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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft Matratzen,
und insbesondere die Umfangskantenabstützung von Matratzen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein herkömmliche Matratze besteht im
allgemeinen aus einem Federkern mit mindestens einer Polsterüberzugschicht
und mindestens einer Steppschicht über den oberen und unteren
Seiten des Federkerns. Das von einer derartigen Matratze bereitgestellte
Abstütz-
und Komfortniveau, häufig
als „Festigkeit"
bezeichnet, ist eine Funktion sowohl der Anzahl und Eigenschaften
des Polsterüberzuges
und der Steppdeckenschichten um der Oberseite und Unterseite des
Federkerns als auch der Leistungseigenschaften des Federkerns.
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Der Federkern umfaßt im allgemeinen
Randdrähte,
die eine rechteckige Struktur bilden, und, in der Struktur, eine
Vielzahl von miteinander verbundenen Sprungfedern. Die Sprungfedern
sind im allgemeinen in Reihen und Spalten über das gesamte Gebiet der
rechteckigen Struktur angeordnet. Bei Gestaltung eines Federkerns
muß eine
Zahl von Variablen, die die Federkernleistung beeinflussen, berücksichtigt
werden. Einige dieser Variablen schließen die Sprungfederzahl, Sprungfederdichte,
Sprungfedergestalt, die Anzahl von Windungen der Sprungfeder, die
Dicke des Drahtes, die Wärmebehandlung
des Drahtes, die zum Zusammensetzen des Federkerns verwendete Technik
und die Kantenbehandlung ein.
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Zusätzlich zum Federkern ist eine
herkömmliche
Matratze mit Polsterüberzugschichten
benachbart zu den oberen und unteren Seiten des Federkerns versehen.
Jede Polsterüberzugschicht
enthält üblicherweise
eine isolierende Materialschicht in direktem Kontakt mit dem Federkern,
um das durch die Wechselwirkung zwischen den Komponenten des Federkerns
erzeugte Geräusch
zu maskieren beziehungsweise von der schlafenden Person zu isolieren und
auch zu verhindern, daß weichere
Polstermaterialien in den Federkern fallen beziehungsweise sich darin
verbergen. Diese isolierende Materialschicht kann aus, zum Beispiel
Drahtnetz, Kunststoffnetz, Gewebe oder Vliesstoff konstruiert sein.
Jede Polsterüberzugschicht
enthält
ferner eine Wattiermaterialschicht, die die Festigkeit der Matratze
beeinflußt. Diese
Wattiermaterialschicht befindet sich direkt benachbart zur Isolierschicht
und kann aus Naturfasern, wie zum Beispiel Baumwolle, synthetischen
Fasern, Schaum oder einer Faser/Schaum-Kombination konstruiert sein.
Es versteht sich, daß zusätzliche Wattierschichten
für jede
Polsterüberzugschicht
vorgesehen sein können,
wobei die Anzahl von Wattierschichten von dem Komfortgrad und der
Qualität
der Matratze abhängt.
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Eine Steppdeckenschicht ist benachbart
zu jeder Polsterschicht vorgesehen. Die Steppdeckenschichten der
Matratze sorgen für
den direkten Kontakt mit der schlafenden Person und somit der unmittelbaren
Wahrnehmung von Weichheit beziehungsweise „Griff". Jede Steppdeckenschicht
enthält üblicherweise
eine Schicht aus Netz- oder Stoffboden beziehungsweise Trägermaterial,
eine über
dem Trägermaterial
positionierte Schaummaterialschicht, eine über dem Schaum positionierte
Faser- beziehungsweise Füllmaterialschicht
und letztendlich eine die Abdeckung bildende Zwillichschicht. Die
Anzahl von Schichten aus Schaum und Faser in der Steppdeckenschicht
hilft dabei, den Komfortgrad, die Qualität und die Kosten für die Matratze
zu bestimmen. Die gesamte Schicht ist mit Faden zusammengenäht, um ein
Steppmuster zu bilden. Das Steppmuster hält die Komponenten der Schicht
zusammen und sorgt für
eine Verbundstruktur für
die Steppdeckenschicht.
