DE4139697A1 - Measurement of mattress, cushion, etc. - applying force to object, measuring deformation, and evaluating to determine condition of object - Google Patents
Measurement of mattress, cushion, etc. - applying force to object, measuring deformation, and evaluating to determine condition of objectInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung von Matratzen, Polstern und ähnlichen flächig-ela stischen Gegenständen und dient der Feststellung des Zustandes der vorstehend genannten Gegenstände, insbesondere nach länge rem Gebrauch.The invention relates to a method and an apparatus for Measurement of mattresses, upholstery and similar flat ela objects and serves to determine the condition of the aforementioned items, especially by length rem use.
Es ist bekannt, daß z. B. Federkernmatratzen trotz aufwendi ger innerer Konstruktion und dem Einsatz spezieller Materialien hinsichtlich ihrer, über die Fläche verteilten elastischen Eigenschaften einem irreversiblen Alterungsprozeß unterlie gen.It is known that e.g. B. spring mattresses despite expensive inner construction and the use of special materials in terms of their elasticity distributed over the surface Properties undergo an irreversible aging process gene.
Zur Verbesserung der Alterungsbeständigkeit wurden daher zuneh mend Matratzen auf Latexbasis eingesetzt, wobei allerdings auch hier durch Zersetzungsreaktionen des verwendeten Mate rials über einen längeren Zeitraum sich die Federn und damit Qualitätseigenschaften in kaum zu beeinflussendem Umfang än dern.To improve the resistance to aging, therefore, increased mend latex-based mattresses, although here, too, through decomposition reactions of the mate used rials over a long period of time and the feathers Quality properties to a degree that can hardly be influenced other.
Da die Eigenschaftsänderung jeweils von der konkreten Bela stungshäufigkeit und Stärke, beispielsweise dem Körpergewicht des Benutzers abhängen, ist es zur Gewährleistung eines aus reichenden Komforts z. B. in Hotels üblich, die Matratze turnusmäßig auszutauschen.Since the property change depends on the specific Bela frequency and strength, e.g. body weight depend on the user, it is to ensure one out sufficient comfort z. B. common in hotels, the mattress to be exchanged regularly.
Dieser Austausch ist insbesondere dadurch unökonomisch, da der jeweilige einzelne konkrete Zustand der Matratze nicht erkannt und berücksichtigt wird. Ein vorzeitiger Verschleiß mit den daraus resultierenden Nachteilen für das Wohlbefinden des Nutzers kann nicht erkannt werden. Auch ist es nicht möglich, noch qualitativ hochwertige Matratzen mit entsprechenden Soll eigenschaften zu erkennen, und diese bis zur Grenznutzungs dauer einzusetzen.This exchange is particularly uneconomical because the respective individual concrete condition of the mattress was not recognized and is taken into account. Premature wear with the resulting disadvantages for the well-being of User cannot be recognized. Nor is it possible still high quality mattresses with appropriate debits recognizing properties, and these up to the limit use use time.
Im individuellen Haushalt, so haben Untersuchungen ergeben, wird dem Schlafkomfort nur unzureichend Bedeutung beigemes sen.In individual households, studies have shown Insufficient importance is attached to sleeping comfort sen.
Dies führt dazu, daß Schlaf- bzw. Schlafrhythmusstörungen, deren Ursache unter anderem in einer falschen Matratzenaus wahl oder in einem Verschleiß selbiger liegen können, nicht mit den geeigneten Mitteln begegnet wird.This leads to sleep or sleep rhythm disorders, their cause, among other things, in a wrong mattress choice or in a wear and tear of the same, not is countered with the appropriate means.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung von Matratzen, Polstern oder ähnlichen flächigen Gegenständen anzugeben, welches mit einfachen Mitteln eine effektive Zustandsuntersuchung des be treffenden Gegenstandes ermöglicht sowie im Ergebnis der Un tersuchung Entscheidungskriterien ableitbar macht, welche eine weitere Verwendbarkeit oder einen erforderlichen Austausch des untersuchten Gegenstandes erkennen läßt.The invention is therefore based on the object of a method and a device for measuring mattresses, cushions or similar flat objects, which with simple means an effective condition examination of the be enables the object to be hit, and as a result of the Un examination makes decision criteria derivable, which one further usability or a necessary exchange of the examined object reveals.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den im Kennzeichen des Pa tentanspruches i angegebenen Merkmalen gelöst.The object of the invention with the in the characteristics of Pa Solved claim claims i specified.
