DE69733170T2

DE69733170T2 - Druckregelvorrichtung für eine Luftmatratze

Info

Publication number: DE69733170T2
Application number: DE69733170T
Authority: DE
Inventors: Sohrab Charleston Soltani; Timothy W. James Island Perez; James J. James Romano
Original assignee: Hill Rom Services Inc
Current assignee: Hill Rom Services Inc
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2017-06-14
Also published as: EP0812555A3; US5794288A; US6178578B1; EP0812555A2; DE69733170D1; ATE294519T1; EP0812555B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Matratze, eine Matratzenauflage oder ein Matratzenersatzsystem mit einem Luftsystem mit Luftsäcken zum Unterstützen einer Person und hat insbesondere eine Druckregelvorrichtung zur Regelung des Drucks eines in einer Vielzahl von Luftsäcken einer Luftmatratze enthaltenen Druckfluids zum Gegenstand. Jeder Luftsack steht zum Durchgang von Fluid mit einem Verteiler mit einem Innenbereich in Verbindung, in dem ein konstanter Druck vorgehalten wird. Der konstante Druck des Druckfluids innerhalb des Verteilers kann der gleiche Druck wie der des Druckfluids innerhalb mindestens einem der Luftsäcke oder von diesem verschieden sein.
Betten mit Matratzen, Matratzenauflagen oder Matratzenersatzsystemen (im Nachstehenden "Matratzen" genannt) können mit Blasen oder Luftsäcken (nachstehend "Luftsäcke" genannt) ausgestattet sein, um eine Person zu stützen oder um einstellbare Stütz- und Festigkeitseigenschaften sicherzustellen. Die Stütz- und Festigkeitseigenschaften der Matratze können durch Aufblasen der Luftsäcke zur Steigerung der Stütz- und Festigkeitseigenschaften der Matratze oder durch Ablassen von Luft aus den Luftsäcken zum Erreichen weicherer Festigkeits- und Stützeigenschaften verändert werden. Darüber hinaus besitzen einige Matratzen getrennte und voneinander unabhängige Luftsäcke, die unabhängig voneinander mit Luft gefüllt oder aus denen entsprechend Luft abgelassen werden kann, um die Festigkeits- und Stützeigenschaften bestimmter Teile der Matratze gegenüber anderen Teilen der Matratze zu verändern.
Zum Vorhalten des Drucks eines in jedem Luftsack befindlichen Druckfluids ist normalerweise der Einsatz eines Regelsystems erforderlich. So ist zum Beispiel in der Paul et al. erteilten und an den Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung abgetretenen USA Patentschrift Nr. 4 694 520 ein Regelsystem mit einem Detektor beschrieben, der dazu dient festzustellen, ob eine Matratze unzureichend aufgeblasen ist.
Als weiteres Beispiel ist in der Thomas et al. erteilten und an den Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung abgetretenen USA Patentschrift Nr. 4 949 414 ein Gebläse beschrieben, über das Druckgas einer Vielzahl von länglichen aufblasbaren Säcken zugeführt wird. Das beschriebene Patientenstützsystem umfasst Einrichtungen, um in den Säcken einen vorbestimmten Druck vorzuhalten, bevorzugt mit einem Mikroprozessor und einer Vielzahl von Druckregelventilen. Mit jedem Druckregelventil kann die durch das Ventil dem Luftsack zugeführte Luftmenge geregelt werden, wobei der Druck der durch jedes Ventil zugeführten Luft durch eine Drucksensorvorrichtung überwacht wird.
Durch elektronische Steuerelemente wird der Druck auf der nachgeschalteten Seite des Gebläses zum Beispiel dadurch auf einem vorbestimmten Wert gehalten, dass die Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit von einem Signal eingestellt wird, welches den tatsächlichen Druck mit einem Solldruck vergleicht. Die elektronischen Steuerelemente dienen ebenfalls der Regelung des Mengendurchflusses durch jedes Ventil und bewirken ein Justieren der Ventile, um den Druck auf der nachgeschalteten Seite eines jeden Druckregelventils auf dem gewählten Wert zu halten. Darüber hinaus ist in der Goodwin erteilten und an den Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung abgetretenen USA Patentschrift Nr. 4 745 647 ein Regelsystem mit elektronischen Steuerelementen beschrieben, um die Ventileinstellungen von Gasventilen für einen veränderlichen Gasdurchsatz so zu steuern, dass der Druck in jedem Sack auf einem voreingestellten Wert gehalten wird. In GB-A-2092439 sind ebenso wie in US-A-4 797 962 aufblasbare Stützunterlagen für den menschlichen Körper beschrieben.
Benötigt wird eine preisgünstige, aber dennoch wirksame Regelvorrichtung, die zuverlässig arbeitet sowie leicht herzustellen und zu warten ist. Ein Regelsystem mit einer minimalen Anzahl von Teilen und somit unter Minimierung der zum Betrieb des Regelsystems erforderlichen Anzahl von Detektoren und Rückkopplungskreisen und insbesondere ein Regelsystem mit einer minimalen Anzahl von beweglichen Teilen würde von sowohl Herstellern als auch Benutzern derartiger Systeme begrüßt werden. Auch wäre ein solches preisgünstiges Regelsystem, das so einstellbar wäre, dass die Festigkeit und die Stützeigenschaften verschiedener Teile der Matratze leicht zu verändern sind, um den Bedürfnissen oder Wünschen der auf der Matratze ruhenden Person gerecht zu werden, den Benutzern derartiger Regelvorrichtungen durchaus willkommen.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Regelsystem nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Nach bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Regelsystem ein Gebläse, das einem Innenbereich eines Verteilers Druckfluid zuführt. Bei dem Druckfluid handelt es sich möglichst um Luft, obwohl auch jedes andere normalerweise inerte Gas wie zum Beispiel Stickstoff verwendet werden könnte. Die Matratze, die Matratzenauflage oder das Matratzenersatzsystem (im Nachstehenden "Matratze" genannt) umfasst eine Vielzahl von Luftblase oder Luftsäcken (nachstehend als "Luftsäcke" bezeichnet), die jeweils zum Durchgang von Fluid mit dem Verteiler über eine Regelvorrichtung in Verbindung stehen. Vorzugsweise ist jedem Luftsack eine Regelvorrichtung und nur ein Luftsack einer jeden Regelvorrichtung zugeordnet, obwohl die Möglichkeit besteht, ohne den Rahmen der Erfindung in der vorliegenden Form zu verlassen, dass mehr als nur ein Luftsack zu einer Regelvorrichtung gehören.
Wird das Gebläse eingeschaltet, so gelangt Druckfluid zum Verteiler. Das Druckfluid innerhalb des Verteilers wird während des Betriebs des Gebläses möglichst auf einem vorbestimmten konstanten Druck gehalten. Falls gewünscht, können elektronische Steuerelemente einschließlich eines Drucksensors zur Erfassung des Fluiddrucks im Verteiler und eines Rückkopplungskreises zum Regeln des Gebläsebetriebs vorgesehen werden, um den Druck des Druckfluids im Verteiler zu halten. Erreicht das System einen stabilen Betriebszustand, so wird Druckfluid vom Verteiler einem jeden Luftsack mit einer vorbestimmten Durchsatzgeschwindigkeit durch eine Öffnung zugeführt. Außerdem wird Druckfluid aus jedem Luftsack mit einer vorbestimmten Durchsatzrate durch eine Öffnung abgelassen. Somit wird in jedem Sack ein Druck vorgehalten, welcher der Größe der Öffnung der Zufuhrleitung, der Größe der Öffnung der Auslassleitung und dem Druck des Druckfluids im Verteiler entspricht. Sobald der stabile Zustand erreicht ist, führt die Änderung des Drucks des Druckfluids im Verteiler, die Änderung der Größe der Öffnung in der Zufuhrleitung oder die Änderung der Größe der Öffnung in der Auslassleitung zu einer Änderung des Drucks des im Luftsack befindlichen Druckfluids.
Jede Regelvorrichtung umfasst eine Leitung, welche den Innenbereich des Verteilers mit dem Innenbereich des zugeordneten Luftsacks verbindet, so dass der Innenbereich des Luftsacks zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich des Verteilers in Verbindung steht. Eine Auslassleitung ist zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich einer jeden Leitung verbunden, damit Druckfluid aus dem Luftsack und der Regelvorrichtung austreten kann. Eine mit einer Auslassregelöffnung versehene Platte ist in der Auslassleitung angeordnet, um den Durchgang von Druckfluid durch die Auslassleitung zu begrenzen, und eine mit einer Einlassregelöffnung versehene Platte befindet sich im Innenbereich der Regelvorrichtung zwischen dem Verteiler und der Auslassleitung, um den Durchgang von Druckfluid aus dem Verteiler in den zugeordneten Luftsack zu begrenzen.
Der Druck innerhalb eines jeden Luftsacks steht im Verhältnis zum Druck des Druckfluids im Innenbereich des Verteilers, zur Durchsatzgeschwindigkeit des Druckfluids durch die Einlassregelöffnung und zur Durchsatzgeschwindigkeit des Druckfluids durch die Auslassregelöffnung, wobei diese der Durchsatzgeschwindigkeit des Druckfluids durch die Einlassregelöffnung entspricht, wenn sich die Druckregelvorrichtung im stabilen Zustand befindet. Die Durchsatzgeschwindigkeit des Druckfluids durch jeweils die Auslassregelöffnung und die Einlassregelöffnung ist abhängig von der Größe einer jeden Öffnung und dem Druckabfall zwischen jeder Seite der Öffnung. Auf diese Weise kann der Druck bezogen auf den atmosphärischen Druck innerhalb eines jeden Luftsacks bestimmt werden, wenn der Druck des Druckfluids im Verteiler, die Öffnungsweite der Einlassregelöffnung und die Öffnungsweite der Auslassregelöffnung bekannt sind.
