DE2813309C2

DE2813309C2 - Matratze mit zwei übereinanderliegenden Schichten von in Gruppen aufblasbaren Röhren

Info

Publication number: DE2813309C2
Application number: DE2813309A
Authority: DE
Inventors: Robert John Dudley London Welch
Original assignee: Pegasus Airwave Ltd
Current assignee: Pegasus Ltd
Priority date: 1977-03-29
Filing date: 1978-03-28
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE2813309A1; US4193149A; SE438430B; FR2385362A1; SE7803457L; FR2385362B1; GB1595417A

Description

Die Erfindung betrifft eine Matratze mit zwei übereinanderliegenden Schichten von in Gruppen aufblasbaren Röhren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist bekannt, daß ein Patient, der über eine längere Zeit liegen muß, Symptome wie Bettwunden oder Hautausschlag auf den Teilen seines Körpers bekommt, auf denen er mit seinem ganzen Gewicht auf dem Bett aufliegt. Hauptgrund dafür ist das Abschneiden der Blutkapillaren nahe der Hautoberfläche, was durch den Druck bewirkt wird. Wird ein Fleischbereich über eine längere Zeit von dem Blutkreislauf abgeschlossen, dann treten Reizung und Empfindlichkeit auf.
Es ist bekannt, eine aufblasbare Matratze oder Unterlage mit aufblasbaren und entleerbaren flexiblen Röhren, die Seite an Seite quer zum Bett liegen, zu schaffen, wobei die Röhren alternativ durch Leitungen miteinander verbunden sind, so daß die Röhren zwei ineinandergreifende Gruppen oder Felder bilden, die mit einer Pumpeinrichtung verbunden sind, welche eine Gruppe aufbläst, während die andere entleert wird, und die so wechseln, daß jede Gruppe periodisch aufgeblasen und entleert ist. In jedem Moment wird der Patient von den Röhren der Gruppe getragen, die aufgeblasen ist, während die Teile seines Körpers, die über den entleerten (und daher zusammengefallenen) Röhren liegen, nicht von einem Druck der Matratze beaufschlagt werden, so daß das Blut in diesen Teilen frei zirkulieren kann.
Ehe die Einschnürung der Kapillaren oder andere Folgen des Druckes auf die lasttragenden Teile des Körpers Schaden hervorrufen, wird der Druck von diesen Teilen abgelassen und auf die vorher druckfreien Teile gegeben. Auf diese Weise pulsiert die Matratze, und die gewichstragenden Bereiche des Körpers des Patienten werden gewechselt.
Es ist generell unschön, direkt auf Kunststoffmaterialien zu liegen, weil dies dazu führt, daß man schwitzt. Es ist bekannt, zwischen Patienten und Matratze eine Schicht aus Schaumstoffoder Wollmaterial zu legen und die obere Oberfläche der Matratze porös zu machen, so daß Luft durch den körpertragenden Bereich hindurchgehen kann und den Schweiß trocknen kann.
Eine Matratze der eingangs beschriebenen Art ist aus der US-PS 36 74 019 bekannt. Bei dieser bekannten Matratze werden zwei übereinander liegende Schichten von Röhren verwendet, bei denen die Röhren der oberen Schicht oberhalb zwischen den Röhren der unteren Schicht angeordnet und abwechselnd aufblasbar bzw. entleerbar sind, und die einzelnen Röhren besitzen einen elliptischen Querschnitt mit einer horizontalen größeren Halbachse. Damit ergibt sich das Problem, daß bei der Wahl eines relativ großen Querschnitts der Röhren ein Patient nur in einigen wenigen einen großen Abstand voneinander aufweisenden Bereichen aufliegen würde, was nicht komfortabel wäre. Würde der Querschnitt der Röhren dagegen klein gewählt, dann würden bei einer sehr ungleichmäßigen Verteilung des Gewichts des Patienten, beispielsweise beim aufrechten Sitzen, die den Hauptteil des Gewichts tragenden Röhren ungenügend nachgeben, so daß die Luft aus den am stärksten zusammengepreßten Teilen der Röhren herausgedrückt wird und der Patient tatsächlich nur von der unteren Schicht bzw. deren Unterlage getragen wird.
Weiterhin ist aus der FR-PS 14 59 259 eine Matratze bekannt, die eine einzelne Lage von Röhren aufweist, die zum Aufgepumptwerden in Gruppen angeordnet sind, von den Röhren erstreckt sich jede quer zu der Matratze.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Matratze der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der auch bei einer sehr ungleichmäßigen Gewichtsverteilung der Patient abwechselnd an verschiedenen Stellen unterstützt und ein großer Abstand zwischen diesen einzelnen unterstützenden Stellen vermieden wird, ohne daß der Luftdruck in den Röhren wesentlich erhöht werden muß.
Diese Aufgabe wird durch eine Matratze der eingangs beschriebenen Art gelöst, welche gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet ist.
