DE102005054725A1

DE102005054725A1 - Federkern

Info

Publication number: DE102005054725A1
Application number: DE102005054725A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Grothaus
Original assignee: AGRO Federkernproduktions GmbH
Current assignee: AGRO Federkernproduktions GmbH
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-05-24
Also published as: EP1787551A1; US20070108679A1

Abstract

Ein aus einer Vielzahl von Einzelfeldern (2) bestehender Federkern, ist so ausgebildet, dass jede Einzelfeder (2) aus mindestens einem, bei Belastung bauchig verformbaren, in Belastungsebene zumindest zu einem Teilring geformten Federband (3) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen aus einer Vielzahl von Einzelfedern bestehenden Federkern.

Derartige Federkerne finden in unterschiedlichen Bereichen Verwendung. Beispielhaft seien hier Federkerne für Polstermöbel, insbesondere aber für Matratzen genannt.

Die Einzelfedern der bekannten Federkerne sind als Schraubenfedern ausgebildet und bestehen üblicherweise aus Metall.

Allerdings sind bei den bekannten Federkernen eine ganze Reihe von Nachteilen zu beklagen. So ist zunächst einmal das relativ hohe Gewicht der mit Metallfedern bestückten Federkerne zu nennen, das sich in vielfältiger Weise ungünstig auswirkt. Beispielsweise ergeben sich daraus relativ hohe Transportkosten vom Hersteller der Federkerne zum Weiterverarbeiter, was naturgemäß einer optimierten Kostenstruktur entgegensteht.

Ein weiteres nachteiliges Kriterium ist in der elektrischen Leitfähigkeit der aus Metall bestehenden Schraubenfedern zu sehen, die vielfach den gesundheitsbewussten Wünschen der Nutzer solcher Federkerne bzw. daraus hergestellter Matratzen entgegensteht. Insbesondere sich bildende Magnetfelder, aber auch sogenannte durch Metall beeinflussbare Erdstrahlen führen bei einem gesundheitsbewussten Verbraucher zu durchaus ernstzunehmenden Bedenken.

Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, ist schon versucht worden, die Schraubenfedern aus Kunststoff herzustellen. Jedoch ist dies nur mit einem erheblichen fertigungstechnischen Aufwand möglich, da das Ausgangsprodukt, nämlich ein sozusagen Kunststoffdraht zur Erzeugung der Wendelung erwärmt werden muss, um die Wendelform zu erreichen.

Einer rationellen und in fertigungstechnischer Hinsicht optimierten Herstellung, wie sie für ein solches Serienprodukt, wie es der Federkern darstellt, erstrebt wird, ist mit einer derartigen Lösung nicht erzielbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Federkern der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, dass er bei unverändertem Nutzkomfort eine bessere Gebrauchsfähigkeit aufweist und hinsichtlich der Fertigung kostengünstiger wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Federkern mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Ein in diesem Sinne ausgebildeter Federkern zeichnet sich zunächst einmal durch sein geringes Gewicht aus, das vorteilhaft ist in bezug auf die Handhabung und den Transport des Federkerns.

Aber auch hinsichtlich des erzielbaren Benutzungskomforts sind bemerkenswerte Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik gegeben. So zeichnet sich die neue Einzelfeder beispielsweise durch eine hohe Punktelastizität aus.

Eine Konfiguration zu einem Mehrbereichsfederkern kann ebenfalls mit geringem Aufwand erreicht werden. So ist problemlos die Wandstärke des Federnbandes, die Federform und die Federanzahl variierbar.

Hinsichtlich der Federform besteht die Möglichkeit das Abmaß der Ausbauchung unterschiedlich vorzusehen oder das Federungsverhalten durch die Anzahl von Federbändern einer Einzelfeder.

Prinzipiell kann das Federband aus Metall bestehen, insbesondere einem Federblech, das jedoch nicht die Eigenschaften bezüglich nicht vorhandener elektrischer Leitfähigkeit oder nicht vorhandener Magnetfelder aufweist.

Um den Federkern frei von diesen physikalischen Gegebenheiten zu halten, wird die Einzelfeder bzw. das Federband aus einem Kunststoff gefertigt, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff. Hierzu eignen sich vor allem Faserverbundwerkstoffe aus Polypropylen in Verbindung mit Fasern, beispielsweise Glasfasern oder dergleichen sowie aus Keflar. Dieses Material ist im übrigen voll recycelfähig, was unter Umweltschutzaspekten von durchaus beachtenswerter Bedeutung ist.

Die Einzelfedern können beispielsweise durch eine Vliesabdeckung zu einem Federkern zusammengefasst sein, wobei beide Breitseiten jeweils eine Vliesabdeckung aufweisen. Zur Optimierung der Stabilität des Federkerns trägt in diesem Fall eine streifenweise Schlitzung in der jeweiligen Vliesabdeckung bei, durch die vorzugsweise diagonale Streifen gebildet werden. Für einen seitlichen Halt sind Umrandung aus Vliesmaterial vorzusehen. Die Vliesabdeckungen sind vorzugsweise mit den Einzelfedern verklebt, so dass eine Eigenstabilität gewährleistet ist.

Daneben kann das Vlies als Gitter ausgebildet sein. Des weiteren sind Queranker vorzusehen, vorzugsweise aus einem elastischen Material bestehend, zur Längenfixierung des Federkerns.

Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, das zumindest zu einem Teilring gebogene Federband durch einen Spannfaden unter Vorspannung zu halten, der durch die beiden sich gegenüberliegenden Federbandbereiche geführt ist und entsprechend kurz ausgebildet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Einzelfeder ergibt sich dann, wenn zwei Federbänder sich kreuzend durch den Spannfaden miteinander verbunden sind. So sind dann, wenn jedes Federband aus einem vollumfänglichen Ring besteht, sozusagen Ballfedern gebildet, die in Belastungsrichtung vier einzelne Teilfedern darstellen und vier punktelastische Elemente bilden, wobei bei Belastung, entsprechend der aufgebrachten Kraft die Ballfeder zusammengedrückt wird und die Angriffspunkte der Reaktionskräfte entlang der gekreuzten Ringe nach außen in Richtung des Äquators wandern.

