NO178562B - Madrass - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en madrass med kjerne av mekaniske fjærer anordnet mellom et øvre og nedre bæreplan. Oppfinnelsen angår også et fjærelement for en slik madrass. Endelig angår oppfinnelsen også et stagelement for tverrgående stag i en slik madrass, spesielt hvor madrassen er horisontalt avstivet og har begrenset nedfjæring.

Kjernen av mekaniske fjærer i slike madrasser er på oversiden festet til en stopningsplate av myk skumplast eller skumgummi og på undersiden kan den være festet til en tilsvarende plate eller alternativt til en bærende rammekonstruksjon.

En ulempe ved de kjente madrasskonstruksjoner, såvel vannsenger som fjærmadrasser, er at de mot brukerens forskjellige kroppspartier under bruk ikke utøver et trykk som i størst mulig grad ville svare til det trykk som virket mot disse kroppspartier når brukerens legeme flyter i vann i en horisontal, naturlig stilling. I et slikt tilfelle ville hvert kroppsparti få en oppdrift som tilsvarer vekten av vedkommende kroppsparti og dette kroppsparti behøver derfor ikke å støtte eller belaste nabopartier med dannelse av muskelspenninger til følge. Det er da forutsatt at en slik stilling gir den beste hvilestilling for kroppen.

De kjente madrasskonstruksjoner oppfyller ikke på noen måte dette ideal. I en vannseng vil for å begrense nedsynkningen av kroppen, den største del av kroppens vekt opptas av strekk i madrassduken og en vannmadrass virker derfor som en hengekøye med et visst vanntrykk på undersiden. Da blir trykket under de lavestliggende kroppspartier som sete og skuldre uforholdsmes-sig stort i forhold til trykket under korsryggen.

Det samme er tilfelle med en fjærmadrass hvor trykket mot kroppen tilveiebringes av trådspiraler hvor kraft og nedfjæring er lineært proporsjonale. I en godt tilpasset fjærmadrass vil setepartiet synke til ca. 8-10 cm under overflateplanet. I naturlig hvileleie bør da korsryggen ligge 4-5 cm høyere. Dette innebærer at fjærene under setepartiet gir et dobbelt så stort mottrykJc som fjærene under korsryggen. Dette forhold forsterkes ytterligere ved at de lavereliggende kroppspartier på grunn av stopningen og den uunngåelige vekselvirkning eller interferens mellom nabofjærer, "drar" med seg en sterre del av de nærlig-gende fjærer enn kroppens høyereliggende partier gjør, slik at i praksis kan trykket under setepartiet være opptil tre ganger så stort som trykket under korsryggen. Dermed blir støtten under korsryggen utilstrekkelig og muskelspenninger vil lett oppstå.

Flyter kroppen i en horisontal, naturlig stilling i vann, vil setepartiet f.eks. synke til ca. 25 cm dybde og korsryggen til ca. 20 cm dybde, slik at trykket under setet blir 25 N/dm<2> og under korsryggen 20 N/dm<2>, med andre ord en ganske jevn trykkfordeling.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe en madrass som mot de forskjellige partier av kroppen gir et trykk som i størst mulig utstrekning svarer til det trykk som virker mot disse forskjellige partier når kroppen flyter i vann i en horisontal, naturlig stilling. Ytterligere er hensikten med oppfinnelsen å unngå de ulemper som has ved de nåværende, kjente madrasskonstruksjoner.

Disse og andre hensikter oppnås med en madrass som i henhold til den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at fjærene utgjøres av fjærelementer, fortrinnsvis lengder av fjærbåndstål eller annet passende bånd- eller trådformet materiale, som er anbragt med sine festepunkter overveiende loddrett mellom de to bæreplan og hvis akse er svakt krummet eller knekket i sin lengderetning, slik at fjærelementene over hele eller en del av lengden har en eksentrisitet i forhold til linjen mellom festepunktene slik at de ved vertikal belastning får en horisontal utbøyning i en tilsiktet retning og ledsaget av en vertikal nedfjæring.