Bei einer entsprechend ausgebildeten Matratze gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mehrzahl von Gruppen wenigstens gleich drei ist und die zu einer Gruppe gehörigen Teile durch Leitungen miteinander verbunden sind. Wenn n Gruppen vorgesehen sind, dann ist die Reihenfolge der Röhren in jeder Schicht "1, 2, 3, . . . n, 1, 2, 3, . . . n, 1, 2, . . .". Die Mehrzahl von Gruppen kann so mit einer Pumpeinrichtung verbunden werden, daß im Betrieb die Gruppen aufeinanderfolgend aufgeblasen und entleert werden, so daß ein von den Röhren der ersten Gruppe zu den Röhren der n-ten Gruppe wanderndes Pulsieren entsteht. Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf eine Matratze in Kombination mit einer Pump- und Steuereinrichtung, durch die die Gruppe nacheinanderfolgend aufgeblasen und entleert werden können.
Die Röhren in jeder Schicht können mit ihren Nachbarteilen entlang oder wenigstens über einen Teil ihrer Länge mechanisch verbunden sein. Darüber hinaus ist der Querschnitt der Röhren nicht auf einen kreisförmigen Querschnitt beschränkt. Es können auch Röhren mit einem anderen als einem kreisförmigen Querschnitt in der Matratze gemäß der Erfindung verwendet werden.
Damit die Röhren einer Schicht im wesentlichen vertikal mit den Röhren einer anderen Schicht abgeglichen sind, weist die Matratze ein oder mehrere Formstücke auf, die sich entlang ihrer Länge erstrecken. Vorzugsweise ist ein Formstück aus federnd nachgebendem Material an jeder Seitenkante der Matratze zwischen benachbarten Schichten der Röhren vorgesehen, wobei jede Schicht entleerbar mit ihren entsprechenden Formstücken an Seitenrändern der Matratze festgemacht ist. Damit wird eine genaue Ausrichtung der Röhren übereinander erzielt.
Die obere Oberfläche der Röhren in der oberen Schicht kan perforiert sein, so daß ein begrenzter Gasdurchtritt durch diese möglich ist.
Wie ersichtlich werden wird, ist bei drei Reihen die für den Patienten erreichbare Druckentlastung am größten und erlaubt die Einführung eines Aufblas-/Entleerungs-Musters, welches für den Patienten ganz besonders vorteilhaft ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Matratze eine Sensoreinrichtung auf, die so ausgebildet ist, daß sie im Gebrauch den Aufblasdruck in den Röhren vergrößern kann. Ändert der Patient seine Position, so daß auf irgendeinem Bereich der Matratze ein größerer Druck ausgeübt wird, kann in diesem Bereich die Unterstützung verbessert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Von den Figuren zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Matratze, teilweise in weggeschnittener Darstellung;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Matratze, teilweise in weggeschnittener Darstellung;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 bis 6 schematische Seitenansichten zur Darstellung von Stufen in dem Zyklus der Betriebsweisen;
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Luftzufuhr- und Regelvorrichtung;
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Sensor in seiner Stellung in einer Matratze, deren obere Fläche entfernt ist;
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8;
Fig. 10 eine Fluidverteilungsvorrichtung, teilweise im Schnitt; und
Fig. 11 eine vereinfachte graphische Darstellung, die das Verhältnis von einem Rotor zu einer Deckplatte für die in Fig. 10 gezeigten Anordnung darstellt.
Es wird zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Eine allgemein mit 10 bezeichnete Matratze weist eine Mehrzahl von im wesentlichen gleichen aufblasbaren und entleerbaren flexiblen Röhren 11 auf, die zwei im wesentlichen gleiche Schichten 8 und 9 bilden, wobei jede Schicht 8, 9 aus seitlich miteinander verbundenen Röhren 11 besteht und die Schicht 8 über der Schicht 9 liegt. Die Röhren 11 in der oberen Schicht 8 werden im wesentlichen vertikal über den Röhren 11 in der unteren Schicht 9 mittels zweier Formstücke 12 aus federnd nachgebendem Schaummaterial neben den Enden der Röhren 11 gehalten.
Die obere Oberfläche der oberen Röhren 11 weist eine Mehrzahl von sehr kleinen Perforationen 18 auf. Jede Röhre 11 ist über eine neben einem Ende festgemachte Leitung 13 mit der Röhre 11 direkt über oder unter ihr und mit jeder dritten Röhre ihrer Schicht 8, 9 verbunden. Die Leitungen 13 sind zur Vereinfachung in Fig. 2 nur für die Röhren 11 der Schicht 9 gezeigt. Ein identischer Satz Leitungen 13 ist für die Röhren 11 der oberen Schicht 8 vorgesehen. Es sind so drei Felder bzw. Reihen A, B und C von Röhren 11 gebildet, und jedes Feld ist mit einem Pumpen- und Regel- bzw. Steuersystem verbunden. Das System ist in Form eines Blockschaltbildes in Fig. 7 gezeigt. Ein Kompressor 20 liefert Druck und Vakuum für die Reihen. Eine Steuerungseinrichtung 21 (z. B. motorgetriebene Verteilerventile oder Magnetventile, die von einer Nockenwelle geschaltet werden) verbinden zyklisch die Reihen mit den Druckquellen und Vakuumquellen, so daß jede Reihe sukzessive

