床垫的制作方法

专利名称：床垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种床垫，包括下层和设置在下层上方的空气室层，如例如从
国际专利申请WO 2004/098481中已知的那样。在该巳知床垫中，在下层中包 含一定量的颗粒材料。在下层内可形成真空，由此在其变成所要求的形式之后 具有刚性。躺在床垫上的人、尤其是病人但也可能是健康的使用者，可由此而 被空气室层适当地支承在所要求的位置。
背景技术：
尽管病人或使用者可在例如医疗期间用已知床垫来进行支承，但该已知床 垫不适于长期躺在上面，因为此人无法方便地改变姿势。

发明内容
现本发明的目的是提供一种如主权利要求的前序部分所述类型的床垫，其 中避免了这个问题。
为了该目的，其中权利要求1所描述的根据本发明的床垫包括以下措施， 其中，在空气室层内包含诸如颗粒材料之类的成形材料，并且还包含用于在静 止位置和调节位置之间调节空气室层内空气的量的调节装置，在静止位置，空 气室层基本上仅填充有固态成形材料，而在调节位置，空气室层仅部分填充有 材料并还填充有受压空气。
在静止位置时，躺在床垫上的人被很好地均匀支承，而他/她可在调节位 置方便地改变位置。 一旦人已经改变了位置，调节装置重调静止位置，由此在 新的位置再次获得良好的支承。
在权利要求2中描述了根据本发明的床垫的非常有利的进一步改进。当静 躺的人是例如睡着时，床垫可以这种方式很好地起作用。当他/她开始移动以改 变位置时，调节装置将一定量的空气馈送到空气室层内，由此该人可在更有刚性的床垫上方便地改变位置。 一旦他/她已再次安顿好，这又被运动探测装置探 测到，然后调节装置将一定量的空气从空气室层排放出来，由此该静躺的人再 次被空气室层内的材料良好地支承，这就好像其自身"变形"成在这个人下方并
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权利要求4中描述了进一步有利的改进。由此可限制增加空气室层内空气 量所需要的功率，由此还可限制相关的噪声。权利要求5中描述了空气积存器 的一个适当的实施例。
权利要求7中描述了适当的空气积存器的另一实施例。空气泵仅需要具有 较小的容量，因为它可比从静止位置到调节位置馈送一定量的空气进入空气室 层所必需的更长时间地将空气馈送到空气袋。
用于材料的适当材料包括颗粒材料、乳胶、泡沫(部件或薄片)、聚醚和 /或膨胀的聚苯乙烯颗粒等。颗粒方便地在空气室层内移动，从而他们可适当地 采取与其接触的静躺在床垫上的人的身体的那部分相对应的总体形式。还可用 除了所述和其它材料之外的材料来实现尤其在静躺状态的良好支承。
权利要求9中描述了空气室层的适当实施例。为了能够良好地分布颗粒材 料并能够调节成适应身体的形状，较佳地采用权利要求10的措施。
在权利要求11中描述了根据本发明的床垫的、尤其是空气室层的进一步 适当改进。这些块体可防止在顶层上发生的可传递到身体的张应力。这些张应 力会使特别敏感的人由于其不适而不舒服。
权利要求13和14涉及针对根据本发明的床垫的细节部分的有利实施例。


在以下说明书中将参照附图进一步阐述本发明。
图1A是根据本发明的床垫的示意图。
图1B示出根据本发明的床垫，其空气室层处于调节位置。
图1C是对应于图1B的视图，其空气室层处于静止位置。
图2是对应于图1C的视图，其中床垫具有不同的下层。
图3示出根据本发明的第一实施例的床垫的局部剖视立体图。
图4示出根据本发明另一实施例的床垫。
5图5A和B示出空气积存器的两个运行位置。
图6示出空气积存器的第二实施例。
图7示出空气积存器的第三实施例。
图8示出根据本发明的床垫的另一实施例。
图9示出又一实施例。
