DE69611083T2

DE69611083T2 - Stützvorrichtung wie zum Beispiel ein Kissen

Info

Publication number: DE69611083T2
Application number: DE69611083T
Authority: DE
Inventors: Paul Pollmann; Paul Rogmans
Original assignee: Vicair BV
Current assignee: Vicair BV
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2016-03-15
Also published as: ATE197758T1; ATE300896T1; EP1031299A2; CA2549563A1; EP1031299A8; EP1031299B1; ES2245293T3; EP1031299A9; DE69611083D1; CA2215180C; EP0814690B1; JPH11501831A; DK1031299T3; DK0814690T3; NL9500509A; CA2215180A1; ES2153952T3; JP3902651B2; US6393642B1; EP0814690A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung mit einem Raum, der durch eine flexible Umhüllung gebildet wird und der mit einer Vielzahl von Elementen ausgefüllt ist, wobei die Elemente in dem Raum relativ zueinander beweglich sind und jeweils aus einer gasgefüllten, flexiblen und dünnwandigen Hülle in gasdichter Ausführung bestehen, so dass die Elemente verformbar sind, um eine Last über die Stützvorrichtung zu verteilen, wobei die Hülle einer Anzahl von Elementen aus zumindest im Wesentlichen elastischem Material hergestellt ist.
Eine solche Stützvorrichtung ist in dem europäischen Patent 0 200 822 beschrieben. Die gasgefüllten Elemente, die in diesem europäischen Patent beschrieben sind, haben Abmaße zwischen 5 Mikrometern und 50 mm. Ein bei dieser Stützvorrichtung auftretendes Problem besteht darin, dass, wenn die Stützvorrichtung zum Beispiel als Sitzkissen verwendet wird, zu wenig Wert auf die Tatsache gelegt wird, dass der Druck oder die Kraft, die durch einen menschlichen Körper auf die Stützvorrichtung ausgeübt wird, zu schwach ist, um eine optimale Anpassung der Inhalte der Stützvorrichtung an die Körperkonturen zu erlauben. Als Folge ist aufgrund der unzureichenden Formanpassung die Druckverteilung der Stützvorrichtung nicht optimal, was zur Folge hat, dass eine solche Stützvorrichtung nach längerem Gebrauch dem Benutzer weniger Komfort bietet und sogar körperliche Beschwerden hervorrufen kann.
Abgesehen von der im europäischen Patent 0 200 822 beschriebenen Stützvorrichtung sind mittlerweile viele Stützmethoden entwickelt und vermarktet worden, basierend auf einem Stützen mittels Luft und gesteuert durch alle Arten von Pumpsystemen, teilweise in Kombination mit Segmentation. Diese Verfahren beziehen sich zumindest im Wesentlichen nur auf Matratzen.
Der Nachteil liegt im Allgemeinen in einer Reduzierung der Druckverteilungskapazität. Außerdem haben solche Stützvorrichtungen den Nachteil, dass sie normalerweise individuell an den einzelnen Benutzer angepasst werden müssen. Abgesehen davon, dass sie undicht wird, neigt eine solche Stützvorrichtung auch dazu, durch die elektrische Ausrüstung beschädigt zu werden, die normalerweise verwendet wird. Außerdem besteht das Problem der Instabilität und des daraus folgenden fehlenden Komforts weiterhin, und außerdem kann eine vibrierende Pumpe zusätzliches Unbehagen verursachen. Insbesondere im Bereich der medizinischen Pflege hat der Anstieg der älteren Bevölkerung zu einem vermehrten Bedürfnis nach einfachen, leichtgewichtigen, komfortablen und hochwerten Kissen und Matratzen und anderen Stützvorrichtungen mit einem hohen Grad von Betriebsverlässlichkeit geführt. Das Bedürfnis nach Betriebsverlässlichkeit spielt eine sehr große Rolle insbesondere in der ebenso wachsenden häuslichen Pflege. Im Übrigen verbringen wir einen größeren und größeren Teil unseres Lebens im Sitzen, und in Situationen, in denen die Leute länger sitzen (Büro, Stadion, Flugzeug, Auto), besteht auch die Notwendigkeit einer Stützvorrichtung der in der Einleitung beschriebenen Art, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist. Vorausgesetzt, dass sie gemäß der Erfindung ausgeführt ist, wird eine solche Stützvorrichtung einen besseren Halt und dementsprechend mehr Komfort bieten als eine Stützvorrichtung aus Schaum oder einem anderen nicht-dynamischen Stützmedium.
Die Erfindung wird diesem Bedürfnis gerecht und hat das charakteristische Merkmal, dass jedes der Elemente mit dem Gas um 50 bis 98 Prozent seines maximalen Volumens ausgefüllt ist und ein Volumen von 10 cm³ bis 100 cm³ hat.
Da die Elemente gemäß der Erfindung mit dem Gas um 50 bis 98 Prozent ihres maximalen Volumens gefüllt sind, können die Elemente sich individuell verformen und bieten so eine zusätzliche Gestaltanpassung der Stützvorrichtung unter leichter Belastung. Zusätzlich bewirkt dieser Füllungsgrad zusammen mit dem durch die Elemente aufgenommenen Volumen, dass die Elemente sich relativ leicht bezüglich einander bewegen können, auch wenn die Stützvorrichtung belastet ist. Wenn die Stützvorrichtung belastet ist, können sich die Elemente daher relativ einfach bezüglich einander neu ausrichten. Die Stützvorrichtung erhält so eine Art zusätzlichen Freiheitsgrad für die Reaktion auf eine Belastung. Außerdem kann als Folge der Neuausrichtung der unterschiedlichen Elemente relativ zueinander eine optimale Druckverteilung