AT508424A2 - Infrarot-heizeinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Infrarot-Strahleranordnung für eine Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung und insbesondere für eine Niedertemperatur-Infrarotkabine. 10 Infrarot-Strahleranordnungen für Infrarot-Bestrahlungsvorrichtungen finden bei Wärmeanwendungen Verwendung, die mit dem Ziel erfolgen, lokal begrenzt eine Körperregion (z.B. Nacken, Rücken, Gelenk, Nasennebenhöhlen etc.) des menschlichen Körpers zu erwärmen. Ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich ist die so genannte Ganzkörpererwärmung bzw. i5 systemische Erwärmung, bei der die Körperkemtemperatur des menschlichen Körpers gezielt erhöht wird. Der Erwärmungsvorgang erfolgt dabei durch Absorption von Infrarotstrahlung durch die menschliche Haut und durch Transport von durch die Haut erwärmtem Blut ins Körperinnere. Wärmeanwendungen beispielsweise mit Hilfe von Infrarot-Wärmekabinen 20 dienen zur Steigerung des Wohlbefindens und zur Linderung zahlreicher, vor allem chronischer Beschwerden des menschlichen Bewegungsapparats. Durch Wärmeanwendungen werden Durchblutung, Gewebeversorgung und Stoffwechsel angeregt sowie Schmerzlinderung und Muskelentspannung erreicht. Für Wärmeanwendungen mittels Infrarot-Strahlung eignen sich 25 insbesondere so genannte Infrarot-C-Strahlen, da diese nur wenig tief in die Haut eindringen und somit unerwünschte Reize auf stoffwechselaktive Hautzellen vermieden werden.

Als geeignete Strahlungselemente zur Erzeugung von Infrarot-Strahlung für 30 oben genannte Anwendungen sind Heizleiteranordnungen bekannt, die auf elektrischen Strom leitenden Kohlefasem basieren. Dazu werden die Kohlefaserleiter elektrisch bestromt, verhalten sich dabei wie ein elektrischer Widerstand und erwärmen sich demzufolge, was zu einer sehr effektiven -2- • · · · ···· ·· · · ·

Emission von Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich führt.

In der DE 20 2006 007 228 U1 ist ein Infrarot-Flächenheizelement beschrieben, das auf der Basis eines elektrisch leitenden Carbonfaservlieses 5 im Hochvakuum als mehrschichtiges „Sandwich“ für die Raumheizung und Trocknung dient. Auf dem Carbonfaservlies befindet sich ein Spezialglas, das mit einer selektierten Nanokeramik zur Erhöhung der Emissionseffizienz beschichtet ist. io In der DE 4 438 870 ist ein Infrarotstrahler beschrieben, der aus einem oder mehreren lang gestreckten Widerstandskörpem aus Kohlefaserband besteht. Die Kohlefaserbänder befinden sich dabei in einem Kapillarhohlraum einer Quarzglasumhüllung, die evakuiert oder mit Gas gefüllt ist. i5 In der DE 4 447 407 ist ein flexibles Flächengebilde als wärmestrahlendes Heizelement beschrieben, wobei die zugeführte elektrische Energie unter Verwendung von faserförmigen oder filamentartigen Kohlenstoff-modifikationen in langwellige Infrarotstrahlung umgewandelt wird. Insbesondere wird ein flexibler Schichtverbund verwendet, bei dem eine 20 mechanisch begrenzt belastbare, aus elektrisch leitenden Fasern bestehende Faserbahn mit einer ungeordneten Anordnung von Fasern in Form eines Kohlenstofffaservlieses zum Einsatz kommt, auf die eine weitere dielektrische textile Deckschicht aufgebracht ist. Die Deckschicht ist mit der Trägerschicht vernadelt. 25

Die DE 20 014 518 U1 beschreibt ein Heizelement in Form eines Flächenradiators mit hohem Wärmespeichervermögen z.B. in Form einer Stein- oder Marmorplatte, die mittels einer Heizleiteranordnung erwärmbar ist. Die Heizleiteranordnung umfasst dabei ein flaches Carbonfaser-Band, 30 das unter Zwischenschaltung einer ersten elektrisch isolierenden Kunststoff-Folie in flächigem Kontakt mit dem Radiator an diesem festgelegt und mittels einer Wärmedämmplatte ebenfalls flächig abgedeckt ist. • ··· ·»· ··«·· · · · · ····· · · · · ·· ·· · ···· ·· ··· -3-

Infrarot-Strahleranordnungen dieser Art weisen den Nachteil auf, dass das von ihnen erzeugte Strahlungsprofil sowohl bezüglich räumlicher Verteilung als auch zeitlicher Variation nicht derart flexibel geändert werden kann, wie dies für effektive Wärmeanwendungen mittels Infrarot-Bestrahlung wün-5 sehenswert ist. So ist es für eine optimale Wirkung der Infrarot-Bestrahlung des menschlichen Körpers wünschenswert, dass bestimmte Körperpartien (z.B. Schulter, Hüfte, Wirbelsäule etc.) mit jeweils unterschiedlicher Intensität bestrahlt werden können. Zudem kann es erforderlich sein, die Bestrahlungsintensität auch im Laufe einer Bestrahlungsbehandlung zeitlich zu 10 verändern.

