DE2018083C3

DE2018083C3 - Stutzpolster und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE2018083C3
Application number: DE2018083A
Authority: DE
Inventors: Max Rossford Ohio Gottfried (V.St.A.)
Original assignee: Jobst Institute Inc
Current assignee: BSN Jobst Inc
Priority date: 1969-04-29
Filing date: 1970-04-15
Publication date: 1979-04-05
Also published as: GB1279558A; SE368904B; ZA702868B; AT311546B; DE2018083A1; NL161356C; DE2018083B2; NL7005786A; FR2040379A1; US3611455A; AU1395470A; NL161356B; BE749538A

Description

Die Erfindung betrifft ein Stützpoister sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Zur Entlastung von Teilen des menschlichen Körpers, die einem hohen Abstutzdruck ausgesetzt sind, hat man den Körper bereits auf einem begrenzten Flüssigkeitspolster abgestützt; man strebt auf diese Weise an, die gesamte Abstützkraft des Körpers mittels eine? über die ganze Stützfläche annähernd gleichförmigen Abstutzdruckes aufzubringen. Diese Bemühungen waren insoweit schon erfolgreich, als beim Gegenstand verschiedener Patentanmeldungen eine im wesentlichen reine Flottationsabstützung erzielt wurde. Beim Gegens stand der älteren deutschen Anmeldung P 1942 837.6 wird eine flexible, flüssigkeitsundurchlässige Umhüllung mit flügelartigen Seitenteilen benutzt die bei Füllung mit einer Flüssigkeit eine Art Becken mit einer lose abgedeckten Oberfläche bildet; ein solches Stüuzpolster

ίο Findet in Betten zur Flottationsabstützung eines liegenden Patienten Verwendung, ferner in Stühlen zur Gewährleistung einer gleichförmigen Abstützung im Bereich der gesamten Stützfläche eines sitzenden Patienten. Es stellte s.ch jedoch heraus, daß diese Stützpoister schwer von Patienten zu handhaben sind, die Rollstühle benutzen, um eine gewisse Beweglichkeit und Unabhängigkeit zu besitzen; die Handhabung dieser Stützpolster erweist sich besonders dann als umständlich, wenn der Rollstuhl von dem Kranken zusammengeklappt werden muß, beispielsweise um in einem Kraftfahrzeug transportiert zu werden.

Das vorstehend genannte Stützpolstersystem benutzt bei Anwendung in einem Rollstuhl sowohl die Verdrängung der Flüssigkeit innerhalb der Umhüllung als auch die Ausbildung eines hydrostatischen Kopfes zur Abstützung eines sitzenden Patienten. Im Interesse eines praktischen Kompromisses mit Gesichtspunkten der Tragbarkeit gehen auf diese Weise einige der Vorteile reiner Flottation verloren. Die vorliegende Erfindung strebt nun eine verbesserte Tragbarkeit des Stützpolstersystems an, indem die Flüssigkeitsmenge im System weiter reduziert und die gesteuerte Ausnutzung dieser Flüssigkeit zur Abstützung verbessert wird. Im einzelnen kombiniert die Erfindung einen elastischen, zellförmigen Körper mit der Flüssigkeit in einem

Stützpolster, wodurch die maximalen Drücke reduziert

werden, denen ein auf dem Polster abgestützter Körper ausgesetzt ist

Stützpolster wurden aus luftdirhten Umhüllungen

hergestellt die eine Masse kompressiblen, elastischen Materiales enthalten, um die Abstützung zu vergrößern, die durch Aufblasen der Umhüllung erzielt wird Die US-Patentschrift 13 32 933 beschreibt eine solche Ausführung. In der US-Patentschrift 29 97 100 wird ein Schaumkörper aus Elastomer mit einer luftdichten Haut vorgeschlagen, wobei der Schaum auf einen wählbaren Druck aufgeblasen werden kann, um eine bestimmte Polsterfestigkeit des Körpers zu erzielen. Bei diesen Ausführungen wird das Stützfluid nicht in irgendeiner

Sd Weise durch das Gewicht des stützenden Körpers verdrängt; die miteinander im Gleichgewicht stehenden Stützkräfte sind vielmehr der innere pneumatische Druck und die Federelastizität des Füllmaterials, wo es einen Teil der Last aufnimmt Diese Art der Abstützung bringt die Spannung, welche in der Mantelfläche entwickelt wird, die mit dem abstützenden Körper in Berührung steht auf ein Maximum, sie neigt daher dazu, den Abstützdruck im Bereich vorstehender Knochenteile des abgestützten Körpers zu konzentrieren.

