ПРУЖИННЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ МАТРАСОВ (ВАРИАНТЫ)
SPRING MODULE FOR MATTRESS (VERSIONS)

Изобретение относится к легкой промышленности, а более конкретно к конструктивному выполнению упругих внутренних блоков (модулей) для мягкой мебели, преимущественно матрасов.
Из существующего уровня техники известен пружинный модуль для матрасов (см. патент ЕР-В1-№1067090, 2001), содержащий помещенные в чехол цилиндрические пружины, расположенные параллельными рядами, при этом шаг между цилиндрическими пружинами в каждом ряду равен расстоянию между рядами. Чехол выполнен из двух одинаковых листов тканого, нетканого или пленочного материала, поддающегося УЗ-сварке, при этом листы соединены между собой по периметру, а также в локальных областях, которые с тем же шагом, что и цилиндрические пружины, расположены параллельными рядами, которые параллельны рядам цилиндрических пружин. Ряды упомянутых выше локальных областей расположены в чередующейся последовательности с рядами цилиндрических пружин, при этом каждый ряд локальных областей расположен на одинаковом расстоянии от расположенных рядом с ним рядов цилиндрических пружин, а локальные области в каждом ряду смещены в продольном направлении относительно осей цилиндрических пружин рядом расположенных с ним рядов цилиндрических пружин на половину шага между ними. Описанный выше пружинный модуль для матрасов характеризуется одинаковыми жесткостными параметрами как вдоль поперечного, так и вдоль продольного своего размера, что обеспечивает комфортность для пользователя. Однако выполнение соединений между образующими чехол листами в виде рядов локальных областей обеспечивает надежное удержание при деформации положения осей цилиндрических пружин относительно друг друга (а следовательно, и комфортность для пользователя) только при небольших (не более 3) значениях отношения осевого размера цилиндрических пружин к их максимальному диаметру (поскольку цилиндрические пружины могут иметь бочкообразную форму) в осевом направлении. Следствием этого являются ограничения сверху, накладываемые на толщину и жесткость модуля. В частности, комфортность для пользователя не будет обеспечена при изготовлении пружинного модуля для матрасов одновременно большой толщины и жесткости. Другой недостаток этого модуля заключается в том, что его конструкция не обеспечивает возможность организации гибкого производства, поскольку переход с цилиндрических пружин одного диаметра на цилиндрические пружины другого диаметра требует существенной переналадки оборудования.
Известен также пружинный модуль для матрасов (см. патент DE-C1-№4026502, 1991), выполненный в виде расположенных перпендикулярно друг другу двух рядов пружинных изделий удлиненной формы, в каждом из которых выполнены поперечные прорези, имеющие длину, равную половине их высоты, при этом поперечные прорези расположены с постоянным шагом в продольном направлении соответствующего пружинного изделия. В каждом ряду пружинные изделия расположены параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга, равном шагу между упомянутыми выше поперечными прорезями, а каждое пружинное изделие одного ряда соединено с каждым пружинным изделием другого ряда путем размещения в каждой его прорези не прорезанной части соответствующего пружинного изделия другого ряда. Упомянутые выше пружинные изделия в различных публикациях именуются по-разному: а именно, мультипружинами, связками из помещенных в карманы витых пружин, гирляндами цилиндрических пружин, цепочками цилиндрических пружин. Каждое упомянутое выше пружинное изделие (в дальнейшем именуемое цепочкой цилиндрических пружин) содержит цилиндрические пружины с параллельно расположенными продольными осями, размещенные по отдельности в удерживающие их относительно друг друга изолированные между собой карманы (замкнутые полости, отделения, отсеки), образованные посредством выполнения сварных швов (в том числе одинарных или двойных, см. заявку PCT/WO-A1-92/03077, фиг.7, боковых швов, разделяющих карманы между собой в направлении, перпендикулярном продольным осям размещенных в них цилиндрических пружин) в общей оболочке, связывающей соответствующие каждой цепочке цилиндрические пружины последовательно между собой в направлении, перпендикулярном их продольным осям. Для соединения цепочек цилиндрических пружин одного ряда с цепочками цилиндрических пружин другого ряда в оболочке выполнены поперечные прорези длиной, равной половине осевого размера цилиндрических пружин, причем, в случае выполнения упомянутых выше одинарных боковых швов, прорези выполнены по шву, а в случае выполнения двойных боковых швов - поперечные прорези выполнены между швами. За счет размещения цилиндрических пружин по отдельности в изолированные между собой карманы существенно уменьшается их взаимное влияние при деформации. Иными словами, деформация каждой цилиндрической пружины происходит, не оказывая существенного влияния на соседние цилиндрические пружины. В результате обеспечивается повышение комфорта для пользователя, поскольку его вес будет распределяться более равномерно по воспринимающей нагрузку поверхности модуля. Возможность изготовления цепочек цилиндрических пружин с различным осевым размером и с различной жесткостью позволяет изготавливать пружинные модули для матрасов не только с любыми требуемыми размерами, но и с различной жесткостью, не изменяя, по существу, параметры технологического процесса их сборки. Кроме того, описываемый пружинный модуль для матрасов характеризуется одинаковыми жесткостными параметрами как вдоль продольного, так и вдоль поперечного своих размеров.