Zum Einsatz für Wärmeanwendungen sind die oben genannten Infrarot-Strahleranordnungen ungeeignet da bei deren Verwendung lokal räumliche wie zeitliche Variationen des erzeugten Strahlprofils kaum möglich sind. 15

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Infrarot-Strahleranordnung, insbesondere für eine Niedertemperatur-Infrarotkabine, bereit zu stellen, bei der das Strahlprofil der emittierten Infrarot-Strahlung den Anwendungsbedürfnissen, insbesondere im Zusammenhang mit einer 20 Bestrahlung des menschlichen Körpers, besser Rechnung trägt.

Unter einer Niedertemperatur-Infrarotkabine soll hier und im Folgenden eine Kabine verstanden werden, in der für einen unbekleideten, ruhenden Menschen eine thermisch neutrale Umgebungstemperatur von 28° C bis 37° 25 C, vorzugsweise 30° C bis 35° C herrscht.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfasst die erfindungsgemäße Infrarot-Strahleranordnung in einem ersten Aspekt ein Trägerelement und wenigstens einen an dem Trägerelement gehaltenen, elektrisch bestrombaren Heizleiter, wo-30 bei das Trägerelement ein flexibles Halteelement aus elektrisch isolierendem

Kunststoffmaterial und der wenigstens eine Heizleiter ein Bündel aus mehreren flexiblen Heizleitem umfasst. Dabei sind mehrere aus Bündeln von Koh-lefasem gebildete Heizleiter im Abstand voneinander an dem Halteelement • · · · Μ· ····· ··· · ····· · · · · ·· ·· ♦ ··· · · · ··· -4- angeordnet und entweder einzeln oder in mehreren Gruppen aus wenigstens zwei Heizleitern mit elektrischen Anschlusselementen versehen.

Ein wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass s durch die Bereitstellung von Anschlusseiementen für jeden einzelnen Heizleiter oder für mehrere vorbestimmte Gruppen die Heizleiter elektrisch individuell, d.h. voneinander unabhängig bestrombar sind. Somit ist das durch den Heizleiter erzeugte Infrarot-Strahlungsprofil mit hoher Flexibilität räumlich lokal variierbar. Insbesondere in Verbindung mit einer Infrarot-Be-10 Strahlungsvorrichtung und mit einer Niedertemperatur-Inffarotkabine wird es auf diese Weise möglich, bestimmte Abschnitte des zu bestrahlenden menschlichen Körpers unterschiedlichen Bestrahlungsintensitäten auszusetzen. Ferner kann bei Verwendung einer geeigneten Steuerungsvorrichtung das erzeugte Strahlungsprofil mit einem sehr hohen Maß an Flexibilität auch i5 zeitlich den Anforderungen von Wärmebehandlungen entsprechend angepasst werden.

Bevorzugt sind die Heizleiter im Wesentlichen parallel zueinander an dem flexiblen Halteelement angeordnet. Auf diese Weise vereinfacht sich sowohl 2o die Herstellung als auch die elektrische Verdrahtung der Heizleiter mittels der Anschlusselemente.

In einem zweiten Aspekt umfasst die Infrarot-Strahleranordnung ein Trägerelement und wenigstens einen an dem Trägerelement gehaltenen, elektrisch 25 bestrombaren Heizleiter, wobei das Trägerelement ein flexibles Halteelement aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial und der wenigstens eine Heizleiter ein Bündel aus mehreren flexiblen Kohlefasem umfasst. Dabei sind der wenigstens eine oder mehrere aus Bündeln von Kohlefasern gebildete Heizleiter derart an dem Halteelement angeordnet, dass Abschnitte des 30 bzw. der Heizleiter paarweise im Abstand voneinander und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die Abstände von wenigstens zwei benachbarten Abschnittspaaren unterschiedlich sind. -5- • · • · • ·

Durch die Variation des Abstandes paarweise zueinander verlaufender Abschnitte des bzw. der Heizleiter ist das Strahlprofil der zu emittierenden Infrarot-Strahlung bereits bei der Herstellung der Infrarot-Strahleranordnung festgelegt. Auf diese Weise kann der in einem bestimmten Abstand zur 5 Infrarot-Strahleranordnung befindliche menschliche Körper ebenfalls an verschiedenen Körperbereichen mit unterschiedlicher Strahlungsintensität bestrahlt werden. Damit wird beispielsweise auf Körperbereichen mit ausgeprägter Muskulatur (z.B. seitlich der Wirbelsäule), die eine starke Durchblutung erfordern, eine besonders hohe Strahldichte erzeugt. io

Des weiteren bietet es sich an, die Heizleiter entweder einzeln oder in mehreren Gruppen aus wenigstens zwei Heizleitern in einem Randbereich des flexiblen Halteelements mit elektrischen Anschlusselementen zu versehen. Auf diese Weise wird eine individuelle Bestromung der Heizleiter möglich. 15 ln einer vorteilhaften Variante umfasst die erfindungsgemäße Infrarot-Strahleranordnung ein Selektionsmittel zur selektiven Auswahl der zu bestromenden Anschlusselemente. Durch die selektive Bestromung einzelner Heizleiter oder einzelner Gruppen von Heizleitern ist es möglich, das räumliche 2o Strahlprofil der vom Heizelement erzeugten Infrarot-Strahlung räumlich lokal und zeitlich variabel zu verändern. Das Selektionsmittel kann dabei Teil eines komplexeren Steuerungs-/ Regelungsmechanismus sein, der elektronische Schaltungen und/oder ein Software-Programm umfasst. 25 Werter bevorzugt ist der wenigstens eine Heizleiter auf dem Halteelement befestigt. Die Befestigung erfolgt bevorzugt durch Aufkleben der Heizleiter auf dem flexiblen Halteelement, insbesondere mittels einer Klebeschicht.