(i) aufgeblasen,
(ii) durch Herausstreichen der Luft durch die Perforationen teilweise entleert und
(iii) durch Verbindung mit der Vakuumquelle aktiv entleert wird.

Die Steuerungseinrichtung 21 kann jede Ausführungsform haben, mit der der gewünschte Zweck erfüllt werden kann. Eine geeignete Form einer solchen Steuerungseinrichtung ist in der GB-Patentanmeldung 5 383/78 (Spenalex Engineering Co. Ltd) beschrieben.
Der Zyklus von Aufblasen und Entleeren der beiden Schichten der Röhren ist in den Fig. 4 bis 6 gezeigt.
Fig. 4 zeigt einen Teil einer Matratze 10, bei der die Röhren 11 des Feldes A vollständig aufgeblasen, die Röhren 11 des Feldes B teilweise aufgeblasen und die Röhren 11 des Feldes C vollständig entleert sind. In der ersten Stufe eines Zyklus wird Luft in das Feld C und in das Feld B zum teilweisen Aufblasen des Feldes C und vollständigen Aufblasen des Feldes B hineingepumpt; gleichzeitig wird Luft aus dem Feld A abgesaugt. Das Ergebnis dieser Stufe ist in Fig. 5 gezeigt. In der nächsten Stufe wird Luft in das Feld C und in das Feld A gepumpt, um das Feld C vollständig und das Feld A teilweise aufzublasen; gleichzeitig wird Luft aus dem Feld B abgepumpt. Das Ergebnis ist in Fig. 6 gezeigt. In der dritten und letzten Stufe des Zyklus wird Luft in das Feld A, und in das Feld B zum volltändigen Aufblasen des Feldes A und teilweisen Aufblasen des Feldes B gepumpt, während das Feld C durch absaugen entleert wird, und die Matratze 10 nimmt wieder die in Fig. 4 gezeigte Zustandsform ein. Der Abgang, der durch die Perforationen F18 erfolgt, dient primär dazu, den Patienten mit Luft zu beaufschlagen und seinen Schweiß zu trocknen.
Ein horizontal auf einer Matratze 10, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, liegender Patient, wird hauptsächlich durch die Röhren 11 des Feldes Agetragen und in einem geringerem Ausmaß durch die Röhren 11 des Feldes B, während die Teile seines Körpers über dem Feld C im wesentlichen ohne Unterstützung sind. Da des Patienten Gewicht von zwei Drittel der Matratze 10 getragen wird, müssen die Röhren nicht sehr hart aufgeblasen werden. Wenn die Felder A und B gleichzeitig vollständig aufgeblasen sind und das Feld C entleert ist, dann würden die vollständig aufgeblasenen Röhren 11 auf beiden Seiten der entleerten Röhren 11 dazu neigen sich zu verwerfen und die Lücken zu füllen wie bei einer Matratze 10 mit nur zwei Feldern. Das Vorhandensein der teilweise aufgeblasenen Röhre 11 (Feld B in Fig. 4) vermindert die Tendenz zum Deformieren. Darüber hinaus ermöglicht ihr Vorhandensein, daß der Druck über den Bereich des Körpes des Patienten graduell verringert wird, anstatt sich abrupt von Null zum vollen Tragdruck zu ändern.
Vorzugsweise wird die Matratze 10 so benutzt, daß der Kopf des Patienten sich auf der rechten Seite in den Fig. 4 bis 6 befindet. Die Röhren 11 bilden geneigte Ebenen wie D, D&min; in Fig. 6, die einem Patienten beim Aufsetzen helfen und ihn daran hindern, von rechts nach links zu rutschen, wie es in Fig. 4 bis 6 zu sehen ist. Darüber hinaus erzeugt ein Zyklus von teilweisen Entleeren, vollständigem Aufblasen und Aufblasen-Entleeren jeder Röhre 11 eine Welligkeit oder Pulsation, die wie in den Fig. 4 bis 6 zu sehen ist, von links nach rechts läuft und den Patienten in Richtung des Venenflusses massiert, dessen Kopf sich auf der rechten Seite von Fig. 4 bis 6 befindet.
Ein geeigneter Betriebsdruck ist 4 psi (275,76 mbar). Ein Überströmventil 22 ist dazu vorgesehen zu verhindern, daß dieser Wert überschritten wird.
Vorzugsweise wird die von dem Kompressor gepumpte Luft in drei Teile aufgeteilt. Der erste Teil davon, passender Weise etwa ²/&sub3; der Gesamtmenge, wird über ein Drosselventil 23 zu der Steuerungseinrichtung 21 und von dort zur Matratze 10 geführt. Ein kleiner Teil der Luft wird über eine Drossel 24 einem Sensor 14 zugeführt. Der Sensor 14 weist, wie in Fig. 8 gezeigt ist, ein gewundenes, an seinem Ende offenes, zusammendrückbares Sensorrohr 15 auf, welches zwischen zwei dünnen flexiblen Bahnen 16 liegt, von denen in Fig. 8 nur die obere gezeigt ist. Der Sensor 14 wird entweder unter der Matratze 10 oder zwischen den beiden Schichten 8, 9 in einem Bereich, bei dem in Benutzung die Maximallast zu erwarten ist, angeordnet. Der Sensor 14 wird mittels Bändern 17 in seiner Stellung gehalten. Wenn das Gewicht (beispielsweise eines Patienten) auf der Matratze 10 so groß ist, daß das Federungsvermögen der Matratze 10 überwunden wird, dann schließt