Gesundes Liegen durch ergonomische Matratzengestaltung

Gesundes Liegen durch ergonomische Matratzengestaltung

Auszug aus dem Vortrag von Prof. Dr.-Ing. Martin Schmauder

Bei den gängigen Matratzen finden in der Regel weder die Körpermaße des Schläfers noch seine Schlafgewohnheiten Berücksichtigung. Mit Hilfe eines digitalen Menschmodells sind an der Technischen Universität Dresden Menschen unterschiedlicher Körpermaße in verschiedenen Schlafhaltungen modelliert worden, um daraus Vorschläge zur Zonengestaltung abzuleiten. Ein nach diesen Kriterien gestalteter Matratzen-Prototyp ist dann mit Druckmessungen und Tests in einem Schlaflabor bewertet worden.

Wissensstand

Wie kann man guten Schlaf unterstützen ?

Äußere Einflussfaktoren auf die Schlafqualität:

Kaltschaummatratzen
Abbildung 1: Kaltschaummatratzen (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

So sehen i.a. unsere Matratzen aus

Bewertung und Gestaltung von Matratzen unter Beachtung von Körpermaßen und Schlafhaltungen

Modellierung von verschiedenen Schlafhaltungen
Abbildung 2: Modellierung von verschiedenen Schlafhaltungen (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Ziele

Vorgehensweise

Abgleich zwischen Matratzenzonen und Menschen in verschiedenen Haltungen

Matratzenzonen:links: Frau, 50 J., 5. Perzentil, normal, NN, Rückenlage, Becken mittig
rechts: Mann, 50 J., 95.Perzentil, endomorph, SRN, Rückenlage, Becken mittig
Abbildung 3: Matratzenzonen: links: Frau, 50 J., 5. Perzentil, normal, NN, Rückenlage, Becken mittig rechts: Mann, 50 J., 95.Perzentil, endomorph, SRN, Rückenlage, Becken mittig (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Erarbeitung von Vorschlägen zur Zonengestaltung

Beispiel: Clusterung in Matratzentypen anhand Körpergröße
Abbildung 4: Beispiel: Clusterung in Matratzentypen anhand Körpergröße (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)
Erarbeitung von Vorschlägen zur Zonengestaltung
Abbildung 5: Erarbeitung von Vorschlägen zur Zonengestaltung (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Bewertung und Gestaltung von Matratzen unter Beachtung von Druckverteilungen

Druck, Kontaktflächen und Komfort - Wie hängt das zusammen?

Man weiß:

Ziele

Problematik

Aber:

Wie wird Komfort bei bestimmter Körperzonenunterstützung, bestimmten Härtegraden usw. empfunden?

Versuchsaufbau

Versuchsaufbau: Modellierung von verschiedenen Schlafhaltungen
Abbildung 6: Modellierung von verschiedenen Schlafhaltungen (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Vorgehensweise

Nachbildung der verschiedenen Schlafhaltungen

Abgleich prognostizierter Bewegungsprofile mit tatsächlich eingenommenen 
        Schlafhaltungen
Abbildung 7: Abgleich prognostizierter Bewegungsprofile mit tatsächlich eingenommenen Schlafhaltungen (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)
Nachbildung der verschiedenen Schlafhaltungen
Abbildung 8: Nachbildung der verschiedenen Schlafhaltungen (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Bewertung und Gestaltung von Matratzen

Ermittlung von Druckverteilungen im Material und Simulation maximaler 
        Bewegungsgrenzen zur Überprüfung von Matratzen-Prototypen
Abbildung 9: Ermittlung von Druckverteilungen im Material und Simulation maximaler Bewegungsgrenzen zur Überprüfung von Matratzen-Prototypen (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Testergebnisse an einem Prototyp

Druckmesswerte und subjektives Komfortempfinden
Abbildung 10: Druckmesswerte und subjektives Komfortempfinden (Zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Druckmessungen:

Signifikante Unterschiede (Prototyp gegenüber Standardmatratze):

Schlaflabor-Test (advanced sleep research GmbH, Berlin):

Signifikante Unterschiede (Protoyp gegenüber Standardmatraze

Ausblick

Druckverteilungssimulation durch Integration einer Datenbasis in das digitale Menschmodell

Entwicklung eines Bewertungsstandards für das Digital Prototyping zur Überprüfung neuer Prototypen bereits in frühen Konzeptionsphasen

Möglichkeiten

-> Optimierung der Produktentwicklung