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Verfahren und Einrichtung zur Einstellung und gegenseitigen Abstimmung
der Härte einer Matratze und der Unterfederungselemente eines Liegembbels Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Einstellung und gegenseitigen
Abstimmung der Härte einer Matratze und der diese tragenden, quer zur Matratzenlängsachse
verlaufenden Unterfederungselemente eines Liegembbels in Abhingigkelt von den anatomischen
Gegebenheiten einer auf der Matratze liegenden Person.
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Auf dem Gebiete der Liegembbel sind bekanntlich
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erhebliche Anstrengungen unternommen vlordeK, um dem liegenden Menschen beim Ausruhen,
insbesondere aber während des Schlafes sowie in Krankheitsf'llen eine entspannende,
schlaffördernde Unterlage zu bieten. Unter den verschiedenen Unterfederungssystemen
hat sich in den letzten Jahrzehnten immer mehr die mit elastisch gelageren Schichtholzfedern
(Holzquerlatten) versehene, metall-Freie und nahezu geräuschlose Liege herausresch-zlt.
Dieses Liegemöbel (vergleiche schweizeri schs Pat ent Nr. 388.561) scheint der auch
seitens der Aerzteschaft i";mer st.irker erhobenen Forderung nach einer "wirbelsäulenbewussten"-Lebensweise
und den Erkenntnissen der Schlafphysiologie entsprechenden Lagerung am weitesten
entgegenzukommen und setzt sich daher auch immer mehr sowohl im Privatschlafzimmer
als auch in Spitälern und Pflegeheimen durch.
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Da jedoch jeder einzelne seine speziellen Wirbelsäulen- und damit
auch Schlafstellenprobleme hat, ist die Wahl des optimalen Bettes ftlr viele immer
noch ein schwer-wiegendes Problem, das sich mit den bekannten und handelstiblichen
Liegemöbeln nur in Ausnahmefällen in idealer Weise lösen lässt und nur allzuoft
zu einer Kompromisslbsung zwingt. So gibt es zwar Betten mit ausSezeichneter Unterfederung,
doch fehlt es an Möglichkeiten, diese Unterfedersysteme einem speziellen Fall anzupassen,
d.h. die Gesamtcharakteristik der Unterfederung (insbesondere den
H'irteverlauf
im Unterstützungsbereich der WirbelsRule) in Abhängigkeit von den spezifischen anatomischen
Gegebenheiten der betreffenden Person zu bestimmen bzw. zu korrigieren.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, deren Aufgabe in der Schaffung
eines neuen Verfahren liegt, die die Anpassung einer bestehenden Unterfederung an
jeden speziellen Einzelfall gestattet und damit einerseits einen esentlichen Beitrag
zum Schlafkomfort bietet, andererseits einen wichtigen Fortschritt in der Lagerung
Rheumaempfindlicher und RUckenleidender darstellt.
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Dieses den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren ist demgem.nss
dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich mindestens eines Unterfederungselementes
die von der liegenden Person auf der Matratze bewirkte elastische Verformung durch
eine optische Anzeigevorrichtung Ubertragen wird, dass ferner von unten gegen das
entsprechende Unterfederungselement ein von ausserhalb des Liegemöbels betätigbares
Anpressglied mindestens so stark angedrückt wird, bis die erwähnte optische Anzeigevorrichtung
anspricht, und dass schliesslich auf Grund des Verstellweges des Anpressgliedes
unter Berticksichtigung der subjektiven Empfindung der liegenden Person die Harte
der Unterfederung und/oder der Matratze eingestellt bzw. beide aufeinander abgestimmt
werden.
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Die Erfindung betrifft ferner eine zurtDurchfUhrung dieses Verfahrens
dienende Einrichtung mit einer Matratze und einer Reihe diese tragender, quer zur
Matratzenlängsachse verlaufender Unterfederungselemctnte von einstellbare elastischer
Nachgiebigkeit. Diese Einrichtung ist erfindungsgemRss gekennzeichnet durch mindestens
ein innerhalb der Matratze, und zwar oberhalb der waagerechten Matratzen-Mittelebene,
angeordnet es Tastorgan, das zwecks Uebertragung der elastischen Matratzenverformung
Uber ein Uebertragungssystem an einer optischen Anzeige vorrichtung angeschlossen
ist und unter der Einwirkung eines elastischen RUckstellgliedes steht, sowie mindestens
in unterhalb des Tastorganes an dem entsprechenden Unterfederungselement angreifendes
Anpressglied, das mit einer Betätigungsvorrichtung verbunden und dessen Verstellweg,
bzw. eine diesem proportionale Lunge, auf einer Skala ablesbar ist.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein AusfUhungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht.
