DE60029098T2

DE60029098T2 - Aufblasbare kissenanordnung mit verteilersystem

Info

Publication number: DE60029098T2
Application number: DE60029098T
Authority: DE
Inventors: W. John Bennington WILKINSON
Original assignee: MPL Ltd Bahamas
Current assignee: Mplltd Belize City Bz
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: AU4648800A; US8122545B2; US6826795B2; DE20023705U1; EP1178746A4; US20030024051A2; US20030208849A1; EP1178746A1; WO2000062648A1; CA2370218C; DK1178746T3; DE60029098D1; WO2000062648A9; ES2264933T3; EP1178746B1; CA2370218A1; US6269505B1; AU779556B2; ATE331454T1; JP2003507085A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine aufblasbare Polster-Vorrichtung zur Lagerung von Körpern, wie beispielsweise eine Matratze, ein Sofa oder einen Polstersessel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Körperlagerung, mit welchem die Bildung von durch Druck hervorgerufenen Schädigungen von Weichgewebe vermieden wird.
Hintergrund der Erfindung
Dazu sind aufblasbare Polster-Vorrichtungen zur Lagerung von Körpern, wie beispielsweise eine Matratze, ein Sofa, ein Sitz oder ähnliches mit einer Vielzahl von Luftkammern oder Blasen bekannt, welche zur Lagerung einer Person befüllt werden. Die Luftkammern dienen der Lagerung der Person, sie können bis zu einem gewünschten Druck befüllt werden, um der Person ein vorbestimmtes Maß an Komfort und Stützung zur Verfügung zu stellen.
Im medizinischen Umfeld werden Polster-Vorrichtungen mit einer Vielzahl von Luftkammern häufig dazu verwendet, verschiedene Körperbereiche eines Patienten durch unterschiedlich hohen Druck zu stützen. Eine Matratze kann beispielsweise im oberen, mittleren und unteren Bereich separate Luftkammern umfassen. Diese Luftkammern können unterschiedlich stark befüllt werden, um den oberen, mittleren und unteren Bereich des Körpers eines Patienten mit unterschiedlich hohem Druck zu lagern.
In Krankenhäusern, wo Patienten oft längere Zeit im Bett verbringen zu müssen, leiden Patienten häufig an den Folgen davon, dass ihre Körper vom Liegen einem zu hohem Druck ausgesetzt sind. Wie aus dem medizinischen Umfeld bekannt, kann kontinuierlicher Druck auf den Körper eines Patienten eine Schädigung des Weichgewebes verursachen. Wenn der auf die Haut des Patienten ausgeübte externe Druck dazu führt, dass die blutführenden Kapillaren verschlossen werden, kann es zur Degeneration von Weichgewebe kommen. Diese Schädigung des Weichgewebes kann zur Entstehung von Druckschmerzen führen. Kontinuierlicher Druck auf die Ferse eines Patienten kann beispielsweise dazu führen, dass sich ein Druckschmerz in der Ferse entwickelt. Die vorstehend beschriebene Polster-Vorrichtung mit einer Vielzahl von Kammern kann verwendet werden, um den auf einem speziellen Körperbereich eines Patienten lastenden Druck zu verringern. Falls es sich beispielsweise um die Ferse eines Patienten handelt, kann dies dadurch erreicht werden, dass die Luftkammer unter dem Bein des Patienten so aufgeblasen wird, dass die Ferse von der Matratze angehoben ist. Auf diese Weise wird der kontinuierliche Druck auf die Ferse reduziert und die Entstehung eines Schmerzes an der Ferse aufgrund des permanenten Liegens im Bett vermieden.
Für bekannte Luftpolster-Vorrichtungen werden typischerweise externe Pumpen verwendet, um die Luftkammern der Vorrichtung zu befüllen. Alternativ dazu werden Luftpolster-Vorrichtungen bereits vom Hersteller aufgeblasen und zu dem jeweiligen Verwendungsort versendet. Es ist jedoch problematisch, wenn der Atmosphärendruck am Befüllungsort anders ist als der Atmosphärendruck am Verwendungsort. Wenn beispielsweise der Atmosphärendruck am Verwendungsort niedriger ist als der Atmosphärendruck am Befüllungsort, dehnen sich die Luftkammern am Verwendungsort aus und werden härter.
Aus EP-A-0 812 555 ist eine Luftmatratze bekannt. Diese Luftmatratze umfasst einen Luftsack, einen Verteiler mit einer Druckfluidquelle und ein Steuerungssystem zur Kontrolle des Drucks im Luftsack. In einer ersten Ausgestaltung der Luftmatratze ist die Druckfluidquelle ein Luftgebläse oder ein Luftkompressor. In einer zweiten Ausgestaltung der Luftmatratze ist die Druckfluidquelle ein Behälter oder ein Tank. In beiden Ausführungsformen hat der Luftsack eine Austrittsöffnung, so dass der Luftsack in ständigem Austausch zur Atmosphäre außerhalb des Luftsacks steht. Der Verteiler wird von einem Steuerungssystem überwacht, welches kontinuierlich dessen Druck innerhalb der Luftkammer überwacht. Da der Luftsack eine Austrittsöffnung aufweist, ist es erforderlich, dass ein konstanter Luftmassenstrom durch den Luftsack aufrechterhalten wird, um den Druck innerhalb des Luftsacks konstant zu halten.
US 5,634,224 beschreibt eine aufblasbare Luftmatratze, welche nicht mit externer Energie versorgt wird. Die Luftmatratze umfasst vier selbstaufblasbare Luftkammern. Jede Luftkammer weist eine eigenes Einlass- und ein eigenes Auslassventil auf. Der Freigabedruck der Kammern kann nur über Druckregler, die am Auslassventil angeordnet sind, voreingestellt werden. Daher muss jede Luftkammer durch einen jeweils separate „Einstellungsprozedur" eingestellt werden.
Krankenhäuser schätzen Lagerungssysteme, welche den Druck vermindern, als so genanntes "Behandlungsprodukt" (treatment product), wenn diese den Druck auf den Körper eines Patienten ausreichend reduzieren, Gewebeschädigungen vermindern und die Heilung von Hautverletzungen, wie Verbrennungen, Druckschmerzen etc., erleichtern. Typische Lagerungssysteme zur Verminderung des Drucks, welche als "Behandlungsprodukt" in Frage kommen, werden in Betten verwendet, welche Motoren und Pumpen zur Variation der Form und des Drucks der Matratze umfassen. Solche Betten sind sehr teuer und erfordern vom Benutzer viel Übung um den Umgang mit der Vorrichtung zu lernen. Ferner sind bei "Behandlungsprodukten", welche eine Vielzahl von bewegten mechanischen Teilen umfassen, häufig ausführliche Reparaturen erforderlich, da viele der beweglichen mechanischen Teile versagt. Die komplizierten Lagerungssysteme zur Reduzierung des Drucks können auch nicht auf typischen Boxspringmatratzenlagerungen verwendet werden und benötigen spezielle Bettrahmen. Das komplizierte Design dieser Betten macht die Reparatur sehr schwierig und führt oft dazu, dass die komplette Vorrichtung ausgetauscht werden muss, wenn ein guter Kundendienst beabsichtigt ist. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass diese Matratzen während Stromausfällen Druck verlieren und der Patient auf einer harten Oberfläche liegen muss, was zu Druckschmerzen führt, wenn keine Gegenmaßnahmen getroffen werden. Daher ist es erforderlich, eine Körperlagerungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche dem vorstehend genannten Nachteil adäquat entgegentritt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Lagerungssystem zur Verfügung zu stellen, welche Druckschmerzen sogar bei Stromausfällen verhindert.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polster-Vorrichtung für eine Matratze, einen Sitz, ein Sofa oder ähnliches, bei welchen die Lagerung durch ein Fluid, wie beispielsweise atmosphärische Luft, erreicht wird. Die Polster-Vorrichtung hat wenig bewegte Teile, kann vom Benutzer eingestellt werden, erfordert minimalen Wartungsaufwand und kann leicht repariert werden. Die erfindungsgemäße Polster-Vorrichtung umfasst ein Lagerungssystem, eine Schutzvorrichtung, eine Umhüllung, eine Polsterauflage und eine äußere Hülle.