Однако этот пружинный модуль для матрасов имеет и недостатки, обусловленные используемыми в нем средствами (направленными навстречу друг другу парами прорезей) для соединения цепочек цилиндрических пружин различных рядов между собой, поскольку при таком соединении образуется достаточно большой зазор между цепочками цилиндрических пружин в каждом ряду. Кроме того, упомянутые выше соединения не обладают высокой жесткостью. В результате невысокой плотности расположения цилиндрических пружин в модуле жесткость готового пружинного модуля для матрасов будет меньше жесткости используемых для его изготовления цилиндрических пружин, при этом данное различие будет тем больше, чем больше диаметр используемых цилиндрических пружин. Увеличение же жесткости цилиндрических пружин приводит к увеличению стоимости пружинного модуля для матрасов. С другой стороны, наличие достаточно больших зазоров между цепочками цилиндрических пружин в каждом ряду (величина которых тем больше, чем больше диаметр цилиндрических пружин), а также невысокая жесткость соединений цепочек цилиндрических пружин различных рядов между собой не обеспечивают надежного удержания при деформации положения осей цилиндрических пружин относительно друг друга, а следовательно, высокой комфортности для пользователя.
В качестве прототипа взят пружинный модуль для матрасов, содержащий расположенные бок о бок и, по существу, параллельно друг другу в продольном направлении цепочки цилиндрических пружин, которые склеены между собой в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей (см. заявку PCT/WO-A1-97/37569). В отличие от описанного выше пружинного модуля для матрасов цепочки цилиндрических пружин в прототипе имеют более простую конструкцию, а именно отсутствуют поперечные прорези, поскольку соединения между цепочками цилиндрических пружин выполнены клеевыми.
Расположение цепочек цилиндрических пружин бок о бок друг к другу, а также соединение их между собой с помощью клея обеспечивает надежное удержание при деформации положения осей цилиндрических пружин относительно друг друга, а следовательно, высокую комфортность для пользователя. Кроме того, высокая плотность расположения цилиндрических пружин (высокая заполняемость объема модуля), а также использование клеевых соединений обеспечивает изготовление пружинных модулей для матрасов с жесткостью, которая не ниже жесткости используемых для его изготовления цилиндрических пружин.
Однако используемое в прототипе соединение расположенных бок о бок друг к другу цепочек цилиндрических пружин приводит к анизотропии жесткостных параметров готового пружинного модуля для матрасов, поскольку в каждой цепочке цилиндрических пружин карманы с расположенными в них цилиндрическими пружинами соединены между собой выполненными в оболочке боковыми швами, имеющими меньшую жесткость по сравнению с жесткостью клеевых соединений между карманами расположенных бок о бок друг к другу цепочек цилиндрических пружин. Иными словами, жесткость пружинного модуля для матрасов в направлении вдоль цепочек цилиндрических пружин будет немного меньше жесткости его в направлении, перпендикулярном цепочкам цилиндрических пружин. Несмотря на небольшую величину, действие в течение нескольких часов (за время сна) на пользователя упомянутой выше анизотропии жесткостных параметров пружинного модуля для матрасов в большинстве случаев (как показали исследования) оказывает неблагоприятное влияние на состояние после сна пользователей, в частности, с проблемами в области спины (позвоночника).
