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Herkömmliche Sitz- und Liegeunterlagen wie Matratzen mit Federkernen aus Metall, Kunststoff oder auch Schaum leiten den Auflagedruck primär nur nach unten weiter und müssen hier durch zusätzliche Vorrichtungen wie Härteverstellungen bei Lattenrosten oder Materialausprägungen bei Matratzen wie unterschiedliche Zonenbildung und Grundhärten abgestützt werden.
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Druckverteilende Abstützelemente könnten hier eine automatisch richtige Körperabstützung weitestgehend ohne Hilfsmittel generieren. Abstützelemente mit druckverteilenden Eigenschaften sind insbesondere bekannt aus dem Lattenrostbereich – also den Unterfederungen von Matratzen. So zeigt beispielsweise
EP 1616 507 B1 einen Mechanismus, der auf einer Wippe basiert. Der Druck wird über einen Drehbolzen mittels Flügel von einem Element auf das angrenzende übertragen.
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Nachteilig ist hier die Gegenläufigkeit. D. h. sobald ein Flügel den angrenzenden Flügel anhebt, wird der Rechtsausleger dieses Flügels nach unten bewegt. Eine Druckverteilung addiert sich somit nicht und ist also nur in einem kleinen Bereich funktionsfähig. Bekannt sind auch Kolbenelemente auf Seilzügen. Hier ist lediglich das Seil für den Druckausgleich da. Ein aufwändiges System, bei dem der Hub limitiert ist durch Seilverkürzung.
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Im Bereich von druckverteilenden Matratzen wären lediglich als bekannt Wasser- und Luftmatratzen anzuführen. Diese haben aufgrund der Folienabdeckung eine eher flächenelastische Wirkung, verteilen den Auflagedruck unspezifisch in alle Richtungen (Hängematteneffekt) und haben klimatische negative Eigenschaften.
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Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Liege- und Sitzelement – speziell Matratze – zu schaffen, das den Auflagedruck gezielt zur Seite leitet und so ohne weitere Hilfsmittel die Wirbelsäulen automatisch richtig unterstützt.
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Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Abstützelement durch entsprechende Ausformung und Vorrichtungen den z. B. senkrechten Auflagedruck im Winkel zur Seite und nach oben auf ein benachbartes Abstützelement leitet.
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Letzteres erzeugt je nach eingeleitetem Druck entsprechend Gegendruck, der das zuerst belastete Abstützelement „verhärtet”, also nicht so tief einsinken lässt und bewegt sich zudem druckverteilend nach oben. Je nach Gewicht des aufliegenden Körpers ist so eine progressive und automatisch richtige Körperabstützung anzunehmen.
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Durch Anordnungen, Ausformungen, Vorrichtungen und Materialeinsatz können die Druckverteilungen sinnvollerweise zur Seite, nach oben oder teilweise auch nach unten umgelenkt werden. Dabei können die Abstützelemente durch sich selbst auseinandergedrückt oder zusammengedrückt werden – je nach Ergonomie-Ziel und Beschaffenheit der zur Verfügung stehenden Materialumfelder. Das Prinzip ist auf unterschiedliche Ausprägungen anwendbar: rund, eckig, falten- oder spiralförmig, elastisch, unelastisch etc. Durch Additive wie Gleitvorrichtungen, Fixierungen etc. lässt sich die Funktionsweise ausprägen. Je nach ergonomischem Anspruch ist eine Anordnung der Abstützelemente nur in Längsrichtung der Matratze möglich. Unterstützend ist die Anordnung zusätzlich z. B. in Querrichtung dienlich.
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Produktionstechnisch einfach zu realisieren wäre z. B. eine Extrusion. Die einzelnen, wahlweise zu beschneidenden Segmente wären in alle Richtungen anzuordnen.
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Es gibt eine Vielzahl von formalen Ausprägungen und Anwendungen. So sind neben Matratzen auch Sitzelemente denkbar, bei denen gezielt Lordosen-Abstützungen erreicht werden können oder Matratzenunterfederungen wie z. B. Lattenroste. Hier können auch Leistenlager ausgebildet werden, die die druckverteilende Funktion an z. B. Leisten weitergeben.
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Im Folgenden wird das Prinzip anhand von 1 bis 14 erläutert. Es zeigen:
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1 bis 7 die Abstützelemente 1, 1' im Querschnitt unter Druckausübung interagieren,
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8 bis 9 Abstützelemente 1, 1' in 3-D Ansicht ergänzt um eine Aufsicht, die die jeweiligen Verformungsrichtungen verdeutlichen,
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9 bis 12 Querschnitte der Abstützelemente 1, 1' in unterschiedlichen Ausprägungen.
