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Polsterung aus expandiertem Polyurethan od. ähnl. Schwammstoff
Die Erfindung bezieht sich auf Polsterungen aus expandiertem Polyurethan, z. B. Matratzen, Kissen,
Rückenlehnen u. dgl. und betrifft im besonderen Verbesserungen, durch die ein besseres elastisches Ver- halten dieses Materials bei seiner Verwendung erzielt werden kann.
Wenn expandiertes, nämlich schwammartiges Polyurethan einer Belastung unterworfen wird, zeigt es eine elastische Rückwirkung, die nicht immer linear proportional der bewirkten Verformung ist. Im besonderen können im Bereich kleiner Verformungen starke Zunahmen der Reaktionskraft festgestellt werden ; im Bereich mittlerer Verformungen sind diese Zunahmen klein und im Bereich starker Verformungen werden sie wieder gross. Bei einer aus expandiertem Material (Schwammstoff) hergestellten Polsterung entspricht deshalb das elastische Verhalten des Materials nicht den im Hinblick auf die Bequemlichkeit der Polsterung zu stellenden Anforderungen. Eine aus einem expandierten Material mit einem solchen elastischen Verhalten hergestellte Polsterung ruft, auch wenn sie mit den üblichen zylindrischen Hohlräumen versehen ist, beim Benutzen ein unbehagliches Gefühl hervor.
Bei der ersten Berührung mit der Polsterung empfindet der Benutzer die Polsterung ziemlich hart ; beim Einsinken in die Polsterung zeigt diese dann eine übermässige Weichheit, so dass sie rasch vollständig zusammengepresst wird, wonach die Polsterung wieder eine unbequeme Härte annimmt.
Die Erfindung zielt darauf ab, den vorstehend erläuterten Mangel zu beheben und sieht zu diesem Zweck eine Polsterung aus expandiertem Polyurethan mit besonderen Ausnehmungen vor, die eine vorteilhafte Veränderung des unregelmässigen und unerwünschten elastischen Verhaltens des genannten Materials ermöglichen. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass es bereits bekannt ist, in Polsterungen aus kompaktem oder porösem Material verschiedenartig gestaltete Hohlräume vorzusehen, die meist pneumatische Kammern bilden und das Verhalten der Polsterung beeinflussen.
Bei der erfindungsgemässen Polsterung werden demgegenüber einseitig offene Ausnehmungen angeordnet, wobei aber die Gestalt und Anordnung der Ausnehmungen so gewählt sind, dass die an sich unbefriedigende elastische Kennlinie von expandiertem Polyurethan oder einem ähnlichen Schaumstoff in gewünschter Weise verbessert wird.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Polsterung aus expandiertem Polyurethan oder ähnlichem Schwammstoff, die mit von derUnterfläche ausgehenden Ausnehmungen versehen ist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen stark konvergente, von der Unterfläche ausgehende Wände haben und dass die Hohe der Ausnehmungen höchstens eineinhalbmal so gross wie die grösste Abmessung der Basis der Ausnehmung ist. Vorzugsweise beträgt dabei die Breite der Flächenstreifen zwischen benach-
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fläche hin offen und stehen untereinander nicht in Verbindung. Die Konvergenz der Wände der Ausnehmungen erleichtert das Auftreten beträchtlicher Veränderungen der Form der Ausnehmungen während des Zusammendrückens der Polsterung und bewirkt infolgedessen gleichzeitig Veränderungen der elastischen Rückwirkung des expandierten Materials.
Die Veranderungen der Form der Ausnehmungen bewirken hauptsächlich eine Verminderung der Höhe der Ausnehmungen beim Zusammendrücken der Polsterung.
Die Wahl einer passenden Form, Grösse und Verteilung der Ausnehmungen ermöglicht daher eine Korrektur der Verformungskurven hinsichtlich der elastischen Merkmale des verwendeten Materials und
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ihres gewünschten Verhaltens.
Zur Klarstellung sei erwähnt, dass sich die in der Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendete Bezeichnung "expandiertes Polyurethan" auf wirkliche schwammartige Polyurethane, aber auch auf andere elastische Schwammstoffe bezieht, die eine Korrektur ihres elastischen Verhaltens erfordern.
