ES2890925T3 - Celdas vacías de niveles - Google Patents

Abstract

Un sistema de amortiguación (160) que comprende: una matriz de celdas vacías de niveles (166), donde cada celda vacía de niveles incluye: una porción de base (106); una porción de émbolo (108), colapsando la porción de émbolo dentro de la porción de base bajo la compresión del sistema de amortiguación; y una bisagra viva (110) que conecta elásticamente un perímetro interior de la porción de base a un perímetro exterior de la porción de émbolo, estirándose la bisagra viva para efectuar el colapso de la porción de émbolo dentro de la porción de base bajo la compresión del sistema de amortiguación.

Description

DESCRIPCIÓN

Celdas vacías de niveles

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos número 62/404.969 titulada “Celdas vacías de niveles” y presentada el 06 de octubre de 2016.

Antecedentes

Los sistemas de amortiguación se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen el confort y la protección contra impactos del cuerpo humano. Un sistema de amortiguación puede colocarse bajo una parte del cuerpo y proporciona protección, confort y estabilidad. Por ejemplo, un colchón de muelles embolsados contiene una serie de muelles metálicos acoplados que amortiguan el cuerpo del bastidor de una cama. Del mismo modo, el calzado, las sillas, los sofás, etc. pueden incluir un sistema de amortiguación que proporciona una barrera entre una parte del cuerpo y uno o más objetos.

Se utiliza una variedad de estructuras para los sistemas de amortiguación. Por ejemplo, una matriz de cámaras de aire y/o agua de celdas cerradas, acopladas estrechamente, constituye a menudo colchones de aire y agua. Una matriz de muelles metálicos helicoidales, acoplados estrechamente, constituye a menudo un colchón convencional. Otros ejemplos incluyen estructuras de espuma de celdas abiertas o cerradas y panales elastoméricos.

US 2003 221336 describe un material con un sustrato y una pluralidad de conexiones comprimibles. DE 20 2006 012598 describe un elemento de resorte en forma de fuelle elástico de caucho. US 2016 166076 describe un conjunto de muelles embolsados que comprende una pluralidad de cadenas interiores paralelas de muelles helicoidales embolsados individualmente.

Resumen

Según la invención se proporciona un sistema de amortiguación según la reivindicación 1. Según la invención se proporciona una celda vacía de niveles según la reivindicación 6. Según la invención se proporciona un método de utilización de un sistema de amortiguación según la reivindicación 12.

Las implementaciones descritas y reivindicadas en este documento incluyen un sistema de amortiguación que comprende una matriz de celdas vacías de niveles, donde cada celda vacía de niveles incluye una porción de base, una porción de émbolo, colapsando la porción de émbolo dentro de la porción de base bajo la compresión del sistema de amortiguación, y una bisagra viva que conecta elásticamente un perímetro interior de la porción de base a un perímetro exterior de la porción de émbolo.

Este resumen se proporciona para introducir una selección de conceptos de forma simplificada que se describen mejor más adelante en las descripciones detalladas. Este resumen no pretende identificar las características clave o esenciales de la materia reivindicada, ni pretende ser utilizado para limitar el alcance de la materia reivindicada. Estas y otras características y ventajas se desprenden de la lectura de las siguientes Descripciones Detalladas. Breves descripciones de los dibujos

La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de celdas vacías de niveles apiladas ejemplares en un colchón y una vista detallada de las mismas.

La figura 2 ilustra una vista en perspectiva en sección transversal de una celda vacía de niveles ejemplar.

La figura 3 ilustra una vista lateral en sección transversal de una celda vacía de niveles individual ejemplar. La figura 4 ilustra una vista lateral en sección transversal de otra celda vacía de niveles individual ejemplar. La figura 5 ilustra una vista en perspectiva de otra celda vacía de niveles ejemplar.

La figura 6 ilustra una vista lateral en sección transversal de celdas vacías de niveles apiladas ejemplares.

La figura 7 ilustra una vista lateral en sección transversal de celdas vacías de niveles apiladas ejemplares.

La figura 8 ilustra una vista lateral en sección transversal de celdas vacías de niveles apiladas ejemplares.

La figura 9 ilustra una vista lateral en sección transversal de celdas vacías de niveles apiladas ejemplares.

La figura 10 ilustra una vista en sección transversal en perspectiva de una matriz de celdas vacías de niveles apiladas.

Las figuras 11A-C ilustran una vista en perspectiva lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías de niveles apiladas antes y durante la compresión.

La figura 12 ilustra una vista en perspectiva lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías de niveles apiladas durante la compresión.

La figura 13 ilustra una vista en perspectiva lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías de niveles apiladas en un sistema de amortiguación.

La figura 14 ilustra una vista lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías de niveles apiladas en un sistema de amortiguación.

La figura 15 ilustra una vista lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías de niveles apiladas en un sistema de amortiguación.

La figura 16 ilustra una vista lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías de niveles apiladas en un sistema de amortiguación.

La figura 17 es un diagrama de flujo de operaciones ejemplares para utilizar un sistema de amortiguación.

Descripciones detalladas

La tecnología descrita incluye celdas vacías de niveles que proporcionan protección, confort y estabilidad durante la compresión. Las celdas vacías de niveles pueden estar dispuestas en columnas apiladas verticalmente e incluyen un recorrido donde los niveles de una celda vacía pueden telescopizar dentro de los niveles adyacentes de esa celda vacía, así como telescopizar dentro de niveles adyacentes de celdas vacías adyacentes en una columna.

Las celdas vacías de niveles pueden apilarse en columnas en la misma o en diferentes direcciones, y las pilas de celdas vacías de niveles pueden incluir celdas vacías de diferente número de niveles, huella, tamaño y materiales. Las celdas vacías de niveles pueden proporcionar diferentes recorridos en diferentes partes de una columna apilada, y diferentes recorridos de una pila o matriz contigua de celdas vacías de niveles en un sistema de amortiguación. Las celdas vacías de niveles pueden ser incorporadas a una variedad de sistemas de amortiguación, incluyendo colchones y asientos.

La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de un ejemplo de celdas vacías de niveles apiladas (por ejemplo, celdas vacías 100, también mostradas en una vista despiezada A) en un colchón 160. Las celdas vacías de niveles 100 se moldean en columnas apiladas verticalmente 168 en una matriz 166. Como se muestra en la vista A, las celdas vacías de dos niveles 100 (por ejemplo, la celda vacía 100a y la celda vacía 100b) pueden apilarse una encima de la otra. Cada celda vacía de niveles en la Vista A comprende una porción de base 106 y una porción de émbolo 108.

A efectos de la presente descripción, un “nivel puede definirse como un nivel, un escalón o una fila de una estructura de celda vacía. Una “celda vacía de niveles” puede definirse como una celda vacía que incluye más de un nivel. Por ejemplo, una porción de base constituye un nivel y una porción de émbolo constituye un nivel. Por lo tanto, dado que cada celda vacía de niveles en la vista A tiene una porción base 106 y una porción de émbolo 108, cada celda vacía de niveles tiene dos niveles. En otras implementaciones, una celda vacía puede tener más de dos niveles. Por ejemplo, una celda vacía puede tener tres niveles, que incluyen dos porciones de base y una porción de émbolo. En otro ejemplo, una celda vacía puede tener cuatro niveles, que incluyen tres porciones de base y una porción de émbolo, y así sucesivamente. El número de niveles puede influir en la colapsabilidad y el recorrido de la celda vacía de niveles. En algunas implementaciones, los niveles de las celdas vacías de niveles 100 pueden tener perímetros de diferente tamaño, y durante la compresión, los niveles con perímetros más pequeños pueden colapsar con las paredes de los niveles con perímetros más grandes.

Con referencia a la Vista A, las porciones de base 106a y 106b y las porciones de émbolo 108a y 108b de cada una de las celdas vacías de niveles 100 tienen una abertura cuadrada con un volumen de prisma trapezoidal. En algunas implementaciones, las porciones de émbolo 108a y 108b pueden tener superficies superiores 114a y 114b, y las superficies superiores 114a y 114b pueden o no tener una cúpula. En la figura 1, las porciones de émbolo 108a y 108b de cada una de las celdas vacías de niveles 100 tienen una superficie superior redondeada 114 y no tienen una cúpula. En algunas implementaciones, las porciones de émbolo 108a y 108b pueden tener otras aberturas, volúmenes y superficies superiores.

