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Die Erfindung betrifft eine Federstrebe mit einem Federwickelkörper.
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Aus der
DE 102 28 406 A1 sind ein spiralförmiges Strukturelement sowie ein Verbundbauteil bestehend aus wenigstens einem spiralförmigen Strukturelement und einem Außenteil bekannt.
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Aus der
US 4 736 932 A ist eine röhrenförmige Federanordnung aus einem faserverstärkten Kompositmaterial bekannt. Dabei ist eine Kette von bügelförmigen Einzelfedern so aus einer Röhre freigeschnitten, dass diese über einen verbleibenden, durchgehenden Streifen der Röhre miteinander verbunden bleiben. Über den Streifen kann die Federanordnung auf einer Unterlage fixiert werden, z. B. einer Platte für ein Sitzkissen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Federstrebe mit einem damit verbundenen Federwickelkörper anzugeben, welcher zur Aufnahme von radial auf den Mantel einwirkenden seitlichen Druckkräften besonders geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 angegebene Federstrebe. Vorteilhafte weitere Ausführungen davon sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Der Federwickelkörper an der erfindungsgemäßen Federstrebe bietet den besonderen Vorteil, dass jede Hakenschlaufe mechanisch nahezu vollständig entkoppelt von den jeweils benachbarten Hakenschlaufen in einer radialen Ebene seitlich in einen Freiraum ausweichen kann, wenn auf diese eine seitliche, auf die Mantelfläche des Federwickelkörpers gerichtete radiale Druckkraft ausgeübt wird. Der Federwickelkörper an der erfindungsgemäßen Federstrebe kann somit besonders punktuell auf die schlauchartige Mantelfläche eingeleitete Druckkräfte aufnehmen, indem nur die betroffenen Hakenschlaufen federartig seitlich ausweichen, während benachbarte Hakenschlaufen davon weitgehend entkoppelt sind.
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Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung derselben werden nachfolgend an Hand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
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1A einen Ausschnitt einer ersten beispielhaften Ausführung eines schlauchartigen Federwickelkörpers für eine erfindungsgemäße Federstrebe in einer seitlichen Draufsicht, wobei die Umlenkbögen der wechselseitigen Hakenschlaufen ineinander greifen und frei liegen,
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1B den beispielhaften Federwickelkörper von 1A in einer Schnittdarstellung, wobei die wechselseitigen Hakenschlaufen annähernd halbkreisförmig ausgebildet sind und eine annähernd kreisförmige Querschnittsfläche begrenzen,
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2 eine zweite beispielhafte Ausführung eines Federwickelkörpers für eine erfindungsgemäße Federstrebe in einer Schnittdarstellung, wobei die wechselseitigen Hakenschlaufen eine annähernd sechseckförmige Querschnittsfläche begrenzen,
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3 eine dritte beispielhafte Ausführung eines Federwickelkörpers für eine erfindungsgemäße Federstrebe in einer Schnittdarstellung, wobei die wechselseitigen Hakenschlaufen eine annähernd ovale Querschnittsfläche begrenzen,
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4 einen Ausschnitt einer weiteren beispielhaften Ausführung eines Federwickelkörpers in einer perspektivischen Seitenansicht,
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5A einen Ausschnitt einer zweiten beispielhaften Ausführung eines schlauchartigen Federwickelkörpers für eine erfindungsgemäße Federstrebe in einer seitlichen Draufsicht, wobei die Umlenkbögen der Hakenschlaufen über einen Verbindungsstreifen verbunden sind,
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5B der beispielhafte Federwickelkörper von 5A in einer Schnittdarstellung, wobei die wechselseitigen Hakenschlaufen annähernd halbkreisförmig ausgebildet sind und eine annähernd kreisförmige Querschnittsfläche begrenzen,
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6A einen Ausschnitt einer dritten beispielhaften Ausführung eines schlauchartigen Federwickelkörpers für eine erfindungsgemäße Federstrebe in einer seitlichen Draufsicht, wobei die Umlenkbögen über einen Verbindungssteg mit Haltnoppen verbunden sind,
