EP1898750A2

EP1898750A2 - Stimulationsaktor zur bewegung von auflageflächen

Info

Publication number: EP1898750A2
Application number: EP06742837A
Authority: EP
Inventors: Klaus Jansen
Original assignee: Thomas Hilfen Hilbeg GmbH and Co KG
Current assignee: Thomas Hilfen Hilbeg GmbH and Co KG
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2026-05-09
Also published as: DE502006003388D1; ATE427681T1; DE202005011767U1; US7971296B2; WO2006125522A2; US20090320463A1; WO2006125522A3; EP1898750B1

Description

Stimulationsaktor zur Bewegung von Auflageflächen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Stimulationsaktor zur Bewegung von Sitz-, Steh- oder Liegeflächen von Matratzen, Möbeln oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 , 9 und 13. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Mikrostimulationssystem mit einem oder mehren derartigen Stimulationsaktoren.

Es sind Unterfederungen für Matratzen oder dergleichen von Schlaf-, Liege- und/oder Sitzmöbeln bekannt, die als Tragelemente für die Matratzen federnde Leisten aufweisen, welche an gegenüberliegenden Enden mit elastischen Lagermitteln an einem Rahmen oder anderen feststehenden Gegenständen elastisch gelagert sind. Die Leisten verlaufen mit festgelegten, üblicherweise gleichen Abständen parallel zueinander. Durch Veränderung der Elastizität der Lagermittel können die Federeigenschaften der Unterfederung den Bedürfnissen einer auf der Matratze oder dergleichen liegenden Person angepasst werden.

Personen, die in ihrer Fähigkeit zur Wahrnehmung eingeschränkt oder gestört sind, beispielsweise Bewusstlose, in ihrer Beweglichkeit stark eingeschränkte Personen, aber auch dekubitusgefährdete Personen und/oder unter chronischen Schmerzen leidende Personen, sind durch lange Bettlägerigkeit verschiedenen Problemen ausgesetzt. Dieses sind vor allem Reizarmut, Dekubitus und durch das Liegen verursachte Schmerzen. Bekannte Unterfederungen für Matratzen oder dergleichen können zwar in ihrem Elastizitätsverhalten an die Bedürfnisse der jeweiligen Person angepasst werden; die oben genannten Probleme lassen sich damit aber nicht oder jedenfalls nicht ausreichend lösen.

Die DE 101 48 569 schlägt zur Lösung dieser Probleme vor, den Enden der Leisten einer Unterfederung für Matratzen oder dergleichen Stimulationsaktoren mit Hebeorganen zuzuordnen, durch die die Leisten individuell auf- und abbewegt werden, was zu einer individuellen Stimulation und Bewegung der auf der Matratze liegenden Person führt. Die Hebeorgane sind dabei als balgartige Hohlkörper ausgebildet, wobei die Leistenenden mit der Oberseite der Hohlkörper verklammert sind. Mittels eines Fluids, im einfachsten Falle Luft, das in die Hohlkörper ein- und aus diesen ausfließen kann, werden die Hohlkörper bewegt. Das Fluid wird den balgartigen Hohlkörpern dabei ausgehend von einer zentralen Fluiddruckquelle, üblicherweise einem Kompressor, jeweils über Fluidleitungen zugeführt. Nachteilig bei dieser Unterfederung sowie den einzelnen Stimulationsaktoren ist insbesondere die Notwendigkeit, eine Vielzahl von Fluiddruckleitungen vorzusehen, die die Hohlkörper mit der zentralen Fluiddruckquelle verbinden. Neben der aufwändigen Verlegung der Fluidleitungen besteht hierbei die Gefahr von Undichtigkeiten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Stimulationsaktoren zur Bewegung von Auflageflächen von Matratzen, Möbeln oder dergleichen, insbesondere Sitz-, Steh oder Liegeflächen, zu schaffen, mit denen eine möglichst gezielte und wirksame Bewegung der Auflagefläche durchführbar ist. Dabei sollen die Stimulationsaktoren insbesondere möglichst platzsparend und/oder funktionssicher ausgebildet sein.

Ein Stimulationsaktor zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruches 1 auf. Das Hebeorgan ist mittels eines elastischen Elements elastisch am Stimulationsaktor gelagert, wobei das elastische Element derart angeordnet ist, dass zumindest eine Hauptwirkrichtung desselben winklig, vorzugsweise im Wesentlichen transversal, zur Richtung der Bewegung des Hebeorgans verläuft. Aufgrund der elastischen Lagerung des Hebeorgans sind die Stimulationsaktoren vorteilhafterweise nicht starr gegenüber dem Gegendruck ausgebildet, der beispielsweise durch eine auf der Auflagefläche einer Matratze liegenden Person erzeugt wird, sondern diese geben in gewissen Grenzen federnd bzw. elastisch nach. Durch die winklige, also nicht parallele Ausrichtung der Hauptwirkrichtung des elastischen Elements zu der Richtung der Bewegung der Auflagefläche kann das Hebeorgan eine besonders geringe Höhe aufweisen.

