MX2014005690A - Cojin celular. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de amortiguación celular (200) incluye celdas o unidades de soporte (204) dispuestas en uno o más conjuntos apilados (206, 208). Las celdas son cámaras huecas que resisten desviación debido a fuerzas de compresión, similares a resortes de compresión. Los conjuntos están fijados a una o más capas de enlace intermedias (210). La(s) capa(s) de enlace intermedio(s) enlaza(n) las celdas juntas mientras permite(n) que las celdas se deformen independientemente una de otra. Una carga externa comprime una de las celdas vacías dentro de un rango de compresión independiente sin comprimir significativamente al menos una celda vacía adyacente a la celda vacía comprimida. El rango de compresión independiente es el rango de desplazamiento de la celda vacía comprimida que no afecta significativamente la compresión de celdas vacías adyacentes (205, 207). Si la celda vacía se comprime más allá del rango de compresión independiente, las capas de enlace intermedias pueden desviarse y/o las celdas vacías adyacentes a la celda vacía comprimida pueden comprimirse.
Description
COJIN CELULAR
Campo de la Invención
Esta invención se refiere generalmente a sistemas de amortiguación para comodidad, soporte, y/o protección de usuario.
Antecedentes de la Invención
Se utilizan sistemas de amortiguación en una gran variedad de aplicaciones incluyendo comodidad y protección al impacto del cuerpo humano. Un sistema de amortiguación es colocado adyacente a una porción del cuerpo y proporciona una barrera entre el cuerpo y uno o más objetos que de otra forma chocarían sobre el cuerpo. Por ejemplo, un colchón de resortes con cavidades contiene un conjunto de resortes metálicos acoplados de manera cercana que amortiguan el cuerpo desde un armazón de cama. Similármente , sillas, guantes, rodilleras, cascos, etc., cada una puede incluir un sistema de amortiguación que proporciona una barrera entre una porción del cuerpo y uno o más objetos.
Se utiliza una variedad de estructuras para sistema de amortiguación. Por ejemplo, un conjunto de cámaras de aire y/o agua de celda cerrada acopladas de manera cercana frecuentemente constituye colchones de aire y de agua. Un conjunto de resortes acoplados de manera cercana frecuentemente constituye un colchón convencional. Ejemplos adicionales incluyen estructuras de panal de espuma y
Ref. 248551
elastomérica de celda abierta o cerrada. Para sistemas de amortiguación que utilizan un conjunto de celdas o resortes cerrados o abiertos, ya sea las celdas o resortes están acoplados directamente o se utilizan una o más capas unificadoras para acoplar cada una de las celdas o resortes juntos en sus extremidades. Aunque acoplar directamente las celdas o resortes juntos o acoplar indirectamente las extremidades de las celdas o resortes juntas es efectivo al agrupar el sistema de amortiguación, se reduce la independencia de cada una de las celdas o resortes. Esta falta de independencia puede llevar a que se coloque una carga aumentada sobre una pequeña área del cuerpo (indicada aquí como una carga de puntos) . Una carga de punto que deforma una de las celdas o resortes es probable que deforme celdas o resortes adyacentes directamente o al tensar la(s) capa(s) unificadora (s) . Como un resultado, la resistencia a desviación en el punto de contacto aumenta debido a la desviación de múltiples celdas o resortes. La resistencia aumentada a desviación puede causar puntos de presión sobre porciones del cuerpo de un usuario que sobresalen dentro del sistema de amortiguación más que otras porciones del cuerpo del usuario (por ejemplo, en los hombros y caderas de un usuario sobre un colchón) .
Sumario de la Invención
Las modalidades aquí descritas y reivindicadas
abordan los problemas anteriores al desacoplar celdas vacías individuales en un sistema de amortiguación celular y al permitir que las celdas vacías se deformen independientemente una de otra, con un rango de deformación independiente. Esto reduce el potencial de puntos de presión sobre el cuerpo de un usuario. Además, las celdas vacías se deforman independientemente bajo cargas orientadas en múltiples direcciones, dentro del rango de deformación independiente.
La tecnología actualmente descrita además aborda los problemas anteriores al comprimir una celda vacía en una matriz de celdas vacías acopladas conjuntamente con una capa de enlace intermedia en una dirección normal a la capa de enlace intermedia sin comprimir substancialmente al menos una celda vacía adyacente, en donde se comprime la celda vacía dentro de un rango de compresión independiente de la celda vacía .
La tecnología actualmente descrita además aborda los problemas anteriores al proporcionar un aparato para interconectar un cuerpo con un objeto que comprende una primera matriz de celdas vacías y una capa de enlace intermedia que acopla al menos dos de las celdas vacías en la primera matriz de celdas vacías, en donde la compresión de una celda vacía en una dirección normal a la capa de enlace intermedia ocurre sin desviación substancial de al menos una celda vacía adyacente, en donde la compresión de la celda
vacía está dentro de un rango de compresión independiente de la celda vacía.
La tecnología actualmente descrita además aborda los problemas anteriores al proporcionar un método para fabricar un sistema de amortiguación celular que comprende moldear una primera matriz de celdas vacías abiertas e interconectadas por una primera capa de enlace intermedia; moldear una segunda matriz de celdas vacías abiertas hacia e interconectadas por una segunda capa de enlace intermedia; y laminar la primera y segunda capas de enlace intermedias juntas de manera que las aberturas en las celdas vacías de la primera y segunda capas de enlace intermedias se orienten una hacia la otra, en donde la compresión de una celda vacía en una dirección normal a la capa de enlace intermedia ocurre sin desviación substancial de al menos una celda vacía adyacente, y en donde la compresión de la celda vacía está dentro de un rango de compresión independiente de la celda vacía .
También se describen y mencionan aquí otras modalidades.
Breve Descripción de las Figuras
La Figura 1 ilustra a un usuario acostado sobre un sistema de amortiguación celular ilustrativo.
La Figura 2 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de amortiguación celular ilustrativo.
La Figura 3 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular ilustrativo en un estado descargado .
La Figura 4 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular desviado ilustrativo en un es ado descargado .
La Figura 5 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular apilado 500 ilustrativo en un estado descargado.
La Figura 6 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular ilustrativo en un estado parcialmente cargado.
La Figura 7 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular ilustrativo en un estado completamente cargado.
La Figura 8 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de amortiguación celular ilustrativo con una capa ixelada .
La Figura 9 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular ilustrativo con una capa pixelada en un estado descargado.
La Figura 10 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular ilustrativo con una capa pixelada en un estado parcialmente cargado.
La Figura 11 ilustra una vista en elevación de un
sistema de amortiguación celular ilustrativo con una capa pixelada en un estado completamente cargado.
La Figura 12 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de amortiguación celular curveado ilustrativo.
La Figura 13 ilustra una gráfica de desplazamiento sobre fuerza para celdas vacías vecinas en un sistema de amortiguación celular ilustrativo.
La Figura 14 ilustra una gráfica de desplazamiento sobre fuerza para celdas vacías opuestas en un sistema de amortiguación celular ilustrativo.
La Figura 15 ilustra una gráfica de presión sobre desplazamiento para dos sistema de amortiguación celular ilustrativos comparados con otros tres sistemas de amortiguación .
La Figura 16 ilustra una rodillera que incorpora un sistema de amortiguación celular ilustrativo.