Das erfindungsgemäße Stützpolster verwendet als Stützmedium eine Kombination von Flüssigkeit und elastischem Feststoff.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Körper aus zellförmigem Elastomer, beispielsweise ein Block aus flexiblem Polyätherurethanschaum oder geschäumtem Gummi in eine flexible und flüssigkeitsundurchlässige Umhüllung eingebracht Eine bestimmte Menge Wasser oder andere Flüssigkeit wird in die

Umhüllung zwecks Füllung der Schaumzellen eingeführt; dann wird die Umhüllung dicht abgeschlossen. Die Umhüllung liegt als lose Oberfläche über dem flüssigkeitsgefüUten Schaumkörper, so daß dieser sich dem Gesäß einer auf dem Polster sitzenden Person anpassen kann; dabei wird ein Teil der Flüssigkeit und der Zellstruktur verdrängt, so daß sich eine Art Flottationsbecken bildet, in dem das Gesäß körpergerecht abgestützt wird. Die Elastizität des zellförmigen Materiales stützt teilweise den Körper ab, zugleich behindert und verzögert jedoch das zellförmige Material die Flüssigkeitsströmung, so daß sich das Stützpolster in erwünschter Weise allmählich der Gesäßform der auf dem Polster sitzenden Person anpaßt

Sitzpolster dieser Art weisen viele der charakteristischen Eigenschaften von Polstern auf, die eine Gelfüllung verwenden, wie Organosiloxangele: sie weisen in verschiedener Beziehung überlegene Eigenschaften auf. Polster mit flüssigkeitsgefülltem, zelHörmigem Material sind wesentlich billiger und robuster als mit Gel gefüllte Polster.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich au» den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigt

F ι g. 1 eine perspektivische Ansicht der Oberseite eines erfindungsgemäßen Sitzpolsters;

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Polster der F i g. 1 (längs der Linie 2-2);

F i g. 3 einen Querschnitt durch das Polster (entsprechend F i g. 2) zur Veranschaulichung der Belastung und Verformung des Polsters durch das Gesäß;

Fig.4 ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Stützpolsters.

Wie F i g. 1 zeigt, enthält das Sitzpolster 11 einen etwa rechteckförmigen Körper mit einem Ausschnitt 12. Das dargestellte Polster ist beispielsweise für einen Rollstuhlsitz geeignet und wurde beispielsweise auch als Polster für den Fahrersitz auf Lastkraftwagen verwendet. Durch 1en Ausschnitt 12 soll die Stärke des elastischen Polsters in diesem Bereich auf etwa die Hälfte der Stärke in den übrigen Teilen verringert werden, um auf diese Weise den auf das Steißbein ausgeübten Druck zu verkleinern.

Die Konstruktion des Polsters geht im einzelnen aus F i g. 2 hervjr. Das Polster enthält eiwen Körper 13 aus geschäumtem Elastomer, der anfänglich eine Nennstärke von 101,6 mm, eine Länge von 457,2 mm und eine Breite von 406,4 mm besitzt Der Ausschnitt 12 erstreckt sich über 1773 mm in Querrichtung des Polsters und maximal 228,6 mm von der Polsterrückseite zur Vorderseite. Ein solcher Körper 13 aus flexiblem Polyätherurethanschaum besitzt eine solche Festigkeit, daß ein 101,6mm—101,6mm-381 mm-Muster um 25% seiner Anfangsstärke ausweicht wenn die zur Verformung benutzte Platte eine Räche von 322,6 cm² besitzt und oei Einfügung in das mit Wasser vervollständigte Polster mit 15,42 kg bis 18,144 kg belastet wird; der Körper 13 besitzt dann in den Hauptbereichen eine Stärke von etwa 76,2 mm und im Bereich des Ausschnittes M eine Stärke von SS,i mm.

Der Körper 13 ist von einem flüssigkeitsurodurchlässigen Mantel 14 umschlossen. Eine schwere Bahn aus Nylon (Warenzeichen), deren dem Körper 113 benachbarte Innenseite einen Überzug aus Neopren aufweist, ist einerseits dauerhaft und andererseits dünn genug, um sich der natürlichen Kfrperkontur leicht anzupassen. Die oberen und unteren Flächen 15,16 der Umhüllung 14 sind übereinanderliegend bei 17 dicht miteinander verbunden, in der unteren Fläche 16 ist ein Röhrchen t8 dicht angeordnet, das zum Entlüften des Schaumstoffkörpers sowie zur Einführung von Flüssigkeit dient Das

Röhrchen 18 besteht zweckmäßig aus einem Elastomer,

der sich zur Aufnahme eines Stopfens 19 dehnen kann und sich dann aufgrund seiner Elastizität wieder verengt so daß der Stopfen dicht festgehalten wird.