Das Lagerungssystem umfasst mindestens eine Lagerungskammer zur Stützung eines Körpers. Jede Lagerungskammer umfasst eine Ummantelung, die ein Fluid enthält. Eine äußere Belastung der außen liegenden Oberfläche der Ummantelung führt dazu, dass die Ummantelung in eine komprimierte Form deformiert wird. Die Ummantelung umfasst ein Rückformungselement, welches dazu ausgebildet ist, eine Reformierungskraft auf die innere Oberfläche der Ummantelung auszuüben, um die ursprüngliche, unbelastete Form der Ummantelung im unbelasteten Zustand wiederherzustellen. Das Rückformungselement ist vorzugsweise aus einem elastischen Schaumstoffmaterial hergestellt, es können jedoch auch andere nachgiebige Mittel verwendet werden.
Jede Lagerungskammer umfasst ein Einlassventil und ein Auslassventil. Das Auslassventil jeder Lagerungskammer ist mit dem Auslasssteuerungssystem verbunden. Das Einlassventil jeder Lagerungskammer ist mit dem Einlasssteuerungssystem verbunden. Jedes Einlassventil umfasst ein Einlasssteuerungsventil, welches Fluid in die Lagerungskammer strömen lässt, während es verhindert, dass Fluid aus der Lagerungszelle herausströmt. Jedes Auslassventil umfasst ein Auslasssteuerungsventil, welches Fluid aus der Lagerungskammer herausströmen lässt, während es verhindert, dass Fluid in die Lagerungszelle hineinströmt. Das Eislasssteuerungssystem ist mit einem Fluidbehälter verbunden. Das Auslasssteuerungssystem ist mit einem Fluidauslassbehälter verbunden. Vorzugsweise ist das in den Vorrats- und Auslassbehältern vorhandene Fluid Luft, es kann jedoch jedes andere geeignete Fluid, z. B. Wasser oder Stickstoff, verwendet werden. Es kann nur ein Behälter als Fluidvorrats- und -Auslassbehälter verwendet werden, und der Behälter kann auch eine Umgebungsfluidquelle, wie beispielsweise atmosphärische Luft, sein.
Während des Gebrauchs wird die Ummantelung dadurch, dass das Körpergewicht einer Person, eines Patienten oder eines Tieres auf der Ummantelung lastet, deformiert. Dies wird nachfolgend am Beispiel eines Patienten, dessen Körper auf der Ummantelung liegt, verdeutlicht. Der Fluiddruck in der Ummantelung steigt an, während das Volumen der Ummantelung durch die Deformation abnimmt. Durch den Anstieg des Fluiddrucks fließt das Fluid durch das Auslassventil aus der Ummantelung heraus und strömt in das Auslasssteuerungssystem. Dann strömt das Fluid aus dem Auslasssteuerungssystem in den Fluidauslassbehälter. Darüber hinaus vergrößert sich der Bereich der Ummantelung, welcher die Last trägt, da die Ummantelung sich deformiert, um sich der unregelmäßigen Kontur des Patienten anzupassen. Ein Gleichgewicht stellt sich ein, wenn die Summe der Kräfte innerhalb der Ummantelung einschließlich des Fluiddrucks innerhalb der Ummantelung multipliziert mit der die Last tragenden Fläche der Ummantelung und die durch das Rückformungselement ausgeübte Kraft der Gewichtskraft der Last entspricht.
Das Auslasssteuerungssystem umfasst ein einstellbares Überdruckventil, mit welchem ein maximal zulässiger Fluiddruck in der Ummantelung eingestellt und erhalten werden kann. Die Auswahl verschiedener maximal zulässiger Fluiddrucke ermöglicht es, die Lagerungskammer unterschiedlichen Patientengewichten anzupassen oder verschiedene Anpassungsstufen zwischen dem Patienten und der Oberfläche der Ummantelung auszuwählen. Vorzugsweise wird ein maximal zulässiger Fluiddruck festgelegt, um sicherzustellen, dass der Berührungsdruck im gesamten Berührungsbereich zwischen Patient und Oberfläche unterhalb des Druckes liegt, welcher eine Schädigung des Weichgewebes, beispielsweise das Auftreten von Druckschmerzen, verursachen kann.
Wird eine Lagerungskammer vom Gewicht eines Patienten entlastet, übt das Rückformungselement eine nach außen gerichtete Kraft auf die innenseitige Oberfläche der Ummantelung. Da die Ummantelung sich ausdehnt, entsteht ein partielles Vakuum im Inneren der Ummantelung, welches dazu führt, dass Fluid in den Innenraum der Ummantelung gesaugt wird. Das Fluid wird von dem Fluidbehälter in das Einlasssteuerungssystem, dann durch das Einlassventil und schließlich in das Innere der Ummantelung gesaugt. Das Einlassventil umfasst ein Einlass-Rückschlagventil, welches es zulässt, dass das Fluid wieder in das Innere der Ummantelung eintreten kann, wobei das Austreten des Fluides aus dem Inneren der Ummantelung verhindert wird.
Als Quelle zum Aufblasen der bei der vorliegenden Erfindung vorhandenen Lagerungskammern kann Atmosphärendruck verwendet werden. Daher kann, sofern die Vorrats- und -Auslassbehälter atmosphärische Luft umfassen, ein Aufblasen ohne teuere Luftdruckgeräte, Pumpen oder Mikroprozessoren, welche bei älteren "Behandlungsprodukten" benötigt werden, vermieden werden. Eine Vielzahl von Lagerungskammern kann mit dem Einlasssteuerungssystem und dem Auslasssteuerungssystem verbunden werden, um ein Lagerungssystem zu bilden. Das Lagerungssystem kann einen Patienten dadurch lagern, dass ein sich selbst anpassendes Druckmanagement für den gesamten Kontaktbereich des Patienten zur Verfügung gestellt wird. Das Lagerungssystem sorgt für einen geringen Berührungsdruck auf der gesamten Berührungsfläche zum Patienten. Wenn der Patient beispielsweise auf dem Lagerungssystem liegt, stellt das Lagerungssystem sicher, dass der Druck im gesamten Bereich der Berührungsfläche zum Patienten unterhalb des Druckes liegt, welcher zu einer Schädigung des Weichgewebes führen kann.
Das Lagerungssystem bietet auch die Möglichkeit, sich jedesmal selbst anzupassen, wenn der Patient sich bewegt oder wenn der Patient auf dem Lagerungssystem neu positioniert wird. Wenn sich die Druckverteilungen auf dem Lagerungssystem verändert, werden die Lagerungskammern innerhalb des Lagerungssystems je nach Bedarf automatisch befüllt oder entleert, um einen niedrigen Berührungsdruck zwischen dem Patient und dem System aufrechtzuerhalten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist ein Lagerungssystem separat gesteuerte Lagerungszonen auf. Jede Lagerungszone umfasst mindestens eine Lagerungskammer. Jede Lagerungskammer umfasst mindestens ein Einlassventil und mindestens ein Auslassventil. Das Einlassventil jeder Lagerungskammer in jeder Lagerungszone ist mit dem Einlasssteuerungssytem verbunden. Die Auslassventile jeder Lagerungskammer in einer einzelnen Lagerungszone sind mit einem dazugehörigen einzelnen Auslasssteuerungssystem verbunden. Jede Lagerungszone hat ein separates Auslasssteuerungssystem. Das Einlasssteuerungssystem ist mit dem Fluidbehälter verbunden. Das Auslasssteuerungssystem jeder Lagerungszone ist mit dem Fluidauslassbehälter verbunden. Grundsätzlich wird für jede Lagerungszone ein unterschiedlicher Maximaldruck bestimmt. Wenn beispielsweise das Lagerungssystem die Matratze eines Bettes umfasst, können die obere, mittlere und untere Zone des Lagerungssystem eingestellt werden, um den oberen, mittleren und unteren Bereich des Körpers eines Patienten unterschiedlichen Maximaldrucken oder einer unterschiedlich starken Stabilisierung auszusetzen.