La Figura 17 ilustra operaciones ilustrativas para fabricar y utilizar un sistema de amortiguación celular.
Descripción Detallada de la Invención
La Figura 1 ilustra a un usuario 102 acostado en un sistema de amortiguación celular 100 ilustrativo. El sistema de amortiguación celular 100 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 104) o unidades de soporte dispuestas en una matriz superior 106 (o conjunto) y una matriz inferior 108 (o conjunto) . El sistema de amortiguación celular 100 es
ilustrado en un armazón 103. Algunas modalidades no incluirán el armazón 103. Las celdas vacías son cámaras huecas que resisten desviación debido a fuerzas de compresión, similares a resortes de compresión. La matriz superior 106 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 110 y la matriz inferior 108 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 110. La capa de enlace intermedia 110 enlaza las celdas vacías juntas mientras permite que las celdas vacías se compriman independientemente una de otra, al menos dentro de un rango de compresión independiente de celdas vacías (discutido en más detalle con respecto a la Figura 13) .
En una modalidad, cada una de las celdas vacías es fijada individualmente a la capa de enlace intermedia 110 y no entre sí. Además, cada una de las celdas vacías dentro de la matriz superior 106 o matriz inferior 108 se puede comprimir individualmente bajo carga sin compresión de celdas vacías adyacentes (es decir, vecinas, opuestas, y/u opuestas vecinas) , dentro del rango de compresión independiente de las celdas vacías. Fuera del rango de compresión independiente, la compresión de una celda vacía individual causa que celdas vacías adyacentes se compriman a través de desviación de la capa de enlace intermedia 110. Por ejemplo, celdas vacías que forman la matriz superior 106 bajo el cuello, espalda baja, y rodillas del usuario 102 se comprimen individualmente y
distribuyen el peso del usuario 102 uniformemente sobre esas áreas. Sin embargo, celdas vacías bajo la espalda superior y el trasero del usuario 102 se comprimen lo suficiente para causar que la capa de enlace intermedia 110 se desvíe, lo que a su vez causa que las celdas vacías en la matriz inferior 108 se compriman. La desviación de la capa de enlace intermedia 110 también causa que las celdas vacías adyacentes en la matriz superior 106 se desvíen y que las celdas vacías adyacentes en la matriz inferior 108 se compriman.
Cada una de las celdas vacías crea una fuerza relativamente constante para resistir desviación. En una modalidad, las celdas vacías en la matriz inferior 108 tienen una resistencia superior a la desviación que las celdas vacías en la matriz superior 106. Como un resultado, en áreas menos comprimidas (por ejemplo, el cuello, espalda baja, y rodillas del usuario) , únicamente se involucran celdas vacías en la matriz superior 106 y el peso del usuario distribuido uniformemente durante el contacto del usuario 102 con el sistema de amortiguación celular 100. En áreas más comprimidas (por ejemplo, la espalda baja y el trasero del usuario) , el usuario experimenta presión aumentada debido a que el peso del usuario es insuficiente para desviar adicionalmente la capa de enlace intermedia 110 y de esa forma involucrar las celdas vacías en la matriz inferior 108. En otra modalidad, la resistencia a la desviación de las
celdas vacías individuales dentro de las matrices superiores y/o inferiores varía de conformidad con la carga esperada del sistema de amortiguación celular 100. Por ejemplo, las celdas vacías localizadas cerca de la espalda baja y el trasero del usuario pueden ser más duras que las celdas vacías localizadas cerca del cuello, espalda baja, y rodillas del usuario.
En una modalidad, se fija una capa de pixilación opcional (ver por ejemplo, Figuras 8-11) a extremidades de la matriz superior 106 y/o la matriz inferior 108 opuesta a la capa de enlace intermedia 110. La capa de pixilación proporciona una superficie substancialmente plana en la parte superior o inferior del sistema de amortiguación celular 100 para ayudar en problemas de comodidad o limpieza y aun así permiten compresión substancialmente independiente de celdas vacías individuales, por ejemplo. La capa de pixilación se discute en más detalle con respecto a las Figuras 8-11.
La Figura 2 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de amortiguación celular 200 ilustrativo. El sistema de amortiguación celular 200 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 204) dispuestas en una matriz superior 206 y una matriz inferior 208. Las celdas vacías son cámaras huecas que resisten desviación debido a fuerzas de compresión, similares a resortes de compresión. Sin embargo, diferente a resortes de compresión, la desviación de las
celdas vacías no genera un aumento lineal en fuerza resistiva. A su vez, la fuerza resistiva a desviación de las celdas vacías es relativamente constante para la mayoría del desplazamiento de compresión de la celda vacía. Esto permite al sistema de amortiguación celular 200 adaptarse al cuerpo de un usuario con una fuerza uniforme sobre el cuerpo del usuario. En otras modalidades, cada una de las celdas vacías puede tener una capacidad de resorte positiva o negativa. Además, la capacidad de resorte de cada una de las celdas vacías puede variar dependiendo de la posición relativa de la celda vacía dentro del sistema de amortiguación celular 200.
Al menos el material, grosor de pared, tamaño y forma de cada una de las celdas vacías define la fuerza resistiva que puede aplicar cada una de las celdas vacías. Materiales utilizados para las celdas vacías son generalmente deformables de manera elástica bajo condiciones de carga esperadas y soportarán numerosas deformaciones sin fracturar o sufrir otra falla que dañe la función del sistema de amortiguación celular 200. Materiales ilustrativos incluyen uretano termoplástico, elastómeros termoplásticos , copolímeros estirénicos, caucho, Dow Pellethane®, Lubrizol Estañe®, Dupont™ Hytrel®, ATOFINA Pebax®, y polímeros Krayton. Además, el grosor de pared puede variar de 0.013 cm hacia (5 milésimas de pulgada) a 0.20 cm (80 milésimas de pulgada) . Más aún, el tamaño de cada una de las celdas vacías
puede variar de lados de 5 mm a 70 mm en una modalidad cúbica. Más aún, las celdas vacías pueden ser cúbicas, piramidales, hemisféricas, o cualquier otra forma capaz de tener un volumen interior hueco. Otras formas pueden tener dimensiones similares a la de modalidad cúbica mencionada anteriormente. Más aún, las celdas vacías pueden estar espaciadas una variedad de distancias entre sí. Un rango de separación ilustrativo es 2.5 mm a 150 mm.
En una modalidad, las celdas vacías tienen una forma base cuadrada, con un volumen trapezoidal y una parte superior redondeada. La geometría de celda vacía puede proporcionar un perfil de compresión uniforme del sistema 200 y agrupación mínima de las celdas vacías individuales. La agrupación ocurre particularmente en esquinas y paredes laterales verticales de las celdas vacías en donde el material se dobla de tal forma para crear múltiples pliegues de material que pueden causar puntos de presión y una sensación menos uniforme al sistema de amortiguación celular en general. Más aún, las partes superiores redondeadas de las celdas vacías pueden mejorar la comodidad del usuario y la separación de las celdas vacías individuales puede crear una sensación para el usuario similar a espuma enrollada.
En otra modalidad, las celdas vacías tienen una forma base redonda, con un volumen en forma cilindrica y una parte superior redondeada. La geometría de celda vacía
también puede proporcionar un perfil de compresión uniforme de un sistema de amortiguación celular y agrupación mínima de las celdas vacías individuales. Más aún, las partes superiores redondeadas pueden mejorar la comodidad del usuario y la separación más cercana de las celdas vacías individuales (cuando se comparan con las celdas vacías de la Figura 13) puede crear una sensación más uniforme para un usuario. Se contemplan aquí otras formas de celda vacía.