图10和11示出处于其两个相应的运作位置的根据本发明的床垫的又一实 施例。
图12示出根据本发明的床垫的另一实施例。
具体实施例方式
在图中的各实施例中，可用相同的标号表示相同或类似的部件或部分。较 佳实施例的描述在这里会述及使用颗粒材料，尽管也可使用其它材料。
如图1A所示意性示出的那样，根据本发明的床垫1包括下层2和设置在 下层2上方的空气室层3。如将会变得更为显然的那样，在该空气室层3内存 在有颗粒材料。
床垫1还包括用于调节空气室层3内空气量的调节装置4。
在所示示例性实施例中，这些调节装置4包括用于将空气馈送到空气室 层3和从空气室层3排放空气的空气传送装置；以及与控制装置关联的运动探 测装置5，该控制装置可触发空气传送装置。
调节装置4、且更具体地说是其空气传送装置，在如图1C所示的静止位 置和如图1B所示的调节位置之间调节空气室层3内的空气量。
在调节位置(图1B)，空气室层3内有一定量的空气，使得躺在床垫上 的人6能够在相对硬或刚性的床垫上无阻碍地改变位置。
在静止位置(图1C)，空气室层3容纳有较少的空气，由此，人6可部 分地由空气室层3内的颗粒材料支承，颗粒材料自身"变形"成符合他或她的形 状。
当改变位置和从调节位置更换到静止位置时，颗粒材料会移动成自身"变 形"为符合该人的形状，而空出用于人6的躺得较深部分的空间，且人6的躺 得最高的部分以下的空间填充有颗粒。当然后设置静止位置时，颗粒床的"形状"适合躺在相关位置的人6。可人工触发调节装置，但根据本发明的实施例， 这些调节装置包括运动探测装置5，该运动探测装置在探测到人6的运动时，
触发空气传送装置，由此将空气馈送到空气室层3。这些探测装置5也可设置 在床垫内。当运动停止时，调节装置可在一段时间后将空气从空气室层3排放 出来，由此得到静止位置。
该运动探测装置可例如包括红外线探测器或例如压力探测装置，运动探测 装置可探测空气压力室3内的压力或压力变化或者空气压力室3上方或上面的 运动。当人6运动时，该空气室层内的压力会波动，该波动是该运动的指示。
在静止位置，根据本发明的床垫提供对躺在上面的人的很好支承。由此非 常适合例如由于风湿痛、纤维肌痛、背部问题等造成慢性疼痛的人们。根据本 发明的床垫还非常适合卧床不起的人，因为该床垫可降低(如果不能防止的话) 褥疮的风险。
尽管根据本发明的床垫由于可调节成适应躺着的人的形状的颗粒层而提 供非常良好的支承，但该人仍然可方便地改变位置，因为人在调节位置可基本 上清除颗粒。在返回到静止位置时，颗粒位置调节成(本身"变形"成)适应躺 着的人，从而在新的位置再次提供最佳的支承。下层2可以是常用的泡沫橡胶 层，但根据图2所示的较佳实施例是充气床垫层7。充气床垫层7内的压力能 够以适当的方式调节成优化充气室层8的作用，从而尽可能好地支承躺在床垫 上的人9并尽可能少地阻碍位置的改变。
根据图3所示的较佳实施例，空气室层3包括在其周界边缘彼此气密连接 的上部薄层IO和下部薄层11。条12通过例如粘结或胶结以规则间距连接到上 部薄层IO和下部薄层11 。条12确保上部薄层IO和下部薄层11可在调节位置 基本上保持彼此平行且不会例如开始隆起。条12设有可通过颗粒材料13的较 大开口 14。该颗粒材料可通过开口 14容易地散布在空气室层内部以调节成适 应躺着的人并处于静止位置。
根据图4所示的进一步改进的实施例，上部薄片20由块体形式21形成， 块体形式21在其间限定折叠部22。这里，上部薄片通过螺纹状连接构件23 而不是上述条12连接到下部薄片。
上部薄片20上形成的具有中间折叠部的块体使这些块体能够相对于彼此移动。由此消除或至少显著降低上部薄片内的张应力以保护床垫的安全。此外 这些张应力还会使敏感的人感到不舒服，且还可将躺着的表面以更细致和适合 的方式调节成适应躺着的人的轮廓。