Die Schutzvorrichtung umfasst eine Kammerhülle, welche jede Lagerungskammer umgibt. Ist eine Vielzahl von Lagerungskammern vorhanden, schließt sich jede Kammerhülle an eine benachbarte Kammerhülle an. Die Kammerhülle erlaubt es der Oberfläche der Ummantelung der Lagerungskammer, frei an einer ersten Seite der Kammerhülle entlang zu gleiten, ohne dass die Gleitbewegung auf eine zweite Seite der Kammerhülle übertragen wird. Die zweite Seite der Kammerhülle kann die Seite sein, auf welcher der Patient liegt. Daher wird eine Bewegung der Lagerungskammer nicht auf den Patienten übertragen, wodurch verhindert wird, dass aufgrund von Reibungs- oder Scherkräften der Patient Hautabschürfungen erleidet. Die Schutzvorrichtung ermöglicht es ferner, jede Lagerungskammer leicht zu entfernen und zu ersetzen, falls eine solche repariert werden muss.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein zusätzliches alternierendes Drucksystem vorgesehen, welches eine Vielzahl von Zonen mit wechselndem Druck beaufschlagt. Das alternierende Drucksystem kann in Kombination mit dem Lagerungssystem verwendet werden. Jede Zone umfasst mindestens eine Lagerungskammer. Das alternierende Drucksystem umfasst eine Versorgungsquelle mit druckbeaufschlagtem Fluid einschließlich einer Pumpe, einem Druckfluidspeicher etc. Darüber hinaus umfasst das alternierende Drucksystem ein Steuerungssystem zur sequentiellen Zuführung von Fluid zu einer Vielzahl von Zonen. Das Heben und Senken der alternierenden Zonen unter einem Patienten sorgt für eine vorteilhafte Bewegung des Skeletts und des Gewebes des Patienten. Die Bewegung hilft den Kreislauf und die Bewegung der Lymphflüssigkeit des Patienten anzuregen. Wenn das alternierende Drucksystem deaktiviert ist oder ausfällt, steht das sich selbst anpassende Druckmanagement des Lagerungssystems für den Körper des Patienten zur Verfügung.
Das Lagerungssystem, die Einlass- und Auslass-Steuerungssysteme und Teile des alternierenden Drucksystems sind in der Umhüllung angeordnet. Die Umhüllung kann aus jedem geeigneten spannbaren Material hergestellt sein und wird vorzugsweise aus einem spannbaren Stoff gebildet.
Die Polsterauflage trägt zu einer zusätzlichen federnden Lagerung des Körpers bei. Die Polsterauflage kann aus einem mehrschichtigen faserverstärkten Material oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Sie kann ferner eine elastische Fersenlagerungseinheit umfassen, um den Druck auf den empfindlichen Fersenbereich eines Patienten zu reduzieren. Die Polsterauflage kann direkt auf der Umhüllung aufliegen und kann von der äußeren Hülle umhüllt sein. Alternativ kann die Polsterauflage auch direkt auf dem Lagerungssystem aufliegen.
Die äußere Hülle weist eine Oberfläche mit geringem Reibwert und geringer Scherung auf, um den Patienten vor einer durch Reibung verursachten Schädigung des Gewebes zu schützen. Darüber hinaus weist die äußere Hülle eine wasserdichte und schmutzabweisende Oberfläche auf. Für den medizinischen Gebrauch kann die äußere Hülle aus einem antimikrobiellen Material hergestellt sein.
Die erfindungsgemäße Polster-Vorrichtung erlaubt es einem Nutzer für jede Lagerungskammer einen maximal zulässigen Druck einzustellen. Wird die Vorrichtung in der Umgebung mit atmosphärischer Luft verwendet, bläst sich das Lagerungssystem von alleine auf, passt sich selbsttätig an und benötigt keine teuren Pumpen oder Steuerungssysteme wie aus dem Stand der Technik bekannte "Behandlungsprodukte". Darüber hinaus lassen sind Wartungs- und Reparaturarbeiten an dem erfindungsgemäßen Lagerungssystem leicht und kostengünstig durchzuführen, da das erfindungsgemäße Lagerungssystem nur wenige bewegte Teile aufweist, wohingegen aus dem Stand der Technik bekannte Produkte sehr komplex sind.
Die erfindungsgemäße Polster-Vorrichtung kann mit jeglichen Lagerungssystemen verwendet werden, bei welchen die Person bzw. der Patient mit dynamischem, sich selbst anpassendem Druck gelagert werden soll. Solche Lagerungsmittel können beispielsweise Matratzen, Sofas, Sitze etc. sein.
Die Polster-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst im allgemeinen:
mindestens zwei sich selbst befüllende Fluidkammern (14A, 14B),
mindestens ein an den Fluidkammern (14A, 14B) angeordnetes Einlassrückschlagventil (48)
eine Leitung (60), welche die mindestens zwei Fluidkammern (14A, 14B) und ein an der Leitung (60) angeordnetes Überdruckventil (62) miteinander verbindet,
wobei das Überdruckventil (62) den Überdruck der mindestens zwei in Verbindung stehenden Fluidkammern (14A, 14B) festlegt.
Die vorliegenden Erfindung stellt ferner eine Polster-Vorrichtung mit folgenden Merkmalen zur Verfügung:
eine Vielzahl sich selbst befüllender Fluidkammern;
ein mit der Vielzahl sich selbst befüllenden Fluidkammern in Verbindung stehendes Verteilersystem; und
an den sich selbst befüllenden Fluidkammern angeordnete Mittel zum Anpassen des Härtegrades aller Fluidkammern.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Polster-Vorrichtung mit mindestens einer vorstehenden Lagerungsvorrichtung zur Verfügung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung kann am besten anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und einer bevorzugten Ausführungsform davon verstanden werden, welche zur Veranschaulichung ausgewählt wurde und in den nachfolgenden Zeichnungen gezeigt ist.
1 zeigt eine erfindungsgemäße aufblasbare Polster-Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
2 zeigt einen Ausschnitt einer Lagerungskammer sowie eines Federelementes und eines Auslassventils in einer Schnittdarstellung;
3 zeigt die in 1 und 2 gezeigte Polster-Vorrichtung in einer Rückansicht;
4 zeigt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagerungssystems einschließlich einer Vielzahl von einstellbaren Lagerungszonen in einer Ansicht von oben;
5 zeigt das in 4 gezeigte Lagerungssystem in einer Schnittdarstellung gemäß Linie 5-5;
6 zeigt ein Beispiel für eine Druckverteilung in der Vielzahl von Zonen des Lagerungssystems aus 5;
7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagerungssystems einschließlich eines alternierenden Drucksystems in einer Ansicht von oben;
8 zeigt das in 7 dargestellte Lagerungssystem in einer Schnittdarstellung gemäß der Linie 8-8.
9 zeigt ein erstes von dem in 8 dargestellten alternierenden Drucksystem generiertes Druckverteilungsmuster für die Vielzahl von Lagerungskammern.
10 zeigt ein zweites von dem in 8 dargestellten alternierenden Drucksystem generiertes Druckverteilungsmuster für die Vielzahl von Lagerungskammern.
11 zeigt das Innenleben einer Matratzen-Polster-Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht.
12 zeigt eine Matratzen-Polster-Vorrichtung mit einer äußeren Hülle in einer perspektivischen Ansicht.
13 zeigt einen auf einer konventionellen Matratze liegenden Patienten in einer Schnittdarstellung.
14 zeigt einen auf einer erfindungsgemäßen Polster-Vorrichtung gelagerten Patienten in einer Schnittdarstellung, wobei der Druck zwischen Patient und Polster-Vorrichtung niedrig ist.
15 zeigt eine erfindungsgemäße Sessel-Polster-Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht.
16 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Polster-Vorrichtung mit Lagerungskammer, deren Druck alternieren kann in einer Ansicht von oben.
