PL230569B1 - Auksetyczna sprezyna, zwlaszcza do mebli tapicerowanych i sposob wytwarzania formatki tapicerskiej z auksetyczna sprezyna, zwlaszcza do mebli tapicerowanych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest auksetyczna sprężyna, zwłaszcza do mebli tapicerowanych i sposób wytwarzania formatki tapicerskiej z auksetyczną sprężyną, zwłaszcza do mebli tapicerowanych, których zastosowanie w meblarstwie pozwala na zwiększenie funkcjonalności i komfortu użytkowania mebli przeznaczonych do siedzenia, wypoczynku i leżenia.

Poczucie komfortu użytkowania mebli ma charakter subiektywny. Można jednak naukowo określić wskaźnik rozkładu naprężeń pozwalający na obiektywne porównanie nacisków na powierzchni siedziska i/lub leżyska wywołanych przez użytkownika, oraz współczynnik komfortu wyznaczający poziom jakości użytkowej mebla tapicerowanego. Powszechnie też wiadomo, że najwyższy odczuwalny komfort użytkowania mebli do leżenia zapewniają łóżka wodne, a w przypadku mebli do siedzenia poduszki żelowe. Ich zaletą jest zapewnienie równomiernej dystrybucji naprężeń na powierzchni kontaktu ciała użytkownika z materacem. Zwykle wartość tych naprężeń nie przekracza 6 kPa. Rozwiązania te mają jednak swoje wady, zwłaszcza konstrukcyjne i użytkowe. Wynikają one z dużej masy mebla spowodowanej dużą ilością wody (żelu) w materacu, koniecznością podgrzewania cieczy, a w przypadku wody w niektórych materacach także okresowej jej wymiany, braku migracji powietrza i potu ludzkiego z górnych ku dolnym warstwom materaca. Dlatego stale poszukuje się rozwiązań konstrukcyjnych materacy umożliwiających połączenie korzystnych właściwości materacy wodnych i lekkich ażurowych konstrukcji materacy sprężynowych.

Jednymi z najstarszych rozwiązań są materace sprężynowe, w których pod warstwą miękkiej wyściółki lub pomiędzy dwoma zewnętrznymi warstwami wyściółki umieszczony jest pakiet zawierający kilkanaście, najczęściej umieszczonych w rzędach sprężyn, albo podwieszenie materiału siedziska lub oparcia na zewnętrznej ramie, poprzez układ elementów sprężystych.

Z opisu P. 407595 znana jest sprężyna stosowana do mocowania nośnika informacji wizualnej, jaka jest rozciągana pomiędzy nośnikiem reklam a ramą. Tego samego typu sprężyny stosowane są w meblarstwie w szczególności w łóżkach polowych.

Nie zawsze możliwe jest jednak tak widoczne umieszczenie sprężyn, dlatego najczęściej ukrywane są one w strukturze siedziska, oparcia lub materaca. Przykładem jest ujawnienie dokonane w opisie WO98/53724. Materac sprężynowy według tego ujawnienia zawiera liczne wzajemnie połączone sprężyny zwojowe i posiada co najmniej dwie warstwy leżące równolegle do płaszczyzny materaca o różnych podatnościach, przy czym w materacu te same sprężyny zwojowe przechodzą poprzez obie warstwy i wykazują większy stopień ugięcia na części ich długości, tworząc warstwy o zróżnicowanej podatności. Sprężyny są ugięte i podparte elastycznymi elementami ugięcia, a elementy te są umieszczone i przechodzą pomiędzy dwoma różnymi zwojami każdej ze sprężyn zwojowych.

Znane są także sprężyny, w jakich dodatkowo stosuje się otaczające sprężyny struktury, jakie przeciwdziałają wyboczeniom sprężyn, na przykład szyte kieszenie. Rozwiązanie takie znane jest z opisu WO99/35081, w którym ujawniono sprężyny ułożone warstwowo wszytych rurowych kieszeniach.

Znana jest także sprężyna, zwłaszcza do materacy według PL 180376, jaka zawiera rurowy piankowy korpus z poprzecznymi przelotowymi otworami i sprężyną śrubową otoczoną przez ten korpus, a skrajne zwoje sprężyny śrubowej usytuowane są na zewnątrz centralnego otworu rurowego korpusu.