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Fig. 1 ist eine vereinfachte Querschnittdarstellung der als Ausftlhrungsbeispiel
gewählten Konstruktion, Fig. 2 ist der zugehörige Längsschnitt, Fig. 3 ist eine
vergrösserte Darstellung des Uebertragungsmechanismus, Fig. 4 ist eine Draufsicht
auf eine Einzelheit
des Uebertragungsmechanismus und Fig. 5 zeigt
schematisch den Betatigungsmechanismus zur ein Anpresselement.
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Das in Fig. 1 in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete Liegemöbel weist
zwei Längsseitenschenkel 2 und 3 auf, an welchen in bekannter Weise eine Reihe von
Querlatten 4 gelagert sind. Die Lagerung dieser vorzugE-weise als Schichtholzfedern
ausgebildeten Querlatten 4 ist im vorliegenden Zusammenhang von untergeordneter
edeutung und kann einem beliebigen der bekanIltzn Abstlitzungssysteme entsprechen
(vergleiche beispielsweise DT-Patent Nr. 1.238.166). Die beiden Längsseitenschenkel
2 und 3 stützen sich auf Je einen Prof11träger 5 bzw. 6 von L-förmigem Querschnitt,
die ihrerseits an längsverlaufenden Stützwangen 7 bzw. 8 befestigt sind. Das Ganze
ruht auf einem Rahmen 9, welcher vorzugsweise im Fussboden versenkt angeordnet ist.
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Diese Liegemöbelkonstruktion ist selbstverständlich nicht fUr den
Normalgebrauch bestimmt, sondern dient ausschliesslich zu Forschungszwecken bzw.
zu Belastungsermittlungen, oder, mit anderen Worten, zur Feststellung der optimalen
Bedingungen fUr das Wohlbefinden gesunder und die bestmögliche Lagerung kranker,
insbesondere wirbelsSulengeschadigter Personen.
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Die Querlatten 4 sind, mindestens in dem zur
UnterstUtzung
der Wirbels-.Sule dienenden Bereichetder Liewelche, in bezug auf ihre elastische
I;achgiebigkeit ("Härte") verstellbar. Diese Verstellbarkeit kann auf verschiedenen
Wegen erreicht werden; bei dem gew-;hlten Ausführungsbeispiel ist jede Querlatte
4 auf ihrer Unterseite mit einer zweiten, etwas kürzeren Versteifirngslatte 4a versehen,
die gestrichelt eingezeichnet ist und mit Gummiringen 10 und 11 an der oberen Querlatte
4 hängt. Durch Verringerung des gegenseitigen Abstandes der beiden Gummiringe 10
und 11 kann die Härte der Querlatte 4 verringert, durch Vergrösserung des genannten
Abstandes verstärkt werden.
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Auf den Querlatten 4 befindet sich eine Schaumstoffmatratze 12, die
im Bereich ihrer Längsachse oberhalb von 5 Querlatten 4 (vergleiche Fig. 2) mit
Sacklochbohrungen 13 versehen ist. Tn jede dieser Sacklochbohrungen 13 ragt von
unten eine in einer Querlattenbohrung geführte Stange 14, welche an ihrem oberen
Ende eine starre Scheibe 15 tragt. Form und Material dieser Scheibe 15 können vom
Fachmann in vielfacher Hinsicht variiert werden, doch hat sich eine kreisförmige
Hartgummischeibe bewährt. Unterhalb dieser Hartgummischeibe ist ein kreiszylindrisches
Schaumgummikissen 16 angeordnet, das die Stange 14 koaxial umgibt und als elastisches
RUckstellelement dient, Indem es ständig danach trachtet, die Scheibe 15 in ihrer
obersten
gezeichneten Lage zu halten.
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Jede Stange 14 ist über ein Gelenk 17 an einen Uebertragungsmechanismus
angeschlossen, der zwei scherenartig gekreuzte Schwinghebel 18, 19 und eine sertilial
mit reichlichem Spiel geführte Uebertragungsstange 20 umfaßt.
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Die beiden Schwinghebel 18> 19 sind bei 21 und 22 gelenkig gelagert
und Uber einen Zapfen 23, der in einem Längsschlitz des einen Schwinghebels geführt
ist, miteinander gekoppelt. Dank dieser scherenartigen Anordnung wird erreicht,
dass die Uebertragungsstange 20 bei Belastung der Matratze 12 und entsprechender
Abwärtsbewegung der Scheibe 15 ebenfalls nach unten gezogen wird. Der an der Uebertrafungsstange
20 bei 24 angelenkte Schwinghebel 19 zieht dabei die Uebertragungsstange auf einem
Kreisbogen nach unten, dessen zugehöriger Mittelpunkt im Gelenk 22 liegt.