Der Stimulationsaktor kann im Rahmen der Erfindung direkt oder indirekt zu der Bewegung der Auflagefläche führen. Beispielsweise kann der Stimulationsaktor ein Tragelement, wie etwas eine Leiste einer Bett-Unterfederung, auf- und ab bewegen, was letztlich zu einer korrespondierenden Bewegung der entsprechenden Auflagefläche, nämlich der Auflagefläche der auf der Unterfederung angeordneten Matratze, führt. Denkbar ist auch, die Stimulationsaktoren unmittelbar in eine Matratze einzubauen, sodass diese auf die Innenseite der Matratzenoberfläche wirken können. Die Stimulationsaktoren können beispielsweise auch in Lehnen eines Sessels integriert werden, deren Auflageflächen durch die Elemente bewegt werden. Es sind vielfältige Verwendungs- und Funktionsmöglichkeiten möglich.

Der Begriff "Hebeorgan" wird im Rahmen dieser Anmeldung als in welcher Form auch immer bewegliches und/oder bewegbares Bauteil des Stimulationsaktors verstanden, das eine Bewegung, insbesondere eine Auf- und Abbewegung, der zu bewegenden

Auflagefläche bewirken kann. Dabei muss das Hebeorgan nicht notwendigerweise in gleicher Weise bewegt werden, wie die zu bewegende Auflagefläche, sondern kann beispielsweise auch Schwenkbewegungen ausführen, die bei der Auflagefläche zu einer Auf- und Abbewegung führen.

In einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist das elastische Element mit einer Vorspannung beaufschlagbar. Dabei weist der Stimulationsaktor vorteilhafterweise einen Verstellaktor auf, der mit dem elastischen Element derart zusammenwirkt, dass die Vorspannung vorzugsweise stufenlos veränderbar ist. Die Vorspannung kann insbesondere periodisch erhöht und erniedrigt werden. Wenn das elastische Element beispielsweise eine Spiralfeder ist, kann der Verstellaktor die Feder etwa über ein Zugband aus der Ruhelage und/oder aus einer bereits vorgespannten Lage (weiter) auslenken und durch Nachgeben des Zugbandes zurückschwingen lassen. Durch entsprechende Wirkverbindungen mit dem Hebeorgan wird durch das Auslenken bzw. Rückschwingen der Feder letztlich eine Bewegung des Hebeorgans bewirkt. Periodischen Änderungen der Vorspannung durch den Verstellaktor können dabei verschiedene konstante Vorspannungen überlagert sein, was zu unterschiedlichen Steifheiten der mittels der Stimulationsaktoren elastisch gelagerten Auflagefläche der Matratze, des Möbels oder dergleichen führt.

Der Verstellaktor selber weist in einer besonderen Ausführungsform einen Linear-Aktor auf, insbesondere eine Spindel. Er kann allerdings auch einen Exzenter aufweisen, einen Kurbeltrieb oder eine Bandaufwicklung. Der Verstellaktor wird dabei elektromotorisch oder elektrohydraulisch angetrieben. Alternativ kann auf einen elektromotorischen oder elektrohydraulischen Antrieb verzichtet werden, wenn ein sogenannter Shape-Memory- Aktor eingesetzt wird. Dabei wird die Eigenschaft eines Shape-Memory-Metalls ausgenutzt, Abmessungs- bzw. Formänderungen zu durchlaufen, wenn das Metall gekühlt und/oder erwärmt wird. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, alternativ oder zusätzlich zu der Vorspannung des elastischen Elements dessen Steifigkeit entlang der Hauptwirkrichtung zu verändern. Anders als bei der Beaufschlagung mit einer Vorspannung wird also die "Federkonstante" des elastischen Elementes unmittelbar verändert.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Hebeorgan einen um eine Schwenkachse verschwenkbaren Winkelhebel mit zumindest zwei Hebelarmen auf, dessen einer Hebelarm der Auflagefläche zur Bewegung derselben zugeordnet werden kann und dessen anderer Hebelarm mit dem elastischen Element wirkverbunden ist. Das elastische Element kann dabei insbesondere derart wirkverbunden sein, dass eine Veränderung der Vorspannung desselben, insbesondere eine Erhöhung und/oder Erniedrigung, eine Bewegung des Winkelhebels um die Schwenkachse hervorruft. Der der Auflagefläche zugeordnete Hebelarm, der in einfachster Form an der Unterseite derselben anliegt, wird also in Bewegung versetzt, was zu einer korrespondierenden Bewegung der Auflagefläche führt.

Was das elastische Element betrifft, so sind verschiedenste Ausbildungen denkbar. Vorzugsweise ist das elastische Element ausgebildet als oder weist auf eine Torsionsfeder, beispielsweise Spiralfeder, eine Gummifeder, ein elastisches Band, eine Kniehebelfeder, eine Ringfeder, eine Hydraulikfeder, eine Gasfeder oder eine Shape- Memory-Feder.

Ein weiterer Stimulationsaktor zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale der Anspruches 9 auf. Derartige Stimulationsaktoren zeichnen sich insbesondere durch eine kompakte Bauform aus. Im Vergleich zum Stand der Technik sind keine Fluidleitungen notwendig, die ausgehend von einer zentralen Druckquelle zu dem Stimulationsaktor hingeführt werden müssen.

Vorzugsweise ist das Hebeorgan als balgartiger Hohlkörper ausgebildet, wobei die Bewegung des balgartigen Hohlkörpers, insbesondere die Auf- und Abbewegung, über einen von dem Elektromotor angetriebenen, elektrohydraulischen und/oder elektro- pneumatischen Antrieb erfolgt. Die für die Bewegung des balgartigen Hohlkörpers notwendigen Fluidbewegungen werden demnach von dem Stimulationsaktor in unmittelbarer Nähe zu den Hohlkörpern erzeugt, insbesondere unter Verzicht auf eine zentrale Druckquelle.