Spezielle Formen der gemäss der Erfindung ausgebildeten Ausnehmungen, die eine besonders gute Korrektur des elastischen Verhaltens von expandiertem Polyurethan ermöglichen, werden später an Hand von Beispielen erläutert. Hiebei können die Ausnehmungen z. B. die Form von Pyramiden oder Pseudopyramiden mit quadratischer, pseudoquadratischer, rechteckiger, dreieckiger, pseudodreieckigeroder sechseckiger Grundfläche haben. Die Ausnehmungen können auch eine konische oder pseudokonische Form aufweisen. Die Wände der Ausnehmungen'sind eben oder gekrümmt, wobei im letzteren Falle die Höhlung des Profils zur Basis hin oder in die entgegengesetzte Richtung weisen kann. Vorzugsweise ist jedoch bei einer gekrümmten Wand die Höhlung zur Basis hin gerichtet.
Bei Polsterungen, die aus schwammartigem Polyurethan hergestellt sind, bleiben an der unteren Fläche in Abhängigkeit von der Anzahl der Ausnehmungen je Flächeneinheit und von der regelmässigen oder unregelmässigen Verteilung der Ausnehmungen Materialteile stehen, die im Verhältnis zur grössten Abmessung der Basis der Ausnehmung umso dünner sind, je grösser die gewünschte Herabsetzung der anfänglichen elastischen Rückwirkung der Polsterung ist.
Bei Ausnehmungen mit der erwahnten Form und Verteilung erreicht die Höhe höchstens einen Wert, der eineinhalbmal so gross wie die grösste Abmessung der Basis ist, und die Breite der an der Unterfläche stehenbleibenden Streifen beträgt an den schmalsten Stellen zwischen benachbarten Ausnehmungen höchstens 20% des Abstandes zwischen denAchsen dieserAusnehmungen. Bei Polsterungen, die aus einem ela-
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von Fall zu Fall im Hinblick auf das Erfordernis einer Korrektur des Verhaltens der betreffenden Materialien gewählt werden.
Eine Polsterung aus schwammartigem Polyurethan, die mit Ausnehmungen der erläuterten Art versehen ist, hat ein elastisches Verhalten, das sich bei der Verwendung besonders günstig erweist. Eine solche Polsterung gibt nämlich beim Beginn des Zusammendrückens infolge der beschränkten anfänglichen Gesamtfläche der Streifen zwischen den Ausnehmungen an der Unterseite rasch elastisch nach und vermittelt dadurch ein angenehmes Gefühl der Weichheit. Beim weiteren Zusammendrücken vergrössert sich dann die Berührungsfläche der Streifen an der Unterseite, wobei Veränderungen der Pyramiden- oder Kegelform der Ausnehmungen und eine zunehmende Versteifung der Polsterung bemerkbar werden.
Erforderlichenfalls können Polsterungen aus übereinanderliegenden Schichten gebildet werden, die in der oben beschriebenen Weise gemäss der Erfindung ausgebildet sind.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf einige in den Zeichnungen veranschaulichte Ausführungsbeispiele naher erlautert. Fig. 1 zeigt in einem Diagramm das elastische Verhalten von schwammartigem Polyurethan mit und ohne Ausnehmungen. Fig. 2 zeigt einen Teil der Unterseite einer Polsterung mit pseudopyramidenförmigen Ausnehmungen, die eine quadratische Basis haben und entlang von zwei einander rechtwinkelig kreuzenden Richtungen ausgerichtet sind. Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch diese Polsterung nach der Linie III-III in Fig. 2. Fig. 4 zeigt einen Teil der Unterseite einer Polsterung mit pseudopyramidenförmigen Ausnehmungen, die eine quadratische Basis haben und gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Die Fig. 5 und 6 sind Teilansichten der Unterseite einer Polsterung mit pseudopyramidenförmigen Ausnehmungen mit dreieckiger bzw. sechseckiger Basis. Fig. 7 zeigt einen Teil der Unterseite einer Polsterung mit pseudokonischen Ausnehmungen, deren Achsen an den Kreuzungspunkten von einander unter 9 (}'0 schneidenden Scharen paralleler Gerader liegen und Fig. 8 ist ein Längsschnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7. Fig. 9 zeigt einen Teil der Unterseite einer Polsterung mit pseudokonischen Ausnehmungen, deren Achsen an den Kreuzungspunkten von einander unter 600 kreuzenden Scharen paralleler Gerader liegen und Fig. 10 ist ein Längsschnitt nach der Linie X-X in Fig. 9.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Diagramm gibt die Ordinatenachse die Belastung Q und die Abszissenachse die auf die Höhe der unbelasteten Polsterung bezogene Verringerung der Höhe der belasteten Polsterung in Prozent an. Hiebei zeigt die Kurve a die Verformung von gewöhnlichem schwammartigem Polyurethan bei zunehmender Belastung und lässt deutlich den bekannten unregelmässigenverlauf des Verformungsvorganges erkennen. der für dieses Material typisch ist Die Kurve b lässt die Verformung einer besonderen, gemäss der Erfindung mit Ausnehmungen versehenen Polsterung erkennen. Diese Kurve b ist nahezu geradlinig und zeigt, dass bei der erfindungsgemässen Polsterung ein lineares Verhältnis zwischen den aufgebrachten Belastungen und den sich hieraus ergebenden Verformungen erzielt werden kann.