Erfindungswesentlich wird auf den zu vermessenden bzw. zu un tersuchenden Gegenstand, beispielsweise eine handelsübliche Matratze, örtlich nacheinander über deren Oberfläche punktuell verteilt oder kontinuierlich eine vorgebbare Kraft aufgebracht und die jeweilige ortsbezogene kraftbedingte Verformung der Matratze bestimmt sowie gegebenenfalls aufgezeichnet.Essential to the invention is the one to be measured or un Searching object, for example a commercial one Mattress, localized one after the other over its surface distributed or continuously applied a predetermined force and the respective location-related force-related deformation of the Mattress determined and recorded if necessary.
In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, eine ortsglei che Abtastung mit jeweils verschiedenen vorgegebenen Kräften durchzuführen, um die quasi dynamischen Elastizitäts- bzw. Fe dereigenschaften der Matratze feststellen zu können.In an embodiment of the invention, it is possible to use the same location che scanning with different predetermined forces to perform the quasi dynamic elasticity or Fe to determine the properties of the mattress.
Auch ist es nach der Erfindung möglich, impulsartige Kräfte auf verschiedene ausgewählte Oberflächenabschnitte, zweckmä ßigerweise über eine Linie entlang der gesamten Matratzenlän ge und/oder Breite verteilt aufzubringen, um insbesondere bei Federkernmatratzen das Nachlassen der schwingungsdämpfenden Wirkung zu erkennen.It is also possible according to the invention, impulsive forces on different selected surface sections, expediently usually along a line along the entire mattress length to apply ge and / or width distributed, in particular at Spring mattresses the weakening of the vibration damping Recognizing effect.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einer Vorrichtung zur Vermessung von Matratzenpolstern und ähnlichen elastisch flächigen Gegenständen realisiert, wobei ein Meßwagen über möglichst eben ausgebildete Meßschienen mindestens längs der zu untersuchenden Matratze bewegt wird. Während des Bewe gungsvorganges wird über einen Abtastarm eine vorgegebene, je Meßvorgang konstante, Kraft auf die Oberfläche der Matratze zur Einwirkung gebracht.The method according to the invention is carried out with a device for Measurement of mattress pads and similar elastic Realized flat objects, with a measuring car over measuring rails formed as flat as possible at least along the to be examined mattress is moved. During the move supply process is a predetermined, a scanning arm constant force per measurement on the surface of the mattress brought into effect.
Das aufgrund der Krafteinwirkung sich örtlich verändernde Hö henprofil der Matratze wird erfaßt und z. B. mittels eines XY-Schreibers zur Aufzeichnung gebracht.The height that changes locally due to the force hen profile of the mattress is detected and z. B. by means of a XY writer recorded.
Durch eine Wiederholung des Meßvorgangs mit jeweils unter schiedlichen Kraftwerten kann eine quasi-dynamische Unter suchung der Matratze erfolgen.By repeating the measurement process with each under Different force values can be a quasi-dynamic sub search for the mattress.
Zweckmäßigerweise werden die Meßschienen annähernd mittig, bezogen auf die Matratzenbreite, angeordnet, so daß eine Un tersuchung in der Hauptbelastungszone bzw. Achse erfolgen kann.The measuring rails are expediently approximately in the center, based on the mattress width, arranged so that an Un the main load zone or axis can.
Jedoch können insbesondere bei Doppelmatratzen die Meßschie nen auch an mehreren Punkten über die Matratzenbreite nachein ander angesetzt oder bewegt werden, um eine möglichst umfas sende zweidimensionale Abtastung zu ermöglichen. Zur Verein fachung der Handhabung der Vorrichtung ist es daher zweckmä ßig, die Meßschienen senkrecht zur Längsrichtung auf zwei wei teren Schienen beweglich anzuordnen.However, especially with double mattresses, the measuring rail at several points across the width of the mattress be set up or moved to encompass as much as possible send two-dimensional scanning. To the club it is therefore expedient to simplify the handling of the device ßig, the measuring rails perpendicular to the longitudinal direction on two white Arrange the other rails movably.
Im Falle des Aufbringens einer impulsartigen Belastung wird der Abtastarm kurzzeitig, z. B. elektromagnetisch, erregt. Die Amplitude und der Dämpfungsverlauf des Impulses wird orts bezogen aufgezeichnet und anschließend ausgewertet.In the event of an impulse-like load being applied the scanning arm briefly, e.g. B. electromagnetically excited. The amplitude and the damping curve of the pulse become local related recorded and then evaluated.
