ES2393380B1 - Muelle para amortiguación direccionable. - Google Patents

Abstract

Muelle para amortiguación direccionable.#El muelle está previsto para constituir un medio de amortiguación direccionable, presentando el muelle (1) la particularidad de que sus espiras (2) tienen una especial configuración, que hace que cuando se comprime el muelle, las espiras (2) y la propia espira superior (3) en la que incide la fuerza de empuje, además de sufrir un desplazamiento vertical, sufren igualmente un desplazamiento transversal hacia un lado, dependiendo de la orientación de las espiras (2), lo que da lugar a que se produzca una amortiguación direccionable de la fuerza ejercida en el cuerpo en el que estén aplicados los muelles (1), como puede ser un colchón (5), un asiento, almohada, cojín, etc.

Description

MUELLE PARA AMORTIGUACiÓN DIRECCIONABLE

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente invención se refiere a un muelle para amortiguación direccionable, presentando la particularidad de ser un muelle provisto de una especial configuración de sus espiras, de manera que en la compresión del muelle ante una fuerza incidente, proporciona una respuesta que no es únicamente en sentido opuesto a la incidente, sino que la fuerza de reacción se descompone en una opuesta y otra perpendicular a la incidente, de manera que al comprimir el muelle existirá un desplazamiento en sentido transversal a la fuerza de compresión. con lo que se consigue una amortiguación direccionable.

El objeto de la invención es conseguir que cuerpos tales como colchones, almohadas, cojines, asientos y similares, en los que es aplicable el tipo de muelle de la invención, ofrezcan una amortiguación direccionable que de lugar a un suave estiramiento de la persona que se tumba sobre el propio colchón o que apoya su cuerpo o espalda sobre el respaldo de un asiento, al generarse en dicha amortiguación, una descomposición de las fuerzas en una de sentido contrario a la fuerza incidente y otra en sentido transversal, que proporciona un mayor confort y un suave estiramiento en la zona deseada.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

Como es sabido. la amortiguación que proporciona un cuerpo, y que puede corresponder a un cokhón, a un asiento, un cojín, una almohada,

etc., se efectúa por presión y sin d"svio, con lo que el efecto de amortiguación es limitado y dependerá lógicamente de la densidad del cuerpo correspondiente.

No obstante, en la Patente de Invención número 200801948, se describe un cuerpo con sistema de amortiguación direccionable basado en que independientemente del material y mayor o menor densidad en que esté constituido el cuerpo, el mismo está afectado de una serie de huecos o alojamientos con disposición inclinada, con unas u otras configuraciones, de manera que aplicado, por ejemplo, a un colchón, a una almohada, o a cualquier zona de un elemento d(~ descanso, se consigue una amortiguación direccionable.

Igualmente, en la Patel!lte 200801947, se describe un sistema de amortiguación direccionable, basado en este caso en que el cuerpo, que puede constituir un asiento, un colchón, etc., presenta dos partes diferenciables y dotadas de entrantes y salientes que se interrelacionan alternativamente, con densidades distintas, y con una disposición inclinada, permitiendo desviar la trayectoria de la fuerza que se aplica cuando el usuario descansa sobre el cuerpo, ya sea un colchón, un asiento, etc, para conseguir con ello un óptimo efecto de amortiguación.

El problema que presentan estas soluciones es que, en el primer

caso señalado, el cuerpo constitutivo del sistema de amortiguación debe estar dotado de unos alojamientos inclinados, por lo que es necesario recurrir a costosas técnicas especializadas ele fabricación para poder llevar a cabo la realización de esos alojamientos o huecos, y en el segundo caso, el cuerpo deberá estar constituido por dos elementos, con zonas de distinta densidad

que se interrelacionan alternativamente entre si, combinando inclinaciones y

secciones adecuadas de una parte con respecto a las de la otra, lo que también

se complica su fabricación, resultando una solución compleja de ejecución.

Además, el presente sistema basado en muelles proporciona una durabilidad muy superior a los p .. ,citados sistemas, basados en el empleo de materiales de una vida útil inferior.

