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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von den Körper stützenden,
flexiblen Schaumelementen, die auf einer Hauptfläche mit einem Noppenprofil
mit variierender Noppenhöhe
ausgestattet sind, wobei das Verfahren mit einem Schaumblock mit
einer ersten und einer zweiten Hauptfläche beginnt, wobei dieser Schaumblock
zumindest lokal durch Einklemmen zwischen zwei mit einem Noppenprofil
versehenen Verformungselementen verformt wird, wobei zwischen den
beiden Verformungselementen ein Schneidelement montiert ist, das
den Schaumblock an der Stelle des verformten Teils in eine Richtung
schneidet, die hauptsächlich
parallel zur ersten und zur zweiten Hauptfläche verläuft, sodass eine erste und
eine zweite Blockhälfte
erreicht werden, die die erwähnten
Schaumelemente bilden, wobei die erste Blockhälfte einerseits die erste Hauptfläche und
andererseits eine dritte Hauptfläche umfasst,
die das erwähnte
Noppenprofil aufweist, und wobei die zweite Blockhälfte einerseits
die zweite Hauptfläche
und andererseits eine vierte Hauptfläche umfasst, die auch das erwähnte Noppenprofil
aufweist.
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Die
beiden in diesem Verfahren erhaltenen Blockhälften können selbst als ein den Körper stützendes
Element verwendet werden, zum Beispiel als Matratze oder Kissen
oder Ähnliches,
oder sie können
zum Beispiel auch mit anderen Elementen kombiniert werden, zum Beispiel
als eine Abdeckplatte mit einem Schaum- oder Federkern. Nach der
Erfindung ist insbesondere spezifisch vorgesehen, zwei den Körper stützende Elemente
oder Blockhälften insbesondere
in einer Matratze oder einem Kissen zu kombinieren, indem diese
Blockhälften
so verbunden sind, dass die erste und zweite Hauptfläche zu einander
weisen, und die dritte und vierte Hauptfläche von einander abgewandt
sind.
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Aus
US-A-4 879 776 ist ein Verfahren bekannt, um aus einem Schaumblock
zwei den Körper stützende Elemente
mit einem Noppenprofil, insbesondere Schaumplatten, zu schneiden.
In diesem Verfahren wird der Schaumblock zwischen zwei Rollen mit
hervorstehenden Fingern hindurchgeführt und so zusammengepresst.
Durch ein zwischen den Rollen montiertes Schneidemesser wird der
zusammengepresste Schaumblock danach geschnitten, wodurch zwei Schaumplatten
mit Noppenprofil entstehen. Um ein Noppenprofil mit variierender
Noppenhöhe
zu erhalten, werden im Verfahren nach US-A-4 879 776 Platten auf
die Enden einer Anzahl der Finger auf den Rollen geschraubt, sodass
diese eine größere Länge aufweisen.
An der Stelle dieser längeren
Finger wird der Schaumblock stärker
zusammengepresst, und so entsteht ein Noppenprofil mit höheren Noppen.
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Ein
Nachteil des Verfahrens nach US-A-4 879 776 besteht darin, dass
die Länge
der einzelnen Finger auf den Rollen angepasst werden muss, wenn ein
Wechsel zu einem anderen Profil erforderlich ist, was ein ziemlich
zeitraubendes Verfahren ist. Ein weiterer wesentlicher Nachteil
besteht darin, dass die Umfangposition der Rollen und die Position
der Schaumblöcke
jedes Mal exakt aufeinander abgestimmt sein müssen, sodass sich das Noppenprofil auf
beiden Schaumplatten an der richtigen Stelle befindet. Schließlich muss
der Umfang der Rollen der Länge
der Schaumplatten entsprechen, die hergestellt werden sollen, da
das gesamte Noppenprofil, das auf die Schaumplatten aufgebracht
werden soll, auch auf dem Umfang der Rollen vorhanden sein muss,
insbesondere mit den entsprechenden Unterschieden in der Noppenhöhe. Wenn
also Schaumplaten mit unterschiedlicher Länge hergestellt werden müssen, müssen demzufolge
immer andere Rollen verwendet werden.
