EP1815770B1

EP1815770B1 - Wassermatratze

Info

Publication number: EP1815770B1
Application number: EP06023497A
Authority: EP
Inventors: Josef Dolezel
Original assignee: TREAT GmbH
Current assignee: TREAT GMBH
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-11-11
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2026-11-11
Also published as: EP1815770A1; CZ200663A3

Description

Bereich der Technik

Die Erfindung betrifft die Wassermatratze mit einer vervollkommneten Konstruktionslösung mit den optimalisierten Nutzeigenschaften.

Stand der Technik

Im Vergleich mit klassischen Matratzen hat die Wassermatratze die Wasserfiillung, welche das Herunterdrücken der oberen Fläche der Matratze mit einem minimalen Druck ermöglicht. Der Wert dieses Druckes gleicht am Anfang des Herunterdrückens der Null, steigt mit der Tiefe des Eintauchens (Hineindrückens) des Körpers in die Wassermatratze und die Höhe des Druckes ist vom Körpergewicht durch den Unterschied der Tiefe des Herunterdrückens und der Dichte des Wassers gegeben.
Die obere Fläche der herkömmlichen Wassermatratzen bildet eine flexible Membrane - meistens eine Polyvinilchloridfolie, welche sich sehr gut nach den Konturen des menschlichen Körpers formt. Beim Liegen auf der Wassermatratze wird der Körper von einem Druck gestützt, welcher auf der ganzen Fläche des Körpers fast konstant ist. Die Unterschiede des Druckes sind nur sehr gering, z.B. beim Liegen auf dem Rücken oder auf dem Bauch im Wert bis 15 Pa (100 mm der Wassersäule).
Diese gleichmässige Verteilung des Druckes ist der Hauptvorteil der Wassermatratze im Vergleich mit klassischen Matratzen und das Prinzip, welcher zur Entwicklung, Einführung und Verbreitung der Wassermatratzen geführt hat. Jede klassische Matratze ist nämlich mit Material gefüllt, welches einen grösseren oder geringeren Widerstand gegen das Herunterdrücken hat. Man benutzt z.B. Metallfedern, Kokosmatten, Schaumstoff- oder Latexfüllungen oder Luft. Die Luftmatratze muss aber mit einem hohen Druck gefüllt werden, damit sie bei der Belastung nicht bis auf den Grund heruntergedrückt wird. Beim Liegen auf den klassischen Matratzen werden dann nur bestimmte Körperteile gestützt. Auf diesen konzentriert sich das Gewicht des ganzen Körpers und die Körperteile werden durch einen mehrfachen Druck belastet. Beim Liegen drucken sie sich nach einer bestimmten Zeit ab und fangen an zu schmerzen und es ist das Entlasten notwendig - Veränderungen der Körperlage und Umdrehen - nach den Ergebnissen der Forschung bis 80x pro Nacht.
Die Wassermatratzen bestanden am Anfang ihrer Entwicklung nur von einem Aussenmantel, welcher von einer elastischen Membrane und einem Füllventil gebildet wurde. Deren Nachteil war aber, dass nach dem Hinlegen und bei der Veränderung der Lage des Liegenden begann die Wasserfüllung zu schwanken und schwingte noch eine längere Zeit. Konstruktionsverbesserte Matratzen wurden deswegen mit Dämpfzylindern mit Öffnungen ausgestattet, welche in der Regel aus demselben Material wie der Aussenmantel der Wassermatratze angefertigt wurden. Diese Zylinder, welche zum Boden befestigt waren, haben das Schwingen der Wassermatratze gedämpft.