Weiterhin bevorzugt ist das Halteelement ein Gewebe, in das der wenigstens 30 eine Heizleiter eingewebt ist. Diese Variante bietet sich besonders dann an, wenn eine hochgenaue parallele Ausrichtung der Heizleiter bei genau definierten Abständen erzielt werden soll. -6-

Weiterhin bietet es sich an, das Halteelement flächig mit einer Mineralsand, insbesondere Lavasand, enthaltenden, den wenigstens einen Heizleiter abdeckenden Mineralsandschicht zu beschichten. Durch die Verwendung von Lavasand wird eine optimale Übertragung von thermischer Energie in das 5 Körperinnere und ein damit verbundener kontinuierlicher und langsamer An stieg der Körperkemtemperatur sichergestellt.

Weiterhin ist das Halteelement bevorzugt flächig mit einer Deckschicht, insbesondere einer Lack-Deckschicht oder einem imprägnierten Lack-Carbon-10 fasergewebe beschichtet Durch die Verwendung einer Deckschicht wird der äußere optische Eindruck der erfindungsgemäßen Infrarot-Strahleranordnung auf einen Betrachter verbessert. Bevorzugt ist die Deckschicht so ausgebildet, dass sie leicht zu reinigen ist, also eine glatte Oberflächenstruktur hat. 15

Des weiteren bietet es sich an, das flexible Haiteelement auf einem gekrümmten Stützelement anzubringen. Auf diese Weise wird die Infrarot-Strahleranordnung für praktische Anwendungen hinreichend ausgesteift, wobei sich die gekrümmte Ausbildung des Stützelements zur ergonomischen 20 Optimierung des Infrarot-Strahlerelements hinsichtlich zu bestrahlender Körperteile (beispielsweise des Oberkörpers) des menschlichen Körpers anbietet.

In einerweiter bevorzugten Ausführungsform sind auf dem Halteelement 25 oder im Abstand von dem Halteelement in Abstrahlungsrichtung Abschirmelemente zur Abschirmung von Infrarot-Strahlung angeordnet. Auf diese Weise können bestimmte Teile des menschlichen Körpers von der Bestrahlung mittels Infrarot-Strahlung ausgeschlossen werden. 30 in einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung, die wenigstens eine erfindungsgemäße Infrarot-Strahleranordnung umfasst, wobei das flexible Halteelement der wenigstens einen Infrarot-Strahleranordnung mittels wenigstens einem Stützelement Segment- -7- • · · · · · • · · ··· ·«· • · · · · « • · · · · t • ···· ·· ··· weise ausgesteift ist. Die Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Bestrahlung größerer Bereiche des menschlichen Körpers mittels Infrarotstrahlung, da durch Verwendung der Infirarot-Strahleranordnung in Verbindung mit einem oder mehreren Stützelementen eine großflächige 5 ergonomische Anpassung der verwendeten Infrarot-Strahleranordnung an die zu bestrahlenden Körperteile erfolgt. Aber auch bei der Verwendung zur Bestrahlung kleinerer Bereiche des menschlichen Körpers kann durch die erfindungsgemäße Infrarot-Strahleranordnung eine verbesserte ergonomische Anpassung der verwendeten Infrarot-Strahleranordnung an die zu be-10 strahlenden Körperbereiche erzielt werden.

Bevorzugt sind die Stützelemente als in horizontaler Richtung verlaufende Stützleisten ausgebildet. Auf diese Weise vereinfacht sich die Herstellung und der Aufbau der Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung erheblich, ohne dass i5 die ergonomische Anpassung der verwendeten Infirarot-Strahleranordnung an die zu bestrahlenden Körperteile beeinträchtigt wird.

Weiterhin bietet es sich an, dass die Stützelemente jeweils Lehnensegmente tragen, die In Abstandsrichtung und im Abstand von der Infrarot-Strahleran-2o Ordnung eine Anlehnkontur definieren. Mittels der Lehnensegmente werden zu bestrahlende Körperteile in einem wohldefinierten Abstand zur Infrarot-Strahleranordnung gestützt.

Bevorzugt wird das flexible Halteelement zumindest in Bereichen zwischen 25 dem aussteifenden Stützelement durch eine zusätzliche Schicht aus flexiblem Kunststoff verstärkt. Auf diese Weise wird die mechanische Stabilität des Infrarot-Strahierelements weiter erhöht.