entlang und eine Gestaltanpassung an die Körperkontur eines Benutzers der Stützvorrichtung realisiert werden. Gemäß einer besonderen Ausführungsform befindet sich ein Schmiermittel in der Umhüllung, zwischen den Elementen, zum Erleichtern der Bewegung der Elemente relativ zueinander, verursacht durch eine Belastung der Stützvorrichtung. Vorzugsweise ist die Stützvorrichtung weiter dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Raum zwischen den Elementen eine freie Menge von Gas befindet, so dass eine Mindestmenge von Schmiermittel anwesend ist, wobei das Gas eine Wiederherstellung der Gestalt der Stützvorrichtung nach dem Entfernen einer Belastung auf der Stützvorrichtung vereinfacht. Genauer gesagt weist die Stützvorrichtung Mittel zum Verringern der Menge von Gas in dem Raum auf, wenn die Stützvorrichtung belastet wird, und zum Erhöhen der Menge von Gas beim Entfernen einer Belastung der Stützvorrichtung, ohne die Menge von Schmiermittel in der Stützvorrichtung zu verändern. Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 einen Schnitt einer ersten Ausführungsform einer Stützvorrichtung in Form eines Kissens gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 2a einen Schnitt durch ein Element der Stützvorrichtung nach Fig. 1 zeigt;
Fig. 2b eine Draufsicht eines Elements in Richtung des Pfeils P gemäß Fig. 2a ist;
Fig. 3 ein schematischer Schnitt eines Teils des Elements der Stützvorrichtung nach Fig. 1 ist;
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Stützvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer Stützvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 6 einen ersten Schnitt der Stützvorrichtung gemäß Fig. 5 zeigt;
Fig. 7 einen zweiten Schnitt der Stützvorrichtung nach Fig. 5 zeigt;
Fig. 8, perspektivisch gesehen, eine durchsichtige Ansicht einer vierten Ausführungsform einer Stützvorrichtung gemäß der Erfindung ist;
Fig. 9a eine erste perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform einer Stützvorrichtung gemäß der Erfindung ist;
Fig. 9b eine zweite Ansicht der fünften Ausführungsform einer Stützvorrichtung gemäß der Erfindung ist;
Fig. 10a eine Draufsicht einer sechsten Ausführungsform einer Stützvorrichtung in Form eines Tragriemens gemäß der Erfindung ist; und
Fig. 10b einen Schnitt der Stützvorrichtung nach Fig. 10a zeigt. In Fig. 1 bezeichnet Bezugsziffer 1 eine erste mögliche Ausführungsform einer Stützvorrichtung gemäß der Erfindung. Die Stützvorrichtung 1 beinhaltet eine flexible Umhüllung 2, die mehrere Elemente 4 beinhaltet. Die Elemente sind in dem Raum 3, der durch die flexible Umhüllung 2 umgeben ist, relativ zueinander beweglich. Jedes Element 4 besteht aus einer gasgefüllten, flexiblen und dünnwandigen Hülle 6. Das Gas ist schematisch mit Bezugsziffer 8 bezeichnet. Die Hüllen 6 der Elemente 4 sind alle gasdicht ausgeführt, so dass die Elemente elastisch kompressibel zum Verteilen einer Last über die Stützvorrichtung 1 sind.
Die Hülle 6 der Elemente 4 ist aus einem zumindest im Wesentlichen nicht-elastischen (d. h. zumindest im Wesentlichen nicht dehnbaren) und gasundurchlässigen Material hergestellt. Weiter sind die Elemente jeweils mit dem Gas 8 um 50 bis 98% ihres maximalen Volumens gefüllt. In diesem Fall ist das maximale Volumen als das Volumen eines Elements 4 definiert, das entsteht, wenn sich eine maximale Menge von Gas in diesem Element befindet. Da die Hülle 6 eines Elements 4 aus einem zumindest im Wesentlichen nicht-elastischen Material hergestellt ist, d. h., da das besagte Material sich nicht dehnen kann, so dass ein Element nicht wie ein Ballon aufgeblasen werden kann, ist das maximale Volumen wohl definiert. Die Elemente sind jedoch nicht mit einer maximalen Menge von Gas gefüllt, die sie beinhalten könnten. Dies bewirkt, dass die Elemente selbst verformbar sind, d. h. die Gestalt der Elemente kann sich unter dem Einfluss einer Kraft oder eines Drucks verändern. Andererseits ist es nicht möglich, die Elemente komplett zu verflachen, aufgrund der Tatsache, dass die Hülle der Elemente aus einem nicht-elastischen Material hergestellt ist.
Die Elemente nehmen weiter ein Volumen von 10 cm³ bis 100 cm³ auf. Der Vorteil von Elementen mit einem solchen Volumen besteht darin, dass die gesamte äußere Oberfläche aller Elemente kleiner ist, verglichen mit der gleichen Stützvorrichtung mit kleineren Elementen. Dies bedeutet, dass die Elemente einfach relativ zueinander gleiten können. Wenn die Elemente ein viel kleineres Volumen hätten, zum Beispiel ein Zehntel cm³, würde sich ein mit solchen Elementen gefülltes Kissen wie ein Sandsack oder ein Bohnensack verhalten, der mit Polystyrengranulat gefüllt wäre. Ein Sandsack hat den Nachteil, dass er sich nur unter hoher Belastung verformt, wohingegen ein mit Polystyrengranulat gefüllter Bohnensack den Nachteil hat, dass er sich nur unter niedriger oder unter hoher lokaler Belastung verformt.