DESCRIPCIÓN DE LA INVEN'CIÓN

El muelle para amortiguación direccionable que se preconiza ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, basándose en que cuando se trate, por ejemplo, de un colchón o incluso de un asiento, los clásicos y convencionales muelles que incluyen este tipo de objetos, en lugar de ser muelles c:onvencionales, serán muelles provistos de una especial configuración de sus espiras, que podrán presentar un tramo o brazo de menor longitud que el o'lro tramo o brazo de la misma espira, y en los cuales los ángulos que form.m los brazos de las espiras con el plano horizontal de referencia serán variables, de manera que en un colchón, asiento

o similar, bastará con situar muelles con estas espiras modificadas en lugar de situar muelles de espiras tradicionales, con lo que el costo económico es mínimo, puesto que no requiere ninguna caracteristica especial el cuerpo en el que se aplique, sino únicamente situar uno u otro tipo de muelle, como se ha dicho con anterioridad,

Las espiras del muelle de la invención han sido adecuadamente modificadas en su configuración de manera que la forma que éstas tendrán en una vista de perfil será parecida a una "Z", frente a una configuración más similar a una "8" en los muelles convencionales, de manera que al comprimir el muelle existirá un desplazamiento y una fuerza en sentido transversal a la fuerza de compresión, permaneci',ndo fija la espira inferior, es decir la del

"

extremo opuesto al que se ejerce la presión sobre el mismo, mientras que la espira superior, es decir sobre la que se ejerce la presión, se irá desplazando en sentido transversal hasta su posidón final.

5 lO

El desplazamiento de las espiras en sentido transversal dependerá de la disposición del punto interm"dio y asimétrico, que queda a un lado o a otro de la espira completa, de manera que si queda a un lado el desplazamiento será en un sentido, y si queda al lado opuesto el desplazamiento será en sentido contrario, con lo que disponiendo muelles con un tipo u otro de desplazamiento se producirán amortiguaciones diferentes en, por ejemplo, un colchón, con las consiguientes ventajas que de ello se derivan.

15 20

Evidentemente, el muelle puede estar constituido en cualquier tipo de material apropiado, preferentemente será alámbrico, pero sin descartar otros materiales, pudiendo tener una u otra configuración, ser muelle cilíndrico, cónico. bicónico, ensacaldo, etc., y presentar un número de espiras variable, así como ser también variable el grosor y diámetro de las espiras, grados de inclinación de los brazos o tramos, siempre de acuerdo con la rigidez, flexibilidad, fuerza, amortiguación y desplazamiento que se pretendan.

25

Cabe destacar igualmente el hecho de que las espiras en un mismo muelle pueden ser todas ellas iguales o incluso ser diferentes, de manera que en cualquier caso cuando se aplica una fuerza sobre el muelle se consigue amortiguar y desviar la trayectoria de la fuerza.

30

En la aplicación de un colchón de muelles según la invención, podrá haber conjuntos de muelles que generen una fuerza y desplazamiento hacia un lado y conjuntos que lo generen hacia el contrario, como se deCÍa

con anterioridad, siempre con el objetivo de conseguir el efecto deseado, que en el caso de un colchón uno de los objetivos es obtener un suave

estiramiento del cuerpo del usuario, ya que se genera una suave tracción que

favorece la descompresión vertebral durante el tiempo de descanso.

Opcionalmente, la estructuración descrita podria complementarse con sectores en los que se estableciesen muelles convencionales u otros elementos o materiales amortiguadores igualmente convencionales (espumas, etc.). En definitiva, en función del objetivo que se persiga, se podrán hacer combinaciones diferentes de muelles modificados según el objeto de la presente invención o convencionales, o combinaciones de ambos, en cualquier parte del colchón o asiento, jugándose a su vez con zonas no provistas de muelles sino simplemente zonas macizas de cualquier material apto para soportar los esfuerzos, taJes como espumas, látex, etc.