Dabei bietet es sich an, dass die Stützelemente quer zum Halteelement 30 elastisch auslenkbar an einer Halterung befestigt sind. Auf diese Weise kann die Ergonomie der Vorrichtung zusätzlich verbessert werden. • · · · · « * » · • ·# ι · ···· ··· ····· · · · · ····· · ♦ · » ·· »· * ···· ·· ··· -8-

In einem vierten Aspekt, der auch bei vorangegangen erläuterten Ausgestaltungen eingesetzt werden kann, betrifft die vorliegende Erfindung eine Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung mit wenigstens einer Infrarot-Strahleranordnung, wobei die Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung zur Befestigung an einer Halte-5 Struktur ferner eine Mehrzahl von länglich ausgebildeten Halteplatten aufweist, die längsseitig nebeneinander, insbesondere parallel zueinander, angeordnet sind. Dabei erstreckt sich wenigstens eine Infrarot-Strahleranordnung über wenigstens zwei benachbarte Halteplatten quer hinweg und ist auf den Halteplatten zur segmentweisen Aussteifung angebracht; des weite-10 ren sind auf den Halteplatten Lehnensegmente derart angebracht, dass sie beiderseits der Infrarot-Strahleranordnung eine Anlehnkontur definieren.

Die Verwendung von mehreren Halteplatten ermöglicht einen modularen Aufbau der Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung. Insbesondere sind die Halte-i5 platten der erfindungsgemäßen Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung an einer gemeinsamen Haltestruktur befestigt, während das flexible Halteelement der Infrarot-Strahleranordnung indirekt vermittels der Halteplatten an der Haltestruktur angebracht ist. Die geometrische Anordnung der Halteplatten kann dabei derart erfolgen, dass diese bereits hinsichtlich ihrer ergonomischen 20 Ausrichtung optimiert sind. Aufgrund der Verwendung eines flexiblen Halteelements kann die Infrarot-Strahleranordnung auf einfache Weise verschiedenen geometrischen Anordnungen der Halteplatten angepasst werden.

Bevorzugt sind die Lehnensegmente derart angeordnet, dass die durch sie 25 definierte Anlehnkontur den Abstrahiungsbereich der Infrarot-Strahleranord-nung teilweise überdeckt Auf diese Weise wirken die Lehnensegmente automatisch als Berührungsschutz, der verhindern kann, dass ein Benutzer der Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung versehentlich mit der Infrarot-Strahleranordnung in Berührung kommt.

Weiterhin bietet es sich an, dass zumindest ein Teil der Halteplatten jeweils mit einem die Inffarot-Strahleranordnung übergreifenden Berührungsschutzelement versehen ist. Als Berührungsschutzelemente bieten sich insbeson- 30 -9- • · · ♦ · •··· ··· • · · * ♦ · · « ···· ·♦ ··· dere Gitterstäbe an. Die Beröhrungsschutzelemente können beispielsweise beiderseits der Infrarot-Strahleranordnung an der Halteplatte befestigt sein. Alternativ ist es auch vorstellbar, dass die Berührungsschutzelemente an benachbarten Lehnensegmenten, die beidseitig der Infrarot-Strahleranord-5 nung auf der Halteplatte angebracht sind, befestigt sind. Auch mittels der Berührungsschutzelemente wird verhindert, dass ein Benutzer der Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung versehentlich mit der Infrarot-Strahleranordnung in Berührung kommt. 10 In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Halteplatten elastisch aus-lenkbar an der Haltestruktur befestigt. Auf diese Weise kann die Position der auf den Halteplatten befestigten Lehnensegmente optimal an die zu bestrahlenden Teile des menschlichen Körpers angepasst werden. i5 Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispieie unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Infrarot-Strahleranordnung. 20

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Infrarot-Strahleranordnung.

Fig. 3 zeigt ein alternatives erfindungsgemäßes Verdrahtungsbeispiel für das 25 erste und zweite Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 zeigt ein weiteres alternatives Verdrahtungsbeispiel für das erste und zweite Ausführungsbeispiel. 30 Fig. 5 zeigt eine alternative Anordnung der Heizleiter auf dem Halteelement des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels in Form eines Gewebes.

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht einer Variante der erfindungsgemäßen • ♦ • • • · · · • • · • • • · ··· #·· • · • · • · · t • • · • · • · · · • ·· • ···· ·· ·♦· -10-

Infrarot-Strahleranordnung.

Fig. 7 zeigt ein Abschirmelement einer erfindungsgemäßen Infrarot-Strahleranordnung in Form eines Abschirmungsgitters. 5

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Inffarot-Bestrahlungsvorrichtung.

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 8. 10

Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung.

Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels von Figur 10. 15

Die Fig. 1 zeigt allgemein eine mit 1 bezeichnete Infrarot-Strahleranordnung für eine Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung. Die Infrarot-Strahleranordnung 1 umfasst ein flexibles Halteelement 3 aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial. Auf dem Halteelement 3 sind eine Mehrzahl flexibler Heizleiter 5 20 parallel zueinander angeordnet. Die HeizJeiter 5 sind mittels einer Schicht aus flexiblem Harz mit im Wesentlichen identischem Abstand auf dem flexiblen Halteelement 3 aufgeklebt. Der elektrische Anschluss zur Be-stromung der Heizleiter erfolgt mittels der an einem Seitenrand des flexiblen Halteelements 3 angebrachten Anschlusselemente 7 In Form von Kupfer-25 blättchen, auf die die Heizleiter 5 vermittels einer Isolierleiste 10 gedrückt werden. Dabei sind jeweils drei benachbarte Heizleiter mit demselben Anschlusselement 7 verbunden. Auf diese Weise ist bei reduziertem Verdrahtungsaufwand eine individuelle Bestromung der Heizleiter 5 möglich, was zu dem gewünschten inhomogenen Strahlprofil bzgl. der von dem 30 Infrarot-Strahleranordnung abgestrahlten Infrarot-Strahlung führt Eine solche Konfiguration bietet sich beispielsweise an, wenn Teile des Rückens des menschlichen Körpers mit unterschiedlicher Intensität bestrahlt werden sollen. -11 - • · • · • · ·#*· ·· ···

Auf der den Anschlusselementen 7 gegenüberliegenden Seite des flexiblen Halteelements 3 ist ein gemeinsamer Masseanschluss 8 angebracht. Die Anschlusselemente 7 sind elektrisch und mechanisch mit einer Steckerleiste 5 9 verbunden. Die Steckerleiste 9 ist mit einem Selektionsmittel 11 verbunden, das die selektive Ansteuerung der Heizleiter 5 zur selektiven Bestromung ermöglicht. Das Selektionsmittel 11 ist dabei Teil eines Steuerungs-/Regelungsmechanismus, der elektronische Schaltungen und/oder ein Software-Programm umfasst. 10

In einer Variante zum ersten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Zahl der vorhandenen Anschlusselemente je nach Anwendungsanforderung beliebig im Verhältnis zur Anzahl der vorhandenen Heizleiter 5 festzulegen. i5 In einer weiteren Variante des ersten Ausführungsbeispiels ist der Masseanschluss 8 durch Anschlusselemente 7 ersetzt.

In einerweiteren Variante können anstelle der Kupferblättchen in Verbindung mit der Isolierleiste auch Quetschhülsen verwendet werden. 20 ln einer weiteren Variante sind die Heizleiter nicht mittels Harz auf dem flexiblen Halteelement gehalten, sondern „sandwichartig“ zwischen dem Halteelement aus flexiblem Kunststoff und einem zusätzlichen Halteelement aus flexiblem Kunststoff gehalten. 25

In einer weiteren Variante sind anstelle einer Schicht aus flexiblem Harz die Heizleiter 5 mit flexiblem Kunststoff umgeben und mittels des sie umgebenden flexiblen Kunststoffs auf dem flexiblen Halteelement 3 befestigt.

Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform 1a einer Infrarot-Strahleranordnung für eine Inffarot-Bestrahlungsvomchtung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch unterschiedliche 30 ···· · · II · • · · · · · ··· ··· • · · · f · * · « ····· · ·· · ·· ·· · ···· ·· «·· -12-

Abstände zweier Paare benachbarter Heizleiter 5a. In Figur 2 ist der Abstand D1 zweier in einem zentralen Bereich des Haltelements angeordneter benachbarter Heizieiter 5a größer als der Abstand D2 zweier benachbarter Heizleiter 5a, die sich am Rand des Halteelements 3a angeordnet befinden, s Durch die Variation der Abstände zwischen benachbarten Heizleitem 5a ist es auch in diesem Ausführungsbeispiel möglich, ein räumlich inhomogenes Strahlprofil der von der Infrarot-Strahleranordnung 1a abgestrahlten Infrarotstrahlung zu erzeugen. io Dabei ist die Art des erzeugten Strahlprofiis bereits bei der Herstellung der Infrarot-Strahleranordnung durch die Anordnungsgeometrie festgelegt. Auch für die Infrarot-Strahleranordnung des zweiten Ausführungsbeispiels Ist ein einziges gemeinsames Anschlusselemente 7a und ein Masseanschluss 8a ausreichend, um die elektrische Verdrahtung der Heizleiter 5a zu realisieren. 15

In Fig. 3 ist eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels 1b gezeigt. In dieser Variante sind die Heizleiter 5b auf dem flexiblen Halteelement 3b angebracht, wobei jeder Heizleiter derart geführt ist, das seine beiden Enden auf derselben Seite des flexiblen Halteelements 3b jeweils mit einem 2o Anschlusselement 7b versehen sind. Auf diese Weise kann der elektrische Anschluss der Heizleiter vollständig auf einer Seite des flexiblen Halteelements 3b erfolgen. In dieser Variante sind Anordnungsgeometrien der Heizleiter mit variierendem Abstand (D1 bzw. D2) benachbarter Abschnitte zueinander realisiert. Es sind aber auch andere Anordnungsgeometrien, 25 beispielsweise mit identischem Abstand, möglich.