Bewegt sich eine auf der Matratze ruhende Person, so kann sich das Gewicht dieser Person verschieben, so dass einer oder mehrere der Luftsäcke plötzlich ein wesentlich höheres Gewicht aufnehmen muss/müssen, als dies der Fall war, bevor von der betreffenden Person die Stellung gewechselt wurde. Durch diese plötzliche Zunahme des vom ausgewählten Luftsack aufgenommenen Gewichts ergibt sich ein plötzlicher Anstieg des Drucks des im ausgewählten Luftsack befindlichen Druckfluids. Bei Einsatz herkömmlicher Regelvorrichtungen könnte dieser Druckanstieg dazu führen, dass Druckfluid aus dem ausgewählten Luftsack durch die dem ausgewählten Luftsack zugeordnete Regelvorrichtung und in den Verteiler austritt. Durch diese "Rückströmung" von Druckfluid aus dem ausgewählten Luftsack zurück in den Verteiler ändert sich der Druck des Druckfluids im Innenbereich des Verteilers, so dass sich eine Änderung des Drucks des Druckfluids innerhalb eines jeden anderen Luftsacks ergibt. Somit kann ein Wechseln der Stellung einer auf der Matratze ruhenden Person dazu führen, dass in jedem Luftsack der Matratze ein anderer als der für jeden Luftsack gewünschte Druck herrscht.
Jede Durchflussregelvorrichtung des Regelsystems umfasst bevorzugt ein Rückschlagventil, das im Innenbereich der Regelvorrichtung zwischen der Einlassregelöffnung und dem Verteiler angeordnet ist, um zu verhindern, dass Druckfluid aus dem Innenbereich des Luftsacks und dem Innenbereich der Regelvorrichtung zum Innenbereich des Verteilers strömt. Durch die Anordnung von Rückschlagventilen in jeder Regelvorrichtung entfallen Änderungen des Drucks des im Verteiler befindlichen Druckfluids aufgrund der Rückströmung von Druckfluid aus den Luftsäcken, so dass der Verteilerdruck allein von der Druckfluidquelle abhängig ist und von Änderungen der Stellung einer auf der Matratze ruhenden Person unberührt bleibt.
Ändert die auf der mit dem Regelsystem ausgestatteten Matratze ruhende Person ihre Lage, so dass das Druckfluid in einem der Luftsäcke plötzlich auf einen höheren Wert als den Solldruck ansteigt, so strömt das überschüssige Druckfluid in die Regelvorrichtung. Das Rückschlagventil verhindert jedoch den Durchfluss von Druckfluid aus der Regelvorrichtung in den Verteiler, so dass das überschüssige Druckfluid anstelle eines Austritts in sowohl den Verteiler als auch die Auslassleitung lediglich durch die Auslassleitung entweicht. Daher führt ein plötzlicher Anstieg des Drucks des Druckfluids in einem ausgewählten Luftsack nicht zu einer Änderung des Drucks des Druckfluids innerhalb des Verteilers und zu keinerlei Auswirkungen auf den Druck des Druckfluids innerhalb der anderen Luftsäcke.
Jede bevorzugte Regelvorrichtung umfasst das Rückschlagventil, das möglichst zwischen der Einlassregelöffnung und dem Verteiler so zu liegen kommt, dass das gegen das Rückschlagventil wirkende Druckfluid dem maximalen Druck im System entspricht, wobei dies der Druck des Druckfluids ist, wie er im Innenbereich des Verteilers vorherrscht. Das Rückschlagventil kann jedoch auch so positioniert werden, dass es zwischen der Auslassleitung und der Einlassregelöffnung zu liegen kommt, ohne dass hierdurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Des weiteren kann die Auslassleitung zum Durchgang von Fluid mit der Leitung in Verbindung stehen, die mit dem Innenbereich des Luftsacks verbunden ist, oder der Auslass kann direkt an den Luftsack gelegt und zum Durchgang von Fluid direkt mit dem Innenbereich des Luftsacks in Verbindung stehen. Somit wird der Rahmen der vorliegenden Erfindung durch das Bereitstellen einer Regelvorrichtung mit einer Auslassleitung, die zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich des Luftsacks über die Leitung verbunden ist und ebenfalls ein Rückschlagventil umfasst, das an irgendeiner Stelle innerhalb der Regelvorrichtung zwischen dem Luftsack und dem Verteiler angeordnet ist, aber nicht zwischen dem Innenbereich des Luftsacks und der Auslassleitung zu liegen kommt, nicht verlassen. Durch diese Anordnung des Rückschlagventils ist es möglich, dass Druckfluid vom Luftsack zur Auslassleitung frei strömen kann, während der Durchgang von Druckfluid vom Luftsack zum Verteiler gesperrt wird.
Die Druckregelvorrichtung kann ohne bewegliche Teile und ohne Sensoren oder Rückkopplungskreise zur Überwachung des Drucks des Druckfluids innerhalb eines jeden Luftsacks bereitgestellt werden. Sowohl von Herstellern als auch Benutzern werden die niedrigen Kosten der Vorrichtung begrüßt, die Benutzern sowohl in einer institutionellen Einrichtung wie einem Krankenhaus oder einem Gemeinschaftspflegeheim als auch Personenkreisen zur häuslichen Benutzung zur Verfügung gestellt werden kann. Falls gewünscht, kann die Druckregelvorrichtung für eine "einstellbare Öffnungsweite" für entweder die Einlassregelöffnung oder die Auslassregelöffnung oder beide ausgestattet werden, so dass der Druck des Druckfluids in jedem Luftsack jeweils getrennt eingestellt werden kann. Darüber hinaus kann das Rückschlagventil so konfiguriert sein, dass es die Einlassregelöffnung umfasst, um die Anzahl der zur Druckregelvorrichtung gehörigen Teile weiter zu verringern.
Weitere Merkmale der Erfindung sind für den Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der dargestellten Ausführungsform als zur Zeit bestes Beispiel für die Realisierung der Erfindung ersichtlich.
Die Erfindung sei nunmehr als Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen:
1 eine Perspektivansicht eines Patientenbetts mit einer beweglichen Unterlage und einer Matratze, einer Matratzenauflage oder einem Matratzenersatzsystem (im Nachstehenden "Matratze" genannt) gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivisch gezeichnete Explosionsansicht einer Matratze nach 1 mit Darstellung des Inlettmaterials zur Herstellung eines Matratzenbezugs mit einem Innenbereich zur Aufnahme eines Matratzenkerns einschließlich einer Schaumstoffunterlage, mit in Längsrichtung verlaufenden Seitenteilen, die oberhalb der Schaumstoffunterlage zu liegen kommen, wobei eines der Seitenteile einen Verteiler bildet, welcher zum Durchgang von Fluid an eine Druckfluidquelle durch einen mit dem Seitenteil verbundenen Schlauch angeschlossen ist, und mit einer Luftmatratze mit einer Vielzahl von in Querrichtung verlaufenden Luftsäcken, die oberhalb der Schaumstoffunterlage und oberhalb der Seitenteile zu liegen kommen, wobei jeder Luftsack von den anderen Luftsäcken getrennt und unabhängig ist, so dass es zwischen den einzelnen Luftsäcken keinen Durchgang von Fluid gibt, jeder Luftsack zum Durchgang von Fluid jedoch mit dem Innenbereich des Verteilers des Seitenteils in Verbindung steht;
3 eine Explosionsseitenansicht der Matratze nach 2, in welcher der Matratzenkern mit drei in Längsrichtung voneinander abgesetzten Abschnitten der Schaumstoffunterlage zu sehen ist, die sich in einem unteren Bezug des Matratzenbezugs befindet, wobei eines der Seitenteile so angeordnet ist, dass es oberhalb der Schaumstoffunterlage zu liegen kommt, wobei die Luftmatratze oberhalb der Schaumstoffunterlage und oberhalb des Seitenteils angeordnet wird und wobei ein oberer Bezug des Matratzenbezugs mit dem unteren Bezug des Matratzenbezugs zusammenwirkt, um einen Innenbereich zur Aufnahme des Matratzenkerns zu bilden;
4 eine Schnittansicht entlang der Achse 4-4 in 3, in welcher die Schaumstoffunterlage unterhalb eines der Seitenteile und die Luftmatratze auf der Schaumstoffunterlage und auf dem Seitenteil angeordnet sind, wobei das Seitenteil einen Verteiler umfasst, der zum Durchgang von Fluid mit einem Luftsack der Luftblase durch eine Durchflussregelung in Verbindung steht; und
5 eine schematische Ansicht der Matratze nach 3 und des erfindungsgemäßen Druckregelsystems, wobei zu sehen sind: vier in Längsrichtung verlaufende und voneinander abgesetzte und getrennte Luftsäcke zum Stützen einer Person, eine Leitung zur Verbindung eines jeden Luftsacks mit einem Verteiler, der zum Durchgang von Fluid mit einer Druckfluidquelle in Verbindung steht, eine Einlassregelöffnung in jeder Leitung zwischen dem Verteiler und jedem Luftsack, eine in jeder Leitung vorgesehene und zum Durchgang von Fluid mit jedem Luftsack verbundene Auslassleitung, eine in der Auslassleitung angeordnete Auslassregelöffnung und ein zwischen dem Luftsack und dem Verteiler positioniertes Rückschlagventil in jeder Auslassleitung, wobei das Rückschlagventil und die Auslassleitung so konfiguriert sind, dass das Rückschlagventil den Durchgang des Druckfluids vom Luftsack zur Auslassleitung nicht behindert.
Ein der Veranschaulichung dienendes Bett 10 mit einer Matratze, einer Matratzenauflage oder einem Matratzenersatzsystem 12 (im Nachstehenden "Matratze 12" genannt) mit einer erfindungsgemäßen Druckregelvorrichtung umfasst ein Kopfende 14, ein vom Kopfende 14 in Längsrichtung abgesetztes Fußende 16, eine dazwischenliegende und in Längsrichtung verlaufende erste Seite 18 und eine in Längsrichtung verlaufende und von der ersten Seite 18 abgesetzte zweite Seite 20, wie dies aus 1 ersichtlich ist. Obwohl das der Veranschaulichung dienende Bett 10 ein Bett zum Einsatz in Krankenhäusern oder Gemeinschaftspflegeheimen ist, ist die Matratze 12 mit der nachstehend beschriebenen Druckregelvorrichtung gleichermaßen zum Einsatz in sowohl institutionellen Einrichtungen als auch beim Benutzer "zu Hause" geeignet.
