WO2003084607A1

WO2003084607A1 - Einrichtung zum temperieren und/oder magnetfeldbehandeln eines in einem sitz befindlichen körperteils

Info

Publication number: WO2003084607A1
Application number: PCT/EP2003/003693
Authority: WO
Inventors: Mariola Hasse; Ines Hasse; Eduard Sawicki
Original assignee: Hasse, Erwin
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2003-10-16
Also published as: DE10216009A1; DE10216009B4; AU2003227587A1

Abstract

Eine Einrichtung zum Temperieren und/oder Magnetfeldbehandeln eines in Anlage an einer Außenfläche eines Bauteils befindlichen Teils, insbesondere Körperteils, enthält eine in dem Bauteil (2,4) unterhalb der Fläche angeordnete Leiterbahnordnung (6) und eine über eine Anschlussvorrichtung an die Leiterbahn anschließbare Stromversorgungsvorrichtung (10), wobei die Stromversorgungsvorrichtung und/oder die Anschlussvorrichtung zwischen einem Temperiermode und einem Magnetfeldmode umschaltbar sind und die Leiterbahnanordnung derart ist, dass im Temperiermode zumindest ein Teil der Fläche des Bauteils erwärmt wird und im Magnetfeldmode zumindest ein Teil der Fläche ein senkrecht zu ihr gerichtetes Magnetfeld erzeugt.

Description

EINRICHTUNG ZUM TEMPERIEREN UND/ODER MAGNET - FELDBEHANDELN EINES IN EINEM SITZ

BEFINDLICHEN KÖRPERTEILS

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Temperieren und/oder Magnetfeldbehandeln eines in Anlage an einer Außenfläche eines Bauteiles befindlichen Teils, insbesondere Körperteils.

Insbesondere an Fahrzeugsitze werden vielfältige hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere die Fahrersitze von LKWs, aber auch von PKWs stellen Arbeitsplätze dar, auf denen über viele Stunden mit hoher Konzentration gearbeitet werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Fahrzeugsitze derart auszubilden, dass die Leistungsfähigkeit von auf ihnen befindlichen Personen gesteigert ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Es ist zwar seit langer Zeit bekannt, Fahrzeugsitze mit Heizeinrichtungen in Form von in den Sitz integrierten Heizmatten zu versehen, mittels derer die Oberfläche des Sitzes temperiert werden kann, so dass das Wohlbefinden einer darauf befindlichen Person, insbesondere bei Fahrtbeginn an kalten Tagen, gesteigert werden kann. Ein Aspekt der Erfindung liegt darin, solche Fahrzeugsitze dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine auf ihnen befindliche Person einer Magnetfeldbehandlung ausgesetzt werden kann, die in vielerlei Hinsicht das Wohlbefinden, die Leistungsfähigkeit und die Gesundheit allgemein fördert.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung gerichtet.

Die Erfindung kann für alle Arten von Sitzen oder auch Liegen angewendet werden, die zur Aufnahme von Personen, aber auch von Tieren, geeignet sind. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung für Fahrzeugsitze, aber auch für Stühle, insbesondere Bürostühle, auf denen über viele Stunden gearbeitet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es stellen dar:

Fig.l eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugssitzes, Fig.2 ein Beispiel für die Verlegung einer Leiterbahn, Fig.3 ein weiteres Beispiel für die Verlegung einer Leiterbahn, Fig.4 ein Beispiel für die Verlegung von Leiterbahnen und

Fig.5 ein Beispiel einer Umschaltung zwischen einem Temperiermode und einem Magnetfeldmode .

Gem. Figur 1 weist ein Fahrzeugsitz, beispielsweise der Fahrersitz eines Lastkraftwagens, ein Sitzkissen 2 und eine Sitzlehne 4 auf, In das Sitzkissen 2 und in die Sitzlehne 4 sind in an sich bekannter Weise unter deren Oberfläche mit Leiterbahnen versehene Matten 6 integriert, wie sie beispielsweise als Heizmatten bekannt sind

Mit den Leiterbahnen der Matte 6 ist über eine Verbindungsleitung 8, die mehrere Einzelleiter enthalten kann, ein Steuergerät 10 verbunden, das in die nicht dargestellte Schalttafel des Kraftfahrzeugs integriert ist und Bedienelemente 12, 14 und 16 aufweist.