Für die Eckbereiche des Federkernes und die Seiten sind die einzelnen Federn modifiziert. Dabei besteht eine Eckfeder vorzugsweise aus zwei Federbändern, die jeweils nur zu einer Seite ausgebaucht sind und so einen Teilring im Sinne einer halben Elypse bilden, die beide unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind.

Eine seitliche Einzelfeder wird als Randfeder gebildet durch einen halben Teilring und einen vollumfänglichen Ring, wobei letzterer den seitlichen Abschluss bildet und mit dem vollumfänglichen Ring der benachbarten Einzelfeder fluchtet, während der Teilring in den Innenraum des Federkernes ragt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Einzelfeder eines erfindungsgemäßen Federkerns in einer perspektivischen Ansicht;
2 die Einzelfeder in unterschiedlichen Belastungsstellungen, in einer Seitenansicht;
3 einen Teilausschnitt eines Federkerns in einer Draufsicht, und
4 einen weiteren Teilausschnitt des Federkerns, ebenfalls in einer Draufsicht.
Ein in den 3 und 4 als Teilausschnitt erkennbarer Federkern 1 besteht aus einer Vielzahl von Einzelfedern 2, die jeweils aus mindestens einem, bei Belastung bauchig verformbaren, in Belastungsebene zumindest zu einem Teilring geformten Federband 3 gebildet sind. Dies ist besonders deutlich in den 1 und 2 erkennbar, wobei die 2 in Vollinie eine zunächst unbelastete Stellung der Einzelfeder 2 wiedergibt, während strichpunktiert verschiedene Belastungspositionen dargestellt sind, in denen die Einzelfeder 2 entsprechend weit zusammengedrückt ist.
Der Außenrand des Federkernes 1 wird begrenzt durch Randfedern 7 (3) sowie an jeder Ecke durch eine Eckfeder 6, wobei die Randfeder 7 ein vollumfängliches Federband 3 aufweist, das einen geschlossenen Ring bildet, sowie einen halben Ring 3', der sich in Innenrichtung des Federkerns 1 erstreckt, während das als geschlossener Ring gebildete Federband 3 die Außenkante bildet.
Die Eckfeder 6 wird aus zwei rechtwinklig zueinander stehenden halben Ringen 3' gebildet. Jede innenliegende Einzelfeder 2 weist zwei Federbänder 3 auf, die im Sinne von Meridianen angeordnet sind und sich unter einem rechten Winkel kreuzen.
Im ober- und unterseitigen Kreuzungsbereich sind die Federbänder 3 durch jeweils einen Haltekopf 5 gehalten, der das Ende eines Fadens 4 begrenzt, dessen Länge so bemessen ist, dass die beiden Federbänder 3 unter Vorspannung gehalten werden und dabei eine elyptische Form beschreiben.
In entgegengesetzter Richtung, also in der einander zugewandten Richtung, sind die Federbänder 3 hingegen frei beweglich, so dass jede Einzelfeder 2 je nach Belastung zusammengedrückt werden kann, wie dies deutlich in der 2 erkennbar ist.
Prinzipiell ist diese Bewegungsmöglichkeit auch bei den Seitenfedern 7 und Eckfedern 6 gegeben.
Die Anordnung der Einzelfedern 2 zueinander kann entsprechend dem Muster in der 3 erfolgen, in der jeder Einzelfeder 2 unter geringem Abstand zur benachbarten Einzelfeder 2 angeordnet ist oder durch eine verschränkte Anordnung zueinander entsprechend der Darstellung in der 4.

Claims

Aus einer Vielzahl von Einzelfedern (2) bestehender Federkern, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einzelfeder (2) aus mindestens einem, bei Belastung bauchig verformbaren, in Belastungsebene zumindest zu einem Teilring geformten Federband (3) besteht.
Federkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federband (3) aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist.
Federkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federband aus Polypropylen und Glasfasern gebildet ist.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federband (3) aus Keflar besteht.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einzelfeder (2) aus mindestens zwei, im Sinne von Meridianen angeordneten Federbändern (3) besteht, die im Kreuzungsbereich gemeinsam gehalten sind.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Eckbereich eine Eckfeder (6) angeordnet ist, die aus zwei, jeweils einen Halbring (3') bildenden Federbändern bestehen.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich eine Mehrzahl von Randfedern (7) angeordnet ist, die aus einem einen Vollring bildenden Federband (3) und einem daran angeschlossenen als Halbring (3') ausgebildeten Federband bestehen.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfedern (2) verschränkt zueinander positioniert sind.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbänder (3, 3') jeder Einzelfeder (2) bzw. Randfeder (7) und Eckfeder (6) vorgespannt sind.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung der Vorspannung ein im Kreuzungsbereich der Federbänder (3, 3') gehaltener Spannfaden (4) vorgesehen ist, der die Federbänder (3, 3') unter Vorspannung hält.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dieser mehrere Zonen mit unterschiedlichem Federverhalten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbänder (3, 3') der Einzelfedern (2, 6, 7) mit unterschiedlichen Wandstärken ausgebildet sind.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfedern (2, 6, 7) durch mindestens eine Abdeckung, vorzugsweise eine Vliesabdeckung miteinander verbunden sind.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung eine Vielzahl von Streifen, vorzugsweise diagonal ausgerichtete Streifen aufweist.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung in Form eines Gitters ausgebildet ist.