Fig. 4 zeigt ein weitere Variante des zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung 1c. In dieser Variante ist der Heizleiter 5c meanderartig auf dem flexiblen Halteelement 3c 30 angeordnet, wobei der Abstand benachbarter Abschnitte des Heizleiters 5c variiert. Dabei ist der Abstand D1 zweier benachbarter Abschnitte des Heizleiters 5c in einem Randbereich des flexiblen Haiteelements 3c kleiner als der Abstand D2 in einem zentralen Bereich des flexiblen Halteelements • · • · • · ··

• · · · • · * · • · · · • · · · 13 3c. Durch die Variation der Abstände zwischen benachbarten Heizleitem 5c ist es auch in dieser Variante möglich, ein räumlich inhomogenes Strahlprofil der von der Infrarot-Strahleranordnung 1c abgestrahlten Strahlung zu erzeugen. 5

In einer weiteren Variante ist es möglich, das erste und das zweite Ausführungsbeispiel sowie deren Varianten hinsichtlich Zahl und Anordnungsgeometrie der Heizleiter, Anschluss der Heizleiter an Anschlusselemente, Gruppierung der Heizleiter an Anschlusselemente sowie Abstandsvariation io von Paaren benachbarter Heizleiter zu kombinieren. in Fig. 5 ist eine Variante 1d des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Infrarot-Strahleranordnung gezeigt, bei der das flexible Halteelement 3d als Gewebe ausgebildet ist, in das ein Mehrzahl von i5 Heizleitem 5d parallel zueinander verlaufend eingewebt sind. Diese Variante bietet sich insbesondere an, wenn die Heizleiter nicht durch ein Klebemittel auf dem flexiblen Halteelement angebracht werden sollen.

In einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform ist die inffarot-2o Strahleranordnung 1e wie in Figur 6 in Seitenansicht gezeigt auf einer gekrümmten Aussteifungsplatte 13 angebracht Ais Material für die Aussteifungsplatte 13 bieten sich dabei insbesondere metallische Materialien an, da mittels dieser eine unerwünschte Emission von Infrarot-Strahlung in rückwärtiger Richtung vermieden wird. Die Geometrie der Aussteifungsplatte 25 13 kann dabei beliebig je nach Anforderung der Anwendung gewählt sein.

In einer weiteren Variante des ist die Infrarot-Strahleranordnung, wie ebenfalls in Figur 6 gezeigt, flächig mit einer Schicht aus Lavasand 15 beschichtet, die die Heizleiter 5e flächig abdeckt.

In einer weiteren Variante ist die Infrarot-Strahleranordnung wie in Figur 6 gezeigt flächig mit einer Lack-Deckschicht 17 beschichtet. Alternativ kann die Infrarot-Strahleranordnung auch mit einem imprägnierten Carbonfaser- 30 • ♦

• · • * • · • · 9 9 · • ··· ··· 9*9 • · · « ···♦ ·· ··· -14- gewebe beschichtet sein. Mittels der Lack-Deckschicht 17 wird der äußeren optischen Eindrucks der Infrarot-Strahleranordnung 1e auf einen Betrachter verbessert. 5 In einer in Fig. 7 gezeigten Variante ist die Infrarot-Strahleranordnung 1f bzw. um ein Abschirmelement in Form eines Abschirmungsgitters 19 ergänzt, so dass bestimmte Abstrahlbereiche der von der Infrarot-Strahleranordnung emittierten Strahlung durch strahlungsundurchlässige Flächenelemente 21, die auf dem Abschirmungsgitter 19 angebracht sind, abge-io schirmt werden.

Im folgenden beziehen sich alle Richtungsangaben auf die Gebrauchslage der beschriebenen Vorrichtung. i5 Die Figuren 8 und 9 zeigen eine erfindungsgemäße Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung 100, die eine erfindungsgemäße Infrarot-Strahleranordnung 1 umfasst, in perspektivischer Ansicht bzw. Seitenansicht, wobei das flexible Halteelement 3 sich über eine Mehrzahl von rasterartig angeordneten Stützelementen 101 erstreckt und auf diesen ausgesteift ist Jedes Stütz-20 element 101 ist elastisch auslenkbar an einer Haltestruktur 105 angebracht. Weiterhin umfasst jedes Stützelement 101 ein beabstandetes Lehnensegment 103. Zwischen jeweils zwei benachbarten Lehnensegmenten 103 ist ein ausreichend großer Zwischenraum bereitgestellt, so dass Infrarotstrahlung durch die Zwischenräume zu den zu bestrahlenden Körperteilen 25 gelangen kann.

