RU2624896C2

RU2624896C2 - Matress

Info

Publication number: RU2624896C2
Application number: RU2015130421A
Authority: RU
Inventors: Борис Абрамович Лабковский
Original assignee: Борис Абрамович Лабковский
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-07-07
Also published as: RU2015130421A

Abstract

FIELD: personal use and household items.

SUBSTANCE: invention relates to a matress containing multiple elastic elements installed on the base, intended for connection with the support. Elastic assemblies are made in the form of a multilayer structure, made of glued or bonded to each other alternating plates of the elastic, made, mainly, from polyurethane, with plates made from material with high elasticity modulus value, mainly from metal, wood or plastic, end plates of the multilayer structure are attached to end panels of the frame, and the layer of elastic material is laid into a box of the base, separated from the end panels of the frame by a nut screwed on the pins to fasten the box of the base with the frame, if layer of the elastic material is made from material, preserving constant volume under deformations, and is laid into the box of the base without gaps between its side faces.

EFFECT: technical result is simple and cheap device, improved orthopaedic and dynamic properties according to specific anthropometric data and elimination of noise during operation.

1 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к матрасу, содержащему множество упругих элементов, установленных на основание, предназначенное для соединения с опорой.The invention relates to a mattress containing many elastic elements mounted on a base intended for connection with a support.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Конструктивный элемент мебели, такой как спальный матрас, применяется с целью восприятия веса тела человека таким образом, чтобы мышцы лежащего человека нагружались в наименьшей степени. При этом указанный конструктивный элемент распределяет вес тела человека по части поверхности устройства.A structural element of furniture, such as a sleeping mattress, is used to perceive the body weight of a person so that the muscles of the person lying are less stressed. Moreover, the specified structural element distributes the weight of the human body over part of the surface of the device.

Уровень техникиState of the art

Известны матрасы с пружинами, работающими на сжатие (МПК А47С 23/04). Недостатком матрасов этого класса является значительная жесткость и сложность изготовления. Известны также матрасы с пружинами, работающими на растяжение, например плоскими (МПК А47С 23/04). Недостатком матрасов этого класса является также значительная жесткость.Known mattresses with compression springs (IPC A47C 23/04). The disadvantage of this class of mattresses is the significant rigidity and manufacturing complexity. Also known are mattresses with tensile springs, for example flat (MPK A47C 23/04). The disadvantage of this class of mattresses is also significant rigidity.

Наиболее близкими к заявленному устройству являются матрасы с упругими узлами, относительно независимо деформирующимися друг от друга. Упругие узлы таких матрасов называют конструкциями с «зачехленными пружинами», когда каждый упругий узел содержит упругую деталь и гибкую оболочку, которая окружает упругую деталь так, что упругая деталь зажата внутри оболочки. Считается, что конструкция «зачехленных пружин» имеет преимущество, состоящее в том, что каждый упругий узел деформируется независимо от соседних упругих узлов. Считается, что использование матрасов этого типа сопровождается увеличением комфорта для пользователя, поскольку вес распределяется более равномерно по поверхности, воспринимающей нагрузку.Closest to the claimed device are mattresses with elastic nodes, relatively independently deforming from each other. The elastic nodes of such mattresses are called “sheathed spring” structures when each elastic node contains an elastic part and a flexible shell that surrounds the elastic part so that the elastic part is clamped inside the shell. It is believed that the design of "sheathed springs" has the advantage that each elastic assembly is deformed independently of adjacent elastic assemblies. It is believed that the use of mattresses of this type is accompanied by an increase in comfort for the user, since the weight is distributed more evenly on the surface, perceiving the load.