Znane rozwiązania mimo skuteczności podparcia ciała użytkownika cechuje dosyć duża awaryjność i podatność na uszkodzenia, jakie pochodzą głównie od przenikającego przez strukturę na przykład materaca wilgoć. W skutek korozji elementy sprężyste zaczynają hałasować, a dodatkowo korozja wraz ze zmęczeniem materiału skutkuje zapadaniem się fragmentów siedziska lub materaca skutkując jego nieodwracalnym uszkodzeniem. Dodatkowo niedogodnością wynikającą ze stosowania tradycyjnych układów sprężynujących jest ich skłonność do zwiększania szerokości siedziska (materaca) podczas wywierania obciążeń ściskających, napinania tkanin pokryciowych, wywołania sił stycznych na ciało użytkownika oraz koncentracji nacisków na guzy kulszowe. Dlatego celowym było opracowanie akustycznej sprężyny i formatki sprężynowej do mebli, montowanej do siedziska lub leżyska tworząc sprężynujący element konstrukcyjny mocowany do ramy tapicerskiej przy użyciu nowoczesnych łączników lub kleju.

Dlatego celowym było opracowanie elementów technicznych jakie pozwoliłyby na skuteczne podtrzymywanie ciała ludzkiego, zwłaszcza w pozycji leżącej i siedzącej, które mogłyby być wykorzystane do produkcji mebli, a które stanowiłyby podzespoły sprężynujące - na przykład formatki sprężynowe lub formatki sprężynowo-piankowe.

PL 230 569 B1

Powyższe założenia udało się uzyskać konstruując auksetyczną sprężynę oraz auksetyczne formatki sprężynujące, zwłaszcza do mebli tapicerowanych i opracowując sposób wytwarzania auksetycznych sprężyn i formatek, zwłaszcza do mebli.

Auksetyczna sprężyna, zwłaszcza do mebli tapicerowanych, posiada osiowo symetryczny szkielet, który w rzutach prostokątnych ma kształt kokardy o bokach tworzących kąty wklęsłe. Szkielet sprężyny zawiera co najmniej cztery osiowo-symetryczne wklęsłe ramiona, w połowie wysokości których wyprowadzone są korzystnie poziome łączniki do połączenia sprężyn w struktury macierzowe. Od wewnętrznej strony sprężyny, ramiona są swobodne i mogą uginać się do wnętrza sprężyny, korzystnie do całkowitego osiadania poziomych płaskich powierzchni sprężyn.

W innym przykładzie wykonania ramiona są połączone od wewnętrznej strony sprężyny, a ugięcia ramion jest ograniczone i zależne od średnicy wewnętrznego łukowego wspornika. Elementy łukowe (wspornik/wsporniki), od wnętrza sprężyny łączą ramiona sprężyny i zapewniającej wielostopniową charakterystykę sztywności.

Sprężyny korzystnie wykonane są z gumy lub silikonu o twardości od 70 do 95 stopni Shore'a. Przy czym korzystnie gdy grubość ścian sprężyny wynosi od 3 do 5 mm. Sprężyny wykazują ujemne współczynniki Poisson'a w zakresie -0.15<υ<-0.26. W zależności od przykładu wykonania sprężyny według wynalazku ramiona sprężyny tworzące szkielet zbiegają się wzajemnie w jednym punkcie lub są trwale i nierozłącznie połączone z korzystnie płaskim i okrągłym elementem nośnym.

Sposób wytwarzania formatki tapicerskiej z auksetyczną sprężyną, zwłaszcza do mebli tapicerowanych polega na tym, że w pierwszym kroku wytwarza się pojedyncze sprężyny nadając szkieletowi grubość wszystkich ramion od 3 mm do 5 mm. Następnie sprężyny łączy się w macierze wystającymi poziomymi ramionami sklejając je na zakładkę lub do czoła, przy użyciu kleju silikonowego.

Uformowane formatki sprężyn auksetycznych umieszcza się na arkuszu filcu o grubości do 5 mm, na którego obwodzie arkusza filcu umieszcza się prostopadłościenne ograniczniki wykonanie z pianki poliuretanowej o sztywności od 4 do 8 kPa, oraz grubości równej wysokości sprężyny. Na taką konstrukcję nakłada się arkusz filcu o podobnych właściwościach jak arkusz filcu dolnego i przykleja się go do ramki wykonanej z pian poliuretanowych za pomocą kontaktowego kleju dyspersyjnego.