由于螺纹状连接构件23， 一方面由于块状构件的移动而获得最小障碍(上 部薄片20上的隆起)，且另一方面获得用于颗粒材料的最大自由空间。为了
完整起见，在此应当注意，这里所示出的空气室层3的内部空间没有颗粒材料
以能够清楚地辨别内部构造。
可以看出下部薄片本身包括以规则间距设置的纵向缝相互连接的两个薄
层。这种纵向缝可实现为线或点熔接缝。在这些纵向缝之间形成管24，这些管 赋予床垫以某种适当的或所要求的(如果需要的话)基本的刚度。因此就像提 供了一个基底，该基底包括空气室，该空气室本身也是可充气的并具有最大高 度或厚度和相应的空气容积，由此当其充满空气时就可将床垫变成所要求的充 气状态，较佳的是调节位置(但可选地还有静止位置)。这里可将泵仅连接到 管24以增加床垫的刚度，尤其是在调节位置的刚度。使用适当选择的填充程 度和管24上方空间内适当的填充材料的类型，可用管24来实现调节位置的足 够的刚度。可用空气泵以不言自明的方式向空气室层馈送空气或从空气室层排 放空气以进行从静止位置到调节位置的调节。但是较佳地采用具有空气储存空 间的空气积存器。由此可用相对小的功率且因而相对低的噪声来实现空气传 送。
图5A和B示出根据本发明的空气积存器的较佳实施例。图5所示的空气 积存器28包括刚性管29，在刚性管29内容纳有例如橡胶薄片之类的柔性材料 制成的管30。该柔性材料管30在一端31处封闭。该柔性管的内部空间通过空 气连接件35连接到空气室层。
柔性管30的封闭端31通过缆绳32连接到缆绳驱动件，缆绳驱动件包括 由电动机34驱动的巻轴33。当必须将空气馈送到空气室层时，触发电动机34， 由此将缆绳32巻绕到巻轴33上。现将柔性管的封闭端31拉向管29的设有驱 动件的端部，由此由通到空气室层的连接件35来将空气挤出柔性管。当必须 再次将空气排出以从调节位置变成静止位置时，将电缆32放松直到再次得到 图5A的状态为止。图6示出该空气积存器的另一变型实施例。该积存器36还包括刚性外部
管39和柔性内部管37。驱动件46设置在柔性管的封闭端附近且缆绳靠近空气 连接件37连接到螺旋弹簧38，螺旋弹簧38弹力足够强而使柔性管37的封闭 端能够移动经过管39的大部分长度。当必须移动空气以将床垫从静止位置移 动到调节位置时，将缆绳驱动件46放松，由此弹簧38可将内部管的封闭端拉 向空气连接件47。在相反运动中，则触发驱动件46以使管37的封闭端再次向 右移动，如图6所示，以将空气从空气室层排放出来。
图7中示出根据本发明的空气积存器的又一较佳实施例。该积存器40包 括可由柔性材料制成并有些类似于充气床垫的空气室41。但是，空气室41也 可由刚性材料制成。
该储存器41内部连接有排放管道42，排放管道42连接到根据本发明的 床垫的空气室层。打开阀43以从空气储存器41向空气室层馈送空气。
为了再次从空气室层排放空气以从调节位置移动到静止位置，打开排气阀 44将空气排出到环境中。刚从空气储存器41排放出一定量的空气后，就触发 空气泵45，空气泵45从外界环境吸入空气并将空气压入空气积存器。该泵45 可具有较小容量，因为它仅需要有当调节装置下次想要将床垫从静止位置变到 调节位置时在空气储存器41中再次可用的足够压力。
图8示出具有用内部探测装置来作为图1A中所示用于探测运动的外部探 测装置5的替代方式的实施例。这些包括通过编码器50连接到接收巻轴51并 连接到床垫54的上部薄片53的缆绳52以能够探测运动。与之相应，可使用 泵装置或诸如阀(未示出)之类的排气装置来使床垫54变得更硬或更有刚度 或者更软或更有柔性。