Ein Problem, das sich bei der Verwendung einer mit Leiterbahnen versehenen Matte 6 einerseits für eine Beheizung bzw. Temperierung des Sitzes und anderseits für eine Magnetfeldbehandlung einer auf dem Sitz sitzenden Person stellt, liegt darin, daß bei einer Temperierung des Sitzes die zu beheizende Fläche möglichst rasch auf eine vorgegebene Temperatur gebracht und dort gehalten werden muss, wozu hohe Leistungen erforderlich sind, wohingegen bei einer Magnetfeldbehandlung ein Magnetfeld in den Körper einer auf dem Sitz befindlichen Person eindringen muss und dieses Magnetfeld, je nach erstrebter Behandlung sich so rasch ändern muss, dass aufgrund von elektrodynamischen Induktionswirkungen in der Person lokal elektrische Felder erzeugt werden, die zu einem Ionentransport führen. Weder die Magnetfelder, noch die durch deren zeitliche Änderung erzeugten elektrischen Felder dürfen vorbestimmte Größen übersteigen. Für die wirkungsgradgünstige Erzeugung von Magnetfeldern sind Spulen erforderlich, die eine Fläche mit mehreren Windungen umschließen, wohingegen für die. Erzeugung von Wärme eine möglichst flächige Verteilung der Leiter zweckmäßig ist. Entsprechend können in der Matte 6 zwei vollständig getrennte Leiterbahnsysteme vorgesehen sein, eines für das Temperiersystem und eines für die Magnetfeldbehandlung. In dem Steuergerät 10 sind vorteilhafterweise von einem Mikroprozessor gesteuerte Treiberschaltungen zur Beaufschlagung der jeweiligen Leiterbahnsysteme mit Heizstrom und Strom zur Magnetfelderzeugung vorgesehen, wobei mit den Bedienelementen 12 beispielsweise ein Temperiermode eingeschaltet werden kann, indem die entsprechenden Leiterbahnen mit dem Steuergerät 10 verbunden werden und mit Temperier- bzw. Heizstrom beaufschlagt werden, wohingegen bei Betätigung des Bedienelements 14 ein Magnetfeldmode eingeschaltet wird, in dem Leiterbahnen mit Strömen zur Erzeugung eines Magnetfeldes versorgt werden. Mit dem Bedienelement 16 kann beispielsweise im Temperiermode die Temperatur vorgewählt werden und im Magnetfeldmode zwischen unterschiedlichen Programmen zur Magnetfeldbehandlung und anderen, beispielsweise personenbezogenen Programmen gewählt werden

Fig. 2 stellt eine in den oder einer der Matten 6 integrierte Leiterbahn 18 dar, wobei die Leiterbahn 18 von einer Anschlussklemme 20 zunächst mäanderrormig durch eine Hälfte der zu temperierenden Fläche weg von der Anschlußklemme 20 führt und dann mäanderförmig durch die andere Hälfte der Fläche zur Anschlußklemme 22 führt.

Wie ersichtlich, ist der Leiter der Leiterbahn 18, beispielsweise ein isolierter Draht, über die von der Leiterbahn 18 überdeckte Fläche im wesentlichen gleichmäßig verteilt, so daß bei Strombeaufschlagung der Leiterbahn 18 infolge ohmscher Erwärmung sich eine etwa homogene flächige Aufheizung ergibt. Die für ein rasches Aufheizen erforderlichen Heizleistungen, die in der Leiterbahnen 18 im ohmsche Wärme umgesetzt werden, liegen kurzzeitig durchaus im Bereich mehrere 100 Watt bis über 1 kW. Die Leistungs- bzw. Temperaturregelung erfolgt beispielsweise dadurch, dass der temperaturabhängige Widerstand der Leiterbahn 18 in Steuergerät 10 gemessen wird und die Stromstärke auf einen Wert geregelt wird, bei der der Widerstand einen einer vorbestimmten Temperatur entsprechenden Wert hat. Ein gesonderter Temperaturfühler kann auf diese Weise eingespart werden.