Im Rahmen dieser Beschreibung wird der Begriff "Kopfende 14" benutzt, um das Ende eines jeweiligen Objekts zu bezeichnen, das dem Kopfende 14 des Bettes 10 am nächsten liegend positioniert ist, während mit dem Begriff "Fußende 16" das Ende eines jeweiligen Objekts bezeichnet wird, das dem Fußende 16 des Bettes 10 am nächsten liegt. In gleicher Weise dient der Begriff "erste Seite 18" zur Bezeichnung der Seite eines jeweiligen Objekts, welches der ersten Seite 18 des Bettes 10 am nächsten liegt, und der Begriff "zweite Seite 20" zur Bezeichnung der Seite eines jeweiligen Objekts, welches der zweiten Seite 20 des Bettes 10 nächstgelegen ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann das Bett 10 jede Art von Bett wie zum Beispiel ein Bett zum Einsatz in einem Krankenhaus oder einer sonstigen Pflegeeinrichtung, ein Bett zur Benutzung zu Hause oder jede sonstige Art von Bett sein, die eine nach oben gerichtete Fläche umfasst, auf welcher der Benutzer ruhen wird. Das Bett 10 ist mit einer Bettunterlage 22 ausgestattet, auf dem sich eine Matratze 12 befindet, wie dies die 1 zeigt. Die der Veranschaulichung dienende Unterlage 22 ist eine gelenkig verstellbare Unterlage mit in Längsrichtung voneinander abgesetzten Abschnitten, die relativ zueinander beweglich sind. Die Matratze 12 kann der gelenkig verstellbaren Unterlage 22 angepasst sein, indem die Matratze 12 so ausgebildet wird, dass sie in Längsrichtung voneinander abgesetzte Abschnitte umfasst, die relativ zueinander beweglich sind und zusammen mit den zugehörigen Abschnitten der gelenkig verstellbaren Unterlage 22 bewegt werden können.
Falls gewünscht, kann die Matratze 12 auf einer Unterlage (nicht dargestellt) benutzt werden, die keine gelenkig verstellbaren Abschnitte besitzt. Wird eine gelenkig verstellbare Anordnung der Matratze 12 gewünscht, wenn die Matratze 12 auf einer nicht gelenkig verstellbaren Unterlage aufliegen soll, so können verstellbare Blasen (nicht dargestellt) zwischen der Matratze 12 und der Unterlage positioniert werden. Werden die verstellbaren Blasen aufgeblasen oder wird aus ihnen Fluid abgelassen, so können Abschnitte der Matratze 12 relativ zueinander verstellt werden. So könnte zum Beispiel das Aufblasen einer verstellbaren Blase unterhalb eines Abschnitts der Matratze 12 in der Nähe des Fußendes 16 der Matratze 12 dazu führen, dass der neben dem Fußende 16 befindliche Abschnitt der Matratze 12 gelenkig verstellt wird.
Die Matratze 12 umfasst einen Bezug 24 mit einem oberen Bezug 26 und einem unteren Bezug 28, der mit dem oberen Bezug 26 durch einen Reißverschluss 32 verbunden ist, wie dies in 2 zu sehen ist. Der obere Bezug 26 umfasst eine im Allgemeinen nach oben gerichtete Schlaffläche 34, auf welcher sich ein Benutzer betten wird. Die oberen und unteren Bezüge 26, 28 des Matratzenbezugs 24 bilden zusammen einen Innenbereich 30 des Matratzenbezugs 24. Der zur Veranschaulichung dargestellte und bevorzugte Bezug 24 besteht aus einem Material wie zum Beispiel dem von Penn Nyla in Europa hergestellten Material PO61. Das Material des Bezugs 24 ist bevorzugt halbdurchlässig, damit Luft hindurchgehen kann, die Matratze 12 gegen das Eindringen von Feuchtigkeit jedoch geschützt ist. Der Einsatz von derartigem Inlettmaterial ist allgemein bekannt bei Matratzen mit "geringem Luftverlust" gemäß der nachfolgenden Beschreibung und wie in der Thomas et al. erteilten USA Patentschrift Nr. 4 949 414 beschrieben, die als Referenz beigefügt ist.
Der Innenbereich 30 des Matratzenbezugs 24 nimmt einen Matratzenkern 36 auf, wie dies in 2 dargestellt ist. Der Matratzenkern 36 besteht aus einer Schaumstoffunterlage 38, einem in Längsrichtung verlaufenden ersten Seitenteil 40, das so positioniert ist, dass es über der Schaumstoffunterlage 38 und neben der ersten Seite 18 der Schaumstoffunterlage 38 zu liegen kommt, einem in Längsrichtung verlaufenden zweiten Seitenteil 42, das über der Schaumstoffunterlage 38 neben der zweiten Seite 20 der Schaumstoffunterlage 38 positioniert ist, und einer Luftmatratze 44, die über der Schaumstoffunterlage 38 und über den ersten und zweiten Seitenteilen 40, 42 angeordnet wird, wie dies die 2 zeigt. Der Matratzenbezug 24 hält die Elemente des Matratzenkerns 36 zusammen und bildet zwischen der Matratze 12 und der auf der Matratze 12 aufliegenden Person eine Grenzschicht.
Die Schaumstoffunterlage 38 besteht aus einer Vielzahl von in Längsrichtung voneinander abgesetzten Unterlagenabschnitten 45 mit einem Kopfabschnitt 46 neben dem Kopfende 14 der Matratze 12, einem Gesäßabschnitt 50 neben dem Kopfabschnitt 46 und einem Beinabschnitt 52 neben dem Gesäßabschnitt 50 und neben dem Fußende 16 der Matratze 12, wie dies in 2 dargestellt ist. Die Schaumstoffunterlage 38 ist bevorzugt aus Schaumgummi wie zum Beispiel Polyurethanschaum hergestellt, wie er allgemein bekannt und normalerweise zur Herstellung von Schaumstoffmatratzen verwendet wird. Jeder der dargestellten und bevorzugten Unterlagenabschnitte 45 ist mit Staff Check-Inlettmaterial in einer für die Gesundheitsversorgung geeigneten Qualität wie zum Beispiel dem Inlettmaterial gefertigt, aus dem der Matratzenbezug 24 hergestellt ist. Bei dem Inlettmaterial zum Beziehen der Unterlagenabschnitte 45 handelt es sich bevorzugt um die von Herculite hergestellte Qualität Staff Check XL.
Die bevorzugten ersten und zweiten Seitenteile 40, 42 sind längliche Luftblasen, welche Innenbereiche 54 bzw. 56 bilden, wie dies aus 2 ersichtlich ist. Die ersten und zweiten Seitenteile 40, 42 bestehen vorzugsweise aus Urethan mit einer Verstärkung aus Polyestermaschenware. Die Seitenteile 40, 42 sind unelastisch, so dass die Seitenteile 40, 42 im aufgeblasenen Zustand starre Abstützungen entlang ersten und zweiten Seiten 18, 20 der Matratze 12 bilden.
Nach bevorzugten Ausführungsformen verbindet eine Leitung 58 das erste Seitenteil 40 mit einer Druckfluidquelle 60, wie dies schematisch in 2 dargestellt ist, so dass der Innenbereich 54 des ersten Seitenteils 40 zum Durchgang von Fluid an eine Druckfluidquelle 60 angeschlossen ist. Auch verbindet eine zweite Leitung (nicht dargestellt) bei bevorzugten Ausführungsformen das zweite Seitenteil 42 mit dem ersten Seitenteil 40, so dass der Innenbereich 56 des zweiten Seitenteils 42 zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich 54 des ersten Seitenteils in Verbindung steht. Somit sind bei bevorzugten Ausführungsformen der Innenbereich 54 des ersten Seitenteils 40 und der Innenbereich 56 des zweiten Seitenteils 42 zum Durchgang von Fluid jeweils mit der Druckfluidquelle 60 verbunden, wobei sie jeweils Druckfluid enthalten, das in jedem der Innenbereiche 54, 56 weitgehend auf dem gleichen Druck gehalten wird.
Bei dem Druckfluid handelt es sich bevorzugt um Druckluft, wobei die Druckfluidquelle 60 möglichst ein Luftgebläse oder ein Luftverdichter ist. Nach bevorzugten Ausführungsformen steht ein Drucksensor 62 zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich 54 des ersten Seitenteils 40 und mit einem Regler 64 in Verbindung, so dass der Drucksensor 62 ein Druckeingangssignal an den Regler 64 gibt, wie dies schematisch in 5 dargestellt ist. Der Regler 64 regelt bevorzugt über einen gewünschten Versorgungsdruckbereich hinweg den Betrieb der Druckfluidquelle 60. Ist zum Beispiel die Druckfluidquelle 60 ein Gebläse, so kann der Druck des Druckfluids dadurch verändert werden, dass am Gebläse eine Drehzahländerung vorgenommen wird, wobei die Drehzahländerung des Gebläses ihrerseits durch Veränderung der dem Gebläse zugeführten Spannung möglich ist. Der Regler 64 regelt die dem Gebläse zugeführte Spannung in Abhängigkeit vom Druckeingangssignal, um den Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des ersten Seitenteils 40 auf einem bestimmten Wert zu halten.
Obwohl es sich bei dem bevorzugten Druckfluid um Luft handelt, arbeitet die hierin beschriebene Druckregelvorrichtung für das Luftsystem der Luftmatratze in der hierin aufgezeigten Weise, auch wenn das Druckfluid Stickstoff oder irgend ein anderes allgemein inertes Gas ist. Bereitgestellt wird somit eine Druckregelvorrichtung für das Luftsystem einer Luftmatratzenauflage zur Verwendung für jedes normalerweise geeignete inerte Gas. Darüber hinaus kann die Druckfluidquelle 60, obwohl sie bevorzugt ein Gebläse ist, auch ein das Druckfluid enthaltender Container oder Tank, eine das Druckfluid führende "Hausgasleitung" oder jede sonstige geeignete Druckfluidquelle sein.
Der Matratzenkern 36 der Matratzenauflage 12 umfasst außerdem eine Luftmatratze 44 mit einer Vielzahl von in Längsrichtung voneinander abgesetzten und sich in Querrichtung erstreckenden Luftsäcken 70, wie dies die 2 zeigt. Die Luftmatratze 44 verleiht der Matratzenauflage 12 Festigkeits- und Stützeigenschaften, die in Abhängigkeit vom Druck des in den Innenbereichen eines jeden Luftsacks 70 befindlichen Druckfluids verändert werden können. Bevorzugt umfasst die Luftmatratze 44 vier Luftsäcke 70, obwohl es theoretisch hinsichtlich der Anzahl von Luftsäcken 70 keine Beschränkung gibt, mit denen die Luftmatratze 44 der Matratzenauflage 12 versehen werden kann und die von einer erfindungsgemäßen Druckregelvorrichtung geregelt werden können. Obwohl die Luftsäcke 70 der Luftmatratze 44 voneinander in Längsrichtung abgesetzt sind und sich in Querrichtung erstrecken, ist des weiteren eine Änderung der Formen und der relativen Anordnung der Luftsäcke 70 möglich.