Ytterligere trekk og fordeler ved madrassen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av de uselvstendige krav.

Et fjærelement for å realisere madrassen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at fjærelementet er dannet av et stykke båndstål, og at fjærelementet ved sine ender er påført et kvantum smeltelim.

Et stagelement for å realisere madrassen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at stagelementet er dannet av et stykke båndstål som er splittet et stykke innad fra hver ende etter den langsgående midtlinje i båndstålet, at stagelementets armer er dannet ved å bøye de oppsplittede endestykker av båndstålet i innbyrdes motsatte retninger, henholdsvis skrått nedad og skrått oppad, at armenes endepartier er bøyd tilbake til horisontal retning og forsynt med festehull, og at stagelementets horisontale midtparti er avstivet ved profilering.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende med henvisning til utførelseseksempler som er vist på den vedføyde tegning.

Fig. 1 viser et fjærelement i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et diagram for forholdet mellom belastning og nedfjæring av fjærelementet på fig. 1. Fig. 3 viser fjærelementet på fig. 1 benyttet i en madrass benyttet i oppfinnelsen. Fig. 4 viser et planriss av en madrass i henhold til oppfinnelsen, med madrassens øvre stopningsplate borttatt. Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom madrassen i henhold til oppfinnelsen, tatt langs linjen 5-5 på fig. 4. Fig. 6 viser et lengdesnitt gjennom madrassen i henhold til oppfinnelsen, tatt langs linjen 6-6 på fig. 4. Fig. 7 viser et forenklet lengdesnitt tilsvarende lengdesnittet på fig. 6, med madrassen i henhold til oppfinnelsen i delvis nedfjæret tilstand. Fig. 8a-c viser et stagelement benyttet som tverrstag i madrassen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 9a-c viser en annen utførelse av stagelementet på fig. 8. Fig. 10a,b viser henholdsvis et oppriss og et sideriss av fjærelementet på fig. 3. Fig. 11-13 viser alternative utførelser av fjærelementer til bruk i en madrass i henhold til oppfinnelsen og fremstilt av trådmateriale. Fig. 1 viser et fjærelement 10, heretter betegnet som "svevefjær" i form av en tynn bladfjær av herdet båndstål eller et annet egnet materiale, såsom fiberarmert plast. Fjærelementet 10 er svakt krummet eller alternativt utført med en eller flere knekker slik at fjærens langsgående senterlinje danner en kurve som i det minste over et parti av denne senterlinje avviker i forhold til aksen 11 mellom fjærelementets endepunkter. Dette avvik kan ha en maksimalverdi e ved fjærelementets eller svevefjærens 10 midtparti, mens svevefjærens endepunkter er fastholdt mot horisontalforskyvning, men vil ved nedfjæringen kunne bevege seg langs den rette linje som forbinder endepunktene .

Dersom svevefjæren 10 er rett, dvs. e = 0, og utsettes for et økende aksialtrykk P, vil fjæren forbli rett inntil P når en kritisk verdi hvor E er materialets elastisitetsmodul, og I er treghetsmomen-tet for tverrsnittet om utbøyningsaksen som står loddrett på papirplanet og gitt ved uttrykket

for en bladfjær med tykkelse t og bredde b. Når P når den kritiske verdi Pqr/ vil fjæren knekke i sideretningen og får for en ganske svak økning av P en hurtig tiltagende utbøyning og nedfjæring y, idet kurven som gir sammenhengen mellom nedfjæringen og trykket P er gjengitt med den stiplede linje 1 på fig. 2.

