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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federelement, insbesondere zur Verwendung in einer Federkernmatratze oder in einer Untermatratze, mit einer Basis, einer Deckplatte und einem zwischen Basis und Deckplatte angeordneten Federkörper, wobei die Deckplatte mindestens zwei Teile umfasst, die sich beim Einfedern des Federelements quer zur Federrichtung voneinander entfernen.
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Derartige Federelemente werden insbesondere für Untermatratzen anstelle von Federleisten oder in Verbindung mit Federleisten eingesetzt. Neben der dadurch erreichten punktuellen Auflösung ist die Stabilität der Federelemente besonders wichtig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Federelement zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Deckplattenteile jeweils mit einem Kopplungselement versehen sind, welches mit einem Verbindungselement gekoppelt oder koppelbar ist, welches mindestens zwei Deckplattenteile miteinander verbindet und den Weg der Deckplattenteile relativ zueinander wahlweise mehr oder weniger begrenzt und/oder der Bewegung wahlweise eine mehr oder weniger große Gegenkraft entgegensetzt. Die Deckplatte kann dabei lösbar oder fest, beispielsweise einstückig, mit dem Federkörper verbunden sein.
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Durch die wahlweise einstellbare Kopplung der Deckplattenteile wird eine vorteilhafte Härteneinstellung für das Federelement realisiert. Wenn die Deckplattenteile in ihrer Relativbewegung weniger begrenzt sind, d.h. wenn sie eine große Beweglichkeit einander gegenüber aufweisen, oder wenn der Bewegung eine weniger große Gegenkraft entgegengesetzt wird, ist das Federelement gegenüber einer Last, die auf das Federelement wirkt, relativ nachgiebig. Dagegen ist das Federelement gegenüber einer Last relativ steif, wenn die Deckplattenteile in Ihrer Relativbewegung stärker begrenzt sind, d.h. wenn sie eine kleine Beweglichkeit einander gegenüber aufweisen, oder wenn der Bewegung eine größere Gegenkraft entgegengesetzt wird. Dadurch kann die Steifigkeit eines einzelnen Federelements z.B. an die individuellen Bedürfnisse eines Nutzers einer Untermatratze angepasst werden, und zwar reversibel und durch den Nutzer selbst. Eine Untermatratze oder Federkernmatratze mit einem erfindungsgemäßen Federelement kann somit in ihrer punktuellen Härte flexibel eingestellt werden, wodurch der Schlafkomfort erhöht und die Belastung des Körpers eines Schlafenden verringert werden können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Bei einer Ausführungsform sind die Verbindungselemente starr ausgebildet. Dadurch lässt sich der Weg der Deckplattenteile sicher begrenzen. Alternativ können die Verbindungselemente elastisch ausgeführt sein, wodurch eine der Bewegung entgegengesetzte Gegenkraft als elastische Rückstellkraft in konstruktiv einfacher Weise aufgebracht werden kann. Außerdem kann durch ein elastisches Verbindungselement eine Geräuschentwicklung vermieden werden, welche infolge eines Anschlagens der Kopplungselemente gegen ihre Wegbegrenzung im Verbindungselement, z.B. in Form eines "Klackens", auftreten kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfassen die Kopplungselemente jeweils eine Nase, die wahlweise in eine von mindestens zwei Nuten des zugehörigen Verbindungselements greifen, wobei die Länge der Nuten in relativer Bewegungsrichtung der Deckplattenteile zueinander unterschiedlich groß ist. Die Deckplattenteile werden dabei mit ihrer Nase sicher in den Nuten des Verbindungselements geführt, so dass eine definierte Beweglichkeit der Deckplattenteile relativ zueinander gewährleistet ist. Aufgrund der unterschiedlichen Länge der Nuten, welche die Bewegung der Deckplattenteile über deren Nasen begrenzen, sind die Deckplattenteile wahlweise unterschiedlich weit beweglich, je nachdem mit welcher der unterschiedlich langen Nuten die Nasen in Eingriff stehen. Die Nuten sind insbesondere als Langlöcher ausgeführt, welche einfach in das Verbindungselement eingebracht werden können. Die Nuten erstrecken sich insbesondere quer bzw. radial zu der zentralen Achse des Federelements. Die Nasen können auch an den Verbindungselementen vorgesehen sein und wahlweise in eine von jeweils mindestens zwei Nuten an den Deckplattenteilen eingreifen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Nuten um eine zentrale Achse des Federelements herum betrachtet nebeneinander angeordnet, insbesondere unmittelbar aneinander anschließend. Dabei sind die Verbindungselemente um diese Achse relativ zu den Deckplattenteilen verdrehbar. Durch eine Verdrehung der Verbindungselemente lässt sich somit eine jeweilige Nase in einfacher Weise aus dem Eingriff mit einer Nut und in Eingriff mit einer anderen, benachbarten Nut bringen, so dass eine andere Beweglichkeit der Plattenteile und folglich eine andere Steifigkeit des Federelements erreicht wird.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind drei oder mehr Deckplattenteile um eine zentrale Achse des Federelements angeordnet und für alle Deckplattenteile ist ein gemeinsames Verbindungselement vorgesehen. Die Konstruktion kann dadurch einfach und kostengünstig ausgeführt werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das gemeinsame Verbindungselement eine Scheibe oder einen Ring, die bzw. der um die zentrale Achse des Federelements drehbar gelagert mit der Deckplatte verbunden ist. Eine solche Scheibe bzw. ein solcher Ring lässt sich gut für eine Drehbewegung führen und benötigt nur eine geringe Bauhöhe. So kann eine im Wesentlichen ebene Oberfläche des Federelements erreicht werden, welche z.B. einen guten Schlafkomfort gewährleistet.
