ITPD20130130A1 - Materasso a zone di portanza differenziata - Google Patents

Description

MATERASSO A ZONE DI PORTANZA DIFFERENZIATA

Descrizione

L’oggetto ed il campo di applicazione di tale invenzione riguarda un nuovo materasso a portanza differenziata. In particolare riguarda un materasso comprendente degli inserti rimovibili per la creazione di zone a portanza differenziata.

Stato della tecnica

Sono noti i materassi composti da vari elementi ciascuno dei quali presenta una portanza differenziata.Detti elementi, o inserti, sono assiemati e uniti reciprocamente, accostando le loro superfici laterali , a formare, con l’unione delle loro basi superiore ed inferiore, la superficie di appoggio planare del materasso. Detti elementi sono manufatti , solitamente di forma parallelepipeda, dalla specifica portanza che combinati opportunamente e posizionati secondo una prevista disposizione creano il materasso a zone di portanza differenziata.

Solitamente detti parallelepipedi possiedono dei mezzi per trattenersi uniti ai parallelepipedi adiacenti.

Tuttavia proprio per la necessità di avere non solo la funzione di portanza, ma anche quella di trattenimento detti elementi parallelepipedi sono un compromesso tra le contrastanti esigenze. La funzione di portanza è delegata a mezzi elastici presenti internamente al detto parallelepipedo, mentre la funzione di unione vicendevole con gli altri elementi adiacenti è assolta dalle pareti laterali .

Sebbene quindi il complesso dei parallelepipedi riesca in maniera approssimativa a realizzare un materasso con zone a portanza differenziata tuttavia il risultato conseguito non risulta preciso in termini di valore di portanza conseguito sia in termini assoluti sia come distribuzione.

Inoltre la sostituzione di anche un solo elemento parallelepipedo, che fa parte dell’insieme del materasso, soprattutto quando tale elemento sia disposto internamente al l’insieme, costringe l’utente ad una difficile e complicata operazione di disocciazione delle varie unioni con i parallelepipedi adiacenti per poter estrarre e sostituire anche il solo detto elemento.

Vi sono anche altri tipologie di materassi con zone di portanza differenziata.

Una di tali tipologie prevede l’impiego di una serie di blocchi costituiti da materiale omogeneo, generalmente realizzati di poliuretano schiumato flessibile. I detti blocchi sono sostanzialmente manufatti a forma geometrica parallelepipede, la cui dimensione maggiore corrisponde alla larghezza del materasso, e sono disposti in un numero sufficiente tale che avvicinati gl i uni agli altri in senso trasversale realizzano nella direzione longitudinale il piano di appoggio del materasso.

Detta variante di materasso, costituito da una serie di blocchi parallelepipedi allungati ed accostati, tuttavia è poco configurabile, in quanto necessariamente una fascia trasversale del materasso presente tutta la medesima portanza.

Altre ancora sono le possibilità di realizzazione di un materasso a portanza differenziata ma tutte presentano uno o più dei difetti sopra esposti.

Inoltre in nessun caso si riesce a realizzare un materasso facilmente componibile con elementi discreti che presenti e mantenga nel tempo la portanza differenziata per le varie zone desiderate.

Infatti è molto importante che dopo il calcolo di progettazione della portanza delle varie zone i l materasso possa essere composto da elementi a portanza differenziata i quali mantengano lo stesso valori di calcolo che possiedono come elementi a sé stanti anche dopo che gli stessi siano stati inseriti nell’insieme a formare i l materasso.

Presentazione dell ' invenzione

Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un materasso con zone a portanza differenziata facilmente realizzabile e facilmente configurabile.

Altro scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un materasso con zone a portanza differenziata le cui zone presentino una portanza circa pari a quella di progetto e calcolata.

Un diverso scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un materasso la portanza delle cui zone non cambi sostanzialmente nel tempo e si mantenga inalterata rispetto al progetto originario.

Un ennesimo scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un materasso la cui portanza delle varie zone sia immediatamente verificabile e rimodulabile

Un altro scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un materasso a portanza differenziata che possa essere composto, rimodulato anche da personale non esperto.

Esposizione dell’invenzione

Tutti i sopradescritti scopi sono conseguiti da un materasso a zone di portanza differenziata secondo le rivendicazioni allegate.

