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Die Erfindung bezieht sich auf eine Federeinlage, insbesondere für Matratzen und Polstermöbel, mit einem Satz von Schraubenfedern, die zur Gänze in einem Körper aus einem verschäumten Elastomer, z. B.
Polyurethanschaum, eingebettet sind, wobei die Achsen aller Schraubenfedern im wesentlichen normal zu den Auflageflächen der Federeinlage verlaufen und die Enden der Schraubenfedern jeweils koplanar in der Nähe der Auflageflächen liegen und wobei jede Schraubenfeder mit der sie umgebenden Hülle aus dem verschäumten Elastomer ein Federelement bildet, welches innerhalb der Schraubenfeder einen Hohlraum aufweist.
Bei einer bekannten Federeinlage sind die Federn durch meist ringförmige Klammern untereinander verbunden. Bei einer andern bekannten Federeinlage ist jede Feder in nach Art von Zellen angeordneten und untereinander verbundenen Taschen aus Textilgewebe eingesetzt, so dass sich jede Feder in ihrer Tasche zumindest in einem begrenzten Ausmass unabhängig von den benachbarten Federn bewegen kann.
Bei einer weiteren bekannten Federeinlage sind die Federn in einem elastischen Material, beispielsweise in einem Elastomer, eingebettet, das die relative Lage der Federn zueinander bestimmt und darüber hinaus in gewissen Fällen auch eine Polsterschicht oberhalb und/oder unterhalb des Federsatzes bildet. Dabei entsprechen die Ausführungsformen gemäss den USA-Patentschriften Nr. 2, 882, 959 und Nr. 2, 994, 890 der eingangs erwähnten Art, wobei der Schaumstoffkörper der Federeinlage bzw. Matratze nur innerhalb jeder Schraubenfeder je einen Hohlraum aufweist, der bei der waagrechten Gebrauchslage nach unten offen ist, wogegen die glatt durchgehende Oberseite die Sitz- oder Liegefläche bildet. Ein derartiger Schaumstoffkörper mit darin aufgenommenen Schraubenfedern ist verhältnismässig steif und kann daher praktisch nur für ebene Polsterungsteile verwendet werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Federeinlage zu schaffen, welche die Vorteile von in Taschen eingesetzte Federn aufweisenden Federeinlagen besitzt, nämlich Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an verschieden geformte Stützflächen, wobei jedoch die Federn in einer die Federn untereinander verbindenden und die Gewebetaschen überflüssig machenden Hülle der letztgenannten Art eingebettet sind, ohne die den bekannten Konstruktionen anhaftenden Nachteile aufzuweisen. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass bei einer Federeinlage der eingangs erwähnten Art die Hüllen in Form einzelner Hohlkörper ausgebildet sind, die durch flexible, elastische Stege miteinander verbunden sind, und dass zumindest an einer der beiden Auflageflächen der Federeinlage die Enden der Hohlkörper von der gegenseitigen Verbindung durch die Stege frei sind.
Durch die erfindungsgemässe Formgebung des die Schraubenfedern umhüllenden Schaumstoffkörpers können sich die Federn auch gegeneinander bewegen. Dabei wird sich im allgemeinen die Federcharakteristik der Federn im wesentlichen nicht ändern. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, Federeinlagen herzustellen, in welchen die Federcharakteristik der einzelnen Federn durch entsprechende Wahl des elastomeren Hüllmaterials, beispielsweise durch Wahl der Dichte dieses Hüllmaterials, in gewünschter Weise modifiziert wird. Die erfindungsgemässe Federeinlage kann bei der Herstellung von Polstermöbeln auch in gekrümmter Form verlegt werden, ohne dass dabei die Gefahr der Bildung wulstartig vorspringender oder harter Stellen besteht.
Gemäss der Erfindung können die Hüllen der Federeinlage zumindest zu einer Auflagefläche hin verjüngt ausgebildet sein, wobei zwischen den Hüllen Ausnehmungen vorhanden sind. Dadurch erhält man eine besonders gut biegsame Federeinlage, wobei ausserdem durch die Grösse der Ausnehmungen im Schaumstoffkörper die Federungs- bzw. Polsterungseigenschaften beeinflussbar sind.
