<Desc/Clms Page number 1>
UITVINDINGSOCTROOI AANVRAAGSTER : AUPING B. V. te Deventer, Nederland BETREFFENDE EEN : Lichaam uit elastische kunststof, zoals een stootkussen, zitkussen of matras uit schuim- rubber of schuimkunststof.
INTERNATIONALE CONVENTIE : Nederlandse octrooiaanvrage 8203880, gedeponeerd op 6 oktober 1982 en
Nederlandse octrooiaanvrage 8204371 gedeponeerd op 11 november 1982.
<Desc/Clms Page number 2>
De uitvinding heeft betrekking op een lichaam uit elastische schuimstof, zoals een stootkussen, zitkussen of matras uit schuimrubber of schuimkunststof, welk lichaam op meerdere op afstand van elkaar gelegen plaatsen is voorzien van indrukbare veerelementen, die zijn opgenomen in insnijdingen van het schuimstoflichaam.
Een dergelijk lichaam is in de vorm van een matras bekend uit het Duitse Offenlegungsschrift 23 24 101. Bij deze bekende matras, die door langs-en dwarsinsnijdingen is verdeeld in blokken, is in elk blok een cilindervormige spleet aangebracht, waarin een kegelvormige schroefveer is geplaatst, die over de helft van zijn lengte is ingedrukt en dus is voorgespannen, en die de kern in radiale richting samendrukt. Deze ver is niet in aanraking met de buitenwand van de cilindervormige spleet.
Bij deze bekende matras beoogt men, bij gebruik van schuimmateriaal met een geringe dichtheid of soortelijke massa, door middel van de in de spleten geplaatste voorgespannen veren aan de matras extra stevigheid te geven teneinde een lichaam te kunnen ondersteunen en na samendrukking van delen van de matras een herstel van de vorm snel teweeg te brengen wanneer de belasting ophoudt. Dergelijke voorgespannen veren worden in een schuimstoflichaam van geringe soortelijke massa en derhalve grote zachtheid ondervonden als harde kernen, hetgeen in het bijzonder bij toepassing als matras ongewenst is. Hetzelfde geldt uiteraard voor zitkussens, terwijl bij toepassing in stootkussens of voor verpakkingen de veren eveneens harde plekken vormen. Een voorgespannen veer wordt pas indrukbaar en werkt pas als veer wanneer de belasting gelijk wordt aan de voorspanningskracht.
Het is een bekend gegeven, dat de stramheid van een uit schuimrubber of schuimkunststof bestaande matras, kussen, zitting of dergelijke na enige tijd sterk achteruit gaat. Dit heeft tot consequentie dat men doorgaans niet een schuimstof kan gebruiken, die betrekkelijk zacht is en dus niet een schuimstof, die een comfortabele zachte matras oplevert, respectievelijk kussen, omdat deze dan door het achteruitgaan van de stramheid na enige tijd te zacht wordt en te weinig ondersteuning biedt. Dit geldt uiteraard ook voor stootkussen omdat deze dan na enige tijd zo ver achteruitgaan met betrekking tot hun vermogen stoten op te nemen, dat zij onbruikbaar worden.
Past men de hiervoor genoemde bekende voorgespannen kegelvormige schroefveren toe dan leveren deze weliswaar een zekere compensatie, met betrekking tot de
<Desc/Clms Page number 3>
vermindering van de stramheid, maar bij bepaalde toepassingen, zoals zitkussens en matrassen, zijn deze veren dan hinderlijk voelbare plaatsen en dus niet bruikbaar.
Er zijn in het verleden al veel voorstellen gedaan om schroefveren en dergelijke in een matras op te nemen. Zo is uit de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 7808781 een matras bekend waarbij in het uit schuimstof bestaande hoofdlichaam een groot aantal cilindrische gaten zijn gemaakt, die dwars door het hoofdlichaam heen lopen in welke gaten de schroefveren zijn geplaatst. Deze schroefveren zijn in de gaten opgesloten doordat tegen de onderkant en op de bovenkant van het hoofdlichaam schuimstofplaten zijn bevestigd, bijvoorbeeld door lijmen.
Vergelijkbare voorstellen vindt men eveneens in het Zwitserse octrooischrift 452824, het Australische octrooischrift 450041 en het Amerikaanse octrooischrift 2.540. 441.