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Es
ist nun das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von
den Körper
stützenden,
flexiblen Schaumelementen mit einem Noppenprofil mit variierender
Noppenhöhe
anzubieten, das eine Lösung
für die
oben angeführten
Nachteile bietet, und das es insbesondere ermöglicht, mit ein und demselben
Noppenprofil auf den Verformungselementen oder Rollen Schaumplatten
mit unterschiedlichen Noppenprofilen zu erhalten.
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Zu
diesem Zweck ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
dass die erwähnte
Variation in der Noppenhöhe
zumindest teilweise dadurch erreicht wird, dass in einem ersten Herstellungsschritt
in zumindest einer der Hauptflächen
des Schaumblocks Aussparungen mit variierendem Abstand zueinander
und/oder variierender Größe und/oder
Tiefe angebracht werden, wobei der Schaumblock, der so mit Aussparungen
versehen ist, in einem zweiten Herstellungsschritt in die erwähnten Blockhälften geschnitten
wird.
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Nach
der Erfindung wurde festgestellt, dass durch die Anbringung von
Aussparungen in einer oder mehreren Hauptflächen des Schaumblocks, während des
Schnitts dieses Blocks zwischen den mit einem Noppenprofil ausgestatteten
Verformungselementen, automatisch ein Noppenprofil mit variierender
Noppenhöhe
erreicht wird, ohne dass es dazu notwendig ist, dass das Noppenprofil
auf den Verformungselementen eine entsprechend variierende Noppenhöhe aufweist.
Mit anderen Worten, im Verfahren nach der Erfindung können Noppenprofile
mit einer variierenden Noppenhöhe
doch mit einer konstanten Noppenhöhe auf den Verformungselementen erzielt
werden.
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Im
Verfahren nach US-A-4 879 776 werden die Noppen nach der Herstellung
der Schaumplatten mit der variierenden Noppenhöhe abgeglichen, damit wieder
eine flache Liegefläche
erhalten wird. Obwohl das auch im Verfahren nach der Erfindung möglich ist,
ist es die Absicht der vorliegenden Erfindung, insbesondere den
Körper
stützende
Elemente für
Matratzen, Kissen und Ähnliches
herzustellen, die mit Hauptflächen
mit einer dreidimensionalen Kontur ausgestattet sind, sodass zum
Beispiel, im Falle einer Matratze, diese auf Hüfthöhe dicker als auf Höhe des Kopfendes
ist. Die Verfahren dazu, die aus der bisherigen Praxis bekannt sind,
sind eher zeitraubend und daher teuer. Weiters ist es zu Zwecken
der Belüftung
und der Abfuhr von Feuchtigkeit und Wärme oft erwünscht, dass das den Körper stützende Element
mit Kanälen
ausgestattet ist, die hauptsächlich
parallel zu den Hauptflächen
des den Körper
stützenden
Elements verlaufen. Nach der Herstellung des Kerns des den Körper stützenden
Elements, wobei der Kern meist aus Schaumstoff oder Schaumgummi
hergestellt ist, wird im Allgemeinen ein Inlett über den Kern gezogen und eventuell
an der Stelle der Hauptflächen
ein Vlies angebracht, durch das sich das den Körper stützende Element weich anfühlt.
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Im
Verfahren nach der Erfindung sind die dritte und vierte Hauptfläche der
jeweiligen Blockhälften
mit einem Noppenprofil ausgestattet, das eine solche weiche Oberfläche bietet,
sodass, wenn diese beiden Hauptflächen die Oberflächen der
Matratze bilden, zum Beispiel indem zwei Blockhälften mit der ersten und zweiten
Hauptfläche
zueinander gewandt verbunden sind, ein Vlies aus Polyester, Polyether oder
Wolle weggelassen werden könnte.
Die Aussparungen, die in der ersten und/oder zweiten Hauptfläche angebracht
sind, bilden Belüftungskanäle oder Belüftungsräume, die
die erforderliche Kühlung und/oder
Belüftung
bieten können.