Hierbei wird nach erfolgter Impulsauslösung und Aufzeichnung der Meßkopf in jeweils vorgegebenen, zweckmäßigerweise äqui distanten Schritten über die Oberfläche der Matratze bewegt, so daß auch hier eine ein- bzw. zweidimensionale Untersuchung möglich ist.This is done after triggering and recording the measuring head in each predetermined, expediently equi distant steps across the surface of the mattress, so that here too a one- or two-dimensional examination is possible.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein gewünschter Härtegrad einer Matratze im Zusammenwirken mit der zugehöri gen Matratzenunterlage nach objektiven Kriterien eingestellt werden. Eine derartige Einstellung kann nach einem vorgegebe nen aufgezeichneten Profil nach Bedarf wiederholt werden bzw. an ein verändertes Körpergewicht des Nutzers angepaßt werden. In a further embodiment of the invention, a desired one Degree of hardness of a mattress in cooperation with the associated one mattress pad set according to objective criteria will. Such a setting can be specified according to a a recorded profile can be repeated or can be adapted to a changed body weight of the user.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Un teransprüchen.Further preferred embodiments result from the Un claims.
Nachfolgend wird ein Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung mittels Abbildung näher erläutert.The following is an example of the device according to the invention tion explained in more detail using the illustration.
Hierbei zeigen:Here show:
Fig. 1a die erfindungsgemäße Vorrichtung, welche auf einer zu untersuchenden Matratze angeordnet ist in Drauf sicht; Figure 1a shows the device according to the invention, which is arranged on a mattress to be examined in plan view.
Fig. 1b die erfindungsgemäße Vorrichtung, welche auf einer zu untersuchenden Matratze angeordnet ist in Seiten ansicht; FIG. 1b view the device according to the invention, which is disposed on a mattress to be examined in pages;
Fig. 2a den Meßwagen zum Aufbringen einer vorgegebenen kon stanten Kraft sowie zur Ermittlung der Verformung; Figure 2a shows the measuring car for applying a predetermined constant force and for determining the deformation.
Fig. 2b den Meßwagen zum Aufbringen einer impulsartigen Kraft; FIG. 2b shows the measuring carriage for applying a pulse-like force;
Fig. 3 eine Ausführungsform der teleskopartigen Meßschiene; Fig. 3 shows an embodiment of the telescopic measuring rail;
Fig. 4 ein Blockschaltbild der Auswerteeinrichtung. Fig. 4 is a block diagram of the evaluation device.
Die Fig. 1a und 1b zeigen eine transportable Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vermessung von Matratzen, Polstern oder ähnlichen elastisch-flächigen Gegenständen, wel che auf eine zu untersuchende Matratze 1 annähernd in der Längsachse dieser mittig aufgebracht wurde. FIGS. 1a and 1b show a transportable embodiment of the device according to the invention for the measurement of mattresses, cushions or similar elastic-dimensional objects, che wel to a mattress 1 to be examined is approximately in the longitudinal axis of this was applied centrally.
Der Meßwagen 2 ist hierbei auf den Meßschienen 3 längsbeweg lich angeordnet.The measuring carriage 2 is arranged on the measuring rails 3 longitudinally Lich.
Zusätzlich ist es möglich, durch weitere Schienen 4 den Meß wagen 2 auch quer, d. h. über die Breite der Matratze 1 zu bewegen, um in einfacher Weise ein zweidimensionale Abtastung der Matratzenoberfläche zu erreichen.In addition, it is possible to more rails 4 the measuring carriage 2 also transversely, ie to move across the width of the mattress 1, to achieve a two-dimensional scanning of the surface of the mattress in a simple manner.
Am Meßwagen 2 ist beweglich ein Abtastarm 5 vorgesehen, wel cher z. B. mittels einer einstellbaren Feder 6 unter einem auf gesetzten Gewicht definiert auf die Matratzenoberfläche ein wirkt.On the measuring carriage 2 a scanning arm 5 is movably provided, which cher z. B. by means of an adjustable spring 6 under a defined weight acts on the mattress surface.
Am Ort der Einwirkung wird die Matratzenoberfläche je nach Zu stand verschieden stark verformt bzw. eingedrückt, so daß sich im Zuge einer Bewegung des Meßwagens 2 ein Höhenprofil der de finiert belasteten Matratze 1 ergibt.At the place of action, the mattress surface is deformed or pressed in depending on the state to different degrees, so that in the course of a movement of the measuring carriage 2 there is a height profile of the de fi ned loaded mattress 1 .
Die Bewegung des Meßwagens 2 kann dabei von Hand oder elektro motorisch erfolgen.The movement of the measuring carriage 2 can be done by hand or electro motor.