Die bevorzugte Luftmatratze 44 umfasst einen den Kopfabschnitt bildenden Luftsack 72 im Bereich des Kopfendes 14 des Bettes 10 zur Positionierung über dem Kopfabschnitt 46 der Schaumstoffunterlage 38, einen den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74, der an den den Kopfabschnitt bildenden Luftsack 72 angrenzt und über dem Kopfabschnitt 46 der Schaumstoffunterlage 38 zu liegen kommt, einen den Gesäßabschnitt bildenden Luftsack 76, der an den den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 angrenzt und über dem Gesäßabschnitt 50 und dem Beinabschnitt 52 der Schaumstoffunterlage 38 zu liegen kommt, und einen den Beinabschnitt bildenden Luftsack 78, der an den den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 76 angrenzt und über dem Beinabschnitt 52 der Schaumstoffunterlage 38 und neben dem Fußende 16 des Bettes 10 zu liegen kommt.
Die den Kopf-, Rücken-, Gesäß- und Beinabschnitt bildenden Luftsäcke 72, 74, 76, 78 besitzen jeweils Innenbereiche 80, 82, 84, 86, wie dies aus den 3 und 5 ersichtlich ist. Die Innenbereiche 80, 82, 84, 86 stehen zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich 54 des ersten Seitenteils 40 über die Regelvorrichtungen 88, 90, 92, 94 in Verbindung.
Jeder bevorzugte Luftsack 70 hat im aufgeblasenen Zustand eine im Allgemeinen rechteckige Form und umfasst ein Gurtband mit einer Vielzahl von in Querrichtung verlaufenden Schläuchen 96, wie dies die 1 bis 5 zeigen. Darüber hinaus kann jeder Luftsack 70 eine Vielzahl von Stiftlöchern oder Öffnungen (nicht dargestellt) umfassen, um den Austritt einer geringen Luftmenge aus jedem Luftsack 70 zu ermöglichen, so dass es sich bei der bevorzugten Matratze 12 um eine allgemein als Matratze "mit geringem Luftverlust" bekannte Ausführung handelt. Die Durchmesser der Löcher von Matratzen mit geringem Luftverlust haben vorzugsweise eine Größe von etwa 20.000stel bis 40.000stel Zoll (0,5 bis 1,0 mm), können jedoch im Größenbereich von 10.000stel bis 90.000stel Zoll (0,25 bis 2,3 mm) liegen. Die Öffnungsweiten können jedoch über den für geringen Luftverlust typischen Größenbereich hinausgehen. Die Löcher sind bevorzugt so angeordnet, dass sie in der Nähe der Oberseite eine jeden Luftsacks 70 zu liegen kommen, so dass eine geringe Menge Luft aus jedem Luftsack 70 austreten kann, um die auf der Schlafoberfläche 34 ruhende Person zu wärmen oder zu kühlen und die Mazeration zu verringern.
Wie im Vorstehenden beschrieben, umfasst jeder Luftsack 70 ein Gurtband 98, das bevorzugt eine Vielzahl von in Querrichtung verlaufenden Schläuchen 96 aufweist, wie dies am besten aus 3 ersichtlich ist. Die Gurtbänder 98 sind bevorzugt als fester Bestandteil der äußeren Wände eines jeden Luftsacks 70 ausgebildet und stehen mit diesen in einer luftdichten Verbindung. Somit sind die einzelnen Luftsäcke 70 voneinander unabhängig, so dass sie getrennt voneinander aufgeblasen werden können oder unabhängig voneinander Luft entsprechend abgelassen werden kann.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung sind Innenbereiche 80, 82, 84, 86 der Luftsäcke 70 über Regelvorrichtungen 88, 90, 92, 94 mit dem Innenbereich 54 des ersten Seitenteils 40 verbunden, wie dies in den 3 bis 5 dargestellt ist. Es ist ersichtlich, dass das Druckfluid von der Druckfluidquelle 60 durch die Leitung 58 in den Innenbereich 54 des ersten Seitenelements 40 strömt. Das Druckfluid gelangt dann durch eine zweite Leitung (nicht dargestellt) aus dem Innenbereich 54 des ersten Seitenelements 40 in den Innenbereich 56 des zweiten Seitenelements 42. Darüber hinaus strömt das Druckfluid aus dem Innenbereich 54 des ersten Seitenteils 40 gleichzeitig durch die Regelvorrichtung 88 in den Innenbereich 80 des den Kopfabschnitt bildenden Luftsacks 72, durch die Regelvorrichtung 90 zum Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74, durch die Regelvorrichtung 92 in den Innenbereich 84 des den Gesäßabschnitt bildenden Luftsacks 76 und durch die Regelvorrichtung 94 in den Innenbereich 86 des den Beinabschnitt bildenden Luftsacks 78. Somit wirkt das erste Seitenteil 40 als Verteiler, um Druckfluid von der Druckfluidquelle 60 aus zum zweiten Seitenelement 42 und zu den Luftsäcken 70 zu verteilen.
Obwohl das zweite Seitenteil 42 eine Blase mit einem Innenbereich 56 ist, der zum Durchgang von Fluid durch den Innenbereich 54 des ersten Seitenteils 40 mit der Druckfluidquelle 60 in Verbindung steht, dient das zweite Seitenteil 40 hauptsächlich dem Zweck, eine auf der Schlaffläche 34 der Matratze 12 ruhende Person zusätzlich zu stützen. Das erste Seitenteil 40 erfüllt ebenfalls diese Stützfunktion. Sowohl das erste als auch das zweite Seitenteil 40, 42 erstrecken sich in Längsrichtung und sind voneinander abgesetzt und so angeordnet, dass sie neben der ersten Seite 18 bzw. der zweiten Seite 20 der Matratze 12 zu liegen kommen, wie dies am besten aus 2 ersichtlich ist. Nach bevorzugten Ausführungsformen wird das Druckfluid innerhalb der Innenbereiche 54, 56 der ersten und zweiten Seitenteile 40, 42 auf einem höheren Druck gehalten als das Druckfluid innerhalb der Innenbereiche 80, 82, 84, 86 der Luftsäcke 70. Darüber hinaus sind die ersten und zweiten Seitenteile 40, 42 so ausgebildet, dass die Matratze 12 im Bereich der ersten und zweiten Seitenteile 40, 42 fester ist als im Bereich anderer Abschnitte der Schlaffläche 34. Außerdem sind nach bevorzugten Ausführungsformen die ersten und zweiten Seitenteile 40, 42 so gestaltet, dass die Schlaffläche 34 im Bereich der ersten und zweiten Seitenteile 40, 42 etwas "hochgezogen" ist, um mit zu verhindern, dass die auf der Schlaffläche 34 ruhende Person versehentlich von der Schlaffläche 34 fällt. Und schließlich hilft die zusätzliche Festigkeit im Bereich der ersten und zweiten Seiten 18, 20 der Matratze 12 der jeweiligen Person beim Besteigen oder Verlassen der Schlaffläche 34.
Obwohl die bevorzugten ersten und zweiten Seitenteile 40, 42 ein Druckfluid enthaltende Luftblasen sind, können die ersten und zweiten Seitenteile aus anderen Materialien gefertigt sein. So können zum Beispiel die ersten und zweiten Seitenteile 40, 42 aus Schaumgummi oder Silikon mit einer Durchbiegung unter Eindrucklast (ILD = Indentation Load Deflection) oder Festigkeit bestehen, die größer als der entsprechende Wert der Luftsäcke 70 ist, wenn die Luftsäcke 70 mit Druckfluid gefüllt sind. Ist das Seitenteil 40 jedoch keine Luftblase, so muss ein getrennter Verteiler vorgesehen werden, um die Luftsäcke 70 zum Durchgang von Fluid mit der Druckfluidquelle 60 zu verbinden.
In einem solchen Fall könnte ein getrennter Verteiler, falls gewünscht, vom ersten Seitenteil 40 aufgenommen werden. So könnte beispielsweise ein erstes Seitenteil einen Schaumgummi- oder Silikonkern umfassen, der mit Inlettmaterial überzogen ist, das einen Innenbereich zur Aufnahme des Kerns bildet. Der Verteiler könnte ebenfalls im Innenbereich des Inlettmaterials aufgenommen werden und vorzugsweise vom Kern umgeben sein. Demgemäß wird im Rest dieser Beschreibung der Begriff "Verteiler 40" benutzt werden, um entweder ein erstes Seitenteil 40 mit einer Luftblase mit einem Innenbereich 54, der zum Durchgang von Fluid mit der Druckfluidquelle 60 in Verbindung steht, oder ein erstes Seitenelement 40 mit einem getrennten Verteiler mit einem Innenbereich 54 zu bezeichnen, der zum Durchgang von Fluid mit der Druckfluidquelle 60 verbunden ist.
Wie vorstehend beschrieben, werden die Innenbereiche 80, 82, 84, 86 der Luftsäcke für den Durchgang von Fluid über die Regelvorrichtungen 88, 90, 92, 94 mit dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 verbunden, wie dies die 3 bis 5 zeigen. Die der Veranschaulichung dienenden und bevorzugten Regelvorrichtungen 88, 90, 92 94 sind sich weitgehend ähnlich, wobei die nachfolgende Beschreibung der Regelvorrichtung 90 ebenfalls auf die Regelvorrichtungen 88, 92, 94 zutrifft. Sofern nicht anders vermerkt, ist also die nachfolgende Beschreibung der Regelvorrichtung 90 gleichzeitig als Beschreibung der Regelvorrichtungen 88, 92, 94 anzusehen.
Die dargestellte Regelvorrichtung 90 umfasst eine Leitung 110, welche den Verteiler 40 mit dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 verbindet, wie dies aus den 4 und 5 ersichtlich ist. Die Leitung 110 weist einen Innenbereich 112 auf, der zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 und zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 so in Verbindung steht, dass der Innenbereich 82 des den Rückabschnitt bildenden Luftsacks 74 zum Durchgang von Fluid über die Leitung 110 mit dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 verbunden ist.