Er fjæren gitt en liten initial avbøyning e som vist på fig. 1, blir sammenhengen mellom nedfjæring og kraft prinsipielt som vist med kurven 2 på fig. 2, dvs. at det fås en langsom økning av nedfjæringen, men rask økning av kraften i en første fase, hvoretter nedfjæringen raskt øker med en liten økning i kraften av neste fase som er betegnet som "svevefasen" og markert med S på fig. 2. Hvor mye kurven 2 avviker fra kurven 1 vil avhenge av den initiale eksentrisitet e, som ved den foreliggende oppfinnelse passende kan være 2-5 % av lengden av L av svevefjæren 10. Den lineære fjærkarakteristikk er vist ved kurven 3 på kurven 2 og det fremgår med all tydelighet av denne at svevefjæren 10 i henhold til oppfinnelsen har en sterkt ikke-lineær karakteristikk som bidrar til å gi fjærelementet de ønskede egenskaper for å realisere den foreliggende oppfinnelse.

Svevefjærer 10 av den ovenfor omtalte art kan utgjøre fjærkjer-nen i en madrass i henhold til oppfinnelsen ved at de limes med sine ender mot henholdsvis en nedre og en øvre plate 34 resp. 34<*> av skumplast, som vist på fig. 3. Her er fjærelementet 10 utført som en bladfjær 31 som ved sine ender er gitt en utforming som sikrer godt feste av limet 33 i platene 34, 34'. Limet 33 kan foretrukket være et smeltelim. Bladfjæren 31 er forøvrig vist mer detaljert på fig. 10, hvor utformingen av bladfjærenes ender tydelig kan sees. Platene 34, 34' er på den side hvor fjærene 31 er festet, pålimt eller pålaminert en tekstilduk 35, 35• som armerer platene omkring fjærfestet og samtidig også sikrer at limet festes godt. Med tanke på dette har tekstilduken 35, 35' en noe åpen struktur, slik at limet trenger inn mellom trådene i duken og fester seg til disse.

En utførelsesform av en madrass i henhold til oppfinnelsen og utført med svevefjærer 10 som ovenfor beskrevet, er vist på fig. 4-7, hvor svevefjærene 10 er betegnet med 31. Fig. 4 viser et planriss av madrassen med den øvre stopningsplate 34' fjernet og viser fjærelementene 31 anbragt i rader i madrassens tverretning, slik at fjærelementene 31' får en utbøyning mot høyre på figuren og fjærelementene 31'' får en utbøyning mot venstre, vist ved pilene 70' resp. 70''. Som vist, er fjærelementene 31'' anbragt horisontalt forskjøvet i forhold til fjærene 31, slik at fjærer i to tilstøtende rader under nedfjæringen ikke vil berøre hverandre når nedfjæringen gjør at de bøyes mot hverandre.

Mellom to fjærrader 31' og 31'<1> som bøyes fra hverandre, er det anbragt et stabiliserende, tverrgående stag 36, som vist i oppriss på fig. 5 og som skal nærmere omtales i det følgende under henvisning til fig. 8 og 9. Stagene 36 er i sine fire endepunkter forbundet med langsgående kantbånd 37, 37', fortrinnsvis dannet av båndstål, som strekker seg langs madrassens nedre og øvre lengdekanter og i sine endepunkter er forbundet med tverrgående endestaver 39, 39', som vist på fig. 4 og 6. Endestavene 39, 39' kan være fremstilt av profilert båndstål eller laminert tre.

Hensikten med tverrstagene 36 er for det første å føre tverrgående horisontalbelastninger i det øvre plan, vist ved F på fig. 5, ned til det nedre plan og over i den underliggende, bærende sengekonstruksjon. For det annet tjener tverrstagenes horisontale midtpartier, som befinner seg i madrassens midtplan, til å begrense nedbøyningen av fjærene 31 slik at disse ikke overbelastes og får en permanent deformasjon. Dette er best vist på fig. 7, hvor det også kan ses at man med fjærene plassert i et mønster som ovenfor omtalt, unngår interferens mellom fjærelementer 31 og stag 36.