Andererseits würden jedoch Elemente, die gemäß der Erfindung ein Volumen zwischen 10 und 100 cm³ haben, wenn sie bei dieser Verwendung nicht deformierbar wären, wie zum Beispiel Ping-Pong-Bälle, den Nachteil aufweisen, dass die Stützvorrichtung für den Benutzer sehr unkomfortabel wäre.
Im Hinblick auf den oben erwähnten Füllungsgrad zwischen 50 und 98% der Elemente bietet die erfindungsgemäße Stützvorrichtung eine Lösung für dieses Problem. Wenn das Volumen der Elemente größer wäre als 100 cm³, würden die Elemente möglicherweise noch einfacher relativ zueinander gleitbar sein. Der Nachteil in diesem Fall wäre jedoch, dass eine Stützvorrichtung insgesamt zu dick würde.
Der oben genannte Füllungsgrad und das damit verbundene Volumen gemäß der Erfindung bieten nur die genannten Vorteile, während alle genannten Nachteile nicht mehr bestehen.
Vorzugsweise sind die Elemente mit dem Gas um zwischen 75 und 85% ihres maximalen Volumens ausgefüllt. Insbesondere liegt das Volumen der Elemente zwischen 35 cm³ und 45 cm³. Das Gas, mit dem die Elemente gefüllt sind, ist vorzugsweise ein nicht entflammbares Gas, wie zum Beispiel Luft.
Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung ist, dass sie ein relativ niedriges Gewicht hat. Verglichen mit einem Luftkissen, das auch ein niedriges Gewicht hat, wird jedoch der Vorteil erzielt, dass die erfindungsgemäße Stützvorrichtung sehr stabil ist. Ein Benutzer, der auf einer Stützvorrichtung in Form eines Kissens sitzt, wird nicht kippen oder von dem Kissen herunterrutschen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung ist es, dass sie in Ausführungsformen, in denen die Umhüllung aus Gewebe besteht, nicht undicht werden kann.
Fig. 2a zeigt einen Schnitt durch ein Element 4. Fig. 2b ist eine Draufsicht auf ein Element in Richtung des Pfeils P nach Fig. 2a. Die Elemente haben eine Gestalt, die der sphärischen Gestalt nahe kommt. In der in Fig. 2 beispielhaft dargestellten Ausführungsform besteht das Element 4 aus zwei Lagen von Folienmaterial 10, 12, die jeweils eine kreisförmige Längskante 14 aufweisen. Die beiden Lagen sind an ihren aneinandergrenzenden Längskanten 14 miteinander versiegelt. Die Elemente können natürlich auch eine unterschiedliche Gestalt, zum Beispiel eine tetrahedrale Gestalt, haben.
Fig. 3 zeigt in schematischer Art und Weise den Aufbau der Folie, aus der die Lage 12 in Fig. 2a hergestellt ist. Die Lage 12 (sowie die Lage 10) besteht aus mehreren Schichten. Die Lage beinhaltet eine hitzeversiegelbare innere Schicht 16, um ein Verfahren mittels einfacher Maschinen bei ausreichender Produktionsrate zu ermöglichen. Vorzugsweise besteht die hitzeversiegelbare innere Schicht aus PE, (Verbinder)LDPE, EVA oder EMA.
Weiter beinhaltet die Lage 10, 12 eine Zwischenschicht in Form einer Sperrschicht 18, die das Ausüben einer Kraft oder eines Drucks auf die individuellen Elemente für einen langen Zeitraum, von Monaten bis zu Jahren, gemäß der Situation erlaubt, wenn jemand auf einem Kissen oder einer Matratze, die mit solchen Elementen gefüllt ist, sitzt oder liegt. Die Sperrschicht 18 hat daher auch die Eigenschaft, fast undurchlässig für ein Gas, zum Beispiel für Luft, zu sein. Vorzugsweise hat die Zwischenschicht 18 eine maximale OTR (Sauerstoffübertragungsrate) von 30 bei 75%-iger Luftfeuchtigkeit. Insbesondere besteht die Zwischenschicht 18 dann aus EVOH oder PVDC.
Schließlich beinhaltet die Lage 10, 12 eine äußere Schicht 20, die verschleißfest ist und einen niedrigen Reibungskoeffizient der Elemente relativ zueinander bewirkt. Als äußere Schicht wird vorzugsweise ein Nylongewebe oder eine geprägte Polyamidfolie verwendet. Eine solche Oberflächenstruktur hat den Vorteil, dass der sogenannte Losreißeffekt verhindert wird. Anfängliche Reibungskräfte zwischen den Elementen relativ zueinander werden daher verhindert. Außer einem Nylongewebe als äußerer Schicht ist auch die Verwendung einer reibungsverminderten Beschichtung als Teil der äußeren Schicht, eventuell in Kombination mit einem Nylongewebe oder einer speziellen Prägung, möglich.
In diesem Zusammenhang wird zum Beispiel eine Silikonbeschichtung zuerst in Betracht gezogen. Gemäß der Erfindung kann auch eine DLC (diamantartige Kohlenstoff)-Beschichtung verwendet werden. Die entsprechende Beschichtung ist an der äußeren Schicht 20 der Lage 10, 12 vorgesehen. Das aus der Folie gemäß Fig. 3 hergestellte Element hat einen hohen Widerstand gegen häufige Verformung (Biege/Risswiderstand). Außerdem ist dieses Element völlig frei von Dehnung, in anderen Worten nicht elastisch. Ein weiterer Vorteil ist, dass die entsprechende Art von Element fast vollkommen gasdicht ist, so dass die Elemente selbst nach vielen Jahren des Gebrauchs immer noch mit praktisch derselben Menge von Gas gefüllt sein werden. Eine Lage 10, 12 nach Fig. 3 kann in einer an sich bekannten Art und Weise mittels eines Koextrusionsprozesses hergestellt werden.