El material, grosor de pared, tamaño de celda, y/o separación de celda de las celdas dentro del sistema de amortiguación celular 200 pueden optimizarse para minimizar generación de ruido mecánico por compresión (por ejemplo, doblado de las paredes laterales) de las celdas vacías. Por ejemplo, pueden optimizarse propiedades de las celdas para proporcionar una relación uniforme entre desplazamiento y una fuerza aplicada (ver por ejemplo, Figuras 13 y 14) . Además, puede utilizarse un revestimiento lubricante ligero (por ejemplo, polvo de talco o aceite) sobre el exterior de las celdas vacías para reducir o eliminar ruido generado por celdas vacías que contactan y se mueven con relación una a la otra. La reducción o eliminación de ruido mecánico puede hacer ser más placentero para el usuario el uso del sistema de amortiguación celular 200. Más aún, la geometría de la parte superior de las celdas vacías puede ser uniforme para mejorar la comodidad del usuario.
La matriz superior 206 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 210 y la matriz inferior 208 está fijada a una superficie interior de la capa de enlace intermedia 210. La capa de enlace intermedia 210 enlaza las celdas vacías juntas mientras permite que las celdas vacías en la matriz superior 206 se deformen independientemente una de otra, al menos a cierto grado. La capa de enlace intermedia 210 puede estar construida con los mismos materiales potenciales que las celdas vacías y en una modalidad esta contigua con las celdas vacías. En el sistema de amortiguación celular 200, las celdas vacías en la matriz superior 206 se alinean con las celdas vacías en la matriz inferior 208.
En otras modalidades, las celdas vacías en la matriz superior 206 no están alineadas con las celdas vacías en la matriz inferior 208 (ver por ejemplo, Figura 4) . Incluso en otras modalidades, las celdas vacías en la matriz superior 206 son de un tamaño y/o forma substancialmente diferentes a las celdas vacías en la matriz inferior 208. Más aún, una o más nervaduras de acoplamiento (no mostradas) pueden fijarse al exterior de las celdas vacías que se extienden verticalmente a la capa de enlace intermedia 210. Estas nervaduras pueden agregar rigidez adicional a las celdas vacías, pero en algunas modalidades pueden afectar la independencia de las celdas vacías.
Cada celda vacía está rodeada por celdas vacías vecinas dentro de una matriz. Por ejemplo, la celda vacía 204 está rodeada por tres celdas vecinas 205 dentro de la matriz superior 206. En el sistema de amortiguación celular 200, existen tres celdas vacías vecinas para cada celda vacía de esquina, cinco celdas vacías vecinas para cada celda de borde, y ocho celdas vacías vecinas para el resto de las celdas vacías. Otras modalidades pueden tener más o menos celdas vacías vecinas para cada celda vacía. Además, cada celda vacía tiene una celda vacía opuesta correspondiente dentro de una matriz opuesta. Por ejemplo, la celda vacía 204 en la matriz superior 206 está opuesta por la celda vacía 207 en la matriz inferior 208. Otras modalidades no incluyen celdas vacías opuestas para algunas o todas las celdas vacías. Más aún, cada celda vacía tiene celdas opuestas vecinas correspondientes dentro de una matriz opuesta. Por ejemplo, la celda vacía 204 en la matriz superior 206 tiene celdas opuestas vecinas 209 correspondientes en la matriz inferior 208. Las celdas opuestas vecinas son celdas vacías opuestas para cada celda vacía vecina de una celda vacía particular.
Las celdas vacías vecinas, celdas vacías opuestas, y celdas vacías opuestas vecinas se denominan aquí colectivamente como celdas vacías adyacentes. En varias modalidades, una o más de las celdas vacías vecinas, celdas
vacías opuestas, y celdas vacías vecinas opuestas no se comprimen substancialmente dentro de un rango de compresión independiente de una celda vacía individual .
En una modalidad, las celdas vacías se llenan con aire ambiente. En otra modalidad, las celdas vacías se llenan con una espuma o un fluido diferente al aire. La espuma o ciertos fluidos pueden utilizarse para aislar el cuerpo de un usuario, facilitar transferencia de calor del cuerpo del usuario hacia/desde el sistema de amortiguación celular 200, y/o afectar la resistencia a la desviación del sistema de amortiguación celular 200. En un ambiente al vacío o casi al vacío (por ejemplo, espacio exterior) , las cámaras huecas pueden ser vaciadas.
Además, las celdas vacías pueden tener uno o más orificios (por ejemplo, orificio 211) a través del cual aire u otro fluido puede pasar libremente cuando se comprimen y descomprimen las celdas vacías. Al no confiar en la presión de aire para resistencia a desviación, las celdas vacías pueden lograr una fuerza de resistencia a la deformación relativamente constante. Más aún, las celdas vacías pueden estar abiertas entre sí (es decir, conectadas de manera fluida) a través de pasajes (por ejemplo, pasaje 213) a través de la capa de enlace intermedia 210. Los orificios y/o pasajes también pueden utilizarse para hacer circular fluido para propósitos de calentamiento o enf iamiento. Por ejemplo,
los orificios y/o pasajes pueden definir una trayectoria a través del sistema de amortiguación celular 200 en el cual un fluido de calentamiento o enfriamiento ingresa al sistema de amortiguación celular 200, siguiendo una trayectoria a través del sistema de amortiguación celular 200, y sale del sistema de amortiguación celular 200. Los orificios y/o pasajes también pueden controlar la velocidad a la cual el aire puede ingresar, moverse dentro, y/o salir del sistema de amortiguación celular 200. Por ejemplo, para cargas pesadas que se aplican rápidamente, los orificios y/o pasajes pueden resistir que tan rápido puede salir o moverse el aire dentro del sistema de amortiguación celular 200, proporcionando con ello amortiguación adicional al usuario.
Los orificios pueden colocarse en una parte superior de una celda vacía y una parte inferior de una celda vacía opuesta sobre el sistema de amortiguación celular 200 para facilitar limpieza. Más específicamente, podría forzarse agua y/o aire a través de los orificios en las celdas vacías opuestas para hacer salir contaminantes. En una modalidad en donde cada una de las celdas vacías está conectada a través de pasajes, podría introducirse agua y/o aire en un extremo del sistema de amortiguación celular 200 y descargarse lateralmente a través del sistema de amortiguación celular 200 al extremo opuesto para hacer salir los contaminantes. Además, el sistema de amortiguación celular 200 podría
tratarse con una substancia antimicrobiana o el mismo material del sistema de amortiguación celular 200 puede ser antimicrobiano .
El sistema de amortiguación celular 200 puede ser fabricada utilizando una variedad de procedimientos de fabricación (por ejemplo, moldeado por soplado, termoformación, extrusión, moldeado por inyección, laminación, etc.) . En una modalidad, el sistema 200 está fabricado en dos mitades, una primera mitad comprende la matriz superior 206 fijada a una mitad superior de la capa de enlace intermedia 210. La segunda mitad comprende la matriz inferior 208 fijada a una mitad inferior de la capa de enlace intermedia 210. Las dos mitades de la capa de enlace intermedia 210 entonces son laminadas, pegadas, o de otra forma fijadas conjuntamente con la matriz superior 206 y la matriz inferior 208 sobre lados opuestos de la capa de enlace intermedia 210. En una modalidad, las dos mitades de la capa de enlace intermedia 210 se unen periódicamente de manera conjunta, dejando un espacio entre las dos mitades de la capa de enlace intermedia 210 que conecta de manera fluida las celdas vacías en una o ambas de la matriz superior 206 y la matriz inferior 208.