17 zeigt ein elastisches Lagerungselement mit einer Spiralfeder in einer perspektivischen Ansicht.
18 zeigt ein elastisches Lagerungselement in Form eines Faltenbalges in einer perspektivischen Ansicht.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Obwohl nachfolgend einige bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Polster-Vorrichtung im Detail gezeigt und beschrieben werden, sollte klar sein, dass eine Vielzahl von Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, welche ebenfalls in den Schutzbereich der Ansprüche fallen. Der Schutzbereich für die erfindungsgemäße Polster-Vorrichtung wird durch die Zahl der vorhandenen Komponenten, die Werkstoffe dieser, die Formen dieser, die relative Anordnung dieser zueinander etc. in keiner Weise beschränkt, und diese werden nachfolgend lediglich als Beispiel für eine bevorzugte Ausführungsform angegeben. Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Detail anhand der beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, in welchen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen wurden. Obwohl die Erfindung anhand der Zeichnungen veranschaulicht werden soll, sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Polster-Vorrichtung 10 in einer perspektivischen Ansicht. Die Polster-Vorrichtung 10 kann mit jeglichen Lagerungssystemen verwendet werden, auf welchen eine Person oder ein Patient 56 unter dynamischem und sich selbst angleichendem Druck gelagert werden soll (14). Die Polster-Vorrichtung kann beispielsweise eine Matratze, ein Sofa, einen Sitz etc. umfassen. Die Polster-Vorrichtung 10 umfasst ein Lagerungssystem 12, welche mindestens eine Lagerungskammer 14, eine Schutzvorrichtung 16 (5), eine Umhüllung 18 (5) und eine Polsterungsauflage 20.
Das Lagerungssystem 12 umfasst mindestens eine Lagerungskammer 14, um einen Patient 56 anzuheben und zu lagern. Jede Lagerungskammer 14 umfasst ein Einlassventil 40 und ein Auslassventil 42. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Polster-Vorrichtung eine erste Stirnwand 24 und eine zweite Stirnwand 26 sowie eine erste Seitenwand 28 und eine zweite Seitenwand 30. Die erste und zweite Stirnwand 24, 26 sowie die erste und zweite Seitenwand 28, 30 können aus einem elastischen Material wie beispielsweise Schaumstoff oder Gummi hergestellt sein. Die Polsterungsauflage 20 liegt auf der Umhüllung 18 auf und dient der zusätzlichen Polsterung. Die Polsterungsauflage 20 kann aus jeglichem elastischen Material bestehen, beispielsweise Schaumstoff, Daunenfedern, einem aufblasbaren Luftkissen etc.
2 zeigt eine Lagerungskammer 14A mit einer Ummantelung 34A und einem Rückformungselement 32A als Ausschnitt einer Schnittdarstellung. Die Ummantelung 34A enthält ein Fluid 36. Die Aufbringung einer externen Last auf der Ummantelung 34A führt dazu, dass die Ummantelung 34A eine zusammengedrückte Form annimmt. Das Rückformungselement 32A übt auf der Innenseite 38A der Ummantelung 34A eine Verformungskraft aus. Die Verformungskraft führt dazu, dass die Ummantelung 34A ihre ursprüngliche, d.h. die Form, welche vor dem Aufbringen der Last vorhanden war, wieder annimmt, wenn die Last nicht mehr auf die Ummantelung 34A wirkt. Das Rückformungselement 32A besteht vorzugsweise aus einem elastischen Schaumstoffmaterial, es können jedoch auch andere elastische Mittel, wie beispielsweise eine Spiralfeder 400 (17) oder ein Faltenbalg 520 (18) verwendet werden. Die Spiralfeder 500 ist umgeben von einem elastischen Material 502. Der Faltenbalg kann aus einem nachgiebigen elastischen Material wie beispielsweise Kunststoff bestehen und mit einem Fluid, wie beispielsweise Luft, befüllt sein.
Die 1 und 3 zeigen ein Beispiel eines Lagerungssystems 12 für eine Matratze, welche eine Vielzahl von Lagerungskammern 14A, 14B, 14C und 14D aufweist. In 3 sind auch Einlassventile 40A, 40B, 40C und 40D sowie Auslassventile 42A, 42B, 42C und 42D gezeigt. Jedes Einlassventil 40 weist ein Einlass-Rückschlagventil 48 auf, welches Fluid 36 in die Lagerungskammer 14 strömen lässt und gleichzeitig verhindert, dass Fluid 36 aus der Lagerungskammer 14 herausströmt. Jedes Auslassventil 42 weist ein Auslass-Rückschlagventil 50 auf, welches Fluid 36 aus der Lagerungskammer 14 herausströmen lässt und verhindert, dass Fluid zurück in die Lagerungskammer 14 strömt. Jedes Auslassventil 42 ist mit einer Leitung 60 verbunden, welche ein Auslasssteuerungssystem 46 umfasst. Jedes Einlassventil 40 ist vorzugsweise mit einer Einlassleitung 58 verbunden, welche ein Einlasssteuerungssystem 44 umfasst.
Das Einlasssteuerungssystem 44 ist mit einem Fluidbehälter 52 verbunden. Das Auslasssteuerungssystem 46 ist mit einem Fluidauslassbehälter 54 verbunden. Grundsätzlich wird als Fluid 36 im Fluidbehälter 52 und im Fluidaustrittsbehälter 54 Luft verwendet. Das Fluid kann jedoch auch jedes andere zu diesem Zweck verwendbare Fluid 36 sein, zum Beispiel Wasser oder Stickstoff. Der Fluidbehälter 52 und der Fluidauslassbehälter 54 können aus einem und desselben Behälter bestehen, und es kann ein Umgebungsfluid, wie beispielsweise atmosphärische Luft, als Fluid 36 verwendet werden.
Wie in 14 gezeigt, wird durch das Körpergewicht, beispielsweise eines Patienten 56, welches auf der Polster- Vorrichtung 10 lastet, die Ummantelung 34 in jeder Lagerungskammer 14 deformiert. Der Druck des Fluids 36 in jeder Ummantelung 34 steigt an, da das Volumen der Ummantelung 34 sich aufgrund der Deformation verkleinert. Da der Druck des Fluids 36 ansteigt, strömt das Fluid 36 aus jeder Ummantelung 34 durch ein entsprechendes Auslassventil 42 in das Auslasssteuerungssystem 36 (1 und 3). Anschließend strömt das Fluid 36 aus dem Auslasssteuerungssystem 46 in den Fluidaustrittsbehälter 54. Ferner vergrößert sich der Bereich der Ummantelung 34, auf welchem die Last angreift, da jede Ummantelung 34 sich deformiert und sich der unregelmäßigen Kontur des Patienten 56 anpasst. Es entsteht ein Gleichgewicht, wenn die Summe aus den Kräften innerhalb der Ummantelung 34, einschließlich des Druckes des Fluides 54 im Inneren der Ummantelung 34 multipliziert mit der Fläche der Ummantelung, auf welcher die Last angreift, und aus der von dem Rückformungselement 32 ausgehenden Kraft gleich groß sind wie die durch das Gewicht aufgebrachte Last.
