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Ungesundes Sitzen vermeiden:
Stuhl motiviert zur Änderung der Körperhaltung

Wer lange in der gleichen Position oder einer ungünstigen Körperhaltung sitzt, riskiert Verspannungen und gar eine Degeneration der Bandscheiben. Ein System, das dynamisches Sitzen unterstützt, ist im Rahmen des Projektes SensA-Chair entstanden. Beteiligt waren das Labor für Fertigungssysteme der TH Köln, die Bergische Universität, die Sporthochschule Köln und Partner aus der Industrie.

Blick auf die Arbeiten am Lehrstuhl Konstruktion
Klick auf die Fotos: größere Versionen
Foto: Sebastian Philipp Kampa


SensA-Chair besteht aus verschiedenen Komponenten: Sitzfläche und Rückenlehne passen sich automatisch der individuellen Kontur der Nutzerinnen und Nutzer an. Zudem regt der Stuhl dazu an, die Sitzhaltung in bestimmten Abständen zu wechseln und dadurch die Beanspruchung von Organismus und Bewegungsapparat zu reduzieren. Eine wichtige Rolle spielt dabei ein Aktor zur Mikrokonturanpassung, der am von Prof. Dr.-Ing. Peter Gust geleiteten Lehrstuhl für Konstruktion der Bergischen Universität entstanden ist und einen „Prinzessin auf der Erbse“-Effekt auslöst. „Mikrokonturanpassung bedeutet, dass die Sitzfläche und gegebenenfalls auch die Lehne mit Aktoren ausgestattet werden, die an einer kleinen Stelle durch Verformung bzw. Verfestigung im Polster einen Diskomfort erzeugen“, erklärt der wissenschaftliche Mitarbeiter Sebastian Kampa, M.Sc.. „Die Auswahl der anzusteuernden Aktoren erfolgt durch Messwerte, die die Belastung auf den Körper an den Kontaktflächen zwischen Mensch und Sitz abbilden.“ Dadurch könne das Sitzverhalten in Echtzeit bestimmt und aufgezeichnet werden. Wird ein statisches Sitzverhalten registriert, bei dem eine bestimmte Position z. B. 15 bis 30 Minuten lang unverändert bleibt, werden entsprechend ausgewählte Aktoren angesteuert. Sebastian Kampa: „Der Mensch nimmt diese Veränderung nur unterbewusst wahr, versucht aber, den Diskomfort auszugleichen, indem er sich umsetzt. Dadurch werden die Muskulatur entlastet und der Nährstofftransport in den Bandscheiben gefördert.“

Ein weiteres Element, das an der Bergischen Universität entstanden ist: der für die Erzeugung des Diskomforts erforderliche Aktor. Ein Antrieb aus einer Formgedächtnislegierung treibt die Mechanik absolut geräuschlos an. „Dies ist erforderlich, weil Geräusche schneller wahrgenommen werden können als die entsprechende haptische Rückmeldung“, erläutert Sebastian Kampa. Dadurch werde eine „Konditionierung“ der Anwenderinnen und Anwender verhindert. „Die verbaute ‚Mechanik‘ haben wir mittels einer FEM-Simulation optimiert, um die erforderlichen Stellkräfte erzeugen zu können“, so der wissenschaftliche Mitarbeiter weiter. „Anschließend wurde die Funktion des Aktors an einem Prüfstand evaluiert. Die anschließenden Versuche mit Probandinnen und Probanden auf dem fertigen Stuhl wurden und werden bei einem Projektpartner durchgeführt.“ Das System sei modular aufgebaut und könne daher in nahezu jedem Sitzmöbel eingebaut werden.

Das Forschungsprojekt SensA-Chair wurde von 2016 bis 2018 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms KMU-innovativ gefördert. Projektpartner waren die Brehmer GmbH & Co. KG, die Generationdesign GmbH, die haidermetall Eduard Haider GmbH & Co KG, die Bergische Universität Wuppertal, die Deutsche Sporthochschule Köln sowie die Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme der TH Köln.

Weitere Informationen zu dem Projekt sind auf der Internetseite der TH Köln zu finden.

Kontakt:
Sebastian Philipp Kampa, M.Sc.
Fakultät für Maschinenbau und Sicherheitstechnik
Lehrstuhl Konstruktion
Telefon: 0202/439-2036
E-Mail: kampa{at}uni-wuppertal.de