Las porciones de base 106a y 106b y las porciones de émbolo 108a y 108b pueden estar unidas a través de una variedad de componentes, tales como una bisagra viva 110 (por ejemplo, un conector, un canal, una depresión, un chaflán, un escalón, etc.). En la figura 1, las porciones de base 106a y 106b y las porciones de émbolo 108 están unidas elásticamente mediante bisagras vivas 110a y 110b situadas entre el perímetro superior de las porciones de base 106a y 106b y el perímetro inferior de las porciones de émbolo 108a y 108b. Las bisagras vivas 110a y 110b pueden variar en tamaño. Por ejemplo, las bisagras vivas 110a y 110b pueden tener una profundidad significativa o sustancialmente poca o ninguna profundidad. La profundidad y la anchura de las bisagras vivas 110a y 110b pueden variar, y las dimensiones de las bisagras vivas 110a y 100b contribuyen o definen la flexión de las celdas vacías de niveles 100.

En varias implementaciones, las bisagras vivas 110a y 110b de cada celda vacía de niveles 100 pueden ser construidas con los mismos materiales potenciales que las celdas vacías de niveles 100 (listadas arriba) y/o diferentes materiales potenciales (por ejemplo, plásticos, textiles, pantallas de metal, etc.). Además, las bisagras vivas 110a y 110b pueden ser una hoja sólida, una malla tejida o una hoja perforada. En las implementaciones de malla o lámina perforada, las bisagras vivas 110a y 110b pueden actuar para unir las celdas vacías de niveles 100 mientras permiten el flujo de fluido a través de la bisagra viva 110a y 110b.

En algunas implementaciones, las bisagras vivas 110a y 110b pueden unirse a las porciones de hundimiento 108a y 108b o a las porciones de base 106a y 106b a través de conexiones permanentes y/o removibles (por ejemplo, una conexión pegada, una conexión fundida, una conexión curada por UV, una conexión soldada por radiofrecuencia (RF), una conexión soldada por láser, otra conexión soldada, una conexión cosida y una conexión de gancho y bucle).

En la figura 1, las celdas vacías de dos niveles 100 se muestran apiladas en direcciones opuestas, con la superficie superior redondeada 114a de una celda vacía de niveles 100a unida a la superficie superior redondeada 114b de la otra celda vacía de niveles 100b.

En esta implementación, durante la compresión, puede aplicarse una fuerza de compresión a la celda vacía de niveles 100a. Las porciones de émbolo 108a y 108b de cada una de las celdas vacías de niveles 100 pueden colapsar o telescopizar dentro de las porciones base 106a y 106b de cada celda vacía de niveles, mientras que simultáneamente se aplica una fuerza de compresión contra las porciones de émbolo 108a y 108b de la celda vacía de niveles opuesta, mediante la deformación de las bisagras vivas 110a y 110b.

En implementaciones donde hay múltiples celdas vacías de niveles apiladas en una columna, múltiples porciones de émbolo colapsan (o “se hunden”) en sus respectivas porciones base y contra una porción de émbolo opuesta. Los componentes internos y las geometrías de las celdas vacías de múltiples niveles, tales como las múltiples porciones de émbolo, definen el mecanismo de “resorte” de la columna.

Una capa de amortiguación 170 en el colchón 160 puede rodear la matriz 166 de celdas vacías 100. En algunas implementaciones, la capa de amortiguación 170 rodea la matriz 166 de celdas vacías 100 en todos los lados. En otras implementaciones, la capa de amortiguación 170 está situada sólo en una superficie superior o en una superficie inferior, o sólo en las superficies laterales. La capa de amortiguación 170 puede incluir una variedad de materiales (por ejemplo, espuma densa, muelles, etc.). En otras implementaciones, la matriz 166 de celdas vacías 100 puede implementarse dentro de una capa de amortiguación 170 en un tipo diferente de sistema de amortiguación (por ejemplo, una silla), e incluir otros tipos de capas de amortiguación y configuraciones. Las dimensiones de la capa de amortiguación pueden variar dependiendo de la implementación.

En algunas implementaciones, la matriz 166 de celdas vacías 100 puede estar encerrada entre una capa de amortiguación 170 en una envoltura (por ejemplo, envoltura 164). La envoltura 164 puede hacerse de una variedad de materiales (por ejemplo, textiles tejidos, otras telas, plásticos, etc.). En algunas implementaciones, cada columna 168 apilada verticalmente de las celdas vacías 100 puede tener la envoltura 164 rodeándola. Las columnas verticales 168 pueden insertarse en la envoltura 164 y la envoltura 164 puede sellarse con una variedad de componentes (por ejemplo, sellado por calor) (no se muestra). En algunas implementaciones, las celdas vacías de niveles 100 no están encerradas y están unidas a las celdas vacías contiguas 100 en otra columna 168. Por ejemplo, un material elástico u otro material flexible, por ejemplo, puede unir celdas vacías específicas 100 en columnas verticales contiguas 168 entre sí. La colocación de las fijaciones entre las columnas verticales 168 puede variarse para impactar en los niveles de dependencia y moderar la fuerza de compresión en las celdas vacías de niveles 100.

En algunas implementaciones, la columna vertical 168 puede estar fijada a los lados y/o a la parte superior e inferior de la envoltura 164 o ser independiente. Cada envoltura puede estar unida a otras envolturas (por ejemplo, para su uso en un colchón). La altura de la columna vertical 168 puede variar, así como el número de columnas verticales 168. Por ejemplo, si la columna vertical 168 está envuelta en tela para su uso en un colchón 160, la columna vertical 168 y la envoltura 164 en la parte superior e inferior de la columna vertical 168 pueden ser de aproximadamente 20,32-30,48 cm (8-12 pulgadas).

En esta implementación, durante la compresión, se aplica una fuerza de compresión a una matriz 166 de celdas vacías 100 o a una columna vertical específica 168 de celdas vacías 100. La fuerza de compresión comprime las superficies superiores redondeadas 114a y 114b de las porciones de émbolo 108a y 108b de las celdas vacías de niveles 100a, 100b juntas. Las porciones de émbolo 108a y 108b de las celdas vacías de niveles 100a, 100b se comprimen (o “se hunden”) dentro de las porciones base 106a y 106b de las celdas vacías de niveles 100a, 100b. En otras implementaciones, otros componentes de la celda vacía de niveles 100 pueden comprimirse, y a diferentes alturas. En una implementación, la compresión puede reducir la altura de la porción de base 106 de 7,62 cm a 1,27 cm (3 pulgadas a A pulgada).

En una matriz 166, cada celda vacía de niveles individual 100 puede moverse independientemente de una celda vacía de niveles adyacente (no mostrada). La disposición descrita de las celdas vacías de niveles 100 proporciona un aislamiento que contribuye a la distribución de fuerzas y al confort cuando las celdas vacías de niveles 100 soportan un cuerpo, por ejemplo.

En algunas implementaciones, las celdas vacías de niveles pueden estar formadas individualmente y dispuestas en una columna vertical 168 o en una matriz 166. La columna vertical 168 o la matriz 166 pueden disponer las celdas vacías 100 tanto vertical como horizontalmente. En otras implementaciones, la columna vertical 168 o la matriz 166 de celdas vacías de niveles 100 puede ser una estructura o lámina moldeada continua.

Las celdas vacías de niveles 100 pueden ser cámaras huecas que resisten una cierta cantidad de deflexión debido a las fuerzas de compresión, similar a los muelles de compresión. Al menos el material, el grosor de la pared, el tamaño y la forma de cada una de las celdas vacías de niveles 100 definen la fuerza de resistencia que cada una de las celdas vacías de niveles 100 puede aplicar. Por ejemplo, al comprimir la superficie superior 114a de la porción de émbolo 108a de la celda vacía de niveles 100a, la porción de émbolo 108b puede colapsar dentro de la porción base 106b de la celda vacía de niveles 100b deformando la bisagra viva 110b.

Una bisagra viva de una celda vacía según la invención controla (promueve o previene sustancialmente) el colapso de una porción de émbolo dentro de una porción de base. Cuando se aplica una fuerza a un nivel en una celda vacía, una bisagra viva (que conecta elásticamente un perímetro interno de una porción de base a un perímetro externo de una porción de émbolo) se estira según la invención, haciendo que la porción de émbolo colapse dentro de la porción de base. Dependiendo del tamaño, la profundidad y el material de la bisagra viva, la velocidad y la profundidad a las que la porción de émbolo entra en la porción de base puede variar. Tales variables pueden influir también en qué niveles puede entrar la porción de émbolo.