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по повышению комфортности пружинного модуля для матрасов, которая проявляется в достижении таких технических результатов, как повышение удобства в положении лежа на спине и улучшение состояния пользователя после сна.
Согласно первому варианту поставленная задача решена тем, что пружинный модуль для матрасов, содержащий цепочки цилиндрических пружин, при этом имеющие в продольном направлении наибольший диаметр D цилиндрические пружины в каждой цепочке цилиндрических пружин размещены по отдельности в удерживающие их относительно друг друга изолированные между собой карманы, выполненные посредством образования швов в оболочке, связывающей соответствующие каждой цепочке цилиндрические пружины с параллельно расположенными продольными осями последовательно между собой в направлении, перпендикулярном их продольным осям, согласно изобретению, он содержит центральную часть и охватывающую ее по всему периметру периферийную часть, выполненную в виде, по крайней мере, одной цепочки цилиндрических пружин, расположенной по замкнутому контуру прямоугольной формы, упомянутая выше центральная часть выполнена двухсекционной, при этом секции расположены вдоль продольной оси симметрии пружинного модуля для матрасов, а каждая секция включает группу основных цепочек цилиндрических пружин, имеющих неодинаковую длину, и две одинаковые группы дополнительных цепочек цилиндрических пружин, также имеющих неодинаковую длину, оси цилиндрических пружин основной цепочки цилиндрических пружин, имеющей наибольшую длину в группе, расположены по симметричной относительно упомянутой выше продольной оси симметрии и обращенной выпуклостью к ортогональной относительно этой оси границе между секциями дугообразной кривой, которая смещена от границы между секциями вдоль продольной оси симметрии на расстояние D/2 и пересекает соответствующую каждой секции поперечную границу между упомянутыми выше периферийной и центральной частями в точках, расположенных на одинаковом расстоянии D/2 от соответствующей каждой из них продольной границы между упомянутыми выше периферийной и центральной частями, при этом угол между касательной к дугообразной кривой в каждой из упомянутых выше точек пересечения и упомянутой выше продольной осью симметрии не превышает по модулю 35°, оси цилиндрических пружин остальных основных цепочек цилиндрических пружин, расположенных в каждой секции в порядке, соответствующем убыванию их длины, расположены по соответствующей каждой из них дугообразной кривой, имеющей ту же форму, что и упомянутая выше дугообразная кривая, при этом все упомянутые выше дугообразные кривые расположены эквидистантно и на расстоянии, равном D, относительно друг друга, а основные цепочки цилиндрических пружин в каждой секции расположены вдоль соответствующей каждой из них дугообразной кривой, бок о бок друг к другу и соединены между собой в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей, концы основных цепочек цилиндрических пружин каждой секции расположены вплотную с цепочкой цилиндрических пружин упомянутой выше периферийной части, которая является ближайшей к упомянутой выше центральной части, и соединены с ней, а имеющие наибольшую длину основные цепочки цилиндрических пружин обеих секций соединены между собой в местах касания их друг с другом, дополнительные цепочки цилиндрических пружин в каждой группе расположены в последовательности, соответствующей убыванию их длины, бок о бок друг к другу и соединены между собой в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей, при этом имеющая наибольшую длину дополнительная цепочка цилиндрических пружин в каждой группе расположена бок о бок с имеющей наибольшую длину основной цепочкой цилиндрических пружин и соединена с ней в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей, первые концы дополнительных цепочек цилиндрических пружин в каждой группе расположены вплотную с цепочкой цилиндрических пружин упомянутой выше периферийной части, которая является ближайшей к упомянутой выше центральной части, и соединены с ней, а вторые концы дополнительных цепочек цилиндрических пружин в каждой группе расположены вплотную с вторыми концами дополнительных цепочек цилиндрических пружин смежной с ней группой дополнительных цепочек цилиндрических пружин, относящихся к другой секции, и соединены с ними попарно, при этом все соединения выполнены клеевыми.