Además, cada una de las celdas vacías en las dos mitades puede estar abierta o cerrada en su interfaz con la capa de enlace intermedia 210. Como un resultado, cuando se
unen las dos mitades, celdas vacías opuestas sobre la matriz superior 206 y la matriz inferior 208 pueden estar abiertas o cerradas entre sí. En otra modalidad, el sistema de amortiguación celular 200 está fabricado en una pieza en lugar de dos piezas como se discutió anteriormente. Además, un sistema de amortiguación celular 200 de conformidad con la tecnología actualmente descrita puede incluir más de dos matrices de celdas vacías apiladas una sobre otra (por ejemplo, dos o más sistemas de amortiguación celular 200 apilados unos sobre otro) .
La Figura 3 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular 300 ilustrativo en un estado descargado. El sistema de amortiguación celular 300 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 304) dispuesta en una matriz superior 306 y una matriz inferior 308. La matriz superior 306 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 310 y una matriz inferior 308 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 310. La capa de enlace intermedia 310 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas vacías se deformen independientemente una de otra, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías.
En una modalidad, el grosor de cada una de las celdas vacías varía sobre una altura de la celda vacía. Por
ejemplo, cerca de la parte inferior 316 de la celda vacía 304, el grosor de pared puede ser mayor que cerca de la parte superior 318 de la celda vacía 304, o viceversa. Este fenómeno puede ser un subproducto del procedimiento de fabricación o puede estar intencionalmente diseñado en el procedimiento de fabricación. Sin embargo, variar el grosor de las celdas vacías sobre su altura podría utilizarse para generar una fuerza resistiva cambiante dependiendo de la cantidad de compresión de las celdas vacías (es decir, generando una capacidad de resorte positiva y/o creciente) .
En otra modalidad, la altura de las celdas vacías en la matriz inferior 308 es diferente a la altura de las celdas vacías en la matriz superior 306. Incluso en otra modalidad, el tamaño y forma de las celdas vacías en la matriz superior 306 difieren substancialmente de aquellos en la matriz inferior 308. La celdas vacías en la matriz superior 306 pueden colapsar substancialmente en las celdas vacías en la matriz inferior 308 bajo compresión, o viceversa. En otras modalidades, las celdas vacías en la matriz superior 306 y la matriz inferior 308 pueden desviarse de manera que únicamente sean parcialmente opuestas o no opuestas (ver por ejemplo, Figura 4) .
La Figura 4 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular desviado 400 ilustrativo en un estado descargado. El sistema de amortiguación celular 400
incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 404) dispuesta en una matriz superior 406 y una matriz inferior 408. La celdas vacías en la matriz superior 406 están desviadas de aquellas en la matriz inferior 408 de manera que cada celda vacía en una matriz se traslape con dos o más celdas vacías opuestas. La matriz superior 406 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 410 y la matriz inferior 408 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 410. La capa de enlace intermedia 410 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas vacías se deformen independientemente una de otra, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías.
Por ejemplo, la celda vacía 404 en la matriz superior 406 se traslapa con celdas vacías 428, 430 en la matriz inferior 408 (es decir, traslape 1:2). En algunas modalidades, la celda vacía 404 en la matriz superior 406 también se traslapa con dos celdas vacías adicionales en la matriz interior 408 extendiéndose en la ilustración ilustrada (es decir, traslape 1:4) . Si la celda vacía 404 se comprime, se deformará substancialmente manera independiente dentro de un rango de compresión independiente de la celda vacía 404. Fuera del rango de compresión independiente de la celda vacía 404, la compresión del sistema 400 involucrará ampliamente celdas vacías 428, 430 y a un menor grado, celdas vacías
vecinas a través de la celda de enlace intermedia 410. Además, las celdas que se traslapan proporcionan pasajes de fluido entre la celda vacía en la matriz superior 406 y la matriz inferior 408. Esto permite que aire u otro fluido dentro de un vacío comprimido ingrese y salga de la celda vacía libremente o substancialmente manera libre. En otras modalidades, una celda vacía en la matriz superior 406 puede traslaparse con cualquier número de celdas vacías en la matriz inferior 408 (por ejemplo, traslape 1:3, traslape 1:6, etc . ) .
La Figura 5 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular apilado 500 ilustrativo en un estado descargado. El sistema de amortiguación celular 500 incluye celdas vacías (por ejemplo, celdas vacías 503, 504) apiladas una dentro de otra. Apilar celdas vacías una dentro de otra aumenta la resistencia a desviación de la celda vacía apilada combinada. En una modalidad, la celda vacía 503 es más pequeña que la celda vacía 504 para permitir un mejor ajuste. Además, las celdas vacías se disponen en una matriz superior 506 y una matriz inferior 508. La matriz superior 506 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 510 y la matriz inferior 508 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 510. La capa de enlace intermedia 510 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas
vacías se deformen independientemente entre sí, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías .
La Figura 6 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular 600 ilustrativo en un estado parcialmente cargado. El sistema de amortiguación celular 600 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 604) dispuestas en una matriz superior 606 y una matriz inferior 608. La matriz superior de 606 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 610 y la matriz inferior 608 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 610. La capa de enlace intermedia 610 enlaza las salas celdas vacías juntas mientras permite que las celdas vacías se deformen independientemente entre sí, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías.
Se aplicó una carga a la celda vacía 604 utilizando un aparato de prueba 620. La celda vacía 604 se comprime verticalmente sin afectar substancialmente celdas vacías vecinas (por ejemplo, celdas vacías 622, 624) en la matriz superior 606. Además, una celda vacía opuesta 626 en la matriz inferior 608 y celdas vacías opuestas vecinas 628, 630 se desvía muy poco debido a que la capa de enlace intermedia 610 distribuye la carga de punta aplicada a la celda vacía 604 a múltiples celdas vacías dentro de la matriz inferior
608. Además, las celdas vacías dentro de la matriz inferior 608 pueden tener más o menor resistencia a la compresión que las celdas en la matriz superior 606 para proporcionar una relación deseada entre desplazamiento y una fuerza aplicada (ver por ejemplo, Figuras 13 y 14) . Si la carga se fuera a aplicar a un grupo de celdas vacías como opuestas a la celda vacía individual 604, el grupo de celdas vacías se comprimiría y celdas vacías adyacentes al grupo de celdas vacías permanecería relativamente no comprimido. La relación se indica aquí como desacoplar las celdas vacías una de otra. El desacoplamiento únicamente es aplicable hasta un umbral con base en un rango de compresión independiente, como se ilustró por la Figura 7.
La Figura 7 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular 700 ilustrativo en un estado completamente cargado. El sistema de amortiguación celular 700 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 704) dispuestas en una matriz superior 706 y una matriz inferior 708. La matriz superior 706 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 710 y la matriz inferior 708 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 710. La capa de enlace intermedia 710 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas vacías se deformen independientemente una de otra, al menos dentro de un rango
de compresión independiente de las celdas vacías.