Por ejemplo, durante la compresión de las celdas vacías de niveles 100a y 100b, las bisagras vivas 110a y 110b pueden controlar el colapso de la porción de émbolo 108b de la celda vacía de niveles 100b dentro de la porción base 106b, dependiendo del tamaño, profundidad y material de las bisagras vivas 110a y 110b. De manera similar, al comprimir las celdas vacías de niveles 100a y 100b, las bisagras vivas 110a y 110b pueden controlar el colapso de la porción de émbolo 108a de la celda vacía de niveles 100a dentro de la porción base 106b de la celda vacía de niveles 100b.

Además, el tamaño de cada nivel puede influir en la colapsabilidad de la celda vacía de niveles. Como se muestra en la figura 1, las porciones de base opuestas 106a y 106b pueden tener un perímetro de tamaño similar, y durante la compresión de las celdas vacías de niveles opuestas, aunque las porciones de émbolo 108a y 108b colapsan en niveles adyacentes, las porciones de base opuestas 106a y 106b interfieren entre sí y retrasan o inhiben la colapsabilidad de las porciones de base opuestas 106a y 106b.

Las celdas vacías de niveles 100 pueden tener uno o más agujeros (no mostrados) a través de los cuales puede pasar libremente aire u otro fluido cuando las celdas vacías de niveles 100 son comprimidas y des-comprimidas. Las celdas vacías de niveles 100 están abiertas fluidamente y comunicadas con el entorno (abiertas a la atmósfera). En algunas implementaciones, las celdas vacías de niveles 100 están apiladas y puede haber ventilación de las celdas vacías de niveles 100 conectando porciones de las celdas vacías de niveles 100 entre sí a través de las bisagras vivas 110. Al no depender de la presión del aire para la resistencia a la deflexión, las celdas vacías de niveles 100 pueden lograr una fuerza de resistencia relativamente constante a la deformación.

En otra implementación, las celdas vacías de niveles 100 pueden estar cerradas con aire sellado o tener pasos de aire diseñados para regular la compresión. Las celdas vacías de niveles 100 pueden ser llenadas con aire ambiental, un fluido diferente al aire, y/o una espuma. El material de relleno de las celdas vacías de niveles o el fluido pueden utilizarse para afectar a las propiedades aislantes de las celdas vacías de niveles 100 o a las características de compresión de las celdas vacías de niveles 100 individuales. Además, en un entorno de vacío o casi vacío (por ejemplo, el espacio exterior), las cámaras huecas pueden permanecer sustancialmente sin llenar.

Cada una de las celdas vacías individuales puede ser fabricada individualmente utilizando una variedad de técnicas (por ejemplo, moldeo por soplado, termoformado, extrusión, moldeo por inyección, laminado, etc.). El material de las celdas vacías de niveles es generalmente deformable de forma elástica bajo las condiciones de carga esperadas y soportará numerosas deformaciones sin fracturarse o sufrir otra avería que afecte a la función de las celdas vacías de niveles 100. Algunos ejemplos de materiales son acetato de vinilo etileno (EVA), uretano termoplástico, elastómeros termoplásticos, copolímeros estirénicos, caucho, Dow Pellethane®, Lubrizol Estane®, Dupont™ Hytrel®, ATOFINA Pebax® y polímeros Krayton. Sin embargo, en algunas implementaciones, el material de las celdas vacías de niveles o ciertos componentes del material de las celdas vacías de niveles (por ejemplo, el conector) pueden ser un material sólido o menos elastomérico. Por ejemplo, la celda vacía de niveles puede fabricarse para un solo impacto (es decir, para un solo uso) o para un solo impacto bajo ciertas cargas predeterminadas. En otro ejemplo, el conector de una celda vacía de niveles puede ser multiuso pero los otros componentes de la celda vacía de niveles pueden ser de un solo uso.

El grosor de pared de cada una de las celdas vacías de niveles puede oscilar entre 5 y 250 milésimas de pulgada. Además, el grosor de la pared de cada una de las celdas vacías de niveles 100 puede ser sustancialmente el mismo (o variar en no más del 10%) sobre la superficie de cada celda vacía 100. Además, el tamaño de cada una de las celdas vacías de niveles 100 puede oscilar entre 5 mm y 200 mm de lado en una implementación cúbica. Además, las celdas vacías de niveles 100 pueden ser cúbicas, piramidales, semiesféricas, hexagonales o cualquier otra forma capaz de tener un volumen interior hueco. Otras formas pueden tener dimensiones similares a dicha implementación cúbica. La forma y las dimensiones de las superficies superiores 114a y 114b de cada celda vacía de niveles 100 pueden variar también. Por ejemplo, como se muestra en la figura 1A, las superficies superiores 114a y 114b de las celdas vacías de niveles 100 son redondas.

En algunas implementaciones, las celdas vacías de niveles 100 pueden ser apiladas en una columna vertical. Las celdas vacías de niveles 100 pueden ser apiladas una encima de la otra con una o más celdas de niveles 100 orientadas en una dirección diferente verticalmente (como se muestra y describe en las figuras 1 y 6-8). En otras implementaciones, las celdas vacías de niveles 100 pueden apilarse unas sobre otras con una o más celdas de niveles 100 orientadas en la misma dirección verticalmente y con una o más celdas de niveles 100 orientadas en una dirección diferente verticalmente (como se muestra y describe en la figura 9). En otras implementaciones (no mostradas), las celdas vacías de niveles 100 pueden ser apiladas una encima de la otra con una o más celdas de niveles 100 orientadas en la misma dirección verticalmente.

La elección del material, la geometría y/o el grosor de pared de las celdas de vacío determina las características de fuerza-deflexión de cada celda vacía 100. Con el fin de ajustar la columna para una aplicación particular en la que se espera que se aplique una distribución de carga variada a la columna (por ejemplo, en un asiento o colchón), la celda vacía de niveles individual 100 puede ser ajustada para aplicar diferentes fuerzas de reacción. Por ejemplo, si una columna de celdas vacías de niveles 100 se utiliza para una aplicación en un colchón, puede producirse un pico de carga debajo del cuerpo del usuario en posición prona o supina. Como resultado, las celdas vacías de niveles 100 en ciertas ubicaciones (por ejemplo, las celdas vacías de niveles ubicadas debajo de la cintura o las caderas de un usuario) pueden estar ajustadas para desviarse bajo una fuerza menor (es decir, tener una fuerza de reacción menor por unidad de deflexión) que otras celdas vacías de niveles 100, ya que pueden estar ubicadas más centralmente cerca del centro de gravedad del usuario. Esta disposición sirve para distribuir más uniformemente el peso del usuario sobre toda la columna de celdas vacías de niveles. O bien, otras celdas vacías de niveles 100 (por ejemplo, las celdas vacías de niveles ubicadas debajo de la parte superior del torso o las piernas del usuario) pueden ser ajustadas con una fuerza de reacción más alta por unidad de deflexión, ya que están alejadas de la parte de más peso del cuerpo del usuario. Otras celdas vacías de niveles 100 (por ejemplo, las celdas vacías de niveles situadas cerca de la cabeza o de los pies en una cama) pueden ajustarse con una fuerza de reacción aún mayor por unidad de deflexión. En algunas implementaciones, las columnas de celdas vacías de niveles 100 o una celda vacía individual 100 son ajustadas con celdas más rígidas en o cerca de un perímetro de la columna para ayudar a centrar a un usuario sentado o acostado en la columna de celdas vacías de niveles 100.

La figura 2 ilustra una vista en perspectiva en sección transversal de una celda vacía de niveles ejemplar 200. La celda vacía de niveles 200 en esta implementación tiene dos niveles (una porción de base 206 y una porción de émbolo 208). La porción de base 206 tiene una abertura cuadrada con un volumen trapezoidal. La porción de base 206 está unida a una porción de émbolo 208 mediante una bisagra viva 210 situada entre el perímetro superior de la porción de base 206 y el perímetro inferior de la porción de émbolo 208. La porción de émbolo 208 tiene una abertura cuadrada con un volumen trapezoidal, y una superficie superior redondeada 214. En otra implementación, las celdas vacías de niveles pueden tener uno o más niveles, y tener niveles con otras aberturas, volúmenes y superficies superiores.

Las geometrías de las celdas vacías de niveles descritas (por ejemplo, la celda vacía de niveles 200) proporcionan amortiguación en una relación de fuerza/compresión del revestimiento sin el ruido y sin el colapso pesado de otras geometrías que se doblan y pandean durante la compresión cuando se aplica fuerza. Las geometrías proporcionan rigidez y la compresión adicional da lugar a la densificación. Además, las geometrías de las celdas vacías de niveles pueden ser apilables.