Die Leitung 110 der dargestellten und bevorzugten Matratze 12 umfasst einen Nippel 114, der von einem Schlauch 116 aufgenommen wird, welcher seinerseits als ein fester Bestandteil des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 vorgesehen ist, wie dies die 4 zeigt. Der Nippel 114 wird im Schlauch 116 durch eine Schlauchklemme 118 gehalten, welche den Schlauch 116 im Bereich des Nippels 114 umschließt und den Schlauch 116 gegen den Nippel 114 drückt, um dazwischen eine im Allgemeinen Luft undurchlässige Abdichtung zu bilden. Außerdem schließt Leitung 110 einen in Schlauch 120 aufgenommenen Nippel (nicht dargestellt) ein, der integral an Verteiler 40 angehängt ist und durch eine Schlauchklemme 122 darin gehalten wird, um dazwischen eine im Allgemeinen Luft undurchlässige Abdichtung zu bilden.
Die Regelvorrichtung 90 umfasst eine runde Einlassplatte 132, die eine Einlassregelöffnung 134 bildet, die in der dargestellten Ausführung im Bereich des Schlauchs 116 von der Leitung 110 aufgenommen wird, wie dies aus den 4 und 5 zu ersehen ist. Die runde Einlassplatte 132 und die Einlassregelöffnung 134 begrenzen den Durchgang von Druckfluid zwischen dem Verteiler 40 und dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74. Sind der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40, der Druck des Druckfluids im Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 und die Größe der Einlassregelöffnung 134 konstant, und ist der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40 höher als der Druck des Druckfluids im Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74, so ist der Durchgang des Druckfluids vom Verteiler 40 zu dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 durch die Einlassregelöffnung 134 ebenfalls konstant.
Es sollte beachtet werden, dass trotz der Tatsache, dass die bevorzugte Einlassregelöffnung 134 in der runden Einlassplatte 132 ausgebildet ist, die Einlassregelöffnung in jedem Objekt vorgesehen werden kann, mit dem der Durchgang von Druckfluid zwischen dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 und dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 begrenzt und dadurch zu einer Änderung des dazwischen vorherrschenden Drucks genutzt werden kann. So könnte zum Beispiel die Leitung 110 für einen bestimmten Innendurchmesser ausgelegt sein, so dass die Leitung 110 selbst die Einlassregelöffnung 134 umfasst, um den Durchgang von Druckfluid zwischen dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 und dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 zu begrenzen. Ebenso kann der Schlauch 116 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 oder der Schlauch 120 des Verteilers 40 mit der Einlassregelöffnung 134 versehen sein, um den Durchgang von Druckfluid zwischen dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 und dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 einzuschränken.
Ein Rückschlagventil 130 befindet sich in der Leitung 110 und ist so angeordnet, dass es zwischen dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 und dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 zu liegen kommt, wie dies in den 4 und 5 dargestellt ist. Das Rückschlagventil 130 wirkt in der Weise, dass es den Durchgang von Druckfluid aus dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 zum Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 gestattet, den Durchgang von Druckfluid in der entgegengesetzten Richtung vom Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 zum Innenbereich 54 des Verteilers 40 jedoch verhindert. Somit kann Druckfluid vom Innenbereich 54 des Verteilers 40 in den Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 gelangen, wenn der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40 höher ist als der Druck des Druckfluids im Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74. Ist jedoch der Druck des Druckfluids im Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 höher als der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40, so verhindert das Rückschlagventil 130 den Durchgang von Druckfluid aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 zum Innenbereich 54 des Verteilers 40. In der dargestellten und bevorzugten Leitung 110 sind der Nippel 114 im Schlauch 116 und der Nippel (nicht dargestellt) im Schlauch 120 jeweils am Rückschlagventil 130 befestigt.
Bei dem gezeigten und bevorzugten Rückschlagventil handelt es sich um ein von Smart Products, Inc., San José, Kalifornien, hergestelltes Rückschlagventil Modell 306 PPB-3. Es sollte beachtet werden, dass das Rückschlagventil 130 auf Wunsch so dimensioniert sein kann, dass der Durchgang von Druckfluid zwischen dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 und dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 begrenzt werden kann, so dass das Rückschlagventil 130 als runde Platte 132 und Einlassregelöffnung 134 fungiert.
Die Regelvorrichtung 90 umfasst des weiteren eine Auslassleitung 136, die zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 in Verbindung steht, wie dies schematisch in 5 zu sehen ist. Die Auslassleitung 136 ist in der dargestellten Ausführung mit dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 über die Leitung 110 verbunden. Steht die Auslassleitung 136 über die Leitung 110 mit dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 in Verbindung, so ist es wichtig, dass die Schnittstelle 138 von Auslassleitung 136 und Leitung 110 zwischen dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 und dem Rückschlagventil 130 zu liegen kommt. Diese Anordnung gewährleistet, dass Druckfluid aus dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 frei aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 durch die Leitung 110 in die Auslassleitung 136 strömen kann, ohne dass dieser Durchgang durch das Rückschlagventil 130 beeinträchtigt wird.
Obwohl die Auslassleitung 136 in der dargestellten Form zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 durch die Leitung 110 verbunden ist, wie dies in 5 schematisch zu sehen ist, kann die Auslassleitung 136 auch direkt mit dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 in Verbindung stehen, so dass die Auslassleitung 136 direkt mit dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 verbunden ist. Steht die Auslassleitung 136 direkt mit dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 in Verbindung, so kann die Auslassleitung auf Wunsch einfach eine Öffnung sein, die in dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 ausgebildet und zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 verbunden ist, so dass Druckfluid aus dem Innenbereich 82 durch die Öffnung entweichen kann. Ist die Auslassleitung 136 lediglich eine im Luftsack 74 ausgebildete Öffnung, so kann darüber hinaus die Öffnung aus einer Vielzahl von Öffnungen (nicht dargestellt) bestehen, wie dies im Vorstehenden mit Bezug auf Matratzen mit geringem Luftverlust beschrieben ist, so dass Druckfluid aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 durch alle diese Öffnungen austritt.
Es fällt somit in den Rahmen der vorliegenden Erfindung die Auslassleitung 136 direkt mit dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 zu verbinden, die Verbindung der Auslassleitung 136 zum Durchgang von Fluid über die Leitung 110 zum Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 herzustellen oder die Auslassleitung 136 einfach durch Ausbildung einer Öffnung oder einer Vielzahl von Luftverlustöffnungen in dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 zu gestalten, wobei jede der Öffnungen zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 in Verbindung steht. Demgemäß kann die Auslassleitung 136 zum Durchgang von Fluid über jede geeignete Leitung oder eine sonstige Vorrichtung mit dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 verbunden werden, um das Druckfluid der Auslassleitung 136 zuzuführen oder um das Druckfluid abzulassen, so lange das Druckfluid frei aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 zur Auslassleitung 136 gelangen kann, ohne dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Eine runde Auslassplatte 138 mit einer Auslassregelöffnung 140 ist zur Veranschaulichung in der Auslassleitung 136 ausgebildet, wie dies die 5 zeigt. Die runde Auslassplatte 138 und die Auslassregelöffnung 140 begrenzen den Durchgang von Druckfluid aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 durch die Auslassleitung 136. Nach bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Auslassleitung 136 ein erstes Ende an der Schnittstelle 138 der Auslassleitung 136 und der Leitung 110 und ein zweites Ende 144, das bevorzugt zum Durchgang von Fluid ins Freie führt. Die runde Auslassplatte 138 ist so angeordnet, dass sie zwischen dem Schnittstelle 138 und dem zweiten Ende 144 zu liegen kommt. Somit begrenzt die runde Auslassplatte 138 den Durchgang von Druckfluid durch die Auslassöffnung 140 aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 durch die Schnittstelle 138, die Auslassleitung 136 und das zweite Ende 144 der Auslassleitung 136 ins Freie.
Für den Fachmann ist ebenfalls ersichtlich, dass bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen mit einer Auslassleitung 136, die lediglich als Auslassregelöffnung 142 in dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 vorgesehen ist, der Durchgang von Druckfluid aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 ins Freie begrenzt wird, wenn das Druckfluid durch die Auslassregelöffnung 140 hindurchgeht. Wird der Auslass durch die Vielzahl von Öffnungen bei der Matratze für geringen Luftverlust gebildet, so ist es außerdem wichtig, dass die Anzahl und die mittlere Größe der Öffnungen kontrolliert werden, nachdem alle Öffnungen zusammenwirken, um eine effektive Auslassregelöffnung 140 zu bilden. Die Querschnittsflächen aller Öffnungen ergeben eine äquivalente Querschnittsfläche der effektiven Auslassregelöffnung 140, wobei der Durchgang von Druckfluid aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 ins Freie der Summe des Durchgangs von Druckfluid durch alle Öffnungen entspricht. Solange der Druck des Druckfluids im Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 relativ zum atmosphärischen Druck und die Größe der Auslassregelöffnung 140 konstant sind, ist bei jeder Ausführungsform der Durchgang von Druckfluid aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 ins Freie durch die Auslassregelöffnung 140 im Allgemeinen konstant.
Für den Mengendurchfluss eines nicht verdichtbaren Fluids durch eine Öffnung in einem Rohr ist die folgende Gleichung maßgebend: mactual = KA2p(p1 – p2) (1)wobei:
m_actual = Mengendurchfluss durch die Öffnung;
K = Durchflusskoeffizient;
P = Dichte des Druckfluids;
A_t = Querschnittsfläche der Öffnung;
p₁ = Druck vor der Öffnung; und
p₂ = Druck hinter der Öffnung.
K ist weitgehend konstant bei einem Gasdurchfluss mit einer hohen Reynoldschen Zahl (Re > 2 × 10⁵) vor der Öffnung. Obwohl es sich bei dem bevorzugten Druckfluid um Luft handelt und Luft kein nicht verdichtbares Fluid ist, sind die Gleichung (1) und die folgenden Gleichungen eng an das Verhalten von Luft innerhalb des Druckbereichs angelehnt, der in der Regel zur Anwendung bei Luftmatratzen von Interesse ist und bei dem das Verhalten der Luft normalerweise dem eines nicht verdichtbaren Fluids ähnlich ist.