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6B der beispielhafte Federwickelkörper von 6A in einer Schnittdarstellung, wobei die wechselseitigen Hakenschlaufen annähernd halbkreisförmig ausgebildet sind und eine annähernd kreisförmige Querschnittsfläche begrenzen,
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7 einen Ausschnitt einer vierten beispielhaften Ausführung eines schlauchartigen Federwickelkörpers für eine erfindungsgemäße Federstrebe in einer seitlichen Draufsicht, wobei die Umlenkbögen der rechts- bzw. linksseitigen Hakenschlaufen jeweils über einen eigenen Verbindungsstreifen verbunden sind, und die Hakenschlaufen kontinuierlich veränderliche Weiten aufweisen,
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8 zwei beispielhafte Federwickelkörper gemäß der Ausführung von 3, wobei die Federwickelkörper zur Bildung erfindungsgemäßer Federstreben auf der den Umlenkbögen der Hakenschlaufen annähernd gegenüber liegenden Mantelbereichen jeweils auf einer Latte liegend angebracht sind, und die Latten mit den Federwickelkörpern in der Art einer Unterfederung für eine Matratze annähernd in einer Ebene nebeneinander liegen, und
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9 zwei beispielhafte Federwickelkörper gemäß der Ausführung von 3, wobei die Umlenkbögen der rechts- bzw. linksseitig orientieren Hakenschlaufen zur Bildung erfindungsgemäßer Federstreben jeweils seitlich in Nuten einer Latte eingehängt sind, und die Latten mit den Federwickelkörpern in der Art einer Unterfederung für eine Matratze nebeneinander in einer Ebene nebeneinander liegen.
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1A zeigt einen Ausschnitt aus einer ersten beispielhaften Ausführung eines schlauchartigen Federwickelkörpers 1 zur Bildung einer erfindungsgemäßen Federstrebe in seitlicher Draufsicht, wobei die Umlenkbögen der wechselseitigen Hakenschlaufen ineinander greifen und frei liegen. Weiterhin zeigt 1B den Federwickelkörper 1 von 1A in einer Schnittdarstellung, wobei die Hakenschlaufen annähernd halbkreisförmig ausgebildet sind und somit einen zylinderförmig gestreckten Hohlraum begrenzen. Der Federwickelkörper 1 besteht aus einem endlosen, federelastischen Kunststoffstrang, welcher entlang einer Rotationsachse Z in Form von wechselseitig orientierten, also abwechselnd rechts- bzw. linksläufig verlaufenden, endlos ineinander übergehenden Hakenschlaufen gewickelt ist. Im Beispiel der 1A, 1B ist dabei ein Ausschnitt aus dem Federwickelkörper 1 mit ineinander liegenden einseitig, z. B. rechtsseitig orientierten Hakenschlaufen 11n, 11(n + 1) und gegenseitig, z. B. linksseitig orientierten Hakenschlaufen 12n, 12(n + 1) gezeigt. Diese umfassen einen schlauchartigen, gestreckten Hohlraum um die Rotationsachse Z als Mittellinie.
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Gemäß einer vorteilhaften, in den 1A, 1B bereits dargestellten, weiteren Ausführungsform bestehen die wechselseitig verlaufenden Hakenschlaufen des Federwickelkörpers 1, z. B. die Hakenschlaufen 11n bzw. 12n jeweils aus Paaren von annähernd halbkreisförmigen ersten und zweiten Halbbögen 111n, 112n bzw. 121n, 122n, welche an einer Seite jeweils über einen Umlenkbogen 113n bzw. 123n verbunden sind. Werden nun radial auf den Mantel des Federwickelkörpers 1 Druckkräften ausgeübt, so weichen die betroffenen Hakenschlaufen mit den Umlenkbögen an der Spitze in die gegenüber liegenden Ausweichräume des Wickelkörpers aus. Im Beispiel der 1A sind hierzu exemplarisch vier Kraftpfeile F1–F4 gezeigt, welche auf den Mantel des Wickelkörpers und die Hakenschlaufen 11n, 12n, 11(n + 1) bzw. 12(n + 1) einwirken. Bei Einwirkung von derartigen radialen Druckkräften können diese Hakenschlaufen mit den jeweiligen Umlenkbögen voran in die mit R1–R4 gekennzeichneten Ausweichrichtungen und Ausweichräume ausweichen, und somit punktuelle seitliche Drucklasten weitgehend entkoppelt von dem rechts- und linksseitig anschließenden Gefüge des Federwickelkörpers 1 aufnehmen. Der erfindungsgemäß aus einem endlosen, federelastischen Kunststoffstrang, z. B. einem thermoplastisch gehärteten Fasermaterial, bestehende Federwickelkörper 1 kann seitliche Druckkräfte besonders elastisch aufnehmen und danach ermüdungsfrei wieder in die Ausgangsform zurückkehren. Die Härte des Federwickelkörpers und damit die Elastizität des Kunststoffstrangs kann durch die Auswahl der entsprechenden Komponenten in bekannter Weise eingestellt werden.