Langs lengdekantene er madrassen lukket med kantelementer 38 og langs endekantene lukket med kantelementer 40. Elementene 38, 40 er fortrinnsvis utført av mykt skummateriale og limt til de respektive lengdekantbånd 37 og endestaver 39, samt til kantene av skumplatene 34, 34'. Fig. 8 viser en utførelse av stagelementet eller tverrstaget 36, dannet av to stykker båndstål 36' og 36" som er sam-menføyet med en punkt- eller sømsveis 81 langs sine midtpartier og hvor båndstålenes respektive endepartier er bøyd henholdsvis skrått nedad og skrått oppad. Den ytterste ende av de skrå endepartier er bukket tilbake til horisontal stilling og utført med hull 82 for feste til lengdekantbåndet 37. Fig. 8b og 8c viser to mulige utførelsesvarianter av stagelementets horisontale midtparti, tatt langs linjen A-A eller B-B på fig. 8a. Ved å profilere båndstålene som vist på fig. 8c, økes stivheten til stagelementet 6, noe som kan være ønskelig ved madrasser med stor bredde. Fig. 9a-c viser en alternativ utførelsesform 90 av stagelementet eller tverrstaget 36 med den fordel at stagelementet er dannet av et eneste stykke båndstål, hvorved sveiseoperasjonen unngås. En ytterligere fordel ved denne utførelsen er at de enkelte stagelementer 90 kan nestes i hverandre under transport og lagring og dermed oppta et mindre volum. Fig. 9 viser stagelementet 90 i plan tilstand, idet stagelementet 90 fra endepunktene er oppsplittet langs midtlinjen og et stykke innover fra hver ende slik at det dannes armer 94', 94•• som bøyes henholdsvis nedad og oppad om linjen 92. Endepartiene 94', 941' er utført med hull 96 og bukket i motsatt retning av armene om linjen 95, slik at de hovedsakelig er horisontale og kan danne et flatt anlegg mot lengdekantbåndene 37, 37'. Stagelementenes horisontale midtparti kan ha en avstivende profilering som vist i snittet på fig. 9c.

Fig. 10 viser en foretrukket utførelsesform av en svevefjær 31 dannet av et stykke herdet båndstål. På endene er svevefjæren 31 utført med et midtre tungeformet parti 102 og to kortere tungeformede partier 101, adskilt med avrundede innsnitt 103. Denne utforming gjør det mulig å kaldpresse på fjærenden et limelement 3 i form av en avkappet smeltelimestreng. Tungen 102 presses i den forbindelse gjennom limelementets diameter, mens de kortere, tungeformede partier 101 presses et stykke inn i limelementet 33, slik at dette ikke helt splittes. Når svevefjæren 31 senere skal limes til de tekstilbelagte plater 34, 34' som vist på fig. 3, tilføres det lokalt varme til svevefjærens 31 endeparti slik at limelementet 33 smelter seg inn i duken 35, 35'.

Fjærelementene kan også utføres rette, det vil si med e = 0, og i denne tilstand limes mellom bæreplatene 34, 34', hvoretter fjærelementene gis en knekk eller bøyning om sine horisontale midtakser, noe som gjør at de ved belastning får en utbøyning, den ønskede retning, som vist på fig. 4. Fig. 11-13 viser alternative utførelser av svevefjærer som alle er dannet av et trådmateriale (fjærtråd). Fig. 11 viser en slank skruefjær 111 med forholdsvis stor stigning og med sine ender utformet med løkker eller bøyler som står med en eksentrisitet e i forhold til den rettlinjede fjærakse 112. Fig. 12 viser et annet fjærelement i form av en buktet tråd 121 der buktningene kan være åpne eller lukket, slik som tilfellet kan være med korsettfjærer. Buktningene ligger i et svakt krummet eller knekket plan slik at fjærelementet 121 får en kontrollert utbøyning. Også her er det benyttet bøyler på endene av fjærelementet 121 for feste til platene 34, 34<*> i madrassen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 13 viser et fjærelement i form av en flatvalset skruefjær 131 av en type som blant annet er benyttet i campingstolseter.