На самом деле напряжение и нагрузку испытывает не только тот участок матраса, который непосредственно контактирует с телом, но и другие участки. Усилия от упругих узлов передаются друг другу через чехлы. Ткань чехла обычно достаточно прочная, растянувшись на пару миллиметров, далее тянет и давит на участки, отстоящие на десятки сантиметров. Т.е. суммарная деформация носит не точечный характер, как это представляется в идеале, как на некоем теоретическом матрасе, а характер интегральный. На каждую пружину давит не только то, что находится непосредственно наверху, но и все то, что находится в радиусе 50 см вокруг. Само по себе стремление к «независимости» пружин является дезориентирующим. Упругие узлы должны деформироваться с учетом деформаций, их окружающих. В противном случае поверхность матраса не будет воспроизводить поверхность недеформированной спины лежащего на нем человека. Человек и используемый им матрас составляют систему двух совместно деформируемых тел. В случае абсолютно жесткого матраса тело человека входит в контакт с матрасом только на отдельных участках в связи с тем, что позвоночник имеет четыре физиологических изгиба в сагиттальной плоскости (фиг. 4а). На участках, не входящих в контакт (к4, к5, к6 фиг. 4а), тело начинает деформироваться, что сопровождается включением в работу мышц, нагружающих позвоночник. При мягком матрасе (в том числе в конструкции «зачехленных пружин» и беспружинных) в общем случае деформации тела человека и матраса могут складываться самими разнообразными образами в зависимости от сочетания антропометрических свойств конкретного человека и свойств матраса. В частности, и такими, которые приводят к сильнейшей загруженности мышц позвоночника. При этом значение жесткости матраса играет далеко не единственную роль. Величина смещения одного упругого узла относительно другого характеризуется не только величиной, но и направлением. Интуитивное стремление производителей пружин к "независимости" пружин, на наш взгляд, определено стремлением к минимизации передачи сил от одного упругого узла к другим только в горизонтальной плоскости. Но именно силы в горизонтальной плоскости оказывают воздействие на мышцы, "вытянутые" вдоль позвоночника. Однако, как мы уже указывали, усилия от упругих узлов в случае «зачехленных пружин» передаются друг другу через чехлы. Это происходит потому, что все чехольчики склеены с соседними, что ставит под сомнение утверждения о независимом пружинном блоке. В случае беспружинных матрасов усилия в горизонтальной плоскости передаются через материал вследствие того, что области, контактирующие с более тяжелыми участками тела, более сжаты, чем соседние. В случае очень мягкого матраса, независимо от того, является ли он беспружинным или с «зачехленными пружинами», деформации тела человека следуют за деформациями матраса. Область "М" (фиг. 4б) матраса оказывается сжатой. Материал матраса из этой области стремится перемешаться в области д1 и д2. Результат - появление сил "Т", горизонтальные составляющие которых нагружают тело человека. Тело человека изгибается. Область бедер уходит на значительную величину вниз. При этом таз человека поддерживается за счет включенности в работу мышц позвоночника. Чем больше растягиваются участки тела человека, тем в большей степени включаются в работу мышцы позвоночника (фиг. 4б), воспроизводя картину "эффекта гамака" (фиг. 4в). Чем пугает эффект гамака? Дело в том, что силы т1, т2, …, являющиеся составляющими сил Р, складываются от нижележащих мышц к вышележащим, достигая очень больших величин, что и выводит позвоночник из строя. Для исключения такой картины необходимо выполнить два условия: 1) упругие узлы матраса должны быть сконструированы таким образом, чтобы эти узлы работали на сдвиг в вертикальном направлении (фиг. 4г). Левые элементы <Л> взаимодействуют с правыми <Р> только касательными напряжениями, направленными по вертикали. Так как точки контакта с позвоночником расположены очень близко друг к другу, то они будут малы, но самое главное - они не будут суммироваться на позвоночнике. Но это условие является только необходимым, но недостаточным, что демонстрируют чертежи фиг. 4д и Фиг. 4е. На чертеже фиг. 4д основание, с которым начинают контактировать нижние концы упругих узлов после укладывания на матрас человека, выполнено в виде впадины с наибольшей глубиной посредине. В результате - верхний уровень упругих узлов воспроизведет поверхность, близкую к той, что возникает при мягком матрасе. Если же основание выполнено горизонтальным (фиг. 4е), то получим состояние, близкое к жесткому матрасу; 2) второе условие и заключается в обеспечении такого положения элементов относительно друг друга, при котором поверхность матраса воспроизводит автоматически профиль позвоночника. Варьируя профилем основания, можно добиваться наибольшей разгрузки позвоночника. Можно добиться автоматического приспособления матраса к поверхности спины человека (фиг. 4ж), если расположить на поверхности основания слой материала с упругими свойствами и свойством сохранения своего объема. В этом случае нижние концы упругих узлов 1, 2, 3, 4, 5, 6, расположенных под наиболее весомыми частями человека, будут выдавливать материал в менее нагруженные области 7, 8, 9, 10, которые будут подниматься в областях менее нагруженных частей тела человека, разгружая мышцы позвоночника. Таким образом достигается действительная разгрузка позвоночника, которая не может быть достигнута в известных конструкциях матрасов.In fact, stress and stress are experienced not only by that part of the mattress