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Die Schnittlinien 1B bzw. 1A verweisen auf die Ansichten in den 1B bzw. 1A. So zeigt 1B einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 1B in 1A. Hervorgehoben sind dabei tangentiale Mantelbereiche 1a, 1b des Federwickelkörpers 1. Diese stellen parallel zur Rotationsachse Z auf dem Mantel des Federwickelkörpers verlaufende Gürtellinien dar. Dabei greifen entlang der Gürtellinie 1a im Schnitt die Hakenschlaufen 113n, 123n in die Ausweichräume ineinander ein, während die den Hakenschlaufen annähernd gegenüber liegende Gürtellinie 1b einen Biegebogen und gleichzeitig einen Übergang zwischen den wechselseitig orientierten Hakenschlaufen darstellen.
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2 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführung eines Federwickelkörpers 2 1 zur Bildung einer erfindungsgemäßen Federstrebe in einer Schnittdarstellung, wobei die wechselseitigen Hakenschlaufen eine annähernd sechseckförmige Querschnittsfläche begrenzen. Auch dieser besteht wiederum aus wechselseitig ineinander übergehenden einseitig, z. B. rechtsseitig orientierten Hakenschlaufen, z. B. der Hakenschlaufe 21n mit einem halbsechseckigen ersten Halbbogen 212n und dem Umlenkbogen 213n, und gegenseitig, z. B. linksseitig orientierten Hakenschlaufen, z. B. der Hakenschlaufe 22n mit einem halbsechseckigen zweiten Halbbogen 221n und dem Umlenkbogen 223n. Hervorgehoben sind wiederum tangentiale Mantelbereiche 2a, 2b des Federwickelkörpers 2, welche parallel zur Rotationsachse Z auf dem Mantel des Federwickelkörpers verlaufende Gürtellinien darstellen. Dabei greifen entlang der Gürtellinie 2a im Schnitt die Hakenschlaufen 213n, 223n ineinander ein, während die den Hakenschlaufen annähernd gegenüber liegende Gürtellinie 1b quasi einen Biegebogen Rücken der Hakenschlaufen und den Übergang zwischen den wechselseitig orientierten Hakenschlaufen markiert.
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3 zeigt eine dritte beispielhafte Ausführung eines Federwickelkörpers 3 1 zur Bildung einer erfindungsgemäßen Federstrebe in einer Schnittdarstellung. Dabei begrenzen die wechselseitig orientierten, im Schnitt beispielhaft dargestellten Hakenschlaufen eine annähernd ovale Querschnittsfläche. Auch dieser besteht wiederum aus wechselseitig ineinander übergehenden einseitig, z. B. rechtsseitig orientierten Hakenschlaufen, z. B. der Hakenschlaufe 31n mit einem halbovalen ersten Halbbogen 312n und dem Umlenkbogen 313n, und gegenseitig, z. B. linksseitig orientierten Hakenschlaufen, z. B. der Hakenschlaufe 32n mit einem halbovalen zweiten Halbbogen 321n und dem Umlenkbogen 313n. Hervorgehoben sind wiederum tangentiale Mantelbereiche 3a, 3b des Federwickelkörpers 3, welche parallel zur Rotationsachse Z auf dem Mantel des Federwickelkörpers verlaufende Gürtellinien der oben bereits beschrieben Art darstellen. Eine Ausführung dieser Art ist besonders zur Abfederung von Druckkräften geeignet, welche im Bereich der Gürtellinien 3a, 3b in den quasi liegenden, ovalen Federwickelkörper eingebracht werden.