In particolare l’invenzione consiste in un materasso a zone di portanza differenziata composto da almeno una lastra di trattenimento provvista di svariati fori circolari di diametro uniforme, ed opportunamente tra essi distanziati , in grado, la detta lastra, di accogliere entro ciascuno di detti fori una inserto sferico composto di materiale omogeneo a specifica portanza, essendo il diametro dell’inserto sferico praticamente corrispondente al diametro dei fori presenti in detta lastra di trattenimento.

Vantaggiose caratteristiche dell’invenzione Vantaggiosamente lo spessore della lastra di trattenimento è circa pari al diametro degli inserti sferici , ottenendo che questi siano compresi e non sporgenti rispetto alla lastra stessa.

Opportunamente la disposizione di detta serie di forature sulla lastra di trattenimento risulta regolarmente distribuita per ottenere una serie di zone configurabili secondo le aspettative dell’utente. Vantaggiosamente la distanza delle forature è sufficientemente limitata per mantenere contenuto e marginale il contributo alla portanza del materiale della lastra di trattenimento che accoglie, entro le forature circolari di cui è provvista, gli inserti sferici, indicativamente inferiore a due volte il diametro e preferibilmente inferiore al diametro degli inserti sferici.

Molto opportunamente, essendo gli inserti sferici realizzati di materiale omogeno, presentano ciascuno la propria specifica portanza, vantaggiosamente identificato da un valore cromatico, rispetto a qualsiasi direzione della sollecitazione a cui siano sottoposti , facilitando la loro collocazione per inserimento entro i rispettivi fori da parte di una qualunque persona senza considerarne il verso di inserimento.

Altrettanto opportunamente il diametro di tali inserti sferici, corrispondente al diametro del fori circolari, crea solo una circonferenza di contatto che rende irrilevanti gli attriti t ra le sfere e le pareti laterali dei fori di cui la lastra è dotata.

Vantaggiosamente detti inserti sferici, a seguito della sollecitazione si modificano nella loro configurazione spaziale, fornendo una portanza esclusivamente dovuta al materiale di cui sono costituiti , ma sempre mantenendo l’attrito dinamico pari a quello statico, dovuto alla presenza invariata della linea di circonferenza equatoriale a contatto con il trattenimento.

Molto importante è il fatto che detti inserti sferici anche dopo essere stati sollecitati, compressi , spostati rispetto alla loro condizione inziale, con il venire meno della sollecitazione, riprendono la medesima posizione e la medesima forma inziale senza alcun altro vincolo e/o impedimento.

Altrettanto importante è il fatto che dette inserti sferici per riacquisire la medesima posizione e la medesima forma inziale a seguito del venire meno della sollecitazione che ne aveva variato la forma e ne aveva spostata la dislocazione, possano traslare e/o ruotare su se stessi rispetto a qualsiasi asse, secondo un movimento che incontra meno attriti .

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche dell’invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fat ta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

- la fig. 1 mostra secondo una vista dall’alto un generica lastra di trattenimento dotata di una serie di forature circolari ;

- la fig. 2 mostra secondo una sezione longitudinale la lastra di fig.

1 con inserite all’interno delle forature circolari gli inserti sferici; - la fig. 3 mostra un provino con una forma spaziale cil indrica la cui portanza è praticamente identica a quella di un inserto sferico di identica portanza per un confronto comparativo;

- la fig. 4 e la fig. 5 mostra il detto provino configurato in maniera cilindrica inserito in un elemento di lastra campione rispettivamente secondo una vista dall’alto e secondo una sezione ortogonale.

Descrizione dettagliata

L’oggetto dell’invenzione si compone di una lastra 1 provvista di una serie di forature 2 di tipo passante distribuite uniformemente sulla sua superficie. Dette forature 2 sono di tipo circolare e sufficientemente spaziate tra loro. Detta lastra 1 successivamente è completata corrispondentemente al le superfici maggiori con una coppia di lastra topper (non disegnate) superiore ed inferiore a costituire l’insieme del materasso.

Entro le forature 2 circolari della lastra 1 di trattenimento sono inseriti e trat tenuti gli inserti sferici 3 a specifica portanza.

Detti inserti sferici 3 possiedono un diametro praticamente corrispondente a quello delle forature 2 così che presentano una linea di contatto tra sfera e lastra 1 corrispondente alla circonferenza equatoriale.

La scelta della disposizione degli elementi sferici 3 entro le relative forature 2 è indicata/suggeri ta in maniera grafica e/o cromatica da appositi programmi che tengono conto sia delle esigenze antropometriche dell’utente sia dalle preferenze personali dell’utente.