Korzystnie gdy do powierzchni filcu przyklejona jest dodatkowa formatka siedziskowa.

W innym przykładzie wykonania w pierwszym kroku wytwarza się pojedyncze sprężyny, korzystnie z gumy lub silikonu o twardości od 70 do 95 stopni Shore'a. Przy czym korzystnie gdy grubość ścian sprężyny wynosi od 3 do 5 mm, a sprężyny wykazują ujemne współczynniki Poisson'a w zakresie -0.15<υ<-0.26. Następnie sprężyny łączy się w macierze wystającymi poziomymi ramionami sklejając je na zakładkę lub do czoła, przy użyciu kleju silikonowego, po czym uformowane formatki sprężyn auksetycznych umieszcza się w formach i zalewa płynnym kompozytem piany poliuretanowej.

Po wyrośnięciu piany i uzyskaniu przez nią sztywności od 3 do 8 kPa, formatkę przycina się do rozmiarów użytkowych wynikających z rozmiarów siedziska i/lub leżyska mebla.

Uzyskana formatka sprężynowa może mieć zastosowanie w siedziskach i/lub leżyskach mebli tapicerowanych.

Elementy konstrukcyjne z auksetyczną sprężyną i/lub sprężynami według wynalazku odznaczają się progresywną trzystopniową charakterystyką sztywności (trzystopniową progresywną zależnością obciążenie i przemieszczenia), zdolnością do kurczenia wynikającą z mobilności sprężyn w kierunku środka siedziska podczas ściskania, równomiernym rozkładem nacisków na ciało użytkownika, eliminacją sił stycznych na ciało użytkownika na skutek kurczenia się całego układu podczas obciążeń ściskających oraz redukcją dużych nacisków na guzy kulszowe.

Auksetyczna sprężyna, zwłaszcza do mebli tapicerowanych oraz uzyskana z wykorzystaniem sprężyny według wynalazku formatka tapicerskiej z auksetyczną sprężyną, zwłaszcza do mebli tapicerowanych przedstawione zostały na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sprężynę w jakiej ramiona tworzące szkielet sprężyny przyłączone są do płaskiego okrągłego elementu nośnego, fig. 2 przedstawia sprężynę w jakiej zastosowano dodatkowe łukowe wsporniki, fig. 3 przedstawia sprężynę w jakiej ramiona zbiegają się w jednym punkcie, fig. 4 i 5 przedstawiają sprężyny ustawione w macierze sprężynowe, fig. 6 przedstawia formatki uzyskane sposobem według wynalazku, fig. 7 przedstawia formatkę uzyskaną z sprężyn z wypełnieniem pianowym.

P r z y k ł a d I

Auksetyczna sprężyna, zwłaszcza do mebli tapicerowanych, posiada osiowo symetryczny szkielet, który w rzutach prostokątnych ma kształt kokardy o bokach tworzących kąty wklęsłe. Szkielet sprężyny zawiera cztery osiowo-symetryczne wklęsłe ramiona, w połowie wysokości których wyprowadzone

PL 230 569 B1 są poziome łączniki do połączenia sprężyn w struktury macierzowe. Od wewnętrznej strony sprężyny, ramiona są swobodne i mogą uginać się do wnętrza sprężyny do całkowitego osiadania poziomych płaskich powierzchni sprężyn.

Sprężyny wykonane są z silikonu o twardości od 70 do 95 stopni Shore'a. Przy czym grubość ścian sprężyny wynosi od 3 do 5 mm, a sprężyny wykazują ujemne współczynniki Poisson'a w zakresie -0.15<υ<-0.26. Ramiona sprężyny tworzące szkielet zbiegają się wzajemnie w jednym punkcie. Przy czym sprężyny otrzymuje się poprzez wylanie i scalenie silikonu w sztywnych formach o kształtach odpowiadających kształtom sprężyny.