Die Ortsbestimmung erfolgt beispielsweise mittels einer mit der Achse 7 des Meßwagens gekoppelten Schlitzblende 8.The location is determined, for example, by means of a slit diaphragm 8 coupled to the axis 7 of the measuring carriage.
Den konstruktiven Aufbau des Meßwagens zum Aufbringen einer vorgegebenen konstanten Kraft zeigt Fig. 2a. Mit der Achse 7 des Meßwagens 2 ist die vorerwähnte Schlitzblende 8 verbunden, welche mit einem Optokoppler 9 derart zusammenwirkt, daß über die Drehbewegung der Achse, welche wiederum von der Längsbe wegung des Meßwagens 2 abhängt, ein Ortslagersignal ableit bar ist.The structural design of the measuring carriage for applying a predetermined constant force is shown in FIG. 2a. With the axis 7 of the measuring car 2 , the aforementioned slit 8 is connected, which cooperates with an optocoupler 9 such that a rotational signal of the axis, which in turn depends on the movement of the measuring car 2 , a local signal is derived.
Mittels einer Verstelleinrichtung 10 kann das Federelement 6 definiert vorgespannt werden, so daß eine entsprechende Kraft auf die Oberfläche der Matratze 1 aufgebracht werden kann.The spring element 6 can be preloaded in a defined manner by means of an adjusting device 10 , so that a corresponding force can be applied to the surface of the mattress 1 .
Der Abtastarm 5 ist an seinem beweglich gelenkseitigen Ende 11 mit einem nicht dargestellten veränderbaren Widerstand derart verbunden, daß die Elongation des Abtastarmes 5 als äquivalen te Größe, bezogen auf das Höhenprofil der Matratze 1, bei Krafteinwirkung ausgewertet werden kann. The scanning arm 5 is connected at its movable joint-side end 11 with a variable resistor, not shown, such that the elongation of the scanning arm 5 can be evaluated as an equivalent te size, based on the height profile of the mattress 1 , when force is applied.
Im Falle des Aufbringens größerer Kräfte auf die Matratze 1 kann zum Fixieren des Meßwagens 2 selbiger mit einem zusätz lichen walzenartigen Element 12 an seiner Unterseite versehen sein.In the event of the application of greater forces to the mattress 1 it can be provided with an additional roller-like element 12 on its underside for fixing the measuring carriage 2 .
Das freie Ende 13 des Abtastarmes 5 ist zweckmäßigerweise als drehbewegliches Rad, Kugel oder Walze ausgebildet.The free end 13 of the scanning arm 5 is advantageously designed as a rotatable wheel, ball or roller.
Die Fig. 2b zeigt den prinzipiellen Aufbau des Meßwagens 2, welcher zum Aufbringen impulsartiger Kräfte auf die Oberfläche der Matratze 1 geeignet ist. FIG. 2b shows the basic structure of the measuring carriage 2, which pulse-like for applying forces is adapted to the surface of the mattress 1.
Hierbei wird ein metallischer Stößel, der als Kern einer Spu le 15 ausgebildet ist, bei Erregung der Spule 15 entgegen der Zugfeder 16 kurzzeitig in Richtung der Oberfläche der Matratze 1 bewegt.Here, 15 is formed a metal follower le as an SPU core is moved upon energization of the coil 15 against the tension spring 16 momentarily in the direction of the surface of the mattress. 1
Durch den veränderbaren Widerstand 17 wird die Bewegung des Stößels 14 sowie dessen Nachschwingen und damit die Dämpfungs eigenschaften des Matratzenkerns ermittelt.Through the variable resistor 17 , the movement of the plunger 14 and its reverberation and thus the damping properties of the mattress core is determined.
Auch hier kann eine ein- oder zweidimensionale Untersuchung durch einfache Bewegung und Lageveränderung des Meßwagens 2 sowie zugehöriger Meßwerterfassung erfolgen.Here, too, a one- or two-dimensional examination can be carried out by simply moving and changing the position of the measuring carriage 2 and the associated measurement value acquisition.
In der Fig. 3 ist der Querschnitt einer teleskopartigen Aus führungsform der Meßschiene 3 gezeigt.In Fig. 3 the cross section of a telescopic guide form from the measuring rail 3 is shown.
Hierbei werden zwei U-Profile 18 mit entsprechenden Abmessun gen ineinanderverschieblich angeordnet und mittels seitlichen Führungsstiften 19 in entsprechenden Aussparungen beweglich gelagert.Here, two U-profiles 18 with corresponding dimensions are arranged one inside the other and movably supported by means of lateral guide pins 19 in corresponding recesses.