Der weitere Nachteil der älteren Typen der Wassermatratzen war die ungerade Lage des Körpers beim Liegen auf diesen. Die schwereren Teile tauchten tiefer, der Körper war gebogen und vor allem beim Liegen auf der Seite kam es zu einer unerwünschten Biegung der Wirbelsäule.
Die jetzigen Konstruktionstypen der Wassermatratzen haben binnen vom Aussenmantel eine Füllung, welche das Schwingen des Wassers dämpft und stützt den Körper gleichmässig in der ganzen Fläche oder stärker im Lendenbereich, wo sich der Schwerpunkt des Körpers befindet und so wird die deformierte Lage der Wirbelsäeule ausgeglichen. Die Füllung der Wassermatratze bildet heutzutage in der Regel ein Textilvlies, Platten aus Schaumstoff, Kunststoffspiralen oder Wellenwalzen. Weiter auch Platten oder Granulate vom Schaumstoff, welche eine geschlossene Zellenstruktur haben können. Diese Materialien, bzw. Kombinationen ihrer verschiedener Zusammensetzung und verschiedener Stärke bilden dann die Füllungen der Wassermatratzen, welche wirksam das Wasserschwingen dämpfen und stützen den Körper so, damit er in gerader, anatomisch richtiger Lage liegt.
Auch so optimalisierte Füllungen der herkömmlichen Typen der Wassermatratzen haben aber einen weiteren Nachteil - sie lösen nicht das schwierige Umdrehen des Körpers auf der Wassermatratze. Auch wenn infolge der gleichmässigen Verteilung des Druckes auf der Wassermatratze und der Eliminierung der Druckpunkte ist das Bedürfnis des Umdrehens wesentlich weniger oft als bei den klassischen Matratzen, ist die Anhebung des Körpers und sein Umdrehen, wenn es dazu kommen soll, auf der bisherigen Wassermatratze schwieriger als auf einer klassischen Matratze.
Flächenmaterial (Textilvlies), welches als Füllung der Wassermatratze benutzt wird, kann auch vom geringen Druck zusammengedrückt werden und man kann ihn in der Regel auf einen kleineren Wert als 15 Prozent der ursprünglichen Stärke zusammendrücken. Wobei der Verlauf der Kurve des Zusammendrückens des Textilvlieses in der Abhängigkeit vom Druck ist meistens linear im wesentlichen Teil des Intervalls des Zusammendrückens. So ein Textilvlies wird auf einen Bruchteil der ursprünglichen Stärke auch mit einem niedrigen Druck heruntergedrückt, dieser ermöglicht aber nicht eine wirksame Kraft fürs Anheben und für die Veränderung der Körperlage auf der Matratze zu entwickeln.
Gewisse Verbesserung dieses Standes bringen die Füllungen der Wassermatratzen mit Spiralen- oder Wellenwalzenfedern, beschrieben in den Patentschriften USA Nr. 4.245.363 , 5.159.725 und 5.253.377 . Diese Füllungen haben die Widerstandsfähigkeit gegen das Zusammendrücken, welche zur Anhebung und Veränderung der Körperlage auf der Matratze ausreicht. Der Verlauf des Zusammendrückens der Füllung in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck ist fast linear.
In den Stellen, wo die Federn in eine grössere Tiefe zusammengedrückt werden müssen, damit eine ausgeglichene anatomische Körperlage erreicht wird, muss man aber einen grösseren spezifischer Druck entwickeln. Damit ist dann aber der Grundeffekt der Wassermatratze begrenzt - die gleichmässige Verteilung des Druckes auf der ganzen Oberfläche des Körpers ohne Bezug auf die Tiefe des Eintauchens in die Wassermatratze und die Tiefe des Zusammendrückens der Füllung.
Druckschriften US-A-4 532 662 , US-A-4 905 331 und CH-A-688 502 offenbaren Wassermatratzen mit einer Innenfüllung aus federndem Schaummaterial.