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Ein allgemeines Problem bei derartigen
herkömmlichen
Matratzen ist der Mangel an Abstützung um
die Umfangskante gewesen. Die von einer herkömmlichen Matratze mit einem
Federkern aus Sprungfeder bereitgestellte Kantenabstützung ist
gewöhnlich
aufgrund der innewohnenden physikalischen Eigenschaften einer Sprungfeder
inadäquat. Eine
Sprungfeder ist um ihre zentrale Achse symmetrisch und muß somit
eingesetzt werden, um zu vermeiden, daß sie sich über die Kante des Federkerns hinaus
erstreckt. Somit liefern die Kante des Federkerns und demzufolge
die Kante der Matratze keine adäquate
Abstützung.
Dieser Mangel an Abstützung stellt
eine Unbequemlichkeit dar, da die Umfangskante einer Matratze üblicherweise
die Funktion aufweist, für
eine Sitzabstützung
für einen
Schläfer
zu sorgen. Wenn zum Beispiel ein Schläfer auf der Kante einer Matratze
sitzt, um aus dem Bett aufzustehen, biegt sich die Kante durch,
statt daß sie
für eine
feste Abstützungsfläche für den Schläfer sorgt.
Offensichtlich erschwert dies dem Schläfer, aus dem Bett zu kommen.
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Um sich diesem Problem zu widmen,
sind in der Hoffnung, für
eine festere Kante der Matratze zu sorgen, zahlreiche Versuche unternommen,
für eine zusätzliche
Abstützung
des Federkerns der Matratze zu sorgen. Eine Lösung umfaßt das Bereitstellen von Schaumabstützungen
um einzelne Federn, die um den Umfang des Federkerns angeordnet
sind. Jede Abstützung
besteht aus einem Schaumstück,
das um den Kreisumfang einer um den Umfang des Federkerns angeordneten
Feder gewickelt ist. Eine andere Lösung umfaßt das Bereitstellen einer
Schaumschiene entlang jeder Seite der Matratze vertikal in dem Federkern
zwischen der ersten Reihe von entlang des Umfanges angeordneten
Federn und der zweiten Reihe von Federn von dem Umfang.
US 2 069 415 verwendet eine
Matratze mit einem steif wattierten Randbereich, um als eine Verstärkung zu
wirken.
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Ein weiterer Ansatz zur Lösung dieses
Problems umfaßt
das Bereitstellen einer Abstützung
mit einem vorgespannten Draht zwischen den oberen und unteren Randdrähten des
Federkerns. Die Abstützung
mit vorgespanntem Draht kann baulich zahlreiche Formen annehmen.
Jedoch sind alle derartigen Abstützungen
zwischen den oberen und unteren Randdrähten entlang des Umfangs des
Federkerns positioniert. Unter der Last eines auf der Kante einer Matratze
sitzenden Schläfers
wirken die Abstützungen
gegen die oberen und unteren Randdrähte, um sie getrennt zu halten
und für
eine Versteifungswirkung zu sorgen.
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All diese Lösungen weisen jedoch denselben Nachteil
auf. Nachdem für
eine gewissen Form von zusätzlicher
Abstützung
für den
Umfang des Federkerns gesorgt wird, werden Polsterüberzugschichten und
Steppdeckenschichten notwendigerweise zum Federkern hinzugefügt, um den
Herstellprozeß der Matratze
zu vervollständigen.
Wenn diese zusätzlichen
Schichten hinzugefügt
sind, wird irgendein erzielter Federkernumfangsversteifungseffekt
von den zusätzlichen
Polster- und Steppschichten maskiert. Demzufolge führt irgendeine
auf der Federkernebene der Matratze verstärkte Festigkeit nicht zu einer
festeren Kante, nachdem die zahlreichen Polsterschichten aufgebracht
sind. Zum Beispiel bei dem Lösungsansatz,
der die zwischen den Randdrähten
positionierten Abstützungen
mit vorgespanntem Draht umfaßt,
ruft die Verwendung dieser Abstützungen
eine Zunahme der Festigkeit des Federkernumfanges selbst von ungefähr 30% hervor.
