DE2048593C2 - Mechanische Stützvorrichtung, insbesondere zum Abstützen des menschlichen Körpers - Google Patents
Mechanische Stützvorrichtung, insbesondere zum Abstützen des menschlichen KörpersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine mechanische Stützvorrichtung, insbesondere zum Abstützen des menschlichen
Körpers, mit einer verlagerbaren Stützfläche, die eine Vielzahl von Lastaufnahmemittel mit relativ kleiner
Oberfläche aufweist, wobei die Lastaufnahmemittel jeweils an den Enden zweiarmiger Hebel einer ersten
Gruppe von Hebelanordnungen angelenkt sind, die in ihrem Drehpunkt ihrerseits jeweils an einem Ende eines
zweiarmigen Hebels wenigstens einer zweiten Gruppe von Hebelanordnungen abgestützt sind, derart, daß bei
einer Verlagerung eines Lastaufnahmemittel eine Verlagerung eines anderen Lastaufnahmemittels in einer im
wesentlichen entgegengesetzten Richtung bewirkt wird. Eine Stützvorrichtung dieser Art in Form einer Liege
ist beispielsweise aus der DE-AS 12 59 067 bekannt.
Für verschiedenartige Anwendungszwecke ist eine möglichst gleichmäßige flächenmäßige Abstützung verteilter
Lasten unterschiedlicher Formgebung, insbesondere auch mit hervorstehenden Teilen oder Vorsprüngen,
erwünscht, wobei zudem unabhängig von der jeweiligen Form und Kontur und auch für kompliziertere und/
oder wechselnde Formkonturen die an den Stützstellen auftretenden Stützkräfte bzw. Flächendrucke möglichst
gleichförmig sein sollten.
Besonders akut ist dieses Problem bei Liegen bzw. Matratzen oder Betten für bettlägerige Patienten, die bei
Bettlägerigkeit über längere Zeit eine Überempfindlichkeit für auf bestimmte Körper- und Hautstellen wirkende
Druckkräfte entwickeln. In Betten herkömmlicher Art besteht bei Bettlägerigkeit über längere Zeiträume die
Gefahr, daß die Hauptstützlast in bestimmten hervortretenden Körperstellen übertragen wird und dort relativ jo
hohe Flächendrücke auftreten, mit der entsprechenden Gefahr des Wundliegens.
Eine sehr vorteilhafte, über eine maximale Fläche gleichmäßig verteilte Abstützung mit unabhängig von der
Kontur des abzustützenden Körpers praktisch gleichbleibender spezifischer Flächenbelastung läßt sich mit
sogenannten Flüssigkeitsbetten bzw. -matratzen erreichen, bei welchen ein in einer dichtschließenden Umhüllung
eingeschlossenes Strömungsmittel, insbesondere eine Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser, aufgrund der
allseitig-gleichmäßigen Druckfortpflanzung in dem Strömungsmittel den erwünschten Ausgleich der Flächenbelastungen
in den verschiedenen Abstützbereichen gewährleistet. Diese hinsichtlich der erzielten Stützwirkung
an sich vorteilhaften Flüssigkeitsbetten bzw. -matratzen haben jedoch den Nachteil des hohen Gewichts der
Stützflüssigkeit, das seinerseits eine sehr schwere, sperrige und zudem teure Rahmen- bzw. Traggerüst-Konstruktion
erforderlich macht; die Behälterhülle für die Stützflüssigkeit muß einerseits einen vollkommen dichten
Abschluß gewährleisten und soll andererseits die erforderliche nachgiebige Beweglichkeit besitzen, um die
flächigausgleichende Stützwirkung der Stützflüssigkeit möglichst zur Geltung zu bringen; für die praktische
Durchführung sind Vorrichtungen zum Einfüllen, Entleeren bzw. Umfüllen, zur Temperaturhaltung und zur
Sterilisierung der Stützflüssigkeit erforderlich; die Aufstellung und Verlegung derartiger Flüssigkeitsbetten ist
mit einem hohen Arbeits- und Kostenaufwand verbunden. Insgesamt haben sich derartige Liegen bzw. Betten
mit Stützflüssigkeit als in Anschaffung und Unterhalt sehr teure, zudem komplizierte und störanfällige Vorrichtungen
erwiesen und sich deshalb in der Praxis nicht durchsetzen können.
Man hat daher auch bereits versucht, die an sich vorteilhaften Stützeigenschaften der Flüssigkeitsmatratzen
bzw. -liegen zur Vermeidung der vorstehend erwähnten schwerwiegenden Nachteile mit mechanischen Stützvorrichtungen
der eingangs genannten Art anzunähern, bei welchen die äußeren Lastaufnahmemittel die Stütz- so
kräf te über ein Hebelsystem auf ein stationäres Traggestell übertragen.
Aus der eingangs bereits erwähnten DE-AS 12 59 067 ist eine nach diesem Prinzip aufgebaute Liege bekannt,
welche parallel nebeneinander angeordnete, sich im wesentlichen über die Liegenbreite erstreckende starre
rahmenartige Stützelemente aufweist, die in Richtung der Körperlast führbar und in jeder Lage mit einer
gleichgroßen Belastung dadurch beaufschlagbar sind, daß jeweils je zwei Stützelemente an waagebalkenartigen
zweiarmigen Hebeln abgestützt sind, diese Hebel wiederum paarweise in Hebeln einer weiteren Hebelanordnung,
diese ebenfalls paarweise in Hebeh einer noch weiteren Hebelanordnung gelagert sind, wobei die
einander und den Stützelementen zugeordneten Hebel gemeinsam in einer Lagerung eines gemeinsamen
abschließenden Hebels abgestützt sind. Die waagebalkenartig mittels Schneidlagern in Verbindung stehenden
wirkungsmäßig aufeinanderfolgenden Hebelsysteme sind dabei in einer Ebene, beispielsweise in der Mittelebene
der Liege, oder in zwei zur Mittelebene parallelen Ebenen entlang den Seitenrändern der Liege, angeordnet.
Abgesehen davon, daß in Richtung quer zur Längsuehsc der Liege, d. h. also in Breitenrichtung, keinerlei
nachgiebiger Ausgleich der Stützverlagcrung vorgesehen ist, die Stützelemente vielmehr in der erwähnten
Weise als sich quer über die Breite erstreckende starre Rahmen ausgebildet sind, weist vor allem das Hebelsystem
der bekannten Vorrichtung aus in sich starren, miteinander waagebalkenartig über Schneidlager in Verbin- b5
dung stehenden Hebeln in sich keinerlei elastische Fedcrungscharakieristik auf. Dies hat nicht nur ein von dem
Benutzer unangenehm empfundenes Ansprechverhalten zur Folge; vor allem ist bei einer derartigen Ausbildung
keine Vorkehrung dagegen getroffen, daß die Stützvorrichtung unter der Belastung hart durchschlägt, insbeson-
dere bei örtlich stark ungleicher Belastung innerhalb der gesamten Stützfläche, etwa beim Hinlegen eines
Patienten auf die Liege oder Aufsetzen oder bei anderweitigen größeren Verlagerungen. Dieser Nachteil eines
für den Benutzer unangenehmen Ansprechverhaltens wird noch dadurch verstärkt, daß bei der bekannten
Anordnung die Lastaufnahme-Mittel auf der eisten Hebelgruppe und die Hebelgruppen untereinander jeweils
nur mittels reiner Schneidlager abgestützt sind, welche ausschließlich Druckkräfte, jedoch keine Zugkräfte oder
Biege- und Torsionsmomente übertragen oder erzeugen können, so daß also auch nicht etwa durch die Materialeigenelastizität
der Verbindungsstellen zwischen den verschiedenen Hebelgruppen eine das Ansprechverhalten
verbessernde innere Hemmung erzeugt wird.