Eine in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht besonders einfache Herstellungsmöglichkeit ist dann sichergestellt, wenn die Stege und Hüllen einstückig ausgebildet sind.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Stege an den den grössten Aussendurchmesser bzw. die grösste Wandstärke aufweisenden Bereichen der Hüllen angeordnet sein und vorzugsweise sind die den grössten Aussendurchmesser bzw. die grösste Wandstärke aufweisenden Bereiche der Hüllen bei einer der beiden Auflageflächen der Federeinlage vorgesehen. Auch durch diese Ausbildung können die Federungs- bzw.
Polsterungseigenschaften in gewünschter Weise beeinflusst werden, wobei im letzteren Falle ausserdem wieder eine besonders gute Biegsamkeit der Federeinlage erzielbar ist. Wenn bei einer beispielsweise für eine Matratze bestimmten Federeinlage die Hüllen zwischen den beiden Auflageflächen symmetrisch ausgebildet sind, und den grössten Aussendurchmesser bzw. die grösste Wandstärke in der Mitte zwischen den beiden Auflageflächen aufweisen, kann eine solche Matratze beidseitig verwendet werden. Im Falle der festen Verlegung erfindungsgemässer Federeinlagen bei der Herstellung von Polstermöbeln ist dagegen von vornherein eine Seite
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dann durch unsymmetrische Ausbildung der Hüllen eine bessere Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck möglich sein.
Eine gemäss der Erfindung vorzusehende, mit den Hüllen und den Stegen einstückige durchgehende Basisschicht ist dann vorteilhaft, wenn die Federeinlage auf einem gewölbten Träger eines Sitz- oder Liebemöbels, beispielsweise durch Verklebung, aufgebracht werden soll.
Die innerhalb der Schraubenfedern vorhandenen Hohlräume und die zwischen den Hüllen vorzugsweise vorzusehenden Ausnehmungen sind wichtig, damit der Schaumstoff beim Einfedern seitlich ausweichen kann und damit auch der Federeinlage bei Bedarf eine gekrümmte Form erteilt werden kann. Für die Sitz- oder Liegefläche eines Polstermöbels, einer Matratze od. dgl. sind jedoch diese Hohlräume oder Ausnehmungen häufig
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unerwünscht. Der störende Einfluss derselben kann gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch beseitigt werden, dass die Federeinlage mit einer Decklage versehen wird.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht.
In den Zeichnungen zeigt Fig. l eine Draufsicht auf eine eine erfindungsgemässe Federeinlage aufweisende Matratze teilweise im Schnitt, Fig. 2 in Draufsicht und teilweise im Schnitt nach Linie 11-11 der Fig. 3 eine Reihe der Federelemente einer erfindungsgemässen Federeinlage, Fig. 3 teilweise im Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2 eine erfindungsgemässe Federeinlage, Fig. 4 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Federeinlage teilweise im Schnitt und Fig. 5 die Federeinlage gemäss Fig. 4 in der auf einem welligen starren Träger aufgelegten Gestalt.
Die in Fig. 3 und 4 gezeigten erfindungsgemässen Federeinlagen unterscheiden sich der Hauptsache nach durch die Art der Verjüngung der einzelnen Federelemente--P--, u. zw. sind die Federelemente gemäss Fig. 3 tonnenförmig nach beiden Enden hin verjüngt, wogegen die Federelemente gemäss Fig. 4 nur nach einem Ende hin verjüngt sind. Die Offnungswinkel der kegelstumpfförmigen Federelemente können innerhalb weiter Grenzen frei gewählt werden.
Eine mit nach beiden Enden hin verjüngten Federelementen ausgestattete erfindungsgemässe Federeinlage gemäss Fig. 3 ist besser geeignet für eine nach beiden Richtungen durchbiegbare Matratze, also eine Matratze gemäss Fig. l, in welcher eine Vielzahl von in Hüllen --12-- aus elastomerem Material eingebettete Schraubenfedern --10-- Seite an Seite angeordnet sind und je für sich ein Federelement--P--bilden. Die einzelnen Hüllen-12-bzw. Federelemente-P-sind untereinander durch einen Steg --14-- derart verbunden, dass sie sich wohl gegeneinander abstützen, jedoch jeder eingehüllten Feder --10-- die Möglichkeit gegeben ist, sich innerhalb gewisser Grenzen im wesentlichen unabhängig von den unmittelbar benachbarten Federn zu bewegen.