Insbesondere beinhaltet die Stützvorrichtung nach Fig. 1 ein Schmiermittel, welches innerhalb der Umhüllung 2, aber außerhalb der Elemente 4 vorgesehen ist. Das Schmiermittel bewirkt eine einfache Bewegung der Elemente 4 bezüglich einander. Wenn die Stützvorrichtung nach Fig. 1 als Sitzkissen verwendet wird, bietet dies den Vorteil, dass die Elemente 4 sich während des Gebrauchs neu relativ zueinander anordnen können, so dass die Stützvorrichtung 1 sich an die Körperkonturen eines Benutzers anpasst. Da die Elemente 4 selbst ebenfalls in einem bestimmten Maße verformbar sind, wird die Anpassbarkeit an die Konturen weiter verbessert, und außerdem wird ein hoher Sitzkomfort erhalten. Die Stabilität der Stützvorrichtung ist dann auch sichergestellt. Als Schmiermittel kann beispielsweise ein Gel verwendet werden. Es ist auch möglich, ein pulverförmiges Schmiermittel zu verwenden.
Wenn ein Schmiermittel verwendet wird, kann die äußere Schicht 20 aus PE, (Verbinder)LDPE, EVA oder EMA bestehen, abgesehen von den Materialien, auf die oben im Zusammenhang mit der äußeren Schicht Bezug genommen wurde. In Kombination mit einem Schmiermittel, wie beispielsweise Silikonöl, bieten solche Materialien eine optimale Beweglichkeit der Elemente relativ zueinander, d. h. einen sehr niedrigen Reibungskoeffizient zwischen den Elementen relativ zueinander.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, worin Teile, die Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen worden sind. Die Stützvorrichtung 22 nach Fig. 4 beinhaltet eine Umhüllung 2, in welcher eine Anzahl von gasgefüllten Elementen 4 eingeschlossen sind. Die gasgefüllten Elemente 4 können beispielsweise die gleichen Eigenschaften wie die Elemente nach den Fig. 1 bis 3 aufweisen. Außerdem befindet sich zwischen den Elementen 4 der Stützvorrichtung nach Fig. 4 ein Schmiermittel 23, wie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Für beide Umhüllungen nach Fig. 1 und Fig. 4 gilt, dass, wenn ein Schmiermittel 23 benutzt wird, diese Umhüllungen für das Schmiermittel undurchlässig sein sollten.
Die Verwendung eines Schmiermittels, die den Reibungskoeffizient zwischen den einzelnen Elementen genügend weit senkt, erfordert jedoch eine so große Menge von Schmiermittel, dass das Gewicht der Stützvorrichtung um einige zehn Prozent ansteigen wird.
Gemäß der Erfindung kann dieser Nachteil dadurch überwunden werden, dass eine bestimmte Menge von freier Luft oder Gas sich außerhalb der Elemente, aber innerhalb der Umhüllung 2 befindet. So wird sichergestellt, dass die Elemente genügend gegeneinander beweglich sind, während eine minimale Menge von Schmiermittel verwendet wird. Die Menge von freier Luft oder Gas in der Umhüllung trägt darüber hinaus zu einem Anstieg der Formwiederherstellungsfähigkeit der Stützvorrichtung bei, wenn die Belastung der Stützvorrichtung beendet ist.
Der Betrag des Volumens von freier Luft oder Gas 24 zwischen den Elementen 4 wird vorzugsweise ungefähr 2 bis 20% des Gesamtvolumens betragen, das durch die Elemente 4 in Kombination eingenommen wird. Dies gilt für Stützvorrichtungen mit einem Volumen, das beispielsweise größer ist als 10 dm³. Andererseits würde, wenn sich mehr Luft 24 in der Umhüllung 2 befände, die Stützvorrichtung 22 sich wie ein normales Luftkissen verhalten und unter anderem den Nachteil der entsprechenden Instabilität aufweisen.
Wenn sich das Gesamtvolumen der Stützvorrichtung 22 erhöht, kann sich auch der Prozentsatz von freier Luft in diesem Volumen entsprechend vergrößern, ohne dass die Stützvorrichtung anfängt, sich wie ein Luftkissen zu verhalten. Das Obengenannte bedeutet auch, dass gerade solche Stützvorrichtungen eine große Formwiederherstellungsfähigkeit haben.
Im Falle von kleineren Stützvorrichtungen (zum Beispiel kleiner als 4 dm³), zum Beispiel Kopfkissen, ist der Spielraum für das Volumen von freier Luft zwischen den Elementen nur gering. Dies würde bedeuten, dass nur eine geringe Formwiederherstellungsfähigkeit machbar wäre.
Gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Stützvorrichtung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, dass die Stützvorrichtung Mittel zum Verringern der Menge von Gas in dem Raum aufweist, wenn die Stützvorrichtung belastet wird, und zum Erhöhen der Menge von Gas beim Entfernen der Belastung der Stützvorrichtung, ohne die Menge von Schmiermittel in der Stützvorrichtung zu verändern. Das Verringern der Menge von Gas bedeutet, dass ein stabileres Kissen erhalten wird. Durch das nachfolgende Erhöhen der Menge von Luft wird die Formwiederherstellungsfähigkeit gefördert.
Eine besondere Ausführungsform hiervon ist auch in Fig. 4 gezeigt. In dieser Ausführungsform besteht das oben genannte Gas 24 aus Luft, und die Umhüllung 2 beinhaltet eine Membran 28, die an sich bekannt ist und die den Durchtritt von Luft von innen nach außen und von außen nach innen in die Umhüllung 2 ermöglicht, während die Membran 28 undurchlässig für das Schmiermittel 24 ist. Die Membran 28 hat außerdem die Eigenschaft, das Ansaugen von Staub von außen nach innen zu verhindern. Vor allem in Situationen, wo die Stützvorrichtung 22 unter einem sich verändernden atmosphärischen Druck verwendet wird, wie es zum Beispiel in einem Flugzeug der Fall ist, wird die Verwendung der Membran 28 außerdem den Vorteil bringen, dass es zu keinem Zeitpunkt einen Druckunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite der Umhüllung 2 gibt, so dass die Stützvorrichtung 22 die oben beschriebenen erwünschten Eigenschaften für einen Benutzer hat.