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Die
Erfindung bietet also ein wirtschaftlich vorteilhaftes Verfahren
zur Herstellung von den Körper
stützenden
Elementen, wobei eine dreidimensionale Oberflächenkontur einfach hergestellt
werden kann, und wobei die in dem Verfahren erhaltenen den Körper stützenden
Elemente mit Kanälen
für Belüftung, Abfuhr
von Feuchtigkeit und Abfuhr von Wärme ausgestattet sind und sich
darüber
hinaus weich anfühlen,
ohne dass dazu ein Vlies aus Polyester, Polyether oder Wolle notwendig
ist.
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Nach
einer weiteren Ausarbeitung des Verfahrens kann die Höhe des Noppenprofils
nicht nur durch die Aussparungen im Schaumblock beeinflusst werden,
sondern auch dadurch, dass im zweiten Herstellungsschritt, während der
Verformung des Schaumblocks, ein flexibler Materialteil auf und/oder unter
dem Schaumblock angebracht wird, der gemeinsam mit dem Schaumblock
verformt wird. Dadurch wird der Schaumblock auf der Höhe des flexiblen
Materialteils weiter verformt, wodurch beim Schneiden des verformten
Schaumblocks ein Noppenprofil mit einer größeren Amplitude erreicht wird. So
kann erreicht werden, dass die Dicke der Matratze nicht nur in der
Längsrichtung,
sondern auch in der Querrichtung variiert. So kann zum Beispiel
eine Matratze geformt werden, die auf Hüfthöhe die größte Dicke aufweist und auf
Kopf- und Fußhöhe eine
geringere Dicke hat, oder umgekehrt. Durch diese größere Dicke
an der Stelle der Hüften
kann die mögliche
Bildung einer Kuhle in der Matratze kompensiert werden. Die Noppenhöhe kann
weiters auch kontinuierlich in der Breite beeinflusst werden, indem
die Schaumblöcke
während
des Schneidens zwischen Rollen mit Noppen durchgeführt werden,
die an den Enden der Rollen zum Beispiel höher sind, als in der Mitte.
In der Umfangrichtung der Rollen bleibt andererseits die Noppenhöhe vorzugsweise
konstant, da andernfalls immer eine korrekte Positionierung der Rollen
gegenüber
den Schaumblöcken
erforderlich ist.
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Die
Erfindung betrifft auch ein flexibles, den Körper stützendes Element mit zwei Hauptflächen, von
denen eine mit einem Noppenprofil mit variierender Noppenhöhe ausgestattet
ist, wobei in der anderen Hauptfläche, die gegenüber der
mit dem Noppenprofil ausgestatteten Hauptfläche liegt, Aussparungen mit
einem variierenden Abstand zueinander und/oder variierender Größe und/oder
Tiefe angebracht sind. In diesem dem Körper stützenden Element entspricht
die Variation der Noppenhöhe
der mit einem Noppenprofil ausgestatteten Hauptfläche insbesondere
der Variation des variierenden Abstands der Aussparungen zueinander
und/oder der variierenden Größe und/oder
Tiefe dieser Aussparungen in der anderen Hauptfläche, wobei eine große Noppenhöhe einem
geringen Abstand der Aussparungen zueinander und/oder einer großen Größe und/oder Tiefe
dieser Aussparungen entspricht, und wobei umgekehrt eine geringe
Noppenhöhe
einem großen
Abstand der Aussparungen zueinander und/oder einer geringen Größe und/oder
Tiefe dieser Aussparungen entspricht.
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Ein
den Körper
stützendes
Element, das auf diese Art konstruiert ist, ist sehr weich und kann
einfach mit einer dreidimensionalen Hauptfläche und einer begleitenden
variablen Dicke angeboten werden. Weiters kann ein solches den Körper stützendes
Element einfach hergestellt werden. Wegen der ausgezeichneten Belüftungseigenschaften
der Matratze dank der Anwesenheit der Kanäle wird eine bessere Abfuhr
von Feuchtigkeit erzielt, sodass sich weniger Hausstaubmilben in
der Matratze ansiedeln werden. Das oben beschriebene, den Körper stützende Element
kann mit dem Verfahren nach der Erfindung auf besonders einfache
Weise erhalten werden.
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Weitere
Ausführungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben und werden
im Folgenden mittels einer Ausführung,
unter Verweis auf die Abbildung, beleuchtet.