Bestand der Erfindung

Die oben angeführten Mängel der bekannten Konstruktionslösungen der Wassermatratzen beseitigt im wesentlichen Masse die Wassermatratze der vervollkommneten Konstruktionslösung mit den optimalisierten Nutzeigenschaften laut der Erfindung. Der Bestand der Erfindung steckt darin, dass die Wassermatratze eine Füllung beinhaltet, welche aus einer Platte vom federnden Schaummaterial besteht, welches den Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischer Druck durch drei verschiedene Zonen charakterisiert hat. In der ersten Zone, welche das Intervall des spezifischer Druckes bezieht, welcher niedriger als das Körpergewicht, bezogen auf die Fläche der Matratze beim Liegen, ist, hat dieser Verlauf einen Charakter eines allmählichen Anlaufes und der Wert des Zusammendrückens der Füllung ist kleiner als 10 Prozent ihrer ursprünglichen Stärke. In der zweiten Zone, welche das Intervall des spezifischer Druckes bezieht, welcher sich dem Körpergewicht, bezogen auf die Fläche der beim Liegen belasteten Matratze, nähert, hat dieser Verlauf eine stark steigende Tendenz und der Wert des Zusammendrückens der Platte liegt zwischen 10 - 60 Prozent der ursprünglichen Stärke. In der dritten Zone, welche das Intervall des spezifischer Druckes bezieht, welcher grösser als das Körpergewicht, bezogen auf die Fläche der beim Liegen belasteten Matratze, ist, hat die Kurve einen flachen Verlauf und der Wert des Zusammendrückens der Platte ist höher als 60 Prozent ihrer ursprünglichen Stärke.
Die vorgeschlagene Lösung der Füllung der Wassermatratze kann mit einer Platte vom federnden Schaumstoff realisiert werden, mit dem Vorteil des Schaumpolyurethanes in der ganzen Fläche der Wassermatratze.
Mit dem Vorteil kann man die Platte auch in vertikale Zylinder formen, welche die Wirkung der Kunststofffedern mit erhöhter Wasserdurchlässigkeit durch die Struktur des Materials haben. Für die Füllung der Matratze ist es möglich, das Schaumpolyurethan so zu wählen, dass das Intervall des Zusammendrückens in der zweiten Zone mit dem spezifischer Druck beim Liegen auf der Matratze korrespondiert. In der Praxis kann man die Auswahl eines geeigneten Typs des Schaumpolyurethanes für das verschiedene Körpergewicht des Anwenders empfehlen. Die Füllung der Matratze kann man durch die Kombination der Platte vom Schaumpolyurethan in Kunststofffedern geformt mit Textilvlies schaffen.
Der Hauptvorteil der Lösung laut der Erfindung ist das, dass die Füllung der Matratze den Körper in der ganzen Fläche durch einen gleichmässigen Druck bei verschiedener Tiefe des Eintauchens und Beibehaltung der ausgeglichenen anatomischen Körperlage stützt. Gleichzeitig diese Füllung ermöglicht einen nachträglichen erhöhten Druck auf die Wassermatratze, welchen man für die Entwicklung der Kraft braucht, welche notwendig zur Anhebung und zum Umdrehen des Körpers auf der Matratze ist. Den Typ der Füllung kann man dabei so wählen, dass er dem Körpergewicht des Anwenders der Wassermatratze entspricht und dies im ganzen Bereich der Erwachsenen und der Kinder.
Die Füllung kann mit Textilvlies von verschiedener Stärke der Schicht kombiniert werden, welches das Dämpfen der Wasserschwingung in der Matratze im geforderten Zeitintervall ermöglicht.
Der weitere Vorteil zum Unterschied von den bekannten Kunststoffspiralen- oder Wellenwalzenfedern ist die Benutzung vom weichen Füllmaterial, welches nicht das Beschädigen des Mantels der Wassermatratze verursachen kann.

Übersicht der Bilder auf den Zeichnungen

Zur näheren Klärung des Bestandes der Erfindung dienen die beigelegten Zeichnungen, wo dargestellt wird:

Abb. 1 - Diagramm des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck HDPE der Wellenwalze
Abb. 2 - Diagramm des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck des Vlieses
PES 1
Abb. 3 - Diagramm des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck des Vlieses
PES 2
Abb. 4 - Diagramm des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck der Füllung PUR 1
Abb. 5 - Diagramm des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck der Füllung PUR 2
Abb. 6 - Diagramm des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck der Füllung PUR 3
Abb. 7 - Diagramm des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck der Füllung PUR 4
Abb. 8 - Diagramm des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck der Füllung PUR 5