Ähnliches gilt auch für eine aus der US-Patentschrift Jl 55 249 bekannte mechanische Stützvorrichtung zum
Abstützen eines Bootskörpers auf einem Bootsanhänger. Zur Abstützung und Halterung des Bootskörpers
unter Anpassung an unterschiedliche Bootskörperkonfigurationen sind bei dieser bekannten Vorrichtung an den
Längsträgern des Bootsanhängers ebenfalls in Längsrichtung verlaufende zweiarmige Hebel angelenkt, welche
an ihren Enden Drehpunkte für mit ihnen formschlüssig verbundene querverlaufende zweiarmige Hebel bilden,
an deren Enden ihrerseits als Lastaufnahmemittel dienende Rollensätze zur Anlage gegen den Bootskörper
angeordnet sind. Bei dieser bekannten Anordnung sind somit zwar die die Rollensätze tragenden querverlaufenden
Schwenkhebel mit den sie am Booiswagengcsieii abstützenden Längs-Schwenkhebein nicht nur durch
Schneidlager, sondern durch formschlüssigen Eingriff verbunden, wobei für diesen Formschluß ein verhältnismäßig
straffer Reibungseingriff zur Herabsetzung der inneren Beweglichkeit des Hebelsystems beim Aufziehen
des Bootskörpers auf den Bootswagen und zur Dämpfung von Schwingungsbewegungen des Bootskörpers
während der Fahrt vorgeschlagen ist. Jedoch ist auch bei dieser bekannten Vorrichtung keinerlei innere Federung
vorgesehen, so daß sie, wenn man sie auf die Ausbildung einer Liege übertragen wollte, mit den gleichen
Nachteilen wie die zuvor beschriebene bekannte Anordnung nach der DE-AS 12 59 067, nämlich unangenehmes
unnatürliches Ansprechverhalten und Durchschlagsgefahr, behaftet wäre.
Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung einer mechanischen Stützvorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, die sich insbesondere zum Abstützen des menschlichen Körpers eignet und — bei Aufrechterhaltung des Prinzips der gegenläufig relativen Einwirkung der einzelnen Lastaufnahmemittel aufeinander — ein natürlicheres, vom Benutzer angenehm empfundenes Ansprcchverhalten vermittelt, unter Vermeidung der Gefahr des harten Durch- bzw. Aufschiagens der Stützvorrichtung, insbesondere bei vorübergehend örtlich stark ungleicher Belastung innerhalb der gesamten Stützfläche, etwa beim Hinlegen oder Aufsetzen des Patienten oder anderweitigen größeren Verlagerungen.
Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung einer mechanischen Stützvorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, die sich insbesondere zum Abstützen des menschlichen Körpers eignet und — bei Aufrechterhaltung des Prinzips der gegenläufig relativen Einwirkung der einzelnen Lastaufnahmemittel aufeinander — ein natürlicheres, vom Benutzer angenehm empfundenes Ansprcchverhalten vermittelt, unter Vermeidung der Gefahr des harten Durch- bzw. Aufschiagens der Stützvorrichtung, insbesondere bei vorübergehend örtlich stark ungleicher Belastung innerhalb der gesamten Stützfläche, etwa beim Hinlegen oder Aufsetzen des Patienten oder anderweitigen größeren Verlagerungen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer mechanischen Stützvorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen,
daß die Abstützungen der Hebel der einzelnen Gruppen von Hebelanordnungen untereinander als Torsionsfeder-Verbindungen
ausgebildet sind, welche der Drehbewegung der Hebel der jeweils abgestützten Hebelgruppe
um ihre Drehpunkte entgegenwirken.
Nach vorteilhaften Ausgestaltungen kann dabei vorgesehen sein, daß die Hebel wenigstens im Bereich der
Torsionsfeder-Verbindungen aus einem federnd-elastischen Material bestehen oder daß die Torsionsfeder-Verbindungen
als elastische Torsionsbuchse ausgebildet sind.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Ausbildung der Verbindungen zwischen den Hebeln wirkungsmäßig
aufeinanderfolgender Hebelanordnungen mit einer Torsionscharakteristik wird ein abgestuft-federndes Ansprechverhalten
der Gesamtanordnung gewährleistet, das vom Benutzer im Vergleich zu den instabil wirkenden
bekannten Anordnungen angenehm empfunden wird: gleichzeitig wird einem besonders unangenehmen harten
Durchschlagen der Stützvorrichtung, insbesondere bei vorübergehenden starken Belastungsänderungen (Hinlegen,
Aufsetzen, Verlagerungen) zuverlässig und wirksam begegnet. Im einzelnen wird die bei relativ stärkerer
Belastung eines Lastaufnahmemittcls oder einer Gruppe von Lastaufnahmemitteln gegenüber anderen auftretende
Verlagerung dieses bzw. dieser Lastaufnahmemittel(s) und der sie abstützenden Hebel zu einem Teil durch
die Torsion in den Verbindungen miteinander zusammenwirkender aufeinanderfolgender Hebelanordnungen
aufgenommen, wobei durch entsprechende Ausbildung der Torsionscharakteristik mit relativ niedrigem Torsionswiderstand
im Anfangsbereich (d. h. für den Anfangsteil der Verlagerungsverstellung und der entsprechenden
Verdrehung in den Hebelverbindungen) eine rasche nachgiebig-ausgleichende Anpassung an die Belastung
unter Vermeidung örtlicher Spitzen der Stützreaktionskräfte gewährleistet werden kann, während für größere
Auslenkungen der Torsionswiderstand entsprechend zunehmen kann bis die Gesamtlast schließlich durch die
allgemeine Biegesteifigkeit des Hebelsystems übertragen und aufgenommen wird, ohne daß es zum Durchschlagen
bzw. Aufsetzen der Abstützvorrichtung an dem Traggestell kommt.
Nach besonders vorteilhaften Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, daß sämtliche, die gesamte Stützfläche
bildenden Lastaufnahmemittel über ein mehrstufiges geästartig verzweigtes System von Hebelanordnungen mit
einem einen fixen Abstützpunkt bildenden gemeinsamen Stammteil verbunden sind. Vorzugsweise ist dabei
vorgesehen, daß jeweils die Schwenkebenen der Hebel von wirkungsmäßig unmittelbar aufeinanderfolgenden
Gruppen von Hebelanordnungen miteinander einen Winkel, vorzugsweise einen rechten Winkel, bilden.
Nach besonders vorteilhaften Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, daß die Hebel wenigstens eines Teils
der Hebelanordnungsgruppen ganz aus einem federnd-elastischen Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem
Polyurethanmaterial, bestehen und als zusammenhängend-einstückiges Kunststoff-Formteil ausgebildet sind,
während die Hebel wenigstens eines Teils der Hebelanordnungsgruppen starr ausgebildet und mittels Torsionsbuchsen,
miteinander verbunden sind. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei
vorgesehen, daß die äußeren, wirkungsmäßig den Lastaufnahmemiiteln näher gelegenen Hebelanordnungs-
B") gruppen aus federnd-elastischem Kunststoffmaterial, die inneren, wirkungsmäßig dem bzw. den jeweiligen
Abstützpunkt(en) näher gelegenen Hebelanordnungsgruppen starr ausgebildet und mittels Torsionsbuchsen
verbunden sind.
Die erfindungsgemäße Stützvorrichtung eignet sich aufgrund ihrer besonderen vorteilhaften Eigenschaften
besonders zur Anwendung und Ausbildung als Liege sowie als Sitz- und/oder Rückenlehnfläche eines Sitzmöbels.
Jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses bevorzugte Anwendungsgebiet beschränkt, sondern mit Vorteilen
auch für anderweitige Abstülzungsaufgaben anwendbar, beispielsweise in Ausbildung und Anwendung als Rad
zur Abstützung einer Radnabe bzw. Radachse oder zur Abstützung und Halterung eines Gegenstandes in einem
Verpackungsbehälter sowie beispielsweise auch als Sohlenelement zur Abstützung eines Fußes in einem Schuh. j
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform, wobei Teile weggeschnitten sind und ein
Ausschnitt vergrößert und auseinanderge/.ogen perspektivisch dargestellt ist, F i g. 2 die Anordnung aus F i g. 1 in schematischer Draufsicht unter Fortlassung des unteren Teils der Ansicht,
F i g. 3 in schematischer Draufsicht eine vergrößerte Detailansicht des linken, oberen Teils von F i g. 2,
Fig. 4 eine vergrößerte Teilschnittansicht im Schnitt nach Fig. 1, wobei Teile weggeschnitten sind und die
Vorrichtung eine in F i g. 1 nicht gezeigte Last trägt,
F i g. 5 in stark vergrößerter Seitenansicht den in F i g. 3 dargestellten Teil der Vorrichtung,
F i g. 6 in stark vergrößerter Stirnansicht den in F i g. 3 gezeigten Teil der Vorrichtung,
F i g. 7 in stark vergrößerter, teils geschnittener perspektivischer Teildarstellung ein Detail der Torsionsfeder-Verbindung,
F i g. 8 in Draufsicht in teilweise weggebrochener Darstellung einen Teil der Abdeckung einer Stützvorrichlung,
Fig. 9 eine Schnittansicht mit Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 8,
Fig. 10 eine Schnittansicht mitSchnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 8, :o
Fig. 11 in etwas vergrößerter Schnittansichi ähnlicher Art wie Fig. 9 eine weitere Ausführungsform einer
Abdeckung für eine Stützvorrichtung,
Fig. 12 in Schnittansicht ähnlicher Art wie Fig. 11 eine weitere Ausführungsform einer Abdeckung für eine
Stützvorrichtung,
Fig. 13 in stark vergrößerter perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform beweglicher Lastaufnahinemittel
für die Stützvorrichtung,
Fig. 14 in Fig. 13 entsprechender perspektivischer Darstellung eine andere Ausführungsform eines Lastaufnahmemittels,
Fig. 15 in ebenfalls Fig. 13 entsprechender perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform beweglieher
Lastaufnahmemittel, Fi g. 16 in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Stützvorrichtung,
Fig. 17 in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform der Stützvorrichtung,
Fig. 18 in teilweise geschnittener perspektivischer Ansicht ein Detail der Vorrichtung nach Fig. 17 in stark
vergrößertem Maßstab,
Fig. 19 in stark vergrößerter perspektivischer Darstellung ein Detail der Vorrichtung nach F i g. 17,
F i g. 20 in schematischer Seitenansicht eine weitere Ausführungsform der Stützvorrichtung,
Fig. 21 in teilweise geschnittener Seitenansicht einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 20 im Zustand der
Benutzung, wobei Teile weggebrochen sind,
F i g. 22 in stark vergrößerter perspektivischer Ansicht ein Detail der Vorrichtung nach F i g. 20,
F i g. 23 in Längsschnittansicht eine weitere Ausführungsform der Stützvorrichtung, 4u
F i g. 24 in teilweise geschnittener Seitenansicht eine weitere Ausführungsform der Stützvorrichtung,
F i g. 25 in teilweise geschnittener Seitenansicht noch eine weitere Ausführungsform der Stützvorrichtung.
Die in Fig. 1 gezeigte, als Matratze 20 ausgebildete mechanische Stützvorrichtung umfaßt einen Hauptrahmen
22 in Form einer einem Baum ähnelnden Konstruktion mit Abstützpunkte bildenden Stammteilen 24 und
mehreren beweglichen Lastaufnahmemitteln 26. Die beweglichen Lastaufnahmemittel 26 werden von Hebeln
des Hauptrahmens 22 getragen, die Gruppen von Hebelanordnungcr bilden. Bei der Ausführungsform nach
Fig. 1 sind sowohl die Hebel als auch die Gruppen von Hebclanordnungen mit den Buchstaben A bis K
bezeichnet. Diejenigen der sich verzweigenden Hebel A bis K welche jeweils in der gleichen Höhe angeordnet
sind, sind abgesehen von ihrer Anordnung gegenüber dem Stammteil 24 im wesentlichen von gleicher Konstruktion.
Dies geht auch aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen hervor. Die Beschreibung eines
sich verzweigenden Hebels und seiner Teile gilt somit in gleicher Weise auch für jeden anderen in der gleichen
Höhe angeordneten, sich verzweigenden Hebel. Der unterste sich verzweigende Hebel K umfaßt zwei Zweige
28 und 30. Die einander benachbarten inneren Enden der Zweige 28, 30 des Hebels K sind in F i g. 1 mit 32
bezeichnet. Die äußeren Enden der beiden Zweige 28, 30 tragen in F i g. 1 die Bezeichnungen 34 und 36. Die
beiden Zweige 28 und 30 des Hebels K sind so angeordnet, daß sie mit ihren inneren Enden 32 eine Lagerungszone
bilden. Die inneren Enden 32 sind mit einer Torsionsslange 38 versehen, die mit den Enden 32 durch
Verschweißen oder auf andere Weise starr verbunden ist. Die Torsionsstange 38 arbeitet mit Torsionsbuchsen
40 zusammen, um den sich verzweigenden Hebel K mit dem Stammteil 24 an der den beiden inneren Enden 32
der Zweige 28,30 gebildeten Lagerungszone zu verbinden.
Die Torsionsbuchse 40 ist auch in F i g. 7 dargestellt; es sei bemerkt daß die Bezugszahl 40 jeweils eine Buchse
mit einer Torsionsfeder-Verbindung bezeichnet wie sie nicht nur zwischen dem Stammteil 24 und dem sich
verzweigenden Hebel K vorgesehen sind, sondern auch an den Verbindungsstellen zwischen den Hebeln K und
/, zwischen den Hebeln / und /. zwischen den Hebeln / und H, zwischen den Hebeln H und G sowie zwischen
jedem Hebel G und einem Tragstück 90'(Fig.5), das eine Verbindung zu einem sich verzweigenden Hebel F
herstellt Somit zeigt die Bezugszahl 40 überall dort wo sie in den Figuren erscheint, an. daß innerhalb der jeweils
genannten Hebelgruppe eine Buchse 40 vorgesehen ist
In Fig.7 erkennt man eine Torsionsstange 38, die mit einem Hebel G und einer Buchse 40 verbunden ist,
welche in das benachbarte Ende eines Hebels H eingebaut ist. Es ist ein Lager 42 vorgesehen, um das einem
Lagerzapfen ähnelnde Ende 44 der Torsionsstange 38 aufzunehmen, und eine Torsionsbuchse 46 ist sowohl mit
der Innenwand 48 des Hebels H als auch mit der Außenfläche der Torsionsstange 38 verbunden. Bei dem
Material der Torsionsbuchse 46 kann es sich um ein Material mit einem hohen Wert des Verhältnisses zwischen
der Festigkeit und dem Elastizitätsmodul handeln, z. B. um Urethan oder ein Material mit ähnlichen Eigenschaften.
Die Torsionsbuchse 46, die mit der Innenfläche des Stammteiies 24 oder der Innenfläche eines beliebigen der
erwähnten Hebel A — K verbunden ist, in den sie eingebaut ist, und die außerdem mit der zugehörigen Torsionsstange
38 verbunden ist, setzt somit jeder Drehung der Torsionsstangc 38 einen elastischen Widerstand entgegen,
so daß sich ein Drehmoment aufbaut, wenn eine Last auf eines der äußeren Enden 34 und 36 der Hebel K
oder auf beide Enden aufgebracht wird. Hierdurch erhalten die sich verzweigenden Hebel ein Federungsvermögen,
auf dessen Bedeutung im folgenden näher eingegangen wird.
Geht man von dem Stammteil 24 nach Fig. 1 aus, erkennt man somit, daß zwischen diesem Stammteil 24 und
der Lagerungszone des sich verzweigenden Hebels K eine Verbindung vorhanden ist, die durch eine Torsionsstange
38 und eine Buchse 40 gebildet wird. Der sich verzweigende Hebel K ist seinerseits an seinen äußeren
Enden 34 und 36 mit Lagerungszonen 49 von sich verzweigenden Hebeln / verbunden, von denen jeder einen
Zweig 50 und einen Zweig 52 umfaßt. Die sich verzweigenden Hebel / sind ihrerseits an ihren Enden 54 und 56
mit Lagerungszonen. 58 von sich verzweigenden Hebeln /verbunden, von denen jeder einen Zweig 60 und einen
Zweig 62 umfaßt. Die sich verzweigenden Hebel / sind wiederum an ihren Enden 64 und 66 mit Lagerungszonen
68 von sich verzweigenden Hebeln H verbunden, von denen jeder einen Zweig 70 und einen Zweig 72 umfaßt.