Nachdem jedoch die Polsterüberzugschichten
und Steppdeckenschichten plaziert sind, beträgt die Zunahme an Festigkeit
der Matratzenumfangskante nur 8–9%.
Somit bleiben die Umfangsseitenkanten der Matratze trotz dieser
versuchten Lösungen
zum Versteifen des Umfangs des Federkerns weich.
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Ein Versuch, den resultierenden Nachteil dieser
Lösungen
zu minimieren, besteht darin, dünnere
Polsterüberzugschichten
und Steppdeckenschichten bereitzustellen, um einem Schläfer zu ermöglichen,
die zusätzliche
Federkernabstützung wahrzunehmen.
Eine Reduzierung der Dicke der Polster- und Steppschichten führt jedoch
zu einer dünneren
Matratze. Da Verbraucher gewöhnlich
dünnere
Matratzen mit einem günstigeren
Produkt von geringerer Qualität
gleichsetzen, würde
diese Lösung
wahrscheinlich zu verlorenen Verkäufen und Einnahmen führen und
somit nicht erwünscht
sein.
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Die obengenannten Verbesserungen
an dem Federkern bringen auch weitere Nachteile mit sich. Da die
Verbesserungen die Verwendung von zusätzlichen Elementen, wie zum
Beispiel Schaumabstützungen
oder Drahtabstützungen,
umfassen, trägt dies
wesentlich zu den Kosten der Matratze bei. Da die Matratzen zusätzliche
Elemente enthalten, erfordert der Zusammenbau der Matratzen darüber hinaus
mehr Zeit, was wiederum zu einer Zunahme der Arbeitskosten führt. Somit
versagen diese Verbesserungen nicht nur beim adäquaten Lösen des Problems, sondern rufen
sie auch eine wesentliche Zunahme der mit der Herstellung einer
Matratze verbundenen Kosten hervor.
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Somit besteht ein Bedarf an einer
neuen und verbesserten Matratze, die für eine feste Kante um den Umfang
der Matratze sorgt. Die feste Kante sollte bereitgestellt werden,
ohne die Dicke der Matratze zu beeinträchtigen. Außerdem sollte das Bereitstellen
einer derartigen festen Kante keine zusätzlichen Materialien und Arbeitsvorgänge während der
Herstellung der Matratze erfordern, wodurch eine wesentliche Zunahme
an Material und Arbeitskosten vermieden wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung liefert
eine neue und verbesserte Matratze mit einer festen Kante um den
Umfang der Matratze. Bei der Bereitstellung einer festen Kante beeinträchtigt die
vorliegende Erfindung nicht die Dicke der Matratze und führt sie
somit nicht zu negativen Verbraucherwahrnehmungen. Außerdem erfordert
die vorliegende Erfindung keine zusätzlichen Materialien beziehungsweise
Arbeitsvorgänge
während
der Herstellung und vermeidet sich dadurch einen wesentlichen Anstieg
an Material- und Arbeitskosten.
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Die vorliegende Erfindung erzielt
diese Vorteile durch Bereitstellung einer Matratze mit einem Umfang,
umfassend: einen Federkern und eine Polsterüberzugschicht, die über dem
Federkern vorgesehen ist, und Mittel, die in der Polsterüberzugschicht vorgesehen
sind, um eine Kante um den Umfang der Matratze bereitzustellen,
die fester als der Rest der Polsterüberzugschicht ist, dadurch
gekennzeichnet, daß eine
Steppdeckenschicht über
der Polsterüberzugschicht
vorgesehen ist, die Polsterüberzugschicht eine
Schaumschicht aufweist und eine Kante aus Schaum an einem Umfang
der Schaumschicht angebracht ist und für eine Kante um den Umfang
der Schaumschicht sorgt, die fester als der Schaum der Schaumschicht
ist.
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In der bevorzugten Ausführungsform
ist die Kante aus einem Schaum hergestellt, der näherungsweise
4- bis 6-mal fester als der Schaum der Schaumschicht ist. Diese
Versteifungskante um den Umfang der Schaumschicht weist die Funktion
auf, für
eine feste Kante für
die gesamt Matratze zu sorgen.