Кроме того, поставленная задача решена тем, что дугообразные кривые, по которым расположены оси цилиндрических пружин основных цепочек цилиндрических пружин, являются или дугами эллипса, большая или малая ось которого расположена вдоль продольной оси симметрии модуля, или дугами окружности, центр которой лежит на упомянутой выше оси симметрии, или дугами параболы, ось которой расположена вдоль упомянутой выше оси симметрии.
Согласно второму варианту поставленная задача решена тем, что пружинный модуль для матрасов, содержащий цепочки цилиндрических пружин, при этом имеющие в продольном направлении наибольший диаметр D цилиндрические пружины в каждой цепочке цилиндрических пружин размещены по отдельности в удерживающие их относительно друг друга изолированные между собой карманы, выполненные посредством образования швов в оболочке, связывающей соответствующие каждой цепочке цилиндрические пружины с параллельно расположенными продольными осями последовательно между собой в направлении, перпендикулярном их продольным осям, согласно изобретению, он содержит центральную часть и охватывающую ее по всему периметру периферийную часть, выполненную в виде, по крайней мере, одной цепочки цилиндрических пружин, расположенных по замкнутому контуру прямоугольной формы, упомянутая выше центральная часть выполнена двухсекционной, при этом секции расположены вдоль продольной оси симметрии пружинного модуля для матрасов, а каждая секция включает группу основных цепочек цилиндрических пружин, имеющих неодинаковую длину, наименьшее значение которой составляет 150-200 мм, две одинаковые группы дополнительных цепочек цилиндрических пружин, также имеющих неодинаковую длину, и пружинный вкладыш, оси цилиндрических пружин основной цепочки цилиндрических пружин, имеющей наибольшую длину в группе, расположены по симметричной относительно упомянутой выше продольной оси симметрии и обращенной выпуклостью к ортогональной относительно этой оси границе между секциями дугообразной кривой, которая смещена от границы между секциями вдоль продольной оси симметрии на расстояние D/2 и пересекает соответствующую каждой секции поперечную границу между упомянутыми выше периферийной и центральной частями в точках, расположенных на одинаковом расстоянии D/2 от соответствующей каждой из них продольной границы между упомянутыми выше периферийной и центральной частями, при этом угол между касательными к дугообразной кривой в каждой из упомянутых выше точек пересечения и упомянутой выше осью симметрии не превышает по модулю 35°, оси цилиндрических пружин остальных основных цепочек цилиндрических пружин, расположенных в каждой секции в порядке, соответствующем убыванию их длины, расположены по соответствующей каждой из них дугообразной кривой, имеющей ту же форму, что и упомянутая выше дугообразная кривая, при этом все упомянутые выше дугообразные кривые расположены эквидистантно и на расстоянии, равном D, относительно друг друга, а основные цепочки цилиндрических пружин в каждой секции расположены вдоль соответствующей каждой из них упомянутой выше дугообразной кривой, бок о бок друг к другу и соединены между собой в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей, концы основных цепочек цилиндрических пружин каждой секции расположены вплотную с цепочкой цилиндрических пружин упомянутой выше периферийной части, которая является ближайшей к упомянутой выше центральной части, и соединены с ней, а имеющие наибольшую длину основные цепочки цилиндрических пружин обеих секций соединены между собой в местах касания их друг с другом, дополнительные цепочки цилиндрических пружин в каждой группе расположены в последовательности, соответствующей убыванию их длины, бок о бок друг к другу и соединены между собой в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей, при этом имеющая наибольшую длину дополнительная цепочка цилиндрических пружин в каждой группе расположена бок о бок с имеющей наибольшую длину основной цепочкой цилиндрических пружин и соединена с ней в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей, первые концы дополнительных цепочек цилиндрических пружин в каждой группе расположены вплотную с цепочкой цилиндрических пружин упомянутой выше периферийной части, которая является ближайшей к упомянутой выше центральной части, и соединены с ней, а вторые концы дополнительных цепочек цилиндрических пружин в каждой группе расположены вплотную с вторыми концами дополнительных цепочек цилиндрических пружин смежной с ней группой дополнительных цепочек цилиндрических пружин, относящихся к другой секции, и соединены с ними попарно, пружинный вкладыш выполнен в виде пружинной сборки из размещенных произвольно относительно друг друга и соединенных между собой тех же цилиндрических пружин, из которых выполнены упомянутые выше цепочки цилиндрических пружин, пружинный вкладыш имеет в плане форму, соответствующую форме полости между основной цепочкой цилиндрических пружин, имеющей наименьшую длину в соответствующей секции, и цепочкой цилиндрических пружин периферийной части модуля, которая является ближайшей к его центральной части, пружинный вкладыш размещен в упомянутой выше полости и соединен в местах взаимного контакта с ограничивающими полость цепочками цилиндрических пружин, при этом все соединения выполнены клеевыми.