Ook is bekend uit het Franse octrooischrift 1.110. 462 een matras te laten bestaan uit twee lagen van schuimstof met in elke laag uitsparingen, die slechts een deel van de dikte van de laag in beslag nemen en die bij de op elkaar te plaatsen lagen in lijn met elkaar liggen, in welke uitsparingen de schroefveren zijn opgesloten. Bij deze voorstellen worden dus in het schuimstoflichaam geen spleten gemaakt, maar kamers. Deze kamers vormen grote holle ruimten waarin zich behalve de schroefveer ook doorgaans lucht zal bevinden. De homogeniteit van de isolerende eigenschappen is hierdoor verstoord want elke holle ruimte met de daarin geplaatste veer vormt een koudebrug. Bovendien verstoren deze holle ruimten de totale veerkarakteristiek van het schuimstoflichaam, welke verstoring dan in positieve zin wordt beïnvloed door de in de kamers geplaatste schroefveren.
Een ander bezwaar van de in de holle kamers geplaatste schroefveren is dat deze kunnen kantelen, dat wil zeggen gedeeltelijk dwars of gebogen in de holle ruimte kunnen gaan zitten en dan hun werking niet meer op de juiste wijze doen.
Bij moderne ondermatrasconstructies met omhoog scharnierbaar hoofdeinde respectievelijk voeteneinde moet de uit schuimstof bestaande matras gebogen kunnen worden. Een normale gekoppelde binnenveermatras kan dit niet. Immers het verenkarkas met gekoppelde veren zal bij buiging op elke plaats, waar de veren gekoppeld zijn, knikken. De matrassen volgens de hierboven genoemde bekende voorstellen met in holle ruimten geplaatste schroefveren kunnen dit doorgaans wel, maar het risico dat de veer in de holle ruimte een onjuiste stand gaat innemen meent toe.
<Desc/Clms Page number 4>
De vervaardiging van de holle ruimten kan plaats vinden door deze als doorgaande gaten uit het volle materiaal te ponsen. Het is dan echter niet eenvoudig een zuiver cilindrische opening te krijgen.
Past men niet-doorgaande openingen toe dan is de fabricage gecompliceerd want de uitsparingen moeten dan worden gemaakt door middel van kernen, die in de opschuimvorm moeten worden geplaatst, daar waar de uitsparingen moeten komen.
Elke door uitsnijden verkregen holle ruimte betekent verlies aan materiaal.
Het is uit het Franse octrooischrift 1.552. 214, in het bijzonder fig. 2, bekend schroefveervormige veerelementen volledig in het schuimstofmateriaal op te nemen. Daartoe is echter nodig de veerelementen te plaatsen in een vorm waarin het opschuimen plaats vindt en dit maakt de fabricage gecompliceerd en kostbaar.
Het maken van een spleet, zoals bekend uit het het eerstgenoemde DOS 24 14 101 heeft echter geen verlies aan materiaal tot gevolg en kan betrekkelijk eenvoudig plaatsvinden met een snijinrichting, die een snede maakt en geen materiaal wegneemt.
Doel van de uitvinding is nu een lichaam uit elastische schuimstof te verschaffen, dat voor velerlei doeleinden geschikt is, eenvoudig te vervaardigen is, zijn stramheid behoudt zonder dat de daartoe aangebrachte veerelementen voelbaar worden.
Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt doordat de veerelementen in onbelaste toestand van het lichaam spanningsvrij zijn en zodanig nauwsluitend in de respectievelijke spleten zijn opgenomen, dat elk veerelement over zijn gehele lengte verschuivingsvrij in aanraking is met de ene en/of de andere wand van de spleet en tevens zodanig, dat in onbelaste toestand d t veerelement over de gehele lengte in aanraking is met de beide wanden van de spleet en tussen de veerelementen bevattende spleten het schuimstoflichaam ononderbroken is.
De veerelementen zijn dus niet voorgespannen en komen dus onmiddellijk in werking zodra er belasting optreedt.
Bij voorkeur hebben de veerelementen een veerkarakteristiek die gelijk aan of vrijwel gelijk aan die van het schuimstofmateriaal is.