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IJm dieser bogenförmigen Bewegung folgen zu kcirlnen, muss die Uebertragungsstange
in entsprechenden Führungen 25 mit relativ grossem Spiel auch seitlich beweglich
geführt ein. Jede an der RUckseite einer Demonstrationstafel 26 ItefUhrte Uebertragungsstange
20 trägt an ihrem oberen Encte einen Zapfen 27, der durch einen vertikalen Schlitz
28 der Tafel 26 hindurchragt und mit einer - möglichst farbigen - Anzeigemarke 29
versehen ist.
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Bei Belasten der Matratze 12 im Sinne des Pfeiles 30 wird die Scheibe
15, entgegen der elastischen RUckstellkraft
des Schaurnstoffkissens
16, nach unten gedrUckt und bewirkt über das Gestänge 18, 19, 20 eine entsprechende
- gegebenenfalls übersetzte - Abwärtsbewegung de Anzeige-Inarke 29. Die fünf nebeneinanderliegenden
Anzeigemarken bilden somit auf der Tafel 28 eine Kurve, welche den Belastungszustand
der Matratze 12 in dem entsprechenden Bereich wiedergibt.
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Gemäss der. Darstellung nach Fig. 1 befinden sich die beiden scherenartig
gekreuzten Schwinghebel in ihrer obersten Stellung. In Fig. 3 ist die Mittellage
der Schwinghebel voll ausgezeichnet, während deren unterste Lage gestrichelt angedeutet
ist.
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Die Konstruktion dieser Schwinghebel 18/19 ergibt sich aus der Draufsicht
nach Fig. 4, wobei diese AusfUhrungsform vom Fachmann leicht variiert werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der eine Schwinghebel 19 gabelförmig ausgebildet
und umgreift den andern Schwinghebel 18. Da die Schwinghebel bei ihrer Bewegung
Kreisbögen um ihre zugehörigen Schwenkachsen 21 bzw. 22 beschreiben, muss für den
Schwenkzapfen 23 im Schwinghebel 18 (Fig. 4) ein Schlitz 50 vorgesehen sein.
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Der als Winkelprofil ausgebildete Mitnehmer 31 (Fig. 5) ist mit einem
Schenkel an der Querlatte 4 angeschraubt und mit seinem anderen Schenkel in einem
Haltebügel 51 befestigt. Dieser ist über einen Nippel 52 mit
einem
gelenkig gelagerten Kopfstück 53 des Bedienungshebels 34 verbunden. Durch Drehen
des mit einem Rechts-und einem Linksgewinde versehenen Nippels 52 IessL sich somit
der gegenseitige Abstand des Haltebtigels 51 und des Kopfstückes 53 verändern und
damit die gewünschte mittlere Ausgangsposition des Bedienungshebels beliebig festlegen
bzw. justieren.
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Die elastische Rückstellung der Scheibe 15 erfolgt, wie bereits erwähnt,
über das Schaumstoffkissen 16 (Fig. 1). Da die elastische Rückstellkraft des Schaiimstoffes
jedoch bekanntlich im Laufe der Zeit nachlirsst, muss die jeweilige Rückführung
der Anzeigemarke 29 in ihrer Ausgangslage nach Fig. 2 noch durch weitere Massnahmen
sichergestellt sein. Zu diesem Zwecke sind einerseits sämtliche Anzeigemarken 29
durch ein Kabel 53 r,liteinander verbunden, das über eine Umlenkrolle 54 zu einer
Schraubenfeder 55 geführt ist, welche das Kabel stets in seiner waagerechten Lage
zu halten trachtet und nur bei Belastung der Matratze eine Abweichung nach unten
zulässt. Andererseits sind sämtliche Ubertragungsstangen 20, wie Fig. 3 zeigt, an
ihrem unteren Ende mit einer drehbar gelagerten Gewindehülse 56 versehen, die auf
den Endabschnitt der entsprechenden Uebertragungsstange 20 aufgeschraubt ist und
bei Bedarf gedreht werden kann, so dass sich die effektive Länge der Uebertragungsstange
20
oder. Auch hiermit lässt sich also die Lage der Anzeige marken
29 justieren.