Eine alternative Ausführungsform einer Stützvorrichtung 30 ist in den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Die Stützvorrichtung 30 beinhaltet auch Mittel zum Verringern der Menge von Gas in dem Raum, wenn die Spritzvorrichtung belastet wird, und zum Erhöhen der Menge von Gas, wenn eine Belastung der Stützvorrichtung entfernt wird. Zu diesem Zweck beinhaltet die Stützvorrichtung 30 einen Pufferbehälter 32, der mittels einer Anzahl von Passagen 34 mit dem Raum 3 verbunden ist, in dem die Elemente 4 angeordnet sind. Die Passagen 34 haben solche Abmaße, dass die Elemente 4 sich nicht durch die Passagen 34 von dem Raum 3 durch diese Passagen 34 in den Pufferbehälter 32 bewegen können. Wenn die Stützvorrichtung 30 belastet wird, kann sich der Pufferbehälter 32 über die Passagen 34 mit Gas aus dem Raum 3 füllen. Dieses Gas kann wieder von dem Behälter 32 zu dem Raum 3 über die Passagen 34 zurückfließen, wenn die Belastung der Stützvorrichtung 30 wieder entfernt wird. Im vorliegenden Beispiel sind der Pufferbehälter 32 und der Raum 3 mittels einer Zwischenwand 38 voneinander getrennt, die mit den oben genannten Öffnungen 34 versehen ist. Vorzugsweise ist die Zwischenwand 38 aus dem gleichen Material hergestellt wie die Umhüllung 2.
Vorzugsweise erstreckt sich der Pufferbehälter angrenzend an und entlang einer Kante 40 der Stützvorrichtung 30, wie in Fig. 5 gezeigt, und ist von ringförmiger Gestalt. In der Mitte des Rings befindet sich eine offene Passage 42, die sich von einer ersten Außenseite 44 zu einer zweiten Außenseite 46 der Stützvorrichtung 30 erstreckt. Die Passage 42 kann als Handgriff zum Tragen der Stützvorrichtung 30 dienen. Natürlich ist der Pufferbehälter 32 in vollständig luftdichter Art und Weise gegen die Umgebung abgesiegelt. Das Gleiche gilt für den Raum 3.
Die Ausführungsformen der Stützvorrichtung nach Fig. 4 bis 7 sind alle fähig, eine Volumenveränderung unter leichter Belastung zu erfahren. Insbesondere ist die Umhüllung zu diesem Zweck aus einem Material hergestellt, welches die Kräfte in nicht verformter Art und Weise übermittelt. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass in der Umhüllung so wenig Spannung wie möglich in der Oberfläche erzeugt werden kann, wenn sie belastet wird. Für die Hülle wird vorzugsweise ein Material verwendet, das in zwei Richtung dehnbar ist und das eine Elastizität in der Größenordnung der Elastizität der menschlichen Haut hat. Der größte Elastizitätsgrad sollte in einer Querrichtung der Stützvorrichtung vorhanden sein.
Fig. 8 zeigt eine besondere Ausführungsform einer Stützvorrichtung 44 der in einer der vorangehenden Figuren beschriebenen Art. Insbesondere ist die Stützvorrichtung 44 im Inneren der Umhüllung 2 mit einer Trennwand 46 versehen, die diesen Raum in einen ersten und einen zweiten Unterraum 48, 50 teilt. Insbesondere befinden sich in dem ersten und dem zweiten Unterraum pro Volumeneinheit eine unterschiedliche Anzahl von Elementen 4, von denen nur wenige in der Zeichnung dargestellt sind. Die Trennwand 46 verhindert eine Bewegung der Elemente 4 von dem ersten 48 in den zweiten Unterraum 50 und umgekehrt. Insbesondere kann die Trennwand auch die Bewegung eines Schmiermittels, wenn vorhanden, von dem ersten in den zweiten Unterraum und umgekehrt verhindern. Dasselbe gilt für ein Gas, das sich zwischen den Elementen 4 befinden kann. Es ist jedoch auch möglich, dass die Trennwand 46 keine Sperre für das Gas und das Schmiermittel, wenn vorhanden, bildet.
Der Vorteil eines Unterschieds im Füllgrad des ersten und des zweiten Unterraums 48, 50 mit Elementen 4 besteht darin, dass eine sogenannte Keilwirkung entsteht. In besonderen Fällen, zum Beispiel, wenn die Stützvorrichtung 44 als Rollstuhlkissen verwendet wird, mag dies eine Verbesserung in der Sitzposition nach sich ziehen. Zum Beispiel kann der erste Unterraum 48 einen höheren Füllungsgrad als der zweite Unterraum 50 haben. Wenn der zweite Unterraum 50 angrenzend an die Rückenstütze des Rollstuhls positioniert wird, wird dies bewirken, dass ein Benutzer in Richtung der Rückenstütze gekippt wird, wodurch die Tendenz, abzurutschen, verhindert wird.
Da durch die Verwendung der Trennwand 46 eine asymmetrische Stützvorrichtung 44 gebildet wird, ist es für eine optimale Wirkung wichtig, dass eine äußere Hülle korrekt über eine innere Hülle, in diesem Fall die Umhüllung 2, gezogen wird und dass die Stützvorrichtung, inklusive der äußeren Hülle, dann in korrekter Art und Weise zum Beispiel in dem Rollstuhl angeordnet wird. Zu diesem Zweck ist die Umhüllung 2 an ihrer Außenseite mit einer drahtförmigen Schleife 52 versehen.