Кроме того, поставленная задача решена тем, что дугообразные кривые, по которым расположены оси цилиндрических пружин основных цепочек цилиндрических пружин, являются или дугами эллипса, большая или малая ось которого расположена вдоль продольной оси симметрии модуля, или дугами окружности, центр которой лежит на упомянутой выше оси симметрии, или дугами параболы, ось которой расположена вдоль упомянутой выше оси симметрии.
Преимущество патентуемого пружинного модуля для матрасов, по сравнению с прототипом заключается в повышении комфортности за счет
- одновременного и разнонаправленного силового воздействия на тело спящего человека;
- изменения пространственной ориентации силового воздействия на каждый участок тела спящего человека при изменении его положения на поверхности для сна.
Остальные преимущества патентуемого пружинного модуля для матрасов станут ясными из дальнейшего описания конкретных вариантов воплощения изобретения.
На фиг.1 схематично изображен фрагмент цепочки цилиндрических пружин; на фиг.2 - пружинный модуль для матрасов, вид сверху, первый вариант; на фиг.3 - то же, второй вариант.
Патентуемый пружинный модуль для матрасов выполнен из цепочек цилиндрических пружин одинакового размера (в частности, с наибольшим диаметром D в осевом направлении) и с одинаковой жесткостью. Цилиндрические пружины 1 в каждой цепочке цилиндрических пружин размещены по отдельности в удерживающие их относительно друг друга изолированные между собой карманы 2 (замкнутые полости), выполненные посредством образования сварных швов 3 в оболочке 4, связывающей соответствующие каждой цепочке цилиндрические пружины 1 с параллельно расположенными продольными осями 5 в направлении, перпендикулярном этим осям 5 (фиг.1). Поскольку материал оболочки плотно охватывает размещенные в карманах 2 цилиндрические пружины 1 (а в большинстве случаев натянут на них), поэтому боковая поверхность цепочек цилиндрических пружин имеет складчатую форму, а сами складки параллельны друг другу, расположены последовательно в продольном направлении цепочки цилиндрических пружин и имеют полуцилиндрическую форму, которая, по существу, соответствует форме помещенных в карманы 2 цилиндрических пружин 1.
Пружинный модуль для матрасов включает центральную часть и охватывающую ее по всему периметру периферийную часть, выполненную в виде (фиг.2), по крайней мере, одной цепочки 6 цилиндрических пружин, расположенной по замкнутому контуру прямоугольной формы. Упомянутая выше периферийная часть может быть выполнена также из расположенных бок о бок двух или трех цепочек цилиндрических пружин, соединенных посредством склеивания между собой по длине в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей и расположенных по замкнутому контуру прямоугольной формы. Центральная часть пружинного модуля для матрасов выполнена в виде двух секций 7 и 8, расположенных вдоль продольной оси 9 симметрии пружинного модуля для матрасов, при этом граница 10 между секциями 7 и 8 перпендикулярна оси 9. В большинстве случаев секции 7 и 8 выполнены одинакового размера (фиг.2), однако они могут иметь различную длину в направлении оси 9 (в соответствии с особыми пожеланиями пользователя), поскольку предпочтительно, чтобы поясничный отдел позвоночника пользователя находился вблизи границы 10 между секциями 7 и 8.