Vorteilhafterweise weist dabei der balgartige Hohlkörper federelastische Eigenschaften (Federeigenschaften) auf. Alternativ oder zusätzlich kann zur Federung des Hebeorgans, insbesondere des balgartigen Hohlkörpers, ein Gas- oder Luftfedersystem vorgesehen sein.

Ein weiterer Stimulationsaktor zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruches 13 auf. Die zu bewegende Auflagefläche ist dabei durch einen der Auflagefläche zugeordneten Stimulationsaktor mit Hebeorgan bewegbar, wobei das Hebeorgan eine Shape-Memory-Feder aufweist und wobei die Bewegung des Hebeorgans durch Heizen und/oder Kühlen und daraus resultierende Abmessungs- änderungen der Shape-Memory-Feder bewirkbar ist. Vorteilhafterweise ist demnach kein Elektromotor zum Antrieb des Hebeorgans notwendig.

Eine derartige Shape-Memory-Feder, die beispielsweise aus einer NiTi-Legierung besteht, ist in ihren Abmessungen durch Aufheizen bzw. Abkühlen veränderbar. Diese Dimensionsänderungen werden ausgenutzt, um eine Auf- und Abbewegung des Hebeorgans zu bewirken. Zur Optimierung der Dynamik des Systems, d.h. um möglichst viele Zustandsänderungen der Shape-Memory-Feder in möglichst kurzer Zeit zu bewirken, kann diese durch ein dem Hebeorgan zugeordnetes Peltier-Element gekühlt werden. Separat kann für die Heizphasen eine Elektroheizung vorgesehen werden.

Vorteilhafterweise ist die Shape-Memory-Feder innerhalb eines insbesondere wärmeisolierenden, balgartigen Hohlkörpers angeordnet.

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auch auf ein Mikrostimulationssystem mit einem oder mehreren der vorgenannten Stimulationsaktoren sowie mit einer vorzugsweise zentralen Steuereinrichtung zur Steuerung der Elemente. Bevorzugt können die Bewegungen der einzelnen Stimulationsaktoren individuell gesteuert werden. Dabei kann die Steuereinrichtung so ausgebildet sein, dass die Auflagefläche der auf- und abbewegenden Hebeorgane der Stimulationsaktoren beispielsweise nacheinander in einer Wellenbewegung bewegt werden. Wie der Fachmann erkennt, kann die Steuereinrichtung, insbesondere mittels geeigneter Steuerungsprogramme, eine Vielzahl von Bewegungsmustern bzw. Stimulationsmustern erzeugen. Die Auf- und Abbewegung der Hebeorgane führt dann zu entsprechenden Stimulationen der Auflagefläche.

Das vorstehende Mikrostimulationssystem eignet sich besonders zur Dekubitustherarpie bzw. Dekubitusprophylaxe, zur Wahrnehmungsförderung, zur Vorbeugung gegen Reizarmut, zur Unterstützung der Schmerztherapie und/oder zum Erhalt und Wiederherstellung des Körperbildes bzw. des Körperschemas. Dabei bewirken das erfindungsgemäße Mikrostimulationssystem bzw. die einzelnen Stimulationsaktoren eine Stimulation der Matratze eines Bettes, wobei sich die jeweiligen Stimulationen auf eine auf dieser Matratze liegende Person überträgt. Dabei kommen verschiedene Stimulationen durch Minimalreize in Betracht, z.B. vestibuläre, vibratorische, auditive, taktil-haptische, posturale und/oder visuelle Stimulationen.

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele zeigen weitere Merkmale der Erfindung anhand des Anwendungsbeispiels einer Unterfederung eines Bettes, auf die Stimulationsaktoren einwirken. In den beigefügten Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Stimulationsaktors mit Motorantrieb,

Fig. 2 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Stimulationsaktors mit Motorantrieb,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Stimulationsaktors mit Motoraπtrieb,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Stimulationsaktors mit

Motorantrieb,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Stimulationsaktors mit Motorantrieb, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Stimulationsaktors mit Motorantrieb,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Stimulationsaktors mit Motorantrieb, und

Fig. 8 einen Querschnitt eines Stimulationsaktors mit Shape-Memory-Antrieb.

Fig. 1 zeigt einen (Mikro-)Stimulationsaktor 10 zur Bewegung und elastischen Lagerung von Auflageflächen eines Schlaf-, Liege- oder Sitzmöbels, einer Matratze oder dergleichen. Nachfolgend werden die erfindungsgemäßen Stimulationsaktoren anhand des Beispiels einer Unterfederung für Matratzen beschrieben. Die Stimulationsaktoren können allerdings auch in vielfältigen anderen Varianten zur Bewegung von Auflageflächen eingesetzt werden, beispielsweise können sie unmittelbar in die Matratze selbst eingebaut werden, in die Lehnen von Sesseln oder dergleichen.