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Die vorliegende Erfindung widmet
sich dem Problem einer inadäquaten
Umfangskantenabstützung
von Matratzen, während
sie vermeidet, die Wattierung in der Matratze zu reduzieren. Anders
als die Lösungen
in der Vergangenheit besteht bei der vorliegenden Erfindung kein
Bedarf, die Anzahl beziehungsweise Dicke von Polsterüberzugschichten
und Steppdeckenschichten zu reduzieren, damit der Schläfer die
an dem Federkern vorgesehene zusätzliche
Abstützung
fühlt.
Da das Kantenversteifungsmittel auf der Schaumschicht der Polsterüberzugschicht
vorgesehen ist, die eine übliche
Komponente einer herkömmlichen
Matratze ist, wird die Dicke der Matratze nicht ungünstig beeinflußt.
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Zusätzlich erhöht die vorliegende Erfindung nicht
die Anzahl von Komponenten, die während der Herstellung einer
herkömmlichen
Matratze verwendet werden. Da es nicht notwendig ist, zusätzliche Materialien,
die während
des Herstellprozesses zu verwenden sind, zu lagern, wird somit ein
wesentlicher Anstieg der Materialkosten verhindert. Da sie keinen
Anstieg der Anzahl von während
der Herstellung verwendeten Komponenten umfaßt, führt die vorliegende Erfindung
außerdem
nicht zu erhöhten Arbeitskosten
aufgrund des Herstellprozesses.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer entsprechend den Prinzipien der
vorliegenden Erfindung hergestellten Schaumschicht von oben.
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2 zeigt
eine perspektivische weggebrochene Ansicht eines Teils einer Matratze,
die entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellt
ist.
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3 zeigt
einen Querschnitt der Schaumschicht von 1 entlang der Linie 3-3.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Eine entsprechend den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung hergestellte Matratze 10 ist
in den 1-3 zu sehen und enthält einen Federkern 12, Polsterüberzugschichten 14 und
Steppdeckenschichten 16. Obwohl die Polsterüberzugschicht 14 und
die Steppschicht 16 in 2 nur über der
Oberseite der Matratze gezeigt sind, versteht es sich, daß die Matratze 10 allgemein
mit derartigen Polsterüberzug-
und Steppschichten über
ihrer Unterseite versehen ist.
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Der Federkern 12 der Matratze 10 umfaßt allgemein
Randdrähte
(nicht gezeigt), die eine rechteckige Struktur bilden, und, in der
Struktur, eine Vielzahl von miteinander verbundenen Sprungfedern 19. Die
Sprungfedern 19 sind allgemein in Reihen und Spalten über das
gesamte Gebiet der rechteckigen Struktur angeordnet. Die Anzahl
von Sprungfedern, deren Struktur und deren Anordnung hängt von
dem vorzusehenden Abstützungstyp
und der Größe der Matratze
ab.
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Die Polsterüberzugschichten 14 sind
entlang der Ober- und Unterseiten des Federkerns 12 vorgesehen.
Die Steppdecken 16 sind, wiederum, entlang der Ober- und
Unterseiten der Polsterüberzugschichten 14 vorgesehen.
Jede Polsterüberzugschicht 14 ist
aus einer Anzahl von Schichten konstruiert, enthaltend eine Isolierschicht 21,
die aus, zum Beispiel, Drahtnetz, Kunststoffnetz, Gewebe oder Vliesstoff konstruiert
ist, und mindestens eine Wattiermaterialschicht 23, die
aus Schaum besteht. Jede der Steppschichten 16 ist aus
Schaum- und/oder Faserschichten 25 mit einer Abdeckung 27 aus
Zwillich konstruiert. Wie in 2 zu
sehen ist, sind die Komponenten der Steppschicht 16 mit
Faden 30 zur Bildung eines Steppmusters zusammengenäht.