Fig. 9a zeigt, in welcher Art und Weise die Umhüllung 2 nach Fig. 8 in einer äußeren Hülle 54 angeordnet wird. Da die Stützvorrichtung 44 in diesem Beispiel ein rechteckiges oder quadratisches Kissen mit vier aufrechten Seitenwänden 56 bis 62, einer oberen Fläche 63 und einer unteren Fläche 64 darstellt, während die Schleife 52 an einer von der Mitte der Seitenwände, der oberen Fläche und der unteren Fläche beabstandeten Position angeordnet ist, kann die Umhüllung 2 nur in einer eindeutigen Art und Weise in der äußeren Umhüllung 54 aufgenommen werden, so dass es möglich ist, dass die Schleife 52 sich durch eine Öffnung 66 in der äußeren Hülle 54 nach außen erstreckt. Zu diesem Zweck ist die Öffnung 66 an einer Stelle vorgesehen, die der Position der Schleife 52 entspricht. Es ist wesentlich, dass die Schleife 52 sich an einer Stelle befindet, die nicht auf der Symmetrieachse der Stützvorrichtung 44 liegt.
So hat die Stützvorrichtung nach Fig. 9a mit der äußeren Hülle 54 und der gefüllten Umhüllung 2 darin den Vorteil, dass genau bekannt ist, in welcher Weise die Umhüllung 2 sich in der äußeren Hülle 54 befindet. Jetzt ist es auch möglich, die Stützvorrichtung 44 nach Fig. 9a in einem Stuhl in korrekter Art und Weise anzuordnen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Schleife 52 sich auf der Seite eines Stuhls befinden soll, die von der Rückenstütze weg zeigt. Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Schleife 52 die Unterseite der Stützvorrichtung kennzeichnet.
Fig. 9b zeigt die Stützvorrichtung nach Fig. 9a, gesehen aus einer Richtung, die durch einen Pfeil P in Fig. 9a gekennzeichnet ist. Hieraus wird deutlich, dass zwei Eckpunkte 67, 68, die durch drei aufrechte Seitenwände und in diesem Fall durch die untere Fläche 64 gebildet werden, jeweils mit einer sichtbaren oder ertastbaren Markierung versehen sind, in diesem Beispiel gekennzeichnet durch schraffierte Linien. Dies hat den Vorteil, dass während des Gebrauchs eine richtige Anordnung der Stützvorrichtung zum Beispiel in einem Rollstuhl auf einfache Weise erfolgen kann. In diesem Fall kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Eckpunkte 67, 68 sich angrenzend an die Stütze und die Sitzunterseite eines Stuhls befinden sollen.
Schließlich zeigen Fig. 10a und 10b eine besondere Ausführungsform eines Hebe- oder Aufwindriemens, in dem eine Stützvorrichtung 70 der in einer der vorangehenden Fig. 1 bis 9 beschriebenen Art verwendet wird. In diesem Beispiel besteht der Hebe- oder Aufwindriemen 72 aus zwei metallenen Haken 74, 76, die mittels eines Riemens 78 verbunden sind. Der Riemen 78 kann zum Beispiel um eine Person herum gewunden werden, um diese Person anzuheben. In diesem Zusammenhang mag man unter anderem an Anhebeeinrichtungen in Krankenhäusern denken, aber auch an Anhebeeinrichtungen zum Beispiel in einem Helikopter. Ein Hebe- oder Aufwindriemen, der an sich bekannt ist, besteht aus einem gewebeverstärkten, mit Luft aufgeblasenen Schlauch (Feuerschlauch), der jedoch den Nachteil hat, dass er Verletzungen, Quetschungen und Druckstellen bei einer Person hervorrufen kann. Daher ist der Gürtel 78 erfindungsgemäß von einer Stützvorrichtung 70 umgeben. In diesem Beispiel besteht die Stützvorrichtung 70 aus zwei Umhüllungen 80, 82, jeweils gefüllt mit Elementen 4. Die Umhüllungen 80, 82 erstrecken sich jeweils in Längsrichtung des Riemens 78. Die Längskanten 84, 86 der Umhüllung 80 sind mit den Längskanten 88, 90 der Umhüllung 82 verbunden, wobei die Anordnung so ist, dass die Stützvorrichtungen 80, 82 zusammen einen Raum 92 bilden, in dessen Längsrichtung sich der Riemen 78 erstreckt. Dies bedeutet, dass eine Stützvorrichtung 72 in Form eines Hebe- oder Aufwindriemens 72 gebildet wird, die die Eigenschaft hat, dass während der Anhebebewegung der Druck gleichmäßiger über den Körper verteilt wird, ohne dass die oben beschriebenen Komplikationen auftreten können. Außerdem gibt es nur eine Zugbeanspruchung in dem Riemen 78, während die Stützvorrichtungen 80, 82 im Wesentlichen eine Kraft senkrecht zu dem Körper ausüben. Daher beinhaltet der Hebe- oder Aufwindriemen eine streifenförmigen Riemen 78, der auf zumindest einem Abschnitt seiner Länge durch zumindest eine Stützvorrichtung 80, 82 umhüllt ist.
Aus Gründen der Vollständigkeit wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung in keiner Weise auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Zum Beispiel ist es möglich, eine Stützvorrichtung in Form einer Schwimmweste zu gestalten, die alle oben beschriebenen Vorteile aufweist. Schließlich werden die gasgefüllten Elemente eine ausreichende Schwimmkraft der Schwimmweste bewirken.
Es ist außerdem selbstverständlich, dass die Elemente 4 mit den bezüglich Fig. 1 beschriebenen bestimmten Eigenschaften auch in den Stützvorrichtungen verwendet werden können, die mit Bezug auf die anderen Figuren beschrieben worden sind. Diese und andere Varianten fallen selbstverständlich alle in den Bereich der Erfindung.

