DE4121087C2 - Flüssigkeitsgefüllte Matratze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgefüllte Matratze, insbesondere Wassermatratze, zur Auflage auf eine flächenhaft ausgebildete Heizeinrichtung, mit einem die Flüssigkeitsfüllung umschließenden Matratzenkörper sowie einem im Inneren des Matratzenkörpers angeordneten elastisch verformbaren porösen Formkern.

In der Medizintechnik werden bei Früh- und Neugeborenen in der Regel Wärmegeräte zur Unterstützung der oftmals nicht ausreichenden eigenen Körperwärme eingesetzt. Solche Geräte sind als Inkubatoren und Säuglingswärmematten bekannt. Inkubatoren unterscheiden sich von Säuglingswärmematten hauptsächlich in einer geschlossenen Bauweise, die es gestattet, das gesamte, den Säugling umgebende Klima zu beeinflussen. Bei beiden Gerätearten muß die Temperatur der Liegefläche exakt geregelt werden, um eine genaue Wärmedosierung für den Säugling zu ermöglichen.

Aus der US-PS 35 85 356 ist eine flüssigkeitsgefüllte Matratze bekannt, die auf einer flächenhaft ausgebildeten Heizeinrichtung aufliegt. In der durch den Matratzenkörper umschlossenen Flüssigkeitsfüllung sind Schaumstoffpartikel angeordnet, die einen porösen Formkern bilden. Diese Schaumstoffpartikel bestehen insbesondere aus Styroporschaum und haben die Aufgabe, Strömungsbewegungen der Flüssigkeitsfüllung, die insbesondere durch punktförmige Belastungen der Matratzenoberfläche auftreten, zu dämpfen. Dabei sollen, insbesondere wenn die Matratze Teil eines Sofas ist, Stoßwellen vermieden werden, die beim Hinsetzen einer Person auftreten und schon sitzende Personen unangenehm beeinträchtigen können.

Der Styroporschaum ist ein guter Wärmeisolator, wodurch zwischen der der Heizeinrichtung aufliegenden Unterseite der Matratze und deren Liegefläche ein durch die in der Regel schlechte Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit und der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Formkerns bedingtes Temperaturgefälle auftritt. Dies hat einerseits zur Folge, daß die genaue Temperatur an der Liegefläche nicht bekannt ist bzw. getrennt gemessen werden müßte, und erschwert andererseits eine exakte, direkte Regelung der Temperatur der Liegefläche durch die Regelung der Heizeinrichtung.

Aus den Druckschriften US-PS 42 45 361 und US-PS 43 01 560 sind flüssigkeitsgefüllte Matratzen bekannt, die mit aus Kunststoff bzw. Kunststoffschaum bestehenden Füllpartikeln versehen sind.

Die US-PS 47 13 853 betrifft eine flüssigkeitsgefüllte Matratze, bei der durch ein aufwendiges Umwälzsystem die Flüssigkeit aus der Matratze abgesaugt und umgepumpt sowie an der unteren Fläche der Oberseite der Matratze die Temperatur zur Regelung gemessen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flüssigkeitsgefüllte Matratze dieser Art so auszubilden, daß die Temperatur an der Liegefläche der Matratze derjenigen an der Unterseite der Matratze schneller folgt und zwischen der Liegefläche und der Unterseite allenfalls ein kleiner Temperaturgradient auftritt, ohne daß hierdurch die günstigen Eigenschaften der Flüssigkeitsfüllung verloren gehen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Formkern aus Wärmeleitbrücken bildenden Material von gegenüber der Flüssigkeitsfüllung höherer Wärmeleitfähigkeit besteht und seine Struktur so gestaltet ist, daß die Wärmeleitbrücken vorwiegend senkrecht zur Liegefläche ausgerichtet sind.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß auf besonders einfache und darüber hinaus sichere Art und Weise ein schneller Temperaturausgleich zwischen der durch die Heizeinrichtung erwärmten Unterseite und der Oberseite der Matratze erreicht wird. Die Wärmebrücken sorgen dabei für einen schnellen Wärmetransport, wobei jedoch durch die Wärmekapazität der Flüssigkeitsfüllung ein dämpfender Einfluß auf schnelle Temperaturänderungen infolge der Speicherwirkung erhalten bleibt. Der Formkern muß lediglich elastische, nicht jedoch formbeständige Eigenschaften aufweisen, da die von außen auftretende Belastung von der Flüssigkeitsfüllung bzw. dem Matratzenkörper getragen wird. Dadurch ist es, trotz der stark verschärften Sicherheitsanforderungen an die Regelgenauigkeit bei solchen Medizingeräten, weiterhin möglich, die vorteilhaften Eigenschaften der Flüssigkeitsmatratzen als Liegefläche auszunutzen.

Weiter ist es von Vorteil, wenn der Formkern eine gitter- oder maschenartige Struktur aus metallischen Fasern, Drähten, Bändern oder Folienstreifen besitzt.

Für das den Formkern bildende Material werden vorzugsweise Metalle, insbesondere Aluminium, Kupfer oder nicht rostender Edelstahl verwendet.

In einer besonders vorteilhaften und daher im Rahmen der Erfindung bevorzugten Ausgestaltung ist der Formkern von Stahlwolle gebildet, die aus lose ineinander gehängten Metallfasern besteht.