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Die Scheibe oder der Ring besteht bevorzugt aus zwei Teilen oder umfasst zwei Teile, die oberhalb und unterhalb von zentralen Abschnitten der Deckplattenteile angeordnet und bevorzugt lösbar miteinander verbunden sind. Die zwei Teile, insbesondere ein Oberteil und ein Unterteil, können also die Deckplattenteile abschnittweise einfassen. Dadurch wird die Deckplatte steifer gegenüber einer Relativerschiebung der Deckplattenteile gegeneinander in Bezug auf eine zur Erstreckungsebene der Deckplatte senkrechte Achse. Dies bewirkt wiederum, dass ein Verkippen der Deckplatte erschwert wird und das Federelement hauptsächlich in seiner erwünschten, insbesondere in vertikaler Richtung einfedert.
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Die zwei Teile der Scheibe oder des Rings sind insbesondere zusammengeclipst, wodurch die zwei Teile einfach und sicher gefügt werden können. Eine Lösbarkeit der Teile der Scheibe bzw. des Rings führt zu einer erweiterten Einstellmöglichkeit der Härte bzw. der Steifigkeit des Federelements. Dabei wird durch Lösen der Teile, also durch Demontage des Verbindungselements, eine relativ geringe Steifigkeit erreicht, welche als eigene, besonders weiche Einstellstufe der Härteeinstellung angesehen werden kann. Außerdem kann die Einstellbarkeit der Härte durch Lösen der Teile aufgehoben werden. Die Härteeinstellbarkeit ist in diesem Fall also optional.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, durch welche die Scheibe gegen ein Verdrehen aus einer gewählten Drehstellung heraus sicherbar ist. Somit kann eine gewählte Härteneinstellung für das Federelement sicher beibehalten werden. Bevorzugt sind diese Mittel als Rastelemente ausgeführt, welche insbesondere mit den Nasen der Deckplattenteile zum Sichern der Drehstellung zusammenwirken.
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Bei noch einer Ausführungsform sind die Kopplungselemente in einander zugewandten Randabschnitten der Deckplattenteile vorgesehen. Mit anderen Worten können die Kopplungselemente in einem zentralen Abschnitt der Deckplatte angeordnet sein. Dadurch lassen sich die Verbindungselemente verhältnismäßig klein ausführen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind zwischen benachbarten Deckplattenteilen Verbindungsteile vorhanden. Dadurch kann ein Auseinanderfallen der Deckplatte bei Fehlen des Verbindungselements, also z.B. während der Montage, verhindert werden. Außerdem lässt sich so die Steifigkeit der Deckplatte gegenüber einer Relativverschiebung der Deckplattenteile gegeneinander in vertikaler Richtung erhöhen. Die Verbindungsteile sind bevorzugt elastisch, insbesondere elastisch in einer Richtung quer zur zentralen Achse, ausgeführt, um eine gewisse Beweglichkeit der Deckplattenteile relativ zueinander zu gewährleisten.
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Bei einer anderen Ausführungsform sind die Kopplungselemente an den Verbindungsteilen vorgesehen, wodurch eine größere Beweglichkeit des Kopplungselements und der Deckplattenteile und somit eine geringere Härte des Federelements erreicht wird, weil ein Kopplungselement einen größeren Weg zurücklegen kann.
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Bei einer Ausführungsform sind die Verbindungsteile zwischen den Deckplattenteilen als insbesondere bogenförmige Streben ausgebildet, was sich insbesondere vorteilhaft auf die elastische Rückstellkraft von elastischen Verbindungsteilen auswirkt.