Die sich verzweigenden Hebel Hsind an ihren Enden 74 und 76 mit Lagerungszonen 78 von sich verzweigenden
Hebeln C verbunden, von denen jeder einen Zweig 80 und einen Zweig 82 umfaßt. Die sich verzweigenden
Hebel G sind weiter an ihren Enden 84 und 88 mit Tragstücken 90 (Fig. 5 und 6) verbunden, die in den
Lagerungszonen 92 von sich verzweigenden Hebeln Fangeordnet sind, von denen jeder einen Zweig 94 und
einen Zweig 96 umfaßt. Jede der Verbindungen zwischen den Enden der sich verzweigenden Hebel G bis K und
den Lagerungszonen 49,58,68, 78,92 der nächstfolgenden Zweige 50, 52; 60, 62; 70, 72; 80,82; 94, 96 ist durch
eine Torsionsstange 38 gebildet, die gemäß F i g. 2 und 7 mit einer Buchse 40 zusammenarbeitet.
Die sich verzweigenden Hebel A bis Fsind etwas anders ausgebildet. Die sich verzweigenden Hebel Fsind an
ihren Enden 98 und 100 gemäß F i g. 3 mit Lagerungszonen 102 von sich verzweigenden Hebeln E verbunden,
von denen jeder einen Zweig 104 und einen Zweig 106 umfaßt. Die sich verzweigenden Hebel fsind ihrerseits an
ihren Enden 108 und 110 mit Lagerungszonen 112 von sich verzweigenden Hebeln D verbunden, von denen
jeder einen Zweig 114 und einen Zweig 116 umfaßt. Die sich verzweigenden Hebel D sind wiederum an ihren
Enden 118 und 120 mit Lagerungszonen 122 von sich verzweigenden Hebeln C verbunden, von denen jeder
einen Zweig 124 und einen Zweig 126 umfaßt. Die sich verzweigenden Hebel Csind an ihren Enden 128 und 130
mit Lagerungszonen 132 von sich verzweigenden Hebeln B verbunden, von denen jeder einen Zweig 134 und
einen Zweig 136 umfaßt. Die sich verzweigenden Hebel ßsind an ihren Enden 138 und 140 mit Lagerungszonen
142 von sich verzweigenden Hebeln A verbunden, von denen jeder einen Zweig 144 und einen Zweig 146
umfaßt. Die äußeren Enden 148 und 150 der sich verzweigenden Hebel A tragen die beweglichen Lastaufnahmemittel
26, die äußere Enden 152 (Fig. 13 bis 15) aufweisen, mittels welcher die Last. z. B. ein Körper 25 (Fig.4)
unterstützt werden soll. Bei der Last könnte es sich anstelle des Körpers 25 auch um eine Fläche 200 handeln, die
gemäß F i g. 21 eine Vorrichtung, z. B. einen Reifen oder ein Rad 202, unterstützt, oder um einen Gegenstand 204
(Fig. 24) in einem Behälter 206 unterstützt.
Die unteren sich verzweigenden Hebel G bis j. der unterste Zweig K und der Stammteil 24 bestehen aus
Metall, z. B. Stahl oder Aluminium, und diese Teile sind vorzugsweise durch Eintauchen mit einem Überzug aus
einem Plastisol oder dergleichen versehen; die die Hebel A bis F umfassende obere Konstruktion besteht aus
einem vergleichsweise stärker federungsfähigen Material wie Urethan. Sowohl Aluminium als auch Urethan
weisen ein Federungsvermögen auf. Zwar besitzt Aluminium natürlich ein erheblich geringeres Federungsvermögen
als das Urethan, doch wird dieses Federungsvermögen durch die Torsionsbuchsen 46 vergrößert. Trotzdem
haben jedoch die unteren Hebel C bis K eine größere Steifigkeit als die oberen Hebel A bis F. Somit ist ein
System von Hebeln A bis K vorgesehen, bei dem die oberen Hebel A bis Fin stärkerem Maße federungsfähig
sind als die unteren Hebel G — K. Dies ist erwünscht, da die unteren Zweige einen größeren Teil der belasteten
so Fläche zu tragen haben und als steife oder feste Basis für die oberen Hebel.4 —Fwirker. sollen, während sich die
oberen Hebel A — Fin einem relativ großen Ausmaß verlagern lassen, was insbesondere für ihre äußeren Enden
gilt, uiC uic ucwcgiiCucn i^äStäüinäiiiiiciiiiitci au ti i
In F i g. 5 und 6 erkennt man jeweils eine gestrichelte Linie 156 bzw. 156a; diese Linien 156,156a repräsentieren
die gedachten Umrißlinien, welche die äußeren Enden 152 der beweglichen Lastaufnahmemittel 26 repräsentieren.
Die Enden 152 und damit auch die Umrißlinien 156 und 156a liegen in einer gemeinsamen Ebene, wenn
sich die- Matratze 20 im unbeanspruchten Zustand befindet Wenn auf eines oder mehrere der Enden 152 ein
Druck oder eine Last aufgebracht wird, werden die Enden 152 wegen der Federungsfähigkeit der Konstruktion
gegenüber den normalen Umrißlinien 156 und 156a verlagert.
Gemäß Fig.2 und 3 sind die sich verzweigenden Hebel ,4 bis K so angeordnet, daß man von einem
to geometrisch nicht abgeglichenen System sprechen kann. Mit anderen Worten, einige der Hebelarme Λ bis K
haben eine größere Länge als ihre Gegenstücke, beispielsweise ist bei jedem sich verzweigenden Hebel E der
Zweig 106 länger als der Zweig 104. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist absichtlich ein geometrisch
nicht abgeglichenes System vorgesehen, denn wenn die sich verzweigenden Hebel A bis K mit den nächsttieferen
sich verzweigenden Hebeln A bis K genau in der Mitte zwischen ihren Enden verbunden sind, so daß auf
beiden Seiten jeder Lagerungszone Zweige von gleicher Länge vorhanden sind, ergibt sich schätzungsweise eine
Änderung der Steifigkeit von ± 14%, wenn eine einzige punktförmige Last auf irgendeines der verschiedenen
Enden 152 der beweglichen Lastaufnahmemittel 26 aufgebracht wird. Diese Änderung ist auf den Einfluß ungleicher mechanischer Übersetzungswirkungen zurückzuführen, die
sich ergeben, wenn Lasten auf verschiedene Enden eines ί lebeis /. bis K aufgebracht werden, denn da sich das
Hebelsystem nach unten fortsetzt, ergibt sich bezüglich der Beziehung zwischen einem Hebel und dem darunter
liegenden dritten Hebel, wenn man die Enden dieses Hebels betrachtet, daß ein Hebelende erheblich weniger
weit entfernt ist als das andere Ende. Wenn man /.. B. einen Hebel B betrachtet, erkennt man. daß sein Ende 140
dem zugehörigen Hebel F. näher benachbart ist als sein Ende 138. so daß sich eine andere Hebeliibersetzung
ergibt, wenn eine einzige Last einmal auf das eine und einmal auf das andere Ende des Hebels B aufgebracht
wird. Da die durch eine Kraft bewirkte Auslenkung an jedem der beweglichen Lastaufnahmemittel 26 der
Summe der Auslenkungen aller die Last aufnehmenden, sich verzweigenden Hebel A bis A^ unter dem belasteten
Lastaufnahmemittel ist, wird ein abgeschätztes Hebelverhältnis von etwa 56,5% zu 43.5% gewählt, da sich
hierbei innerhalb des ganzen Hebelsysiems eine im wesentlichen gleichmäßige Auslenkung ergibt, wobei das
System gleichzeitig geometrisch nicht abgeglichen ist. Daher wird dieses System im folgenden weiterhin als ein
geometrisch nicht abgeglichenes System bezeichnet.
leder der Hebel A bis K bildet ferner eine Lagerung, die Torsionskräfte aufnehmen kann. Das jeweils
wirksame Drehmoment variiert in Abhängigkeit von der Lage der unterstützten Last. Die durch eine Kraft
bewirkte Auslenkung richtet sich bei jedem der sich verzweigenden Hebel A bis K des Systems nach der Lage
des Punktes, an dem die Last aufgebracht wird. Wenn man jeden der sich verzweigenden Hebe! A bis K in der
erwähnten Weise in einer zweckmäßigen Richtung als nicht abgeglichenen Hebel A bis K ausbildet, ist es
möglich, die erwähnten Änderungen so auszugleichen, daß das gesamte Auslenkungsvcrhalten sämtlicher Hebel
A bis K beim Aufbringen einer Kraft an allen Punkten innerhalb des Systems im wesentlichen das gleiche ist.