Wie in 3 gezeigt, umfasst das Auslasssteuerungssystem 46 ein einstellbares Überdruckventil 62, welches an einem Ende 64 der Leitung 60 angeordnet ist. Der Auslass 66 des einstellbaren Überdruckventils 62 ist am Fluidaustrittsbehälter 54 angeordnet. Das einstellbare Überdruckventil 62 überwacht den maximal zulässigen Druck des Fluids 36 in der Leitung 60 und in jeder Ummantelung 34 jeder Lagerungskammer 14. Ein Drehknopf 68 oder ein anderer Einstellmechanismus an dem einstellbaren Überdruckventil 62 ermöglicht es einem Benutzer, den maximal zulässigen Druck einzustellen. Unterschiedlich hohe zulässige Maximaldrucke in den Lagerungskammern 14A, 14B, 14C und 14D ermöglichen es, das Lagerungssystem 12 an Patienten mit unterschiedlichem Gewicht anzupassen. Die Einstellbarkeit unterschiedlicher zulässiger Maximaldrucke in den Lagerungskammern 14A, 14B, 14C und 14D erlaubt ferner unterschiedliche Anpassungsmöglichkeiten der Oberfläche jeder Ummantelung 34 an den Patienten 56. Der zulässige Maximaldruck wird vorzugsweise so eingestellt, dass sichergestellt ist, dass der Druck an den Berührungsstellen zwischen dem Patienten 56 und dem Lagerungssystem unterhalb des Druckes liegt, welcher eine Schädigung des Weichgewebes verursachen kann. Die Polster-Vorrichtung 10 ermöglicht es einem Benutzer, den zulässigen Maximaldruck jeder Lagerungskammer 14 einzeln anzupassen. Der zulässige Maximaldruck ist vorzugsweise etwa 15 mbar (6 inches of water), besonders bevorzugt jedoch im Bereich zwischen 20 mbar und 31 mbar (6 bis 12 inches of water). Andere Bereiche für den zulässigen Maximaldruck können auch verwendet werden, diese sind abhängig von den Einsatzzwecken, den Benutzervorgaben etc.
13 zeigt, wie der Patient 56 auf einer konventionellen Matratze 72 liegt. Bereiche, in welchen hoher Druck auf den Patienten 56 wirkt, sind mit den Kraftpfeilen Pa, Pb, Pc, Pd und Pe versehen. 14 zeigt, wie der Patient 56 auf der Polster-Vorrichtung 10 liegt. Wie in der Figur zu sehen, wirkt bei der Polster-Vorrichtung 10 eine niedrige gleichförmige Kraft PX über die gesamte Kontaktfläche zwischen der Oberfläche der Polster-Vorrichtung und des Patienten 56. Dieser Druck liegt unterhalb des Drucks, welcher zur Schädigungen des Weichgewebes führen kann, wobei gleichzeitig die Entstehung von Druckschmerzen oder anderen Verletzungen vermieden wird.
Wird der Patient 56 von den Lagerungskammern 14 entfernt, übt jedes Rückformungselement 32 (2) in jeder Ummantelung 34 eine Rückbildungskraft auf die Innenseite 38 jeder Ummantelung 34 aus. Da jede Ummantelung 34 sich daraufhin ausdehnt, bildet sich im Innenraum 70 jeder Ummantelung 34 ein Vakuum. Das Vakuum zieht das Fluid 36 aus dem Fluidbehälter 52 in das Einlasssteuerungssystem 44. Anschließend wird das Fluid 36 von dem Einlasssteuerungssystem 44 durch ein entsprechendes Einlassventil 40 in den Innenraum 70 jeder Ummantelung 34 gesaugt. Wenn der Fluidbehälter 52 und der Fluidaustrittsbehälter 54 atmosphärische Luft enthalten, kann die Befüllung ohne teuere Gebläse, Pumpen oder Mikroprozessoren, wie sie für aus dem Stand der Technik bekannte Behandlungsprodukte benötigt werden, erreicht werden. Das Lagerungssystem 12 kann sich auch jedes Mal, wenn der Patient 56 sich bewegt oder wenn dieser auf dem Lagerungssystem neu positioniert wird, anpassen. Wenn die Druckverteilung des Lagerungssystems 12 verändert wird, befüllen oder entleeren sich die Lagerungskammern 14 des Lagerungssystems 12 automatisch, um den niedrigen Druck PX im Kontaktbereich zum gesamten Patienten wieder herzustellen (14).
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagerungssystems und berücksichtigt separat einstellbare Lagerungszonen A, B und C in eines Lagerungssystems 80. Jede Lagerungszone A, B und C umfasst mindestens eine Lagerungskammer 14. Jede Lagerungskammer 14 umfasst mindestens ein Einlassventil 40 und mindestens ein Auslassventil 42. Wie in 4 gezeigt, ist jedes Einlassventil 40A bis 40H mit dem Einlasssteuerungssystem 44 verbunden. Die Auslassventile 42A und 42B in Zone C sind mit einem Austrittssteuerungssystem 82 verbunden. Die Auslassventile 42A, 42B, 42E und 42F in Zone B sind mit einem Austrittssteuerungssystem 84 verbunden. Die Auslassventile 42G und 42H in Zone A sind mit einem Auslasssteuerungssystem 86 verbunden. Jedes Einlassventil 40A bis 40H lässt das Fluid 36 in die entsprechende Zellen 14A bis 14H strömen und verhindern, dass das Fluid 36 zurück aus der jeweiligen Lagerungskammer 14A bis 14H strömt. Jedes Austrittsventil 42A bis 42H lässt das Fluid 36 aus der entsprechenden Lagerungszelle 14A bis 14H herausströmen und verhindert, dass das Fluid 36 zurück in die entsprechende Lagerungskammer 14A bis 14H strömt. Das Einlasssteuerungssystem 44 ist mit dem Fluidbehälter 52 verbunden. Die Austrittssteuerungssysteme 82, 84 und 86 sind mit dem Fluidaustrittsbehälter 54 verbunden. Im allgemeinen wird als Fluid 36 im Fluidbehälter 52 und im Fluidaustrittsbehälter 54 atmosphärische Luft verwendet, es können jedoch auch andere Fluide 36 verwendet werden.
Jedes Austrittssteuerungssystem 82, 84, 86 umfasst ein Überdruckventil 88, 90, 92, welches den Druck des Ventils 36 in den Zonen A, B und C unter einem vorgegebenen Maximaldruck hält. Ein Drehknopf 68 oder ein anderer Einstellmechanismus, welchen jedes Überdruckventil 88, 90, 92 umfasst, ermöglicht es einem Benutzer, den zulässigen Maximaldruck des Fluids für jede Zone A, B und C einzustellen.
5 zeigt das Lagerungssystem 80 und die Zonen A, B und C aus 4 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie 5-5. Wenn der Fluidbehälter 52 mit atmosphärischer Luft befüllt ist, werden Gebläse oder Pumpen für Befüllung mit druckbeaufschlagtem Fluid 36 nicht benötigt.
Jede Lagerungskammer 14A bis 14H befüllt sich selbst, wenn ein Patient 56 von dem Lagerungssystem 12 entfernt wird. Jedes Austrittssteuerungssytem 82, 84 und 86 erlaubt es, den Level für den Maximaldruck des Fluids 36 in jeder Zone „A", „B" und „C" individuell einzustellen. 6 zeigt ein Beispiel mit verschiedenen zulässigen Maximaldrucken in den Zonen A, B und C. Wenn beispielsweise das Lagerungssystem 80 in einer Matratze eines Bettes (nicht gezeigt) integriert ist, kann im oberen, mittleren und unteren Bereich des Körpers 56 eines Patienten ein jeweils unterschiedlicher zulässiger Maximaldruck bzw. ein unterschiedlicher Härtegrad eingestellt werden.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die Schutzvorrichtung 16 eine Kammerhülle 96, welche die Lagerungskammern 14 umgeben. Jede Kammerhülle 96A, 96B und 96C, 96D, 96E, 96F, 96G, 96H schließt sich über Verbindungsmittel 98A, 98B, 98C, 98D, 98E, 98F, 98H, 98G an die jeweils benachbarte Kammerhülle 96 an. Die Verbindungsmittel 98 können insbesondere auch Kleber, Siegelnähte oder herkömmliche Nähte sein. Jede Kammerhülle 96 ermöglicht es, dass die außenseitige Oberfläche 100 einer korrespondierenden Ummantelung 34 frei an der inneren Oberfläche 102 der Kammerhülle 96 entlanggleiten kann, ohne dass die Bewegung auf die außenseitige Oberfläche der Kammerhülle 96 übertragen wird. Wie beispielsweise in 6 gezeigt, umfasst die Lagerungskammer 14A die Ummantelung 34A, welcher von der Kammerhülle 96A umgeben ist. Die außenseitige Oberfläche 100A der Ummantelung 34A kann frei entlang der innenseitigen Oberfläche 102A der Kammerhülle 96A entlanggleiten. Diese Gleitbewegung wird nicht auf die stationäre äußere Oberfläche 104A der Kammerhülle 96A übertragen. Die stationäre außenseitige Oberfläche 104A befindet sich auf der Seite der äußeren Hülle 122 (11), auf welcher der Patient 56 liegt, so dass die Gleitbewegung der Ummantelung 34A nicht auf den Patienten übertragen wird. Daher verhindert die Kammerhülle 96 der Schutzvorrichtung 16 Hautverletzungen des Patienten 56 aufgrund von Reibungs- und/oder Scherkräften.