Eine Unterfederung für Matratzen weist üblicherweise an gegenüberliegenden Enden mit elastischen Lagermitteln an einem Rahmen oder anderen feststehenden Gegenständen elastisch gelagerte Federleisten auf. Diese Federleisten bilden dann die Tragelemente für die Matratze. Die Leisten verlaufen dabei mit festgelegten, üblicherweise gleichen Abständen parallel zueinander. Neben Federleisten sind andere Tragelemente bekannt, beispielsweise einzelne Auflageteller. Dabei können die Stimulationsaktoren an belieben Positionen der Unterfederung und insbesondere in beliebiger Anzahl vorgesehen werden. Im Rahmen der Erfindung können daher nur einige wenige, im Extremfall aber auch alle Tragelemente durch die Stimulationsaktoren bewegt werden.

Der Stimulationsaktor 10 weist ein als Schwenkhebel ausgebildetes Hebeorgan 11 auf. Das Hebeorgan 11 ist über eine Schwenkachse 12 schwenkbar mit dem Endabschnitt eines einen Elektromotor umfassenden Motorgehäuses 13 des Stimulationsaktors 10 verbunden. Oberhalb der Schwenkachse 12 ist das Hebeorgan 11 mit einem Ende eines als Torsionsfeder ausgebildeten elastischen Elements 14 verbunden. Das andere Ende des elastischen Elements 14 ist mit einem Zugglied 15, nämlich einem Zugband oder Zugseil, mit einer Rolle einer Wickelvorrichtung verbunden, deren Drehachse 16 dargestellt ist. Die Hauptwirkrichtung des elastischen Elements 14, nämlich die Längsmittelachse der Torsionsfeder, verläuft parallel zu der Zugrichtung des Zugbandes 15. Die Wickelvorrichtung ist über ein schematisch dargestelltes Getriebe 17 mit dem Motor des Stimulationsaktors 10 verbunden. Insbesondere der Motor, das Getriebe 17, das Zugglied 15 sowie die Wickelvorrichtung sind Teil eines Verstellaktors 18 zur Veränderung der Vorspannung des elastischen Elements 14.

In der in der Darstellung gezeigten Schrägstellung des Hebeorgans 11 bewirkt schon allein dessen Gewichtskraft eine erste Vorspannung des elastischen Elements 14 in Hauptwirkrichtung. Der in der gezeigten Schrägstellung nach oben weisende Schwenkhebel 11 liegt im Einsatz an einem nicht dargestellten Tragelement der Unterfederung an. Ein durch den Motorantrieb bewirktes Aufwickeln des Zugbandes 15 bewirkt eine Auslenkung, also eine weitere, zusätzliche Vorspannung des elastischen Elements 14 aus der bereits geringfügig vorgespannten Stellung. Unter der Annahme, dass an dem in Wirkverbindung stehenden Tragelement kein bzw. nur ein vernachlässigbarer Gegendruck anliegt, schwenkt der Schwenkhebel 11 nach oben und hebt dabei das Tragelement der Unterfederung, im einfachsten Fall die Federleiste, üblicherweise senkrecht nach oben. Ein anschließendes Abwickeln des Zugbandes 15 lässt das elastische Element 14 aus der vorgespannten Stellung aufgrund der Federrückstellkraft zurückschwingen, was zu einem Verschwenken des Schwenkhebels 11 nach unten und damit zu einem Absinken des Tragelements führt. Die Hauptwirkrichtung des elastischen Elements 14, also diejenige Richtung, in die die Rückstellkraft vorzugsweise wirkt, verläuft bei der vorliegenden Ausführungsform vorteilhafterweise winklig, nämlich nahezu transversal zu der Auf- und Abbewegung des Tragelements.

Der Stimulationsaktor 10 erfüllt insbesondere zwei Funktionen: Zum einen ermöglicht er ein insbesondere periodisches und/oder nach vorgegebenen Mustern ablaufendes Auf- und Abbewegen der Tragelemente der Unterfederung und somit der darauf angeordnete Matratze oder dergleichen, zum anderen dient er als elastische Lagerung der Tragelemente. Alternativ oder zusätzlich zu den Stimulationsbewegungen der Tragelemente können demnach durch statische Änderungen der Vorspannung des elastischen Elementes 14 verschiedene Steifheiten der Lagerung der Tragelemente eingestellt werden. Nachfolgend werden weitere Ausführungsbeispiele von Stimulationsaktoren beschrieben, die jeweils ebenfalls die beschrieben Funktionen erfüllen. Dabei sind der Einfachheit halber äquivalente Bauteile wie bei der Ausführungsform in Fig. 1 mit identischen Bezugsziffern versehen:

Der in Draufsicht dargestellte Stimulationsaktor 10 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem Stimulationsaktor gemäß Fig. 1 insbesondere durch den Verstellaktor 18 sowie das elastische Element 14. Anstelle einer Torsionsfeder ist als elastisches Element 14 ein Zugband 19 mit Federeigenschaften vorgesehen. Oberhalb der Schwenkachse des Hebeorgans 11 greifen jeweils links und rechts zwei Abschnitte 20, 21 des Zugbandes 19 an und sind mit diesem verbunden. Der restliche Teil des Zugbands 19 ist um eine von einer Motor-/Getriebeeinheit angetriebenen, um eine Achse 22 drehbare Exzenterscheibe 23 geführt. Durch Bewegung der Exzenterscheibe 23 um die Drehachse 22 wird das Zugband 19 je nach Stellung der Exzenterscheibe 23 entweder mit einer - zusätzlichen - Vorspannung beaufschlagt, d.h. gegen die Federrückstellkräfte ausgelenkt oder umgekehrt aus der vorgespannten Stellung entlassen, sodass die Federrückstellkräfte des Zugbandes 19 wirken. Bei zusätzlicher Vorspannung des Zugbandes 19 wird das Hebeorgan 11 um die Schwenkachse 12 nach oben bewegt, d.h. aus der Zeichnungs- ebene heraus. Bei Entspannung des Zugbandes 19 wird das Hebeorgan 11 nach unten bewegt, d.h. in die Zeichnungsebene hinein.

