DE102013107257A1

DE102013107257A1 - Federkern

Info

Publication number: DE102013107257A1
Application number: DE102013107257.7A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Agro Holding GmbH
Current assignee: Agro Holding GmbH
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-01-15
Also published as: EP3019049A1; WO2015004155A1; PL3019049T3; EP3019049B1; US20160150892A1

Abstract

Ein Federkern, mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Federreihen (1), von denen jede aus mehreren, miteinander verbundenen einzelnen Federn (3) besteht, ist so ausgebildet, dass jede Feder (3) als ein in Belastungsrichtung hochkant angeordneter, aus einem elastisch verformbaren Draht bestehender Ring gestaltet ist, mit einer im Konturenverlauf nach innen gerichteten Kerbe (4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Federkern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Federkerne kommen in unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz. Beispielhaft seien hier Federkerne für Polstermöbel, vor allem jedoch für Matratzen genannt.
Dabei bestehen die einzelnen Federn aus Draht, üblicherweise Metalldraht, der schraubenförmig gewunden ist.
Bei sogenannten Bonnell-Federkernen sind mehrere Federn zu einer Reihe gefügt und durch schraubenförmig gewundene Drähte, die in Endringe der einzelnen Federn eingreifen, miteinander verbunden.
Um gewünschte, in ihrem Federungsverhalten unterschiedliche Zonierungen zu erhalten, sind aus dem Stand der Technik eine ganze Reihe von Maßnahmen bekannt. Hierzu zählt beispielsweise eine entsprechende Konfiguration von den Federkern abdeckenden Beschichtungen, insbesondere textiler Art, aber auch die Materialart der Federn, deren Form und Dimensionierung sowohl der Außenabmaße wie auch der Drahtstärke, durch die unterschiedliche Federcharakteristika erzielt werden.
Alle diese Maßnahme sind jedoch hinsichtlich der Herstellung eines solchen Federkerns bzw. einer komplettierten Federkernmatratze und/oder hinsichtlich der Nutzung mit erheblichen Nachteilen behaftet.
Dabei gestaltet sich die Herstellung solcher Federkerne mit unterschiedlichen Zonierungen insbesondere für ein Serienprodukt relativ aufwändig und damit entsprechend teuer.
Dies beinhaltet auch die separate Fertigung der unterschiedlichen, jeweils für eine Zonierung vorgesehenen Federn.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federkern der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass er einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und verschiedene Federcharakteristika problemlos einstellbar sind.
Diese Aufgabe wird durch einen Federkern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein solcher Federkern kann ohne Veränderung der Raumform der einzelnen Federn in seinem Federungsverhalten, je nach Bedarf, variiert werden, wobei nicht nur ein Federkern im Wesentlichen ohne Mehraufwand herstellbar ist, der gegenüber einem anderen unterschiedlich ist, sondern auch Federkerne mit partiell unterschiedlichem Federungsverhalten.
Ausgangsprodukt sind quasi identische einzelne Federn, bei denen, um das unterschiedliche Federungsverhalten einstellen zu können, lediglich eine Verdrehung der einzelnen Federn, vorzugsweise einer aus mehreren Federn bestehenden Reihe erfolgt. Dies führt zu einer Veränderung der Charakteristik, da die geformte Kerbe dann jeweils eine andere Position einnimmt.
Diese Kerbe wird durch zwei Schenkel gebildet, die einen Winkel ≤ 90° einschließen. Bevorzugt ragt die Spitze der Kerbe über die Mitte des gebildeten Ringes hinaus. Je nach Drehung der Federn verändert sich die Länge des durch die Schenkel gebildeten Hebelsarms und damit bei Belastung das wirksame Moment bzw. es verändert sich die Federcharakteristik entsprechend.
Zur Bildung einer Federreihe sind mehrere parallel und abständig zueinander angeordnete Federn durch vorzugsweise zwei Verbindungselemente miteinander verbunden und zwar derart, dass eine dauerhaft genaue Lage zueinander gewährleistet ist.
Hierzu können die Verbindungselemente, insbesondere in Form von Stangen formschlüssig an den Federn befestigt sein. Prinzipiell denkbar ist jedoch auch eine stoffschlüssige Verbindung wie Kleben Schweißen oder Löten. Allerdings ist diese Verbindung für ein Serienprodukt weniger geeignet, da sie nur mit einem relativ hohen Aufwand herstellbar ist.