E’ noto che un materasso con zone di portanza differenziata sia un prodotto di un certo livello qualitativo, per cui gli effet ti prodotti ed i risultat i ottenuti devono essere conseguentemente di elevate prestazioni.

Per quanto riguarda la portanza finale degli elementi sferici 3 alloggiati entro la lastra 1 di trat tenimento, rispetto a quella di una sfera presa singolarmente, si possono tollerate variazioni di un qualche punto percentuale, mentre un valore che si discosta del 10-15 % risulta inaccettabile.

Ora i vari produttori sono in grado di produrre material i poliuretanici schiumati flessibili con una portanza che si discosta di pochi punti percentuali dal valore desiderato.

Quando tuttavia tal i elementi a portanza differenziata sono inserit i a contatto con altri elementi, entrano in contatto tra loro e soprattutto a causa delle reciproche interferenze restituiscono un valore di portanza difficilmente preventivabile.

Tale interferenza è principalmente dovuta al fatto che le pareti laterali di elementi contigui sono in appoggio e adiacenti, realizzando nello scorrimento relativo un imprevedibile attrito. E’ del tutto evidente che non è neppure immaginabile una serie di elementi completamente liberi , ciascuno discostato e non in appoggio agli elementi circostanti per la creazione di un piano di appoggio del materasso che dovrebbe sempre essere continuo e liscio.

Infatti un qualsiasi materasso richiede che ogni suo componente sia trattenuto fissatamente nell’insieme senza possibilità alcuna che questo possa muoversi liberamente.

L’unica configurazione che consegue tutti i vantaggi ricercati , rimanendo fissatamente unita al supporto e tuttavia non rimanendone affetta dagli effetti di attrito sulle superficie perimetrali è la forma sferica, alloggiata entro un foro circolare passante di cui la lastra di trattenimento è dotata.

L’unico punto di contatto tra ciascuna sfera e la relat iva lastra forata di trattenimento è una linea continua corrispondente alla circonferenza nella zona equatoriale della sfera, la quale in maniera trascurabile si appoggia sulla parete del foro, senza presentare un apprezzabile attrito.

Infatti a seguito della compressione, un qualsiasi altro elemento dotato di una diversa configurazione geometrica complementare a quella del foro in cui è inserito entro il supporto, tenderà durante la compressione anche inevitabilmente ad allargarsi, spingendo ulteriormente sulla pareti circostanti con una pressione crescente all’aumentare della pressione a cui è sottoposto. Proprio questo allargamento incrementa in maniera imprevista ed imprevedibile l’attrito statico e dinamico tra le superfici relative del corpo compresso che spinto da una pressione superiore si deforma abbassandosi ed allargando la propria sezione, con la superficie perimetrale del foro che accoglie il detto corpo compresso.

Diversamente la forma sferica dell’inserto nel materasso dell’invenzione non è affetto dai suddetti inconvenienti, infatti la circonferenza equatoriale, in appoggio sulla parete del foro circolare corrispondente presente nella lastra, pur presentando un attrito di tipo statico piuttosto contenuto, non vede variare tale valore al variare della compressione, mantenendo pertanto un attrito di tipo dinamico sempre piuttosto contenuto e soprattutto praticamente equivalente a quello statico.

Infatti la compressione della sfera non porta ad un significativo aumento della superficie a contatto con la parete perimetrale del foro entro cui essa è contenuta.

Per tale motivo il valore di portanza di progetto di ciascun inserto sferico 3 rimane tale anche dopo avere inserito la sfera entro i relativi al loggi, ma soprattutto tale valore rimane costante nel tempo.

La sopradescritta spiegazione è stata verificata mediante la realizzazione di un esempio di materasso costituito da una lastra centrale di lunghezza 2000mm, larghezza 900 mm ed altezza 100 mm. Detta lastra è stata uniformemente forata con fori di diametro 100 mm.

Entro detti fori sono stati posizionati gl i inserti sferici di diametro 100mm.

Successivamente all’inserimento degli elementi sferici, la lastra di trattenimento forata completa degli inserti è chiusa, sia nella parte superiore sia nella parte inferiore da una lastra topper di dimensioni 2000 mm x 900 mm x 50mm.

Le dimensioni finali del materasso ottenuto sono larghezza 2000 mm, lunghezza 900mm ed altezza 200 mm.

