DE3603351A1

DE3603351A1 - Massagegeraet in form einer liege

Info

Publication number: DE3603351A1
Application number: DE19863603351
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Wien Mottl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-07
Filing date: 1986-02-04
Publication date: 1986-09-04
Also published as: AT386739B; ATA35185A

Description

BESCHREI BJLLÜ

Die Erfindung bezieht sich auf ein Massagegerät in Form einer Liege, die aus nebeneinanderliegenden, mit Druckflüssigkeit gefüllten elastischen Zellen besteht, wobei durch Änderung des Druckes in einzelnen Zellen, in beliebig wählbarer Reihenfolge und Intensität, eine massageartige Wirkung auf den Körper ausgeübt wird.

Y/ Bekannte Geräte ähnlicher Bauart sind sogenannte Wechsel-

druck-Liegekissen, deren nebeneinanderliegende lineare Zellen abwechseln in 2 Gruppen aufgeblasen werden oder in bestimmtem Zyklus nacheinander, eier durch spezielle Wechselventile festgelegt ist. Oder sie bestehen aus punktuellen Zellen, die durch Beschickung mit einem pulsierenden Me-

dium oder durch automatisch wirkende Druckregler periodische Druckimpulse ausüben.

Gemeinsam ist allen diesen Geräten, die eine massageartige Wirkung erzielen, daß die Reihenfolge der Druckimpulse

durch die Bauart des Gerätes, d.h. Anordnung der Zellen

/] oder Art des Ventiles, festgelegt ist, um die Wirkung eines Massagegerätes mit der vielseitigen und individuell differenzierbaren Wirkung einer Handmassage vergleichen

zu können, sind jedoch weiterreichende Anforderungen zu 25

erfüllen, wie

Stärke, Dauer, Ort und Reihenfolge der Druckimpulse

sollen beliebig wählbar sein;

eine örtlich differnzierbare Einwirkung soll möglich

3Q sein, d.h. nachgiebige Körperpartien sollen kräftiger als unnachgiebige Knochenpartien massierbar sein, einzelne Stellen sollen ohne Einwirkung bleiben können;
das Gerät soll also in der Lage sein, selbsttätig harte und weiche Gewebepartien festzustellen und entsprechend unterschiedlicher Druckwirkung auszusetzen;

Ί R Π

anstatt der bloßen Druckwirkung soll auch eine kombinierte Wirkung möglich sein, die das Körpergewebe gleichzeitig vertikal und horizontal beansprucht (Druck- und Schubmassage) ;

einzelne Bewegungen oder Serien von Massageoperationen sollen ohne Zutun des Verwenders automatisch wiederholbar sein;

ferner soll das Gerät, als Voraussetzung für eine wirkungsvolle Massage, optimale Liegebedingungen herstellen können, indem es beispielsweise den Auflagedruck überall gleich und damit zu einem Minimum macht oder einzelne Körperpartien teilweise oder ganz entlastet.

Di_e vorliegende Erfindung betrifft ein Massagegerät in Form einer Liege, bestehend aus aneinandergereihten, elastischen Zellen, mit einem Druck- und einem Ausgleichs behälter, mit einem System von Leitungen, die das Füllen der Zellen mit unter Druck stehender Flüssigkeit aus dem Druckbehälter und die Entleerung der Zellen in den Ausgleichsbehälter ermöglichen, und mit einer Pumpe zur Herstellung des Flüssigkeitsdruckes, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mit Hilfe von elektrisch betätigten Ventilen der Innendruck jeder einzelnen Zelle veränderbar ist, und daß alle Operationen, wie Betätigen der Ventile und Ein- und Ausschalten der Pumpe, von einem zentralen Steuergerät in Form eines Mikroprozessors derart regelbar sind, daß durch aufeinanderfolgende Druckänderungen in einzelnen Zellen eine massageartige Wirkung erzielbar ist.