En el caso de aplicarse a un asiento, se conseguirá un mayor ajuste de la espalda del usuario al respaldo del asiento, generando en la zona de la espalda un suave estiramiento en sentido ascendente, y en la zona de la base del asiento un ajuste del cuerpo hacia el respaldo.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBU,JOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las caracteristicas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompafia como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.-Muestra una representación de un muelle para amortiguación direccionable realizado de acuerdo con el objeto de la invención, en situación de reposo, viéndose como las espiras definen configuraciones similares a una "2:".

La figura 2.-Muestra L1na vista del muelle de la figura anterior en situación comprimida, dejando ver el desplazamiento transversal hacia un lado que sufren las espiras del propio muelle.

La figura 3.-Muestra una aplicación práctica del muelle de la invención en un colchón, en simación de compresión de los muelles, con desplazamiento de las espiras hada un lado u otro, y con una zona central provista de muelles convencionales.

La figura 4.-Muestra otra aplicación práctica del muelle de la invención, en este caso sobre un sillón, ocupado por un usuario que al presionar en su descanso sobre el asiento y respaldo, produce la compresión de los muelles y correspondiente desplazamiento transversal de las espiras.

La figura 5.-Muestra una serie de vistas correspondientes a un análisis cinemático de una espira convencional tipo "S".

La figura 6.-Muestra u:na serie de vistas similares a las de la figura

5, pero correspondientes a una espira tipo '~Z".

La figura 7.-Muestra ,algunas de las diversas configuraciones de espiras posibles de tipo "Z" y el signo de sus desplazamientos.

La figura 8.-Muestra, finalmente, el análisis cinemático comparativo de tres muelles completos a base de espiras tipo "S"

representados superiormente, fr4~nte a otros tres de espiras tipo "Z". representados inferiormente, en diferentes configuraciones cilíndrico, cónico

o bicónico.

REALIZACIÓN PREFERENT1~ DE LA INVENCIÓN

Antes de pasar a realizar la descripción de la fonna de realización referida, conviene aclarar que en tma espira convencional tipo "S", cuando es comprimida verticalmente, se pl~oduce únicamente un desplazamiento en sentido vertical, ocurriendo lo mismo en un muelle con varias espiras.

De fonna más concreta, y tal y como se puede observar en la figura 5, en una espira convencional tipo "S"las distancias UO y DO son iguales, y los puntos U y O están siempre en la misma vertical durante la compresión de la espira, no produdéndose desplazamiento horizontal.

Ahora bien, una espira en "Z" en donde los brazos son desiguales,

cuando se produce una compresión sobre la espira, se produce un

desplazamiento horizontal, además del lógico desplazamiento vertical, de manera que ese desplazamiento podrá realizarse a un lado u otro dependiendo de la orientación de la espira, o.:urriendo lo mismo cuando se trate de un muelle con varias espiras.

De fonna más concreta, de acuerdo con el ejemplo mostrado en la figura 6, en el caso de una espira en "Z", la geometría de la espira no es simétrica, siendo uno de sus brazos más corto que el otro. Este hecho fuerza a que la espira, una vez comprimida, presente un desplazamiento horizontal neto entre los puntos U y O dado por:

1) ~ ± q, 1(1/ cosceu) -1/ cosceo»1

siendo eu y eo los ángulos que fonna con el plano horizontal cada brazo de la espira en reposo y <1> ,,1 diámetro de la circunferencia proyectada de la espira, tal como muestran las figuras 5A y 6A.

El signo en la ecuación anterior es función de la orientación de la

espira.

De fonna convencional podemos tomar la configuración mostrada en la figura 6 como positiva: el punto superior de la espira se desplaza hacia la derecha del punto inferior.

En la figura 7 se muestran las diversas configuraciones de espiras posibles y el signo de sus desplazamientos. En este caso se muestra el comportamiento ante una compresión desde ambos lados de la espira, dejando fijo el plano de referencia horizontal sobre el que se posiciona el punto O. Obsérvese que en la dirección del desplazamiento sólo influye la disposición del triángulo UOD y no el sentido de rotación de la espira. Es importante significar que los extremos de la espira representados en la figura por las letras U y D, no tienen por qué estar necesariamente a lados diferentes del plano de referencia horizontal establecido por el punto O. Seria exactamente válida e igual una configuración de las espiras estando los puntos U y D ambos por encima o por debajo dd plano de referencia horizontal establecido por el punto O.