that is in direct contact with the body, but also by other parts. The forces from the elastic nodes are transmitted to each other through the covers. The fabric of the cover is usually quite strong, stretching a couple of millimeters, then pulls and presses on areas spaced tens of centimeters. Those. the total deformation is not of a point character, as it is ideally presented, as on some theoretical mattress, but an integral character. Each spring is pressed not only by what’s directly at the top, but also by everything that’s in a radius of 50 cm around. In itself, the desire for "independence" of the springs is disorienting. Elastic nodes must be deformed, taking into account the deformations surrounding them. Otherwise, the surface of the mattress will not reproduce the surface of the undeformed back of the person lying on it. Man and the mattress used by him make up a system of two jointly deformable bodies. In the case of an absolutely rigid mattress, the human body comes into contact with the mattress only in separate areas due to the fact that the spine has four physiological bends in the sagittal plane (Fig. 4a). In areas that are not in contact (k4, k5, k6 of Fig. 4a), the body begins to deform, which is accompanied by the inclusion of muscles that load the spine. With a soft mattress (including in the design of “sheathed springs” and springless), in the general case, deformations of a person’s body and a mattress can add up to a wide variety of images depending on a combination of the anthropometric properties of a particular person and the properties of the mattress. In particular, and those that lead to severe congestion of the muscles of the spine. The value of the rigidity of the mattress is far from the only role. The magnitude of the displacement of one elastic node relative to another is characterized not only by magnitude, but also by direction. The intuitive desire of spring manufacturers to “independence” of springs, in our opinion, is determined by the desire to minimize the transfer of forces from one elastic node to another only in the horizontal plane. But it is precisely the forces in the horizontal plane that affect the muscles “elongated” along the spine. However, as we have already indicated, the forces from the elastic assemblies in the case of "sheathed springs" are transmitted to each other through covers. This is because all cases are glued to adjacent ones, which casts doubt on the allegations of an independent spring unit. In the case of springless mattresses, forces in the horizontal plane are transmitted through the material due to the fact that the areas in contact with heavier parts of the body are more compressed than neighboring ones. In the case of a very soft mattress, regardless of whether it is springless or with “sheathed springs”, deformations of the human body follow deformations of the mattress. Area "M" (Fig. 4B) of the mattress is compressed. The mattress material from this area tends to mix in the areas d1 and d2. The result is the appearance of T forces, the horizontal components of which load the human body. The human body bends. The hips go down a significant amount. At the same time, the human pelvis is maintained due to the inclusion of spinal muscles in the work. The more stretched the parts of the human body, the more the spinal muscles are included in the work (Fig. 4b), reproducing the picture of the "hammock effect" (Fig. 4c). What scares the hammock effect? The fact is that the forces t1, t2, ..., which are components of the forces P, add up from the underlying muscles to the overlying ones, reaching very large values, which puts the spine out of order. To exclude such a picture, two conditions must be fulfilled: 1) the elastic nodes of the mattress must be designed so that these nodes work in shear in the vertical direction (Fig. 4d). Left elements <L> interact with right <P> only tangential stresses directed vertically. Since the points of contact with the spine are very close to each other, they will be small, but most importantly, they will not be summed up on the spine. But this condition is only necessary, but not sufficient, as the drawings of FIG. 4e and FIG. 4th. In the drawing of FIG. 4e, the base with which the lower ends of the elastic nodes begin to contact after being laid on a person’s mattress is made in the form of a depression with the greatest depth in the middle. As a result, the upper level of the elastic nodes will reproduce a surface close to that which occurs with a soft mattress. If the base is horizontal (Fig. 4e), then we obtain a state close to a hard mattress; 2) the second condition is to ensure that the position of the elements relative to each other, in which the surface of the mattress automatically reproduces the profile of the spine. Varying the base profile, you can achieve the greatest unloading of the spine. It is possible to achieve automatic adaptation of the mattress to the surface of the back of a person (Fig. 4g), if a layer of material with elastic properties and the property of maintaining its volume is placed on the surface of the base. In this case, the lower ends of the elastic nodes 1, 2, 3, 4, 5, 6, located under the most significant parts of a person, will squeeze the material into less stressed areas 7, 8, 9, 10, which will rise in areas of less stressed parts of the body human unloading the muscles of the spine. Thus, the actual unloading of the spine is achieved, which cannot be achieved in the known mattress designs.