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Die Ermittelung der Matratzenverfornung in Abiiängig keit von ihrer
Belastung - die ihrerseits eine Funktion des Körpergewichts und der individuellen
anatcmisehen Besonderheiten der liegenden Person ist - gibt zwar bereits gewisse
Aufschlüsse über die Verteilung des Körpergewichtes, reicht aber für die Ermittelung
der optimalen Querlattenhärte noch nicht aus. Zu diesem Zweck muss der beschriebene
Mechanismus mit einer anderen Einrichtung zusammenwirken, welche nun nicht an der
Liegefläche, sondern an den Querlatten selbst angreirt und die nach stehend beschrieben
werden soll.
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An jeder der fünf mit einer Anzeigevorrichtung versehenen Querlatten
4 ist ein Mitnehmer 31 befestigt, der über eine Stange 32 und ein Gelenk 33 an einem
Bedienungshebel 54 angelenkt ist. Der bei 35 auf einer StUtze 35a schwenkbar gelagerte
Bedienungshebel 54, dessen Konstruktion sich am besten aus Fig. 5 ergibt, lässt
sich am Handgriff 35 in Richtung des Doppelpreiles 37 verschwenken und mittels der
Arretiervorrichtung 38 in einer beliebigen Lage feststellen. Diese Arretiervorrichtung
38, welche selbstverständlich vom Fachmann in mannigfaltiger Weise verwirklicht
werden kann, weist bei der gewählten Ausführungsform ein Klemmorgan 39 auf, das
bei der Verschwenxung
cles Hebels 34 auf der kreisbogenförmigen
Frontfläche eines ortsfesten Feststellgliedes 40 gleitet und durch J)rehung des
Handgriffs 36 über einen koaxial im hebel 34 gelagerten Gewindebolzen 41 gegen das
Feststellglied 40 epresst werden kann. Damit ist der Schwenkhebel 34 blockiert.
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An dem frontseltigen Hebelarm des Schwenkhebels 34 ist ferner eine
Stange 42 angelenkt (Gelenke 57/58), die über ein Verblndungsglied 45 mit einem
Zeigerstab 44 gekoppelt ist. Im Bereich der Schwenkachse 44 ist der untere Abschnitt
des Zeigerstabes 44 mit dem Ende des Verbindungsgliedes 43 starr verbunden, so dass
eine Abwärtsbewegung der Stange 42 (Pfeil 45) auch eine Drehung des Zeigerstabes
(Pfeil 46) bewirkt. Dabei bewegt sich das obere Ende des Zeigerstabes längs einer
Skala 47, auf welcher somit ein (übersetztes) Mass der tatsächlichen Bewegung des
Mitnehmers 31 ablesbar ist.
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Die Ausgangslage (Nullstellung) der Skala lässt sich mittels einer
Stellschraube 47a regulieren.
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Die dem unbelasteten Zustand des Mitnehmers 31 entsprechende Mittelstellung
ist in Fig. 5 voll ausgezeichnet, wogegen die beiden Belastungssituationen mit unterbrochenen
Linien dargestellt sind. So wird der Mitnehmer 31 entsprechend der Stellung 48 des
Zeigerstabes 44 gegen die Latte gepresst und bewirkt dabei eine sattere Unterstützung,
wogegen gemäss Stellung 49 eine Entlastung der Querlatte - und damit der entsprechenden
WirbelsSulenpartie
- stattfindet.
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Die beschriebene Einrichtung gestattet nun in ihrer praktischen Anwendung
die Durchführung eines Verfahrens, mit welchem nicht nur eine dem Körpergewicht
eines Käufers oder Patienten entsprechende härte der elastischen Stützelemente bestimmt
werden kann, sondern das sich insbesondere dazu eignet, die Härte von Matratze und
Lattenrost aufeinander abzustimmen und im speziellen jede Querlatte unter Berücksichtigung
der darüberliegenden Matratzenmasse und der lokalen Situation jeder einzelnen Wirbelsäulenpartie
individuell einzustellen bzw.
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zu korrigieren. Eine spezielle Variante dieses Verfahrens sei nachstehend
in Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
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Bei diesem Verfahren besteht das anzustrebende Ziel immer darin,
ein bestehendes, mit verstellbarer Unterfederung versehenes Liegemöbel den individuellen
Bedürfnissen einer liegenden Person, sei es zur blossen Steigerung des Liegekomforts
eines gesunden Menschen, sei es zum Ausgleich bzw. zur Linderung anatomischer Anomalien,
beispielsweise Wibelsäulenschäden, anzupassen.