Eine weitere Ausführungsform eines Lagerungssystems 106 weist ein zusätzliches Fluidwechseldrucksystem 130 auf, um in einer Vielzahl von Zonen E und F alternierenden Druck zur Verfügung zu stellen. Das Fluidwechseldrucksystem 130 kann jegliche Mittel zur Druckbeaufschlagung des Fluides 36, einschließlich einer Pumpe, einem Kompressor etc., umfassen. Das Fluidwechseldrucksystem 130 umfasst ferner jegliche Mittel für einen periodischen Wechsel des druckbeaufschlagten Fluides 36 zwischen den Leitungen 132 und 134, beispielsweise ein Ventil (nicht gezeigt). Jede Lagerungszone E und F umfasst mindestens eine Lagerungskammer 14. Jede Lagerungskammer 14 umfasst mindestens ein Einlassventil 40 und mindestens einen Anschluss 43. Das Ventil 40 umfasst ein Rückschlagventil (nicht gezeigt), welches das Fluid 36 in die Lagerungszelle 14 strömen lässt und verhindert, dass das Fluid 36 aus der Lagerungskammer 14 herausströmt. Jeder Anschluss 43 ermöglicht, dass das Fluid 36 ungehindert in die Lagerungskammer 14 hinein oder aus ihr herausströmen kann. Wie in 7 gezeigt, ist jedes Ventil 40J bis 40Q mit dem Einlasssteuerungssystem 44 verbunden.
Die Anschlüsse 43Q, 43O, 43M und 43K sind mit der Leitung 108 verbunden und sind Teil der Zone "E". Die Anschlüsse 43J, 43L, 43N und 43P in Zone F sind mit der Leitung 110 verbunden. Ein erstes Ende 112 der Leitung 108 ist mit dem Rückschlagventil 114 verbunden, und ein zweites Ende 118 der Leitung 108 ist mit einem Absperrventil 120. Die Leitung 132 verbindet das Absperrventil 120 mit dem Fluidwechseldrucksystem 130. Die Leitung 134 verbindet das Absperrventil 128 mit dem Fluidwechseldrucksystem 130. Die Leitungen 136 und 138 verbinden das Prüfventil 114 und das Prüfventil 124 mit dem Auslasssteuerungssystem 140.
Das Absperrventil 120 kann mit einer Schnellkupplung („quick disconnect") versehen sein, welche das Fluid 36 durch das Absperrventil 120 hindurchströmen lässt, wenn die Leitung 132 verbunden ist, und welche jegliches Strömen des Fluides 36 verhindert, wenn die Leitung 132 nicht verbunden ist. Das Absperrventil 128 kann auch mit einer Schnellkupplung (quick disconnect) versehen sein, welche das Fluid 36 durch das Absperrventil 128 hindurchströmen lässt, wenn die Leitung 134 verbunden ist, und welche jegliches Strömen des Fluides 36 verhindert, wenn die Leitung 134 nicht verbunden ist. Das Prüfventil 114 lässt das Fluid 36 von der Leitung 108 in die Leitung 136 strömen und verhindert, dass das Fluid 36 von den Leitungen 136 und 138 in die Leitung 108 strömt. Das Prüfventil 124 lässt das Fluid 36 von der Leitung 110 in die Leitung 138 strömen und verhindert, dass das Fluid 36 von der Leitungen 138 und 136 in die Leitung 110 strömt. Das Auslasssteuerungssystem 140 umfasst ein Überdruckventil 142, welches ähnlich zu den vorstehend beschriebenen Überdruckventilen ist.
Wenn die Absperrventile 120 und 128 geschlossen werden, hält das Überdruckventil 142 den Druck in den Leitungen 108 und 110 unterhalb eines vorbestimmten Levels. Die Einlassventile 40J bis 40Q lassen das Fluid 36 in die entsprechenden Lagerungskammern 40J bis 40Q strömen und verhindern, dass das Fluid 36 aus den entsprechenden Lagerungskammern 40J bis 40Q herausströmt (7). Jedes Einlassventil 40J bis 40Q ist mit dem Einlasssteuerungsventil 44 verbunden, welches mit dem Fluidbehälter 152 verbunden ist. Grundsätzlich ist das in dem Fluidbehälter 152 enthaltene Fluid 36 atmosphärische Luft, es können jedoch auch andere geeignete Fluide verwendet werden. Die Leitungen 108 und 110 sind über die Anschlüsse 43J und 43Q mit den Zonen D und F verbunden. Daher hält das Überdruckventil 142 den Druck des Fluides 136 in den Zonen E und F unterhalb eines ausgewählten Levels. Das Überdruckventil 142 umfasst einen Drehknopf 142 oder einen anderen Einstellmechanismus, welcher es einem Nutzer ermöglicht, einen zulässigen Maximaldruck des Fluides 36 in den Zonen E und F einzustellen. Das Überdruckventil 142 ist mit dem Fluidauslassbehälter 54 verbunden. Wird als Fluid atmosphärische Luft verwendet und sind die Absperrventile 120 und 128 geschlossen, befüllt sich das Lagerungssystem 106 von selbst und stellt sich auch selbst ein.
Das Fluidwechseldrucksystem 130 sorgt für wechselnden hohen und niedrigen Fluiddruck in den Leitungen 108 und 110. Wenn die Leitung 132 mit dem Absperrventil 120 verbunden ist und die Leitung 134 mit dem Absperrventil 128 verbunden ist, alterniert der Druck in den Leitungen 108 und 110. Die Leitungen 108 und 110 übertragen den alternierenden Fluiddruck in die Zonen E und F.
Das Fluidwechseldrucksystem 130 kann beispielsweise das Fluid 36 in der Leitung 108 mit hohem Druck und das Fluid 36 in der Leitung 110 mit niedrigem Druck beaufschlagen, wodurch der Druck des Fluides 36 in Zone E hoch und in Zone F niedrig ist. Das Fluid 36 strömt durch das Prüfventil 114 in die Leitungen 136 und 138 und wird von dem Prüfventil 124 daran gehindert, in die Leitung 110 zu strömen. Der von dem Fluidwechseldrucksystem 130 vorgegebene Strom des Fluides 36 ist stärker als der das Überdruckventil 142 passierende Strom, so dass das mit hohem Druck beaufschlagte Fluid die Lagerungskammern 14K, 14M, 14O, 14Q in Zone E füllt (siehe 8). 9 zeigt die Druckniveaus in den Lagerungszonen der Kammern E und F. In diesem Zustand heben sich die Lagerungskammern 14 in Zone E unter dem Patienten 56 an, und die Lagerungszellen 14 in Zone F senken sich unter dem Patienten 56 ab.
Im nächsten Schritt wird das Fluid 36 in Leitung 110 mit hohem Druck beaufschlagt und das Fluid 36 in Leitung 108 mit niedrigen Druck beaufschlagt, so dass in Zone F ein hoher Fluiddruck und in Zone E ein niedriger Fluiddruck vorliegt. Das Fluid strömt durch das Ventil 124 in die Leitungen 138 und 136, wird jedoch von dem Rückschlagventil 114 daran gehindert, zurück in die Leitung 108 zu strömen. Der von dem Fluidwechseldrucksystem 130 generierte Strom des Fluides 36 ist deutlich größer als der durch das Überdruckventil 142 strömende Strom, so dass die Lagerungskammern 14J, 14L, 14N und 14P mit dem unter hohem Druck stehenden Fluid 36 befüllt werden. 10 zeigt die Druckniveaus in den Lagerungszellen 14 der Zonen E und F. In diesem Zustand heben sich die Lagerungskammern 14 der Zone F unter dem Patienten 56 an, und die Lagerungskammern 14 in Zone E senken sich unter dem Patienten 56 ab.