En algunas implementaciones, las geometrías de las celdas vacías de niveles pueden incluir interferencias en el diseño de las celdas vacías de niveles en la colapsabilidad durante la compresión. Por ejemplo, durante la compresión de dos celdas vacías de niveles opuestas, si un saliente (o pared) de una porción de base en un nivel de una celda vacía de niveles tiene un perímetro de tamaño similar a un saliente de una porción de base en la celda vacía de niveles opuesta, los salientes de ambas porciones de base opuestas pueden interferir entre sí y ralentizar o inhibir la colapsabilidad de esos niveles (véase la figura 1, las porciones de base 106a y 106b tienen perímetros de tamaño similar y sus paredes interfieren entre sí durante la compresión ralentizando o inhibiendo la colapsabilidad de la celda vacía de niveles). Aunque algunos niveles en las celdas vacías de niveles opuestos pueden colapsar, por ejemplo, las porciones del émbolo, las porciones de la base pueden entrar en contacto entre sí y evitar un mayor colapso.

En algunas implementaciones, las geometrías de las celdas vacías de niveles no interfieren en el diseño de la celda vacía de niveles en la colapsabilidad durante la compresión. Por ejemplo, si los niveles en una celda vacía tienen un perímetro más pequeño que los niveles opuestos en una celda vacía de niveles adyacente en una columna apilada de celdas vacías, entonces las paredes de los niveles en celdas vacías de niveles opuestas pueden no interferir entre sí durante la compresión (véase la figura 8, las primeras porciones de base 806a y 806b y la segunda porción de base 822 tienen perímetros de diferente tamaño y las paredes de esos niveles no interfieren entre sí).

Con referencia a la figura 2, las características de la geometría de la celda vacía de niveles 200 son representadas por seis paredes (o tabiques). Estas paredes descritas pueden adaptarse a un uso previsto y a la compresión deseada.

Una primera pared 200a es una pared lateral de la porción de base 106 representada en la figura 1. La porción de base 106, de forma esférica o cuadrada, tiene una curva de fuerza/compresión lineal.

Una segunda pared 200b es una pared superior (o saliente) de la porción de base 106 de la figura 1. En una implementación, la segunda pared 200b es una superficie horizontal plana. En otras implementaciones, la segunda pared 200b puede ser una superficie horizontal angular.

Una tercera pared 200c es una primera pared lateral de la bisagra viva 110 en la figura 1. En una implementación, la tercera pared 200c es una pared vertical plana. En otras implementaciones, la tercera pared 200c puede tener una superficie vertical angular.

Una cuarta pared 200d es una pared inferior de la bisagra viva 110 en la figura 1. En una implementación, la cuarta pared 200d es una superficie horizontal plana. En otras implementaciones, la cuarta pared 200d puede tener una superficie horizontal angular.

Una quinta pared 200e es una segunda pared lateral de la bisagra viva 110 en la figura 1. En una implementación, la quinta pared 200e es una superficie vertical y plana. En otras implementaciones, la quinta pared 200e puede tener una superficie vertical angular.

Una sexta pared 200f es una pared superior de la porción de émbolo 108, que puede incluir la parte superior 214 de la porción de émbolo 208. En una implementación, la sexta pared 200f puede tener una superficie horizontal plana. En otra implementación, la sexta pared 200f puede tener una superficie horizontal angular. En otra implementación, una parte de la sexta pared 200f puede ser plana y otras partes de la sexta pared 200f pueden ser angulares. Por ejemplo, la parte superior 114 de la porción de émbolo 108 puede tener transiciones angulares hacia múltiples quintas paredes 200e, y sin embargo tener una superficie horizontal plana a través de la superficie superior y sin cúpula. En algunas implementaciones, la sexta pared 200f puede ser un radio, que puede ser una cúpula.

Las seis paredes (la primera pared 200a, la segunda pared 200b, la tercera pared 200c, la cuarta pared 200d, la quinta pared 200e, y la sexta pared 200f) y las relaciones (incluyendo los ángulos) entre las paredes definen la forma de la mitad de niveles y la tasa de colapso y la fuerza necesaria para colapsar una celda vacía de niveles.

En implementaciones donde la celda vacía de niveles tiene una geometría con múltiples niveles, las paredes de la segunda pared 200b, la tercera pared 200c, la cuarta pared 200d, la quinta pared 200e y la sexta pared 200f de cada nivel pueden tener las mismas o diferentes paredes y ángulos que definen cada nivel.

En implementaciones con múltiples niveles, los niveles no se apilan de punta a punta o de base a base, sino que los niveles se orientan de punta a base con la segunda pared 200b, la tercera pared 200c y la cuarta pared 200d entre los niveles. La geometría global puede entonces apilarse con otra geometría punta a punta o base a base.

Durante la compresión, la geometría de una celda vacía de niveles puede colapsar de varias maneras. Por ejemplo, en una implementación, la primera pared 200a, la quinta pared 200e y la sexta pared 200f pueden pandearse. En otra implementación, la segunda pared 200b, la tercera pared 200c y la cuarta pared 200d pueden girar. En otra implementación, la segunda pared 200b, la tercera pared 200c y la cuarta pared 200d pueden estirarse.

En otra implementación, en una disposición gemela o apilada, puede haber una porción de cualquier pared que encuentre interferencia física con una porción similar de una pared en una celda vacía de niveles opuesta (por ejemplo, la segunda pared o el saliente 200b en una primera celda vacía de niveles y la segunda pared o el saliente 200b en una segunda celda vacía de niveles previenen la compresión adicional de una celda vacía de niveles, y se describe en la figura 8).

El orden en el que se produce el colapso y el comportamiento de la celda vacía de niveles debido a su geometría se define por el módulo elástico y las características de fuerza de pandeo de cada una de las paredes de las celdas vacías de niveles. Además de las relaciones geométricas de los elementos del muelle, estas propiedades pueden estar definidas por el tipo de materia prima y el espesor de la misma. Varios elementos influyen en el comportamiento de la celda vacía de niveles. El muelle puede diseñarse para producir curvas de fuerza/deflexión muy complejas que incorporen muchas pendientes diferentes.

Los detalles relativos a las celdas vacías de niveles formadas individualmente (incluyendo sus geometrías y materiales), las bisagras vivas, y el montaje de una columna apilada de celdas vacías de niveles discutidas con respecto a las figuras 1 y 2 son aplicables a las figuras siguientes 3-17.

La figura 3 ilustra una vista lateral en sección transversal de una celda vacía de niveles individual ejemplar 300. La celda vacía de niveles 300 en esta implementación tiene dos niveles, que comprenden una porción de base 306 y una porción de émbolo 308. La porción de base 306 está unida a una porción de émbolo 308 mediante una bisagra viva 310 situada entre el perímetro superior de la porción de base 306 y el perímetro inferior de la porción de émbolo 307. La porción de base 306 y la porción de émbolo 308 tienen una abertura cuadrada con un volumen trapezoidal. La porción de émbolo 307 tiene una parte superior redondeada 314. En otra implementación, la celda vacía de niveles 300 puede tener uno o más escalones, y tener escalones con aberturas de otras formas, volúmenes y partes superiores.

En una implementación, a la compresión, se puede aplicar una fuerza de compresión a la superficie superior 314 de la porción de émbolo 308 o a la superficie inferior de la porción de base 306, y comprimir la porción de émbolo 308 en la porción de base 324. La bisagra viva 310 de la celda vacía 300 puede controlar (promover o prevenir sustancialmente) el colapso de la porción de émbolo 308 de la celda vacía 300 dentro de la primera porción de base 306 de la celda vacía 300 dependiendo de su anchura y profundidad, por ejemplo.

La figura 4 ilustra una vista lateral en sección transversal de una celda vacía de niveles individual ejemplar 400. La celda vacía de niveles 400 en esta implementación tiene tres niveles, que comprenden una porción de émbolo 408, una primera porción de base 406, y una segunda porción de base 422. Cada nivel está unido a un nivel contiguo a través de una bisagra viva 410 situada entre el perímetro superior de un nivel y el perímetro inferior del nivel contiguo. Específicamente, hay una bisagra viva 410 que conecta un perímetro interior de la porción de base 406 a un perímetro exterior de la porción de émbolo 408. Hay una bisagra viva 410 que conecta el perímetro exterior de la primera porción de base 406 al perímetro interior de la segunda porción de base 422. Cada una de la primera porción de base 406, la segunda porción de base 422 y la porción de émbolo 408 tienen una abertura cuadrada con un volumen trapezoidal. La porción de émbolo 408 tiene una parte superior redondeada.