Bleiben die Zusammensetzung des Druckfluids und auch die Querschnittsfläche der Öffnung konstant, so kann das vorgenannte Verhältnis nach Gleichung (1) wie folgt verändert werden: mactual = Constant(p1 – p2) (2)oder Δp = Constant(mactual)2 (3)
Somit ist bei einem Durchgang durch eine Öffnung das Druckgefälle über die Öffnung hinweg proportional dem Quadrat des Mengendurchflusses durch die Öffnung.
Ist die Zusammensetzung des Druckfluids allgemein konstant, ist gemäß dem vorerwähnten Verhältnis der Druck vor der Öffnung im Rohr im Allgemeinen konstant und ist der Druck hinter der Öffnung im Rohr allgemein konstant, so gilt die Gleichung: mactual = ConstantAt (4)
Somit ist unter diesen Bedingungen der Mengendurchfluss durch die Öffnung im Rohr proportional der Flächengröße der Öffnung.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Innenbereich 54 des Verteilers 40 von einer Druckfluidquelle 60 aus mit Druckfluid versorgt. Das Druckfluid strömt vom Innenbereich 54 des Verteilers 40 durch die Regelvorrichtungen 88, 90, 92 bzw. 94 zu den Innenbereichen 80, 82, 84, 86 der Kopf-, Rücken-, Gesäß- und Beinabschnitte 72, 74, 76, 78, wie dies schematisch in 5 dargestellt ist. Jede Regelvorrichtung 88, 90, 92, 94 umfasst ein Rückschlagventil 130, das den Durchgang von Druckfluid aus jedem Luftsack 70 durch die jeweilige Regelvorrichtung 88, 90, 92, 94 in den Innenbereich 54 des Verteilers 40 verhindert. Jede Regelvorrichtung 88, 90, 92, 94 umfasst darüber hinaus eine runde Einlassplatte 132 zur Begrenzung des Durchgangs von Druckfluid aus dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 durch die Einlassregelvorrichtung 134 der runden Einlassplatte 132 in den Innenbereich des jeweils zugeordneten Luftsacks 70.
Jeder Luftsack 70 besitzt ebenfalls eine Auslassleitung 136, über welche Druckfluid aus dem Innenbereich des jeweiligen Luftsacks 70 austreten kann, und eine runde Auslassplatte 138 zur Begrenzung des Durchgangs von Druckfluid aus dem Innenbereich des jeweiligen Luftsacks 70 durch die Auslassregelöffnung 142 der runden Auslassplatte 138 ins Freie. Der Gesamtdurchgang an Druckfluid aus allen Auslassleitungen 136 liegt in der Regel bei 0.3–0.5 Fuß³/Min. (85–145 l/Min.). Die bevorzugte Druckfluidquelle 60 sollte in der Lage sein, die Versorgung mit Druckfluid mit diesem Mengendurchfluss und mit einem Druck von bis zu ca. 22 Zoll Wasser (495 nt/m²) sicherzustellen.
Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass die Gleichung (1) zeigt, dass der Mengendurchfluss an Druckfluid aus dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 in den Innenbereich eines jeden Luftsacks 70 von Faktoren abhängig ist, zu denen der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40, der Druck des Druckfluids im Innenbereich eines jeden Luftsacks 70 und die Größe der Einlassregelöffnung 134 gehören. In gleicher Weise ist der Mengendurchfluss von Druckfluid aus dem Innenbereich eines jeden Luftsacks 70 ins Freie abhängig vom Luftdruck als Referenzdruck für die anderen Druckmessungen des Druckregelsystems, vom Druck des Druckfluids im Innenbereich eines jeden Luftsacks 70 und von der Größe einer jeden Auslassregelöffnung 140.
Für den Fachmann ist ersichtlich, dass es bei einem Luftsystem mit Regelvorrichtungen der hierin beschriebenen Art beginnend mit einem Ausgangszustand, bei dem kein Druckfluid von der Druckfluidquelle 60 zum Verteiler 40 gelangt, eine Übergangszeit benötigt, sobald Druckfluid zum Innenbereich 54 des Verteilers 40 strömt und bevor ein stabiler Zustand erreicht wird. Während der Übergangszeit variiert der Mengendurchfluss durch die Regelöffnungen 134, 140 und schwanken die Drücke des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40 und den Innenbereichen der Luftsäcke 70. Ein stabiler Zustand wird jedoch schnell erreicht, so dass der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40 konstant ist, der entsprechende Mengendurchfluss an Druckfluid aus dem Verteiler 40 zu jedem Luftsack 70 durch die entsprechende Einlassregelöffnung 134 konstant ist, der Druck des Druckfluids im Innenbereich eines jeden Luftsacks 70 konstant ist und der Mengendurchfluss an aus jedem Luftsack 70 durch die jeweils zugehörige Auslassregelöffnung 140 austretendem Druckfluid konstant ist.
Ist der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40 konstant, so kann der Druck des Druckfluids im Innenbereich eines jeden Luftsacks 70 durch Veränderung des Mengendurchflusses an Druckfluid durch die Einlassregelöffnung 134 und die Auslassregelöffnung 140 durch Veränderung entweder der Größe der Einlassregelöffnung 134 oder der Größe der Auslassregelöffnung 140 eingestellt werden, wie dies in der vorstehenden Gleichung (4) aufgezeigt ist. So wird zum Beispiel durch Vergrößerung der Weite der Einlassregelöffnung 134 der Mengendurchfluss an Druckfluid aus dem Innenbereich 54 des Verteilers 40 zum Innenbereich des betroffenen Luftsacks 70 erhöht, so dass der Druck des Druckfluids im Innenbereich des betroffenen Luftsacks 70 ansteigt, bis bei einem höheren Druck und bei einem größeren Mengendurchfluss durch sowohl die Einlassregelöffnung 134 als auch die Auslassregelöffnung 140 ein stabiler Zustand erreicht wird. Nach einem weiteren Beispiel führt die Vergrößerung der Auslassregelöffnung 140 zu einem höheren Mengendurchfluss des Druckfluids aus dem Innenbereich des betroffenen Luftsacks 70 ins Freie, so dass der Druck des Druckfluids im Innenbereich des betroffenen Luftsacks 70 abnimmt, bis sich bei einem niedrigeren Druck und bei einem höheren Mengendurchfluss durch sowohl die Einlassregelöffnung 134 als auch die Auslassregelöffnung 140 ein stabiler Zustand ergibt.
Somit kann der Druck des Druckfluids in jedem Luftsack 70 gegenüber dem Druck des Druckfluids in jedem anderen Luftsack 70 verschieden sein. Darüber hinaus kann der Druck des Druckfluids in jedem Luftsack 70 einzeln geregelt werden, indem der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40 auf einem konstanten Wert gehalten und die Größe der Einlassregelöffnung 134 und der Auslassregelöffnung 140 der zum jeweiligen Luftsack 70 gehörigen Regelvorrichtung so gewählt wird, dass der Druck des Druckfluids im Innenbereich eines jeden Luftsacks 70 einen gewünschten Wert hat. Für den Fachmann liegt natürlich auf der Hand, dass der Druck des Druckfluids in jedem Luftsack 70 durch einfache Änderung des Drucks des Druckfluids im Verteiler 40 eingestellt werden kann, wobei jedoch bei Einstellung nur des Verteilerdrucks bei gleichzeitiger Beibehaltung der Größen der Einlassregelöffnung 134 und der Auslassregelöffnung 140 eine getrennte Einstellung des Drucks des Druckfluids in jedem Luftsack 70 unabhängig von jedem der anderen Luftsäcke 70 nicht möglich ist.
Bezug nehmend auf die vorstehende Gleichung (2) für den Verteiler 40 und den den Kopfabschnitt bildenden Luftsack 72 ergibt sich: mhead = Cinlet(pmanifold – phead) (5)und mhead = Cexhaust(phead – patm) (6)wobei:
m_head = Mengendurchfluss durch die Einlass- und Auslassregelöffnungen 134, 140;
C_inlet = Konstante für Einlassregelöffnung 134 äquivalent KA_tinlet, wobei K der Durchflusskoeffizient und A_tinlet die Querschnittsfläche der Einlassregelöffnung 134 ist;
C_exhaust = Konstante für Einlassregelöffnung 140 äquivalent KA_texhaust, wobei K der Durchflusskoeffizient und A_texhaust die Querschnittsfläche der Auslassregelöffnung 140 ist;
P_manifold = Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40;
P_head = Druck des Druckfluids im Innenbereich 80 des den Kopfabschnitt bildenden Luftsacks 72; und
P_atm = Atmosphärischer Druck = 0 (Manometerdruck).
Die vorstehenden Gleichungen können kombiniert werden, um aufzuzeigen, dass: Cinlet(pmanifold – phead) = Cexhaust(phead) (7)und phead = C2 inlet1pmanifold C2 inlet1 + C2 exhaust1 (8)
Es ist damit ersichtlich, dass der Druck des Druckfluids im Innenbereich 80 des den Kopfabschnitt bildenden Luftsacks 72 proportional dem Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40 ist. Auch kann durch Änderung von C_inlet und C_exhaust, die durch Änderung der Querschnittsflächen A_tinlet und A_texhaust einer jeden betroffenen Öffnung 134, 140 möglich ist, der Druck des Druckfluids im Innenbereich 80 des den Kopfabschnitt bildenden Luftsacks 72 ebenfalls eingestellt werden.
Ähnliche Gleichungen sind für jeden der Luftsäcke 74, 76, 78 möglich, welche den Rücken-, Gesäß- und Beinabschnitt bilden: pback = C2 inlet2pmanifold C2 inlet2 + C2 exhaust2 (9) pseat = C2 inlet3pmanifold C2 inlet3 + C2 exhaust3 (10) pfoot = C2 inlet4pmanifold C2 inlet4 + C2 exhaust4 (11)P_manifold = Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40;
P_back = Druck des Druckfluids im Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74;
P_seat = Druck des Druckfluids im Innenbereich 84 des den Gesäßabschnitt bildenden Luftsacks 76; und
P_foot = Druck des Druckfluids im Innenbereich 86 des den Beinabschnitt bildenden Luftsacks 78.
