DE2308184A1

DE2308184A1 - Unterschiedlich elastisches federbauteil

Info

Publication number: DE2308184A1
Application number: DE19732308184
Authority: DE
Inventors: Jun Herbert J Thomas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-07-22
Filing date: 1973-02-19
Publication date: 1974-09-05
Also published as: AU450572B2; US3716874A; GB1376281A; AU5202673A

Description

Unterschiedlich elastisches Federbauteil Die Erfindung betrifft ein Federbauteil mit einer Gruppe von seitlich nebeneinander angeordneten schraubenförmigen Druckfederelementen, deren entgegengesetzte Enden Jeweils in parallel zueinander liegenden Ebenen enden, insbesondere betrifft die Erfindung eine Schraubenfederanordnung zur Herstellung eines tragenden Bauteils, wobei die einzelnen Federelemente so angeordnet sind, dass sie für Sitze, Federeinheiten für Betten und Matratzenkonstruktionen als Tragelemente verwendet werden können.
Aus schraubenförmigen Druckfedern zusammengesetzte Bauteile werden seit Generationen allgemein für Sitze, für gefederte Einheiten für Betten und für Matratzenkonstruktionen verwendet. Diese Bauteile bestehen im wesentlichen aus Gruppen von seitlich nebeneinander angeordneten Federelementen, deren entgegengesetzte Enden in parallelen Ebenen liegen, und die in vielfältiger Weise miteinander verbunden sind um ein einheitliches Bauteil zu bilden. Es ist auch allgemein üblich, zwei verschiedene Arten von Endanordnungen zu verwenden. Die eine Art wird als "geknotetn bezeichnet, wobei das äusserste Ende des Federdrahtes sich zurtlckbiegt, die benachbarte Schraubenwindung kreuzt und um diese mit zwei oder drei Umdrehungen gewunden ist. Durch diese Anordnung ist das abstehende Ende der Feder untergebracht, welches sonst erheblich von der Feder als aanzes abweichende elastische Eigenschaften hätte.
Bei der anderen Anordnung verbleibt das Ende frei d.h.
das äusserste Ende des Federdrahtes steht bis auf seitliche Zwischenverbindungen mit benachbarten Federelementen frei ab.
Diese Art der Zwischenverbindungen ergibt unausweichlich eine gewisse Beschränkung der Durchbiegung bzw. des Federweges, Jedoch erzeugt ein Bauteil aus gleichen Federelementen, deren "freie" Enden miteinander verbunden sind, wegen den axial ungestützten Enden der Federelemente einen viel grösseren anfänglichen Federweg bei einer gegebenen Belastung als bei der "geknoteten" Anordnung.
Zur Erzielung eines vorbestimmten Tragfähigkeitsgrades über grössere Federwege wäre die wirtschartlichste Lösung für die Konstruktion eines Federbauteils, an beiden Enden verknotete Federelemente zu verwenden. Das würde die Verwendung von Federdraht mit einem Minimaldurchmesser für eine gegebene Zahl von Schraubenwindungen zur Folge haben. Jedoch ist die blosse Schaffung eines über grosse Bereiche des Federbauteils reichenden Lagers nur ein Teil des Problems. Der menschliche Körper ist so gestaltet, dass eine gepolsterte Oberfläche sich bedeutenden Konturunregelmässigkeiten anpassen muss, eo dass der tragende Druck über relativ grosse Flächen gegen die sitzende oder liegende Person ausgeübt werden kann. Dies kann nur durch Verwendung von Federelementen bewerkstelligt werden, deren Federweg wenigstens im ersten Stadium der Durchbiegung relativ gross ist. Es ist offensichtlich, dass solche Federelemente bekannter Bauteile auf diese Weise bei einer gegebenen Draht-Durchmesser- und Schraubenform eine geringere Gesamt-Tragfähigkeit erzeugen würden. Konstrukteure von Federbauteilen stehen daher vor der Alternative, entweder die Weichheit oder die Wirtschaftllchkeit zu opfern, wenn sie für einen bestimmten Grad von Gesamt-Tragfähigkeit zu sorgen haben.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine Anordnung mit verbessertem Federverhalten vorzusehen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass Jeweils ein Ende der die Gruppe bildenden Federelemente geknotet und ein Ende derselben frei ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Gruppe miteinander verbundener Federelemente, die ein Bauteil gemäss der vorliegenden Erfindung bilden, Fig. 2 ist eine Fig. 1 ähnliche perspektivische Ansicht und zeigt die Zwischenverbindung zwischen benachbarten Reihen von Federelementen, Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen schraubförmigen Zwischenverbindungselements der in den Bauteilen gemäss Fig. 1 und 2 verwendeten Art, Fig. 4 ist eine vergrösserte Ansicht einer Knotenverbindung eines Federendes, Fig. 5 ist ein vergrösserter Schnitt durch eine Seitenansicht gemäss Fig. 1 und 2 und zeigt bauliche Einzelheiten eines Matratzenbauteils mit einer Einheit gemäss Fig. 1, und Fig. 6 und 7 sind Übersichtstafeln über die Durchbiegungseigenschaften bzw. Federwege des Federbauteils gemäss Fig. 1.