Bei Verwendung zur Magnetfeldbehandlung, für die i.a. erheblich weniger elektrische Leistung erforderlich ist, bildet sich bei Beaufschlagung der "Manderspule" der Fig. 2 ein Magnetfeld, dessen Feldlinien zwischen zwei einander benachbarten Leiterbahnenabschnitten der gem. Fig. 2 waagerechten Abschnitte der Leiterbahn 18 jeweils entgegengesetzt gerichtet sind und das in dem zwischen den mäanderformigen Leiterbahnenabschnitten bestehenden senkrechten Abschnitt gleichsinnig gerichtet ist.

Fig. 3 zeigt eine alternative Leiterbahnanordnung, wobei die Leiterbahn 24 eine insgesamt spiralförmige Spule bildet, deren Leiterbahnen die Fläche der Spule etwa homogen belegen. Ein Magnetfeld ist radial innen am stärksten und nimmt nach außen hin ab.

Fig. 4 zeigt eine Leiterbahnenanordnung, wie sie ähnlich in der deutschen Patentanmeldung DE 198 03 428.8 beschrieben ist. Die Leiterbahnanordnung der Fig. 4 enthält eine äußere Spule 26, die durch ein Flachbandkabel mit mehreren nebeneinander angeordneten, gegenseitig isolierten Leitern besteht. Das Flachbandkabel ist an den Ecken 32 der Spule unter Umknicken aufeinander gelegt, so dass die Spule 26 insgesamt flach ist. Die beiden Enden des Flachbandkabels sind zu einer Anschlusseinheit 34 geführt und dort mit Kontaktfahnen 36 und 38 (Fig. 5) verbunden.

Innerhalb ihrer Umfangsfiäche enthält die Spule 26 im dargestellten Beispiel zwölf weitere Spulen 40, die ebenfalls als Spulen mit mehreren Windungen ausgeführt sein können oder ähnlich den Leiterbahnen 18 bzw. 24 der Fig. 2 und 3 gestaltet sein können. Die Spulen 40 sind mit Anschlußleitungen 42 und 44 derart verbunden, daß sie parallel zueinander geschaltet sind.

Wie in Fig. 5 genauer dargestellt, sind die Kontaktfahnen 36, 38 über bewegliche Kontaktbrücken 46 derart miteinander verbunden, daß in der dargestellten Stellung der Kontaktbrücken 46, die einem Magnetfeldmode entspricht, der gem. Figur 5 oberste Leiter 30a mit der Anschlußklemme 20 verbunden ist und nach Durchlaufen einer Windung über eine erste Kontaktbrücke mit dem nachfolgenden Leiter 30b verbunden ist, der nach Durchlaufen der Spule 26 über eine weitere Kontaktbrücke mit dem nächsten Leiter 30 c verbunden ist, bis schließlich der letzte Leiter 30e mit der Anschlußklemme 22 verbunden ist. Auf diese Weise bilden die Leiter 30a bis 30 e des Flachbandkabel 28 eine Spule 26 mit fünf Windungen, in deren Innerem bei Strombeaufschlagung ein weitgehend homogenes, senkrecht zur Papierebene gerichtetes Magnetfeld entsteht.

Unterhalb der Kontaktfahnen 36 befinden sich zwei weitere Kontaktbrücken 48 und 50, die senkrecht zur Papierebene bewegbar sind.