Doordat de veerelementen over de gehele lengte zijn opgesloten en wel zodanig dat zij altijd met een wand van de spleet en bij belasting altijd met beide wanden van de spleet in aanraking zijn, vindt geen enkele verschuiving van delen van de veerelementen ten opzichte van de wanden van de spleet plaats. De veerelementen zijn niet voelbaar, maar
<Desc/Clms Page number 5>
zorgen voor het behoud van de stramheid. Door de maatregel volgens de uitvinding wordt dus op eenvoudige wijze bereikt, dat het elastische schuimstoflichaam zijn eigenschappen ten alle tijde behoudt. Het schuimstoflichaam is met uitzondering van de spleten, waar zich de veerelementen bevinden, niet onderbroken door andere insnijdingen, spleten of dergelijke tussen de veerelementen.
Met andere woorden grote delen van het schuimstoflichaam, elk meerdere veerelementen bevattend, is te beschouwen als één blok of plaat.
De op deze wijze opgesloten veerelementen kunnen niet kantelen of bij eenzijdige belasting verkeerd buigen.
Bij voorkeur past men cilindrische spleten toe waarin een cilindriche schroefveer is geplaatst. De veerelementen kunnen bestaan uit een draad waarvan de dikte groter is dan de breedte van de spleet.
De veerelementen worden dan volkomen onzichtbaar opgesloten en zijn van meet af aan, dus ook in onbelaste toestand, volledig opgesloten.
Het is echter ook mogelijk de spleten een breedte te geven, die groter is dan de dikte van de draad van het veerelement, zodat dit in onbelaste toestand vrij is van een van de wanden van de spleet. In belaste toestand verplaatst zich de schuimstof en sluit het veerelement onmiddellijk volledig op.
In plaats van cilindervormige spleten kunnen ook rechtlijnige spleten worden gemaakt in de vorm van evenwijdige reeksen al of niet ten opzichte van elkaar verspringend en in dwars-en/of langsrichting van het lichaam.
Deze rechtlijnige spleten hebben het voordeel, dat de veerelementen gemakkelijk kunnen worden geplaatst, want men behoeft het lichaam slechts op een gebogen vlak te leggen om de veerelementen te kunnen steken in de dan open spleten.
Het is ook denkbar zigzagvormige spleten aan te brengen met in elk been van de zigzag een afzonderlijk veerelement of met over de gehele lengte van de zigzaglijn gekoppelde veerelementen.
In plaats van uit veerstaal bestaande veerelementen zijn nog veerelementen denkbaar, die bestaan uit een ander elastisch materiaal, zoals kunststof, schuimstof, rubber en dergelijke.
Bij matrassen plaatst men de spleten bij voorkeur volgens vlakken die loodrecht staan op het hoofdvlak van de matras, want de matras wordt loodrecht op dit vlak belast. Bij kussens, bijvoorbeeld kussens, die steunen tegen een gebogen rug of draagplaat, kan het van nut zijn dat de hartlijnen of vlakken van de spleten in de indrukrichting van de veerelementen verschillende hoeken met elkaar maken. De spleten kunnen
<Desc/Clms Page number 6>
ook loodrecht staan op twee of meer vlakken van het lichaam. Men kan daardoor blokken maken, die belastingen in verschillende richtingen kunnen opnemen.
Zo kan men bij een schaalvormig zitmeubel, bijvoorbeeld een kuipstoel van een voertuig, de steunende functie behalve door de vorm van de schaal, ook laten bepalen door de richting waarin de veerelementen zijn gericht, zodat aan de randen van de schaal ook krachten in dwarsrichting kunnen worden opgenomen.
Opgemerkt wordt dat uit de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 7007648 een verend bekledingssamenstel bekend is, dat geschikt is voor gebruik in bedden, stoelzittingen, rugleuningen en dergelijke voorwerpen, bestaande uit een schuimstof, die een aantal naast elkaar geplaatste metalen schroefveren op de wijze van met elkaar verbonden zakken omkapselt, en waarbij tevens is vermeld dat de elastische schuimstof een elastisch opgeschuimd urethaan kan zijn van een laag soortelijk gewicht, omdat de schuimstof niet behoeft bij te dragen tot de veerwerking.