En el caso del muelle completo, y como consecuencia de lo

expuesto anterionnente la utilización de espiras "Z" producirá un

desplazamiento horizontal entre el extremo superior e inferior del muelle cuyo valor máximo puede deducirse de la ecuación anterior.

La consideración de un muelle cilíndrico, cónico o bicónico, como

los que muestra la figura 8, no cambia lo expresado anterionnente, como se

deduce de dicha figura, si bien los valores del desplazamiento horizontal

serán función de la geometría y número de espiras "Z".

De forma más concreta, si <I>i es el diámetro ( en proyección ) de

cada espira "i" , Y 6ui y eDi los ángulos que fonna dicha espira "in con la

horizontal, el desplazamiento total máximo será igual a :

6 ~ ~ ni <I>i 1(11 cos(9u;) -11 cos(9D;))1

Estando el sumatorio extendido a todas las espIras "Z", El parámetro n; tiene el valor ±l en función de la geometria de la espira "z" según lo mostrado en dicha figura 7,

Pues bien, teniendo presente lo anteriormente expuesto, el muelle de la invención, referenciado en general con el número (1), presenta una pluralidad de espiras (2) modificadas al haberse actuado sobre los ángulos y 9u Y 9Dque forman con el plano horizontal cada brazo de la espira en reposo, dotándola por tanto de lo que hemos denominado como una especial configuración en "Z", y cuyas espiras (2) están comprendidas entre una considerada espira superior (3) y Ulla considerada espira inferior (4), como se representa claramente en las figuras 1y 2,

Esa configuración especial de las espiras (2) da lugar a que cuando se produce una fuerza de compresión sobre el muelle (1), las espiras (2) y por lo tanto la espira superior (3), sufren un desplazamiento transversal hacia uno de los lados, tal y como se representa claramente en la figura 2, Es decir durante la compresión, la espira inferior (4) de las figuras 1 y 2 se mantiene

fija, mientras que la espira superior (3) y sus espiras intermedias (2) se van desplazando en sentido transversal hasta su posición final mostrada en la figura 2. El desplazamiento horizontal vendrá determinado por un valor "o" según se detalla de manera explicativa en la figura 6 y cuya magnitud es matemáticamente determinable "n función de las variables más arriba especificadas.

Si el muelle descrito se aplica, por ejemplo, a un colchón (5) como se representa en la figura 3, y disponiendo zonas de muelles en que las correspondientes espiras se desplacen a uno u otro lado, dependiendo lógicamente de la orientación de las espiras, se consigue una amortiguación y desvío de la trayectoria de la fu"rza, repercutiendo en la persona que este apoyada, en este caso sobre el colchón (5), habiendo sido representada la persona o individuo (6) sobre ese colchón, con lo que los muelles (1) están comprimidos y por tanto desplazadas las espiras en sentido transversal.

De esta forma, en el ejemplo representado en esta figura 3, se integrarian dos grupos de muelles extremos de orientaciones contrarias, de manera que al apoyarse sobre dichas zonas extremas se produzca un desplazamiento en sentido externo, que provoque un suave estiramiento de la espalda y de las piernas del individuo (6).

Tal y como se puede ver en dicha figura 3, los muelles de la invención se pueden complementar con muelles convencionales, como los utilizados en la zona media del colchón, o con otros elementos amortiguadores, como espuma o similar, sin que ello afecte a la esencia de la invención. En el caso concreto de esta figura 3 se ha representado la zona central provista de muelles convencionales, pero podria perfectamente ser una zona sin muelles, fabricada simplemente con cualquiera de los elementos resistentes habitualmente empleados en la fabricación de colchones tales como espumas, látex, etc.