In der folgenden Beschreibung werden anhand der Figuren mögliche Ausführungsvarianten beispielsweise angeführt.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau des Gerätes. Eine größere Anzahl von mit Flüssigkeit gefüllten Zellen 1

aus elastischem Stoff wie Natur- oder Eunstgummi sind nebeneinander derart auf einer Unterlage 2 angeordnet, daß sie eine Fläche von der Größe des menschlichen Körpers oder von Teilen desselben, z.B. des Rückens, bilden. Ein Druckbehälter 3 enthält unter einem bestimmten Druck stehende Flüssigkeit, während ein Ausgleichsbehälter 4 entspannte Flüssigkeit aufnimmt. Eine elektrisch angetriebene Pumpe 5 fördert die Flüssigkeit vom Ausgleichs- in den Druckbehälter und erzeugt den erforderlichen Arbeitsdruck. Ein System von Zuleitungen und Ableitungen 6 verbindet die Zellen mit dem Druck- und Ausgleichsbehälter. In den Zu- und Ableitungen sind elektrisch betätigte Ventile 7 angeordnet. In jeder Zelle befindet sich ein Druckfühler 8. Die Steuerung erfolgt durch eine zentrale Steueranlage 9 in Form eines Mikroprozessors, dem ein Tastenfeld 10 vorgeschaltet ist.

Fig. 2 und 3 zeigen Möglichkeiten der Anordnung von Zellen im Grundriß, Fig. 4 zeigt Zellen im Schnitt im unbelasteten, Fig. 5 im belasteten Zustand. Bei Steigen des Druckes der Flüssigkeit im Inneren der Zelle dehnt sich die Wand der Zelle aus und die Wände benachbarter Zellen berühren und verformen sich gegenseitig durch den Anpreßdruck zu annähernd quadratischen oder sechseckigen Prismen entsprechend der Anordnung der Zellen? eine weitere Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes führt hauptsächlich zur weiteren Ausdehnung der Zelle in der Höhe, da die Ausdehnung in horizontaler Richtung von den unter ähnlichem

Innendruck stehenden Nachbarzellen verhindert wird. 30

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsart der Zellen, bei denen eine größere Höhenausdehnung und größere Seitenstabilität erreicht wird, indem jede Zelle eine oder mehrere Verstärkungen 11 aufweist, die entweder durch ringförmige Verdickungen des Wandmaterials gebildet werden oder durch außen auf die Zellwand aufgebrachte Umschnürungen aus

Material gleicher oder geringerer Elastizität.

Die beschriebenen Zellen üben bei Erhöhung des Innendruckes eine der Druckmassage ähnliche Wirkung auf den im Kontakt befindlichen Körper aus. Um auch eine schubartige Wirkung ausüben zu können, ähnlich der Schubmassage, ist eine Ausführungsart von Zellen in Fig. 7 gezeigt, die zusätzlich zu den vorher beschriebenen Zellen verwendbar sind. Diese Zellen 12 werden entweder in den freibleibenden Zwickeln oder zwischen je zwei Zellen angeordnet. Sie reagieren infolge ihrer Form und des Verformungsverhaltens ihrer Wände - im Unterschied zu den vorher beschriebenen Zellen - auf eine Erhöhung des Druckes der Flüssigkeit in ihrem Inneren mit einer Ausdehnung hauptsächlich in waagrechter Richtung, d.h. in die Breite (Fig. 8). Dadurch verschieben sich die benachbarten Zellen derart, daß diese bei Erhöhung des Innendruckes gleichzeitig eine vertikale und horizontale Bewegung ausführen und eine kombinierte drückende und schiebende Wirkung auf den betreffenden Körperteil ausüben.

In Fig. 9 bis 11 ist eine weitere Art von Zellen im Längsund Querschnitt dargestellt, die - ausschließlich verwendet oder in Kombination mit anderen Zellen - eine Schubwirkung ausüben. Die Zelle ist von zweiteiligem Aufbau. Der untere Teil 13 bildet die Basis des oberen Teils 14, ist von länglicher Form und auf der Unterlage 2 befestigt. Er ist, ebenso wie die vorher beschriebenen Zellen, mit den Zu- und Ableitungen verbunden und mit Flüssigkeit unter Druck beaufschlagbar. Der obere Teil 14 der Zelle ist schlauchförmig, fest mit dem unteren Teil verbunden und länger als dieser, so daß er diesen an beiden Enden überragt und an seinen Enden mit der Unterlage verbunden ist. Jeder seiner Endbereiche steht mit dem Leitungssystern in Verbindung, so daß der obere Teil der Zelle von

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jedem seiner Enden aus mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist. Er enthält in seinem Inneren eine frei bewegliche Kugel aus elastischem Material, z.B. Gummi 15.