Beim Umschalten aus dem dargestellten Magnetfeldmode werden die Kontaktbrücken 46 über ein nicht dargestelltes Betätigungsglied gemeinsam in die gestrichelt dargestellte Stellung bewegt, in der die Verbindung zwischen sich gegenüberliegenden Kontaktfahnen 36 und 38 aufgetrennt ist. Weiter werden beim Umschalten aus dem Magnetfeldmode in den Temperiermode die Kontaktbrücken 48 und 50 von unten an die Kontaktfahnen 36 und 38 heran bewegt, so dass sie die gem. Figur 5 linksseitigen und rechtzeitigen Kontaktfahnen unter sich miteinander und zusätzlich mit den Anschlussleitungen 42 und 44 verbinden, über die die Stromversorgung der Spulen 40 erfolgt.

Im Temperiermode wird somit von der mit mehreren, in Reihe geschalteten Windungen ausgebildeten Spule 26, die zur Erzeugung eines Magnetfeldes günstig ist, auf eine Spule umgeschaltet, die eine Windung aus fünf zueinander parallelen Leitern hat. Zusätzlich werden die parallel geschalteten Spulen 40 aktiviert Auf diese Weise wird von dem optimal zum Erzeugen eines Magnetfeldes geeigneten Magnetfeldmode auf den Temperiermode umgeschaltet, der zur flächigen Beheizung der von der Leiteranordnung gemäß Fig. 4 überdeckten Fläche geeignet ist.

Der in Fig. 5 mechanisch dargestellte, beispielsweise elektromagnetisch betätigte Umschaltmechanismus kann auch durch Halbleiterschaltelemente ausgeführt werden, die von dem Steuergerät 10 aus angesteuert werden. Die Umschaltung kann auch im Steuergerät 10 selbst erfolgen, wobei dann vom Steuergerät 10 zu dem Sitz eine entsprechende Vielzahl von Leitungen führt.

Die in dem Steuergerät 10 enthaltenen Treiberschaltungen können im Magnetfeldmode beispielsweise Stromimpulse erzeugen, wie sie in der DE 100 25 463 AI beschrieben sind. Es hat sich herausgestellt, daß Stromimpulse, die ein zur Magnetfeldbehandlung geeignetes Feld erzeugen, vorteilhaft steile Anstiegsflanken und langsamere Abfallflanken aufweisen. Vorteilhafterweise ändern sich der Abstand, die Amplitude und/oder die Dauer der Stromimpulse nach vorbestimmten Programmen, wobei mittels des Bedienelements 16 zwischen unterschiedlichen Programmen gewählt werden kann. Eine typische Dauer eines Stromimpulses liegt zwischen 1 und 2 ms. Die Frequenz der Stromimpulse liegt beispielsweise zwischen 1 und 20 Hz. Die Anzahl jeweils aufeinanderfolgender Stromimpulse innerhalb eines Impulszyklus, in dem eine Ruhezeit einer Anzahl von Impulsen folgt, beträgt zwischen 10 und 40. Die Dauer einer Anstiegsflanke beträgt beispielsweise 5 μs. Das in der Windungsfläche der Spule 26 erzeugte Magnetfeld beträgt beispielsweise 0,05 mTesla.

Die beschriebenen Anordnungen können in vielfaltiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise können einige der Spulen 40 oder alle Spulen 40 der Anordnung gemäß Fig. 4 auch im Magnetfeldmode betrieben werden, um zusätzliche Behandlungsparameter zu ermöglichen. Die Leiterbahnordnung in dem Sitzkissen 2 kann unterschiedlich von der der Sitzlehne 4 sein. Weiter können der Temperiermode und der Magnetfeldmode gleichzeitig durchgeführt werden, indem dem im Temperiermode fließenden Strom Stromimpulse überlagert werden. Wenn die Leistungssteuerung im Temperiermode durch ein Tastverhältnis des eingespeisten Stroms erfolgt, können dessen Flanken langsam gegenüber den Flanken, insbesondere den Anstiegsflanken, der überlagerten Stromimpulse für die Magnetfeldbehandlung sein. Im Temperiermode kan mit Gleichstrom bearbeitet werden, dessen Stärke mittels eines DC-DC Wandlers geregelt wird. Dem Temperiergleichstrom können die Stromimpulse zur Magentfeldbehandlung überlagert werden.