Similar a lo mostrado en la Figura 6, se aplica una carga a la celda vacía 704 utilizando un aparato de prueba 720. El aparato de prueba 720 está aplicando una fuerza mayor al aparato de prueba 620 de la Figura 6, y está comprimiendo el sistema de amortiguación celular 700 adicionalmente . La celda vacía 704 está completamente comprimida y la celda vacía opuesta 726 está casi, sino es que completamente comprimida. Ya que la capa de enlace intermedia 710 es involucrada una vez que se comprime la celda vacía 704 más allá de un umbral de compresión independiente, la celda vacía opuesta 726 se comprime y las celdas vacías opuestas vecinas (por ejemplo, celdas vacías 728, 730) se comprimen parcialmente a través de la capa de enlace intermedia 710. Además, las celdas vacías vecinas (por ejemplo, celdas vacías 722, 724) se desviaron, pero no se comprimieron substancialmente , mediante compresión de celda vacía 704. Al involucrar celdas vacías adyacentes, esto genera una resistencia superior a la compresión ya que el sistema de amortiguación celular 700 se acerca a un estado completamente desviado .
La Figura 8 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de amortiguación celular 800 ilustrativo con una capa pixelada 832. El sistema de amortiguación celular 800 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 804) dispuesta en una
matriz superior 806 y una matriz inferior 808. La matriz superior 806 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 810 y la matriz inferior 808 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 810. La capa de enlace intermedia 810 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas vacías de la matriz superior 806 se deformen independientemente una de otra, al meno_ dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías.
La capa pixelada 832 es una lámina delgada de material fijada a extremidades superiores de cada una de las celdas vacías en la matriz superior 806. En otras modalidades, la capa pixelada 832 está fijada a extremidades inferiores de cada una de las celdas vacías en la matriz inferior 808. La capa pixelada 832 puede estar hecha de materiales similares a las celdas vacías y a la capa de enlace intermedia 810. El grosor de la capa pixelada 832 puede variar de conformidad con flexibilidad y durabilidad deseadas, por ejemplo. La capa pixelada 832 es plana en la parte superior de cada celda vacía y tiene ranuras (por ejemplo, ranura 834) entre cada una de las celdas vacías. Las ranuras ayudan a mantener compresión independiente de cada una de las celdas vacías de celdas vacías adyacentes, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías. La profundidad y ancho de ranura pueden
adaptarse para un rango de compresión independiente deseado de las celdas vacías.
La Figura 9 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular 900 ilustrativo con una capa pixelada 932 en un estado descargado. El sistema de amortiguación celular 900 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 904) dispuesta en una matriz superior 906 y una matriz inferior 908. La matriz superior 906 está fija a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 910 y la matriz inferior 908 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 910. La capa en enlace intermedia 910 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas vacías se deformen independientemente una de otra, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías. La capa pixelada 932 es una lámina delgada de material fijada a extremidades superiores de cada una de las celdas vacías en la matriz superior 906. La capa pixelada 932 es plana en la parte superior de cada celda vacía y tiene ranuras (por ejemplo, ranura 934) entre cada una de las celdas vacías.
La Figura 10 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular 1000 ilustrativo con una capa pixelada 1032 en un estado parcialmente cargado. El sistema de amortiguación celular 1000 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 1004) dispuestas en una matriz
superior 1006 y una matriz interior 1008. La matriz superior 1006 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 1010 y la matriz interior 1008 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 1010. La capa de enlace intermedia 1010 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas vacías se deformen independientemente una de otra, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías. La capa pixelada 1032 es una lámina delgada de material fijada a extremidades superiores de cada una de las celdas vacías en la matriz superior 1006. La capa pixelada 1032 es plana en la parte superior de cada celda vacía y que tiene ranuras (por ejemplo, ranura 1034) entre cada una de las celdas vacías.
Se aplica una carga a la celda vacía 1004 utilizando un aparato de prueba 1020. La celda vacía 1004 se comprime verticalmente sin afectar substancialmente celdas vacías vecinas (por ejemplo, celdas vacías 1022, 1024) en la matriz superior 1006. Mientras las celdas vacías 1002, 1022, 1024 están conectadas con la capa pixelada 1032, las ranuras 1034, 1036 se dispersan abiertas o de otra forma se distorsionan para ayudar a prevenir desviación de la celda base 1004 que afecta substancialmente las celdas vacías vecinas. Además, una celda vacía opuesta 1026 en la matriz inferior 1008 se desvía muy poco debido a que tiene una
resistencia superior a la compresión que la celda 1004 y se distribuye la carga a través de la capa de enlace 1010. Si se fuera a aplicar la carga a un grupo de celdas vacías como opuesto a la celda vacía individual 1004, se comprimiría el grupo de celdas vacías y las celdas vacías adyacentes al grupo comprimido de celdas vacías permanecería relativamente descomprimido. Esta relación se indica aquí como desacoplar las celdas vacías una de otra. El desacoplamiento es únicamente aplicable hasta una desviación predeterminada, como se ilustró por la Figura 11.
La Figura 11 ilustra una vista en elevación de un sistema de amortiguación celular 1100 ilustrativo con una capa pixelada 1132 en un estado completamente cargado. El sistema de amortiguación celular 1100 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 1104) dispuestas en una matriz superior 1106 y una matriz inferior 1108. La matriz superior 1106 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 1110 y la matriz inferior 1108 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 1110. La capa de enlace intermedia 1110 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas vacías se deformen independientemente una de otra, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías. La capa pixelada 1132 es una lámina delgada de material fijada a extremidades superiores de cada una de las
celdas vacías en la matriz superior 1106. La capa pixelada 1132 es plana en la parte superior de cada una de las celdas vacías y tiene ranuras (por ejemplo, ranura 1134) entre cada una de las celdas vacías.
Similar a lo mostrado en la Figura 10, se aplica una carga a la celda vacía 1104 utilizando un aparato de prueba 1120. El aparato de prueba 1120 está aplicando una fuerza mayor que el aparato de prueba 1020 de la Figura 10, y está comprimiendo el sistema de amortiguación celular 1100 adicionalmente . La celda vacía 1104 está completamente comprimida y la celda vacía opuesta 1126 está casi, sino es que completamente comprimida. Aunque las celdas vacías 1104, 1122, 1124 están conectadas con la capa pixelada 1132, ranuras 1134, 1136 se desdoblan y previenen que la desviación de la celda vacía 1104 se involucre completamente con las celdas vacías vecinas, incluso en un estado completamente desviado. Ya que la capa de enlace intermedia 1110 es involucrada una vez que se comprime la celda vacía 1126, las celdas vacías opuestas vecinas en la matriz interior 1108 se comprimen parcialmente por compresión de la celda vacía 1104. La profundidad y ancho de las ranuras dentro de la capa pixelada 1132 a que grado afecta la desviación de una celda vacía a celdas vacías adyacentes. Al involucrar celdas vacías adyacentes, se genera una resistencia superior a la compresión a medida que el sistema de amortiguación celular
1100 se acerca a un estado completamente desviado.
La Figura 12 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de amortiguación celular curveado 1200 ilustrativo. El sistema de amortiguación celular 1200 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 1204) dispuesta en una matriz superior 1206 y una matriz interior 1208. La matriz superior 1206 está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 1210 y la matriz inferior 1208 está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 1210. La capa de enlace intermedia 1210 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas vacías se deformen independientemente una de otra, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías.