Каждая секция 7 и 8 включает одну группу основных цепочек цилиндрических пружин, имеющих неодинаковую длину, а также две одинаковые группы дополнительных цепочек цилиндрических пружин, также имеющих неодинаковую длину. Оси цилиндрических пружин основной цепочки 11 цилиндрических пружин, имеющей наибольшую длину в группе соответствующей секции, расположены по обращенной выпуклостью к границе 10 и симметричной относительно оси 9 дугообразной кривой 12, смещенной от границы 10 вдоль оси 9 на расстояние D/2 и пересекающей соответствующую каждой секции 7 и 8 поперечную границу (соответственно обозначенную позициями 13 и 14) между периферийной и центральной частями пружинного модуля для матрасов в точках 15 и 16 (соответствующих концам дуги), расположенных на одинаковом расстоянии D/2 от соответствующей каждой из них продольной границы 17 и 18 между упомянутыми выше частями. В предпочтительном воплощении изобретения касательные к кривой 12 в точках 15 и 16 параллельны оси 9. В других случаях, угол между упомянутыми выше касательными и осью 9 по модулю (поскольку касательные расположены по обе стороны оси 9) не превышает 35°.
Оси цилиндрических пружин следующей из расположенных в порядке, соответствующем убыванию их длины, основной цепочки 11' цилиндрических пружин расположены по дугообразной кривой 12', имеющей ту же форму, что и кривая 12, и расположенной эквидистантно относительно нее и на расстоянии - D. Оси цилиндрических пружин, расположенных в порядке, соответствующем убыванию их длины, остальных основных цепочек цилиндрических пружин в каждой секции расположены по соответствующей каждой из них дугообразной кривой, имеющей ту же форму, что и кривые 12 и 12', при этом эти дугообразные кривые расположены эквидистантно и на расстоянии, равном D, относительно друг друга. Таким образом, основные цепочки цилиндрических пружин в каждой секции 7 и 8 расположены в порядке, соответствующем убыванию их длины, вдоль соответствующей каждой из них дугообразной кривой, бок о бок друг к другу и склеены между собой в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей. Концы основных цепочек цилиндрических пружин каждой секции 7 и 8 расположены вплотную с цепочкой цилиндрических пружин периферийной части пружинного модуля для матрасов, которая является ближайшей к его центральной части (на фиг.2 - это цепочка 6 цилиндрических пружин) и соединены с ней с помощью клея. Имеющие наибольшую длину основные цепочки 11 цилиндрических пружин обеих секций соединены между собой в местах касания их друг с другом.
В большинстве практически важных случаев, упомянутые выше дугообразные кривые 12, 12' и т.д. являются дугами следующих кривых второго порядка, а именно эллипса, большая или малая ось которого расположена вдоль оси 9; окружности, центр которой лежит на оси 9; параболы, ось которой расположена вдоль оси 9, при этом, в предпочтительном воплощении изобретения, упомянутые выше дугообразные кривые являются дугами полуэллипса или дугами полуокружности. В случае же, когда длина дугообразных кривых меньше длины полуэллипса или полуокружности, или когда дугообразные кривые являются дугами параболы, то необходимо соблюдение упомянутого выше ограничения: угол между касательными в точках, соответствующих концам каждой дуги, и осью 9 не должен превышать по модулю 35°.