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13 und 14 Verkettungsmöglichkeiten der Abstützelemente 1, 1'.
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1 zeigt im Querschnitt das Abstützelement 1 mit Auflagedruck a, der an das benachbarte Abstützelement 1' im Winkel von ca. 90° weitergegeben wird b und von hier nach oben c geleitet wird. Die Ausformung 2 – unterstützt mit z. B. einer Gleitvorrichtung 5 – drückt gegen das angrenzende Abstützelement 1'. Die Abstützelemente 1, 1' erweitern bzw. verjüngen sich dabei in der Mitte und können in dieser Form als Federelemente 3 oder auch als starre Scherenarme bzw. Nichtfederelemente 4 ausgebildet sein. Bei letzterem dürfte ein größerer Hub zu erwarten sein, sollte aber mit einer Zug- oder Druckfeder versehen sein, die die Ursprungsform wiederherstellt. Die Gleitvorrichtung 5 kann auch – wie gezeichnet – unter einen Federvorsprung greifen und so die Abstützelemente 1, 1' sich zueinander bewegen lassen.
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2 zeigt im Querschnitt exemplarisch Kreisfedern bzw. Federelemente 3, die sich je nach Ausprägung gemäß 12 verformen und so den eingeleiteten Druck weitergeben: b, c. Hier ist Ausformung 2 gleich Gleitvorrichtung 5.
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3 zeigt die 3-D Ansicht der Abstützelemente 1, die hier als separate Kreisfedern ausgebildet sind und gemäß 8 in unterschiedliche Richtungen erweitert werden können. Die Abstützelemente 1' können sich auch z. B. über eine längere Strecke ausdehnen wie hier als Rohr dargestellt. So wird sich die Druckverteilung b in einer Richtung ausprägen. Vorteilhaft hier sind Einschnitte 6, die eine Punktelastizität in der Richtung c ermöglicht bzw. hier den Druck a nach unten leitet d.
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4 zeigt im Querschnitt die Kombination aus z. B. innenliegender Falten- oder Tellerfeder als Abstützelement 1 und z. B. außenliegender Kreisfeder, die den Druck a durch Ausformung 2, die hier ein Federelement 3 darstellt, in Seitenrichtung lenkt.
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5 zeigt im Querschnitt eine Spiralfeder als Abstützelement 1, die sich mittig verbreitert bzw. verjüngt. Eine Ausprägung, die produktionstechnisch forciert werden muss, da herkömmliche Federn diese mittige Veränderbarkeit nicht aufweisen. Vorteilhaft wäre auch hier eine Gleitvorrichtung 5, die eine Falten- oder Kreisfeder oder auch einfach eine gleitende Folie o. ä. oder eine mittig fixierende Vorrichtung 10 sein kann. Diese Spiralfeder kann auch oval sein, so dass sich die Druckverteilung in nur eine Richtung bewegt (Detailaufsicht 1''). Denkbar ist auch eine Verformung der Feder als Kreis, die in dieser Form Eigenschaften der Kreisfeder annimmt und so analog fungieren kann.
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6 zeigt im Querschnitt beispielsweise Halbkreisfedern als Abstützelemente 1, 1', die sich auf einer Fläche 7 oder einem Band bewegen können und so den eingeleiteten Druck a gerichtet und effektiv weiterleiten b. Die Gleitvorrichtung 5 – hier als Materialaussparungen gezeigt – kann die Verformung der Abstützelemente 1' nach außen oder nach innen richten. Zusätzlich dehnbare Verbindungen 8 können ein einfaches Extrusions-Federelement mit hoher Funktionalität generieren. Die Konstruktion (Abbildung) kann auch gespiegelt werden, so dass unten und oben eine sich addierende Funktionalität entsteht.
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7 zeigt im Querschnitt das Funktionsprinzip der Gleitvorrichtung 5 bzw. Verformung 2 bei den Abstützelementen 1, 1', die elastisch oder auch nicht elastisch, mit und ohne Luft gefüllt sein können und durch Druck a sich gegenseitig in Seiten- und Höhenrichtung b, c verschieben. Vorzugsweise bleibt die Verformung 2 hier linear. Als Unterlage bietet sich eine elastische Fläche an, die z. B. aus einem Band oder aus Schaum oder aus fluidgefüllten Behältnissen bestehen kann. Alternativ wäre eine senkrechte, auch drehbare Führung bezogen auf die einzelnen Abstützelemente 1, 1' denkbar.