El mecanismo de amortiguación celular 1200 puede aplicarse sobre una superficie curveada 1253 (por ejemplo, un interior o un casco) . Debido a que la capa de enlace intermedia 1210 está localizada entre la matriz superior 1206 y la matriz inferior 1208 de las celdas vacías, la capa de enlace intermedia 1210 no restringe al sistema de amortiguación celular 1200 a aplicaciones planas. El sistema de amortiguación celular 1200 puede manipularse para adaptarse a cualquier superficie que se va a amortiguar del contacto con el cuerpo de un usuario. Incluso cuando el sistema de amortiguación celular 1200 es manipulado para
adaptarse a una superficie curveada, las celdas vacías aún están orientadas substancialmente perpendiculares a la superficie curveada. Esto asegura resistencia consistente a compresión desde las celdas vacías.
La Figura 13 ilustra una gráfica de desplazamiento sobre fuerza 1300 para celdas vacías vecinas en un sistema de amortiguación celular ilustrativo. La gráfica 1300 ilustra la relación entre fuerza y desplazamiento de una celda vacía cargada (línea punteada 1310) contra la relación entre la fuerza y desplazamiento de celdas vacías vecinas (línea sólida 1320) . A fuerzas más bajas (por ejemplo, a aproximadamente 0.0-1.13 kg (0.0-2.5 libras)), la celda vacía cargada se comprime significativamente con poco cambio en fuerza (es decir, comportamiento similar a falta de resorte o que no cumple con la Ley de Hooke) , al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías. A medida que la celda vacía se vuelve casi completamente comprimida, toma una cantidad creciente de fuerza al continuar comprimiendo la celda vacía cargada (por ejemplo, a aproximadamente 1.13-3.4 kg (2.5-7.5 libras)). Cuando la celda vacía está casi completamente comprimida, toma un aumento relativamente grande de fuerza comprimir la celda vacía una cantidad adicional relativamente pequeña (aproximadamente 3.4-7.93 kg (7.5-17 5 libras)).
En desplazamientos de compresión más pequeños de la
celda vacía cargada (por ejemplo, 0.0-3.8 cm (0.0-1.5 pulgadas) ) , celdas vacías vecinas no están comprimidas significativamente (por ejemplo, ilustrado por el rango de compresión independiente 1338. A medida que la celda vacía cargada se comprime más (por ejemplo, 3.8-6.8 cm) 1.5-2.7 pulgadas) ) , sin embargo, las celdas vacías vecinas experimentan algo de compresión. En una modalidad, esto es debido a la deformación de una capa de enlace central o intermedia y/o capa pixelada asociada tanto con la celda vacía cargada como con las celdas vacías vecinas. Sin embargo, la magnitud relativa de la compresión de las celdas vacías vecinas cuando se comparan con la celda vacía cargada permanece relativamente pequeña (en una modalidad, un máximo de aproximadamente 20%) . Como un resultado, incluso bajo condiciones completamente o casi completamente cargadas, las celdas vacías vecinas en el sistema de amortiguación celular permanecen en su mayor parte independientes .
La Figura 14 ilustra una gráfica de desplazamiento sobre fuerza 1400 para celdas vacías opuestas en un sistema de amortiguación celular ilustrativo. La gráfica 1400 ilustra la relación entre fuerza y desplazamiento de una celda vacía en una matriz superior de celdas vacías (línea sólida 1410) contra la relación entre fuerza y desplazamiento de una celda vacía opuesta en una matriz inferior de celdas vacías (línea punteada 1420) . A fuerzas más bajas (por ejemplo, a
aproximadamente 0.0-2.2 kg (0.0-5.0 libras)), la relación de fuerza/desplazamiento de cada una de las celdas vacías opuestas es substancialmente lineal e igual. Sobre aproximadamente 2.2 kg (5.0 libras), pero bajo aproximadamente 13.6 kg (30.0 libras), la celda vacía superior logra desviación substancial antes de la celda vacía inferior. Sobre 13.6 kg (30.0 libras), la relación de fuerza/desplazamiento de cada una de las celdas vacías opuestas de nuevo es substancialmente lineal e igual.
En otras modalidades, la celda vacía en la matriz superior de celdas vacías tendrá un rango de compresión independiente dentro del cual la celda vacía opuesta en la matriz inferior de celdas vacías está substancialmente descomprimida, similar a la relación entre celdas vacías vecinas como se ilustró en la Figura 13.
La Figura 15 ilustra una gráfica de presión sobre desplazamiento 1500 para dos sistemas de amortiguación celular ilustrativos comparados con tres otros sistemas de amortiguación. La gráfica 1500 ilustra la relación entre presión aplicada a los sistemas de amortiguación y desplazamiento de compresión de los sistema de amortiguación. La línea 1510 representa un primer sistema de amortiguación celular de elastómero termoplástico ilustrativo con celdas vacías cuadradas de 1.27 cm (0.5") de ancho, alto, y profundidad. Además, las celdas vacías están alineadas y
opuestas entre sí con un grosor de pared de 0.06 cm (25 milésimas de pulgada) . La línea 1520 representa un segundo sistema de amortiguación celular ilustrativo con celdas vacías cuadradas de parte superior plana de 1.27 cm (0.5") de ancho, alto, y profundidad. Las celdas vacías están desplazadas y opuestas entre sí con un grosor de pared de 0.06 cm (25 milésimas de pulgada) . La línea 1530 representa una espuma adaptable de uretano reticulada de 5.08 cm (2.0") de grosor utilizada en aplicaciones de colchón y cada una de las líneas 1540 y 1550 representa una cubierta de colchón de espuma adaptable enrollada.
Las líneas 1510, y 1520, que representan sistemas de amortiguación celular, como se describió aquí, ilustran que se requiere una presión relativamente baja para causar desplazamiento (por ejemplo, de 0 a aproximadamente 1.01 cm (0 a aproximadamente 0.4 pulgadas)) de los sistema de amortiguación celular cuando se compara con la espuma ilustrada por la línea 1530) . Esto puede mejorar la comodidad del usuario bajo condiciones de carga más bajas. Además, bajo condiciones de carga más altas (por ejemplo, desde aproximadamente 1.01 hasta aproximadamente 2.03 cm (aproximadamente 0.4 a aproximadamente 0.8 pulgadas), las líneas 1510 y 1520 ilustran que los sistemas de amortiguación celular exhiben una presión relativamente alta requerida para causar desplazamiento adicional de los sistemas de
amortiguación celular cuando se compara con las tres espumas (líneas 1530, 1540, y 1550) . Como un resultado, los sistemas de amortiguación celular son capaces de ofrecer un mayor soporte al usuario bajo condiciones de carga más altas que cualquiera de los sistemas de espuma y mejor comodidad al usuario bajo condiciones de carga bajas que al menos uno de los sistemas de espuma.