Fig. 2 und 3 veranschaulichen die erwünschte unabgeglichenc Anordnung bei einer Stützvorrichtung. Die
sich verzweigenden oberen Hebel A bis F. die man zusammen als eine erste Hebelanordnung bezeichnen kann,
umfassen Hebel .4 bis F. die in erster Linie infolge des Federungsvermögens des Werkstoffs zur Wirkung
kommen, aus dem sie bestehen. Sie sind aus einem Material, z. B. Urethan, hergestellt, bei dem das Verhältnis
zwischen der Festigkeit und dem Elastizitätsmodul einen hohen Wert hat, so daß es möglich ist, bei einer
Stützvorrichtung, z. B. der hier beschriebenen Matratze 20, das gewünschte Auslenkungsverhalten zu erzielen,
ohne daß das Material der Hebel A bis F überbeansprucht wird. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, daß das
Material genügend federungsfähig ist und eine solche Festigkeit aufweist, daß die Zweige jedes Hebels A bis F
den nächstfolgenden Zweig und die Last abstützen können, für die die Vorrichtung konstruiert ist; gleichzeitig
haben jedoch die Hebel A bis Fein solches Federungsvermögen, daß das Material auf Torsion beansprucht
werden kann, so daß sich die freien Enden der Hebel A bis Fgegenüber den Lagerungszonen verdrehen können jo
und die Hebel A bis Fdes Systems in der beschriebenen Weise zur Wirkung kommen.
Auch die unteren sich verzweigenden Hebel C bis J und sogar die untersten Hebel K könnten aus dem
gleichen Werkstoff hergestellt sein. Wegen der Größe der benötigten Formen, und da diese Hebel C bis K im
Vergleich zu den oberen Hebeln A bis Feine größere Länge haben, wird es jedoch vorgezogen, für die unteren
Zweige G bis K, die insgesamt als eine zweite Hebelanordnung bezeichnet werden können, eine andere
Anordnung zu wählen, die ein ausreichendes Federungsvermögen gewährleistet. Neben den größeren Abmessungen
spielt auch der Kostenfaktor eine Rolle, denn für die unteren Hebel G bis K würde man eine erheblich
größere Urethanmenge benötigen, die zu Herstellungskosten führen würde, welche erheblich höher sein wurden
als die Kosten der beschriebenen Konstruktion, die sich aus Rohren und Torsionsbuchsen 40 zusammensetzt.
Die als Rohre ausgebildeten Hebel G bis K weisen das Federungsvermögen auf, das bei dem erwähnten nicht
abgeglichenen System erforderlich ist. Das geometrisch nicht abgeglichene System erhält man dadurch, daß man
bei jedem der rohrförmigen, sich verzweigenden Hebel C bis K dort, wo es erforderlich ist, einen der Hebel G
bis K langer macht als den anderen Hebel G bis K. Bei der in F i g. 2 und 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird das System in der beschriebenen Weise dadurch unabgeglichen gemacht, daß die oberen Hebel A bis
Feine bestimmte Länge und einen bestimmten Querschnitt erhalten, und daß die unteren Hebel G bis K eine
bestimmte Länge erhalten, wie es aus den nachstehenden Tabellen zu ersehen ist.
In diesen Tabellen sind alle Abmessungen der verschiedenen Hebel A bis K angegeben. In der Tabelle 1 sind
die oberen sich verzweigenden Hebel A bis Fzusammengestellt, die z. B. aus Polyurethan oder einem gleichwertigen
Werkstoff bestehen, und bei denen die Enden der Zweige direkt mit der nächstfolgenden Lagerungszone
verbunden sind. Die Tabelle Ii enthält Angaben über die sich verzweigenden Hebel G bis K im unteren Teil der
Vorrichtung, die aus Stahl oder Aluminium bestehen können und miteinander jeweils durch Torsionsbuchsen 46
uPnj 1 orsionssisrigen jo veruünucn sind.
Erste Hebelanordnung
Hebel
Zweig
Länge mm
ίο Α
B
B
C
C
D
E
E
F
144
146
134
136
124
126
114
116
104
106
94
96
146
134
136
124
126
114
116
104
106
94
96
13,1 17,0 13,1 17,0 26.2 34.0 26,2 34.0
52.5 65.5 52,5 65.5
Querschnitt | Höhe |
Breite | mm |
mm | 4,95 |
1.65 | 4,95 |
1.65 | 4,95 |
1,65 | 533 |
1.77 | 7,00 |
2,34 | 7,60 |
2.54 | 11,70 |
3.90 | 12,70 |
4.22 | 17,80 |
5,58 | 18,80 |
5,94 | 27.80 |
9,40 | 28,70 |
9.90 | |
In der folgenden Tabelle 11 sind die Abmessungen der Hebel G bis K und der zugehörigen Torsionsbuchsen 46
sowie der Torsionsbuchse 40 des Stammtcils 24 angegeben.
Tabelle!! | Zweig | Länge | Abmessungen der Torsionsbuchsen | Außcn- | Länge |
mm | Innen | durchmcsser | mm | ||
Zweite Hebelanordnung | durchmesser | mm | |||
Hebel | mm | 13,4 | 6,4 | ||
80 | 105 | 7,9 | 13,4 | 6.4 | |
82 | 136 | 7,9 | 26,5 | 6.4 | |
70 | 105 | 15,8 | 26.5 | 6,4 | |
C | 72 | 136 | 15,8 | 26,5 | 12,7 |
G | 60 | 210 | 15,8 | 26,5 | 12,7 |
H | 62 | 272 | 15,8 | 61.2 | 12,7 |
H | 50 | 257 | 31,7 | 61,2 | 12,7 |
I | 52 | 257 | 31,7 | 61,2 | 25,4 |
1 | 28 | 483 | 31,7 | 61,2 | 25,4 |
1 | 30 | 483 | 31,7 | 61,2 | 50,8 |
I | 31,7 | ||||
K | |||||
K | |||||
Buchse 40 | |||||
(Stammteil 24): | |||||
Gemäß den Tabellen haben die Zweige 50, 52, 28 und 30 der sich verzweigenden Hebel / und K die gleiche
Lange, um das Bett symmetrisch zu unterteilen. In folgenden wird auf Fig. 2 bezug genommen, die durch
gestrichelte Linien in acht Felder 158, 160, 162, 164, 166,168, 170 und 172 unterteilt ist. Es sei bemerkt, daß die
beiden durch die Felder 158 bis 164 bzw. die Felder 166 bis 172 bezeichneten Hälftendes Betts symmetrisch bzw.
spiegelbildlich ausgebildet sind. Ferner sind die durch die Felder 158, 162 und 160, 164 gebildeten Viertel des
Betts ebenso wie ihre Gegenstücke 166,170 und 168, 172 symmetrisch und spiegelbildlich zueinander angeordnet.
Bei zunehmender Entfernung der Gruppen von sich verzweigenden Hebeln von dem Stammteil 24 wird es in
zunehmendem Maße ersichtlich, daß die Anordnung in der beschriebenen Weise geometrisch unabgeglichen ist.