К другим недостаткам известных матрасов с «зачехленными пружинами» относят недостаточную надежность. Эксплуатация их показывает, что почти все чехольчики, в которые упакована каждая из пружин, порваны. Такая ситуация - с обеих сторон пружинного блока. На ощупь материал этих чехольчиков непрочный и рвется очень легко. Конечно же, такой материал не может выдержать постоянное трение с металлом. Со временем матрас идет волнами, начинает проваливаться, а некоторые пружины начинают колоть в бок. При частичном распарывании матраса можно увидеть, что кокосовая плита превращается в труху, мешочки, в которых находились пружины, оказываются порванными, и одна из пружин зацепляется за соседнюю.Other disadvantages of known mattresses with "sheathed springs" include insufficient reliability. Their operation shows that almost all cases in which each of the springs are packed are torn. This situation is on both sides of the spring block. To the touch, the material of these cases is fragile and tears very easily. Of course, such a material cannot withstand constant friction with metal. Over time, the mattress goes in waves, begins to fail, and some springs start stabbing to the side. With a partial opening of the mattress, you can see that the coconut stove turns into dust, the bags in which the springs were located are torn, and one of the springs hooks onto the next one.

Еще один недостаток матрасов с «зачехленными пружинами» - дороговизна и сложность изготовления таких матрасов, требующего использования большого количества пружин. Еще большей дороговизной характеризуются беспружинные матрасы, что обусловлено высокой стоимостью материала и необходимостью использования больших толщин полос этого материала в связи с малой его энергоемкостью при работе на сжатие. Решением вопроса при этом была бы возможность создания конструкции с работой материала на сдвиг, так как модуль упругости при сдвиге в три раза меньше, чем при сжатии. Однако в международной патентной классификации (МПК А47С) отсутствует даже индекс, обозначающий матрасы, в которых упругие элементы работали бы на сдвиг.Another drawback of mattresses with “sheathed springs” is the high cost and complexity of manufacturing such mattresses, requiring the use of a large number of springs. Springless mattresses are even more expensive, due to the high cost of the material and the need to use large thicknesses of the strips of this material due to its low energy consumption during compression work. The solution to this problem would be the possibility of creating a structure with the material working under shear, since the elastic modulus in shear is three times less than in compression. However, in the international patent classification (IPC A47C) there is not even an index denoting mattresses in which elastic elements would work by shear.