Per facili tare la comprensione dei risultati ottenuti dal materasso dell’invenzione si riportano i test di resistenza all’affondamento secondo la normativa UNI EN ISO 3386-1 CV 40 (Medoto A) su sfere e cilindri.

Per il test si sono impiegate sfere con diametro 100 mm, ed un cilindro 4 di diametro 100 mm ed altezza 100mm.

La scelta di considerare un cil indro 4 come figura geometrica alternativa degli inserti è solo dovuta alla semplicità di trat tazione. Su di tale cilindro 4 di riferimento si non rilevati i dati di sforzo a compressione.

A seguito di una serie di test, su varie tipologie di sfere di materiale con durezze diverse, si è quindi scelta una sfera campione con le caratteristiche di compressione praticamente uguali a quelle del suddetto cilindro 4 di riferimento.

La resistenza a compressione identica sia del cilindro 4 di riferimento sia della sfera campione dimostra che sono stati scelti e considerati inserti di uguale portanza.

Successivamente si è realizzato un provino 5 delle seguenti

dimensioni: 400mm x 400mm x 100mm di lastra forata con un unico foro 4 di diametro 100mm disposto centralmente.

Si è quindi realizzata una prova di portanza secondo la normativa UNI EN ISO 2349 (Medoto D) prima con il cilindro 4 di riferimento inserito nel foro 6 del provino 5 e poi con la sfera campione inserita nel foro 6 del provino 5.

I risultati ottenuti dell’insieme provino-cilindro 5-4 e dell’insieme provino-sfera mostrano una differenza di portanza di circa i l 13%.

Tale differenza conferma i risultati conseguiti dall’invenzione. E’ da rilevare la estrema precisione del valore di portanza conseguiti per le varie zone, e con un set variegato e continuo di inserti sferici la estrema estensione dei risultati conseguibili .

Tali precisioni e tale facilità di composizione rende l’oggetto dell’invenzione fruibile anche per il semplice utente che può ottenere un materasso secondo le proprie aspettative.

Inoltre un cambiamento delle preferenze personali nel tempo è soddisfatta semplicemente e velocemente ad opera dell’utente stesso modificando la disposizione e/o con la sostituzione di altri inseriti .

Si è in pratica constato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti.

In particolare con il trovato si è reso disponibile un materasso a zone di portanza differenziata in cui le portanze di progetto delle varie zone sono ottenibili attraverso degli inserti sferici 3 di resistenza opportuna.

In particolare, con il trovato, si è realizzato una diretta corrispondenza tra la resistenza del materiale degli inseriti sferici 3 con la portanza della relativa zona in cui esso va inserito senza l’incertezza dei rilevanti valori di attrito che condizionano ed interferiscono l’accoppiamento tra inserti sferici 3 e lastra 1 di trattenimento.

Il t rovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sosti tuiti da altri elementi tecnicamente equivalenti a quello mostrato e descritto.

In pratica, i materiali impiegati , nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l’intell igibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effet to limitante sull’interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Materasso a zone di portanza differenziata caratterizzato dal fat to che è comporto da almeno un lastra (1) di trattenimento provvista di svariate forature (2) circolari di diametro uniforme, ed opportunamente tra esse distanziate, in grado, la detta lastra (1), di accogliere entro ciascuno di dette forature (2) una inserto sferico (3) composto di materiale omogeneo a specifica portanza, essendo il diametro dell’inserto sferico (3) praticamente corrispondente al diametro delle forature (2) presenti in detta lastra (1) di trattenimento.
2. 2) Materasso a zone di portanza differenziata secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che lo spessore della lastra (1) di trattenimento è circa pari al diametro degli inserti sferici (3).
3. 3) Materasso a zone di portanza differenziata secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la disposizione di detta serie di forature (2) sulla lastra (1) di trattenimento risulta regolarmente distribuita.
4. 4) Materasso a zone di portanza differenziata secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la distanza delle forature (2) è inferiore a due volte i l diametro e preferibilmente inferiore al diametro degli inserti sferici (3).
5. 5) Materasso a zone di portanza differenziata secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti inserti sferici (3) sono di materiale omogeno ciascuno di una specifica portanza, identificata e contraddistinta da un valore cromatico.
6. 6) Materasso a zone di portanza differenziata secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti inserti sferici (3) sono privi di verso di inserimento.
7. 7) Materasso a zone di portanza differenziata secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti inserti sferici (3) sono costi tuiti da poliuretano schiumato flessibile.