Die Beziehung zwischen dem kurzen Zweig und dem langen Zweig jedes der sich verzweigenden Hebel A bis K
entspricht den Angaben in den Tabellen, und aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß der gesamte Abgleich des
Systems in der beschriebenen Weise aufrechterhallen ist, so daß eine Gruppe von Hebeln A bis K, die sich
innerhalb einer bestimmten Fläche befindet, spiegelbildlich zu den benachbarten Gruppen ausgebildet ist,
abgesehen davon, daß die Lagerungszonen 49, 58, 68, 78, 92 in manchen Fällen anders angeordnet sind, um die
Vorrichtung in der gewünschten Weise gcomelrisch unabgeglichen /u machen.
Es liegt auf der Hand, daß die Stützvorrichtung einen l'ccleriingsfiihigen Rahmen oder einen Tragrahmen 22
umfassen muß, und daß optimale Ergebnisse erzielt werden, wenn der Tragrahmen 22 sich verzweigende I lcbel
.-A bis K umfaßt, die nicht abgeglichen sind.
Der Ausdruck »bewegliche Lastaufnahmemittel« zur Bezeichnung jedes der Lastaufnahmemittel 26 bezeichnet
ein bewegliches Element der Konstruktion, das sich verlagert, wenn eine Last. /. B. die Lasl 25, die einer,
Körper repräsentiert, auf die Lastaufnahmemittel 26 aufgelegt wird, wie es /.. B. geschieht, wenn es sich um die
beschriebene Matratze 20 handelt. Der gleiche Ausdruck beschreibt auch die erwähnte Beweglichkeit für den
Fall, daß eine Stützvorrichtung ihrerseits gegen einen Körper 25 gedrückt wird, der sich zunächst außerhalb des
Umrisses der Vorrichtung befindet, so daß die Lastaufnahmemittel 26 verlagert werden.
Wie im folgenden beschrieben, könnte man die Stützvorrichtung z. B. bei einem Rad 202 anwenden, bei der die
zu unterstützende Last das Rac" 202 gegen eine Fläche drückt, und bei dem die beweglichen Lastaufnahmemittel
26 gegenüber der Fläche verlagert werden, über die das Rad 202 hinwegrollt, und nicht etwa gegenüber der
durch das Rad 202 unterstützten Last. Unter der Bezeichnung »Last« ist hier ebenso wie in den Ansprüchen jede
Kraft zu verstehen, die eine Verlagerung der beweglichen Lastaufnahmemittel 26 der Stützvorrichtung bewirkt.
Bei der bevorzugten Ausführungsfonn in Gestall der Matratze 20 ist das Ausmaß der Verlagerung der
beweglichen Lastaufnahmemittel 26 relativ groß, und es ist erwünscht, diese Verlagerung zu begrenzen, wenn
ein Patient auf die Matratze 20 gelegt oder von ihr abgehoben wird, um Stürze und Verletzungen unmöglich zu
machen. Es sind daher Anschlagmittel vorgesehen, die eine solche Verlagerung der Lastaufnahmemittel verhindern.
Diese Haltemittel J80 umfassen einen beweglichen Zwischenrahnicn 182. Dieser Zwischenrahmen 182
weist eine zentrale öffnung 184 auf, welche den Stammtcil 24 und die untersten Hebel K aufnehmen kann. Die
Hebel K sind relativ steif, so daß sie nicht festgelegt zu werden brauchen. Der Zwischenrahmen 182 ist mit
Betätigungsmitteln 186 versehen, so daß er nach Bedarf nach oben und unten bewegt werden kann. Befindet sich
der Zwischenrahmen 182 in seineroberen Stellung, übt er einen Druck auf die sich verzweigenden Hebel Λ bis K
der Stützvorrichtung aus, so daß die Elastizität der Hebel A bis K nicht zur Wirkung kommt. Wird der
Zwischenrahmen 182 gesenkt und außer Berührung mit den sich verzweigenden Hebeln A bis K gebracht, wird
die Beweglichkeit der Hebeianordnung wieder hcrgesiellt.
Es ist zweckmäßig, eine Rahmenkonstruktion 188 vorzusehen, die einen Boden 190, Seitenwände 192 und
stirnseitige Verstrebungen 194 umfaßt und einen Tragrahmen für das beschriebene Hebelsystem bildet. Eine
solche Rahmenkonstruktion ist in Fi g. 4 als Bestandteil einer bevorzugten Ausführungsform der Stützvorrichtung
dargestellt. Jedoch könnte man auch einen beliebigen anders ausgebildeten Tragrahmen als Unterstützung
für das Hebelsystem vorsehen. Das Hebelsystem kann direkt auf dem Boden oder einer anderen Unterstützung
angeordnet sein. Die bevorzugte Ausführungsform entspricht jedoch der Darstellung in F i g. 1.
Die Betätigungsmittel 186 für den Zwischenrahmen 182 umfassen eine Stangen- und Rollenanordnung, die mit
vier Spulen 189 verbunden ist, an denen Seile 191 befestigt sind, die ihrerseits mit dem Zwischenrahmen 182
verbunden sind, so daß der Zwischenrahmen 182 gemäß Fig. 1 durch Drehen einer Kurbel 193 gehoben und
gesenkt werden kann.
Es ist zweckmäßig, eine Pufferschicht, z. B. eine Schicht 195 aus einem Schaummatcrial, auf der Oberseite des
Zwischenrahmens 182 anzuordnen. Hierdurch wird eine bessere Dämpfungswirkung gewährleistet, und die sich
verzweigenden Hebel A bis K werden gegen Beschädigungen geschützt, wenn sie festgelegt sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Stützvorrichtung ist mit Abdcckungsmitteln für die beweglichen
Lastaufnahmemittel 26 versehen. Diese Abdeckungsmittel 1% umfassen gemäß Fig.8 eine Schicht als Überzugsmittel
198 aus einem dünnen Material, vorzugsweise einem Flachmaterial aus Urethan, mit einer Dicke von
etwa 0.05 mm. Das Überzugsmittel 198 ist mit den Enden 152 der beweglichen Lastaufnahmemittel 26 an
Verbindungspunkten 208 verbunden. Die Abstände zwischen den Verbindungsstellen 208 auf dein Überzugsmittel
198 sind größer als die Abstände zwischen den Enden 152 der Lastaufnahmemittel. Infolgedessen ist die
Querschnittsfläche des Überzugsmittels 198 zwischen drei oder mehr Enden 152 größer als die Querschnittsfläehe
zwischen diesen Enden 152. Dies hat zur Folge, daß überschüssiges Überzugsmittel 198 vorhanden ist, so daß
das Überzugsmittel 198 auf den Enden 152 nicht flachliegcnd angeordnet oder gespannt ist. Bei dem in Fig. 8.9
und 10 gezeigten Ausführungsbeispiel weist jede Teilfläche des Überzugsmittels 198 zwischen vier Enden 152
einen biegsamen Abschnitt 212 auf, der nach unten gekrümmt ist und durchhängt. Das Überzugsmittel 198 ist in
dieser Weise angeordnet, damit es sich zusammen mit den Enden 152 bewegen kann, wenn diese beim Gebrauch
der Vorrichtung verlagert werden, und damit ein ausreichender Spielraum vorhanden ist, so daß sich die Enden
152 bewegen können, ohne durch einen zu großen Widerstand des Überzugsmittels 198 gehemmt zu werden.
Zwischen den Enden 152 der Lastaufnahmemittel 26 sind die Teilflächen des Überzugsmittels 198 mit Einschnitten
214 versehen, so daß sich die Enden 152 innerhalb eines größeren Bereichs bewegen können, ohne
durch das Überzugsmittel 198 behindert zu werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Ausschnitte
214 so ausgebildet, daß sich Flachmaterialstreifen des Überzugsmittels 198 jeweils diagonal zwischen zwei
Enden 152 erstrecken. Diese Streifen umfassen außerdem Streifen 216, die sich im rechten Winkel zueinander
längs der Reihen von Enden 152 erstrecken und ein Gitter bilden, während die Streifen 218 diagonal zwischen
benachbarten Enden 152 und den zugehörigen Verbindungspunkten 208 verlaufen.