Die Stützelemente 101 der erfindungsgemäßen Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung können so ausgerichtet werden, dass die eine Lehnenkontur bildenden Lehnensegmente 103 an den zu bestrahlenden Teilen des 30 menschlichen Körpers (z.B. dem menschlichen Rücken) anliegen. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich die Infrarot-Strahleranordnung 1 über den gesamten zu bestrahlenden Bereich des menschlichen Körpers hinweg in einem einheitlichen Abstand zur Körperoberfläche befindet. Damit wird • · * · · % · ♦ · • · · · # « ·♦· ·♦· • t · * · · * · • · · · · · · · · ·· ·· · ···· ·· ··· -15- vermieden, dass die Intensität der auf die Körperoberfiäche auftreffenden Infrarotstrahlung abstandsbedingt variiert. Die Lehnensegmente 103 übernehmen dabei eine Stützfunktion für den menschlichen Körper. 5 Die Figuren 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung 100a, das sich insbesondere für die Bestrahlung der menschlichen Wirbelsäule und deren nähere Umgebung eignet. In diesem Ausführungsbeispiel sind sechs Halteplatten 102a zeilenartig untereinander und zueinander parallel io angeordnet und jeweils mittels einer Mehrzahl von Federelementen elastisch auslenkbar an der Haltestruktur befestigt. Das flexible Halteelement 3 der Infrarot-Strahleranordnung 1 erstreckt sich in einem bezüglich der Horizontalen zentralen Bereich in vertikaler Richtung über alle Halteplatten hinweg und ist auf diesen befestigt. Das flexible Halteelement 3 der Infrarot-i5 Strahleranordnung 1 ist dabei mittels einer zusätzlich Schicht aus flexiblem Kunststoff 107a verstärkt. Auf jeder Halteplatte 102a sind vier Lehnensegmente 103a angebracht. Die Breite der Infrarot-Strahleranordnung 1 ist im Verhältnis zur Lehnenbreite der Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung 100a gering und beträgt beispielsweise 5 cm bis 20 cm. Im Ausführungsbeispiel ist 2o die Oberflächenkontur 105k der Haltestruktur 105a im Wesentlichen der Oberflächenkontur des Rückens des menschlichen Körpers angepasst. Es sind aber auch andere Geometrien vorstellbar. Eine ergonomische Feinanpassung an den menschlichen Rücken erfolgt durch die elastisch auslenkbar an der Haltestruktur 105a angebrachten Halteplatten 102a, 25 welche beim Anlehnen des Rückens an die Lehnensegmente 103a aus ihrer Ruheposition ausgelenkt werden. Da die Infrarot-Strahleranordnung 1 auf den Halteplatten befestigt ist, wird beim Anlehnen des menschlichen Rückens gleichzeitig auch der Abstand der Infrarot-Strahleranordnung 1 zur Oberfläche des menschlichen Rückens mit angepasst. Für die Verwendung 30 als Infrarot-Strahleranordnung 1 bietet sich insbesondere die in den Figuren 2 bis 4 gezeigte Varianten an.

Sowohl die Anzahl der Halteplatten als auch die Anzahl der • · • · • ♦ • · • • • • · • • ··· ··· • · * · • · w · * • • • · • · · · • ·· ·· • ···· ·· ··· -16-

Lehnensegmente kann in weiteren Varianten des Ausführungsbeispiels variiert werden.

Claims (12)