Der Stimulationsaktor 10 gemäß Fig. 3 weist im Unterschied zu dem Stimulationsaktor gemäß Fig. 1 als Verstellaktor 18 einen Linear-Aktor 24 auf, mit dem das Hebeorgan 1 1 verschwenkt wird. Ein stabförmiges Kolbenelement 25 ist dazu mit einem Endabschnitt geradlinig beweglich innerhalb eines Zylinderelements 26 des Linear-Aktors 24 geführt. Das andere Ende des stabförmigen Kolbenelements 25 ist einstückig mit einem flanschartigen Endabschnitt 27 verbunden, der wiederum über eine Schwenkachse 28 schwenkbar mit dem Hebeorgan 11 verbunden ist. Auf der dem Hebeorgan 1 1 zugerichteten Seite weist das Zylinderelement 26 einen zylindrischen Begrenzungsflansch 29 auf. Zwischen diesem Begrenzungsflansch 29 und dem flanschartigen Endabschnitt 27 umgibt ein als Torsionsfeder 30 ausgebildetes elastisches Element 14 den sichtbaren Abschnitt 31 des stabförmigen Kolbenelements 25, also den Abschnitt, der nicht innerhalb des Zylinderelements 26 angeordnet ist, über die gesamte Abschnittslänge. Das Hebeorgan 11 ist über eine oberhalb der Schwenkachse 28 angeordnete, weitere Schwenkachse 32 direkt mit einem endseitigen Abschnitt des Motorgehäuses 13 schwenkbar verbunden.

Das Zylinderelement 26 ist mittels eines Spindeltriebs 33 relativ zu der Motorgehäuselängsachse des Motorgehäuses 13 verfahrbar. Durch Verfahren des Zylinderelements 26 in Richtung des Hebeorgans 11 bewegt sich der zylindrische Begrenzungsflansch 29 in Richtung der Torsionsfeder 30 relativ zu dem innerhalb des Zylinderelements 26 geradlinig geführten Kolbenelements 25, bis die durch Zusammendrücken der Torsionsfeder 30 bewirkte Rückstellkraft so groß ist, dass ein weiteres Verfahren des Zylinderelements 26 zu einem Verschwenken des Hebeorgans 11 um die Schwenkachse 32 nach oben führt.

In Fig. 4 ist ein Stimulationsaktor 10 in Draufsicht gezeigt, dessen Verstellaktor 18 im Vergleich zu dem Stimulationsaktor gemäß Fig. 2 als elastisches Element 14 eine aus zwei verbundenen Einzelringen bestehende Ringfeder 34 aufweist. Eine Exzenterscheibe 23 übt je nach Stellung mehr oder weniger Druck auf die Ringfeder 34 auf. Die Ringfeder 34 steht in Wirkverbindung mit dem Hebeorgan 11 , das je nach Stellung der Exzenterscheibe 23 nach oben oder nach unter verschwenkt wird.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stimulationsaktors 10 in Seitenansicht. Ein Motorgehäuse 13 des Stimulationsaktors 10 ist an einem als Federleiste 35 ausgebildeten Tragelement einer nur teilweise dargestellten Unterfederung befestigt. Dazu ist an der Oberseite des Motorgehäuses 13 ein elastischer Clip 36 angeordnet, der mit entsprechenden Clip-Armen federnd in Nuten 37 der Federleiste 35 eingerastet ist. Die Nuten verlaufen auf beiden Seiten der Federleiste 35 parallel zur Längserstreckung derselben. Die Erfindung ist naturgemäß nicht auf eine derartige Verbindungsart begrenzt, sondern es sind vielfältige Lösungen zur Verbindung der Stimulationsaktoren mit den Tragelementen oder anderen Bauteilen der Unterfederung denkbar.

Endseitig ist an der Federleiste 35 ein Lagerkopf 38, nämlich eine Verbindungshülse angeordnet, in die das Ende der Federleiste 35 eingesteckt ist. Der Lagerkopf 38 ist über ein elastisches Hebeorgan 11 mit einem in Längserstreckung der Unterfederung verlaufenden Profil 39 federnd verbunden. Das Profil 39 kann beispielsweise der Längsholm eines üblichen Bettrahmens sein. Das elastische Hebeorgan 11 weist einen ersten federnden Lagerarm 40 auf, der eine direkte elastische Lagerung des Lagerkopfs 38 und somit der Federleiste 35 an dem Profil 39 schafft. Dazu geht der Lagerarm 40 einstückig in ein Längsprofil 41 über, das in Längserstreckung des Profils 39 mit diesem fest verbunden ist. Das elastische Hebeorgan 11 weist einen zweiten, als Kniehebel ausgebildeten Lagerarm 42 auf. Ausgehend von einem Kniegelenk 43 ist der Kniehebel 42 über einen oberen Kniehebelarm 44 mit dem Lagerkopf 38 wirkverbunden. Ein von dem Kniegelenk 43 ausgehender, unterer Kniehebelarm 45 ist mit dem Längsprofil 41 verbunden. Ein von dem Kniegelenk 43 ausgehender, mittlerer Kniehebelarm 46 schließlich ist über elastisches Element 14, nämlich eine Torsionsfeder 47, mit einem als Zugspindel ausgebildeten Linear-Aktor 24 verbunden.