Der Formkern kann jedoch in einer ebenso zweckmäßigen Ausgestaltung auch von einer Drahtgeflechtmatte mit schlingenartig verwobenen Drähten gebildet sein.

Schließlich besteht auch die Möglichkeit, daß der Formkern von schichtweise miteinander verklebten, sich senkrecht zur Liegefläche erstreckenden offenporigen Schaumstoffstreifen und Metallfolienstreifen gebildet ist.

Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine von unten beheizte Wassermatratze mit einer zu Meßzwecken aufgelegten Abdeckung,

Fig. 2 bis Fig. 5 nur teilweise im Schnitt dargestellte Wassermatratzen mit unterschiedlich ausgebildeten Formkernen.

Die in der Zeichnung dargestellte flüssigkeitsgefüllte Matratze 3 liegt auf einer flächenhaft ausgebildeten Heizeinrichtung auf, die aus einer Heizplatte 1 mit darunter angeordneten Heizspiralen 2 besteht. In der Fig. 1 liegt der Liegefläche 5 der Matratze 3 eine Abdeckung 4 beispielsweise aus Styropor auf, die zu Simulations- und Meßzwecken dient. Der Wärmestrom ist in Fig. 1 durch den mit Q bezeichneten Pfeil angedeutet.

Die Matratze 3 besteht im einzelnen aus einem Matratzenkörper 7, der die Flüssigkeitsfüllung 8 umschließt.

Im Inneren des Matratzenkörpers 7 ist, wie sich aus den Fig. 2 bis 5 ergibt, ein elastisch verformbarer und poröser Formkern 6, 9, 10, 11, 12 angeordnet, der aus Wärmeleitbrücken bildendem Material besteht.

Die Struktur dieses Formkerns 6, 9, 10, 11, 12 ist vorzugsweise so gestaltet, daß die Wärmeleitbrücken vorwiegend senkrecht zur Liegefläche 5 ausgerichtet sind. Dies ist schematisch in Fig. 2 wiedergegebenen, wobei durch die angedeutete Ausrichtung unter einem Winkel von 45° auch ein gewisser Wärmetransport in der Ebene der Matratze 3 erreicht wird.

Im einzelnen kann der Formkern 6, 9, 10, 11, 12 eine gitter- oder maschenartige Struktur aus metallischen Fasern, Drähten, Bändern oder Folienstreifen besitzen. Für das den Formkern 6, 9, 10, 11, 12 bildende Material empfiehlt es sich, Metalle, wie Aluminium, Kupfer oder nicht rostenden Edelstahl, zu verwenden. Da die Wärmeleitfähigkeit beispielsweise von Aluminium etwa 380 mal größer ist als die von Wasser, erfolgt der Wärmetransport erheblich schneller als bei einer reinen Flüssigkeitsfüllung. Dennoch bleibt die Wärmespeicherwirkung der Flüssigkeitsfüllung voll erhalten.

In speziellen Ausgestaltungen kann der Formkern 9 gemäß Fig. 3 von Stahlwolle gebildet sein, die aus lose ineinander gehängten Metallfasern besteht.

Gemäß Fig. 4 kann der Formkern 10 auch von einer Drahtgeflechtmatte mit schlingenartig verwobenen Drähten gebildet sein.

Schließlich besteht auch die in Fig. 5 dargestellte Möglichkeit, daß der Formkern 11, 12 von schichtweise miteinander verklebten offenporigen Schaumstoffstreifen 11 und Metallfolienstreifen 12 gebildet ist, die sich senkrecht zur Liegefläche 5 erstrecken.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsgefüllte Matratze, insbesondere Wassermatratze, zur Auflage auf eine flächenhaft ausgebildete Heizeinrichtung (1, 2), mit einem die Flüssigkeitsfüllung (8) umschließenden Matratzenkörper (7) sowie einem im Inneren des Matratzenkörpers (7) angeordneten elastisch verformbaren porösen Formkern (6, 9, 10, 11, 12), dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern (6, 9, 10, 11, 12) aus Wärmeleitbrücken bildendem Material von gegenüber der Flüssigkeitsfüllung höherer Wärmeleitfähigkeit besteht und seine Struktur so gestaltet ist, daß die Wärmeleitbrücken vorwiegend senkrecht zur Liegefläche (5) ausgerichtet sind.

2. Matratze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern (6, 9, 10, 11, 12) eine gitter- oder maschenartige Struktur aus metallischen Fasern, Drähten, Bändern oder Folienstreifen besitzt.

3. Matratze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das den Formkern (6, 9, 10, 11, 12) bildende Material Metalle, insbesondere Aluminium, Kupfer oder nicht rostender Edelstahl, verwendet werden.

4. Matratze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern (6) von Stahlwolle gebildet ist, die aus lose ineinander gehängten Metallfasern besteht.

5. Matratze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern (10) von einer Drahtgeflechtmatte mit schlingenartig verwobenen Drähten gebildet ist.

6. Matratze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern (11, 12) von schichtweise miteinander verklebten, sich senkrecht zur Liegefläche (5) erstreckenden offenporigen Schaumstoffstreifen (11) und Metallfolienstreifen (12) gebildet ist.