En una implementación, durante la compresión, se puede aplicar una fuerza de compresión a la superficie superior 414 de la porción de émbolo 408 o a la superficie inferior de la segunda porción de base 422, y comprimir la porción de émbolo 408 dentro de la primera porción de base 406 y/o la primera porción de base 406 dentro de la segunda porción de base 422. Las bisagras vivas 410 de la celda vacía 400 pueden controlar (promover o prevenir sustancialmente) el colapso de la porción de émbolo 408 de la celda vacía 400 dentro de la primera porción de base 406 de la celda vacía 400 y controlar el colapso de la primera porción de base 406 dentro de la segunda porción de base 422 dependiendo de su anchura y profundidad, por ejemplo.

La figura 5 ilustra una vista en perspectiva de una celda vacía de niveles ejemplar 500. La celda vacía de niveles 500 en esta implementación tiene cuatro niveles, que comprenden una porción de émbolo 508, una primera porción de base 506, una segunda porción de base 522, y una tercera porción de base 524. Cada una de la porción de émbolo 508, la primera porción de base 506, la segunda porción de base 522, y la tercera porción de base 524 está unida a una porción de base o porción de émbolo contigua a través de una bisagra viva 510. Específicamente, hay una bisagra viva 510 que conecta el perímetro exterior de la porción de émbolo 508 al perímetro interior de la primera porción de base 506. Hay una bisagra viva 510 que conecta el perímetro exterior de la primera porción de base 506 al perímetro interior de la segunda porción de base 522. Hay una bisagra viva 510 que conecta el perímetro exterior de la segunda porción de base 522 al perímetro interior de la tercera porción de base 524. Cada una de la porción de émbolo 508, la primera porción de base 506, la segunda porción de base 522 y la tercera porción de base 524 tiene una abertura cuadrada con un volumen trapezoidal. La porción de émbolo 508 tiene una superficie superior redondeada 514.

En una implementación, durante la compresión, se puede aplicar una fuerza de compresión a la superficie superior 514 de la porción de émbolo 508 o a la superficie inferior de la tercera porción de base 524, y comprimir la porción de émbolo 508 dentro de la primera porción de base 506 y/o la primera porción de base 506 dentro de la segunda porción de base 522, y/o la segunda porción de base 522 dentro de la tercera porción de base 524. Las bisagras vivas 510 de la celda vacía 500 pueden controlar (promover o prevenir sustancialmente) el colapso de la porción de émbolo 508 de la celda vacía 500 dentro de la primera porción de base 506 de la celda vacía 500, controlar el colapso de la primera porción de base 506 dentro de la segunda porción de base 522, y controlar el colapso de la segunda porción de base 522 dentro de la tercera porción de base 524 dependiendo de su anchura y profundidad, por ejemplo.

La figura 6 ilustra una vista lateral en sección transversal de celdas vacías apiladas de dos niveles ejemplares 600. Específicamente, una celda vacía de dos niveles 600a se muestra apilada sobre otra celda vacía de dos niveles 600b. Las celdas vacías de dos niveles 600 se muestran apiladas en direcciones opuestas, con la superficie superior redondeada 614a de una celda vacía de niveles 600a unida a la superficie superior redondeada 614b de la otra celda vacía de niveles 600b.

Las celdas vacías de niveles apiladas 600 en esta implementación tienen cada una dos niveles, incluyendo cada uno una porción de base 606a o una porción de base 606b, y una porción de émbolo 608a o una porción de émbolo 608b, respectivamente. Cada una de las porciones de base 606a y 606b y las porciones de émbolo 608a y 608b tienen una abertura cuadrada con un volumen trapezoidal y están unidas entre sí a través de unas bisagras vivas 610a y 610b situadas entre el perímetro superior de las porciones de base 606a y 606b y el perímetro inferior de las porciones de émbolo 608a y 608b.

En una implementación, durante la compresión, se puede aplicar una fuerza de compresión a las porciones de base 606a y 606b de la celda vacía de niveles 600a y la celda vacía de niveles 600b. La porción de émbolo 608a de la celda vacía de niveles 600a puede comprimirse dentro de la porción base 606a de la celda vacía de niveles 600a, mientras que simultáneamente se aplica una fuerza de compresión contra la porción de émbolo 608b de la celda vacía de niveles 600b. La porción de émbolo 608b de la celda vacía de niveles 600b puede colapsar dentro de la porción base 606b de la celda vacía de niveles 600b.

En implementaciones donde hay múltiples celdas vacías de niveles apiladas en una columna con porciones de émbolo opuestas a otras porciones de émbolo y porciones de base opuestas a otras porciones de base, múltiples porciones de émbolo se comprimen (o “se hunden”) dentro de sus respectivas porciones de base de las celdas vacías mientras se comprimen contra porciones de émbolo opuestas. Los componentes internos y las geometrías de las celdas vacías de múltiples niveles, tales como las múltiples porciones de émbolo, definen el mecanismo de “resorte” de la columna.

La figura 7 ilustra una vista lateral en sección transversal de celdas vacías apiladas ejemplares 700. Específicamente, una celda vacía de dos niveles 700a se muestra apilada sobre una celda vacía de tres niveles 700b. Las celdas vacías de niveles 700 se muestran apiladas en direcciones opuestas, con el perímetro inferior de una porción de base 706a de la celda vacía de niveles 700a unida al perímetro inferior de una segunda porción de base 722 de la celda vacía de niveles 700b.

Cada una de las porciones de émbolo 708a y 708b y las primeras porciones de base 706a y 706b de cada una de las celdas vacías de niveles 700, así como la segunda porción de base 722 de la celda vacía de niveles 700b, tienen una abertura cuadrada con un volumen trapezoidal. Las porciones de émbolo 708a y 708b de cada una de las celdas vacías de niveles 700 tienen superficies superiores redondeadas 714a y 714b. Las porciones de émbolo 708a y 708b, las primeras porciones de base 706a y 706b, y la segunda porción de base 722 están unidas mediante bisagras vivas 710a y 710b situadas entre cada nivel de cada una de las celdas vacías de niveles 700.

En una implementación, durante la compresión, se puede aplicar una fuerza de compresión a las superficies superiores 714a y 714b y comprimir las porciones de émbolo 708a y 708b dentro de las primeras porciones de base 706a y 706b de cada una de las celdas vacías de niveles 700. La fuerza de compresión también puede comprimir la primera porción de base 706b dentro de la segunda porción de base 722 de la celda vacía de niveles 700b. Las bisagras vivas 710a y 710b de las celdas vacías de niveles 700 pueden controlar (promover o prevenir sustancialmente) el colapso de las porciones de émbolo 708a y 708b de cada una de las celdas vacías de niveles 700 dentro de las primeras porciones base 706a y 706b de cada una de las celdas vacías de niveles 700. La bisagra viva 710b también puede controlar el colapso de la primera porción de base 706b dentro de la segunda porción de base 722 de la celda vacía de niveles 700b.

La figura 8 ilustra una vista de sección transversal en perspectiva de celdas vacías de niveles apiladas ejemplares 800. Específicamente, se muestra una celda vacía de tres niveles apilada sobre una celda vacía de dos niveles 800b. Las celdas vacías de niveles se muestran apiladas en direcciones opuestas, con la superficie superior redondeada 814a de una celda vacía de niveles 800a unida a la superficie superior redondeada 814b de la otra celda vacía de niveles 800b.

Cada una de las porciones de émbolo 808a y 808b y las primeras porciones de base 806a y 806b de cada una de las celdas vacías de niveles 800, así como la segunda porción de base 822 de la celda vacía de niveles 800b, tienen una abertura cuadrada con un volumen trapezoidal. Las porciones de émbolo 808a y 808b de cada una de las celdas vacías de niveles 800 tienen superficies superiores redondeadas 814a y 814b. Las porciones de émbolo 808a y 808b, las primeras porciones de base 806a y 806b, y la segunda porción de base 822 están unidas mediante bisagras vivas 810a y 810b situadas entre cada nivel de cada una de las celdas vacías de niveles 800.