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Nach-dem sich die Versuchsperson auf der Matratze 12 (Fig. 1) ausgestreckt
und die ihr bequemste Lage herausgefunden hat, wird zunächst die Belastungskurve
(Anzeigemarken
29) abgelesen und registriert.
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Diese gibt Anhaltspunkte über Einsinktiefe der Matratze in Abhängigkeit
vom Gewicht und der Form der einzelnen Körperteile.
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Nun werden die einzelnen Mitnehmer 31, und mit diesen die entsprechenden
Querlatten 4, anhand des bedienungshebels 74 so weit gegen die Matratze angepresst
bzw. von dieser gelöst (Doppelpfeil 36), bis die liegende Person ein Optimum an
Unterstützung bzw.
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Schmerzfreiheit angibt. Hierbei ist besonders zu beachten, dass dieser
Vorgang, bzw. das Anpressen einer Querlatte in Richtung einer Wirbelsäulenpartie,
grundsitzlich in zwei Phasen vor sich geht. In der ersten dieser beiden Phasen,
in welcher sich der Mitnehmer 31 beispielsweise nach oben bewegt, lässt sich das
Material der Matratze (z.B. Schaumstoff) elastisch zusammendrükken, so dass die
liegende Person zunächst keine Veranderung der lokalen Wirbelsäulenabstützung erfährt.
Erst wenn die elastische Zusammendrückung der Matratze eine bestimmte Grenze erreicht
hat, bei welcher das Matratzenmaterial Druckkräfte übertragen kann, wird sich eine
merkliche Veränderung der Abstützung ergeben und in diesem Moment verändert sich
auch die Belastungskurve (Anzeigemarken 29). Der Beginn der zweiten Anpressphase
ist also erreicht, sobald sich die entsprechende Anzeigemarke
29
zu bewegen beginnt. Nun weiss die Bedienungs-Person am Hebel 34, dass jede weitere
Abwärtsbewegung les 2,edienungshebels 34 eine "Verhärtung" er Unter-!'ederung bewirkt,
die an der Skala 47 abgelesen und re-;istriert werden kann.
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Das Messergebnis hat nicht nur einen Einfluss auf die Unterfederungscharakteristik,
sondern gestattet auch die Korrektur der Matratzenharte bzw. -dicke.
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Sprechen die Anzeigemarken 29 beispielsweise auch bei relativ starkem
Abwärtsdrücken des Bedienungshebels 34 riicht an, dann ist die Matratze zu hoch
bzw. zu weich.
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Bei zu raschem Ansprechen der Anzeigemarken 29 muss der elastische
Federweg der Matratze vergrössert erden.
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Die lokale Aenderung der Querlattenhärte lasst sich jedenfalls an
der Bewegung der Anzeigemarken 29 ablesen, muss aber ihre Bestätigung durch die
subjektive Aussage der liegenden Person finden.
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Nach der Durchführung des Versuches verfügt man somit jeweils über
die folgenden Werte: - Die Ausgangsform der Anzeigemarkenkurve (29), -- die Anzeige
auf den Skalen 47 (Fig. 5)* - die Aussage der Versuchsperson und - die in Abhängigkeit
vom Wohlbefinden der Versuchsperson erzielte Endform der Anzeigemarkenkurve (29).
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Anhand dieser Werte kann der Fachmann dann
Matratze
und Unter federung in jedem gewünschten Bereich der Körperabstützung aufeinander
abstimmen.
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Dieses Verfahren kann selbstverständlich in mehrfacher Hinsicht variiert
werden. So ist es beispielsdes Arztes weise möglichnnach Angabe7an ganzbestimmten
Stellen der Unterfederung die Kurve der Anzeigemarken 29 um'ein vorgeschriebenes
Mass zu überschreiten, um so eine gezielte Abstützung bestimmter Wirbel zu erreichen.
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Das beschriebene Verfahren ist in erster Linie dafür gedacht, eine
zunächst relativ weich eingestellte Unter federung zu verstärken, so dass die Mitnehmer
31 im allgemeinen angepresst werden und das Material der Matratze auf Druck beanspruchen.
In gewissen Fällen kann es jedoch zur Entlastung bestimmter Wirbelsäulenzonen zweckmässig
sein, den Hebel q4 am Handgriff 36 nach oben zu ziehen, wodurch der Mitnehmer 31
die entsprechende Querlatte 4 nach unten bewegt.
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Die Uebertragung der Matratzen- bzw. Querlattenbelastung muss nicht
unbedingt mechanisch, sondern kann z.B. auch au: elektronischem oder hydraulischem
Wege erfolgen.