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Zur Bereitstellung einer festeren
Kante um den Umfang der Matratze 10 liefert die vorliegende Erfindung
mindestens eine Schaumschicht 23 einer Polsterüberzugschicht 14 mit
Kantenversteifungsmittel zum Liefern einer festen Kante um den Umfang der
Matratze 10. Das Kantenversteifungsmittel umfaßt eine
um den Umfang der Schaumschicht 23 vorgesehene Kante 32.
Die Kante 32 besteht aus einem festeren Material als die
Schaumschicht 23 und ist aus einem Material zu konstruieren,
das einen Versteifungseffekt liefern wird. Beispiele derartiger
Materialien stellen Polyurethanschaum, Schaum mit Rückfederung,
Faserkissen und Polystyrenschaum dar. Der für die Kante 32 verwendete
Schaum liegt im Bereich von näherungsweise
130 bis 170 Eindruckkraftablenkung (Indentation Force Deflection
(IFD)), vorzugsweise näherungsweise
150 IFD; im Vergleich variiert der in dem Rest der Polsterüberzugschicht 23 verwendete
Schaum von näherungsweise
20–40 IFD,
vorzugsweise näherungsweise
30 IFD. Somit ist der Schaum der Kante 32 im Bereich von
näherungsweise
4- bis 6-mal fester und vorzugsweise näherungsweise 5-mal fester als
der in der Schaumschicht 23 verwendete Schaum. Obwohl die
Figuren das Kantenversteifungsmittel derart darstellen, daß es an einer
aus flachem Schaum hergestellten Schaumschicht vorgesehen ist, liegt
es innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung, daß ein derartiges
Kantenversteifungsmittel an einer aus Wellschaum kontruierten Schaumschicht
vorgesehen sein kann.
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Wie in 1 zu
sehen, rahmt die Versteifungskante 32 den Umfang der Schaumschicht 23,
in einem Sinne, ein. Die Versteifungskante 32 kann durch
irgendein geeignetes Mittel, wie zum Beispiel Leim 34,
wie in 3 zu sehen, an
dem Umfang der Schaumschicht angebracht sein. Andere Befestigungsmittel
schließen
Heißkleben
und adhäsive
Lösungsmittel
ein. In der bevorzugten Ausführungsform ist
die Kante 32 näherungsweise
4 Zoll breit. Ihre Länge
variiert mit der Größe der Matratze.
Ihre Dicke ist vorzugsweise konstant mit der Dicke der Schaumschicht.
In der bevorzugten Ausführungsform
beträgt die
Dicke der Kante näherungsweise
5/8 Zo11.
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Wenn ein Schläfer auf der Kante einer Matratze 10 sitzt,
die entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hergestellt
ist, wird das Gewicht des Menschen von den Steppschichten 16,
den Polsterschichten 14 mit mindestens einer Versteifungskante 32 und
dem Federkern 12 abgestützt.
Die Versteifungskante 32 weist die Funktion auf, daß sie die
Matratzenkante mit zusätzlicher
Abstützung
versieht, um eine feste Matratzenkante für den Schläfer zu liefern.
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Es sollte erwähnt werden, daß die Kante 32 die
Funktion aufweist, die Höhen-
und Festigkeitseigenschaften des Federkernes 12 der Matratze 10 zu erhöhen, ohne
die Matratzendicke oder Gesamtweichheit der Matratze in ihrer Mitte
zu reduzieren. Wenn die Last eines Schläfers auf den Umfang der Matratze
ausgeübt
wird, fällt
die Schaumkante im Vergleich mit dem Rest der Polsterschicht nur
etwas zusammen. Somit wird die Last des Schläfers auf den Federkern übertragen
und von selbigem direkt getragen. Wenn der Schläfer jedoch in der Mitte der Matratze
liegt, wird der Komfortgrad der Matratze nicht ungünstig beeinflußt.
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Während
die Erfindung in Verbindung mit gewissen Ausführungsformen beschrieben worden
ist, versteht es sich, daß nicht
beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese besonderen Ausführungsformen
zu beschränken.
Im Gegenteil ist beabsichtigt, daß alle Alternativen, Modifikationen
und Äquivalente,
die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, wie er durch die
beigefügten
Ansprüche
definiert ist, abgedeckt werden.