La Figura 16 ilustra una rodillera 1600 que incorpora un sistema de amortiguación celular 1605 ilustrativo. El sistema de amortiguación celular 1505 incluye celdas vacías (por ejemplo, celda vacía 1604) o unidades de soporte dispuestas en una matriz superior y una matriz inferior (no mostradas) . El sistema de amortiguación celular 1600 se ilustra adaptándose a una superficie interior curveada de la rodillera 1600. En varias modalidades, la rodillera 1600 es rígida, semirrígida, o flexible, dependiendo del propósito de la rodillera 1600. La matriz superior está fijada a una superficie superior de una capa de enlace central o intermedia 1610 y la matriz inferior está fijada a una superficie inferior de la capa de enlace intermedia 1610. La capa de enlace intermedia 1610 enlaza las celdas vacías conjuntamente mientras permite que las celdas vacías se compriman independientemente una de otra, al menos dentro de un rango de compresión independiente de las celdas vacías (como se
discutió en detalle anteriormente) .
En una modalidad, cada una de las celdas vacías se fija individualmente a la capa de enlace intermedia 1610 y no entre sí. Además, cada una de las celdas vacías dentro de la matriz superior se pueden comprimir individualmente bajo cargas sin comprensión de celdas vacías adyacentes (es decir, vecinas, opuestas, y/u opuestas vecinas), dentro del rango de compresión independiente de las celdas vacías. Fuera del rango de compresión independiente, la compresión de una celda vacía individual causa que las celdas vacías adyacentes se comprimen a través de desviación de la capa de enlace intermedia 1610. Por ejemplo, las celdas vacías que forman la matriz superior se adaptan al contorno de la superficie de la rodilla de un usuario y se comprimen individualmente y distribuyen una carga de la rodilla del usuario uniformemente sobre esas áreas.
Cada una de las celdas vacías crea una fuerza relativamente constante para resistir desviación. En una modalidad, las celdas vacías en la matriz inferior tienen una resistencia superior a desviación que las celdas vacías en la matriz superior. Como un resultado, en áreas menos cargadas altamente (por ejemplo, lados de las rodillas del usuario) , únicamente celdas vacías en la matriz superior se involucran y se distribuye uniformemente el peso del usuario durante el contacto del usuario con el sistema de
amortiguación celular 1605. En áreas más comprimidas (por ejemplo, el centro de las rodillas del usuario), el usuario experimenta presión aumentada debido a que el peso del usuario es suficiente para desviar adicionalmente la capa de enlace intermedia 1610 y de esa forma involucra las celdas vacías en la matriz inferior. Resistencia a desviación de las celdas vacías individuales dentro de las matrices superiores y/o inferiores puede variar de conformidad con la carga esperada de la rodillera 1600.
La Figura 17 ilustra operaciones ilustrativas 1700 para fabricar y utilizar un sistema de amortiguación celular. Una primera operación de moldeado 1705 moldea una primera matriz de celdas vacías interconectadas por una primera capa de enlace intermedia plana. Una segunda operación de moldeado 1710 moldea una segunda matriz de celdas vacías interconectadas mediante una segunda capa de enlace intermedia plana. Las capas de enlace intermedias pueden tener aberturas en cada una de las celdas vacías. En otra modalidad, las matrices de celdas vacías se forman simultáneamente de una lámina de material utilizando un tubo de moldeado por soplado (por ejemplo, tubo parisón) . Incluso en otra modalidad, la primera matriz de celdas vacías y la segunda matriz de celdas vacías están interconectadas por capa de enlace intermedia plana singular .
Una operación de unión 1715 une una cara de la primera capa de enlace intermedia plana a una cara de la segunda capa de enlace intermedia plana con las matrices de celdas vacías que se extienden lejos de las capas de enlace intermedias planas. En algunas modalidades, la operación de unión 1715 resulta en una capa de enlace intermedia individual que enlaza la primera matriz de celdas vacías y la segunda matriz de celdas vacías conjuntamente. En otra modalidad, la operación de unión 1715 periódicamente suelda por puntos periódicamente las capas de enlace intermedias conjuntamente resultando en dos capas de enlace distintas fijadas firmemente de manera conjunta. Unir periódicamente las capas de enlace intermedias conjuntamente puede dejar pasajes de fluido entre las celdas vacías que yacen entre las capas de enlace intermedias.
Además, la primera y segunda capas de enlace intermedias pueden laminarse conjuntamente de manera que aberturas en celdas vacías opuestas en la primera mitad y segunda mitad del sistema de amortiguación celular se encuentren una a la otra. Alternativamente, la primera mitad y la segunda mitad del sistema de amortiguación celular pueden fabricarse en un paso utilizando cualquiera de las técnicas de fabricación conocidas. Más aún, la primera mitad y la segunda mitad del sistema de amortiguación celular pueden fabricarse utilizando técnicas
diferentes a moldeado (por ejemplo, formación al vacío, formación por presión, y extrusión) .
En modalidades que utilizan una capa pixelada, una operación de moldeado opcional 1720 moldea la capa pixelada para el sistema de amortiguación celular. La capa pixelada es generalmente plana con una serie de canales que enmarcan áreas de la ca a pixelada generalmente correspondientes a los tamaños y posiciones de celdas vacías individuales en la primera y/o segunda matrices de celdas vacías. La capa pixelada además está configurada con un grosor, rigidez, profundidad de canal, ancho de canal para lograr un grado deseado de compresión independiente de las celdas vacías individuales. Si se utiliza la capa pixelada, la operación de fijación opcional 1725 fija la capa pixelada a una superficie exterior de cualquiera de la primera o la segunda matrices de celdas vacías orientadas generalmente paralelas a la capa de enlace intermedia plana. La capa pixelada puede fijarse al pegarse, soldarse, o al utilizar cualquier otro método de fijación. Además, pueden utilizarse dos capas pixeladas, una fijada a la primera matriz de celdas vacías y una segunda fijada a la segunda matriz de celdas vacías.
Una operación de decisión 1727 decide si el sistema de amortiguación celular necesita capas adicionales de celdas vacías unidas de manera conjunta con una capa de
enlace. Si es así, las operaciones 1705 a 1727 se repiten. Si no es así, la operación de fijación 1729 fija las múltiples capas del sistema de amortiguación celular de manera conjunta. Si únicamente existe una capa del sistema de amortiguación celular, la operación 1729 no es aplicable .
La operación de compresión 1730 comprime una o más de las celdas vacías dentro de un rango de compresión independiente sin comprimir significativamente una o más celdas vacías adyacentes. Las celdas vacías adyacentes incluyen una o más de las celdas vacías vecinas, celdas vacías opuestas, y celdas vacías opuestas vecinas. En una modalidad, las celdas vacías vecinas están conectadas de manera fluida mediante pasajes dedicados o simplemente espacios entre la primera y segunda capas de enlace intermedias. Esto permite que el aire u otro fluido dentro de la celda vacía comprimida ingrese y salga de la celda vacía .
El rango de compresión independiente es el rango de desplazamiento de la celda vacía comprimida que no comprime significativamente celdas vacías adyacentes. La celda vacía se comprime en una dirección general substancialmente normal a las capas de enlace intermedias. Si la celda vacía se comprime más allá del rango de compresión independiente, las capas de enlace intermedia se
desviarán y/o las celdas vacías adyacentes a la celda vacía comprimida se comprimirán. En una modalidad, incluso después que se excede el desplazamiento de compresión independiente, las celdas vacías adyacentes a la celda vacía comprimida se comprimen significativamente menos que la misma celda vacía comprimida. Además, pueden comprimirse múltiples celdas vacías en la operación de compresión 1725.