Durch Verfahren der Zugspindel auf das Hebeorgan 11 zu oder von dem Hebeorgan 11 weg wird die Vorspannung des elastischen Elements 14 verändert. Der Kniehebel 42 erfährt infolgedessen Kräfte in Wirkrichtung des elastischen Elements 14, was zu einer Stauchung bzw. Streckung des gesamten Hebeorgans 11 und damit letztlich zu einer Auf- und Abbewegung der Federleiste 35 führt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stimulationsaktors 10. Dabei wirkt eine Exzenterscheibe 23 eines motorgetriebenen Exzenters unmittelbar auf ein den Lagerkopf

38 einer Federleiste 35 lagerndes, elastisches Element 14 ein. Das elastische Element 14 weist zwei miteinander verbundene, in Draufsicht ovale Federringe 48, 49 auf. Der

Federring 49 weist an der Ringoberseite einen zwei gegenüberliegende Ringabschnitte miteinander verbindenden Halbbogen 50 auf. Auf dem Halbbogen 50 liegt der Lagerkopf 38 der Federleiste 35 auf. Seitlich stützt sich der Federring 49 insbesondere über ein

Plattenelement 63 beispielsweise an einem Seitenprofil/Längsholm der Unterfederung oder eines Bettes ab. Durch Aus- bzw. Einfahren der Exzenterscheibe 23 werden die miteinander verbundenen Federringe 48, 49 zusammengedrückt bzw. entspannt, was zu einer Auf- und Abbewegung des Halbbogens 50 und somit der Federleiste 35 führt. Bei dieser Ausführungsform eines Stimulationsaktors 10 dient das elastische Element demnach unmittelbar zugleich als Hebeorgan.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stimulationsaktors 10 in Seitenansicht. Ein Motorgehäuse 13 mit Getriebe 17 treibt über eine Spindel 51 einen Kolben innerhalb eines Hydraulik-Zylinder 52 an. Das in dem Hydraulik-Zylinder 52 befindliche Fluid wird in einen volumenelastischen, balgartigen Hohlkörper 53 gedrückt, der an den Hydraulik- Zylinder 52 über eine Verbindungsleitung 54 angeschlossen ist. Der balgartige Holkörper 53, der als Hebeorgan 11 wirkt, weist an der Oberseite einen Lagerkopf 55 auf, auf den beispielsweise eine Federleiste aufgelegt werden kann. Infolge von entsprechenden Hubbewegungen des Kolbens des Hydraulik-Zylinders 52 wird der balgartige Hohlkörper 53 gedehnt bzw. entspannt, was letztlich zu Auf- und Abbewegungen des aufliegenden Tragelements der Unterfederung, beispielsweise der Federleiste führt. Falls der balgartige Hohlkörper 53 nicht ausreichend volumenelastisch ist, kann zusätzlich ein Luftreservoir 56 als Federelement vorgesehen sein.

Fig. 8 schließlich zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines Stimulationsaktors 10, bei der auf einen Motorantrieb vollständig verzichtet werden kann. Ein als balgartiger Hohlkörper 53 ausgebildetes Hebeorgan 11 weist im Innern als elastisches Element 14 eine Torsionsfeder 57 aus einem sogenannten Shape-Memory-Metall wie etwa einer NiTi- Legierung auf. Alternativ kann auch ein Bimetall eingesetzt werden. Die Torsionsfeder 57 umgibt eine Heizspirale 58. Der Hohlkörperboden 59 wird aus einer Kühlfläche eines Kühlelements 60, nämlich eines Peltier-Elements, gebildet. Die Torsionsfeder 57 erstreckt sich innerhalb des Hohlkörpers 53 vom Hohlkörperkopf 61 bis zum Hohlkörperboden 59, also der Kühlfläche des Peltier-Elements 60. An das Peltier-Element 60 schließt sich noch ein weiteres, allerdings passives und mit Kühlrippen versehenes Kühlelement 62 an.

Durch wechselndes Heizen und/oder Kühlen der Torsionsfeder 57 verändert diese ihre äußeren Abmessungen, insbesondere ihre Längsausdehnung. Dadurch wird der mit der Torsionsfeder verbundene Hohlkörperkopf 61 und damit das diesem zugeordnete Tragelement der Unterfederung jeweils auf- bzw. abbewegt.

Über eine nicht dargestellte Steuerungseinheit können die einzelnen Stimulationsaktoren vorzugsweise individuell unabhängig voneinander gesteuert werden, sodass eine Unterfederung sowie eine auf dieser aufliegenden Matratze oder dergleichen unterschiedliche Hubbewegungen ausführen kann. Durch unterschiedliche Programme der Steuerungseinheit sind unterschiedliche Hubbewegungen der Matratze möglich. Durch entsprechende Programme der Steuerungseinheit sind unterschiedliche Hubbewegungen der Matratze oder vorzugsweise eines Teils derselben möglich. Im einfachsten Falle werden alle Huborgane gleichzeitig (synchron) angehoben bzw. abgesenkt, wodurch sich die ganze Matratze senkrecht auf- und abbewegt und sich die Form der Matratzen an der Oberfläche nicht wesentlich verändert. Es ist auch denkbar, durch eine entsprechende Steuerung nur alle Huborgane auf einer Seite der Matratze gleichzeitig anzuheben oder abzusenken, während die auf der anderen Seite liegenden Huborgane unbetätigt bleiben. Dadurch kommt es zu einer Schrägstellung der Matratze bzw. eine Verkippung der Matratze um die Längsrichtung. Denkbar ist es auch, alle Huborgane auf der einen Seite anzuheben und alle Huborgane auf der anderen Seite gleichzeitig abzusenken. Dadurch kann die Matratze um einen Maximalwinkel verkippt werden.