Claims

1. Stützvorrichtung (1), beinhaltend einen Raum (3), der durch eine flexible Umhüllung (2) gebildet wird und der mit einer Vielzahl von Elementen (4) ausgefüllt ist, wobei die Elemente (4) in dem Raum (3) relativ zueinander beweglich sind und jeweils aus einer gasgefüllten, flexiblen und dünnwandigen Hülle (6) in gasdichter Ausführung bestehen, so dass die Elemente (4) verformbar sind, um eine Last über die Stützvorrichtung (1) zu verteilen, wobei die Hülle (6) einer Anzahl von Elementen (4) aus zumindest im Wesentlichen nicht-elastischem Material hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Elemente (4) mit dem Gas (8) um 50 bis 98 Prozent seines maximalen Volumens ausgefüllt ist und ein Volumen von 10 cm³ bis 100 cm³ hat.

2. Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Element (4) von zumindest im Wesentlichen allen Elementen (4) mit dem Gas um 50 bis 98 Prozent seines maximalen Volumens ausgefüllt ist und ein Volumen von 10 cm³ bis 100 cm³ hat.

3. Stützvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (4) mit dem Gas (8) vorzugsweise um zwischen 75 und 85 Prozent ihres maximalen Volumens ausgefüllt sind.

4. Stützvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Elemente (4) vorzugsweise zwischen 35 cm³ und 45 cm³ liegt.

5. Stützvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dünnwandige Hülle (6) eines Elements eine hitzeversiegelbare innere Schicht (16) aufweist, eine verschleißfeste äußere Schicht (20), die einen relativ niedrigen Reibungskoeffizienten relativ zu dem Material selbst und der inneren Seite der Umhüllung hat, und zumindest eine Zwischenschicht (18), die zumindest im Wesentlichen undurchlässig für das Gas ist.

6. Stützvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (16) aus PE, (Verbinder)LDPE, EVA oder EMA besteht.

7. Stützvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (18) eine maximale OTR (Sauerstoffübertragungsrate) von 30 bei 75%-iger Luftfeuchtigkeit hat.

8. Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (18) aus EVOH oder PVDC besteht.

9. Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (20) ein Nylongewebe oder einen geprägten Polyamidfilm aufweist.

10. Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (20) eine Silikon- oder eine DLC- Beschichtung aufweist.

11. Stützvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umhüllung (2) zwischen den Elementen (4) ein Schmiermittel (22) zum Erleichtern einer Bewegung der Elemente (4) relativ zueinander, verursacht durch eine Last auf der Stützvorrichtung (1), vorgesehen ist.

12. Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (20) aus PE, (Verbinder)LDPE, EVA oder EMA besteht.

13. Stützvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine freie Menge von Gas (24) sich in dem Raum (3) zwischen den Elementen (4) befindet und die Anwesenheit einer Mindestmenge von Schmiermittel (22) erlaubt, während das Gas (24) eine Wiederherstellung der Gestalt der Stützvorrichtung nach dem Entfernen einer Last auf der Stützvorrichtung vereinfacht.

14. Stützvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung Mittel (28) zum Verringern der Menge von Gas (24) in dem Raum (3) aufweist, wenn die Stützvorrichtung beladen wird, und zum Erhöhen der Menge von Gas (24) beim Entfernen einer Last auf der Stützvorrichtung, ohne die Menge von Schmiermittel (22) in der Stützvorrichtung zu verändern.

15. Stützvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (24) aus Luft besteht und dass die Umhüllung (2) eine Membran (28) aufweist, die den Durchtritt von Luft von innen aus der Umhüllung heraus und von in die Umhüllung hinein ermöglicht, wobei die Membran (28) undurchlässig für das Schmiermittel (22) ist.

16. Stützvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung außerdem einen Pufferbehälter (32) aufweist, der mittels zumindest einer Passage (34) mit dem Raum (3) verbunden ist, in dem die Elemente angeordnet sind, wobei die Passage (34) solche Abmaße hat, dass die Elemente (4) sich nicht durch die Passage (34) von dem Raum (3) zu dem Pufferbehälter (32) bewegen können, und wobei sich der Pufferbehälter über die Passage (34) mit aus dem Raum (3) kommendem Gas (24) füllen kann, wenn die Stützvorrichtung belastet wird, und das Gas in den Raum (3) zurückfließen kann, wenn die Last entfernt wird.

17. Stützvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferbehälter (32) sich angrenzend an eine Kante (40) der Stützvorrichtung erstreckt und eine ringförmige Gestalt hat, während durch die Mitte des Rings eine offene Passage (42) von einer ersten äußeren Seite (44) der Stützvorrichtung zu einer zweiten äußeren Seite (46) der Stützvorrichtung angeordnet ist, welche Passage als ein Handgriff zum Tragen der Stützvorrichtung benutzt werden kann.

18. Stützvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raum (3) eine Teilung (46) vorgesehen ist, die den Raum in einen ersten (48) und einen zweiten (50) Unterraum aufteilt.

19. Stützvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten (48) und dem zweiten (50) Unterraum eine wechselseitig unterschiedliche Anzahl von Elementen (4) pro Volumeneinheit vorgesehen ist, und dass die Teilung (46) eine Verlagerung der Elemente (4) von dem ersten (48) zu dem zweiten (50) Unterraum und anders herum verhindert.

20. Stützvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung außerdem eine äußere Umhüllung (54) aufweist, in der die Umhüllung (2) aufgenommen ist, wobei die Umhüllung (2) eine Schleife (52) aufweist, die sich durch eine Öffnung (66) in der äußeren Umhüllung (54) auswärts erstreckt.

21. Stützvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife (52) und die Öffnung (66) eine solche Position haben, dass die Umhüllung (2) nur eine Position innerhalb der äußeren Umhüllung (54) einnehmen kann, wobei die Schleife (52) sich auswärts durch die Öffnung (66) erstreckt.

22. Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung ein rechteckiges oder quadratisches Kissen bildet, das vier aufrechte Seitenwände (56 bis 62), eine obere Fläche (63) und eine untere Fläche (64) aufweist, wobei die Teilung sich parallel zu einer der aufrechten Seitenwände (56 bis 62) erstreckt.

23. Stützvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Eckpunkte (67, 68), die durch drei aufrechte Seitenwände (56 bis 62) und eine obere (63) oder untere (64) Fläche gebildet werden, jeweils eine visuell oder durch Tasten erkennbare Markierung aufweisen, so dass beim Gebrauch die Erfassbarkeit einer korrekten Positionierung der Stützvorrichtung erleichtert wird.

24. Stützvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17, in der Gestalt eines Hebe- oder Aufwindriemens (72).

25. Stützvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17, in der Gestalt einer Schwimmweste.

26. Hebe- oder Aufwindriemen, der einen streifenförmigen Riemen (78) aufweist, der auf zumindest einem Abschnitt seiner Länge durch zumindest eine Stützvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17 umhüllt ist.