der ausgeübte Druck das Sensorrohr 15 und schneidet den Luftfluß da hindurch ab. Zur Verbesserung der Empfindlichkeit des Sensors 14 können zusätzliche Rohre quer über die Sensorrohre 15 zur Bildung eines Gitters gelegt werden, so daß eine Vergrößerung im Druck auf diese zusätzlichen Rohre ein Schließen des Sensorrohres 15 ergibt, welches sonst nicht erfolgt. Das Schließen der Sensorrohre 15 wird von einem Steuerventil 25 bekannter Art angezeigt, welches dann automatisch einen Teil der Luftzufuhr von einer Drossel 26, (die ein Drittel der Gesamtmenge sein kann) an die Steuerungseinrichtung 21 zuschaltet, wodurch die Federkraft der Matratze 10 vergrößert wird. Wenn das Steuerventil 25 geschlossen ist, so daß das eine Drittel nicht verwendet wird, wird dieses über das Überströmventil 22 an Atmosphäre abgegeben. Ein Überströmventil 18&min; ermöglicht das Austreten der Luft aus der Drossel 24, wenn das Sensorrohr 15 geschlossen ist und sich das Steuerventil 25 unter Druck befindet. Eine pneumatische visuelle Anzeige kann in der zusammengepreßten Luftleitung vorgesehen sein, um unabhängig von elektrischen Warnlichtern anzuzeigen, ob oder ob nicht Luftdruck in dem System aufrechterhalten ist.
Die aufblasbaren flexiblen Röhren 11 sind herkömmlicherweise aus einem Plastikmaterial gebildet. Jede Schicht von Röhren 11 kann zwei rechtwinklige Bahnen eines solchen Materials umfassen, die heiß versiegelt sind zum Bilden von Röhren 11, welche an beiden Enden verschlossen und mit an einem Ende liegenden Leitungen verbunden sind. Es is vorteilhaft, wenn die Röhren 11 der oberen Schicht 8 Seitenverankerungen bzw. Schürzen 27 aufweisen, die sich am Kopf, am Fuß und an den Seiten erstrecken und mit deren Hilfe die Matratze 10 auf einem Bett festgemacht werden kann. Die Kopf- und Fußschürzen 27 können nahe der Röhren 11 Schleifen aufweisen, durch die Holzleisten 28 gesteckt sind, die quer verlaufen. Die untere Schicht der Röhren 11 weist keine Schürzen auf, legt aber Kopf und Fuß mit Holzleisten 28 fest. Die entsprechenden oberen und unteren Holzleisten 28 sind miteinander und mit dem Formstück 12 verschnürt, um so den Matratzenaufbau zu verstärken. Die Formstücke 12 können auch durch in Intervallen vorgesehene Schnuren 30 verbunden sein.
Die Röhren 11 haben geeigneterweise einen Durchmesser von 4 Inch (10,16 cm), und die oberen sind geeigneterweise von 20 bis 40 Löchern durchzogen.
Der Zyklus von Aufblasen/Entleeren kann etwa 6 Minuten betragen. Eine Bahn aus porösem Material, beispielsweise Schaummaterial oder Wolle, kann auf der Matratze 10 obenauf vorgesehen sein.
Ein geeignetes Material zur Herstellung der Formstücke 12 ist "Ethafoam" der Dow Chemicals Inc. Jedes Formstück 12 kann in verschiedene Abschnitte geformt sein, die entweder beispielsweise durch Verschnüren flexibel an ihren Enden verbunden sind, so daß ein gewisses Spiel da ist, damit die Matratze 10 bei Nichtbenutzung zur Aufbewahrung zusammengerollt werden kann, oder sie können alternativ zum Bilden eines einzigen Stückes miteinander verklebt sein. Das letztere Verfahren der Verbindung wird besonders bevorzugt, so daß bei einer longitudinalen horizontalen Verbindungsstelle in dem Formstück 12 ein Streifen aus blankem Weichstahl entlang der Verbindungsstelle enthalten sein kann, um dem Formstück 12 eine gewisse laterale Festigkeit zu geben. Eine solche Anordnung ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt, die auf die Verwendung eines Streifens 31 als Verankerung für die lateralen Seiten jeder Schicht 8, 9 zeigt. Vor der Versiegelung der beiden Abschnitte 12&min; und 12&min;&min; des Formstückes 12 unter Einschluß des Streifens 31 werden Schleifen 32 aus Nylongurtband um den Streifen in Intervallen entlang seiner Länge herumgeführt, um nach dem Versiegeln unter der Verbindungsstelle herauszustehen. Die Schleifen 32 werden geeignet entlang des Formstücks 12 so verteilt, daß sie in Benutzung mit den jeweiligen heiß versiegelten Verbindungen des die Röhren 11 bildenden Plastikmatarials zusammenfallen. Streifen 33, die jeweils ein Loch 34 aufweisen, sind mit jedem Ende der heiß versiegelten Verbindungen verbunden, so daß diese leicht und lösbar mit dem Formstück 12 beispielsweise mit Hilfe von Knebeln 35 festgemacht werden. Die beiden Schichten 8, 9 können so an einer weitenmäßigen Ausdehnung gehindert werden, und es kann so vermieden werden, daß sich Longitudinalfalten entlang ihrer Länge bilden, welche die Wirkungsweise nachteilig beeinflussen würden.