Das alternierende Abheben und Absenken der Lagerungskammer 14 in den Zonen E und F unter dem Patient 56 führt zu einer vorteilhaften Bewegung des Skeletts und des Weichgewebes des Patienten 56. Die Bewegung hilft, den Kreislauf und eine Bewegung der Lymphflüssigkeit des Patienten 56 anzuregen.
Das Fluidwechseldrucksystem 130 umfasst ein computergestütztes Steuerungssystem 133, welches so programmiert ist, dass die Lagerungskammer 14 nach den Wünschen des Nutzers sequentiell mit alternierendem Druck beaufschlagt werden.
Eine weitere Ausführungsform eines Lagerungssystems 180 mit einer Vielzahl von Lagerungskammern 14 zeigt 16. Diese Ausführungsform ist ein weiteres Beispiel dafür, welche Formen die Lagerungskammern 14AA bis 14SS annehmen können. Die Lagerungskammern 14 können in ähnlicher Art und Weise wie bei dem Lagerungssystem 12 und dem Lagerungssystem 106 miteinander verbunden sein, damit auf dem Lagerungssystem 180 eine sich selbst befüllende, sich selbst angleichende und in Zonen aufgeteilte Druckkontrolle sowie eine alternierende Drucklagerung aufweist und dazu geeignet ist, eine auf dem Lagerungssystem 180 liegende Person zu bewegen. Das in das Fluidwechseldrucksystem 130 integrierte computergestützte Steuerungssystem 131 kann so programmiert werden, dass die Vielzahl von Lagerungskammern 14AA bis 14SS in einer vom Benutzer vorbestimmten Art und Weise mit alternierendem Druck beaufschlagt wird.
11 zeigt eine Schnittdarstellung einer als Matratze ausgestalteten Polster-Vorrichtung 200. Die als Matratze ausgestattete Polster-Vorrichtung 200 umfasst ein Rumpflagerungssystem 220, ein Fersenlagerungssystem 240, eine Schutzvorrichtung 260, eine Umhüllung 18, eine Polsterauflage 20 und eine äußere Umhüllung 22. Das Rumpflagerungssystem 220 umfasst eine Vielzahl von Lagerungskammern 14, eine erste Seitenwand 28, eine Stirnwand 26 und eine zweite Seitenwand 30. Die Seitenwände 28, 30 und die Stirnwand 26 sind aus einem plastischen Material hergestellt. Die Schutzvorrichtung 260 umfasst Kammerhüllen 96. Jede Kammerhülle 96 umgibt eine Lagerungskammer 14, um zu verhindern, dass Gleit- und Reibbewegungen auf den Patienten 56 übertragen werden. Die Lagerungskammern 14 ermöglichen eine sich selbst befüllende und sich selbst einstellende Drucklagerung des Rumpfbereiches eines auf dem Lagerungssystem 22 liegenden Patienten 56. Die Lagerungskammern 14 erstrecken sich in Längsrichtung der als Matratze ausgebildeten Polster-Vorrichtung 200. Es können auch nur die einzelnen Lagerungskammern 14 unter dem Patienten 56 mit alternierendem Druck beaufschlagt werden, um den Körper des Patienten 56 beruhigend zu bewegen.
Das Fersenlagerungssystem 240 umfasst eine Vielzahl von Lagerungszellen 14, eine Stirnwand 29, eine erste Seitenwand 242 und eine zweite Seitenwand 244. Das Fersenlagerungssystem 240 dient der Lagerung des Fersenbereiches eines Patienten. Die Lagerungskammern 14 erstrecken sich in Querrichtung der als Matratze gestalteten Polster-Vorrichtung 200.
Die Umhüllung 18 umgibt das Rumpflagerungssystem 220 und das Fersenlagerungssystem 240. Die Polsterauflage 20 liegt auf der Oberseite der Umhüllung 18 auf und sorgt für eine zusätzliche Polsterung mit zusätzlichem Komfort für den Patienten 56. Die Polsterauflage 20 kann aus jeglichem elastischen Material, beispielsweise Schaumstoff, Daunenfeder, einem aufblasbaren Luftpolster etc. bestehen.
Die äußere Hülle 22 ist in den 11 und 12 gezeigt. Die äußere Hülle 22 der als Matratze ausgestalteten Polster-Vorrichtung 200 weist eine Oberfläche mit geringer Reibung und geringer Scherung auf, um den Patienten 56 vor einer durch Reibung verursachte Weichteilverletzung zu schützen. Die äußere Hülle 22 weist ferner eine wasserdichte und schmutzabweisende Oberfläche auf. Für medizinische Zwecke kann die äußere Hülle 22 auch aus antimikrobiellem Material hergestellt werden. Die äußere Hülle 22 umfasst eine erste Stirnwand 202 und eine zweite Stirnwand 204 sowie eine erste Seitenwand 206 und eine zweite Seitenwand 208, ferner eine Oberseite 210 sowie eine Unterseite 212. Ein Verschluss verbindet den oberen Bereich 216 der äußeren Hülle 22 mit dem unteren Bereich 218 der äußeren Hülle 22. Als Verschluss können beispielsweise ein Reißverschluss, Schnappverschlüsse, Haken-Öse-Verschlüsse etc. sein. Die Seitenwände 206, 208 können spannbare Einlagen 222 und 224 umfassen, welche es der äußeren Hülle 22 erlauben, sich auszudehnen und zusammenzuziehen, wenn die Lagerungskammern 14 sich innerhalb der äußeren Hülle 22 anheben und absenken. Die Verschiebung der Lagerungskammern 14 wird durch die spannbaren Einlagen 222 und 224 so angepasst, dass eine Ausdehnung der Oberseite 210 verhindert wird. Dadurch überträgt die Oberseite keine Scherkräfte auf den auf der Oberseite 210 liegenden Patienten 56. An der äußeren Hülle 22 können flexible Tragegriffe 126 angeordnet sein, welche dem Benutzer das Greifen und Bewegen der als Matratze ausgebildeten Polster-Vorrichtung 200 erleichtern.
15 zeigt eine Ausführungsform einer als Sitz ausgebildeten erfindungsgemäßen Polster-Vorrichtung 260. Die als Sitz ausgebildete Polster-Vorrichtung 260 umfasst drei Lagerungsbereiche 262, 264 und 266. Jeder Bereich 262, 264 und 266 umfasst mindestens eine Lagerungskammer 14. Die Lagerungskammern 14 können in ähnlicher Weise wie bei den Lagerungssystemen 12, 180 und 106 verbunden sein, um eine sich selbst befüllende, sich selbst einstellende, in Zonen eingeteilte Druckkontrolle sowie eine alternierende Drucklagerung zu ermöglichen und eine auf der als Sitz ausgebildete Polster-Vorrichtung 260 sitzende Person zu bewegen. Die Lagerungsbereiche 262, 264 und 266 können beispielsweise jeweils ein Einlassventil 263 und ein Auslassventil 265 umfassen. Die Auslassventile 265 sind mit einem Auslasssteuerungssystem 267 verbunden, welches ein einstellbares Überdruckventil 269 aufweist. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Überdruckventil 269 dazu vorgesehen, den zulässigen Maximaldruck des Fluids in jedem der Lagerungsbereiche 262, 264 und 266 zu überwachen.