Здесь необходимо отметить, что для обеспечения существенного снижения трудозатрат при изготовлении патентуемого пружинного модуля для матрасов без ухудшения его эксплуатационных параметров вместо основных цепочек цилиндрических пружин с длиной, которая меньше 150-200 мм, используется пружинный вкладыш 19 (фиг.3), выполненный в виде пружинной сборки из размещенных произвольно относительно друг друга и соединенных между собой тех же цилиндрических пружин 1, из которых выполнены все цепочки цилиндрических пружин патентуемого модуля, при этом цилиндрические пружины 1 помещены в изолированные между собой карманы, а пружинный вкладыш 19 в плане имеет форму, соответствующую форме полости между основной цепочкой цилиндрических пружин, имеющей минимальную длину в соответствующей секции, и цепочкой цилиндрических пружин периферийной части модуля, которая является ближайшей к его центральной части. Вкладыш 19 размещен в упомянутой выше полости и соединен в местах взаимного контакта, с одной стороны, с цепочкой цилиндрических пружин периферийной части модуля, которая является ближайшей к его центральной части (на фиг.3 - это цепочка 6 цилиндрических пружин), а, с другой стороны, он соединен с частично охватывающей его основной цепочкой цилиндрических пружин, имеющей наименьшую длину в соответствующей секции, при этом все соединения выполнены клеевыми.
В каждой группе дополнительные цепочки цилиндрических пружин расположены в последовательности, соответствующей убыванию их длины, при этом оси цилиндрических пружин дополнительной цепочки 20 цилиндрических пружин, ближайшей к основной цепочке 11 цилиндрических пружин и имеющей наибольшую длину в каждой группе, лежат на дугообразной кривой 21, расположенной эквидистантно относительно соответствующего ей участка дугообразной кривой 12 и на расстоянии от него, равном D, а оси цилиндрических пружин остальных дополнительных цепочек 22, 23 цилиндрических пружин в каждой группе лежат на дугообразных кривых, также расположенных эквидистантно и на расстоянии D друг относительно друга. Таким образом, дополнительные цепочки 20, 22 и 23 цилиндрических пружин в каждой группе расположены в порядке убывания их длины, бок о бок друг к другу и соединены между собой в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей, при этом имеющая наибольшую длину дополнительная цепочка 20 цилиндрических пружин в каждой группе расположена бок о бок с имеющей наибольшую длину основной цепочкой 11 цилиндрических пружин соответствующей секции и соединена с ней в местах взаимного контакта их складчатых боковых поверхностей. Первые концы дополнительных цепочек 20, 22 и 23 цилиндрических пружин в каждой группе расположены вплотную с цепочкой цилиндрических пружин периферийной части пружинного модуля для матрасов, которая является ближайшей к его центральной части (на фиг.2 - цепочка 6 цилиндрических пружин), и соединены с ней с помощью клея. Вторые концы дополнительных цепочек 20, 22 и 23 цилиндрических пружин в каждой группе дополнительных цепочек цилиндрических пружин расположены вплотную с вторыми концами дополнительных цепочек 20, 22 и 23 цилиндрических пружин смежной с ней группой дополнительных цепочек цилиндрических пружин, относящихся к другой секции, и соединены попарно друг с другом. В предпочтительном воплощении изобретения для обеспечения более высокой заполняемости объема пружинного модуля для матрасов в полостях, расположенных вдоль границы 10, размещены отдельные звенья 24 цепочки цилиндрических пружин, при этом звенья 24 соединены с окружающими их цепочками цилиндрических пружин в местах их взаимного контакта. Для повышения устойчивости (сохраняемости) формы пружинного модуля для матрасов могут быть использованы известные из уровня техники средства, а именно: уголки, ленты, поролоновый короб и т.д. Для образования матраса патентуемый пружинный модуль помещается, например, в чехол из стеганого материала, образующий сверху и снизу поверхности для сна и закрывающий модуль с боков.
Патентуемый пружинный модуль для матрасов функционирует следующим образом. Под действием нагрузки, создаваемой весом спящего человека, происходит деформация цилиндрических пружин, образующих пружинный модуль для матрасов. В результате на тело спящего человека будет оказываться силовое воздействие, параметры которого зависят, в том числе, и от распределения по поверхности для сна зон с повышенной и пониженной жесткостью. Патентуемое размещение основных цепочек цилиндрических пружин вдоль дугообразных кривых, эквидистантных дугообразной кривой 12, обеспечивает одновременное разнонаправленное силовое воздействие на тело спящего человека, поскольку совпадающее с направлением нормали к дугообразной кривой 12 направление, соответствующее повышенной жесткости, монотонно изменяется в поперечном направлении от направления, совпадающего с осью 9, до (в предпочтительном воплощении изобретения) направления, перпендикулярного к этой оси 9 вблизи поперечных границ 13 и 14 между периферийной и центральной частями пружинного модуля для матрасов. Кроме того, с изменением положения тела спящего человека на поверхности для сна будет изменяться и пространственная ориентация силового воздействия на каждый участок тела пользователя. В результате, как показали испытания матрасов, изготовленных с использованием патентуемого пружинного модуля, обеспечивается повышение комфортности.
