieses prinzipiell ausgebildet wie das Matratzenunterlager
In einer in den Figuren nicht dargestellten Ausgestaltung ist die Aktorik nicht inner- bzw. unterhalb der Längsholme angeordnet, sondern an der Innenseite. Dieses hat den Vorteil, dass dann die Aktorik nicht zur Erhöhung der Höhe der Matratzenunterfederung beiträgt.In an embodiment, not shown in the figures, the actuator is not arranged inside or below the longitudinal beams, but on the inside. This has the advantage that then the actuators does not contribute to increasing the height of Matratzenunterfederung.
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ist die gelenkige Verbindung durch den bzw. die Formgedächtnislegierungsaktoren
Neben diesen Ausführungsbeispielen können Formgedächtnislegierungsaktoren auch auf andere Weise für die gewünschte Verstellung benachbarter Segmente eines Matratzenunterlagers zueinander ausgelegt sein. Nur beispielhaft ist bezüglich des Matratzenunterlagers
Die Aktorik des bzw. der Formgedächtnislegierungsaktoren, mit denen ein erstes Segment gegenüber einem zweiten Segment verstellt wird, kann auch über Hebel, Bowdenzüge oder andere Kraftübertragungsmittel auf das zu bewegende Segment übertragen werden.The actuators of the shape memory alloy actuator or actuators, with which a first segment is adjusted relative to a second segment, can also be transmitted via levers, Bowden cables or other force transmission means to the segment to be moved.
Die beschriebenen Formgedächtnislegierungsaktoren sind aus einer für diese Zwecke geeigneten Legierung hergestellt. Grundsätzlich eignen sich NiTi-Legierungen für diese Zwecke.The described shape memory alloy actuators are made of an alloy suitable for this purpose. In principle, NiTi alloys are suitable for this purpose.
Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, existieren neben den beschriebenen Ausführungsbeispielen zahlreiche weitere Möglichkeiten, die Erfindung umzusetzen.Without departing from the scope of the applicable claims, in addition to the described embodiments, there are numerous other ways to implement the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1.11, 1.1
- MatratzenunterlagerMattress camp
- 2, 2.12, 2.1
- Längsholmlongeron
- 3, 3.13, 3.1
- Längsholmlongeron
- 44
- Leiste, FormgedächtnislegierungsaktorGroin, shape memory alloy actuator
- 55
- Anschlussleiterconnecting conductors
- 66
- Anschlussleiterconnecting conductors
- 77
- Blattfederleaf spring
- 8, 8.18, 8.1
- Widerlagerabutment
- 9, 9.19, 9.1
- Widerlagerabutment
- 1010
- FormgedächtnislegierungsaktorFormgedächtnislegierungsaktor
- 1111
- Anschlussleiterconnecting conductors
- 1212
- Anschlussleiterconnecting conductors
- 1313
- FormgedächtnislegierungsaktorFormgedächtnislegierungsaktor
- S1 bis S5 S 1 to S 5
- Segmentsegment
- S1.1 bis S5.1 S 1.1 to S 5.1
- Segmentsegment
- S1.2, S2.2 S 1.2 , S 2.2
- Segmentsegment
- SASA
- Schwenkachseswivel axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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R082 | Change of representative |
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