Ein anderes Bewegungsprogramm sieht es vor, die Leisten in Längsrichtung nach und nach gleichzeitig anzuheben und abzusenken. Dazu werden zumindest auf gegenüberliegenden Seiten einer Leiste zugeordnete Huborgane jeweils gleichzeitig betätigt. Durch aufeinanderfolgendes Anheben und/oder Absenken der Leisten in Längsrichtung der Unterfederung wird auf der Matratzenoberfläche eine fortlaufende Wellenbewegung erzeugt. Eine weitere Möglichkeit der Bewegung der Matratze besteht darin, das zunächst auf einer Seite die Huborgane einzeln nacheinander in Längsrichtung angehoben und wieder abgesenkt werden. Nachdem die Hubbewegung entlang eines Balkenelements auf einer Seite stattgefunden hat, wird sie auf der anderen Seite fortgesetzt und zwar entgegen der Längsrichtung. Auf diese Weise erfährt die auf der Matratze liegende Person eine Art Rotationsbewegung. Die vorstehend beschriebenen Bewegungsarten der Matratze und der darauf liegenden Person sind beliebig erweiterbar, so dass die Erfindung auf die vorstehend beschriebenen Bewegungsmöglichkeiten nicht beschränkt ist. Insbesondere sind beliebige Überlagerungen der Bewegungen einzelner Huborgane denkbar.

Bei Bedarf ist es auch möglich, die automatische Steuerung mindestens momentan auszuschalten und die Huborgane manuell zu steuern. Dieses geschieht vorzugsweise von einer auf der Matratze liegenden Person, die damit die Bewegungen steuern und beeinflussen kann, wie sie am angenehmsten empfunden werden. Das gilt insbesondere für den Fall, das die erfindungsgemäße Unterfederung zur Schmerztherapie eingesetzt wird. Von der Steuerung können auch die Hubwege und/oder die Hebe- bzw. Senkgeschwindigkeit der Huborgane individuell gesteuert werden. Denkbar ist es auch, die Huborgane oder gleichwirkende Luftfedern als Stütz- bzw. Stimulationselemente auf der Bettoberfläche anzuordnen oder sogar der Zudecke zuzuordnen. Es ist des Weiteren möglich, die frei programmierbare Steuerung der Huborgane so auszubilden, dass sie Rückkopplungen ermöglicht. Dazu werden physiologische Daten derjenigen Person, die auf der Matratze liegt, insbesondere seine Bewegungen, gemessen und die Messwerte von der Steuerung herangezogen, um die Bewegungen der Huborgane gezielt zu steuern. Die Messung beispielsweise der Bewegung einer auf der Matratze liegenden Person kann durch eine Ermittlung des Innendrucks im Balg oder der Luftzuleitung zum Balg erfolgen. Die Steuerung ermöglicht es, durch eine entsprechende Programmwahl die Matratze durch die Huborgane sowohl periodisch als auch unregelmäßig, insbesondere quasiperiodisch, zu bewegen. Auch können in die Steuerung neben den vorstehend erwähnten Rückkopplungswerten andere Signale einfließen, beispielsweise akustische Signale, und zwar insbesondere Musiksignale. Auch visuelle Signale, beispielsweise Farbsignale, sind von der Steuerung bei Bedarf verarbeitbar.

Die erfindungsgemäße Unterfederung, insbesondere die Steuerungen der von der Unterfederung herbeigeführten Bewegungen des Betts, Liegemöbel oder Sitzmöbels dienen zur Stimulation, insbesondere basal stimulierenden Pflege von Bewusstlosen, Beatmeten, Desorientierten, Somnolente, Schädel-Hirntraumatisierte, Patienten mit hypoxischen Hirnschäden, Alzheimer, in der Beweglichkeit eingeschränkten Patienten, Behinderte und/oder Frühgeborene. Bei der Stimulation kann es sich um somatische Stimulation, visibuläre Stimulation, vibratorische Stimulation, orale Stimulation, auditive Stimulation, taktil-haptische Stimulation, visuelle Stimulation sowie Kombinationen der vorgenannten Stimulationsarten handeln. Die Folge der Stimulation ist vor allem die Beseitigung einer Reizarmut. Die Stimulation durch gezielte Bewegung, insbesondere der Matratze, dient insbesondere zur Dekubitusprophylaxe und/oder Dekubitustherapie. Darüber hinaus dient die Stimulationen auch zur Unterstützung bei der Schmerztherapie und/oder zur Wahrnehmungsförderung. 24. April 2006/6228