К недостаткам матраса с «зачехленными пружинами» следует отнести также его неспособность гасить колебания, когда спящий ворочается с боку на бок. Эта неспособность гасить колебания пружинных матрасов обусловлена низким значением коэффициента затухания, равного отношению коэффициента трения к удвоенной массе. Так как коэффициент внутреннего трения в стали (материале пружин) очень мал, то волны в матрасе затухают очень медленно. В ряду беспружинных матрасов волны также велики, несмотря на более высокое значение коэффициента внутреннего трения в латексе, что обусловлено низким значением массы. Поэтому в беспружинных матрасах уменьшение динамических воздействий со стороны матраса на тело спящего достигается увеличением массы матраса до массы, сравнимой или даже превосходящей вес спящего человека. Считают, что чем дешевле и хуже матрас - тем он легче и больше похож по своим физическим характеристикам на батут. Чем матрас комфортнее, тем он тяжелее. Таким образом, улучшение динамики матраса достигается увеличением его веса и дороговизны. Может быть выбран более эффективный метод, заключающийся в увеличении рассеивания энергии за счет увеличения числа плоскостей скольжения в материале матраса.The disadvantages of a mattress with “sheathed springs” should also include its inability to dampen vibrations when the sleeper tosses and turns. This inability to damp the oscillations of the spring mattresses is due to the low attenuation coefficient equal to the ratio of the friction coefficient to twice the mass. Since the coefficient of internal friction in steel (spring material) is very small, the waves in the mattress decay very slowly. In a series of springless mattresses, the waves are also large, despite the higher value of the coefficient of internal friction in latex, due to the low mass value. Therefore, in springless mattresses, a decrease in the dynamic effects from the side of the mattress on the body of the sleeping person is achieved by increasing the mass of the mattress to a mass comparable to or even exceeding the weight of the sleeping person. It is believed that the cheaper and worse the mattress is, the easier and more similar it is to the trampoline in its physical characteristics. The more comfortable the mattress, the heavier it is. Thus, the improvement of the dynamics of the mattress is achieved by increasing its weight and high cost. A more efficient method may be chosen, consisting in increasing the energy dissipation by increasing the number of slip planes in the mattress material.

Такой путь улучшения динамики матраса мы полагаем использовать в нашем изобретении. К недостаткам беспружинных матрасов относят также большую стоимость и высоту и малую долговечность. Основной потребностью все же является достижение ортопедических свойств высокого уровня, обеспечиваемого способностью матраса к распределению поддерживающей силы равномерно по всей поверхности тела пользователя. Потребность же эту полагают удовлетворить с использованием способа улучшения ортопедических свойств за счет разделения матраса на несколько секций, которые в существенной степени независимы друг от друга. Такое устройство описано в немецком патенте DE 1028759 и в английском патенте GB 288820. Однако основной целью этих устройств является не повышение комфортности пользователя, а повышение ремонтопригодности кровати при износе, повышение удобства ремонта и снижение стоимости. Эти матрацы известной конструкции не обеспечивают индивидуальную эластичность пружин и не вносят какое-либо существенное повышение комфортности.We consider this way of improving the dynamics of the mattress to be used in our invention. The disadvantages of springless mattresses also include high cost and height and low durability. The main need is still to achieve high-level orthopedic properties, provided by the mattress's ability to distribute supporting force evenly over the entire surface of the user's body. This need is supposed to be met using the method of improving orthopedic properties by dividing the mattress into several sections, which are substantially independent of each other. Such a device is described in the German patent DE 1028759 and in the English patent GB 288820. However, the main purpose of these devices is not to increase the comfort of the user, but to increase the maintainability of the bed when worn, increase the convenience of repair and reduce costs. These mattresses of known design do not provide individual spring elasticity and do not introduce any significant increase in comfort.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является "Конструктивный элемент мебели, предназначенный для восприятия веса тела человека" (RU 2521306, А47С 23/04), содержащий по меньшей мере одну секцию, которая содержит:Closest to the technical nature of the claimed is a "structural element of furniture designed to perceive the weight of the human body" (RU 2521306, A47C 23/04), containing at least one section, which contains:

- основание, предназначенное для соединения с опорой,- a base intended for connection with a support,

- панельный элемент, расположенный над основанием относительно опоры,- a panel element located above the base relative to the support,

- первый набор упругих элементов, расположенных рядом друг с другом на панельном элементе и соединенных друг с другом посредством совокупности соединений, при этом каждый упругий элемент имеет длину, ограниченную верхним концом и нижним концом, и выполнен с возможностью упругой деформации вдоль указанной длины, когда он нагружен весом тела человека, и с возможностью воздействия на тело человека с силой, которая зависит от указанной упругой деформации,- the first set of elastic elements located next to each other on the panel element and connected to each other by a combination of connections, with each elastic element having a length limited by the upper end and lower end, and is configured to elastically deform along this length when loaded with the weight of the human body, and with the possibility of influencing the human body with a force that depends on the specified elastic deformation,