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4 zeigt einen Ausschnitt aus einer weiteren beispielhaften Ausführung eines Federwickelkörpers 4 in einer perspektivischen Seitenansicht. Dieser ist mit der in den 1A, 1B dargestellten Ausführung vergleichbar. Dessen wechselseitig ineinander übergehenden einseitigen, z. B. rechtsseitig orientierten Hakenschlaufen 41n, 41(n + 1), z. B. die Hakenschlaufe 41n mit den beiden Halbbögen 411n, 412n und dem Umlenkbogen 413n, und die gegenseitigen, z. B. linksseitig orientierten Hakenschlaufen 42n, 42(n + 1), z. B. die Hakenschlaufe 42n mit den beiden Halbbögen 421n, 422n und Umlenkbogen 423n begrenzen eine annähernd kreisförmige Querschnittsfläche. Hervorgehoben ist besonders der tangentiale Mantelbereich 4a des Federwickelkörpers 4. In diesem greifen die wechselseitig orientierten Hakenschlaufen ineinander ein, so dass deren Umlenkbögen bei Einwirkung von radialen Druckkräften in die Ausweichräume R1–R4 verlagern können.
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5A zeigt einen Ausschnitt einer zweiten beispielhaften Ausführung eines schlauchartigen Federwickelkörpers 5 1 zur Bildung einer erfindungsgemäßen Federstrebe in einer seitlichen Draufsicht, wobei die Umlenkbögen der Hakenschlaufen über einen Verbindungsstreifen 50 untereinander verbunden sind. Weiterhin zeigt 5B den Federwickelkörper von 5A in einer Schnittdarstellung, wobei die wechselseitigen Hakenschlaufen annähernd halbkreisförmig ausgebildet sind und wiederum eine annähernd kreisförmige Querschnittsfläche begrenzen. Im Schnitt sind wiederum einseitig orientierte Hakenschlaufen 51n, 51(n + 1), z. B. die rechtsseitige Hakenschlaufe 51n mit dem Umlenkbogen 513n, und gegenseitig orientierte Hakenschlaufen 52n, 52(n + 1), z. B. die linksseitige Hakenschlaufe 52n mit dem Umlenkbogen 523n gezeigt. Die Schnittlinien 5B bzw. 5A verweisen wiederum auf die Ansichten in den 5B bzw. 5A. So zeigt z. B. 5B einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 5B in 5A, und entsprechend umgekehrt 5A einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 5A in 5B. Dabei verläuft die Schnittlinie 5A durch die zusätzlichen streifenförmigen Verbindungsmittel 50 für die Umlenkbögen.
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Vorteilhaft können diese Verbindungsmittel in Form eines Verbindungssteges ausgeführt sein, welche die im tangentialen Mantelbereich 5a ineinander greifenden Umlenkbögen der Hakenschlaufen miteinander verbinden. Vorteilhaft kann der Verbindungssteg durch eine thermoplastische Umspritzung der Umlenkbögen mit nachfolgender Aushärtung dauerhaft gebildet sein. Mit einer derartigen Verbindung der Umlenkbögen kann die Federhärte gegenüber Druckkräften, welche in der Darstellung von 5B z. B. von oben bzw. von untern, also um 90 Grad gegenüber dem tangentialen Mantelbereich 5a geschwenkt, für bestimmte Verwendungen des Federwickelkörpers 5 optimal eingestellt werden.
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6A zeigt einen Ausschnitt einer dritten beispielhaften Ausführung eines schlauchartigen Federwickelkörpers 6 1 zur Bildung einer erfindungsgemäßen Federstrebe in einer seitlichen Draufsicht, wobei die Umlenkbögen über einen Verbindungssteg mit Haltnoppen verbunden sind. Weiterhin zeigt 6B den Federwickelkörper 6 von 6A in einer Schnittdarstellung, wobei die wechselseitigen Hakenschlaufen annähernd halbkreisförmig ausgebildet sind und eine annähernd kreisförmige Querschnittsfläche begrenzen. Auch dieser weist wiederum einseitig orientierte Hakenschlaufen 61n, 61(n + 1), z. B. die rechtsseitige Hakenschlaufe 61n mit dem Umlenkbogen 613n, und gegenseitig orientierte Hakenschlaufen 62n, 62(n + 1), z. B. die linksseitige Hakenschlaufe 62n mit dem Umlenkbogen 623n auf. Die Schnittlinien 6B bzw. 6A verweisen wiederum auf die Ansichten in den 6B bzw. 6A. So zeigt 6B einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 6B in 6A, und entsprechend 6A einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 6A in 6B. Dabei verläuft die Schnittlinie 6A wiederum durch zusätzliche streifenförmige Verbindungsmittel 60 für die Umlenkbögen im tangentialen Mantelbereich 6a. Im Beispiel der 6A, 6B ist dieser Verbindungssteg 60 in Form einer Noppenreihe 60a gebildet, in welche die Umlenkbögen entweder eingehängt oder die in der Art von Kappen aufgepresst sein können.