Das Polster 11 ist beispielsweise mit Handgriffen 21

ίο versehen, die an den seitlich überstehenden Teilen 17 angenäht sind, wodurch eine bequeme Handhabung des Polsters ermöglicht wird.

Die Elastizität des Körpers aus Elastomer wird durch eine Flottationsabstützung und den von Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeil erzeugten hydrostatischen Druck vergrößert Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt das Volumen von etwa

12 063 cm³ 11,146 kg Wasser bzw. etwa 80 Volumenprozent Wasser auf, das durch das Röhrchen 18 eingeführt wird. Eine auf die obere Fläche 15 wirl'ende Last hat zur Folge, daß der abgestützte Körperteil in die lose Oberfläche des Polsters einsinkt und daoei die untere Fläche 16 etwa wie aus F i g. 3 ersichtlich straffzieht. Unter diesen Umständen sind die Flüssigkeit und c.'°r die Flüssigkeit enthaltende, elastische, zellförmige Körper nach den Seiten des abgestützten Körperteiles hin verdrängt; durch die Begrenzung, die von dem gesättigten Elastomerkörper 13 und der Umhüllung 14 gewährleistet wird, ist der Körperteil teilweise durch Flottation abgestützt Durch die lose obere Räche 15 paßt sich die Stützseite des Polsters dem abgestützten Körperteil so an, daß die Stützkraft über den Korperteil gleichmäßig verteilt wird. Es werden dadurch Druckkonzentrationen, insbesondere im Bereich des Steißbeines. verringert und dadurch die Tendenz zur Entwicklung von Druckgeschwüren verkleinert Hierdurch wird das Unbehagen gelindert das Kranke vielfach empfinden, wenn sie längere Zeit sitzend und verhältnismäßig unbeweglich verharren müssen.

Anhand von F i g. 4 ist ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Stützpolsters veranschaulicht Der Körper

13 aus geschäumtem Elastomer wird in die gewünschte Form gebracht und lose von einer Umhüllung 14 aus flexiblem, flüssigkeitsdichtem Material umgelen. Diese Umhüllung kann dadurch dicht abgesch'ossen werden, daß die Randbereiche der übereinanderliegenden Flächen 15 und 16 in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verschweißen, verbunden werden. Dann wird die Luft aus dem zellförmigen Körper 13 und der Umhüllung 14 entfernt und es wird eine Flüssigkeit eingefüllt, so daß die Elastizität des Körpers die Flüssigkeit in die Zellstruktur hineinzieht Ein äußere·' Druck kann zur Entfernung der Luft angew andt werden. Die Umhüllung 14 kann beispielsweise dadurch evakuiert werden, daß über das Röhrchen 18 oine Vakuumpumpe an das Innere angeschlossen wird. Während dieser Evakuierung wird die Luft in den Zellen des Schaumes abgesaugt; der Atmosphärendruck drückt die ganze \nordnung aus ihrer ursprünglichen Stärke von mehr als. 101,6 mm auf weniger als 25,4 mm zusammen. In diesem komprimierten Zustand wird der Einlaß an eine Wasserleitung angeschlossen und so weit gefüllt bis die ganze Einheit etwa 10,433 kg wiegt Dies erfordert etwa 9,526 k? Wasser und hat zur Folge, daß

f.s das geschäumte Elai _tf>mer wieder eine Stärke von etwa 76,2 mm gewinnt wobei das Wasser hauptsächlich in die Zellstruktur gezogen wird. Die Einheit kann dann dicht abgeschlossen werden, indem der Stopfen 19 in das

Röhrchen 18 eingesetzt wird.

Es ist erwünscht, Lufteinschlüsse im Stützpolster zu vermeiden, da sie die Stabilität des Polsters beeinträchtigen. Das Entfernen von Restlufteinschlüssen kann in der Weise erfolgen, daß das Stützpolster mit dem Röhrchen 18 nach oben weisend an ein Vakuum angeschlossen wird, bis etwas Wasser abgesaugt wird. Dann wird das Röhrchen 18 mit dem Stopfen 19 erneut verschlossen.