- соединительные элементы, присоединенные к первому набору упругих элементов и к основанию и проходящие через панельный элемент с обеспечением прикрепления первого набора упругих элементов к основанию,- connecting elements attached to the first set of elastic elements and to the base and passing through the panel element with ensuring the attachment of the first set of elastic elements to the base,

- деформационный элемент, выполненный с возможностью перемещения панельного элемента относительно основания с обеспечением различной деформации упругих элементов, отличающийся тем, что каждый упругий элемент из первого набора упругих элементов содержит упругую деталь, имеющую первую жесткостную характеристику, и гибкую оболочку, которая окружает упругую деталь с обеспечением зажатия упругой детали внутри оболочки, при этом указанные соединения расположены между верхним и нижним концами упругих элементов из первого набора упругих элементов с образованием верхней части с длиной, проходящей между верхними концами упругих элементов из первого набора упругих элементов и соединениями, и нижней части с длиной, проходящей между соединениями и нижними концами упругих элементов из первого набора упругих элементов, при этом указанная длина верхней части преимущественно не подвержена влиянию перемещения панельного элемента, а длина нижней части может регулироваться путем перемещения панельного элемента, при этом каждая упругая деталь из первого набора упругих элементов имеет центральную часть, находящуюся во фрикционном контакте с оболочкой на уровне указанной совокупности соединений, при этом жесткость верхней части упругих элементов из первого набора упругих элементов фактически не подвержена влиянию перемещения панельного элемента, а жесткость нижней части упругих элементов из первого набора упругих элементов является регулируемой. Недостатком устройства этого типа является сложность и недостаточная эффективность регулирования, а также все вышеуказанные недостатки, присущие матрасам с "зачехленными пружинами".- a deformation element configured to move the panel element relative to the base, providing various deformation of the elastic elements, characterized in that each elastic element from the first set of elastic elements contains an elastic part having a first stiffness characteristic and a flexible shell that surrounds the elastic part with clamping the elastic part inside the shell, while these compounds are located between the upper and lower ends of the elastic elements from the first set of elastic elements with the formation of the upper part with a length running between the upper ends of the elastic elements from the first set of elastic elements and compounds, and the lower part with the length running between the joints and the lower ends of the elastic elements from the first set of elastic elements, while the specified length of the upper part is mainly not is affected by the movement of the panel element, and the length of the lower part can be adjusted by moving the panel element, with each elastic part from the first set of elastic elements and it has a central part in frictional contact with the shell at the level of the specified set of joints, while the stiffness of the upper part of the elastic elements from the first set of elastic elements is practically not affected by the movement of the panel element, and the stiffness of the lower part of the elastic elements from the first set of elastic elements is adjustable. The disadvantage of this type of device is the complexity and lack of regulation efficiency, as well as all the above disadvantages inherent in mattresses with "sheathed springs".

ЦЕЛЬ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является упрощение и усиление эффективности регулирования, направленного на улучшение ортопедических и динамических свойств матраса, под конкретные антропометрические данные, устранение скрипа при эксплуатации, уменьшение массы и стоимости, упрощение изготовления.The aim of the present invention is to simplify and enhance the effectiveness of regulation aimed at improving the orthopedic and dynamic properties of the mattress, for specific anthropometric data, eliminating squeaking during operation, reducing weight and cost, simplifying manufacturing.