Die Abdeckung 1% hat die Aufgabe, die durch die Enden 152 aufgebrachten Unterstützungskräfte gleichmäßig
über eine möglichst große Fläche zu verteilen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann das Überzugsmittel 198 durch Sätze von Materialstreifen ersetzt
sein, die den Streifen 216 und 218 entsprechen, oder es könnte durch ein sehr dehnbares Flachmaterialstilck
ersetzt sein.
Das Überzugsmittel 198 ist an seinen Rändern 220 mit den Seitenwänden 192 flexibel verbunden. t.o
Die Abdeckungsmittel 1% können außerdem ein oberes Flachmaterialstück 222 umfassen, das vorzugsweise
aus einem feinporigen Polyurethanschaum besteht und eine Dicke von etwa 6,5 mm hat. Das Flachmaterialstück
222 überdeckt das ganze Überzugsmittel 198, und es kann auch aus einem elastischen Garn bestehen und einen
abnehmbaren Überzug für die ganze Matratze 20 bilden. Auch das Flachmaterialstück 222 kann an seinen
Rändern 224 gegebenenfalls flexibel an den Rahmentcilcn 192 befestigt sein. M
Es ist zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß es möglich ist, das Flachmaterialstück 222 und in manchen Fällen auch
das Überzugsmittel 198 abzunehmen, damit diese Teile gewaschen werden können. Um das Flachmaterialstück
222 zu entfernen, löst man lediglich die Befestigung an den Rändern 224. woraufhin das Flachmaterialstück 222
abgenommen werden kann. Wenn auch das Überzugsmittel 198 abnehmbar sein soll, wird es an den Enden 152
der Lastaufnahmemittel 26 mit Hilfe von Befestigungsvorrichtungen, z. B. der in F i g. 10 gezeigten Druckknöpfe
226 befestigt. Wenn das Überzugsmittel 198 entfernt werden soll, werden seine Ränder 220 gelöst und dann
werden die Befestigungsvorrichtungen 226 gelöst, woraufhin das Überzugsmittel 198 entfernt werden kann. Bei
der bevorzugten Ausführungsform würde sich dies als sehr zeitraubend erweisen. Es kann leichter sein, das
Überzugsmittel 198 mit den Enden 152 an den Verbindungspunkten 208 fest zu verbinden und dann die gesamts
Hebelanordnung auszubauen, damit sie erforderlichenfalls gereinigt werden kann, oder aber die Hebelanordnung und das Flachmaterial an Ort und Stelle zu reinigen.
Material, z. B. feinporigem Polyurethanschaum, vorgesehen sein, deren Dicke etwa 12,5 mm beträgt Die Klötze
228 würden hierbei jeweils eine Teilfläche zwischen benachbarten Enden 152 der Lastaufnahmemittel 26
überdecken. Die Klötze 228 könnten an dem Überzugsmitte! 198 mit Hilfe eines Klebemittels befestigt sein, und
man könnte als obere Abdeckung bei der Anordnung nach F i g. 12 einen Überzug 230 vorsehen, der vorzugsweise als Gewebe aus Urethan ausgebildet ist
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Lastaufnahmemittel 26 an ihren Enden 152
gemäß F i g. 13 jeweils mit einem kreisrunden Teller oder gemäß F i g. 14 mit einer rechteckigen oder quadratischen Auflageplatte versehen s«:in. Diese Auflageplatten würden in der Praxis mi«, einem Überzug z. B. entsprechend dein Fjachmaterialstück 222 nach Fig. 11 versehen sein, der abnehmbar ist, um gewaschen werden zu
können. Der Überzug könnte in der schon beschriebenen Weise aus feinporigem Polyurethan bestehen, oder er
könnte durch ein anderes Flachmaterial ersetzt werden, z. B. ein gewebtes Material oder eine Schicht aus
Kunststoff oder ein beliebiges anderes Flachmaicrial, das sich leicht abnehmen und waschen bzw. reinigen laßt.
Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Enden 152 der Lastaufnahmemittel 26 mit den
federnden Klötzen versehen sind, die mit einem oder mehreren Überzügen entsprechend dem Flachmaterialstück 222 oder einem dünnen Überzug entsprechend dem Überzug 230 nach Fig. 12 oder mit einer Kombina-
tion von zwei oder mehr Überzügen versehen werden können.
F i g. 16 zeigt perspektivisch mehrere sich verzweigende Abschnitte 240, von denen jedes durch einen Stammteil 242 bzw. 244 bzw. 246 auf einer gelenkigen Stützfläche 248 unterstützt ist Diese Stützfläche 248 ist
vorzugsweise mit Gelenken 250 und 252 versehen, so daß ihre Tiile relativ zueinander auf ähnliche Weise
bewegt werden können wie die Teile des Matratzenrahmens eines Krankenhausbetts bekannter Art. Der Teil
254 der Stützfläche 248 würde sich normalerweise unter dem Rumpf und den Schultern eines Patienten befinden.
Der Teil 256 würde zwischen der Hüfte und den Knien unter den Beinen des Patienten angeordnet sein, und der
Teil 258 würde die Unterschenkel des Patienten tragen. Bei dieser Ausführungsform würde man auf bekannte
Weise ausgebildete, in Fig. 16 nicht dargestellte Vorrichtungen zum Verstellen der verschiedenen Teile der
Stützfläche 248 vorsehen. Es sei bemerkt, daß die sich verzweigenden, in F i g. 16 gezeigten Abschnitte 240 nicht
vollständig dargestellt sind, daß vielmehr nur die untersten Zweige und die Stämme 242, 244 und 246 der
verschiedenen Abschnitte 240 gezeigt sind. Die nicht dargestellten Teile der Konstruktion würden den weiter
oben beschriebenen ähneln, und sie würden eine größere Zahl von beweglichen Lastaufnahmemitteln tragen, die
alle in einer gemeinsamen Ebene liegen, wenn man die Teile 254,256 und 258 in eine gestreckte Lage bringt.
Rückenlehne bzw. die Sitzfläche 260,262 eines Stuhls bilden, der ein Gestell 264 und seine Beine 266 umfaßt. Bei
dieser Ausführungsform wurden die beweglichen Lastaufnahmemittel 268 in der aus F i g. 18 und 19 ersichtlichen
Weise angeordnet sein. Die Anlageflächen des Stuhls könnten mit Platten 270 versehen sein, die Polster 272 aus
einem Schaummaterial tragen, welche mit einem Polsterüberzug 274 versehen sind, der zwischen benachbarten
Platten 270 Falten 276 bildet, welche dem gleichen Zweck dienen wie die an Hand von Fig. 9 und lObeschriebe-
nen biegsan.en Abschnitte 212 des Überzugsmittels 198. Die tragende Fläche könnte ferner entsprechend den
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielcn ausgebildet sein.