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Die Deckplatte kann als separates Teilelement des Federelements ausgeführt sein. Dadurch lassen sich verschiedene Materialien für Federkörper und Deckplatte verwenden. So lassen sich gute Federungseigenschaften des Federelements z.B. trotz einer steifen bzw. harten Deckplatte erreichen. Ferner ist es möglich, dass die Deckplattenteile mit dem Federkörper fest, insbesondere einstückig, verbunden sind. Dadurch kann eine Verdrehung der Deckplatte relativ zu dem Federkörper vermieden werden.
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Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Ansicht,
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1 ein Federelement in einer Explosionsdarstellung,
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2 die Deckplatte und ein Verbindungselement des Federelements der 1,
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3 eine weitere Ausführungsform einer Deckplatte und eines Verbindungselements, und
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4 noch eine weitere Ausführungsform einer Deckplatte und eines Verbindungselements.
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In 1 ist ein Federelement 10 mit einer Basis 12, einem Federkörper 16, einer Deckplatte 14 aus vier Deckplattenteilen 18 und einem gemeinsamen Verbindungselement 22 gezeigt. Die Basis 12 verbindet die Federarme 17 des Federkörpers 16 miteinander. Die Federarme 17 des Federkörpers 16 weisen jeweils an ihrer der Deckplatte 14 zugewandten Seite Stützelemente 38 auf, auf welchen jeweilige Deckplattenteile 18 aufliegen und abgestützt werden. Die Deckplattenteile 18 sind jeweils mit zwei weiteren Deckplattenteilen 18 über als bogenförmige Streben 24 ausgeführte Verbindungsteile verbunden, so dass die Deckplattenteile 18 gemeinsam die Deckplatte 14 bilden. Die bogenförmigen Streben 24 werden im zusammengesetzten Zustand des Federelements jeweils teilweise von einem Verbindungselement 22 eingefasst, welches in Form einer zweiteiligen Scheibe mit einem Oberteil 28 und einem Unterteil 30 ausgeführt ist.
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Die Deckplattenteile 18 sind um eine zentrale Achse I des Federelements 10 herum gleichmäßig verteilt angeordnet. Die zentrale Achse I erstreckt sich senkrecht zur Erstreckungsebene der Deckplatte 14 und im Bild vertikal und verläuft durch den Schwerpunkt der Deckplatte. Die zentrale Achse I definiert dabei eine bevorzugte Belastungsrichtung des Federelements, nämlich vertikal von oben nach unten und im Zentrum des Federkörpers 16.
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An den Streben 24 sind als Nasen 20 ausgeführte Kopplungselemente angeordnet. Die Nasen 20 erstrecken sich nach oben und unten, um oben mit Nuten 26 des Oberteils 28 der Scheibe und unten mit Nuten 26 des Unterteils 30 der Scheibe zur Begrenzung des Weges der Deckplattenteile 18 zusammenzuwirken. Dabei kann eine jeweilige Nase 20 in eine von drei benachbart angeordneten Nuten 26 von unterschiedlicher Länge eingreifen.
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Die drei benachbarten Nuten 26 bilden gemeinsam eine Kulissenführung für eine jeweilige Nase 20. Die Nuten 26 erstrecken sich radial zur zentralen Achse I des Federelements 10 und erlauben somit eine Beweglichkeit der eingreifenden Nase 20 relativ zu dem Verbindungselement 22 ebenfalls in radialer Richtung. Die drei Nuten 26 einer jeweiligen Kulissenführung schließen unmittelbar aneinander an und sind nicht durch eine Wand oder dergleichen voneinander getrennt. Die der Kulissenführung zugeordnete Nase 20 kann somit zwischen den Nuten 26 relativ zu dem Verbindungselement 22 wahlweise verschoben werden, um der Nase 20 unterschiedliche Bewegungsspielräume zu erlauben. Die kürzeste der Nuten 26 der jeweiligen Kulissenführung beschreibt in seiner Form lediglich einen Kreis und lässt keine oder nur eine minimale Bewegung der Nase 20 relativ zu dem Verbindungselement 22 zu, wenn die Nase 20 mit der kleinsten Nut 26 in Eingriff steht. Die Nuten 26 sind ihrer Länge nach sortiert und abgestuft von der längsten Nut 26 hin zu der kürzesten Nut 26 einer jeweiligen Kulissenführung angeordnet.