Dieses Federbauteil gemäss Fig. 1 besteht aus mit lo, 11, 12 und 13 bezeichneten Reihen von Federelementen. In Bezug auf die Schraubenform sind die Reihen lo und 12 vorzugsweise linksgängig und die Reihen 11 und 13 rechtsgängig. Benachbarte Schraubenwindungen, die sich entgegengesetzt drehen, wirken gegenseitig stabilisierend auf die Winkelabweichung von der Federachse. Abgesehen von der wechselnden Umdrehungsrichtung sind die Federelemente des Bauteils gemäss Fig. 1 alle gleich. Die mit 14 bezeichneten zentralen Bereiche in Fig. 1 haben eine abweichende Schraubenform, und die Endabschnitte 15 und 16 enden in im wesentlichen parallel liegenden Ebenen. Das Ende 16 ist durch den Knoten 18 mit der benachbarten Schraubenwindung 17 verbunden, und das entgegengesetzte Ende der Feder 19 erstreckt sich frei in Bezug auf die übrige Feder, abgesehen von der Zwischenverbindung mit dem schraubenförmigen Verbindungselement gemäss Fig. 3. Durch diese Verbindung des schraubenförmigen Verbindungselements mit dem freien Ende 19 und den diametral gegenüberliegenden geraden Abschnitten ist eine Scharnierbeziehung vorgesehen, die eine erhebliche Anlenkung eines Federelements am nächsten Federelement ermöglicht. Diese Form der Zwischenverbindung unter den Federelementen ist bekannt. Automatische Einrichtungen zum Zusammenbau von Druckfedergruppen dieser Art sind verfügbar, wobei die schraubenförmigen Verbindungselemente durch die Vorrichtung gedreht und axial vorwärtsbewegt werden, so dass die benachbarten Bereiche der Federelemente erfasst und wie Bündel durch ein Bindeelement zusammengehalten werden.
In Fig. 5 ist eine um eine Einheit gemäss Fig. 1 angeordnete Matratze gezeigt. Das allgemein mit 21 bezeichnete Federbauteil ist von Polstermaterial umgeben, das aus der inneren Bedeckung 22, der äusseren Bedeckung 23 und dem mit 24 und 25 bezeichneten Polster besteht. Dieses Bauteil weist die interessante Eigenschaft auf, dass die Oberfläche 26 weicher als die Oberfläche 27 gestaltet ist. Die Matratze kann umgewendet werden, so dass entweder die eine oder die andere Oberfläche nach oben weist, Je nach dem von dem persönlichen Geschmack (oder der Empfehlung des Arztes) diktierten Härtegrad. Die Matratze kann auch so zusammengebaut werden, dass auf der rechten Hälfte der sich über die Länge der Matratze erstreckenden Ebene auf einer Seite die Federelemente gemäss Fig. 5 angeordnet sind. Auf der linken Hälfte könnte die Anordnung umgekehrt sein, so dass die Matratze auf einer Hälfte andere Oberflächen-Härteeigenschaften als auf der anderen Hälfte aufweist, ohne Rücksicht darauf, welche der Oberflächen 26 oder 27 nach oben gerichtet ist.
Die tfbersichten gemäss Fig. 6 und 7 zeigen die Durchbiegungs-bzw. Auslenkungseigenschaften von Federbauteilen gemäss Fig. 1, wobei eine Belastung auf verschiedenen Flächen angelegt ist, um die erfindungsgemässen örtlichen Anpassungseigenschaften darzustellen. Fig. 6 zeigt das Verhalten des Federbauteils bei Belastung eines Tragelements von ca. 20 cm (8 inch) im Durchmesser zentral über einer vier Federelemente umfassenden Fläche. In Fig. 7 ist das Verhalten der gleichen Federeinheit gezeigt, wobei eine Belastung am gleichen Punkt auf ein Tragelement von ca. 6.7 cm (3 inch) Durchmesser aufgebracht ist. In Fig. 6 und 7 zeigt die obere Linie das Verhalten der Federeinheit bei nach oben gerichteten freien Enden der Schraubenwindungen und die untere Linie bei nach oben gerichteten geknoteten Enden derselben. Das in Fig. 6 verwendete grössere Tragelement zeigt die allgemeine Tragfähigkeit der Federeinheit, nachdem die erste Einbiegung bzw. Auslenkung stattgeftnden hat. Nach Anlegen einer wesentlichen Belastung über beide Flächen der Konstruktion ist es offensichtlich, dass die Tragfähigkeit beider Anordnungen im wesentlichen die gleiche ist. Jedoch bewirkt eine lokalisierte Belastung das Verhalten gemäss Fig. 7, wobei Auslenkungen von ca. 2.5 cm Tiere stattfinden können, wNhrend die Weichheit der Anordnung bei nach oben weisendem freien Ende der Federelemente noch wesentlich gesteigert ist.

Claims

Patentansprüche

Federbauteil mit einer Gruppe von seitlich nebeneinander angeordneten schraubenfömigen Druckfederelementen, deren entgegengesetzte Enden Jeweils in parallel zueinander liegenden Ebenen enden, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , dass Jeweils ein Ende der die Gruppe bildenden Federelemente (10-13) geknotet (18) und ein Ende derselben frei (19) ist.
2. Federbauteil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Federelemente (11, 12) in bezug auf die benachbarten Federelemente (lo, 13) entgegengesetzt gewickelt sind.
3. Federbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass das Bauteil wenigstens zwei Gruppen von Federelementen aufweist, wobei die Elemente einer Gruppe entgegengesetzt zu den Elementen der anderen Gruppe angeordnet sind.
4. Federbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an beiden Enden der Federelemente (21) Polstermaterial (22 bis 27) angeordnet ist und im wesentlichen zusammenhängende Tragflächen bildet.

L e e r s e i t e