图9示出这样的实施例可使用人工或自动控制或运行的泵58来使床垫 56的侧隔室或节段55独立于中间节段57而变得更硬或更有刚度或者更软或更 有柔性。但是，这也可以是个空气排放器。尽管认为并非必要，但也可在侧隔 室55内设有颗粒材料。侧隔室55可设有类似于管24的管59来实现基本的刚 度。泵58可连接到这些管59以调节侧隔室55的基本刚度。
尤其是在对应于使用该床垫的人的肩部和臀部的区域，这就被认为是形成 有用和实用的附加物。此外或替代地，也可提供侧向延伸的隔室。在各隔室用固态、有形(颗粒) 材料填充的程度方面，因此能够考虑到床垫上的负载，诸如沿人的长度方向变 化的头部、躯干或腿。
图10和11示出根据本发明的床垫60的又一实施例的不同视图。图10 和11的实施例与图8的实施例在许多方面有所区别。图8例如示出可用缆绳 52来实现使用者的运动探测，这在图10和11中未示出，但在那里也可以有。
在根据图10和11的床垫60的实施例中，还起用了通过床垫60的冷却流 61。这还可包括加热流62。仅示意地示出冷却流61和加热流62并可例如用管 道以不同的方式来实现。具有热交换构件的柔性软管(可供选地位于床垫外部) 可例如用于使冷却流或加热流循环通过软管。在这种实施例中，冷却流61和 加热流62可因此形成一个单元。还可有其它实施例。例如可使用电加热构件 制成为加热流62的实施例。可以类似的方式为这种实施例提供用于冷却流61。 或者，能够选择空气自由流过床垫，尤其是其隔室。在这种实施例中，尤其是 如下的情况当使用诸如冷却流61和加热流62之类的温度调节装置时，能够 用传感器监测或指示可能的温度调节，传感器则较佳地位于床垫60内。温度 调节装置可连接到使用者的控制器或向控制器发送信号，使控制器能够设定所 要求的温度。未示出传感器，也未示出控制器。然而，床垫60的该实施例的 这些方面会非常易于为本领域的普通技术人员所认识到。图10和11的实施例 与图8的实施例在另一方面也有所区别。不同于图8中的管24，在图10和11 中设有形成芯构件的其它装置63。形成芯构件的这些装置63在隔室内会占据 所要的体积。因为形成芯构件的装置本身占据比设有各个装置63的整个隔室 小的体积，所以形成芯构件的这些装置还可用作精密调整，该调整可快速扩大 或縮小以能够调节整个床垫60的所要求的刚度。因此在图10中，示出床垫60 具有将芯构件形成为较小状态的装置63，而在图11中，示出形成芯构件的装 置63处于较大状态。可使用不使空气压力的装置来调节由形成芯构件的装置 63所占据的体积。例如可使用不使图8的实施例中的气动管24的步进电动机 或其它电驱动选项。因此，能够非常精密并快速地将形成芯构件的装置63调 节到所占据或要占据的体积，且这会对整个床垫60的所探测的刚度或硬度起 到有利作用，这在其它实施例中在所有情况下都是整个地用空气来实现的，而
10因此在图10和11的实施例中是用电力供能或者通常是机械的技术方案来实现
的。形成芯构件的装置63可以与图8中管24相同的方式进行床垫60的刚度 或硬度的一种预调整，但还可或替代地对床垫60、尤其是在各种情况下都设有 形成芯构件的装置63的其分开的隔室的硬度或刚度的非常灵敏精细的调节起 到有利作用。
如果将形成芯构件的装置63设计成具有步进电动机和/或传感器或编码器 的类型，则可设有控制电路，使用者可用该控制电路来进行床垫60的硬度或 刚度的精细调节或预调整。可提供例如远程控制器(可供选有无线的)，其可 例如包括用于根据要求调节床垫60的触摸屏。再次地，这可以是要探测的或 已探测的床垫60的硬度或刚度的精细调节和/或预调整。