Esa amortiguación y desvio de la trayectoria de la fuerza producida por la compresión, es decir por el peso del individuo descansando (6) sobre el colchón (5), da lugar a un suave estiramiento del cuerpo del individuo, ya que se genera una suave tracción que favorece la descompresión vertebral durante el tiempo de descanso, y ello como consecuencia de que habrá muelles (1) cuya disposición de las espiras ge:nere una fuerza y un desplazamiento hacia un lado y muelles que por la disposición de las espiras generen la fuerza y desplazamiento hacia el lado contrario, y así conseguir el efecto deseado.

Preferentemente, para lograr un mejor direccionamiento de los esfuerzos, los grupos de muelles que se dispongan en una misma dirección irán unidos entre si para que trabajen como un bloque único uniforme.

Cuando se aplica sobre' un sillón o asiento (7), como se representa en la figura 4, y donde ese asienlo o sillón (7) incluye los correspondientes muelles de la invención (1), el individuo (6) que se sienta, cuando apoya sus glúteos sobre la parte de asiento y su espalda sobre el respaldo de dicho sillón (7), se producirá la deformación, es decir la compresión y correspondiente deformación de los muelles (1), desplazándose las espiras de éstos hacia un lado respecto de la espira extrema opuesta a la de apoyo del individuo (6), tal y como se representa en la figura 4, dando lugar a que el cuerpo del individuo

(6) quede perfectamente ajustado al asiento (7) y consiguiendo en definitiva una postura mas ergonómica y relajante, con menor tensión para la espalda, y

todo ello en base a los efectos de ,unortiguación que proporcionan los muelles

(l) en su especial configuración y realización.

El alambre del muelle en cada uno de sus dos extremos puede ir fijo o suelto. Una de las opciones más comunes será que los extremos vayan siempre fijados a los elementos inferior y/o superior de la estructura del colchón pero en el caso de que se trate de muelles "ensacados", es decir, los que van dentro de fundas, podrian no ir fijados a la estructura del colchón ya que las fundas ya van unidas entre sí.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1'.-Muelle (1) para amortiguación direccionable, previsto para su

   aplicación en cuerpos tales como colchones, asientos, cojines o almohadas,

   configurado a partir de una espira superior (3), una espira inferior (4) fija y por un número variable de espiras (2) intennedias caracterizado porque una o más de las espiras (2) del muelle presentan una configuración tal que en la compresión sobre los muelles (1), las espiras (2) sufren un desplazamiento en sentido transversal a la propia fue:rza de compresión, cuyo valor depende de las longitudes de los brazos de la espira UO y OD Y de los ángulos 6u Y 60 que fonnan con el plano horizontal cada brazo de la espira en reposo, estando detenninada la dirección del desplazamiento por la disposición del imaginario triángulo (UOD) que fonnan los dos brazos de la espira.

   2' .-Muelle para amortiguación direccionable, según reivindicación 1, caracterizado porque en situación de reposo, los ángulos 6u Y 60 que fonnan con el plano horizontal los brazos de la espira VO y OD respectivamente son diferentes.

   3'.-Muelle para amortiguación direccionable, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la espira inferior (4) del muelle pennanece fija en la compresión de éste, mientras que las espiras intennedias (2) y la espira superior (3), sobre la que se ejerce la presión, se desplazan transversalmente a uno u otro lado dependiendo de la orientación de las espiras.

   4'.-Muelle para amortiguación direccionable, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el muelle está constituido preferentemente en un material alámbrico, y puede ser de configuración cilíndrica, cónico, ensacado, bicón.ico o similar.

   5'. -Muelle para amortiguación direccionable, según

   reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el número de espiras del

   muelle (1) es variable, siendo igualmente variable su geometría.

   6'.-Muelle para amortiguación direccionable, según reivindicaciones anteriores, caract"rizado porque cuando el muelle (1) forma parte de un grupo de muelles que se dispongan en una misma dirección, los muelles (1) irán unidos entre sí para que trabajen como un bloque único

   10 uniforme.