Испытания проводились с участием 47 человек различного пола в возрасте от 24 до 62 лет, которые сначала в течение трех ночей спали на матрасах, в которых использовались пружинные модули, выполненные аналогично прототипу. На первом этапе исследовались матрасы, в которых использовались патентуемые пружинные модули с основными цепочками цилиндрических пружин, размещенными вдоль дугообразных кривых, являющимися дугами полуокружности. В начале испытаний (до сна) почти половина испытуемых (22 человека) отметили, что в положении лежа на спине патентуемое изделие является более удобным (комфортным) по сравнению с предыдущим, при этом большинство из этих испытуемых имели те или иные проблемы в области спины (позвоночника). По окончании первого этапа испытаний (длительностью три дня) только 9 испытуемых не заметили какого-либо улучшения комфортности в положении лежа на спине, а также улучшения состояния после сна. Остальные испытуемые констатировали не только высокую комфортность в положении лежа на спине, но и улучшение своего состояния после сна.
На втором этапе из числа испытуемых, отметивших более высокую комфортность патентуемого изделия, были сформированы девять групп по четыре человека в каждой. Для проведения испытаний были изготовлены матрасы, в которых использовались 18 модификаций патентуемого пружинного модуля. Все матрасы были распределены по трем группам, каждая из которых включала три подгруппы а именно: в первой группе матрасов основные цепочки цилиндрических пружин их модуля были расположены вдоль дугообразных кривых, которые являются дугами окружности, при этом угол между касательными в точках, соответствующих концам дуг, и осью 9 в первой подгруппе равен 20°, во второй - 30°, а в третьей - 40°; во второй группе матрасов основные цепочки цилиндрических пружин их модуля были расположены вдоль дугообразных кривых, которые являются дугами эллипса, при этом угол между касательными в точках, соответствующих концам дуг, и осью 9 в первой подгруппе равен 20°, во второй - 30°, а в третьей - 40°; а в третьей группе матрасов основные цепочки цилиндрических пружин их модуля были расположены вдоль дугообразных кривых, которые являются дугами параболы, при этом угол между касательными в точках, соответствующих концам дуг, и осью 9 в первой подгруппе равен 20°, во второй - 30°, а в третьей - 40°. Здесь необходимо отметить, что длина дуг окружности меньше длины дуги полуокружности, а длина дуг эллипса меньше длины дуги полуэллипса. Кроме того, в каждой из упомянутых выше подгруппе половина матрасов была изготовлена с использованием пружинного модуля для матрасов по первому варианту осуществления изобретения, а другая половина матрасов - с использованием пружинного модуля для матрасов согласно второму варианту осуществления изобретения. Испытания на втором этапе проводились в течение трех дней. По окончании второго этапа испытаний испытуемые, спавшие на матрасах, относящихся к первым из указанных выше подгруппам, не отмечали изменений в комфортности. Испытуемые, спавшие на матрасах, относящихся ко вторым из указанных выше подгруппам, в большинстве своем (75%) не отмечали изменений в комфортности, а только 58% испытуемых, спавших на матрасах, относящихся к третьим из указанных выше подгруппам, не отмечали изменений в комфортности. Следствием вышесказанного является указанное выше ограничение, накладываемое на величину угла между касательными в точках 15 и 16 и осью 9, а именно, величина этого угла по модулю не превышает 35°.
Промышленная применимость патентуемого изобретения подтверждается также возможностью осуществления его с использованием известного оборудования и материалов.