Hierbij gaat het echter om een verende ondersteuning van zodanige constructie dat de schroefveren van te voren moeten worden geplaatst in de vorm waarin het schuimstofmateriaal, dat de veren geheel moet omkapselen, tot opschuiming wordt gebracht. Dit is een zeer gecompliceerde kostbare wijze van vervaardiging, die niet toelaat schuimstoflagen te snijden van een groot van te voren vervaardigd blok.
Verder wordt opgemerkt, dat uit het Britse octrooischrift 493356 bekend is kussens te voorzien van veerelementen, die van te voren zijn behandeld met een vulcaniseerbaar materiaal en zijn geplaatst in een vorm waarin rubber wordt gebracht. Op deze wijze ontstaat een volledige opsluiting van de veerelementen. Ook deze wijze van vervaardiging is gecompliceerd en kostbaar.
Het aan de uitvinding ten grondslag liggende principe, t. w. het volledig opsluiten van veerelementen, die in onbelaste toestand spanningsvrij zijn, en een vergelijkbare veerkarakteristiek hebben als die van de schuimstof, kan op velerlei gebieden worden toegepast. Zo kan men dit principe toepassen bij elk soort kussen, zoals losse kussens voor meubelen, maar ook voor de vaste bekledingen van meubels, autostoelen, in het bijzonder kuipstoelen, vliegtuigstoelen en dergelijke. Toepassing is denkbaar bij stootopvangende lagen, zoals bijvoorbeeld het dashboard van een voertuig en hemelbekledingen van voertuigen. Industriële toepassingen zijn mogelijk, zoals verpakkingsmaterialen, bijvoorbeeld bij de inwendige bekleding van een doos of kist en bij draagkussens voor het trillingvrij ondersteunen
<Desc/Clms Page number 7>
van machines of apparaten.
Ook is een toepassing denkbaar op kinderspeelplaatsen, zoals in de vorm van speel blokken en stootvrije vloer-of wandbekledingen.
Bijzonder geschikt is het principe volgens de uitvinding in de toepassing op matrassen.
Bij alle toepassingen van schuimkunststoffen volgens de bekende voorstellen diende men ter verkrijging van de vereiste stramheid respectievelijk het vereiste vermogen tot het absorberen van schokken en belastingen gebruik te maken van schuimstoffen, die een vrij hoge soortelijke massa hebben en dat gaat gepaard met een kostenfaktor die voor vele toepassingen prohibitief is. Vandaar dat in de oudere voorstellen er enkele voorkomen, zoals het eerder genoemde DOS 23 14 101, waarbij men een schuimkunststof toepast met een lage soortelijke massa waaraan men dan veerkarakteristiek geeft door het daarin opsluiten van veerelementen.
Men heeft echter niet ingezien, dat men door het op de juiste wijze plaatsen en opsluiten van de juiste veerelementen, conform het voorstel volgens de onderhavige uitvinding, kan bereiken dat ook bij lichamen uit elastische kunststof met een lage soortelijke massa men het achteruitgaan van de stramheid kan ondervangen.
De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen.
Fig. 1 toont in doorsnede een eerste uitvoeringsvorm van een deel van een matras volgens de uitvinding.
Fig. 2 toont op dezelfde wijze in doorsnede een andere uitvoeringsvorm.
Fig. 3 toont een derde uitvoeringsvorm in doorsnede.
Fig. 4 toont een vierde uitvoeringsvorm in doorsnede.
Fig. 5 toont een vijfde uitvoeringsvorm in doorsnede.
Fig. 6 toont een zesde uitvoeringsvorm in doorsnede en
Fig. 7 een zevende uitvoeringsvorm in doorsnede.
De fig. 8 en 9 tonen in bovenaanzicht schematisch de plaatsen waar de spleten kunnen worden aangebracht.
Fig. 10,11 en 12 tonen verschillende mogelijkheden van andere spleten voor het opnemen van een veerelement.
Fig. 13 toont in zijaanzicht een veerelement dat bij de in de fig.
10 t/m 12 getoonde mogelijkheden kan worden toegepast.
Fig. 14 toont nog een andere uitvoeringsvorm.
Fig. 15 toont in perspectief een schuimstofblok met veerelementen in twee loodrecht op elkaar staande richtingen.