Somit ist offensichtlich, dass, solange P_manifold, der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers, und auch die Größe einer jeden Einlassregelöffnung 134 und jeder Auslassregelöffnung 140 konstant bleiben, der Druck des Druckfluids in den Innenbereichen 80, 82, 84, 86 der den Kopf-, Rücken-, Gesäß- und Beinabschnitt bildenden Luftsäcke 72, 74, 76, 78 ebenfalls einen konstanten Wert behält. Außerdem ist ersichtlich, dass der Druck des Druckfluids in den Innenbereichen 80, 82, 84, 86 der Luftsäcke 70 durch Änderung der Größen der Einlassregelöffnung 134 und der Auslassregelöffnung 140 einstellbar ist.
Erfährt der Druck des Druckfluids im Innenbereich eines der Luftsäcke 70 und beispielsweise des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 jedoch dadurch eine plötzliche Änderung, dass sich zum Beispiel eine auf dem den Rückenabschnitt bildenden Luftsack 74 liegende Person bewegt und damit ihre Gewichtsverteilung ändert, so kann das vorbeschriebene System einen stabilen Zustand nicht länger aufrechterhalten. Wäre die Regelvorrichtung 90 nicht mit dem Rückschlagventil 130 ausgestattet, so könnte das Druckfluid aus dem Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 aus dem Innenbereich 82 durch die Leitung 110 zum Innenbereich 54 des Verteilers 40 gelangen. Dieser Durchfluss von Druckfluid hätte zur Folge, dass der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40 ansteigt, was wiederum dazu führen würde, wie durch die Gleichungen (8), (10) und (11) belegt, dass sich der Druck des Druckfluids in jedem Innenbereich 80, 84, 86 der den Kopf-, Gesäß- und Beinabschnitt bildenden Luftsäcke 72, 76 bzw. 78 ebenfalls erhöht. Das Rückschlagventil 130 jedoch verhindert den Durchfluss von Druckfluid von den Innenbereichen 80, 82, 84, 86 der den Kopf-, Rücken-, Gesäß- und Beinabschnitt bildenden Luftsäcke 72, 74, 76, 78 in den Innenbereich 54 des Verteilers 40, so dass der Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40 selbst dann konstant gehalten werden kann, wenn die auf der Schlaffläche 34 der Matratze 12 ruhende Person sich bewegt.
Ist jede Regelvorrichtung 88, 90, 92, 94 mit einem Rückschlagventil 130 ausgestattet, so führen Bewegungen der auf der Schlaffläche 34 der Matratze 12 ruhenden Person nicht zu einer Änderung des Drucks des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40. Bewegt sich zum Beispiel die auf der Schlaffläche 34 befindliche Person, und wird dadurch ein plötzlicher Anstieg des Drucks des Druckfluids im Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 verursacht, so strömt statt dessen das Druckfluid mit erhöhtem Mengendurchfluss durch die Auslassregelöffnung 140 als direkte Folge des höheren Druckgefälles zwischen der vor der Auslassregelöffnung 140 befindlichen Seite und der hinter der Auslassregelöffnung 140 liegenden Seite, wie dies die Gleichung (2) prognostiziert. Schließlich wird ein stabiler Zustand erreicht, bei dem der Druck des Druckfluids im Innenbereich 82 des den Rückenabschnitt bildenden Luftsacks 74 zu dem gewählten Druck zurückkehrt, der durch den Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40, die Größe der Einlassregelöffnung 134 und die Größe der Auslassregelöffnung 140 bestimmt wird.
Falls gewünscht, kann die Größe entweder der Einlassregelöffnung 134 oder der Auslassregelöffnung 140 oder sowohl der Einlass- als auch der Auslassregelöffnungen 134, 140 von außen so eingestellt werden, dass der Benutzer die Möglichkeit hat, die Stütz- und Festigkeitseigenschaften der Matratze 12 jeweils im Bereich der den Kopf-, Rücken-, Gesäß- und Beinabschnitt bildenden Luftsäcke 72, 74, 76, 78 zu verändern.
Darüber hinaus ist auf Wunsch eine automatische Einstellung der Größen der Einlass- und Auslassregelöffnungen 134, 140 möglich, wobei die Größen der Öffnungen 134, 140 in Abhängigkeit von einem Eingangssignal geändert werden. Bei dieser Art von System ist das Eingangssignal entweder ein vom Benutzer ausgehendes Eingangssignal oder ein Eingangssignal von einem Regler, der mit Sensoren (nicht dargestellt) zur Überwachung des Drucks des Druckfluids in den Innenbereichen des jeweiligen Luftsacks 70 verbunden ist. Jeder Sensor würde dabei in Abhängigkeit vom Druck des Druckfluids ein Druckeingangssignal liefern, und der Regler würde das Eingangssignal in Abhängigkeit vom Drucksignal an die automatisch einstellbare Öffnung geben, um die Größe der Regelöffnungen 134, 140 zu verändern und so den Druck des Druckfluids in jedem Luftsack 70 auf einem vorbestimmten Wert zu halten.
Die Regelvorrichtungen 88, 90, 92, 94 regeln den Druck des Druckfluids in den Innenbereichen 80, 82, 84, 86 des jeweiligen Luftsacks 72, 74, 76, 78, wie dies schematisch in 5 dargestellt ist. Anstelle von Ventilen zur Regelung des Durchflusses von Druckfluid zwischen einer Druckfluidquelle und Luftsäcken 70 arbeitet die Regelvorrichtung für die Matratze 12 mit Rückschlagventilen 130 und Regelöffnungen 132, 140, um den Durchgang von Druckfluid zu regeln. Bei einer abrupten Änderung der Last, die von einem Luftsack einer herkömmlichen Luftmatratze aufgenommen wird, ändert sich auch der Verteilerdruck, wobei sich Auswirkungen auf den Druck des Druckfluids in jedem Luftsack ergeben, so dass es für derartige herkömmliche Systeme schwierig ist, die Drücke des Druckfluids in den Luftsäcken auf den gewählten Werten zu halten. Rückschlagventile 130 der Regelvorrichtungen 88, 90, 92, 94 verhindern diese störenden Einflüsse auf den Druck des Druckfluids im Innenbereich 54 des Verteilers 40, so dass bei einer Änderung der von einem Luftsack 70 aufgenommenen Last der Druck des Druckfluids in den anderen Luftsäcken 70 hiervon unberührt bleibt.
Auch wenn die nach der vorliegenden Erfindung bevorzugte Ausführungsform mit Einlass- und Auslassregelöffnungen 132, 140 arbeitet, um den Durchfluss von Druckfluid in der Druckregelvorrichtung zu regeln, so gilt dennoch als vorausgesetzt, dass andere Einrichtungen zur Druckreduzierung eingesetzt werden können. So ist zum Beispiel anstelle der Einlass- und Auslassregelöffnungen 132, 140 der Einsatz von Venturimessern, längeren Schläuchen und sonstigen Drosselvorrichtungen möglich, mit denen eine Reduzierung des Drucks des durchströmenden Druckfluids zu erreichen wäre.

Claims

Regelsystem zur Regelung des Fluiddrucks in einer Kammer, auf welcher eine Person ruht, mit: einem Verteiler (40) mit einer Wand zur Abgrenzung eines Innenbereichs (54), der zum Durchgang von Fluid mit einer Druckfluidquelle (60) in Verbindung steht, mit mindestens einem die Kammer bildenden Luftsack (70), wobei der Luftsack (70) für geringen Luftverlust so konfiguriert ist, dass Luft aus dem Sack (70) austreten kann, und mit einer Wand, welche einen Innenbereich des Luftsacks bildet, wobei die Wand des Luftsacks (70) mit einer Luftverlustöffnung (140) versehen ist, die für den Durchgang von Fluid eine ständige Verbindung zwischen der Außenseite des Luftsacks (70) und dem Innenbereich des Luftsacks (70) darstellt, sodass Druckfluid aus dem Verteiler (40) durch die Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) in den Innenbereich des Luftsacks (70) einströmen und durch die Öffnung aus dem Luftsack (70) austreten kann, und mit einer Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) mit einer Leitung (110), die zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich des Luftsacks (70) und zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich (54) des Verteilers (40) verbunden ist, und mit einem in der Leitung (110) eingebauten Ventil (130), dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ventil um ein Rückschlagventil (130) handelt, um den Durchgang von Druckfluid durch die Leitung (110) aus dem Innenbereich des Luftsacks (70) zum Innenbereich (54) des Verteilers (40) zu verhindern.
Regelsystem nach Anspruch 1, wobei die Wand des Luftsacks (70) mit einer Vielzahl von Luftverlustöffnungen versehen ist, die zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich des Luftsacks (70) in Verbindung stehen.
Regelsystem nach Anspruch 2, wobei der Luftsack (70) ein erster Luftsack (72) und die Durchflussregelung eine erste Durchflussregelung (88) ist und wobei ein zweiter Luftsack (74) mit einer Wand zur Abgrenzung eines Innenbereichs und eine zweite Durchflussregelung (90) mit einer Leitung (110) vorgesehen sind, die zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich des zweiten Luftsacks (74) und dem Innenbereich des Verteilers (40) verbunden ist, und wobei ein zweites Rückschlagventil (130) in der Leitung (110) der zweiten Durchflussregelung (90) eingebaut ist, um zu verhindern, dass Druckfluid durch die Leitung (110) aus dem Innenbereich des zweiten Luftsacks (74) in den Innenbereich des Verteilers (40) strömt, wobei die Wand des zweiten Luftsacks (74) eine Vielzahl von Öffnungen besitzt, die zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich des zweiten Luftsacks (74) in Verbindung stehen, wobei jede Öffnung des ersten Luftsacks (72) eine Querschnittsfläche aufweist, wobei die Querschnittsflächen der Öffnungen des ersten Luftsacks (72) eine effektive erste Größe von Auslassöffnung ergeben, wobei jede Öffnung des zweiten Luftsacks (74) eine Querschnittsfläche aufweist, wobei die Querschnittsflächen des zweiten Luftsacks eine effektive zweite Größe von Auslassöffnung ergeben, wobei die effektive Größe der ersten Auslassöffnung sich von der effektiven Größe der zweiten Auslassöffnung unterscheidet, sodass der Druck des Druckfluids im ersten Luftsack (72) ein anderer ist als der Druck des Druckfluids im zweiten Luftsack (74).