Существует еще и цель специфическая, направленная на удовлетворение потребностей беременных женщин, вынужденных спать на животе. Матрас при этом должен обеспечивать существование "ямы" в области живота с глубиной порядка 300 мм. Существующие типы матрасов не могут обеспечить такой деформации.There is also a specific goal aimed at meeting the needs of pregnant women who are forced to sleep on their stomach. The mattress should ensure the existence of a "hole" in the abdomen with a depth of about 300 mm. Existing types of mattresses cannot provide such deformation.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Цель достигается тем, что упругие узлы матраса выполнены в виде многослойной конструкции, составленной из приклеенных или привулканизированных друг к другу чередующихся пластин эластика, выполненного преимущественно из полиуретана, с пластинами, выполненными из материалов с высоким значением модуля упругости, преимущественно из металла, дерева или пластика, причем торцевые пластины многослойной конструкции прикреплены к торцевым панелям рамы, а слой упругого материала уложен в короб основания, отделенного от торцевых панелей рамы гайкой, навинченной на шпильки, скрепляющие короб основания с рамой, при условии, что слой упругого материала выполнен из материала, сохраняющего постоянный объем при деформациях, и уложен в короб основания без зазоров между его боковыми гранями.The goal is achieved in that the elastic nodes of the mattress are made in the form of a multilayer structure made up of alternating elastic plates glued or vulcanized to each other, made primarily of polyurethane, with plates made of materials with a high elastic modulus, mainly of metal, wood or plastic moreover, the end plates of the multilayer structure are attached to the end panels of the frame, and the layer of elastic material is laid in the base box, separated from the end panels of the frame ha with a screw screwed onto the studs fastening the base box with the frame, provided that the layer of elastic material is made of a material that maintains a constant volume during deformations and is laid in the base box without gaps between its side faces.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Изобретение представлено посредством описания со ссылкой на приложенные чертежи.The invention is presented by way of description with reference to the attached drawings.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого матраса в плане. На фиг. 2 представлен разрез по А-А. На фиг. 3 представлена схема работы матраса. На фиг. 4 представлены схемы принципов работы известных конструкций матрасов и предлагаемого.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed mattress in plan. In FIG. 2 shows a section along aa. In FIG. 3 shows the scheme of the mattress. In FIG. 4 presents a diagram of the principles of operation of known designs of mattresses and the proposed one.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Матрас содержит раму, составленную из двух торцевых панелей 1 и 2 и двух боковин 3 и 4, расположенных в продольном направлении. Упругий узел матраса выполнен в виде многослойной конструкции, составленной из приклеенных или привулканизированных друг к другу чередующихся пластин эластика 5, выполненного преимущественно из полиуретана, с пластинами 6, выполненными из материалов с высоким значением модуля упругости, преимущественно из металла, дерева или пластика.The mattress contains a frame made up of two end panels 1 and 2 and two sidewalls 3 and 4 located in the longitudinal direction. The elastic node of the mattress is made in the form of a multilayer structure composed of alternating elastic plates 5 glued or vulcanized to each other, made mainly of polyurethane, with plates 6 made of materials with a high elastic modulus, mainly of metal, wood or plastic.

Гайки 7 навинчены с обеих сторон панелей 1 и 2 на шпильки 8, пропущенные через отверстия в панелях 1 и 2. Снизу на эти же шпильки 8 навинчены гайки 9, на которых покоится короб основания 10, в который без зазора между его боковыми гранями уложен слой упругого материала 11, выполненный из материала, сохраняющего постоянный объем при деформациях (преимущественно из полиуретана).The nuts 7 are screwed on both sides of the panels 1 and 2 onto the studs 8, passed through the holes in the panels 1 and 2. From the bottom, the nuts 9 are screwed onto the same studs 8, on which the base box 10 rests, into which a layer is laid without a gap between its side faces elastic material 11 made of a material that maintains a constant volume during deformation (mainly polyurethane).