Es versteht sich, dass die am Beispiel eines Fahrzeugsitzes geschilderte Möglichkeit einer Temperierung und einer Magnetfeldbehandlung auch auf Stühle, Sessel, Liegen, Decken usw. angewendet werden kann. Für einzelne Gegenstände, insbesondere beispielsweise für Bürostühle, ist die Möglichkeit einer Temperierung nicht zwingend, so daß nur die Integration von für eine Magnetfeldbehandlung geeigneten Leiterbahnen vorteilhaft sein kann. Insgesamt ist es jedoch effizient und zweckmäßig, zumindest einzelne Leiterbahnen sowohl für eine Temperierung, als auch für eine Magnetfeldbehandlung zu verwenden. Die Anmelderin behält sich vor, auf weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes in Kombination oder einzeln Ansprüche zu richten.

Bezugszeichenliste

2 Sitzkissen

4 Sitzlehne

6 Matte

8 Verbindungsleitung

10 Steuergerät

12 Bedienelement

14 Bedienelement

16 Bedienelement

18 Leiterbahn 0 Anschlussklemme 2 Anschlussklemme 4 Leiterbahn 6 Spule 8 Flachbandkabel 0 Leiter 2 Ecke 4 Anschlusseinheit 6 Kontaktfahne 8 Kontaktfahne 0 Spule 2 Anschlussleitung 4 Anschlussleitung 6 Kontaktbrücke 8 Kontaktbrücke 0 Kontaktbrücke

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Temperieren und/oder Magnetfeldbehandeln eines in Anlage an einer Außenfläche eines Bauteils befindlichen Teils, insbesondere Körperteils, enthaltend eine in dem Bauteil (2,4) unterhalb der Fläche angeordnete Leiterbahnordnung (18; 24; 26, 40) und eine über eine Anschlussvorrichtung (34) an die Leiterbahn anschließbare Stromversorgungsvorrichtung (10), wobei die Stromversorgungsvorrichtung und/oder die Anschlussvorrichtung zwischen einem Temperiermode und einem Magnetfeldmode umschaltbar sind und die Leiterbahnanordnung derart ist, dass im Temperiermode zumindest ein Teil der Fläche des Bauteils erwärmt wird und im Magnetfeldmode zumindest ein Teil der Fläche ein senkrecht zu ihr gerichtetes Magnetfeld erzeugt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest einige der Leiterbahnen (40) nur im Temperiermode Stromdurchflossen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leiterbahnanordnung Leiterbahnen enthält, die wenigstens im Magnetfeldmode eine parallel zur Fläche angeordnete Spule (26) mit mehreren in Reihe geschalteten Windungen bilden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, wobei die Anschlussvorrichtung (34) die Leiterbahnanordnung mit der Stromversorgungseinrichtung im Temperiermode und im Magnetfeldmode unterschiedlich anschließt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest einige der Leiterbahnen (30a - 30d) im Magnetfeldmode in Reihe und im Temperiermode parallel geschaltet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Stromversorgungseinrichtung (10) im Magnetfeldmode Impulse mit gegenüber der Abstiegsflanke steiler Anstiegsflanke erzeugt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest einige der Leiterbahnen durch ein Flachbandkabel (28) gebildet ist, das an Ecken (32) der Leiterbahnanordnung insgesamt geknickt ist, so dass die Flachheit erhalten bleibt.

8. Sitz, insbesondere Fahrzeugsitz, zur Verwendung in einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Leiterbahnanordnung (6) unter der Sitzfläche und/oder der Rückenlehnenfläche angeordnet ist.

9. Liege zur Verwendung in einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Leiterbahnanordnung unter der Liegefläche angeordnet ist.

10. Zusammenlegbare Decke zur Verwendung in einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Leiterbahnanordnung in die Decke integriert ist.