<Desc/Clms Page number 8>
Fig. 16 toont een doorsnede door een rugleuning en
Fig. 17 toont tenslotte nog een toepassing in de vorm van een steunkussen voor de bijvoorbeeld trillingsvrije opstelling van één of ander toestel.
De in fig. 1 getoonde matras bestaat uit een hoofdlichaam 1 waarin een cilindrische insnijding 2 is aangebracht die doorloopt over een deel van de dikte van het hoofdlichaam 1. In deze insnijding is een schroefveer 3 geplaatst. De schroefveren zijn naar boven toe opgesloten door een deklaag 4.
Bij de uitvoeringsvorm van fig. 2 heeft de insnijding 5 een zelfde diepte als bij de uitvoeringsvorm van fig. 1. De schroefveer 3 ligt hier in onbelaste toestand aan tegen de kern 6 van het materiaal van de matras 1, welke kern, net zoals bij de uitvoeringsvorm van fig. 1, is blijven staan.
De insnijding 5 heeft een zodanige breedte dat in onbelaste toestand de veer vrij is van de buitenwand 7 van de insnijding. In belaste toestand zal deze buitenwand echter naar binnen bewegen en zich tegen de schroefveer aanleggen.
Bij de uitvoeringsvorm van fig. 3 is de insnijding 8 uitgevoerd met dezelfde geringe breedte als bij het uitvoeringsvoorbeeld van fig. l echter is de insnijding 8 nu doorgaand over de gehele dikte van het matraslichaam 1. De daardoor vrijgesneden kern 9 is echter met de schroefveer 3 in de verkregen opening geplaatst. Opsluiting vindt weer plaats met de deklaag 4 en een extra deklaag 10.
Bij de uitvoeringsvorm van fig. 4 bestaat de matras uit twee lagen 11 en 12. In beide lagen zijn insnijdingen 13 respectievelijk 14 gemaakt met een diepte die geringer is dan de dikte van de lagen 11 respectievelijk 12 zodat de kernen 15 en 16 zijn blijven staan. Een enkele schroefveer 3 is in de beide insnijdingen 13 en 14 geplaatst.
Bij de uitvoeringsvorm van fig. 5 is hetzelfde gedaan als in fig. 4 met dit verschil, dat de insnijding 17 is uitgevoerd met een grotere breedte op een wijze vergelijkbaar met de breedte getoond in fig. 2.
Bij de uitvoeringsvorm van fig. 6 bestaat de matras uit een dikke laag 18 en een dunnere laag 19. In de dikkere laag kunnen schroefveren zijn geplaatst, als aangegeven bij 20, en bijvorbeeld met een insnijding van het type getoond in de fig. 1,3 en 4. Verder kunnen beide lagen 18 respectievelijk 19 insnijdingen 21 respectievelijk 22 hebben met een iets grotere breedte vergelijkbaar met hetgeen is getoond in fig. 5, waarbij de schroefveer 23 beide kernen 24 respectievelijk 25 omvat.
Fig. 7 toont een matras, die is voorzien van een insnijding 26 in
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
het hoofdlichaam 1, welke insnijding 26 een breedte heeft van het type als getoond in fig. 2 en 5. Het verschil met de andere uitvoeringsmogelijkheden is echter dat de schroefveer 27 niet de kern omsluit, maar aanligt tegen de binnenwand 29 van de insnijding 26.
In de fig. 8 en 9 zijn bovenaanzichten getoond van matrassen en elke in deze aanzichten getoonde cirkel stelt een insnijding voor waarin een schroefveer is geplaatst.
In plaats van cilindrische metalen schroefveren is denkbaar schroefveren van andere omtreksvorm toe te passen. In plaats van metalen veerelementen is ook denkbaar veerelementen uit ander materiaal in de insnijdingen te plaatsen, zoals veerelementen van kunststof of van rubber.
Fig. 10 toont in bovenaanzicht een matras 30 waarin in langsrichting evenwijdige reeksen van insnijdingen 31 zijn aangebracht, die niet over de gehele diepte doorlopen. In dwarsrichting zijn insnijdingen 32 aangebracht.