Sposób wytwarzania formatki tapicerskiej z auksetyczną sprężyną, zwłaszcza do mebli tapicerowanych polega na tym, że w pierwszym kroku wytwarza się pojedyncze sprężyny wylewając silikon w sztywnych formach o kształtach odpowiadających kształtom sprężyny, nadając ich szkieletowi grubość wszystkich ramion od 3 mm do 5 m, Następnie sprężyny łączy się w macierze wystającymi poziomymi ramionami sklejając je na zakładkę przy użyciu kleju silikonowego.

Uformowane formatki sprężyn auksetycznych umieszcza się na arkuszu filcu o grubości do 5 mm, na którego obwodzie umieszcza się prostopadłościenne ograniczniki wykonanie z pianki poliuretanowej o sztywności od 4 do 8 kPa, oraz grubości równej wysokości sprężyny. Na taką konstrukcję nakłada się arkusz filcu o podobnych właściwościach jak arkusz filcu dolnego i przykleja się go do ramki wykonanej z pian poliuretanowych za pomocą kontaktowego kleju dyspersyjnego.

Uzyskana formatka sprężynowa może mieć zastosowanie w siedziskach i/lub leżyskach mebli tapicerowanych.

Elementy konstrukcyjne z auksetyczną sprężyną i/lub sprężynami według wynalazku odznaczają się progresywną trzystopniową charakterystyką sztywności (trzystopniową progresywną zależnością obciążenie i przemieszczenia), zdolnością do kurczenia wynikającą z mobilności sprężyn w kierunku środka siedziska podczas ściskania, równomiernym rozkładem nacisków na ciało użytkownika, eliminacją sił stycznych na ciało użytkownika na skutek kurczenia się całego układu podczas obciążeń ściskających oraz redukcją dużych nacisków na guzy kulszowe.

P r z y k ł a d II

Auksetyczna sprężyna, zwłaszcza do mebli tapicerowanych, posiada osiowo symetryczny szkielet, który w rzutach prostokątnych ma kształt kokardy o bokach tworzących kąty wklęsłe. Szkielet sprężyny zawiera cztery osiowo-symetryczne wklęsłe ramiona, w połowie wysokości których wyprowadzone są poziome łączniki do połączenia sprężyn w struktury macierzowe. Ramiona są połączone od wewnętrznej strony sprężyny, a ugięcia ramion jest ograniczone i zależne od średnicy wewnętrznego łukowego wspornika. Elementy łukowe (wspornik/wsporniki), od wnętrza sprężyny łączą ramiona sprężyny i zapewniającej wielostopniową charakterystykę sztywności.

Sprężyny wykonane są silikonu o twardości od 70 do 95 stopni Shore'a. Przy czym grubość ścian sprężyny wynosi od 3 do 5 mm, a sprężyny wykazują ujemne współczynniki Poisson'a w zakresie -0.15<υ<-0.26. Ramiona sprężyny tworzące szkielet są trwale i nierozłącznie połączone z płaskim i okrągłym elementem nośnym. Sprężyny otrzymuje się przez wylanie i scalenie silikonu w sztywnych formach o kształtach odpowiadających kształtom sprężyny.

Sposób wytwarzania formatki tapicerskiej z auksetyczną sprężyną, zwłaszcza do mebli tapicerowanych polega na tym, że w pierwszym kroku wytwarza się pojedyncze sprężyny z silikonu o twardości od 70 do 95 stopni Shore'a wylewając silikon w sztywnych formach o kształtach odpowiadających kształtom sprężyny i nadając ścian sprężyn w zakresie od 3 do 5 mm, a sprężyny wykazują ujemne współczynniki Poisson'a w zakresie -0.15<υ<-0.26. Następnie sprężyny łączy się w macierze wystającymi poziomymi ramionami sklejając je na zakładkę lub do czoła, przy użyciu kleju silikonowego, po czym uformowane formatki sprężyn auksetycznych umieszcza się w formach i zalewa płynnym kompozytem piany poliuretanowej.

Po wyrośnięciu piany i uzyskaniu przez nią sztywności od 3 do 8 kPa, formatkę przycina się do rozmiarów użytkowych wynikających z rozmiarów siedziska i/lub leżyska mebla.