Som ovenfor omtalt i tilknytning til fig. 3, har den pålimte eller pålaminerte tekstilduk 35, 35' til hensikt å feste fjæren 31 og armere skumplaten 34, 34' lokalt omkring fjærfestet. Samtidig tjener tekstilduken 35 til å begrense den elastiske aksialdeformasjon i horisontalplanet av den øvre skumplate 34' og dermed begrense forskyvningen av fjærenes toppunkter, slik at fjærelementene ikke kommer utillatelig langt ut av lodd. Det er imidlertid ønskelig at tekstilduken 35<*> tillater en viss elastisk strekking av skumplaten 34' slik at denne kan danne fordypninger for de ulike kroppspartier uten å virke som en stram hengekøye. Det er derfor foretrukket at tekstilduken 35' er pålimt skumplaten 34' på en slik måte at den kan strekke seg noe før tekstilduken 35' strammer og stopper bevegelsen. Dette kan oppnås ved at platen 34<*> før tekstilduken 35' pålimes, strekkes i lengderetningen og/eller tverretningen, idet tekstilduken 35<*> da pålimes platen 34<*> mens denne befinner seg under strekk. Når strekket etter pålimingen av tekstilduken 35' utløses, vil platen 34' trekke seg sammen og tekstilduken 35' dannet et finfordelt rynkemønster som tillater en viss begrenset, elastisk tøyning eller strekking av platen 34' inntil rynkene eller kreppene har glattet seg ut og hindrer en videre tøyning.

Ved en madrass i henhold til den foreliggende oppfinnelse som benytter fjærelementer i henhold til den foreliggende oppfinnelse, fås det en vesentlig forbedring i forhold til de for tiden kjente madrasskonstruksjoner ved at fjærelementene i henhold til oppfinnelsen har et ikke-lineært forhold mellom kraft og nedfjæring, da fjærkraften ønsker raskt i en initial fase av nedfjæringen og deretter lite under en videre nedfjæring, slik at en fjær som er presset sammen med eksempelvis 8 cm, utøver et trykk mot kroppen som typisk bare er 15-20 % større enn en fjær som bare har den halve nedfjæring.

I madrassen i henhold til den foreliggende oppfinnelse er dessuten fjærene lagret på en slik måte i sine øvre og nedre endepunkter at de praktisk talt ikke yter motstand mot sidebevegelser og det er videre ingen innbyrdes forbindelse mellom nabofjærer annet enn den myke og elastiske overstop-ningsplate som de er festet til, slik at det derved oppnås en høy grad av uavhengighet mellom de enkelte fjærelementer i madrassen. Dermed fås det en madrass som gir en langt jevnere trykkfordeling mot kroppen til en bruker av madrassen og madrassen får også en langt bedre "følsomhet", dvs. evne til å forme seg etter kroppen enn hva som kan oppnås med konvensjo-nelle og hittil benyttede madrasser hvor fjærelementene har en lineær karakteristikk.

Claims (13)

1. Madrass med kjerne av mekaniske fjærer (31) anordnet mellom et nedre og et øvre bæreplan (34, 34<*>), karakterisert ved at fjærene (31) utgjøres av fjærelementer, fortrinnsvis lengder av fjærbåndstål eller annet passende bånd- eller trådformet materiale, som er anbragt med sine festepunkter overveiende loddrett mellom de to bæreplan (34, 34') og hvis akse er svakt krummet eller knekket i sin lengderetning, slik at fjærelementene over hele eller en del av lengden har en eksentrisitet i forhold til linjen mellom festepunktene slik at de ved vertikal belastning får en horisontal utbøyning i en tilsiktet retning og ledsaget av en vertikal nedfjæring.

2. Madrass i henhold til krav 1, karakterisert ved at nedre og/eller øvre bæreplan (34, 3 4') utgjøres av en plate av skummateriale som på den side som vender inn i madrassen, er pålaminert en tekstilduk (35, 35') hvortil fjærelementenes (10; 31) ender kan festes, fortrinnsvis ved hjelp av smeltelim.