Beispiele der Durchführung der Erfindung

Beispiel 1

Die Wassermatratze in der beispielhaften Durchführung hat den Aussenmantel von der elastischen formbaren Membrane und die Innenfiillung für die Begrenzung der Wasserschwingung und Stützung des Körpers.
Diese Füllung ist von einer Platte vom Schaumpolyurethan - Typ PUR 1 gebildet, welches den Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck durch drei verschiedene Zonen laut Abb. 4 charakterisiert hat.
Die erste Zone beinhaltet das Intervall des niedrigeren spezifischen Druckes als das Körpergewicht des Liegenden bezogen auf die Fläche der Matratze beim Liegen. Der Verlauf des Zusammendrückens ist charakteristisch durch einen allmählichen Anlauf, das Zusammendrücken ist niedriger als 10 Prozent der ursprünglichen Stärke und für den Typ PUR 1 beinhaltet die Belastung 0 - 24 g/cm2.
Die zweite Zone beinhaltet das Intervall des spezifischer Druckes, welcher gleicht dem Körpergewicht des Liegenden bezogen auf die Fläche der Matratze, welche beim Liegen belastet wird. Der Verlauf des Zusammendrückens ist charakteristisch durch eine steile Steigung, das Zusammendrücken ist im Intervall 10 - 60 Prozent der ursprünglichen Stärke und für den Typ PUR 1 beinhaltet die Belastung 24 - 42 g/cm2. In diesem Intervall kommt es zum Zusammendrücken der PUR - Platte in verschiedene Tiefe laut der Form des liegenden Körpers. Der Unterschied der Tiefe des Herunterdrückens ist z.B. beim Liegen auf dem Rücken typisch zwischen dem Becken (tiefe Herunterdrückung) und dem Lendenbereich (kleine Herunterdrückung). Die PUR - Platte wird so zusammengedrückt und geformt in eine Kurve, welche die Oberfläche des liegenden Körpers kopiert und stützt den Körper in der ganzen Fläche mit einer Kraft, welche gleicht der spezifischen Belastung der Matratze durch das Gewicht des entsprechenden Körperteiles. (Dies schwankt und ist höher unter dem Becken und den Lenden als z.B. unter den Beinen).
Die spezifische Belastung der Matratze ist anders für jede Person, die die Wassermatratze benutzt. Deswegen hat man den Index des Körpergewichtes eingeführt, welcher als Teilwert des Körpergewichtes zu der Körperhöhe ausgedrückt wird. Für einen verschiedenen Index des Körpergewichtes wird ein verschiedener Typ des PUR benutzt, wo die zweite Zone - Intervall 10-60 Prozent des Zusammendrückens der ursprünglichen Stärke der PUR - Platte miteinbezieht das Intervall des spezifischer Druckes des auf der Wassermatratze liegenden Körpers.
Die dritte Zone beinhaltet das Intervall des spezifischen Druckes, der höher ist als das Körpergewicht bezogen auf die Fläche der Matratze, welche beim Liegen belastet ist. Der Wert des Zusammendrückens der PUR - Platte in diesem Intervall ist höher als 60 Prozent ihrer ursprünglichen Stärke und für den Typ PUR 1 beinhaltet die Belastung 42 - 150 g/cm2 im Messbereich. Im weiteren Verlauf, welcher nicht in dem Diagramm beinhaltet ist, kommt es zum minimalen Zusammendrücken der PUR - Platte bei der höheren Belastung. In dieser Zone kommt es zur Belastung der PUR - Platte durch eine hohe Kraft, welche man zur Anhebung des Körpers auf der Matratze braucht.
Die PUR - Platte ändert dabei in der dritten Zone nicht ihre Stärke um einen wesentlichen Wert und bildet so eine feste Stütze für ein bequemes Anheben und Umdrehen auf der Wassermatratze.
Die Optimalisierung der Nutzeigenschaften der Wassermatratze laut der Erfindung ist deutlich vom Vergleich des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischer Druck der benutzten Füllung, welche von einer Platte aus dem Schaumpolyurethan - Typ PUR 1 (Siehe Abb. 4) gebildet ist und des Verlaufes des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischer Druck von der HDPE - Wellenwalze (Siehe Abb. 1) - bis jetzt die bestens gelösten Füllungen der Wassermatratzen - Lösung laut Patente USA Nr. 4.245.363 , 5.159.725 und 5.253.377 (siehe die Abhandlung vom bisherigen Stand der Technik).
Auch von den Bildern 2 und 3, welche den Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischer Druck bei zwei verschiedenen Typen des Polyestervlieses - PES 1, bzw. PES 2 darstellen, ist es deutlich, dass das Polyestervlies selbst nicht eine optimale Füllung der Wassermatratze sein kann. Es kann aber mit Erfolg mit der oben beschriebenen Füllung kombiniert werden auf der Basis der Platte vom Schaumpolyurethan - in der Beispielausfiihrung vom Typ PUR 1.

Beispiel 2

Die Wassermatratze in der beispielhaften Ausführung hat den Aussenmantel von der elastischen formbaren Membrane und die Innenfüllung für die Begrenzung der Schwingung des Wassers und Stützung des Körpers. Diese Füllung ist von einer Platte vom Schaumpolyurethan - Typ PUR 2 gebildet, welches den Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck durch drei verschiedene Zonen laut Abb. 5 charakterisiert hat.
Die oben angeführte Füllung kann wieder mit dem Polyestervlies - PES 1 oder PES 2 mit dem Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck laut Abb. 2, bzw. Abb. 3 kombiniert werden.
Diese Füllung mit der Gesamtflächenplatte PUR ist für die Belastung der Matratze durch den spezifischer Druck 27-55 g/cm2 oder mit einer PUR - Platte geeignet, welche in Vertikalzylinder für die Belastung 18-36 g/cm2 geformt ist.