Claims

1. Matratze mit zwei übereinanderliegenden Schichten von aufblasbaren in Benutzung Seite an Seite liegenden Röhren, welche eine Mehrzahl von Gruppen bilden, in denen alle Röhren einer jeden Gruppe gemeinsam mit einer Pump- und Steuerungseinrichtung in einer Aufeinanderfolge aufblasbar und entleerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Röhren (11) sich quer zur Matratze (10) erstreckt und die Röhren (11) der Gruppen (A, B, C) der einen Schicht (8, 9) mit den Röhren (11) der entsprechenden Gruppe (A, B, C) in der anderen Schicht (8, 9) vertikal abgeglichen sind.

2. Matratze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Gruppen (A, B, C) vorgesehen sind.

3. Matratze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matratze (10) zwischen den zwei Schichten (8, 9) ein oder mehrere Formstücke (12) aufweist, die sich entlang ihrer Länge erstrecken.

4. Matratze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück (12) aus federnd nachgebendem Material besteht.

5. Matratze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht (8, 9) mit ihren jeweiligen Formstücken (12) an Seitenkanten der Matratze (10) verbunden ist.

6. Matratze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matratze (10) eine Sensoreinrichtung (14) aufweist, mittels der in Benutzung der Aufblasdruck in den Röhren ( 11) vergrößerbar ist.