En una implementación, durante la compresión, puede aplicarse una fuerza de compresión a la parte inferior de la segunda porción de base 822 de la celda vacía de niveles 800a y/o a la superficie inferior de la primera porción de base 806b de la celda vacía de niveles 800b, y comprimir las porciones de émbolo 808a y 808b de cada una de las celdas vacías de niveles 800 dentro de las primeras porciones de base 806a y 806b de cada una de las celdas vacías de niveles 800. En algunas implementaciones, las porciones de émbolo 808a y 808b de cada una de las celdas vacías de niveles 800 pueden comprimirse dentro de la primera porción base 806b solamente. La fuerza de compresión también puede comprimir la primera porción de base 806a dentro de la segunda porción de base 822, de la celda vacía de niveles 800a. Las bisagras vivas 810a y 810b de las celdas vacías de niveles 800 pueden controlar (promover o prevenir sustancialmente) el colapso de las porciones de émbolo 808s y 808b de cada una de las celdas vacías de niveles 800 dentro de las primeras porciones base 806a y 806b de cada una de las celdas vacías de niveles 800. La bisagra viva 810a también puede controlar el colapso de la primera porción de base 806a dentro de la segunda porción de base 822 de la celda vacía de niveles 800a.

En algunas implementaciones, la fuerza de compresión puede ser aplicada a la parte inferior de la segunda porción de base 822 de la celda vacía de niveles 800a y comprimir la porción de émbolo 808b de la celda vacía de niveles 800b dentro de la primera porción de base 806b de la celda vacía de niveles 800b. A medida que la compresión continúa, la porción de émbolo 808a de la celda vacía de niveles 800a también se comprime dentro de la primera porción base 806b de la celda vacía de niveles 800b. A medida que la compresión continúa, la primera porción de base 806a de la celda vacía de niveles 800a también se comprime dentro de la primera porción de base 806b de la celda vacía de niveles 800b, hasta que la segunda porción de base 822 de la celda vacía de niveles 800a se desliza más allá y es adyacente a la primera porción de base 806b de la celda vacía de niveles 800b. En algunas implementaciones, la pared superior de la segunda porción de base 822 de la celda vacía de niveles 800a puede interferir con la pared superior de la primera porción de base 806b de la celda vacía de niveles 800b, ralentizando o inhibiendo un mayor colapso y compresión de las celdas vacías apiladas.

La figura 9 ilustra una vista lateral en sección transversal de celdas vacías de niveles apiladas ejemplares 900. En esta implementación, dos mitades de una columna de celdas vacías de niveles apiladas 900 se muestran moldeadas juntas durante el proceso de fabricación. El molde está configurado para las celdas vacías de niveles 900 apiladas secuencialmente en dirección opuesta. Las porciones de émbolo 908a y 908b de las celdas vacías de niveles pueden ser adyacentes a porciones de émbolo opuestas 908a y 908b. Las porciones de base 906a y 906b pueden ser adyacentes a porciones de base 906a y 906b opuestas. Cada una de las celdas vacías de niveles 900 tiene dos niveles cada una.

La figura 10 ilustra una vista en sección transversal en perspectiva de una matriz ejemplar de celdas vacías apiladas 1000. En esta implementación, la matriz de celdas vacías de niveles apiladas 1000 tiene la forma de una matriz de cuatro columnas apiladas verticalmente 1042. Cada columna 1042 tiene siete celdas vacías de niveles apiladas 1040. Las celdas vacías de niveles 1040 en la matriz de celdas vacías de niveles 1000 están apiladas en dirección opuesta, con una superficie superior redondeada 1014 de una celda vacía de niveles 1040 unida a la superficie superior redondeada 1014 de otra celda vacía de niveles 1040 o la abertura 1026 en la parte inferior de una celda vacía de niveles 1040 unida a la abertura 1026 en la parte inferior de otra celda vacía de niveles 1040. En algunas implementaciones en las que la superficie superior redondeada 1014 tiene una cúpula redondeada, las celdas vacías de niveles 1040 se unen en las cúpulas redondeadas de las partes superiores redondeadas 1014 de cada celda vacía de niveles respectiva 1040.

Cada una de las celdas vacías de niveles apiladas 1040 en la figura 10 tiene dos niveles, cada uno de los cuales comprende una porción de base 1006, una porción de émbolo 1008, y una bisagra viva 1010. Cada una de la porción de base 1006 y la porción de émbolo 1008 tiene una abertura cuadrada con un volumen trapezoidal. La porción de base 1006 y la porción de émbolo 1008 están unidas mediante una bisagra viva 1010. Tiene una superficie superior redondeada 1014. En otra implementación, las celdas vacías de niveles 1040 pueden tener más de dos niveles, y pueden tener niveles con otras aberturas, volúmenes y partes superiores.

En esta implementación, las columnas 1042 de las celdas vacías de niveles apiladas 1040 pueden estar encerradas por tela u otro material en un alojamiento (por ejemplo, un colchón). Las columnas de las celdas vacías de niveles apiladas 1140 pueden ser pegadas o fijadas de otra manera a la tela u otro material.

Las figuras 11A-C ilustran una vista lateral en perspectiva de una matriz ejemplar de celdas vacías apiladas 1100 antes y durante la compresión. La figura 11A ilustra una vista lateral de celdas vacías de niveles apiladas ejemplares 1100 antes de la compresión. En esta implementación, se muestran dos celdas vacías de niveles 1100 apiladas, en dirección opuesta, con una superficie superior redondeada 1114a de la porción de émbolo 1108a de una celda vacía 1100a adyacente a una superficie superior redondeada 1114b de la porción de émbolo 1108b de la otra celda vacía de niveles 1100b. Cada una de las celdas vacías de niveles apiladas en esta implementación tiene dos niveles conectados a través de bisagras vivas 1110a y 1110b ubicadas entre los niveles. Se muestra una fuerza 1170 que está configurada para aplicar una fuerza compresiva a la celda vacía de niveles 1100a.

La figura 11B ilustra una vista lateral de celdas vacías de niveles apiladas ejemplares durante un modo de compresión inicial o modo de deflexión de carga inicial (ILD). En esta implementación, las celdas vacías de dos niveles 1100 se muestran apiladas, en dirección opuesta, con la superficie superior redondeada 1114a de la porción de émbolo 1108a de una celda vacía 1100a adyacente a la superficie superior redondeada 1114b de la porción de émbolo 1108b de la otra celda vacía de niveles 1100b.

En la figura 11B, durante la compresión, se aplica primero una fuerza de compresión a la celda vacía de niveles 1100a, como se muestra. Las superficies superiores redondeadas 1114a y 1114b de las porciones de émbolo 1108a y 1108b de las celdas vacías de niveles 1100 comienzan a colapsar unas dentro de otras, y dentro de sus respectivas porciones de émbolo 1108a y 1108b, como se muestra.

La figura 11C ilustra una vista lateral de un ejemplo de celdas vacías de niveles apiladas durante la compresión. En esta implementación, las celdas vacías de niveles 1100 se muestran apiladas, en dirección opuesta, telescopizando las porciones de émbolo opuestas 1108a y 1108b de las celdas vacías de niveles 1100 dentro de sus respectivas porciones base 1106a y 1106b.

En algunas implementaciones, el número de niveles y el material pueden variar, lo que puede impactar en la compresión de las celdas vacías de niveles 100. Algunas celdas vacías 1100 pueden ser más rígidas que otras. En algunas implementaciones en las que las celdas vacías de niveles 1100 son menos rígidas, puede haber rotación de las celdas vacías de niveles 1100 apiladas unas contra otras, actuando como un alivio de la presión. En algunas implementaciones, variando el número de niveles y el material se puede variar qué niveles telescopizan dentro de otros niveles y a diferentes velocidades. Por ejemplo, si la celda vacía 1100a era una celda vacía de dos niveles menos rígida, puede telescopizar en su totalidad dentro de una celda vacía de tres niveles más rígida 1100b a la compresión, y la celda vacía de tres niveles más rígida 1100b puede tener menos compresión dentro de sus niveles.

La figura 12 ilustra una vista en perspectiva lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías apiladas de tres niveles 1200 durante la compresión. En la matriz ejemplar de celdas vacías de niveles 1200, se muestran seis filas de celdas vacías de dos niveles apiladas en direcciones opuestas, con la superficie superior redondeada de una porción de émbolo de una celda vacía de niveles unida a la superficie superior redondeada de una porción de émbolo de otra celda vacía de niveles.

En algunas implementaciones, la matriz 1200 de celdas vacías puede ser moldeada a partir de material a granel. En una implementación, se consigue una geometría común de celdas vacías de niveles reutilizando un molde o conjunto de moldes para producir las celdas vacías de niveles individuales en la matriz 1200.