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Eine bezogen auf die zentrale Achse I radiale Bewegung einer Nase 20 in einer der Nuten 26 wird über die Streben 24, welche biegeelastisch ausgeführt sind, in eine ebenfalls senkrecht zur zentralen Achse I jedoch quer zur Bewegungsrichtung der Nase 20 verlaufende Bewegung der Deckplattenteile 18 übertragen. Umgekehrt drängt eine nach außen gerichtete Querkraft, die ein oder mehrere Deckplattenteile angreift, die Nase 20 über die Streben 24 nach außen. Diese Bewegung der Nase 20 nach außen wird jedoch durch die Kulissenführung des Verbindungselements 22 begrenzt. Mit anderen Worten schwimmen die Deckplattenteile 18 quasi auf den Stützelementen 38, sind aber in ihren Bewegungen quer zur zentralen Achse I durch die Nasen 12, welche in den Nuten 26 geführt sind, über die elastischen Streben 24 begrenzt. Je nachdem, wieviel Bewegungsspielraum die jeweiligen Nasen 20 in einer der Nuten 26 besitzen, wird den Deckplattenteilen 18 somit eine unterschiedliche Beweglichkeit zugestanden. Bei geringer Beweglichkeit der Deckplattenteile 18 relativ zueinander ist das Federelement 10 vergleichsweise steif gegenüber einer Belastung. Dagegen ist das Federelement 10 relativ nachgiebig bei hoher Beweglichkeit der Deckplattenteile 18.
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Um den Bewegungsspielraum einer jeweiligen Nase 20 komfortabel einstellen zu können, ist das Verbindungselement 22 gegenüber der Deckplatte 14 um die zentrale Achse I verdrehbar gelagert. Die Steifigkeit des Federelements 10 lässt sich somit einfach durch Verdrehen des Verbindungselements 22 in drei den unterschiedlich langen Nuten 26 zugeordneten Stufen verstellen. Die Streben 24 sind jeweils in einem der zentralen Achse I zugewandten Abschnitt in ihrer Höhe verringert. Diese Verringerung der Höhe bildet eine Kreisausnehmung in der Deckplatte 14, deren Durchmesser dem Durchmesser des Oberteils 28 entspricht.
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Dadurch wird das Verbindungselement 22 drehbar zwischen den Schultern, also den Rändern, der Kreisausnehmung gelagert. Außerdem entspricht die Tiefe der Kreisausnehmung der Höhe des Oberteils, so dass das Oberteil 28 bündig mit der Oberfläche der Deckplattenteile 18 abschließt. Die Deckplatte 14 bildet somit eine im Wesentlichen ebene Oberfläche ohne Erhebungen, die z.B. den Schlafkomfort oder die Einleitung der Federkraft von oben beeinträchtigen könnten.
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Das Oberteil 28 und das Unterteil 30 weisen mehrere Clipselemente 34 bzw. mehrere Clipsaufnahmen 36 auf, um über eine Clipsverbindung relativ zueinander in allen Richtungen festgelegt zu werden. Um eine Verdrehung des Verbindungselements 22 zu erreichen, braucht somit ein Drehmoment, um die zentrale Achse I nur auf eines der Verbindungsscheibenteile 28, 30 angewendet zu werden. Die Clipselemente 34 sind als Schnapphaken und die Clipsaufnahmen 36 sind als Schnapphakenaufnahmen ausgebildet.
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In 2 sind die Deckplatte 14 und das Unterteil 30 des Verbindungselements 22 der 1 vergrößert und zusammengesetzt gezeigt. Zur besseren Verdeutlichung ist dabei die links dargestellte bogenförmige Strebe 24 im Bereich des Verbindungselements 22 ausgeschnitten dargestellt. Die nach unten gerichteten Nasen 20 der Streben 24 stehen in der in 2 gezeigten Stellung des Verbindungselements 22 relativ zu der Deckplatte 14 in Eingriff mit der jeweils kürzesten der Nuten 26. Sie weisen somit eine minimale bzw. kleine Beweglichkeit auf und das Federelement 10 ist in dieser Stellung relativ steif.
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In 3 ist eine alternative Ausführungsform einer Deckplatte 14 mit einem Verbindungselement 22 gezeigt. Die Deckplattenteile 18 sind hier nicht wie z.B. in 1 und 2 einstückig miteinander verbunden. Stattdessen stellen die Deckplattenteile 18 separate Elemente der Deckplatte 14 dar, die lediglich durch das Verbindungselement 22 und den Federkörper einander gegenüber gehalten werden. Ein jeweiliges Deckplattenteil 18 weist eine nach oben gerichtete und eine nach unten gerichtete Nase 20 auf, welche an einem bogenförmigen und in der Höhe verringerten Arm 19 des Deckplattenteils 18 angeordnet sind und in Nuten 26 des Verbindungselements 22 eingreifen. Die Verringerungen der Höhe der einzelnen Arme 19 bilden gemeinsam eine Kreisausnehmung, welche an die Scheibenform des Oberteils 28 des Verbindungselements angepasst ist und dieses drehbar relativ zu der Deckplatte 14 lagert.