1. • · · · · · · t · • f · · · · ··· I·· • · « · ♦ · * * • · · · · · ·· · ·· ·· · Mtf ·· «M -17- Patentansprüche: 1. Infirarot-Strahleranordnung (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) für eine Infrarot-5 Bestrahlungsvorrichtung, insbesondere für eine Niedertemperatur-In frarotkabine, umfassend ein Trägerelement und wenigstens einen an dem Trägerelement gehaltenen, elektrisch bestrombaren Heizleiter (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f), wobei das Trägerelement ein flexibles Halteelement (3; 3a; 3b; 3c; 3d; io 3e) aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial und der wenigstens eine Heizleiter (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f) ein Bündel aus mehreren flexiblen Kohlefasern umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere aus Bündeln von Kohlefasern gebildete Heizleiter (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f) im Abstand voneinander i5 an dem Halteelement (3; 3a; 3b; 3c; 3d; 3e) angeordnet und entweder einzeln oder in mehreren Gruppen aus wenigstens zwei Heizleitern (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f) mit elektrischen Anschlusselementen (7; 7a, 7b; 7c) versehen sind. 2o 2. Infrarot-Strahleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleiter (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f) im Wesentlichen parallel zueinander an dem flexiblem Halteelement (3, 3a; 3b; 3c; 3d; 3e) angeordnet sind.
2. 3. Infrarot-Strahleranordnung (1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) für eine Infrarot-Be strahlungsvorrichtung, insbesondere für eine Niedertemperatur-Infrarotkabine, umfassend ein Trägerelement und wenigstens einen an dem Trägerelement gehaltenen, elektrisch bestrombaren Helzleiter (5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f), 30 wobei das Trägerelement ein flexibles Halteelement (3a; 3b; 3c; 3d; 3e) aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial und der wenigstens eine Heizleiter (5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f) ein Bündel aus mehreren flexiblen Kohlefasern umfasst, • « *···♦ ·»· ····· · ·· · ·· ·· · ··»« ·· «Μ -18- 5 dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine oder mehrere aus Bündeln von Kohlefasem gebildete Heizleiter (5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f) in der Weise an dem Halteelement (3a; 3b; 3c; 3d; 3e) angeordnet sind, dass Abschnitte des bzw. der Heizleiter (5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f) paarweise im Abstand voneinander und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die Abstände von wenigstens zwei benachbarten Abschnittspaaren unterschiedlich sind. 10 4. Infrarot-Strahleranordnung (1a; 1b; 1c; 1 d; 1e; 1f) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleiter (5a) entweder einzeln oder in mehreren Gruppen aus wenigstens zwei Heizleitern (5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f) in wenigstens einem Randbereich des flexiblen Halteelements (3a; 3b; 3c; 3d; 3e) mit elektrischen Anschlusselementen (7a; 7b; 7c) versehen sind. 15 5. Infrarot-Strahleranordnung (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Selektionsmittel (11) zur selektiven Auswahl der zu bestromenden Anschlusselemente (7; 7a; 7b; 7c). 20 6. Infrarot-Strahleranordnung (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Heizleiter (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f) auf dem Halteelement befestigt ist. 25 7. Infrarot-Strahleranordnung (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3; 3a; 3b; 3c; 3d; 3e; 3f) ein Gewebe ist, in das der wenigstens eine Heizleiter eingewebt ist. 30 8. Infrarot-Strahleranordnung (1; 1a; 1b, 1c; 1d; 1e; 1f) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ···· ··»· · • · · · · 4 ··· ··· 0 0 0 0 0 0*0 ····· · ·· · ·· ·· 0 «t»« Μ *·« -19- dadurch gekennzeichnet, dass das Haiteelement (3; 3a; 3b, 3c; 3d; 3e; 3f) flächig mit einer Mineralsand, insbesondere Lavasand enthaltenden, den wenigstens einen Heizleiter abdeckenden Mineralsandschicht (15) beschichtet ist. 5
3. 9. Infrarot-Strahleranordnung (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, . dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3; 3a; 3b; 3c; 3d; 3e) flächig mit einer Deckschicht, insbesondere einer Lack-Deckschicht io (17) oder einem imprägnierten Lack-Carbonfasergewebe beschichtet ist.
4. 10. Infrarot-Strahieranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, i5 dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3; 3a; 3b; 3c; 3d; 3e) auf einem gekrümmten Stützelement (13) angebracht ist.
5. 11. Infrarot-Strahleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 2o dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Halteelement (3; 3a; 3b; 3c; 3d; 3e) oder im Abstand von dem Halteelement (3; 3a; 3b; 3c; 3d; 3e) in Abstrahlungsrichtung Abschirmelemente (19) zur Abschirmung von Infrarot-Strahlung angeordnet sind.
6. 12. Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung, umfassend wenigstens eine Inffarot- Strahleranordnung (1; 1a; 1b; 1c, 1d; 1e; 1f) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flexible Halteelement (3; 3a; 3b; 3c, 3d; 3e) der wenigstens einen Infrarot-Strahleranordnung (1, 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) mittels we-30 nigstens einem Stützelement segmentweise ausgesteift ist.
7. 13. Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12, ···· ···· · • · · V · · ··· ··♦ • · · · « ι * · • f · · · · ·· · • · ·· · #♦·· ·· ··· -20- dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente jeweils Lehnensegmente (103) tragen, die in Abstandsrichtung und im Abstand von der Infrarot-Strahleranordnung eine Anlehnkontur definieren.
8. 14. Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Haiteelement (3a; 3b; 3c; 3d; 3e) zumindest in Bereichen zwischen dem aussteifenden Stützelement durch eine zusätzliche Schicht aus flexiblem Kunststoff (107) verstärkt ist. 10
9. 15. Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente quer zum Halteelement elastisch (3a; 3b; 3c; 3d; 3e) auslenkbar an einer Halterung (105) is befestigt sind. 16. infrarot-Bestrahlungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente zur Befestigung an 20 einer Haltestruktur (105a) eine Mehrzahl von länglich ausgebildeten Haltepiatten (102a) umfassen, die längsseitig nebeneinander, insbesondere parallel zueinander, angeordnet sind; wobei sich die wenigstens eine Infrarot-Strahleranordnung (1) über wenigstens zwei benachbarte Halteplatten (102a) quer hinweg erstreckt 25 und auf den Halteplatten (102a) zur segmentweisen Aussteifung ange bracht ist; und wobei auf den Halteplatten (102a) Lehnensegmente (103a) derart angebracht sind, dass sie beiderseits der Infrarot-Strahleranordnung (1) eine Anlehnkontur definieren. 30
10. 17. Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung mit wenigstens einer Infrarot-Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

    ·· ♦ · · • · ♦ • · · • · 9 ·· • · • · · • ··· ··· * · · • · · · 999« ·· 999 -21 - dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung (1) zur Befestigung an einer Haltestruktur (105a) ferner eine Mehrzahl von länglich ausgebildeten Halteplatten (102a) aufweist, die längsseitig nebeneinander, insbesondere parallel zueinander, angeordnet sind; 5 wobei sich die wenigstens eine Infrarot- Strahleranordnung (1) über wenigstens zwei benachbarte Halteplatten (102a) quer hinweg erstreckt und auf den Halteplatten (102a) zur segmentweisen Aussteifung angebracht ist; und wobei auf den Halteplatten (102a) Lehnensegmente (103a) derart an-io gebracht sind, dass sie beiderseits der Infrarot-Strahleranordnung (1) eine Anlehnkontur definieren.
11. 18. Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lehnensegmente (103a) derart an-i5 geordnet sind, dass die durch sie definierte Anlehnkontur den Abstrah lungsbereich der Infrarot-Strahleranordnung (1) teilweise überdeckt. 1Θ. Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Halteplatten 2o (102a) jeweils mit einem die Infrarot-Strahleranordnung (1) übergreifen den Berührungsschutzelement (110a) versehen ist.
12. 20. Infrarot-Bestrahlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, ferner umfassend eine Haltestruktur (105a), 25 wobei die Halteplatten (102a) elastisch auslenkbar an der Haltestruktur (105a) befestigt sind.