En algunas implementaciones, la variación del número de niveles y del material en una pila de celdas vacías puede afectar a la independencia, la rotación, la flexibilidad, la cantidad de compresiones, y a qué niveles se telescopizan en otros niveles y a diferentes velocidades, en un sistema de amortiguación. La forma y el peso de una fuerza 1250 también pueden impactar en la rotación de una pila de celdas vacías. Una “fuerza” puede definirse como un componente, aparato u objeto que aplica una fuerza de compresión. Por ejemplo, si un sistema de amortiguación es un asiento, y la fuerza 1250 es el cuerpo de una persona sentada en el asiento, la distribución de la fuerza y el peso a través de un sistema de amortiguación puede variar.

Una fuerza 1250 puede aplicar una fuerza de compresión a las celdas vacías de niveles 1200. Algunas celdas vacías 1200 pueden ser más rígidas que otras. En algunas implementaciones donde las celdas vacías de niveles 1200 son menos rígidas, puede haber rotación de las celdas vacías de niveles 1200 apiladas unas contra otras, actuando como un alivio de la presión. Por ejemplo, las pilas de celdas vacías 1252, 1254 y 1256 muestran que cuando la fuerza 1250 comprime la celda vacía de niveles 1200, las pilas de celdas vacías de niveles 1252, 1254 y 1256 se comprimen a diferentes profundidades y ángulos.

En esta implementación, durante la compresión, cuando se aplica una fuerza de compresión a cada celda vacía, la porción de émbolo de cada nivel puede colapsar (o “hundirse”) contra una porción de émbolo opuesta de otra celda vacía y dentro de la porción base de cada celda vacía de niveles, mientras que simultáneamente se aplica una fuerza de compresión contra la porción de émbolo de la celda vacía de niveles opuesta. Los componentes internos y las geometrías de las celdas vacías de múltiples niveles, como las bisagras vivas y las porciones de émbolo múltiples, definen el mecanismo de “resorte” de la columna. La porción de émbolo de cada nivel puede colapsar contra una porción de émbolo opuesta de otra celda vacía y dentro de la porción de base de cada celda vacía de niveles mediante la deformación de una primera bisagra viva que conecta elásticamente un perímetro interior de la primera porción de base a un perímetro exterior de la primera porción de émbolo. Cada celda vacía de niveles dentro de la matriz 1200 puede tener características de fuerza-deflexión individuales o comunes.

En una implementación, como se muestra en la figura 12, una fuerza 1250 que colapsa elásticamente las celdas vacías de niveles 1200 puede conformarse de manera que cuando la fuerza 1250 aplica una fuerza de compresión a las celdas vacías de niveles 1200, cada celda vacía de niveles individual en la matriz 1200 se mueve independientemente de una celda vacía de niveles adyacente (no mostrada). Por ejemplo, si la fuerza 1250 fuera una persona sentada en un sistema de amortiguación compuesto por celdas vacías 1200, puede haber diferentes cargas aplicadas en diferentes celdas vacías 1200. Por lo tanto, las celdas vacías de niveles 1200 pueden comprimirse en diferentes direcciones y en diferentes profundidades. Por ejemplo, las pilas de celdas vacías de niveles 1252, 1254 y 1256 muestran una carga lateral de fuerza de compresión (véanse las pilas de celdas vacías 1252 y 1256 inclinadas hacia la derecha, y la pila de celdas vacías 1254 inclinada hacia la izquierda. La disposición descrita de las celdas vacías de niveles 1200 proporciona un aislamiento que contribuye a la distribución de fuerzas y al confort cuando las celdas vacías de niveles soportan un cuerpo, por ejemplo.

La figura 13 ilustra una vista en perspectiva lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías de niveles apiladas en un sistema de amortiguación 1300. En el sistema de amortiguación 1300, se muestran filas o matrices 1360 de celdas vacías de dos niveles apiladas en direcciones opuestas.

En algunas implementaciones, el sistema de amortiguación 1300 puede ser un colchón o un aparato de asiento. El sistema de amortiguación 1300 puede tener una primera capa de amortiguación 1356 y una segunda capa de amortiguación 1358. La primera capa de amortiguación 1356 y la segunda capa de amortiguación 1358 pueden variar en tamaños y materiales, dependiendo de una implementación (por ejemplo, espuma densa, resortes, etc.). Como se muestra en la figura 13, la primera capa de amortiguación 1356 es más gruesa que la segunda capa de amortiguación 1358. En algunas implementaciones, por ejemplo, en un colchón, la primera capa de amortiguación 1356 pueden ser capas de espuma densa, y la segunda capa de amortiguación 1358 puede ser muelles. En otra implementación, tanto la primera capa de amortiguación 1356 como la segunda capa de amortiguación 1358 pueden incluir espuma densa. En algunas implementaciones, puede haber una primera capa de amortiguación 1356 y ninguna segunda capa de amortiguación 1358. Por ejemplo, un colchón puede incluir sólo una primera capa de amortiguación 1356 y celdas vacías de niveles apiladas.

La figura 13 muestra el sistema de amortiguación 1300 con dos celdas vacías de niveles apiladas, sin embargo, en otras implementaciones, puede haber una pluralidad de celdas vacías de niveles apiladas, como se muestra en la figura 1. Las celdas vacías apiladas pueden estar abiertas o cerradas, y formadas como una lámina o individual, dependiendo de la independencia requerida para la distribución de fuerzas y el confort mientras las celdas vacías de niveles soportan un cuerpo, por ejemplo. En algunas implementaciones, las celdas vacías apiladas pueden formarse como una lámina y la lámina puede cortarse para una implementación prevista. En algunas implementaciones, las celdas vacías pueden formarse individualmente para una capa o matriz, y formarse como una hoja para una segunda capa o matriz apilada.

La figura 14 ilustra una vista lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías de niveles apiladas en un sistema de amortiguación 1400. En el sistema de amortiguación 1400, se muestran filas o matrices 1460 de celdas vacías de dos niveles apiladas en direcciones opuestas.

En algunas implementaciones, el sistema de amortiguación 1400 puede ser un colchón o un aparato de asiento. El sistema de amortiguación 1400 puede tener una primera capa de amortiguación 1456 y una segunda capa de amortiguación 1458. La primera capa de amortiguación 1456 y la segunda capa de amortiguación 1458 pueden variar en tamaños y materiales, dependiendo de una implementación. Como se muestra en la figura 14, la primera capa de amortiguación 1456 es más gruesa que la segunda capa de amortiguación 1458.

La figura 15 ilustra una vista lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías apiladas en un sistema de amortiguación 1500. En el sistema de amortiguación 1500, se muestran filas o matrices 1560 de celdas vacías de dos niveles apiladas en direcciones opuestas.

En algunas implementaciones, el sistema de amortiguación 1500 puede ser un colchón o un aparato de asiento. El sistema de amortiguación 1500 puede tener una primera capa de amortiguación 1556 y una segunda capa de amortiguación 1558. La primera capa de amortiguación 1556 y la segunda capa de amortiguación 1558 pueden variar en tamaños y materiales, dependiendo de una implementación. Como se muestra en la figura 15, la primera capa de amortiguación 1556 tiene un grosor variable. La primera capa de amortiguación 1556 puede tener una sección más gruesa donde se requiere o se desea una capa de amortiguación adicional. Por ejemplo, al menos dos profundidades distintas de la capa de amortiguación pueden estar basadas en un requisito de soporte predeterminado. La segunda capa de amortiguación 1558 tiene poco o ningún grosor.

La figura 16 ilustra una vista lateral de una matriz ejemplar de celdas vacías de niveles apiladas en un sistema de amortiguación 1600. En el sistema de amortiguación 1600, se muestran filas o matrices 1660 de celdas vacías de dos niveles apiladas en direcciones opuestas.

En algunas implementaciones, el sistema de amortiguación 1600 puede ser un colchón o un aparato de asiento. El sistema de amortiguación 1600 puede tener capas alrededor de las filas o matrices 1660 de celdas vacías de dos niveles que pueden ser capas de amortiguación, pero en algunas implementaciones pueden ser otros materiales. Con referencia a la figura 16, se muestran una primera capa de amortiguación 1656 y una segunda capa de amortiguación 1658. La primera capa de amortiguación 1656 y la segunda capa de amortiguación 1658 pueden variar en tamaños y materiales, dependiendo de una implementación. Como se muestra en la figura 16, la primera capa de amortiguación 1656 tiene un grosor variable en todo el sistema de amortiguación 1600. La primera capa de amortiguación 1656 puede tener una sección más gruesa donde se requiere o se desea una capa de amortiguación adicional. La segunda capa de amortiguación 1658 tiene poco o ningún grosor.