Fig. 11 toont een matras 33 eveneens voorzien van evenwijdig aan de langsrichting verlopende evenwijdige rijen van insnijdingen 34, die echter nu ten opzichte van elkaar verspringen, terwijl in fig. 10 de insnijdingen van de evenwijdige reeksen in dwarsrichting gezien, naast elkaar zijn gelegen.
De in fig. 11 getoonde insnijdingen 35, die in dwarsrichting verlopen, liggen hier tussen de insnijdingen 34.
Fig. 12 toont twee mogelijkheden van zigzagvormige insnijdingen en wel een rechthoekig verlopende zigzag, zoals aangegeven bij 36, en een V-vormig verlopende zigzag, zoals aangegeven bij 37.
Bij alle uitvoeringsvormen, getoond in de fig. 10 t/m 12, kunnen in de rechtlijnige insnijdingen veerelementen worden geplaatst, zoals deze in principe zijn getoond in fig. 13 en bestaan uit een draad of strook van veerstaal 38, dat zigzagvormig is gebogen en ligt in een plat vlak van welke veren het onderste been 39 iets korter kan zijn dan het bovenste been 40 teneinde het insteken te vergemakkelijken.
Een dergelijke veer kan men tot onbeperkte lengten vervaardigen, zoals aangegeven met de onderbroken lijnen 41 en op deze wijze een strook van veerelementen maken, die door buigen worden aangepast aan het zigzagvormig trajekt van de gemaakte insnijding.
Fig. 14 toont een matras 1 van het type getoond in fig. l, doch omgekeerd en zonder deklaag 4.
De in fig. 14 getoonde matras bestaat uitsluitend uit een laag schuimstof 1 met insnijdingen 2 waarin veren 3 zijn geplaatst. De
<Desc/Clms Page number 10>
insnijdingen zijn in het ondervlak aangebracht, dat ligt op een van perforaties voorziene plaat 43, die rust op latten 44 van een gestel.
Elke andere vorm van onderbed is echter ook mogelijk.
Fig. 15 toont in perspectief een blok 47, waarin een aantal cilindervormige insnijdingen 48 is gemaakt op afstanden van elkaar en evenwijdig aan elkaar en daarin zijn schroefveren 49 geplaatst. Tussen de insnijdingen 48 en in een richting loodrecht daarop, zijn insnijdingen 50 gemaakt waarin schroefveren 51 zijn geplaatst. Dit blok 47 kan dus belastingen in twee loodrecht op elkaar staande richtingen opnemen. De insnijdingen 48 hoeven niet, zoals getekend, door en door te zijn.
Fig. 16 toont een gebogen plaat 52, die de rug van een stoel kan zijn en daarop is bevestigd een uit schuimstof bestaande laag 53, waarin een aantal insnijdingen zijn aangebracht, bijvoorbeeld van hetzelfde type als getoond in de voorgaande figuren en waarin schroefveren 54 zijn geplaatst. De hartlijnen van de schroefveren in het middenbereik van de schuimstoflaag 53, staan in wezen loodrecht op de plaat 52. De verder naar buiten gelegen schroefveren 55 en 56 maken een hoek met deze loodlijn en geven daardoor tevens een ondersteuning in dwarsrichting.
Fig. 17 toont een steunvlak 57 met een uitsparing 58 waarin een blok 59 van schuimstof is geplaatst, dat is voorzien van veerelementen op een wijze vergelijkbaar met hetgeen is getoond in fig. 15, t. w. veren 60, die in verticale richting indrukbaar zijn en veren 61, die in horizontale richting zijn ingedrukt. Dit is van belang voor een blok 59 waarvan de breedte groter is dan de breedte van de uitsparing 58, zodat de schuimstof met voorspanning in de uitsparing kan zijn opgenomen. Een dergelijke ondersteuning kan van nut zijn voor het trillingsvrij opstellen van meettoestellen, laboratoriumapparatuur, maar ook van machines.
Vele andere toepassingen zijn denkbaar op grote of op kleine schaal. Kleinschalig is elke betrekkelijk dunne bekledingslaag, die geschikt is voor het opvangen van stoten. Grootschalig is een kussen met een dikte van ten minste één meter, bijvoorbeeld voor sportdoeleinden, bijvoorbeeld bij hoogspringen of voor reddingsdoeleinden.