Матрас работает следующим образом. При укладывании человека на матрас пластины эластика 5 начинают деформироваться. Под действием деформаций сдвига пластины 6 начинают сдвигаться относительно друг друга в вертикальном направлении (фиг. 3). При этом наиболее интенсивно начинают перемещения те пластины, которые оказываются нагруженными в наибольшей степени (области А, Б, С, Д). Войдя в контакт со слоем упругого материала 11, который начинает при этом деформироваться, выпучиваясь в зонах, где еще не осуществлен контакт с пластинами 6. Наконец, пластины 6 входят в контакт со слоем упругого материала 11, осуществляя давление вверх, тем самым подпирая спину в зонах лордоза и кифоза. Степень разгрузки позвоночника при этом легко может быть отрегулирована под конкретные антропометрические данные регулированием величины свободного хода "Т" (фиг. 2). Осуществить это очень просто, закручивая или откручивая нижнюю гайку 7 относительно шпильки 8. Переворачиваясь во сне, человек не испытывает неудобств, так как происходит интенсивное рассеивание энергии в связи с очень большим количеством плоскостей одновременно деформируемых пластин полиуретана. Для полиуретана допустимо смешение одной пластины относительно другой при сдвиге со статической нагрузкой величиной, равной 0,6 S, где S - суммарная толщина полиуретана. При длине матраса "С" величина "S" равна четверти "С". При "С", равной 2 м, допустимое наибольшее смешение по вертикали точки матраса равно, таким образом, 300 мм, что соответствует потребностям беременных. Допускаемые напряжения для полиуретана τ=24 кг/см². Таким образом, величина необходимой площади всех пластин полиуретана, работающих на сдвиг, равна F= G/τ.The mattress works as follows. When laying a person on a mattress, the elastic plates 5 begin to deform. Under the action of shear deformations, the plates 6 begin to shift relative to each other in the vertical direction (Fig. 3). In this case, those plates that turn out to be loaded to the greatest degree (regions A, B, C, D) begin to move most intensively. Having come into contact with a layer of elastic material 11, which begins to deform, bulging in areas where contact with the plates 6 has not yet been made. Finally, the plates 6 come into contact with the layer of elastic material 11, exerting pressure upward, thereby supporting the back in zones of lordosis and kyphosis. The degree of unloading of the spine can be easily adjusted for specific anthropometric data by adjusting the free-wheeling "T" (Fig. 2). This is very simple, by twisting or unscrewing the lower nut 7 relative to the stud 8. Turning over in a dream, a person does not experience inconvenience, since there is intense energy dissipation due to the very large number of planes of simultaneously deformed polyurethane plates. For polyurethane, it is permissible to mix one plate relative to another during shear with a static load of 0.6 S, where S is the total thickness of the polyurethane. With the length of the mattress "C", the value of "S" is equal to a quarter of "C". With "C" equal to 2 m, the maximum permissible maximum vertical mixing of the mattress point is, therefore, 300 mm, which corresponds to the needs of pregnant women. Permissible stresses for polyurethane τ = 24 kg / cm ² . Thus, the required area of all shear polyurethane plates is F = G / τ.

При весе человека G=240 кг необходимая площадь F=10 см². Таким образом, по условиям прочности толщина "т1" упругого узла должна составлять лишь несколько сантиметров, что определяет малые габариты и стоимость матраса. Если по технологическим соображениям такая высота "т1" не устраивает, то возможно уменьшение длины слоя полиуретана 5 в поперечном направлении при использовании коротких участков по краям слоя, оставляя средние части между пластинами 6 пустыми (не заполненными полиуретаном).When a person weighs G = 240 kg, the required area is F = 10 cm ² . Thus, under the conditions of strength, the thickness "t1" of the elastic unit should be only a few centimeters, which determines the small size and cost of the mattress. If, for technological reasons, such a height "T1" does not suit, then it is possible to reduce the length of the polyurethane layer 5 in the transverse direction using short sections along the edges of the layer, leaving the middle parts between the plates 6 empty (not filled with polyurethane).

Claims

A mattress containing elastic nodes, a base fastened to a frame made up of two sidewalls located in the longitudinal direction, and two end panels, as well as a layer of elastic material laid on the base, characterized in that the elastic nodes are made in the form of a multilayer structure composed from alternating elastic plates glued or vulcanized to each other, made primarily of polyurethane, with plates made of materials with a high elastic modulus, mainly of meta wood, plastic, and the end plates of the multilayer structure are attached to the end panels of the frame, and the layer of elastic material is laid in the base box, separated from the end panels of the frame by a nut screwed on the studs fastening the base box with the frame, provided that the layer of elastic material made of a material that maintains a constant volume during deformations, and is laid in a base box without gaps between its side faces.