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1 zeigt eine Seitenansicht
eines Schaumblocks nach dem ersten Herstellungsschritt;
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2 zeigt den Schaumblock
aus 1 nach Absolvierung
des zweiten Herstellungsschritts;
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3 zeigt einen Matratzenkern,
der aus dem in den 1 und 2 dargestellten Schaumblock erhalten
wurde, nachdem der dritte Herstellungsschritt abgeschlossen ist;
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4 zeigt den in 3 dargestellten Matratzenkern,
wobei Kanäle
angebracht wurden, die sich hauptsächlich lotrecht zu den Hauptflächen ausstrecken;
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5 zeigt einen Querschnitt
einer Ausführung
der Einrichtung, durch die das Verfahren ausgeführt werden kann;
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6 zeigt eine Querschnittsansicht
entlang der Linie 6-6 in 5,
wobei ein Schaumblock gerade durchgeführt werden soll.
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Im
Folgenden wird das Verfahren nach der Erfindung unter Bezugnahme
auf die 1, 2, 3 und 4 beschrieben,
in denen die Herstellung eines Matratzenkerns dargestellt ist. Es
ist jedoch klar, dass das Verfahren nicht auf die Herstellung von
Matratzen beschränkt
ist, sondern auch für
die Herstellung von Kissen und Ähnlichem
eingesetzt werden kann.
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1 zeigt einen Schaumblock 2,
der den ersten Herstellungsschritt durchlaufen hat. In diesem ersten
Herstellungsschritt werden in den Hauptflächen 2a, 2b des
Schaumblocks 2 Aussparungen 3, 3' angebracht.
Wie in 1 deutlich zu
sehen ist, sind die Aussparungen 3 an der Stelle des Kopf-
und Fußendes
relativ untief und haben einen relativ breiten Abstand, während die
Aussparungen 3' an
der Stelle der Hüften
relativ tief sind und einen geringeren Abstand haben. Es ist deutlich,
dass die gezeigte Verteilung der Aussparungen nur zur Illustration
dient und dass jede gewünschte
Variation in der Tiefe, der Größe und des
Abstands der Aussparungen zueinander möglich ist. Es ist auch möglich, dass
die Aussparungen in nur einer der Hauptflächen 2a, 2b angebracht werden.
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2 zeigt den Schaumblock 2,
nachdem er den zweiten Herstellungsschritt durchlaufen hat. Der
Schaumblock 2 wurde in diesem zweiten Herstellungsschritt
zwischen zwei Verformungselementen 4, 5 verformt,
während
der Schaumblock 2 durch ein Schneidelement 6 in
zwei Blockhälften 7, 8 getrennt wurde.
Die erste Blockhälfte 7 weist
einerseits die erste Hauptfläche 2a und
andererseits die dritte Hauptfläche 7a auf,
die mit einem Noppenprofil versehen ist. Die zweite Blockhälfte 8 umfasst
einerseits die zweite Hauptfläche 2b und
andererseits eine vierte Hauptfläche 8a,
die mit einem Noppenprofil versehen ist. Wie deutlich zu sehen ist,
ist die Amplitude des Noppenprofils an der Stelle des Kopf- und
Fußendes
beträchtlich
größer als
an der Stelle des Hüftteils
der Matratze. Das wird durch die Tatsache verursacht, dass die Aussparungen 3' an der Stelle
des Hüftteils
tiefer sind und einen geringeren Abstand zueinander haben, als die
Aussparungen 3 an der Stelle des Kopf- und Fußendes.
Da die Aussparungen 3' an
der Stelle des Hüftteils
relativ tief sind und einen geringen Abstand zueinander haben, wird
sich der Schaumblock als Resultat des Verfahrensablaufs dort, an
der Stelle der ersten und zweiten Hauptflächen 2a, 2b,
leichter verformen, als an der Stelle des Kopf- und Fußendes.
Als Resultat davon ist der Schaumblock an der Stelle des Messers
auf der Höhe
des Hüftteils
weniger verformt, als auf der Höhe des
Kopf- und Fußendes,
sodass die Amplitude des Noppenprofils, das am Hüftteil entsteht, geringer ist als
jene des Noppenprofils am Kopf- und Fußende.