F i g. 20,21 und 22 zeigen eine weitere Ausführungsform in Gestall eines Rades, das gemäß F i g. 21 z. B. über
eine Treppe 200 rollen kann. Das Rad 202 kann natürlich auch über eine ebene Fläche oder eine Fläche mit einer
beliebigen anderen Form rollen. Das Rad 202 umfaßt einen einer Nabe 292 ähnelnden, sich verzweigenden
Stamm mit einer Achse 294, deren Mittellinie die Bezugslinie für zwei sich verzweigende Hebelanordnungen 2%
ist. Jede Hebelanordnung 2% hat bewegliche Lastaufnahmemittel 298, die mit den äußersten sich verzweigenden
Hebeln 300 verbunden sind und eine kreisrunde Umrißlinie bestimmen. Die beweglichen Lastaufnahmemittel
298 verlagern sich gegenüber der Treppe 200, auf der das Rad 202 laufen soll. An den freien Enden der
beweglichen Lastaufnahmemittel 298 können Platten 304 angebracht sein, damit die Belastung besser verteilt
F i g. 23 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein Satz von beweglichen Lastaufnahmemitteln 306, die
einem sich verzweigenden Hebelsystem zugeordnet sind, einen Bestandteil eines Schuhs 307 bilden, um einen
menschlichen Fuß 308 zu unterstützen.
wi Verpackungsbehälter 206 durch sich verzweigende Hebeinnordnungen 309 unlerstüt/.t wird. Bei dieser Ausführungsform sind bewegliche Lastaufnahmemittel 310 vorgesehen. I'ig. 25 zeigt dagegen einen Verpackungsbehälter 312, bei dem sich die beweglichen Lastaufnahmemittel 314 nicht an dem zu unterstützenden Gegenstand
316, sondern an benachbarten Teilen des Verpackungsbehälters 312 abstützen.
h5 beweglichen Lastaufnahmemitteln enden. In manchen Fällen bestehen die Enden bestimmter Hebe! mit den
IU
>ei 320 und in F i g. 6 bei 332 dargestellt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform würden alle in F i g. 5
dieser Weise dargestellten Verbindungsstellen als Formstücke ausgebildet sein.
dieser Weise dargestellten Verbindungsstellen als Formstücke ausgebildet sein.
η der vorstehenden Beschreibung verwendete Ausdruck »federungsfähig« gilt sowohl für die an Hand
j. 5 und 6 beschriebene Konstruktion als auch für Konstruktionen, die gemäß F i g. 7 mit Torsionsbuchersehen sind.
j. 5 und 6 beschriebene Konstruktion als auch für Konstruktionen, die gemäß F i g. 7 mit Torsionsbuchersehen sind.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (21)
1. Mechanische Stützvorrichtung, insbesondere zum Abstützen des menschlichen Körpers, mit einer
verlagerbaren Stützfläche, die eine Vielzahl von Lastaufnahmemittein mit relativ kleiner Oberfläche aufweist,
wobei die Lastaufnahmemittel jeweils an den Enden zweiarmiger Hebel einer ersten Gruppe von
Hebelanordnungen angelenkt sind, die in ihrem Drehpunkt ihrerseits jeweils an einem Ende eines zweiarnngen
Hebels wenigstens einer zweiten Gruppe von Hebelanordnungen abgestützt sind, derart, daß bei einer
Verlagerung eines Lastaufnahmemittels eine Verlagerung eines anderen Lastaufnahmemittels in einer im
wesentlichen entgegengesetzten Richtung bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen
der Hebel der einzelnen Gruppen von Hebelanordnungen (A bis K) untereinander als Torsionsfeder-Verbindungen
ausgebildet sind, welche der Drehbewegung der Hebel der jeweils abgestützten Hebelgruppe
um ihre Drehpunkte entgegenwirken.
2. Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Schwenkebenen der Hebel
von wirkungsmäßig unmittelbar aufeinanderfolgenden Gruppen von Hebclanordnungen (A — K) miteinander
einen Winkel, vorzugsweise einen rechten Winkel, bilden.
3. Stützvorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen
einem einen fixen Abstützpunkt bildenden gemeinsamen Stammteil (24, F i g. 1 bis 4; 242,244,246, F i g. 16)
und der innersten Hebelanordnungsgruppe (K) ebenfalls als Torsionsfeder-Verbindung ausgebildet ist.
4. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hebel wenigstens im Bereich der Torsionsfeder-Verbindungen aus einem federnd-elastischen Material
bestehen.
5. Stützvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel wenigstens eines Teils der
Hebelanordnungsgruppen (A bis F, Teilfigur von Fig. 1, Fi^.5 und 6; 260, 262, Fig. 17) ganz aus einem
federnd-elastischen Kunststoffmaterial bestehen und als z.dsammenhängend-einstückiges Kunststoff-Formteil
ausgebildet sind.
6. Stützvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das federnd-elastische Material
ein Polyurethanmaterial ist.
7. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Torsionsfederverbindung als elastische Torsionsbuchse (46) ausgebildet ist.
8. Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel wenigstens eines Teils der
Hebelanordnungsgruppen (C-K) starr ausgebildet und mittels Torsionsbuchsen (46, Fig. 7) miteinander
verbunden sind.
9. Stützvorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 8. dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren, wirkungsmäßig
den Lastaufnahmemitteln (26) näher gelegenen Hcbclanordnungsgruppen (A bis F) aus federnd-clasti-
J5 schem Kunststoffmalerial, die inneren, wirkungsmäßig dem bzw. den jeweiligen Abstützpunkt(en) (24; 242,
244, 246) näher gelegenen Hebclanordnungsgruppen (G bis K) starr ausgebildet und mittels Torsionsbuchsen
(40) verbunden sind.
10. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Teil der die Hebclaiiordnungenf/4 bis /(,} bildenden Hebel als ungleicharmige Hebel ausgebildet
ist.
11. Stützvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hebellängender Hebelarme
der ungleicharmig ausgebildeten Hebelanordnungen im Verhältnis von 56,5 :43.5 verhalten.
12. Stützvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh- und Verbindungspunkte der einzelnen Hebelanordnungsgruppen (A bis K) jeweils ein Gittermuster in zueinander parallelen
Ebenen entsprechend den verschiedenen Niveaus der betreffenden Hebelanordnungsgruppen (A bis K)
bilden, und daß innerhalb jedes derartigen durch die Dreh- und Verbindungspunkte zweier miteinander
zusammenwirkender Hebelanordnungsgruppen (A bis ^gebildeten Gittermusters die längeren Hebelarme
jeweils in Richtung auf das Innere des betreffenden Gittermusters angeordnet sind.
13. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehender. Ansprüche, gekennzeichnet durch
Überzugsmittel (198, Fig.8 bis 12) mit biegsamen Abschnitten (212) zum Überdecken der die Stützfläche
bildenden Lastaufnahmemittel (26).
14. Stützvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsmittel (198) an mehreren,
vorzugsweise gemäß einem regelmäßigen Gittermuster verteilten Verbindungspunkten (208) mit den
Lastaufnahmemitteln (26) verbunden sind, wobei die Längserstreckung der biegsamen Abschnitte (212) der
Überzugsmittel (198) zwischen den Verbindungspunkten (208) größer als die Abslände zwischen den durch
die Überzugsmittel (198) verbundenen Lastaufnahmemittein (26) ist.
15. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Enden (152, Fig. 13 bis 15) der Lastaufnahmemittel (26) mit Flanschelementen (232, 234, 236)
größerer Fläche versehen sind.
bo
16. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15 in Ausbildung als Liege, dadurch
gekennzeichnet, daß sämtliche die gesamte Stützfläche bildenden Lastaufnahmemittel (26, F i g. 1 bis 4) über
ein mehrstufiges, geästartig verzweigtes System von Hebclanordnungen (A bis F) mit einem einen fixen
Abstützpunkt bildenden gemeinsamen Stammteil (24) verbunden sind (Fig. I bis 4).
17. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15, in Ausbildung als mehrteilige
b5 Liege, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Stützfläche (248) in mehrere Abschnitte (240) unterteilt ist.
deren zugehörige Lastaufnahmemittel jeweils durch ein mehrstufiges, geästartig verzweigtes System von
Hebelanordnungen (A bis K) mit je einem von mehreren fixe Abstützpunkle bildenden Stammtcilen (242,
244, 246, F i g. 16) verbunden sind.
18. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15 in Ausbildung und Anwendung als
Sitz- und/oder Rückenlehnfläche (262,260, F i g. 17) eines Stuhls.
19. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15 in Ausbildung und Anwendung als
Rad (202, F i g. 20 bis 22) zur Abstützung einer Radnabe (292) bzw. Radachse (294).
20. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15, in Ausbildung und Anwendung zur
Abstützung und Halterung eines Gegenstands (204, Fig. 24; 316, Fig. 25) in einem Verpackungsbehälter
(206; 312).
21. Stützvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15. in Ausbildung und Anwendung zur
Abstützung eines Fußes (308, F i g. 23) in einem Schuh (307).
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