3. Madrass i henhold til krav 2, karakterisert ved at fjærelementene (10; 31) utgjøres av stykker av herdet fjærbåndstål som ved minst en av sine ender er utført med innsnitt (103) eller hull for feste til madrassens nedre og/eller øvre bæreplan (34, 34').

4. Madrass i henhold til krav 2, karakterisert ved at fjærelementene utgjøres av slanke, trådspiraler (111) med forholdsvis stor stigning.

5. Madrass i henhold til krav 2, karakterisert ved at fjærelementene utgjøres av en tråd (121) som er bøyd i åpne eller lukkede buktninger som hovedsakelig befinner seg i samme plan.

6. Madrass i henhold til krav 2, karakterisert ved at fjærelementene utgjøres av flatvalsede trådspiraler (131).

7. Madrass i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at fjærelementene (31) er anordnet med sin utbøyningsakse i madrassens tverretning og regelmessig i par av rader, at det er anordnet et tverrgående stag (36) mellom respektive par av rader, at fjærene (31') i den ene rad i paret er forskjøvet i madrassens tverretning i forhold til fjærene (31'') i den annen rad i paret, og at fjærelementene (31) er anordnet slik at de ved nedfjæring bøyer seg bort fra det tverrgående stag (36).

8. Madrass i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at fjærelementenes nedre ender er festet til en bærende rammekonstruksjon.

9. Madrass i henhold til et av kravene 1-9, hvor øvre og nedre bæreplan er plater (34, 34') av skummateriale, og hvor platene (34, 34') er forbundet med langsgående kantvegger (38) av skummateriale, karakterisert ved at et par av nedre og et par av øvre lengdekantbånd (37, 37') er festet mellom platene (34, 34') og kantveggene (38), idet lengdekantbåndenes (37, 37<1>) ender er forbundet med tverrgående respektive nedre og øvre endekantstaver (39, 39'), at det er anordnet en rekke tverrgående stag (36), slik at stagenes midtparti befinner seg i eller nær et plan midt mellom platene (34, 34'), og at stagenes (36) ender er festet til henholdsvis de øvre og nedre lengdekantbånd (37, 37<*>), idet stagenes ender henholdsvis utgjøres av et par av motsatt vinkelbøyde armer (36', 36'<1>;

91<*>, 91''), slik at en arm (36; 91') i et respektive par strekker seg nedad for feste til det nedre lengdekantbånd (37) og den annen arm (36'', 91'') strekker seg oppad for feste til det øvre lengdekantbånd (37').

10. Fjærelement (10, 31) for madrass i henhold til krav 1 eller 2, med kjerne av mekaniske fjærer (31) anordnet mellom et øvre og et nedre bæreplan (34, 34<*>), karakterisert ved at fjærelementet (10, 31) er dannet av et stykke herdet fjærbåndstål som i sine ender er utført med innsnitt (103) eller hull for feste til madrassens bæreplan.

11. Fjærelement i henhold til krav 10, karakterisert ved at det i sin lengderetning er utformet som en kurve som avviker fra den rette linje mellom elementets ender slik at dette ved aksial trykkbelastning får en utbøyning loddrett aksen i en tilsiktet retning.

12. Fjærelement i henhold til krav 10 eller 11, karakterisert ved at fjærelementet i sine endepunkter er påsatt et kvantum smeltelim.

13. Stagelement for horisontal avstivning og nedfjærings-begrensning i madrasser med kjerne av mekaniske fjærer (31) anordnet mellom et øvre og et nedre bæreplan (34, 35'), karakterisert ved at stagelementet (90) er dannet av et stykke båndstål som er splittet et stykke innad fra hver ende etter den langsgående midtlinje i båndstålet, at stagelementets armer (91', 91") er dannet ved å bøye de oppsplittede endestykker av båndstålet i innbyrdes motsatte retninger, henholdsvis skrått nedad og skrått oppad, at armenes endepartier (94', 94<1>') er bøyd tilbake til horisontal retning og utført med festehull (96), og at stagelementets (90) horisontale midtparti er avstivet ved profilering.