图12示出根据本发明的替代实施例，该实施例可供选地与上述方法结合。 床垫系统70上放置有具有本体轮廓71的本体6、 9，床垫系统70包括例如约 10xlOcm且高18cm的一组分开的节段72。这里这些节段72中的每个较佳地 可单独调节。因此对于90x220cm的除了头部和侧部条外保持有70><180cm面 积的床就需要126个节段72，。
例如为了防褥疮，床垫70较佳地设有位于节段72上方的覆盖薄片74。 薄片74例如通过一种点熔接连接到节段72。这确保良好的卫生并便于清洁， 同时又由于分开的节段72而不会产生不合要求的张应力，因为薄片可随着节 段72变形。各节段72包括充气垫或空气室16，其中一般都有例如15毫巴的 恒定压力。在室76内或在连接到室76的空气软管上包含有压力传感器78。在 传感器78在睡觉位置刚测量到高于例如15毫巴的设定值的值后，就触发空气 阀81。在重调位置期间，在各节段中一般都是等于底部空气室80内压力的例 如40毫巴的(可调节)过压。在重调位置结束后，由于打开阀81，各节段72 和室80内的空气压力降低到15毫巴。由于压力减小而发生第一部分轮廓形成。 这样，第一节段72A尚未加载(因此，空气室内的压力是5毫巴)，而第二节 段72B被加载(压力30毫巴)且例如第三节段72C被加载到一定程度(压力 20毫巴)。在重调阶段刚结束后，就在底部空气室80内施加例如20毫巴的低 压。为此阀82保持关闭。底部空气室80可具体实施为由例如3cm高的聚酯构 成的扁平室，其中可容纳用于空气84和控制器86以及通到例如室76的管道88。在从图12A的位置过渡到图12B的位置期间，阀82较佳地作为一个单元 同时机械或电气地打开和关闭。但是他们分别电气联接到设置在相关节段72 内的压力传感器78。因此，在传感器78刚记录到过压后，相应阀就能够打开， 直到在节段72内空气室内的压力再次都为例如15毫巴的时刻为止。由此，第 二节段72B的体积减小例如30X，而第三节段72C的体积减小15%。这里泡 沫填充物82会承受部分重量。由于节段72B内体积减小，第一节段72A的体 积也减小5%。在根据图12C的位置，在所有空气室72C内都为高达15毫巴 的过压。这就意味着在躺着的表面上的任何位置处身体上的反压力都不会高于 15毫巴，即使在位置稍微改变的情况下也是如此。这可能是因为节段72可单 独进行调节的缘故。在该情况下，达到了 (可调节)临界值，就会再次执行重 调程序。这就可实现床垫70以更精细的方式来起作用。在躺着的表面上任何 位置处都不会超过设定的上限，这里是15毫巴，且在睡眠位置有较大的运动 自由度。还可使必要的修正最小化，其中设定值可易于更改并因此适合使用者。 床垫70通过在每个节段72的设定值作出变动而非常适于用作例如防褥疮床 垫。接着，控制器可用控制程序进行扩展，在该控制程序中切换阀在睡眠循环 期间根据睡眠的阶段和时刻(睡眠的阶段、睡眠节奏和个人要求)作变化。
在以上检验之后，对本领域的技术人员来说还可以有在本发明范围内的其 它附加或替代的实施例。还可提供或己经提供沿相对于床垫的纵向的横向方向 的再细分，来限制颗粒材料沿该方向的移动，尤其是在对应于臀部和肩部的区 域中。床垫可用边缘区域来作为边界，即使这些本身并不符合权利要求也可以。 然而，例如床垫的更内部躺着的区域可符合权利要求。在枕头下方的区域可包 括用于以类似于图9、 10或11的方式控制其硬度或刚度的其自身的控制器。 这同样可适用于床垫的脚端。
可以有隔室的多种组合和细分。因此图8、 9所示的侧隔室55可沿床垫长 度分成三部分，而中间隔室可沿纵向形成十个或更多(或更少)的部分或沿宽 度形成四个或更多(或更少)的部分。
此外或作为成形材料的替代形式，所选的隔室还可仅包括相应的芯构件， 例如尤其是在头部或肩部区域。
权利要求