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8 zeigt als 3-D Ansicht die Abstützelemente 1 und 1' in Längs- und Querrichtung angeordnet. Ein aufliegender menschlicher Körper wird so in Längsrichtung im Lordosenbereich abgestützt und in Querrichtung werden z. B. schwere Körperteile wie Gesäßbereich durch Gegendruck b angehoben. Die rechts gezeigte Teilfigur ist eine Aufsicht und zeigt die Ausformungen 2. Der Gegendruck im Randbereich der Konstruktion erfolgt durch die Matratzen- bzw. Bettbegrenzung. In längs und quer angeordnete Abstützelemente 1, 1' können unterschiedliche Härten und Formen haben, so dass im Bedarfsfall auch eine individuelle Abstützung erfolgen kann.
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9 zeigt als 3-D Ansicht die Abstützelemente 1 ergänzt um eine Zug-, Druckvorrichtung 9. Diese kann ebenfalls eine Kreisfeder sein, die sich gemäß Aufsichtsteilfigur durch den Druck a in Längsrichtung verformt und so die Vorrichtung 9 des angrenzenden Abstützelementes 1' zu sich heranzieht (Druck d). Dadurch wird das Abstützelement 1' indirekt in eine nach oben weisende Richtung (Druck d') gebracht. Dies kann vorteilhaft sein, wenn äußere Matratzen- oder Bettbegrenzungen nicht vorhanden sind oder auch eine enger anliegende Körperabstützung zu erfolgen hat.
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10 zeigt im Querschnitt Abstützelemente 1, 1' neben- und übereinander angeordnet. Dies kann je nach Vielzahl eine homogenere Abstützung ermöglichen. Übereinander angeordnet (Zeichnung) erfolgt ein eher additiver Effekt, versetzt angeordnet ein eher nivellierender Effekt. Vorzugsweise sind die Abstützelemente 1, 1' mittig in Vertikalrichtung mit Vorrichtung 10 zu verbinden. So wird der Druck a durch Drehung von Abstützelement 1' in Druck d – zum Abstützelement 1 hin – geleitet. Durch diese Vorrichtung 10 erhöht sich auch die Stabilität der Konstruktion. Eine verbindende Vorrichtung 10' – senkrecht zwischen Abstützelementen 1, 1'' – lenkt den Druck direkt seitlich nach außen d'. Die Kombination von 10 und 10' nivelliert den Druckverteilungseffekt – ähnlich wie bei herkömmlichen Schäumen. Je nach Länge oder Beweglichkeit der Vorrichtung 10 sind Ausformungen 2 zu steuern.
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11 zeigt im Querschnitt eine Vielzahl von Abstützelementen 1, neben- und übereinander versetzt angeordnet. Diese können durch z. B. eine elastische Begrenzung 11 selbst zu einem eigenständigen Abstützelement 1' werden.
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12 zeigt im Querschnitt Additive, die die Verformungsrichtung und die Stabilität des Abstützungselementes 1 beeinflussen. So wird eine gewellte Oberflächenstruktur 12 bei Druck a sich nach innen c verhärten und so stabilisierenden Gegendruck aufbauen. Bei Druck b wird sich die Oberflächenstruktur 12 eher öffnen in Richtung d. Darüberhinaus forciert die Oberflächenstruktur 12 die Bewegung der Abstützelemente 1, 1', z. B. durch Drehung in gewünschte Richtung. Ähnliche Eigenschaften lassen sich erzielen durch Materialarten, -elastizitäten und -stärke, durch zusätzliche Verstrebungen 13, 15, Abstützungselemente 14 innerhalb oder außerhalb des Abstützungselementes 1 wie z. B. Schaumvorsprünge der Matratzenauflage oder zusätzliche Abstützungselemente etc.
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13 zeigt eine 3-D Ansicht von Abstützelementen 1, 1' in bevorzugter Form bzw. Anordnung bezogen auf längs- und quergerichteter Druckverteilung: b, b'. So hat Abstützungselement 1 mittig Verstrebungen 15, die dem leicht einzuschiebendem Abstützelement 1' Halt und freie Bewegung bieten. Die Verstrebungen 15 haben darüberhinaus abstützende, stabilisierende Funktion. Je nach Bedarf lassen sich so z. B. unterschiedlich harte Abstützelemente 1, 1' kombinieren.
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14 zeigt eine 3-D Ansicht der Abstützelemente 1, 1' mit Verbindungsvorrichtungen 16. So kann Abstützelement 1' z. B. seitlich in Abstützungselement 1 eingeschoben werden und durch Drehung oder senkrechtes Herunterdrücken in eine Fixierung 16 rasten. Es gibt sicherlich eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Fixierung abhängig von einem Extrusions- oder Spritzgussverfahren. In einfacher Weise wäre auch eine Verklebung mit z. B. elastischem Material punktuell oder flächig möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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