Diese Bauart der Zelle erlaubt zwei Arbeitsweisen. Steht der Unterteil unter keinem oder geringem Überdruck (Fig. 9), arbeitet der obere Teil für sich allein wie eine vorher beschriebene Zelle, wobei der Flüssigkeitsdruck zu groß zu wählen ist, daß der die Zelle zu einem größeren Querschnitt als es der Kugelgröße entspricht ausdehnt. Dabei ist die Kugel funktionslos und übt keinen Druck auf den Körper aus. Wird hingegen der untere Teil der Zelle mit größerem Druck beaufschlagt (Fig. 10), dehnt er sich aus und seine Oberfläche erhält eine konvexe Form. Der mit ihm verbundene obere Teil macht diese Verformung mit und wird in seiner Längsrichtung gedehnt, gleichzeitig bewirkt die damit verbundene Kontraktion in seiner Querrichtung eine Verringerung seiner Querschnittsfläche, bis schließlich die Wandung der Zelle dicht an der Kugel anliegt. Es entstehen zwei durch die Kugel voneinander getrennte Kammern. Durch gezielte Vergrößerung des Flüssigkeitsdruckes in der einen Kammer wird die Kugel mit beliebiger Geschwindigkeit in Längsrichtung der Zelle bewegt (Fig. 11). Die dabei entstehende wandernde Druckwelle sowie der wandernde Berührungspunkt der Kugel auf dem Körper erzeugen eine massierende Wirkung. Mögliche Anordnungen dieser Zellen zeigt Fig. 12.

Bei größerer Länge der Zelle, die im äußersten Fall die Länge der Liege erreichen kann, werden anstatt eines entsprechend langen unteren Teiles der Zelle mehrere kürzere Abschnitte 16 hintereinander angeordnet, von denen jeder für sich mit dem Leitungssystem in Verbindung steht, der durchgehende obere Teil 17 dagegen nur an seinen Enden. Durch koordinierte Abstimmung der Drucke in den beiden Kammern des Oberteils sowie in den Abschnitten des Unter-

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teiles , in Abhängigkeit vom jeweiligen Auflagedruck:, wird eine stetige Bewegung der Kugel entlang der Zelle erreicht. Fig. 13 zeigt einen Längsschnitt durch eine solche Zelle.

Die Unterlage 2 besitzt für jede darauf montierte Zelle Öffnungen, durch die der Zufluß von der Zuleitung in die Zelle und der Abfluß von der Zelle in die Ableitung erfolgt. Die Unterlage ist entweder eben und starr oder so elastisch, daß sie der Körperform folgen kann, oder sie ist in mehrere Abschnitte unterteilt, die einzeln verstellbar sind und damit in die günstigste Lage zum Körper gebracht werden können. Je besser sich die Unterlage und damit die Oberfläche der Zellen der jeweiligen Körperform anpassen läßt, umso niedriger und weniger dehnbar können die Zellen ausgeführt werden.

Die Ventile 7 ermöglichen die Regelung der Flüssigkeitsmenge, die unter Druck in die Zelle tritt und dort den Innendruck erhöht bzw. aus der Zelle austritt und damit den Innendruck senkt. Es handelt sich dabei um Einwegoder Zweiwegventile von bekannter Bauart mit den möglichen Stellungen offen oder geschlossen.