Die jede Feder umgebende Hülle--12--, welche vorzugsweise von einem flexiblen Polyurethanschaumstoff gebildet ist, kann im Bedarfsfalle eine so geringe Dichte besitzen, dass die Schraubenfedern --10-- trotz des sie einhüllenden Hüllmaterials im wesentlichen die durch ihre Federcharakteristik gegebene Wirkung entfalten. Hiebei muss allerdings berücksichtigt werden, dass die Dichte des Schaumstoffes nicht so klein sein darf, dass dadurch die Festigkeit des die einzelnen Federelemente--P-- untereinander verbindenden Steges--14--allzu gering wird. Die Dichte des Schaumstoffes soll also zumindest so gross sein, dass der Steg--14--in der Lage ist, die relative Lage der einzelnen Federelemente--P--zu sichern, also die Federelemente--P--in aufrechter Stellung zu halten.
Für die Hüllen--12--kann auch ein Material solcher Dichte verwendet werden, dass ein mehr oder weniger grosser Beitrag zur Federcharakteristik geliefert wird, also das Hüllmaterial selbst die Wirkung der Feder unterstützt.
In erfindungsgemässen Federeinlagen, beispielsweise in innerhalb einer Matratze angeordneten Federeinlagen, kann die erforderliche Federkraft somit sowohl von den umhüllten Federn--10--, deren Federkraft entsprechend zu wählen ist, als auch durch entsprechende Wahl des Materials für die Hüllen--12-- erreicht werden. Beispielsweise können stark belastbare Federn, beispielsweise die in Fig. 3 mit--10a-- bezeichneten Federn, grössere Belastungen aufnehmen als schwächer bemessene Federn, beispielsweise die in
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Bei der in den Fig. l bis 3 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Federeinlage, welche vor allem für den Einbau in Matratzen--M--bestimmt ist, ist jede der Federn--10--derart in einer Hülle - -12-- eingebettet, dass pro Feder ein sich nach den Enden zu nach Art eines Doppelkegels verjüngendes bzw. tonnenförmiges Federelement entsteht und die einzelnen Federelemente über ihren verstärkten mittleren Bereich
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Bohrung besitzen kann, die sich zumindest über einen Teil der Länge oder über die gesamte Länge des Federelementes in axialer Richtung desselben erstreckt.
Falls sich über einen Teil der Länge des Federelementes erstreckende Bohrungen vorgesehen sind, können sich diese von beiden Enden des Federelementes her in axialer Richtung desselben erstrecken, wobei zwischen diesen beiden Bohrungen eine mehr oder weniger starke Trennwand verbleibt.
Ein solcher Hohlraum--C--ist insoferne von Vorteil, als damit das Material der Hülle --12-- die Möglichkeit besitzt, beim Zusammendrücken der Federn, also bei Verringerung des Abstandes von Windung zu Windung der Feder, auch nach dem Inneren des Federelementes hin auszuweichen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform besitzt der die Federelemente--P--untereinander verbindende Steg eine Stärke von etwa 1/3 der Länge eines jeden Federelementes. Die Stärke des Steges - kann im Hinblick auf spezielle Anforderungen verschieden gross gewählt werden, wie in Fig. 3 durch voll bzw. strichliert gezeichnete Linien angedeutet ist. Ferner kann auch das die Federn--10--umgebende
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Material der Hüllen-12-an verschiedenen Stellen eine unterschiedliche Stärke aufweisen. Schliesslich ist es auch möglich, erforderlichenfalls die tonnenförmige Gestalt der einzelnen Federelemente--P-hinsichtlich der Dimension bzw. des Verjüngungswinkels abzuändern.
In einer erfindungsgemässen Federeinlage, in welcher die
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Berührung kommen bzw. sich ineinanderschieben.
Falls unter Verwendung erfindungsgemässer Federeinlagen Matratzen--M-hergestellt werden, so werden auf die Oberseite und die Unterseite der Federeinlage Decklagen aus einem geeigneten Material aufgelegt, worauf das Ganze in üblicher Weise unter Herstellung von Randverstärkungen in einen Matratzenbezug eingenäht wird. Zwecks Herstellung der verstärkten Ränder der Matratze kann die erfindungsgemässe Federeinlage bereits an den Kanten verstärkt werden, wobei für die Verstärkung zweckmässig ein Schaumstoff gleicher oder höherer Dichte verwendet wird.