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7 zeigt einen Ausschnitt einer vierten beispielhaften Ausführung eines schlauchartigen Federwickelkörpers 10 in einer seitlichen Draufsicht, wobei die Umlenkbögen der rechts- bzw. linksseitigen Hakenschlaufen jeweils über einen eigenen Verbindungsstreifen verbunden sind, und die Hakenschlaufen kontinuierlich veränderliche Weiten aufweisen.
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Bei dieser beispielhaften Ausführung greifen die einseitig orientierten Hakenschlaufen 101n, 101(n + 1), z. B. die rechtsseitig orientierte Hakenschlaufe 101n mit dem Umlenkbogen 1013n, und die gegenseitig, orientierten Hakenschlaufen 102n, 102(n + 1), z. B. die linksseitig orientierte Hakenschlaufe 102n mit dem Umlenkbogen 1023n, nicht direkt ineinander ein. Vielmehr verlaufen deren Umlenkbögen auf parallelen Gürtellinien, welche auf dem Mantel des Federwickelkörpers einen Abstand voneinander aufweisen. Weiterhin sind die Umlenkbögen der rechtsseitig orientierten Hakenschlaufen bzw. die Umlenkbögen der linksseitig orientierten Hakenschlaufen über jeweils ein eigenes, parallel zur Rotationsachse Z entlang einer eigenen Gürtellinie auf dem Mantel des Federwickelkörpers 10 verlaufendes streifenförmiges Verbindungsmittel 10a, 10b untereinander verbunden. Diese können z. B. in der Art der Ausführung von 5A, 5B durch thermoplastisches Umspritzen der Reihen der Umlenkbögen gebildet sein.
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Die Ausführung von 7 zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass der Mantel des Federwickelkörpers 10 zumindest einen Einschnürungsbereich D aufweist, also die Weiten der Hakenschlaufen entlang der zentralen Achse kontinuierlich veränderlich sind. Ein hierdurch gebildeter schlauchartig, gestreckter Hohlraum kann also veränderliche, einstellbare Querschnittsflächen aufweisen, und somit anwendungsabhängig unterschiedlich konturiert werden.
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8 zeigt zwei beispielhafte Federwickelkörper 13A2 bzw. 13B2, welche den Ausführungen von 3 entsprechen. Diese sind jeweils über die Mantelbereiche 13Ab bzw. 13Bb, welche den Mantelbereichen 13Aa, 13Ba mit den Umlenkbögen der Hakenschlaufen annähernd gegenüber liegen, jeweils auf einer Latte 13A1 bzw. 13B1 angebracht. Durch die Kombination einer Latte und einem darauf liegenden Federwickelkörper, d. h. 13A1, 13A2 bzw. 13B1, 13B2, entsteht eine erfindungsgemäße Federstrebe 13A bzw. 13B. Dieses sind annähernd in einer Ebene nebeneinander liegend z. B. in der Art einer Unterfederung oder eines Lattenrosts zur Stützung einer darauf liegenden matratzenartigen Schaumvolumenkörpers M besonders geeignet.
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9 zeigt eine weitere Ausführung von beispielhaft zwei erfindungsgemäßen Federstreben 14A bzw. 14B, die wiederum aus einer Kombination einer Latte 14A1 bzw. 14B1 und einem daran gefestigten Federwickelkörper 14A2 bzw. 14B2 gebildet werden. Dabei sind die Federwickelkörper über die Umlenkbögen von deren rechts- bzw. linksseitig orientieren Hakenschlaufen jeweils seitlich in Nuten der Latte eingehängt. Die Latten sind also in den tangentialen Mantelbereichen 14Aa, 14Ba der Federwickelkörper angeordnet und überbrücken dort die Umlenkbögen der Hakenschlaufen. Die gegenüber liegenden tangentialen Mantelbereiche 14Ab, 14Bb, bei denen die Kunststoffstränge der Federwickelkörper durchgängig sind, dienen in diesem Falle als Auflage z. B. eines matratzenartigen Schaumvolumenkörpers M.