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3 zeigt einen Matratzenkern,
der erhalten wird, nachdem der dritte Herstellungsschritt durchlaufen
ist. In diesem dritten Herstellungsschritt werden die beiden Blockhälften 7, 8 miteinander
verbunden, sodass die erste und die zweite Hauptflächen 2a, 2b nebeneinander
liegen und die dritte und vierte Hauptflächen 7a, 8a voneinander
abgewandt sind. Der so erhaltene Matratzenkern 1 hat in
der vorliegenden Ausführung
auf der Höhe
der Kopf- und Fußenden
eine größere Dicke
als auf der Höhe
des Hüftteils.
Im Allgemeinen wird in der Praxis gerade auf der Höhe des Hüftteils
eine größere Dicke
gewünscht.
Die Abbildungen dienen jedoch nur zur Illustration einer Ausführung der
Erfindung und sollten absolut nicht einschränkend erklärt werden. Selbstverständlich liegen
auch die Ausführungen,
in denen der Hüftteil
eine größere Dicke
aufweist, als die Kopf- und Fußenden,
innerhalb des Zwecks der Erfindung.
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Um
eine noch weiter verbesserte Belüftung zu
erreichen, können
einer beliebigen Stelle des Herstellungsverfahrens Kanäle 9,
die sich hauptsächlich lotrecht
zu den Hauptflächen 2a, 2b, 7a, 8a ausstrecken
und in die erwähnten
Aussparungen 3, 3' münden, angebracht
werden. Solche Kanäle 9 sorgen
für eine
optimale Belüftung
und eine eigentlich atmende Matratze. Die Kanäle 9 können in
jeder Phase des Herstellungsverfahrens angebracht werden, d. h.
vor dem ersten Herstellungsschritt, zwischen dem ersten und dem
zweiten Herstellungsschritt, zwischen dem zweiten und dem dritten
Herstellungsschritt und nach dem dritten Herstellungsschritt.
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Eine
besonders einfache Einrichtung, durch die das Verfahren ausgeführt werden
kann, ist in den 5 und 6 dargestellt. Die Verformungselemente darin
sind als rotierende Rollen 4, 5 konstruiert, die auf
der externen Mantelfläche
mit einem Noppenprofil 4a, 5a versehen sind. Das
Schneidelement 6, durch das der Schaumblock 2 in
zwei Blockhälften 7, 8 getrennt
wird, ist eine schlanke Konstruktion und hat eine Länge, die
mindestens der Breite des Schaumblocks 2 entspricht. Das
Schneidelement 6 streckt sich mit einer Hauptlängsachse
parallel zu den Rotationsachsen der Rollen 4, 5 aus
und ist zwischen den beiden Rollen 4, 5 montiert.
Das Schneidelement kann zum Beispiel ein glühender Metalldraht oder ein
Messer sein. Solche Schneidelemente an sich sind aus der Praxis
bekannt. In 6 ist eine Querschnittsansicht
dargestellt, wobei ein Schaumblock 2, der auf beiden Hauptflächen 2a, 2b mit
Aussparungen 3, 3' versehen
ist, dazu bereit ist, zwischen den beiden Rollen durchgeschoben
zu werden.
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In
der vorliegenden Ausführung
sind die Aussparungen 3, 3' als Rillen ausgeführt, die
sich in die Querrichtung des Kerns 1 ausstrecken. Eine
Variation der Amplitude des Noppenprofils des Kerns, der hergestellt
werden soll, mit den so angefertigten Aussparungen 3, 3', ist nur in
die Längsrichtung
der Matratze möglich.
Wenn die Dicke der Matratze in zwei Richtungen variiert werden sollte,
kann im zweiten Herstellungsschritt bei der Durchführung des Schaumblocks 2 zwischen
den beiden Profilrollen 4, 5 auf und/oder unter
dem Schaumblock ein flexibler Materialteil mitgeführt werden,
sodass zumindest lokal eine stärkere
Kompression des Schaumblocks 2 erreicht wird. Ein solcher
flexibler Materialteil wird im Allgemeinen durch eine Platte aus
Schaumstoff oder Schaumgummi gebildet werden. So, zum Beispiel durch
den Einsatz einer Platte aus Schaummaterial, die eine geringere
Dicke hat als der Matratzenkern, der hergestellt werden soll, kann
auf der Höhe
der Hüften,
mit Ausnahme der Bereiche am Rand von Kern 1, eine größere Dicke
erreicht werden.