Im Rahmen der Erfindung können die Federeinlagen in der in den Fig. l, 4 und 5 gezeigten Weise bereits mit den erwähnten Decklagen ausgestattet sein. Diese Decklagen können aus dem gleichen Schaumstoff oder einem ähnlichen Material bestehen, wie der das elastomere Hüllmaterial bildende Schaumstoff. Solche Decklagen hindern die Federn der Federeinlage kaum, sich unabhängig voneinander zu bewegen, da die Decklagen aus einem Schaumstoff extrem geringer Dichte bestehen können, der leicht dehnbar ist, so dass beim Zusammendrücken einer kleineren Gruppe von umhüllten Federn der Schaumstoff der Decklagen nur örtlich deformiert wird.
Der die einzelnen Federelemente--P--untereinander verbindende Steg--14--kann innerhalb der Federelemente--P--quasi eine Fortsetzung finden, so dass der im Inneren der Federelemente liegende Hohlraum-C-geteilt wird, ohne dass die Federn daran gehindert werden würden, sich unabhängig voneinander zu bewegen.
Die im Zusammenhang mit den Fig. l bis 3 beschriebene erfindungsgemässe Federeinlage muss keinesfalls für die Herstellung von Matratzen-M-, sondern kann auch für die Herstellung von Polstermöbeln verwendet werden.
Für die Herstellung von Polstermöbeln besonders geeignete erfindungsgemässe Federeinlagen werden jedoch entsprechend den Fig. 4 und 5 ausgebildet, besitzen also Federelemente-P--, welche sich von einem Ende, der Basis, bis zum andern Ende, dem Scheitel, verjüngen. Solche Federeinlagen können ohne weiteres in der in Fig. 5 gezeigten Weise gekrümmt verlegt werden und unterscheiden sich in dieser Hinsicht wesentlich von Federeinlagen gemäss Fig. 3.
Ebenso wie bei einer Federeinlage gemäss Fig. 3 sind in einer Federeinlage gemäss Fig. 4 die einzelnen Federelemente-P-an der Stelle ihres grössten Durchmessers untereinander verbunden, d. h., dass die Hülle --12-- bzw. Federelemente-P-einer Federeinlage gemäss Fig. 4 im Bereiche der Basis miteinander verbunden sind.
Wie aus der linken Seite der Fig. 4 entnommen werden kann, ist die dort dargestellte Federeinlage im wesentlichen gleich der oberen Hälfte einer Federeinlage gemäss Fig. 3. Auch hier kann die Stärke des zwischen benachbarten Federelementen-P-liegenden Steges-14-verschieden gross bemessen werden, um gewünschtenfalls die Federkräfte der gesamten Federeinlage entsprechend abzuändern.
Am rechten Ende der Fig. 4 ist ein etwas abgeänderter Aufbau der Federeinlage veranschaulicht, u. zw. ist die Basis-B-der Federeinlage gleichzeitig mit dem Federelement-P-aus einem verschäumten
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Eine gemäss dem rechten Ende der Fig. 4 aufgebaute Federeinlage kann zur Herstellung von welligen Polstermöbeln, beispielsweise entsprechend Fig. 5, verwendet werden. Es kann sich hiebei um einen Sessel oder eine Liege mit gewölbter Sitz- und Rückenfläche handeln, wobei die Federeinlage auf einen entsprechend gewölbten Träger--S-aufzubringen ist. Wie der Fig. 5 entnommen werden kann, werden die einzelnen Federelemente--P--im Bereiche der konvexen Krümmung auseinandergespreizt und im Bereiche der
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Fig. 5 gezeigten Weise die zwischen benachbarten Reihen von Federelementen liegenden Ausnehmungen-16je nach Krümmung der zu bedeckenden Fläche aufzuweiten oder zu verengen.
In erfindungsgemässen Federeinlagen sind die Federn --10-- relativ dicht, d. h. also mit möglichst geringem Abstand angeordnet, um besonders hoch beanspruchbare Federeinlagen zu erhalten. Es kann aber auch, beispielsweise aus Ersparnisgründen, eine weniger dichte Anordnung der Federn in Betracht gezogen werden.