Die vorstehende Beschreibung dient der Veranschaulichung und Beschreibung der Erfindung. Es ist nicht beabsichtigt, eine erschöpfende Beschreibung zu liefern oder die Erfindung auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele zu beschränken. Im Lichte der vorstehend beschriebenen Lehre sind über die Ausführungsbeispiele hinaus viele Modifikationen und Variationen möglich. Die erfindungsgemäße Polster-Vorrichtung ist beispielsweise dazu geeignet, jegliche Körper mit einer sich selbst befüllenden, sich selbst einstellenden und in Zonen aufgeteilten Druckkontrolle sowie mittels alternierender Drucklagerung zu lagern. Die erfindungsgemäße Polster-Vorrichtung ist auch für jegliche Anwendungen geeignet, welche einen geringen Berührungsdruck zwischen der Polster-Vorrichtung und der Oberfläche eines zu lagernden Körpers erfordert. Solche Modifikationen und Variationen, welche für einen Fachmann auf dem betreffenden Gebiet offensichtlich sind, sollen von den beigefügten Ansprüchen umfasst sein.

Claims

Lagerungssystem mit: mindestens zwei sich selbst befüllenden Fluidkammern (14A, 14B), mindestens zwei Einlassrückschlagventilen (48), die in Wirkverbindung an die Fluidkammern (14A, 14B) angeschlossen sind, gekennzeichnet durch eine Leitung (60) welche die mindestens zwei Fluidkammern (14A, 14B) miteinander verbindet, und ein Überdruckventil (62), das in Wirkverbindung an die Leitung (60) angeschlossen ist, wobei das Überdruckventil (62) den Freigabedruck der mindestens zwei miteinander verbundenen Fluidkammern (14A, 14B) vorgibt.
Lagerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Leitung (60) als Teil eines Auslasssteuerungssystems (46) ausgelegt ist, das eine Auslassleitung (60) umfasst.
Lagerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine erste sich selbst befüllende Fluidkammer (14A) ein erstes Auslassventil (42A) umfasst, und eine zweite sich selbst befüllende Fluidkammer (14B) mindestens ein zweites Auslassventil (42B) umfasst.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, darüber hinaus Einrichtungen (48, 50) umfassend, die in Wirkverbindung an die sich selbst befüllenden Fluidkammern (14) angeschlossen sind, um die Härte oder Weichheit aller Fluidkammern (14) einzustellen.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, darüber hinaus einen Druckregler (68, 144) umfassend, der an die Leitung (60) angeschlossen ist.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fluidkammern (14) nicht über die Leitung (60) miteinander in Verbindung stehen, und alle Fluidkammern (14) mit dem Druckregler (68, 144) in Verbindung stehen.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das erste Auslassventil (42A) und das zweite Auslassventil (42B) jeweils ein Auslassrückschlagventil (48) umfassen.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ein nicht kraftbetriebenes Verteilersystem mit mindestens einem Überdruckventil (62, 88, 90, 92, 142) umfassend.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jedes Überdruckventil (62, 88, 90, 92, 142) benutzerseitig einstellbar ist.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine erste Fluidkammer (14A) ein erstes Einlassventil (40A) aufweist, und eine zweite Fluidkammer (14B) ein mindestens zweites Einlassventil (40B) aufweist, wobei das erste Einlassventil (40A) und das zweite Einlassventil (40B) miteinander verbunden an eine Einlassleitung (58) angeschlossen sind.
Lagerungssystem nach Anspruch 10, wobei die Einlassleitung (58) in ein Einlasssteuerungssystem (44) eingebunden ist.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei mindestens eine Fluidkammer (14) ein Umformungselement (32) umfasst.
Lagerungssystem nach Anspruch 12, wobei das Umformungselement (32) ein federelastisches Material umfasst.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei es sich bei dem Fluid (36) um Umgebungsluft handelt.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend: mehrere Verteilersysteme, wovon jedes in Wirkverbindung an eine Gruppe miteinander verbundener Fluidkammern angeschlossen ist; und ein Fluidwechseldrucksystem, das jedes Verteilersystem mit Druck beaufschlagt.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei jede Fluidkammer (14) mindestens eine Ummantelung (34) umfasst.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei jede Fluidkammer (14) von einer Schutzvorrichtung (16) umgeben ist, um eine Übertragung von Scherkräften auf einen die Schutzvorrichtung (16) berührenden Körper zu verhindern.
Lagerungssystem nach Anspruch 16 oder 17, wobei jede Ummantelung (34) von einer Kammerhülle umgeben ist, um sich frei in der Kammerhülle zu bewegen.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, mindestens eine Umhüllung (18) umfassend, die eine Gruppe von Fluidkammern (14) umgibt.
Lagerungssystem nach Anspruch 19, mindestens eine Polsterauflage (20) umfassend, die auf der Oberseite der Umhüllung (18) aufliegt, um eine zusätzliche Polsterung bereitzustellen.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, darüber hinaus eine äußere Hülle (22) mit einer reibungs- und scherkraftarmen Oberfläche umfassend.
Lagerungssystem nach Anspruch 21, wobei die äußere Hülle (22) darüber hinaus mindestens einen dehnbaren Streifen umfasst, um eine Ausdehnungsfläche bereitzustellen.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, darüber hinaus umfassend: einen Fluidbehälter (52, 54); einen Anschluss (43) für jede Fluidkammer (14), der Fluid (36) aus dem Fluidbehälter in jede Fluidkammer (14) und aus jeder Fluidkammer (14) in den Fluidbehälter (52, 54) strömen lässt; mindestens ein Auslasssteuerungssystem (82), wobei jedes Auslasssteuerungssystem (82) an eine Gruppe der miteinander verbundenen Anschlüsse angeschlossen ist und ein regelbares Überdruckventil (62, 88, 90, 92, 142, 269) umfasst; und ein Umformungselement (32) in jeder Fluidkammer (14) zur Selbstbefüllung der Fluidkammer (14).
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, darüber hinaus umfassend: einen Fluidbehälter (52, 54); ein Auslassventil (42) für jede Fluidkammer (14), wobei das Auslassventil (42) Fluid aus der Fluidkammer (14) in den Fluidauslassbehälter (54) strömen lässt und verhindert, dass Fluid (36) aus dem Fluidbehälter (54) in die Fluidkammer (14) strömt, und wobei die Auslassventile (42) zu mindestens einer Gruppe angeordnet zusammengefasst sind; ein Auslasssteuerungssystem (82) mit einem gesondert regelbaren Überdruckventil (62, 88, 90, 92, 142), das an jede Gruppe der Auslassventile (42) angeschlossen ist; und ein Umformungselement (32) in jeder Fluidkammer (14) zur Selbstbefüllung der Fluidkammer (14).
Lagerungssystem nach Anspruch 23 oder 24, darüber hinaus ein System umfassend, um den mehreren Fluidkammern (14) einen Wechseldruck (130) bereitzustellen, umfassend: mehrere Auslasssteuerungssysteme (140); und ein Fluidwechseldrucksystem (130), um jedes der mehreren Auslasssteuerungssysteme (140) aufeinanderfolgend mit einem Fluidwechseldruck zu beaufschlagen.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei das System zum Bereitstellen von Wechseldruck darüber hinaus ein Steuerungssystem (131) umfasst, um eine Steuerung zunehmenden und abnehmenden Fluiddrucks in jeder der mehreren Fluidkammern (14) vorzusehen.
Lagerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei die erste sich selbst befüllende Fluidkammer (14A) ein erstes Auslassventil (42A) aufweist, und wobei die mindestens zweite sich selbst befüllende Fluidkammer (14B) mindestens ein zweites Auslassventil (42B) aufweist, und das Lagerungssystem mindestens ein nicht kraftbetriebenes Verteilersystem umfasst, das das erste Auslassventil (42A) und das zweite Auslassventil (42B) miteinander verbindet und dazu ausgelegt ist, einen Druck mitzuteilen, der sowohl für das erste Auslassventil (42A) als auch das zweite Auslassventil (42B) eingestellt werden soll.
Polster-Vorrichtung mit mindestens einem Lagerungssystem (12, 80, 180) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Polster-Vorrichtung in Form einer Matratze für ein Bett vorliegt.
Polster-Vorrichtung nach Anspruch 28, mit einem Rumpflagerungssystem (220) und einem Fersenlagerungssystem (240).
Polster-Vorrichtung mit mindestens einem Lagerungssystem (12, 80, 180) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Polster-Vorrichtung (260) in Form einer Sitzfläche für einen Sessel vorliegt.