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Die
Verbindung der Blockhälften
miteinander im dritten Herstellungsschritt kann durch Leim erzielt werden.
Die Verbindung kann allerdings auch durch einfaches Aufeinanderlegen
der Matratzenhälften, wobei
die erste und zweite Hauptflächen 2a, 2b einander
zugewandt sind, und anschließendes
Umhüllen
des so entstandenen Kerns mit einem Inlett erreicht werden. Das
Inlett sorgt dann dafür,
dass beide Matratzenhälften 7, 8 nicht
voneinander verschoben werden.
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Aus
der obigen Beschreibung geht hervor, dass die Höhe der Noppen auf den Blockhälften zumindest
teilweise durch die Aussparungen bestimmt wird, die vor dem Schneiden
des Schaumblocks in den Hauptflächen
dieses Blocks angebracht werden. Als Alternative können nach
dem Schneiden des Schaumblocks weitere Aussparungen angebracht werden.
Diese Aussparungen haben dann selbstverständlich keinen weiteren Einfluss
auf die Noppenhöhe
und dienen daher ausschließlich
der Belüftung
der Matratze oder um eventuell mit einem anderen Schaummaterial
gefüllt
zu werden, oder für
Lufttaschen und Ähnliches,
um die Eigenschaften der Matratze lokal zu verändern. Die Größe, Tiefe
und/oder der Abstand der Aussparungen, die im ersten Herstellungsschritt
angebracht werden, zueinander können
so hauptsächlich
als eine Funktion der gewünschten
Variation der Noppenhöhe
bestimmt werden.
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Für einen
Schaumblock mit einer Dicke von 10 bis 20 cm können im Verfahren nach der
Erfindung insbesondere die folgenden Parameter ausgewählt oder
erzielt werden:
- – Breite der rillenförmigen Aussparungen
in der ersten und/oder zweiten Hauptfläche: 10 bis 50 mm, vorzugsweise
15 bis 20 mm.
- – Tiefe
der rillenförmigen
Aussparungen in der ersten und/oder zweiten Hauptfläche: 10
bis 40 mm, vorzugsweise 20 bis 30 mm.
- – Noppenhöhe (Tal
bis Spitze) auf der dritten und/oder vierten Hauptfläche: 10
bis 60 mm, vorzugsweise 10 bis 25 mm.
- – Das
Verhältnis
zwischen Noppenhöhe
und Matratzendicke (= Dicke des Schaumblocks) kann zwischen 1/20
und 1/2 und vorzugsweise 1/15 und 1/5 variieren.
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Die
Beziehung zwischen den Aussparungen und der Noppenhöhe hängt von
verschiedenen Parametern ab, einschließlich Druck auf den genoppten Rollen,
Geschwindigkeit, Dichte und Härte
des verwendeten Schaummaterials und Ähnliches. Für eine typische Polyurethan-„high resilient"-Schaumqualität für Matratzen,
mit einem ILD 40% (indentation load deflection) Wert von 110 gemäß der Norm
ISO 2439B, wurden, für
einen Schaumblock mit einer Dicke von 14 cm und einem Abstand zwischen
den rillenförmigen
Aussparungen von 80 mm, mit Rollen mit einem Außendurchmesser (Ende der Noppen) von
26 cm, einer Noppenhöhe
von 8 cm auf den Rollen und einem Abstand von 30 cm zwischen den
Achsen der Rollen, als Funktion der Tiefe der Aussparungen die folgenden
Noppenhöhen
auf den Schaumblockhälften
erreicht:
- – 10
mm tiefe Aussparungen: Noppenhöhe
von etwa 5 mm;
- – 15
mm tiefe Aussparungen: Noppenhöhe
von 10 bis 12 mm;
- – 20
mm tiefe Aussparungen: Noppenhöhe
von 15 bis 20 mm;
- – 25
mm tiefe Aussparungen: Noppenhöhe
von 20 bis 25 mm.