Wie stark die Hüllen-12-der einzelnen Federelemente-P-zu verjüngen sind, hängt davon ab, wie dicht die Federn angeordnet werden. Je dichter die Federn--10--angeordnet sind, umso grösser muss die Verjüngung gewählt werden, um genügend Raum für die unabhängige Bewegung der Federelemente bereitzustellen. Wenn anderseits die Federn mit geringerer Dichte angeordnet werden, besitzen die Federelemente die Möglichkeit, sich unabhängig zu bewegen auch dann, wenn deren Verjüngung klein oder praktisch nicht vorhanden ist.
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Wie Fig. 5 zeigt, kann die für Polstermöbel verwendete Federeinlage mit einer Decklage--T--aus einem verschäumten Elastomer versehen sein, das ähnlich dem Hüllmaterial ist und an den Scheitelflächen der Federelemente nach Herstellung der Federeinlage befestigt wird. Ebenso wie bei der Ausführungsform gemäss den Fig. l bis 3 wird die unabhängige Wirkung der Federn durch die Decklage--T-nicht beeinträchtigt, da das Material der Decklage ein leicht dehnbarer Schaumstoff extrem niedriger Dichte sein kann.
Bei beiden zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen ist es erwünscht, dass jede der Federn--10-- vom Material der Hüllen --12-- voll abgestützt ist, d. h., dass es zweckmässig ist, jede der Federn--10--in der Hülle--12--vollständig einzubetten und damit das Federelement--P--aufzubauen ; dies bedeutet mit andern Worten, dass das Hüllmaterial auch zwischen den Windungen der Federn --10-- liegen soll und weiters ausserhalb der Federn--10--und in Richtung zum Hohlraum--C--hin vorhanden sein soll.
Die Federelemente-P-und der diese Federelemente untereinander verbindende Steg --14-- bilden ein Gerüst für eine Mehrzahl von Federn, das den Abstand zwischen den Federn wahrt und es jeder der Federn - 10-ermöglicht, zumindest in einem begrenzten Ausmass unabhängig von den andern Federn ihre Funktion auszuüben.
Das die Hüllen--12--der Federelemente--P--und den Steg--14--aufbauende Hüllmaterial kann mit grösserer oder kleinerer Dichte hergestellt werden und kann so zusammengesetzt sein, dass, falls überhaupt beabsichtigt, die von den Federn--10--ausgeübten Federkräfte mehr oder weniger unterstützt werden. In speziellen Fällen kann, etwa wie in Fig. 4 gezeigt, das gleiche Material eine untere Decklage oder eine Basis
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B-für- durch den Steg miteinander verbunden sind, den speziellen Anforderungen entsprechend verschieden gewählt werden kann.
Falls der Steg--14--im mittleren Bereiche der Federelemente--P---vorgesehen wird, ist jedes Ende eines jeden Federelementes unabhängig beweglich ; ein solcher Aufbau ist insbesondere für Matratzen brauchbar, welche ihrem Bestimmungszweck entsprechend zwei funktionstüchtige Auflageflächen aufweisen müssen.
Wenn umgekehrt die Federelemente--P--an benachbarten Enden bei einer der beiden Auflageflächen miteinander verbunden werden, ergeben die andern Enden eine erhöhte Flexibilität der Federeinlage, die dann insbesondere zur Herstellung von gekrümmte Flächen aufweisenden Polstermöbeln, beispielsweise entsprechend Fig. 5, verwendet werden können.
Mit der Erfindung wird eine Federeinlage geschaffen, welche alle Vorteile von Federeinlagen mit in Taschen eingesetzten Federn aufweist und darüber hinaus wesentlich vielseitiger anwendbar ist als solche bekannte Federeinlagen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Federeinlage, insbesondere für Matratzen und Polstermöbel, mit einem Satz von Schraubenfedern, die zur Gänze in einem Körper aus einem verschäumten Elastomer, z. B. Polyurethanschaum, eingebettet sind, wobei die Achsen aller Schraubenfedern im wesentlichen normal zu den Auflageflächen der Federeinlage verlaufen und die Enden der Schraubenfedern jeweils koplanar in der Nähe der Auflageflächen liegen und wobei jede Schraubenfeder mit der sie umgebenden Hülle aus dem verschäumten Elastomer ein Federelement bildet, welches
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(12) in Form einzelner Hohlkörper ausgebildet sind, die durch flexible, elastische Stege (14) miteinander verbunden sind, und dass zumindest an einer der beiden Auflageflächen der Federeinlage die Enden der Hohlkörper von der gegenseitigen Verbindung durch die Stege frei sind.
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