Bezugszeichenliste

10 Stimulationsaktor 39 Profil

11 Hebeorgan 40 Lagerarm

12 Schwenkachse 41 Längsprofil

13 Motorgehäuse 42 Kniehebel

14 elastisches Element 43 Kniegelenk

15 Zugband 44 oberer Kniehebelarm

16 Drehachse Wickelrolle 45 unterer Kniehebelarm

17 Getriebe 46 mittlerer Kniehebelarm

18 Verstellaktor 47 Torsionsfeder

19 Zugband 48 Federring

20 Abschnitt 49 Federring

21 Abschnitt 50 Halbbogen

22 Achse / Drehachse 51 Spindel

23 Exzenterscheibe 52 Hydraulik-Zylinder

24 Linear-Aktor 53 Hohlkörper

25 Kolbenelement 54 Verbindungsleitung

26 Zylinderelement 55 Lagerkopf

27 Endabschnitt 56 Luftreservoir

28 Schwenkachse 57 Torsionsfeder

29 Begrenzungsflansch 58 Heizspirale

30 Torsionsfeder 59 Kühlfläche

31 Abschnitt 60 Kühlelement

32 Schwenkachse 61 Hohlkörperkopf

33 Spindeltrieb 62 Kühlelement

34 Ringfeder 63 Plattenelement

35 Federleiste

36 Clip

37 Nut

38 Lagerkopf

Claims

24. April 2006/6228Patentansprüche

1. Stimulationsaktor zur Bewegung von Auflageflächen, insbesondere Sitz-, Stehoder Liegeflächen, von Matratzen, Möbeln oder dergleichen, der ein bewegbares Hebeorgan (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebeorgan (11) mittels eines elastischen Elements (14) elastisch gelagert ist, wobei das elastische Element (14) derart angeordnet ist, dass zumindest eine Hauptwirkrichtung desselben winklig, vorzugsweise im Wesentlichen transversal, zur Richtung der Bewegung des Hebeorgans verläuft.

2. Stimulationsaktor gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (14) mit einer Vorspannung beaufschlagbar ist.

3. Stimulationsaktor gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Verstellaktor (18), der mit dem elastischen Element (14) derart zusammenwirkt, dass dessen Vorspannung veränderbar ist.

4. Stimulationsaktor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellaktor (18) einen Linear-Aktor, einen Exzenter, einen Kurbeltrieb oder eine Bandaufwicklung aufweist.

5. Stimulationsaktor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellaktor (18) einen elektromotorischen oder einen elektrohydraulischen Antrieb aufweist oder als Shape-Memory-Aktor ausgebildet ist.

6. Stimulationsaktor gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit des elastischen Elements (14) entlang der

Hauptwirkrichtung veränderbar ist.

7. Stimulationsaktor gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebeorgan (11) einen um eine Schwenkachse (12, 32) verschwenkbaren Winkelhebel mit zumindest zwei Hebelarmen aufweist, dessen einer Hebelarm der Auflagefläche zur Bewegung derselben zugeordnet werden kann und dessen anderer Hebelarm mit dem elastischen Element (14) wirkverbunden ist.

8. Stimulationsaktor gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (14) ausgebildet ist als Torsionsfeder (30, 47, 57), insbesondere als Spiralfeder, Gummifeder, elastisches Band, Kniehebelfeder, Ringfeder, Hydraulikfeder, Gasfeder oder Shape-Memory-Feder.

9. Stimulationsaktor zur Bewegung von Auflageflächen, insbesondere Sitz-, Stehoder Liegeflächen, von Matratzen, Möbeln oder dergleichen, insbesondere gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, der ein bewegbares Hebeorgan (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stimulationsaktor (10) einen Elektromotor aufweist, der das Hebeorgan (11) antreibt.

10. Stimulationsaktor gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebeorgan (11) als balgartiger Hohlkörper (53) ausgebildet ist, wobei die Bewegung des balgartigen Hohlkörpers (53) über einen von dem Elektromotor angetriebenen hydraulischen und/oder pneumatischen Antrieb erfolgt.

11. Stimulationsaktor gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der balgartige Hohlkörper (53) federelastische Eigenschaften aufweist.

12. Stimulationsaktor gemäß Anspruch 9, 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Federung des Hebeorgans (11) ein Gas- oder Luftfedersystem vorgesehen ist.

13. Stimulationsaktor zur Bewegung von Auflageflächen, insbesondere Sitz-, Stehoder Liegeflächen, von Matratzen, Möbeln oder dergleichen, insbesondere gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, der ein bewegbares Hebeorgan (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebeorgan eine Shape-Memory-Feder aufweist, wobei die Bewegung des Hebeorgans (11) durch Heizen und/oder Kühlen und daraus resultierenden Abmessungsänderungen der Shape-Memory-Feder bewirkbar ist.

14. Stimulationsaktor gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung der Shape-Memory-Feder durch ein dem Hebeorgan (11) zugeordnetes Peltier- Element (60) erfolgt.

15. Stimulationsaktor gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Shape-Memory-Feder innerhalb eines insbesondere wärmeisolierenden, balgartigen Hohlkörpers (53) angeordnet ist.

16. Mikrostimulationssystem mit einem oder mehreren Stimulationsaktoren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche sowie mit einer zentralen Steuereinrichtung zur Steuerung der Stimulationsaktoren, wobei vorzugsweise die Stimulationsaktoren (10) über eine zentrale Steuereinrichtung des Mikrostimulations- systems individuell unabhängig voneinander betätigbar und/oder über die Steuereinrichtung die Stimulationsaktoren (10) in verschiedenen Bewegungsmustern bewegbar sind.