Durch eine derartige konstruktive Gestaltung ergibt sich eine versatzfreie Ebene 20, auf der der Meßwagen 2 geführt werden kann. Such a structural design results in an offset-free plane 20 on which the measuring carriage 2 can be guided.
Gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Blockschaltbild wird der Meßwagen 2 durch einen Motor angetrieben.According to the block diagram shown in Fig. 4, the measuring carriage 2 is driven by a motor.
Die Verformung der Matratze wird durch den mit dem Abtastarm 5 zusammenwirkenden veränderbaren Widerstand 21 erfaßt und über einen steuerbaren Verstärker bzw. eine Pegelanpaßstufe 22 dem als Aufzeichnungsgerät dienenden XY-Schreiber 25 zuge führt.The deformation of the mattress is detected by the variable resistor 21 interacting with the scanning arm 5 and leads to the XY recorder 25 serving as a recording device via a controllable amplifier or a level adjustment stage 22 .
Die Ortskoordinaten werden mittels der Vorrichtung 7, 8 und 9, d. h. der in der Achse 7 des Meßwagens 2 angeordneten Stütz blende 8 und dem zugehörigen Optokoppler 9 erfaßt und über den Digitalanalogwandler 24 einer weiteren Pegelanpaßstufe 23 zu geführt.The location coordinates are detected by means of the device 7 , 8 and 9 , ie the arranged in the axis 7 of the measuring carriage 2 support aperture 8 and the associated optocoupler 9 and via the digital analog converter 24 to a further level adjustment stage 23 .
Das derart pegelangepaßte Lagesignal gelangt auf den entspre chenden Eingang des XY-Schreibers 25.The level-adjusted position signal reaches the corresponding input of the XY recorder 25 .
Selbstverständlich ist es ebenso möglich, eine digitale Signalverarbeitung derart vorzusehen, daß der analoge Wert des veränderbaren Widerstandes 21 digitalisiert wird, wobei dann die digitalen Daten aus Verformung und Ortskoordinaten bei spielsweise in einem Mikrorechner weiterverarbeitet werden können.Of course, it is also possible to provide digital signal processing in such a way that the analog value of the variable resistor 21 is digitized, in which case the digital data from deformation and location coordinates can be further processed in a microcomputer, for example.
Durch eine visuelle Ausgabeeinheit kann dann ein dreidimensio nales Bild der Eigenschaften der untersuchten Matratze darge stellt werden.Through a visual output unit, a three-dimensional nale picture of the properties of the examined mattress Darge be put.
Claims (10)
daß ein Meßwagen (2) über eben ausgebildete Meßschienen längs und/oder quer über den zu untersuchenden Gegenstand (1) bewegt wird, wo bei während des Bewegungsvorganges über einen Abtastarm (5), welcher mit dem Meßwagen (2) in Verbindung steht, eine vorgegebene, im Meßvorgang konstante Kraft auf die Ober fläche des zu untersuchenden Gegenstandes (1) zur Einwirkung gebracht wird,
und daß das aufgrund der Krafteinwirkung sich örtlich verändernde Höhenprofil des zu untersuchen den Gegenstandes (1) erfaßt und ausgewertet wird.8. A device, in particular for carrying out the method for measuring mattresses, cushions or similar elastic flat objects, characterized in that
that a measuring carriage ( 2 ) is moved lengthways and / or transversely over the object to be examined ( 1 ) over level measuring rails, where a during the movement process via a scanning arm ( 5 ), which is connected to the measuring carriage ( 2 ) predetermined force, which is constant in the measuring process, is brought to bear on the surface of the object to be examined ( 1 ),
and that the height profile of the object ( 1 ) to be examined, which changes locally due to the action of force, is detected and evaluated.
daß der Meßwagen (2) einen Abtastarm (5) aufweist, der mit einer vorstellbaren Feder (6, 10) derart zusammenwirkt,
daß sein freies Ende mit der vorgegebenen Kraft auf die Oberfläche des zu un tersuchenden Gegenstandes (1) einwirken kann und wobei am gelenkig gelagerten Ende des Abtastarmes (11) die dem Höhen profil des zu untersuchenden Gegenstandes (1) äquivalente Elongation erfaßt wird.9. The device according to claim 8, characterized in
that the measuring carriage ( 2 ) has a scanning arm ( 5 ) which interacts with an imaginable spring ( 6 , 10 ) in such a way
that its free end can act with the predetermined force on the surface of the object to be examined ( 1 ) and wherein at the articulated end of the scanning arm ( 11 ) the height profile of the object to be examined ( 1 ) equivalent elongation is detected.
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Also Published As
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