Una operación de descompresión 1735 descomprime una o más celdas vacías comprimidas sin descomprimir substancialmente al menos una celda vacía comprimida adyacente, siempre y cuando la celda vacía descomprimida esté dentro de su rango de compresión independiente. Si la celda vacía descomprimida está fuera de su rango de compresión independiente, celdas vacías adyacentes también se descomprimirán hasta que la celda vacía descomprimida regrese dentro de su rango de compresión independiente. Si la celda vacía descomprimida es descomprimida a una carga cero, el sistema de amortiguación celular regresará a su estado original. En otras modalidades, el sistema de amortiguación celular puede deformarse permanentemente (por ejemplo, en un sistema de amortiguación celular de un sólo uso) .
La descripción, ejemplos, y datos anteriores proporcionan una descripción completa de la estructura y uso de modalidades ilustrativas de la invención. Ya que
pueden hacerse muchas modalidades de la invención sin apartarse del espíritu y alcance de la invención, la invención reside en las reivindicaciones anexas aquí en lo sucesivo. Además, características estructurales de las diferentes modalidades pueden combinarse incluso en otras modalidades sin apartarse de las reivindicaciones mencionadas .
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (24)
1. Un método, caracterizado porque comprende: comprimir una celda vacía en una primera matriz de celdas vacías acopladas conjuntamente con una capa de enlace intermedia en una dirección substancialmente normal a la capa de enlace intermedia sin comprimir substancialmente al menos una celda vacía vecina conectada de manera fluida y al menos una celda vacía opuesta en una segunda matriz opuesta de celdas vacías, en donde la celda vacía es comprimida dentro de un rango de compresión independiente de la celda vacía.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: comprimir la celda vacía fuera del rango de compresión independiente de la celda vacía, en donde la capa de enlace intermedia se desvía y al menos una celda vacía opuesta en la segunda matriz de las celdas vacías se comprime .
3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque comprimir la celda vacía fuera del rango de compresión independiente requiere más fuerza que comprimir la celda vacía dentro del rango de compresión independiente .
4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: descomprimir la celda vacía sin descomprimir la por lo menos una celda vacía vecina.
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: comprimir dos o más celdas vacías en la primera matriz de magnitudes de deformación diferentes de celdas vacías dentro del rango de compresión independiente, en donde fuerza resistiva de cada una de las dos o más celdas vacías es substancialmente igual.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada celda vacía en la primera matriz de celdas vacías tiene una resistencia substancialmente igual a deformación en todas las magnitudes de deformación dentro del rango de compresión independiente de las celdas vacías.
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada celda vacía en la primera matriz de celdas vacías tiene una resistencia creciente a deformación con magnitud de deformación aumentada fuera del rango de compresión independiente de las celdas vacías.
8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de enlace intermedia incluye una primera mitad que acopla la primera matriz de celdas vacías conjuntamente y una segunda mitad que acopla la segunda matriz de celdas vacías conjuntamente, y en donde la primera mitad y la segunda mitad se fijan conjuntamente.
9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la primera mitad y la segunda mitad se fijan conjuntamente utilizando soldaduras por puntos periódicas de la primera mitad a la segunda mitad.
10. Un sistema de amortiguación celular, caracterizado porque comprende: una primera matriz de celdas vacías ,- una segunda matriz de celdas vacías opuestas a la primera matriz de celdas vacías; y una capa de enlace intermedia que acopla al menos dos de las celdas vacías en la primera matriz de celdas vacías y al menos dos de las celdas vacías en la segunda matriz de celdas vacías, en donde la compresión de una celda vacía en una dirección substancialmente normal a la capa de enlace intermedia ocurre sin desviación substancial de al menos una celda vacía vecina conectada de manera fluida y al menos una celda vacía opuesta, y en donde la compresión de la celda vacía está dentro de un rango de compresión independiente de la celda vacía.
11. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque además comprende : una capa pixelada fijada a extremidades exteriores de dos o más de las celdas vacías en la primera matriz de celdas vacías.
12. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque las celdas vacías en la primera matriz de celdas vacías tiene una cara abierta que se orienta a una cara abierta de las celdas vacías en la segunda matriz de celdas vacías, en donde las celdas vacías en la primera matriz de celdas vacías generalmente sea alinean con las celdas vacías en la segunda matriz de celdas vacías.
13. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la capa de enlace intermedia tiene aberturas en donde cada celda vacía se encuentra con la capa de enlace intermedia.
14. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la compresión de la celda vacía fuera del rango de compresión independiente de la celda vacía desvía la capa de enlace intermedia y comprime la por lo menos una celda vacía adyacente .
15. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la compresión de la celda vacía fuera del rango de compresión independiente requiere más fuerza que la compresión de la celda vacía dentro del rango de compresión independiente.
16. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la descompresión de la celda vacía ocurre sin descompresión de la por lo menos una celda vacía vecina.
17. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque dos o más celdas vacías en la primera matriz de celdas vacías se comprimen a diferentes magnitudes de deformación dentro del rango de compresión independiente y la fuerza resistiva de cada una de las dos o más celdas vacías es substancialmente igual.
18. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque cada celda vacía en la primera matriz de celdas vacías tiene una resistencia substancialmente igual a deformación en todas las magnitudes de deformación dentro del rango de compresión independiente de las celdas vacías.
19. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque cada celda vacía en la primera matriz de celdas vacías tiene una resistencia creciente de formación con magnitud de deformación aumentada fuera del rango de compresión independiente de las celdas vacías.
20. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la capa de enlace intermedia incluye una primera mitad que acopla la primera matriz de celdas vacías conjuntamente y una segunda mitad que acopla la segunda matriz de celdas vacías conjuntamente, y en donde la primera mitad y la segunda mitad se fijan conjuntamente.
21. El sistema de amortiguación celular de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la primera mitad y la segunda mitad están fijadas conjuntamente utilizando soldaduras por puntos periódicas de la primera mitad a la segunda mitad.
22. Un método para fabricar un sistema de amortiguación celular, caracterizado porque comprende: moldear una primera matriz de celdas vacías abiertas hacia e interconectadas por una primera capa de enlace intermedia; moldear una segunda matriz de celdas vacías abiertas hacia e interconectadas por una segunda capa de enlace intermedia; y soldar la primera y segunda capas de enlace intermedias conj ntamente para que las aberturas en las celdas vacías de la primera y segunda capas de enlace intermedias se orienten una hacia a la otra, en donde la compresión de una celda vacía en una dirección normal a la capa de enlace intermedia ocurre sin desviación substancial de al menos una celda vacía vecina conectada de manera fluida y al menos una celda vacía opuesta, y en donde la compresión de la celda vacía está dentro de un rango de compresión independiente de la celda vacía.
23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque además comprende: moldear una capa pixelada; y fijar la capa pixelada a una superficie exterior de cada celda vacía de la primera matriz de celdas vacías.
24. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque además comprende: moldear una tercera matriz de celdas vacías abiertas hacia e interconectadas por una tercera capa de enlace intermedia; moldear una cuarta matriz de celdas vacías abiertas hacia e interconectadas por una cuarta capa de enlace intermedia; soldar la primera y cuarta capas de enlace intermedias conjuntamente de manera que las aberturas en las celdas vacías del tercera y cuarta capas de enlace intermedias se orientan una hacia a la otra; y fijar una superficie exterior de cada una de las celdas vacías en la tercera matriz de celdas vacías a una superficie exterior de cada una de las celdas vacías en la segunda matriz de celdas vacías.
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