La figura 17 son operaciones ejemplares 1700 para usar un sistema de amortiguación. Una operación 1702 aplica una fuerza de compresión a una matriz de celdas vacías apiladas y opuestas. Una operación 1704 colapsa una primera porción de émbolo dentro de una primera porción de base de una celda vacía de niveles deformando una primera bisagra viva que conecta elásticamente un perímetro interior de la primera porción de base a un perímetro exterior de la primera porción de émbolo.

Una operación 1706 colapsa la primera porción de base dentro de una segunda porción de base de una celda vacía de niveles deformando una segunda bisagra viva que conecta elásticamente un perímetro interior de la segunda porción de base a un perímetro exterior de la primera porción de base.

Una operación 1708 colapsa una segunda porción de émbolo dentro de una segunda porción de base de una celda vacía de niveles opuesta a al menos otra de las celdas vacías de niveles mediante la deformación de una segunda bisagra viva que conecta elásticamente un perímetro interior de la segunda porción de base a un perímetro exterior de la segunda porción de émbolo.

En algunas implementaciones, la porción de base de la celda vacía de niveles puede comprimirse dentro de una segunda porción de base de la celda vacía de niveles, si la celda vacía de niveles tiene más de dos niveles. En algunas implementaciones, la porción de émbolo de la celda vacía de niveles puede comprimirse dentro de una segunda porción de émbolo de una segunda celda vacía de niveles opuesta. En algunas implementaciones, la segunda porción de émbolo de la segunda celda vacía de niveles puede comprimirse dentro de una segunda porción de base de la segunda celda vacía de niveles. Dependiendo de las dimensiones y el número de niveles en dos celdas vacías de niveles opuestas, una pluralidad de niveles puede telescopizar dentro de una o ambas celdas vacías de niveles.

Las operaciones 1700 también pueden incluir el estiramiento de una pared superior de la porción de base, una primera pared lateral y/o una pared inferior de una bisagra viva en la celda vacía de niveles. Durante la compresión, en algunas implementaciones, otras paredes en las celdas vacías de niveles pueden estirarse, girar y pandearse. Por ejemplo, al menos una de las paredes superiores de la porción de base, y la primera pared lateral y la pared inferior de la bisagra viva pueden girar. En otro ejemplo, al menos una de una pared lateral de la porción de base, una segunda pared lateral de la bisagra viva y una pared superior de la porción de émbolo pueden pandearse.

Las operaciones lógicas que componen las realizaciones de la invención descritas en este documento se denominan de forma variada operaciones, pasos, objetos o módulos. Además, debe entenderse que las operaciones lógicas pueden realizarse en cualquier orden, añadiendo u omitiendo operaciones según se desee, a menos que se reivindique explícitamente lo contrario o que el lenguaje de la reivindicación haga necesario un orden específico.

La memoria descriptiva anterior, los ejemplos y los datos proporcionan una descripción completa de la estructura y el uso de las realizaciones ejemplares de la invención. Dado que muchas realizaciones de la invención pueden hacerse sin apartarse del alcance de la invención, la invención reside en las reivindicaciones que se adjuntan a continuación.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de amortiguación (160) que comprende:

una matriz de celdas vacías de niveles (166), donde cada celda vacía de niveles incluye:

una porción de base (106);

una porción de émbolo (108), colapsando la porción de émbolo dentro de la porción de base bajo la compresión del sistema de amortiguación; y

una bisagra viva (110) que conecta elásticamente un perímetro interior de la porción de base a un perímetro exterior de la porción de émbolo, estirándose la bisagra viva para efectuar el colapso de la porción de émbolo dentro de la porción de base bajo la compresión del sistema de amortiguación.

2. El sistema de amortiguación de la reivindicación 1, donde un módulo elástico y una fuerza de pandeo de una o más paredes de cada celda vacía de niveles controla la colapsabilidad de cada celda vacía de niveles.

3. El sistema de amortiguación de cualquier reivindicación anterior, incorporado dentro de al menos uno de un colchón y un asiento.

4. El sistema de amortiguación de cualquier reivindicación anterior, donde la matriz de celdas vacías de niveles está apilada verticalmente en columnas, cada una de las columnas verticales está encerrada en una envoltura, y las columnas verticales están unidas a las columnas verticales contiguas.

5. El sistema de amortiguación de cualquier reivindicación anterior, que comprende además:

una capa de amortiguación colocada adyacente a la matriz de celdas vacías de niveles, donde la capa de amortiguación tiene al menos dos profundidades distintas basadas en un requisito de soporte predeterminado.

6. Una celda vacía de niveles (100) que comprende:

una primera porción de base (106a);

una primera porción de émbolo (108a) para colapsar dentro de la primera porción de base bajo la compresión de la celda vacía de niveles;

una primera bisagra viva (110a) para conectar elásticamente un perímetro interior de la primera porción de base a un perímetro exterior de la primera porción de émbolo, estirándose la primera bisagra viva para efectuar el colapso de la primera porción de émbolo en la primera porción de base bajo la compresión del sistema de amortiguación; una segunda porción de base (106b);

una segunda porción de émbolo (108b) para colapsar dentro de la segunda porción de base bajo la compresión de la celda vacía de niveles; y

una segunda bisagra viva (110b) para conectar elásticamente un perímetro interior de la segunda porción de base a un perímetro exterior de la segunda porción de émbolo, estirándose la segunda bisagra viva para efectuar el colapso de la segunda porción de émbolo dentro de la segunda porción de base bajo la compresión del sistema de amortiguación, y la primera porción de émbolo está unida a la segunda porción de émbolo y se opone a ella.

7. La celda vacía de niveles de la reivindicación 6, comprendiendo además:

una tercera porción de base unida a la primera porción de base, colapsando la primera porción de base en la tercera porción de base bajo la compresión de la celda vacía de niveles.

8. La celda vacía de niveles de cualquiera de las reivindicaciones 6-7, donde un módulo elástico y una fuerza de pandeo de una o más paredes de la celda vacía de niveles controla la colapsabilidad de la celda vacía de niveles.

9. La celda vacía de niveles de cualquiera de las reivindicaciones 6-8, donde las bisagras vivas primera y segunda están configuradas para uno o más de estirar, rotar y pandear bajo la compresión de la celda vacía de niveles.

10. La celda vacía de niveles de cualquiera de las reivindicaciones 6-9, entrando en contacto la primera porción de base con la segunda porción de base y colapsando contra ella bajo la compresión de la celda vacía de niveles.

11. La celda vacía de niveles de cualquiera de las reivindicaciones 6-10, deslizando la primera porción de base dentro de la segunda porción de base bajo la compresión de la celda vacía de niveles.

12. Un método de uso de un sistema de amortiguación (1700), comprendiendo el método:

aplicar una fuerza de compresión a una matriz de celdas vacías de niveles apiladas y opuestas (1702); y colapsar una primera porción de émbolo dentro de una primera porción de base de al menos una de las celdas vacías de niveles estirando una primera bisagra viva que conecta elásticamente un perímetro interior de la primera porción de base a un perímetro exterior de la primera porción de émbolo (1704) bajo la fuerza de compresión.

13. El método de la reivindicación 12, comprendiendo además:

colapsar la primera porción de base dentro de una segunda porción de base de la al menos una celda vacía de niveles deformando una segunda bisagra viva que conecta elásticamente un perímetro interior de la segunda porción de base a un perímetro exterior de la primera porción de base.

14. El método de la reivindicación 12, comprendiendo además:

colapsar una segunda porción de émbolo dentro de una segunda porción de base de al menos una de las celdas vacías de niveles que se opone a al menos otra de las celdas vacías de niveles deformando una segunda bisagra viva que conecta elásticamente un perímetro interior de la segunda porción de base a un perímetro exterior de la segunda porción de émbolo.

15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12-14, donde la operación de colapso incluye todo lo siguiente: estirar una pared superior de la primera porción de base;

estirar una pared lateral y una pared inferior de la primera bisagra viva;

girar una pared superior de la primera porción de base;

girar una pared lateral y una pared inferior de la primera bisagra viva;

pandear la pared lateral de la primera porción de base;

pandear una segunda pared lateral de la primera bisagra viva; y

pandear una pared superior de la primera porción de émbolo.