Wie aufgrund der obigen Beschreibung und Zeichnung verständlich sein dürfte, kann das Stützpolster die verschiedensten Formen annehmen und dadurch an den kritischen Druckstellen eine Druckentlastung herbeiführen; indem die Stärke des Körpers aus geschäumtem Elastomer in dem Bereich der Abstützung verringert wird, in dem größere Drücke auftreten. Das Stützpolster kann in Betten zur lokalen Entlastung benutzt werden, indem es beispielsweise im Bereich der Fersen oder des Gesäßes in einer entsprechenden Ausnehmung der Matratze angeordnet wird. Zellförmiges Material von unterschiedlicher Festigkeit und Steifigkeit kann benutzt werden. Die Stärke des zeilförmigen Materiales, seine Dichte sowie die FlUssigkeitsmenge können verändert werden.

Die durch das Polster bewirkte Abstützung ist eine Kombination von Flüssigkeitsverdrängung (Flottationsabstützung), hydrostatischem Druck der Flüssigkeit (Druckausgleich) und Elastizität des zellförmiger Körpers. Je größer die Menge der verdrängter Flüssigkeit ist, um so näher kommt man zu einer reiner

s Flottationsabstützung, der optimalen Abstützung füi eine Verringerung der Druckkonzentrationen. Di< Flottation erfordert jedoch ein entsprechendes Flüssig keitsgewicht und vergrößert damit das Gewicht de: Polsters. Man muß daher einen gewissen Kompromil

ίο zwischen dem Gewicht (und damit der Tragfähigkeit und dem erzielten Grad an Flottationsabstützunf schließen.

Wird eine stärkere Flottationsabstützung gewünscht so wird ein entsprechend weniger steifer Schaut gewählt, durch den der abgestützte Körper weiter in da! Polster einsinken kann, so daß er ein größere! Flüssigkeitsvolumen verdrängt. Verringert man die Steifigkeit des Schaumes, so wird ein Punkt erreicht, ?r iiCm gpGvCPC ι lüSoignCiiStiCiCM ^rCnCtig« 'A'CTviCfi, Üim νιϊν Abstützung zu bewirken; der Schaum wird dann stärkei als dargestellt gewählt und es findet eine größere Flüssigkalsmenge Verwendung. Weitere Veränderun gen ergeben sich durch ein stärkeres Heranziehen de; hydrostastischen Druckes, indem der Mantel stärker al!

dargestellt mit Flüssigkeit gefüllt wird.

Hierzu. 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stützpolster, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus elastischem, zellförmigem Elastomer lose von einer flüssigkeitsundurchlässigen Umhüllung aus flexiblem Folienmaterial umgeben ist und die Zellen des Elastomer im wesentlichen mit Flüssigkeit gefüllt sind, wobei im wesentlichen alles freies Gas aus der abgedichteten Umhüllung verdrängt ist

2. Stützpolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper nach seinem dichten Einschluß in der Umhüllung eine Stärke besitzt, die etwa ³/₄ der Stärke im unbelasteten Zustand in freier Luft ist.

3. Stützpolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Umhüllung dicht umschlossene Körper eine Stärke besitzt, die wesentlich geringer als seine Stärke im unbelasteten Zustand in freier Luft ist, wobei die Umhüllung eine ausreichende Größe besitzt, um den Körper im unbelasteten Zustand ohne wesentliche Beanspruchung aufzunehmen.

4. Stützpolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit etwa 80% des Volumens des zellförmigen Körpers einnimmt

5. Stützpolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein flexibler Polyätherurethanschaum ist, dessen Steifigkeit so gewählt ist daß eine Stärk« von 101,6 mm unter einer 322,6 cm² Belastung von 15,42 bis 18,144 kg etwa 25% nachgibt wobei dieser Köiper im unbelasteten Zustand in Luft Abmessungen von 101.6 χ 406,4 χ 457,2 mm besi.zt und in der mit Wasser gefüllten Form ein Volumen von etwa 12 063 cm³ aufweist und wobei ferner diese Flüssigkeit etwa ti 146 kg Wasser sind, die hauptsächlich in der zellförmigen Struktur des Körpers enthalten sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Stützpolsters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zunächst ein Körper aus elastischem, zellförmigem Material hergestellt und mit einer flüssigkeitsundurchlässigen, flexiblen Umhüllung umgeben wird, daß dann im wesentlichen alle Luft aus dem zellförmigen Material und der umschließenden Umhüllung verdrängt wird, daß hiernach in die Umhüllung und die zeliförmige Struktur Flüssigkeit in einer solchen Menge eingeführt wird, daß sich eine lose Oberfläche auf der flexiblen Umhüllung quer über den Körper ergibt und daß schließlich die Umhüllung luft- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Luft durch Anschließen des Stützpolsters an ein Vakuum entfernt wird.