Regelsystem nach Anspruch 1, wobei der Luftsack (70) ein erster Luftsack (72) und die Durchflussregelung eine erste Durchflussregelung (88) ist und wobei ein zweiter Luftsack (74) mit einer Wand zur Abgrenzung eines Innenbereichs, wobei die Wand eine Öffnung bildet, die zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich des zweiten Luftsacks (74) in Verbindung steht, und eine zweite Durchflussregelung (90) mit einer Leitung (110), die zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich des zweiten Luftsacks (74) und dem Innenbereich des Verteilers (40) in Verbindung steht, sowie ein zweites Rückschlagventil (130) in der Leitung (110) der zweiten Durchflussregelung (90) vorgesehen sind, um den Durchgang von Druckfluid durch die Leitung (110) aus dem Innenbereich des zweiten Luftsacks (74) in den Innenbereich des Verteilers (40) zu verhindern.
Regelsystem nach Anspruch 4, wobei die erste Durchflussregelung (88) eine erste Einlassregelöffnung (134) zur Begrenzung des Durchgangs von Druckfluid aus dem Verteiler (40) zum ersten Luftsack (72) und die zweite Durchflussregelung (90) eine zweite Einlassregelöffnung (134) zur Begrenzung des Durchgangs von Druckfluid aus dem Verteiler (40) in den zweiten Luftsack (74) umfasst.
Regelsystem nach Anspruch 5, wobei die erste Einlassregelöffnung (134) eine erste Querschnittsfläche besitzt und die zweite Einlassregelöffnung (134) eine zweite Querschnittsfläche aufweist, und wobei die erste Querschnittsfläche sich von der zweiten Querschnittsfläche unterscheidet, sodass der Druck des Druckfluids im Innenbereich des ersten Luftsacks (72) anders ist als der Druck des Druckfluids im Innenbereich des zweiten Luftsacks (74).
Regelsystem nach Anspruch 1, wobei die Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) mit einer Einlassregelöffnung (134) versehen ist, welche den Durchgang von Druckfluid durch die Leitung (110) begrenzt.
Regelsystem nach Anspruch 7, wobei die Querschnittsfläche der Einlassregelöffnung (134) veränderlich ist, sodass der Druck des Druckfluids im Innenbereich des Luftsacks (70) eingestellt werden kann, wenn der Druck des Druckfluids im Innenbereich des Verteilers (40) konstant ist.
Regelsystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 4 bis 8, wobei die Öffnung (140) in der Wand des Luftsacks (70) eine Querschnittsfläche besitzt und die Querschnittsfläche der Öffnung in der Wand des Luftsacks (70) einstellbar ist, sodass der Druck des Druckfluids im Innenbereich des Luftsacks (70) verändert werden kann, wenn der Druck des Druckfluids im Innenbereich des Verteilers (40) konstant ist.
Regelsystem nach Anspruch 1 zur Regelung des Fluiddrucks in einer Vielzahl von Luftsäcken (70), auf denen eine Person ruht, mit: einer Vielzahl von Durchflussregelungen (88, 90, 92, 94), wobei jede Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) einen Innenbereich bildet, der zum Durchgang von Fluid mit dem Verteiler (40) und zum Durchgang von Fluid mit einem Luftsack (70) der Vielzahl von Luftsäcken (70) in Verbindung steht, wobei jede Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) versehen ist mit einer Auslassleitung (136), die zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich der Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) in Verbindung steht und so konfiguriert ist, dass Druckfluid aus dem Regelsystem austreten kann, mit einer Auslassplatte (138) als Luftverlustöffnung in Form einer Auslassregelöffnung (140), wobei die Auslassplatte (128) in der Auslassleitung (136) so montiert ist, dass der Durchgang von Druckfluid durch die Auslassleitung (136) begrenzt wird, mit einer Einlassplatte (132) als Einlassregelöffnung (134), wobei die Einlassplatte (132) im Innenbereich der Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) zwischen dem Verteiler (40) und der Auslassleitung (136) angeordnet ist, um den Durchgang von Druckfluid aus dem Verteiler (40) zum Luftsack (70) zu begrenzen, und mit dem Rückschlagventil (130), das im Innenbereich der Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) zwischen der Auslassleitung (136) und dem Verteiler (40) eingebaut ist, um zu verhindern, dass Druckfluid aus dem Innenbereich des Luftsacks (70) und dem Innenbereich der Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) in den Innenbereich (54) des Verteilers (40) strömt.
Regelsystem nach Anspruch 10, wobei jede Auslassregelöffnung (140) eine Querschnittsfläche besitzt, jede Einlassregelöffnung (134) eine Querschnittsfläche aufweist und die Vielzahl der Durchflussregelungen (88, 90, 92, 94) eine erste Durchflussregelung (88) und eine zweite Durchflussregelung (90) umfasst, wobei die Auslassregelöffnung (140) der ersten Durchflussregelung (88) eine Querschnittsfläche besitzt und die Auslassregelöffnung (140) der zweiten Durchflussregelung (90) eine zweite Querschnittsfläche aufweist, die sich von der ersten Querschnittsfläche unterscheidet.
Regelsystem nach Anspruch 10, wobei jede Auslassregelöffnung (140) eine Querschnittsfläche besitzt, jede Einlassregelöffnung (134) eine Querschnittsfläche aufweist und die Vielzahl der Durchflussregelungen (88, 90, 92, 94) eine erste Durchflussregelung (88) und eine zweite Durchflussregelung (90) umfasst, wobei die Einlassregelöffnung (134) der ersten Durchflussregelung (88) eine Querschnittsfläche besitzt und die Einlassregelöffnung (134) der zweiten Durchflussregelung (90) eine zweite Querschnittsfläche aufweist, die sich von der ersten Querschnittsfläche unterscheidet.
Regelsystem nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Rückschlagventil (130) einer jeden Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) zwischen dem Verteiler (40) und der Einlassplatte (132) zu liegen kommt.
Regelsystem nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Rückschlagventil (130) einer jeden Durchflussregelung (88, 90, 92, 94) zwischen der Einlassplatte (132) und der Auslassleitung (136) zu liegen kommt.
Matratze 12 mit: einer länglichen Schaumstoffunterlage (38) und einem Regelsystem nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Regelsystem eine Vielzahl von Luftsäcken (70) umfasst, die sich oberhalb der Schaumstoffunterlage (38) befinden, wobei jeder Luftsack (70) einen Innenbereich bildet, wobei der Verteiler (40) in Längsrichtung verläuft und zwischen der Vielzahl von Luftsäcken (70) und der Schaumstoffunterlage (38) eingebettet ist, wobei die Wand des Verteilers (40) eine Außenwand ist und wobei der Verteiler (40) zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich eines jeden Luftsacks (70) in Verbindung steht.
Matratze (12) nach Anspruch 15, wobei die Außenwand des Verteilers (40) aus einem elastischen Material hergestellt ist, sodass der Verteiler (40) eine in Längsrichtung verlaufende Luftblase bildet, die aufgeblasen wird, wenn das Druckfluid in den Innenbereich (54) eintritt.
Matratze (12) nach Anspruch 16 mit des weiteren einer in Längsrichtung verlaufenden und vom Verteiler (40) abgesetzten zweiten Luftblase (42), wobei die zweite Luftblase (42) eine Wand zur Abgrenzung eines Innenbereichs (56) und eine Leitung umfasst, welche die zweite Luftblase (42) mit der ersten Luftblase (40) verbindet, sodass der Innenbereich (56) der zweiten Luftblase (42) zum Durchgang von Fluid mit dem Innenbereich (54) der ersten Luftblase (40) in Verbindung steht und die zweite Luftblase (40) aufgeblasen wird, wenn die erste Luftblase (40) mit Luft gefüllt wird.
Matratze (12) nach irgendeinem der Ansprüche 15 bis 17 mit ferner einem in Längsrichtung verlaufenden ersten Seitenteil (40), das zwischen der Vielzahl von Luftsäcken (70) und der Schaumstoffunterlage (38) eingebettet ist, wobei das erste Seitenteil (40) zur Ausbildung eines Innenbereichs (54) Inlettmaterial und im Innern des Inlettmaterials einen Schaumstoffkern umfasst, und wobei der Verteiler (40) ebenfalls vom Innenbereich des ersten Seitenteils (40) aufgenommen wird.
Zur Aufnahme einer Person bestimmte Auflagekonstruktion mit: einem Rahmen; einem Regelsystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Regelsystem eine Vielzahl länglicher aufblasbarer Luftsäcke (70) zum Auflegen auf den Rahmen umfasst; einer Gaszufuhreinrichtung (60), die zum Durchgang von Fluid mit jedem der aufblasbaren Luft säcke (70) in Verbindung steht, um diese mit Gas zu versorgen, wobei die Gaszufuhreinrichtung (70) die Druckfluidquelle ist; wobei das Regelsystem zur Regelung der Gaszufuhr zu jedem der Luftsäcke (70) nach einem vorbestimmten und sich über die Vielzahl von Luftsäcken (70) erstreckenden Druckprofil und nach einer Vielzahl vorbestimmter Kombinationen von Luftsäcken (70) dient, wobei jede Kombination aus Luftsäcken (70) eine getrennte Auflagefläche bildet und wobei das Regelsystem mindestens einen Gasdurchgangsschlauch (110) umfasst, der mit der Gaszufuhreinrichtung (60) in Verbindung steht, und wobei der Gasdurchgangsschlauch (110) mit dem Rückschlagventil (130) ausgestattet ist, um einen Gasdurchgang durch den Gasdurchgangsschlauch (110) von der Vielzahl der Luftsäcke (70) zur Gaszufuhreinrichtung zu verhindern.
Zur Aufnahme einer Person bestimmte Matratzenkonstruktion mit: einem Regelsystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Regelsystem eine Vielzahl von Luftsäcken (70) umfasst, die entlang der Konstruktion voneinander abgesetzt sind.
Matratzenkonstruktion nach Anspruch 20 mit des weiteren einer Einrichtung (134) zur Verbindung des Verteilers (40) mit mindestens einem der Luftsäcke (70) zur Reduzierung des Drucks des Druckfluids, sodass der Druck des Druckfluids in mindestens einem Luftsack (70) niedriger ist als der Druck des Druckfluids im Verteiler (40).
Matratzenkonstruktion nach Anspruch 21, wobei die Druckreduziereinrichtung (134) so einstellbar ist, dass der Druck des Druckfluids in dem mindestens einen Luftsack (70) relativ zum Druck des Druckfluids im Verteiler (40) durch Justieren der Druckreduziereinrichtung (134) verändert werden kann.