Fig. 14 und 15 zeigen eine einfache und für den vorgesehenen Zweck besonders geeignete Ausführungsvariante. Das Ventil hat die Form einer zylindrischen Aufweitung der Leitung und besitzt in der einfachsten Ausführung je einen festen Magnet 18 und einen längs beweglichen Magnet

19. Davon ist einer ein Permanentmagnet, während der andere ein Eisenkern ist, magnetisierbar durch eine Spule

20, die das Ventil umschließt und von Gleichstrom durchflossen wird. Beide Magnete weisen durchgehende Längsbohrungen 21 auf, die gegeneinander versetzt sind, d.h. nicht in gleicher Achse liegen. Beispielsweise weist der feste Magnet mehrere periphere Bohrungen auf, der bewegliche Magnet eine entsprechend größere achsiale Bohrung.

Wenn nun der Eisenkern derart magnetisiert wird, daß er und der feste Magnet einander anziehen, sind die Bohrungen des einen Magneten durch den berührenden anderen abgesperrt, das Ventil ist geschlossen (Fig. 14). Wenn die Magnetisierung des Eisenkerns umgekehrt wird, stoßen die Magnete einander ab und es entsteht ein Spalt 22 durch den die Flüssigkeit von den öffnungen des einen in die des anderen Magneten treten kann, das Ventil ist geöffnet

(Fig. 15).
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Die Druckfühler 8 sind von bekannter Bauart und messen den in den Zellen herrschenden Flüssigkeitsdruck entweder direkt oder indirekt über den Dehnungszustand der Zellenwand mittels auf dieser angebrachten Dehnmeßstreifen. 15

Fig. 16 zeigt eine beispielsweise Ausführungsart des Steuergerätes mit der Liege 23. Das Kernstück des Steuergerätes ist ein Mikroprozessor, der aus einer CPU 24 mit angeschlossenem RAM 25 und ROM 26 besteht. Die Programmierung erfolgt über das Tastenfeld 10, welches zwei Arten von Tasten enthält:

Funktionstasten und Tasten zur Steuerung der einzelnen Zellen.
In der Figur ist ebenso eine beispielsweise Abtastung der Tasten zur Eingabe binärer Werte in Form eines Multiplexbetriebes dargestellt. Die annähernd matrixförmig angeordneten Tasten werden schrittweise Spalte für Spalte und Zeile für Zeile abgetastet und über ein Oder - Gatter werden diese Spaltensignale an den Eingang der CPU geführt.

Weitere Eingangssignale sind von den Sensoren 8 abgenommene analoge Signale, die über einen analogen Mulitplexer 28 einem Analog-Digital-Wandler 29 zugeführt werden, der die digitalisierten Analogwerte über Input-Output-ports 30 der CPU zuführt. Die einzelnen Ventile 7 und die Pumpe 5 werden von Verstärkern 31 gespeist, welche mit ihren Eingängen an den Ausgängen von Input-Output-ports 32

liegen; diese wiederum werden von der CPU angesteuert, und zwar in der Weise, daß der Ansteuerungsbefehl durch ein aus zwei Bytes gebildetes Wort charakterisiert ist, wovon das 1. Byte die Zuordnung zur Nummer des Output- -ports und das 2. Byte die digitalen Werte für das Input-Output-port - beispielsweise Ventilstellung zu oder auf darstellt. Die Größe des Druckes in der angesteuerten Zelle wird durch SoIl-Ist-Vergleiche in der CPU erreicht, wobei das Eingangssignal des Sensors mit dem über das Tastenfeld eingegebenen Wert verglichen wird.