1. 一种床垫，包括下层、设置在所述下层上方的空气室层，其特征在于，在所述空气室层内包含诸如颗粒材料之类的固态成形材料，以及调节装置用于在静止位置和调节位置之间调节所述空气室层内空气的量，在所述静止位置，所述空气室层基本上仅填充有固态成形材料，而在所述调节位置，所述空气室层仅部分填充有固态材料并还填充有受压空气。
2. 如权利要求1所述的床垫，其特征在于，所述调节装置包括用于向所述空气室层馈送空气并从所述空气室层排放空气的空气传送装置、运动探测装 置和用于响应于所述运动探测装置触发所述空气传送装置的控制装置。
3. 如权利要求1或2所述的床垫，其特征在于，所述控制装置实施成在由所述运动探测装置探测到的运动开始时，所述控制装置触发所述空气传送 装置用于向所述空气室层馈送空气以将所述空气室层变到所述调节位置，而在 运动结束时，所述控制装置触发所述空气传送装置以从所述空气室层排放空气 来设置所述静止位置。
4. 如前述权利要求中任一项所述的床垫，其特征在于，所述空气传送装置包括连接到所述空气室层并具有空气储存空间的空气积存器，以及用于增 加和减小所述空气积存空间的尺寸的装置。
5. 如权利要求4所述的床垫，其特征在于，所述空气积存器具有管状形式，该管状形式具有接纳在其中的柔性材料管并限定空气储存空间，柔性材料 管在一端封闭并包括配合在该端上用于在管状形式内往复移动该端部的移动 装置。
6. 如权利要求5所述的床垫，其特征在于，所述移动装置包括缆绳驱动件。
7. 如权利要求1-3中任一项所述的床垫，其特征在于，所述空气传送装置 包括通过空气管道连接到所述空气室层的空气袋、小容积空气泵以及在空气管 道内和通往外部的空气管道内的阀装置。
8. 如前述权利要求中任一项所述的床垫，其特征在于，所述固态成形材 料是以下一组中的至少一种，包括膨胀聚苯乙烯颗粒；乳胶；泡沫(部分或薄片)；聚醚等。
9. 如前述权利要求中任一项所述的床垫，其特征在于，所述空气室层包 括保持相互间距的两个薄片，所述两薄片在其周界边缘上彼此气密连接，并以 规则间隔相互连接。
10. 如权利要求9所述的床垫，其特征在于，所述薄片通过设有供所述颗 粒材料通过的开口的条来相互连接。
11. 如权利要求9所述的床垫，其特征在于，所述上部薄片形成有其间形 成折叠部的块体。
12. 如权利要求9所述的床垫，其特征在于，所述上部薄片通过螺纹状连 接构件连接到所述下部薄片。
13. 如前述权利要求中至少一项所述的床垫，其特征在于，还包括至少 两个隔室，所述隔室各具有其自身的用所述固态成形材料填充的程度。
14. 如权利要求13所述的床垫，其特征在于，至少一个所述隔室的填充 程度与其预期的负载相当，诸如在用于支承躯干、腿、头部和侧面的区域内的隔室。
15. 如权利要求13或14所述的床垫，其特征在于，至少一个在所述隔室 的内提供加热和/或冷却。
16. 如权利要求15所述的床垫，其特征在于，在一个以上隔室内提供加 热和/或冷却。
17. 如权利要求13-16中至少一项所述的床垫，其特征在于，还在至少一 个所述隔室内包含有用于至少形成所述相关隔室内的偏置和/或精细调节的芯 构件。
全文摘要
本发明涉及一种床垫(1)，该床垫包括下层(2)、设置在下层(2)上方的空气室层(3、8)，在空气室层内包含颗粒材料，以及调节装置(4)用于在静止位置和调节位置之间调节空气室层(3、8)内空气的量，在静止位置，空气室层(3、8)基本上仅填充有固态成形材料，而在调节位置，空气室层(3、8)仅部分填充有材料并还填充有受压空气。
文档编号A47C31/12GK101484047SQ200780025225
公开日2009年7月15日 申请日期2007年5月3日 优先权日2006年5月3日
发明者B·L·L·希捷科马 申请人:皮杰恩鲁斯有限公司