Uformowane formatki sprężyn auksetycznych umieszcza się na arkuszu filcu o grubości do 5 mm, na którego obwodzie umieszcza się prostopadłościenne ograniczniki wykonanie z pianki poliuretanowej o sztywności od 4 do 8 kPa, oraz grubości równej wysokości sprężyny. Na taką konstrukcję nakłada się arkusz filcu o podobnych właściwościach jak arkusz filcu dolnego i przykleja się go do ramki wykonanej z pian poliuretanowych za pomocą kontaktowego kleju dyspersyjnego.

Uzyskana formatka sprężynowa może mieć zastosowanie w siedziskach i/lub leżyskach mebli tapicerowanych.

PL 230 569 B1

Elementy konstrukcyjne z auksetyczną sprężyną i/lub sprężynami według wynalazku odznaczają się progresywną trzystopniową charakterystyką sztywności (trzystopniową progresywną zależnością obciążenie i przemieszczenia), zdolnością do kurczenia wynikającą z mobilności sprężyn w kierunku środka siedziska podczas ściskania, równomiernym rozkładem nacisków na ciało użytkownika, eliminacją sił stycznych na ciało użytkownika na skutek kurczenia się całego układu podczas obciążeń ściskających oraz redukcją dużych nacisków na guzy kulszowe.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Auksetyczna sprężyna, zwłaszcza do mebli tapicerowanych jaka zawiera osiowo symetryczny szkielet, który w rzutach prostokątnych ma kształt kokardy o bokach tworzących kąty wklęsłe jaki zawiera co najmniej cztery osiowo-symetryczne wklęsłe ramiona i wytworzona jest jako odlew z silikonu o kształtach odpowiadających kształtom sprężyny, znamienna tym, że w połowie wysokości ramion połączone są z nimi poziome łączniki do połączenia sprężyn w struktury macierzowe.
2. 2. Sprężyna według zastrz. 1, znamienna tym, że od wewnętrznej strony sprężyny, ramiona są swobodne i mogą uginać się do wnętrza sprężyny, korzystnie do całkowitego osiadania poziomych płaskich powierzchni sprężyn.
3. 3. Sprężyna według zastrz. 1, znamienna tym, że ramiona są połączone od wewnętrznej strony sprężyny, a ugięcia ramion jest ograniczone średnicą wewnętrznego łukowego wspornika.
4. 4. Sprężyna według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że sprężyny wykonane są z gumy lub silikonu o twardości od 70 do 95 stopni Shore'a, grubość ścian sprężyny wynosi od 3 do 5 mm, a sprężyny wykazują ujemne współczynniki Poisson'a w zakresie -0.15< υ<-0.26.
5. 5. Sprężyna według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że ramiona sprężyny tworzące szkielet zbiegają się wzajemnie w jednym punkcie.
6. 6. Sprężyna według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że ramiona sprężyny tworzące szkielet są trwale i nierozłącznie połączone z płaskim i okrągłym elementem nośnym.
7. 7. Sposób wytwarzania formatki tapicerskiej z auksetyczną sprężyną, zwłaszcza do mebli tapicerowanych w jakim w pierwszym kroku wytwarza się pojedyncze sprężyny nadając ich szkieletowi grubość wszystkich ramion, następnie sprężyny łączy się w macierze wystającymi poziomymi fragmentami ramion sklejając je przy użyciu kleju silikonowego, znamienny tym, że ramionom nadaje się grubość od 3 do 5 mm, a uformowane formatki sprężyn auksetycznych umieszcza się na arkuszu filcu o grubości do 5 mm, na którego obwodzie umieszcza się prostopadłościenne ograniczniki wykonanie z pianki poliuretanowej o sztywności od 4 do 8 kPa, oraz grubości równej wysokości sprężyny, a na taką konstrukcję nakłada się arkusz filcu o podobnych właściwościach jak arkusz filcu dolnego i przykleja się go do ramki wykonanej z pian poliuretanowych za pomocą kontaktowego kleju dyspersyjnego.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że w sprężyny łączy się w macierze wystającymi poziomymi ramionami sklejając je przy użyciu kleju silikonowego, po czym uformowane formatki sprężyn auksetycznych umieszcza się w formach i zalewa płynnym kompozytem piany poliuretanowej, a po wyrośnięciu piany i uzyskaniu przez nią sztywności od 3 do 8 kPa, formatkę przycina się do rozmiarów użytkowych wynikających z rozmiarów siedziska i/lub leżyska mebla.