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Die in den Fig. 2 - 4 gezeigte Polsterung 1 mit einer unteren Fläche 2 und einer Gebrauchsfläche 3 ist mit Ausnehmungen 4 versehen, die eine quadratische Basis 5 und gekrümmte Wände 6 haben. Diese Ausnehmungen haben die Form von Pseudopyramiden. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Höhlung des
Profils der gekrümmten Wände 6 gegen die Unterseite 2 der Polsterung weist.
Das die Ausnehmungen umgebende schwammartige Polyurethan bildet an der Unterseite der Polsterung schmale, gerade, zueinander parallele Flächenstreifen 7, die sich unter 900 mit gleichen geraden und zueinander parallelen Flächenstreifen 8 kreuzen. Die Achsen der Ausnehmungen liegen in Ebenen, die zu diesen beiden einander unter einem Winkel von 900 kreuzenden Richtungen parallel sind.
Fig. 4 zeigt eine versetzte Anordnung von pseudopyramidenförmigen Ausnehmungen 9, deren Achsen in zwei Scharen von parallelen Ebenen liegen, die einander unter einem von 900 verschiedenen Winkel kreuzen.
Fig. 5 zeigt eine Polsterung mit Ausnehmungen 10, die eine dreieckige Basis 11'und die Form einer Pyramide oder, wenn die Wände der Ausnehmungen gekrümmt sind, einer Pseudopyramide haben. Die Auflagefläche 11 an der Unterseite der Polsterung wird durch schmale, gerade Flächenstreifen 12, 13, 14 gebildet, die in drei einander unter Winkeln von 600 kreuzenden Richtungen liegen.
Bei der Polsterung nach Fig. 6 umschliessen die geraden, ebenen Flächenstreifen 15, welche als Auflagefläche der Polsterung dienen, sechseckige Flächen, welche die Basisflachen 15'von Ausnehmungen 16 bilden, die infolgedessen die Form einer Pyramide oder bei gekrümmten Wänden einer Pseudopyramide haben.
Die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Polsterung hat Ausnehmungen 17 mit kreisförmiger Basis. Da die Erzeugende der Ausnehmung gekrümmt ist, haben die Ausnehmungen pseudokonische Form, wobei die Höhlung des Profils der Unterseite der Polsterung zugekehrt ist.
An der wirksamen Auflagefläche an der Unterseite des Schaumstoffes sind Flächenelemente 20 mit pseudoquadratischer Form zu erkennen. Von den Innenrändern dieser Flächenelemente 20 können die Wände von kleineren Ausnehmungen 22 in Form von Pseudopyramiden ausgehen. Die pseudoquadratische Form der Flächenelemente 20 ist eine Folge der Anordnung der Ausnehmungen 17, deren Achsen in Ebenen angeordnet sind, die in zwei einander unter einem Winkel von 900 kreuzenden Richtungen verlaufen.
Bei der Polsterung nach den Fig. 9 und 10 kreuzensich die Scharen der die Achsen von pseudokonischen Ausnehmungen 23 enthaltenden parallelen Ebenen unter Winkeln von 600, wodurch an der Auflagefläche 24 der Polsterung Flächenelemente 25 mit pseudodreieckiger Form entstehen, welche die pseudodreieckigen Basisflächen von kleineren Ausnehmungen 26 mit Pseudopyramidenform umschliessen können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Polsterung aus expandiertem Polyurethan oder ähnlichem Schwammstoff mit von der Unterfläche ausgehendenAusnehmungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen stark konvergente, von der Unterfläche ausgehende Wände haben und dass die Höhe der Ausnehmungen höchstens eineinhalbmal so gross wie die grösste Abmessung der Basis der Ausnehmung ist.
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Achsen dieser Ausnehmungen beträgt.