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Zwischen jeweils benachbarten Nuten 26 einer jeweiligen Kulissenführung des Verbindungselements 22 sind schmale längliche Erhöhungen vorgesehen, welche Rastelemente 32 bilden. Die Rastelemente 32 werden beim bestimmungsgemäßen Verdrehen des Verbindungselements 22 von der entsprechenden Nase 20 elastisch überwunden, und sichern anschließend die Nase 20 in der nun erreichten Nut 26.
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Das scheibenförmige Verbindungselement 22 umfasst ein Oberteil 28 und ein Unterteil 30, welche über Clipselemente 34 und Clipsaufnahmen 36 fest zusammengeclipst werden können und dabei die Arme 19 der Deckplattenteile 18 von oben und unten einfassen.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Deckplatte 14, bei der vier Deckplattenteile 18 um eine zentrale Achse I herum angeordnet sind. Ein jeweiliges Deckplattenteil 18 weist an seiner der zentralen Achse I zugewandten Seite eine Zunge 21 auf, an der eine nach oben gerichtete Nase 20 und eine nach unten gerichtete Nase 20 jeweils zum Eingriff mit einer Nut 26 eines Oberteils 28 bzw. eines Unterteils 30 eines Verbindungselements 22 angeordnet sind. Die jeweiligen Zungen 21 sind in der Höhe verringert, wodurch die Zungen 21 gemeinsam eine Kreisausnehmung aufweisen, welche eine Drehführung für das scheibenförmige Verbindungselement 22 bildet. Bei einer jeweiligen Nase 20 sind an der Zunge 21 zwei bogenförmige Streben 24 angeformt, die das Deckplattenteil 18 mit zwei benachbarten Deckplattenteilen 18 elastisch verbinden.
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Eine jeweilige Kulissenführung des Verbindungselements 22 weist in diesem Ausführungsbeispiel vier Nuten 26 auf, die sich radial in Bezug auf die zentrale Achse I erstrecken und unmittelbar benachbart angeordnet sind. Dabei berühren sich die Nuten 26 lediglich in einem radial Inneren, also der zentralen Achse I zugewandten, Bereich. Eine in der Kulissenführung angeordnete Nase 20 kann somit nur zwischen den Nuten 26 verschoben werden, wenn sich die Nase 20 in diesem inneren Bereich der Kulissenführung befindet. Ein Verdrehen des Verbindungselements 22 relativ zu der Deckplatte 14 ist daher nur möglich, wenn das Federelement 10 unbelastet ist. Dadurch ist das Verbindungselement 22 gegenüber unerwünschtem Verdrehen im Einsatz gesichert. Alle Nuten 26 eines jeweiligen Verbindungsscheibenteils 28, 30 beginnen in diesem radialen Innenbereich und an einem Innenrand desselben. Der Innenrand bildet den Umfang einer zentralen Ausnehmung des Oberteils 28. Im unbelasteten Zustand des Federelements 10 kann also zwischen allen vier Nuten 26 einer jeweiligen Kulissenführung und somit zwischen vier Stufen der Steifigkeit des Federelements 10 gewählt werden.
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Das Oberteil 28 weist vier Clipselemente 34 und vier Clipsaufnahmen 36 auf. Demgegenüber weist das Unterteil 30 in komplementärer Weise ebenfalls vier Clipselemente 34 und vier Clipsaufnahmen 36 auf. Das Oberteil 28 und das Unterteil 30 können somit über eine doppelte Clipsverbindung im Vergleich zu den Ausführungsformen der 1 bis 3 verbunden werden. Dabei greifen die Clipselemente 34 des Oberteils 28 in die Clipsaufnahmen 36 des Unterteils 30 sichernd ein und die Clipselemente 34 des Unterteils 30 greifen in die Clipsaufnahmen 36 des Oberteils 28 sichernd ein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Federelement
- 12
- Basis
- 14
- Deckplatte
- 16
- Federkörper
- 18
- Deckplattenteil
- 19
- Arm
- 20
- Nase
- 21
- Zunge
- 22
- Verbindungselement
- 24
- Strebe
- 26
- Nut
- 28
- Oberteil
- 30
- Unterteil
- 32
- Rastelement
- 34
- Clipselement
- 36
- Clipsaufnahme
- 38
- Stützelement
- I
- zentrale Achse