Beispiel 3

Die Wassermatratze in der beispielhaften Ausführung hat den Aussenmantel von der elastischen formbaren Membrane und die Innenfiillung für die Begrenzung der Schwingung des Wassers und Stützung des Körpers. Diese Füllung ist von einer Platte vom Schaumpolyurethan - Typ PUR 3 gebildet, welches den Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck durch drei verschiedene Zonen laut Abb. 6 charakterisiert hat.
Die oben angeführte Füllung kann wieder mit dem Polyestervlies - PES 1 oder PES 2 mit dem Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck laut Abb.2, bzw. Abb. 3 kombiniert werden.
Diese Füllung mit der Gesamtflächenplatte PUR ist für die Belastung der Matratze durch den spezifischer Druck 38 - 56 g/cm2 oder mit einer PUR - Platte geeignet, welche in Vertikalzylinder für die Belastung von 25 - 37 g/cm2 geformt ist.

Beispiel 4

Die Wassermatratze in der beispielhaften Ausführung hat den Aussenmantel von der elastischen formbaren Membrane und die Innenfiillung für die Begrenzung der Schwingung des Wassers und Stützung des Körpers. Diese Füllung ist von einer Platte vom Schaumpolyurethan - Typ PUR 4 gebildet , welches den Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischer Druck durch drei verschiedene Zonen laut Abb. 7 charakterisiert hat.
Die oben angeführte Füllung kann wieder mit dem Polyestervlies - PES 1 oder PES 2 mit dem Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck laut Abb. 2, bzw. Abb. 3 kombiniert werden.
Diese Füllung mit der Gesamtflächenplatte PUR ist für die Belastung der Matratze durch den spezifischer Druck 51-74 g/cm2 oder mit einer PUR - Platte geeignet, welche in Vertikalzylinder für die Belastung von 34 - 49 g/cm2 geformt ist.

Beispiel 5

Die Wassermatratze in der beispielhaften Ausführung hat den Aussenmantel von der elastischen formbaren Membrane und die Innenfüllung für die Begrenzung der Schwingung des Wassers und Stützung des Körpers. Diese Füllung ist von einer Platte vom Schaumpolyurethan - Typ PUR 5 gebildet, welches den Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck durch drei verschiedene Zonen laut Abb. 8 charakterisiert hat.
Die oben angeführte Füllung kann wieder mit dem Polyestervlies PES - 1 oder PES 2 mit dem Verlauf des Zusammendrückens in der Abhängigkeit vom spezifischen Druck laut Abb. 2, bzw. Abb. 3 kombiniert werden.
Diese Füllung mit der Gesamtflächenplatte PUR ist für die Belastung der Matratze durch den spezifischer Druck 53 - 105 g/cm2 oder mit einer PUR - Platte geeignet, welche in Vertikalzylinder für die Belastung von 35-69 g/cm2 geformt ist.

Claims

Wassermatratze, mit einem Aussenmantel aus einer elastischen formbaren Membran und mit einer Innenfüllung zur Begrenzung des Schwingens des Wassers und zur Stützung des Körpers, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfüllung von einer Platte aus federndem Schaumpolyurethan gebildet ist, welche bei Belastung durch das Körpergewicht einer liegenden Person hinsichtlich des Verlaufs des Zusammendrückens in Abhängigkeit vom spezifischen Druck drei verschiedene Zonen aufweist, wobei der Verlauf des Zusammendrückens der Innenfüllung in Abhängigkeit vom spezifischen Druck durch eine Kurve in S-Form beschrieben wird, wobei diese S-Kurve in der ersten und in der dritten Zone eine Steigung niedriger als 1 hat, und wobei diese S-Kurve in der zweiten Zone eine Steigung höher als 1 hat, wobei bei einer Belastung von 0-24g/cm2 dieser Verlauf den Charakter eines allmählichen Anstiegs hat und der Wert des Zusammendrückens der Platte kleiner ist als 10 Prozent ihrer ursprünglichen Stärke, wobei bei einer Belastung von 24-42 g/cm2 dieser Verlauf den Charakter eines steilen Anstiegs hat und der Wert des Zusammendrückens der Platte 10-60 Prozent ihrer ursprünglichen Stärke ist, und wobei bei einer Belastung von 42-150 g/cm2 dieser Verlauf den Charakter eines flachen Verlaufs hat und der Wert des Zusammendrückens der Platte höher ist als 60 Prozent ihrer ursprünglichen Stärke.
Wassermatratze nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfüllung von einer in die Form von Vertikalzylindern geformten Platte gebildet ist.
Wassermatratze nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfüllung von einer mit anderen Füllungsmaterialien kombinierten Platte gebildet ist, insbesondere Vlies aus Textilfasern oder eine Schaumstofffüllung mit geschlossener Struktur,
Wassermatratze nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfüllung von einer in die Form von Vertikalzylindern geformten Platte gebildet ist, welche mit anderen Füllungsmaterialien wie Vlies aus Textilfasern oder Schaurnstofffüllung mit geschlossener Struktur kombiniert ist.