Das Tastenfeld 10 bildet eine verkleinerte Abbildung der Gesamtheit der Zellen, indem jeder Zelle eine Taste entspricht, in der gleichen Anordnung zueinander wie die ZeI-len. Die Tasten können entweder rein mechanisch wirkende Drucktasten mit binärem Schaltverhalten oder kapazitiv, induktiv oder auf Widerstandsänderungen ansprechende Sensortasten sein, wobei die Intensität der Druckerhöhung in den jeweils angesprochenen Zellen durch Betätigung von eigenen Intensitätstasten gewählt wird, oder sie haben die Form von Tasten mit linear anwachsendem Widerstand, wobei der auf die Taste ausgeübte Druck proportional dem von der Zelle auf den Körper ausgeübten Druck ist. Dies wird beispielsweise dadurch realisiert, daß der Schleifer eines Schiebepotentiometers gegen den Widerstand einer Feder betätigt wird, oder daß anstelle eines Potentiometers eine die Kapazität bzw. Induktivität beeinflußende Einrichtung verwendet wird. Abhängig vom ausgeübten Tastendruck wird hierbei der Kapazitäts- bzw. Induktivitätswert verändert. Das analog abgegriffene analoge Signal wird wie bei den Sensoren weiter verarbeitet. Weitere Tasten sind für ergänzende Funktionen vorgesehen, wie Ein- und Ausschalten, Speichern einer Folge von Tastenoperationen, automatisches Wiederholen von gespeicherten Folgen, Variation der Druckintensität und der Geschwindigkeit des Ablaufes, Herstellen der gewünschten Ausgangsstellung usw..

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Claims

Patentanmeldung : ; * " ' * · ■ ΐ 360335 T Dipl.-Ing. Hans Mottl* »-■-·■ K 23 059/3kö PATENTANSPRÜCHE

1. Massagegerät in Form einer Liege, bestehend aus aneinandergereihten elastischen SeIIeR, einem Druckbehälter und einem Ausgleichsbehälter« einem System von Leitungen, die die Zellen mit dem Druck- und Ausgleichsbehälter verbinden, einer Pumpe, elektrisch betätigten Ventilen und einem zentralen Steuergerät Ln Form eines Mikroprozessors, dadurch gekennzeichnet? daß in allen Zu- und Ableitungen 6 unmittelbar vor bzw. nach den Zellen 1 Ventile 7 angeordnet sind, daß aem Steuergerät 9 ein Tastfeld 10 vorgeschaltet ist, dessen einzelne Tasten je einer Zelle oder Gruppe von Zellen zugeordnet sind, daß sich die Zellen im belasteten Zustand gegenseitig berühren und eine annähernd geschlossene Fläche bilden,

2. Massagegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten des Tastenfeldes 10 in gleicher matrixartiger Anordnung liegen wie die zugeordneten Zellen und eine verkleinerte Abbildimg der Liege ergeben.

3. Massagegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zelle 1 oder Gruppe von Zellen ein Druckfühler 8 zugeordnet ist, der mittels Leitungen mit dem Steuergerät 9 verbunden ist.

4. Verfahren zur Anpassung des Auflagerdruckes und der Massagewirkung an verschiedenartige Körperpartien mittels eines Massagegerätes nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen mit einer definierten zusätzlichen Flüssigkeitsmenge beaufschlagt werden, daß gleichzeitig die Druckänderung gemessen wird und aus

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dem Vergleich mit den eingespeicherten Daten des Verformungsverhaltens der Zellen die Art des aufliegenden Körpergewebes, charakterisiert durch seinen Verformungswiderstand, festgestellt wird.

5. Massagegerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Zellen ringförmige durch Wandverdickung oder manschettenartige Umschnürung gebildete Verstärkungen 11 aufweist, so daß eine Erhöhung des Innendruckes vorwiegend eine Ausdehnung in die Höhe bewirkt.

6. Massagegerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Zellen unten und oben verstärkte Wandbereiche in Kalottenform aufweist, so daß eine Erhöhung des Innendruckes vorwiegend eine horizontale Ausdehnung bewirkt.

7. Massagegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zweiteilige Zellen von langgestreckter Form vorhanden sind, daß der untere Teil 13 auf der Unterlage 2, der obere Teil 14 auf einem unteren Teil 13 sowie mit seinen beiden Enden auch auf der Unterlage 2 befestigt ist, daß der untere Teil 13 einfach, der obere Teil 14 zweifach, nämlich an seinen beiden Enden, mit den Zu- und Ableitungen in Verbindung steht, und daß sich im oberen Teil eine längsbewegliche Kugel 15 befindet.

8. Massagegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei größerer Länge der Zelle der untere Teil in mehrere kürzere Abschnitte 16 unterteilt ist, die jeder für sich mit dem System der Leitungen in Verbindung stehen.