Die Federn einer Reihe können deckungsgleich zueinander liegen, d.h., die Kerben aller Federn fluchten, so dass durch Verdrehen der Reihe die Federcharakteristik insgesamt verändert wird. Hierdurch ist eine sich über die gesamte Erstreckung der Reihe gleichbleibende Zonierung erzielbar, wobei diese Erstreckung üblicherweise die Breite des Federkerns bestimmt.
Andere Reihen wiederum werden, wie erwähnt, zur Änderung der Federcharakteristik verdreht. Dabei sind alle Reihen endseitig an einem den Federkern einfassenden Rahmen befestigt, wobei hierzu die genannten Stangen genutzt werden können.
Neben der erwähnten reihenweise Zonierung des Federkerns durch Verdrehen einer kompletten Reihe besteht auch die Möglichkeit einzelne Federn einer Reihe bzw. eine Gruppe von Federn einer Reihe gegenüber den Federn einer anderen Reihe zu verdrehen, so dass beliebige Partien des Federkerns im Federungsverhalten unterschiedlich gestaltet werden können.
Ein hinsichtlich einer gegenüber dem Stand der Technik sich ergebender Kostenvorteil liegt darin, dass für alle Bedürfnisse gleiche Federn zum Einsatz kommen können.
Prinzipiell denkbar ist jedoch auch, das Federungsverhalten der einzelnen Federn zusätzlich dadurch zu verändern, dass, wie bisher, unterschiedliche Drahtstärken Verwendung finden, wenngleich hier der zuvor beschriebene Vorteil nicht in diesem Maße gegeben ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federkerns wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Federkern in einer perspektivischen Ansicht
2 einen Teil des Federkerns, gleichfalls perspektivisch dargestellt,
3 einen vergrößerten Ausschnitt der Darstellung nach 2
4a)–4c) Federn des neuen Federkerns, jeweils in unterschiedlichen Stellungen in einer schematischen Darstellung.
In der 1 ist ein Federkern abgebildet, mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Federreihen 1, von denen jede aus mehreren, miteinander verbundenen einzelnen Federn 3 besteht, wobei die Federreihen 1 ober- und unterseitig jeweils an einem umlaufenden Rahmen 2 gehalten sind.
Jede Feder 3 ist als ein in Belastungsrichtung hochkant angeordneter, aus einem elastisch verformbaren Draht bestehender Ring gestaltet, mit einer im Konturenverlauf nach innen gerichteten Kerbe 4.
Wie besonders deutlich in den 2 und 3 zu erkennen ist, sind die Federn 3 einer Federreihe 1, die parallel und abständig zueinander angeordnet sind, durch eine Stange 5, vorzugsweise gleichfalls aus Draht, miteinander verbunden, wobei hierzu der Draht der Feder 3 im Sinne eines Knotens 6 umschlungen ist.
Um zu verhindern, dass die Stange 5 über den Außenrand der Feder 3 vorsteht und so die Liegeeigenschaft des Federkerns beeinträchtigt, ist jeder Knoten 6 in einer Einbuchtung der Feder 3 angeordnet, so dass die Stange 5 versenkt einliegt. Im Übrigen sind an zwei sich gegenüberliegenden Seiten Stangen 5 vorgesehen, so dass die Federreihe 1 ein stabiles Konstrukt ergibt.
In den 4a) bis 4c) sind die Federn 3 in unterschiedlich gedrehten Stellungen dargestellt mit einer jeweils anderen Positionierung der Kerbe 4. Je nach Stellung der Feder 3 bzw. der Kerbe 4 verändert sich die Federcharakteristik der Feder 3.
Die Kerbe 4 wird gebildet durch zwei spitzwinklig zueinander stehende Schenkel 7, deren Scheitel außerhalb des Mittelpunktes der kreisbogenförmigen Feder 3 liegt und zwar über diesen hinausgehend.
Bei der in der 4a) gezeigten Stellung haben die Schenkel 7, bezogen auf die durch einen Pfeil B erkennbare Belastung die größte als Hebel wirksame Länge, die damit das größte wirksame Moment ergibt.
Damit ist eine entsprechend große Einfederung erreicht, d.h., die Feder ist durch ihre sozusagen Weichheit charakterisiert, bei der sie in Belastungsrichtung sich weitgehend verformt.
Die 4b) und 4c) zeigen demgegenüber um die gedachte Mittelachse verdrehte Federn 3, mit den sich daraus ergebenden Stellungen der Kerben 4 und, bezogen auf die Belastung B, einem kleiner wirkenden Hebel durch die Stellung der Schenkel 7, wobei die 4c) die Position wiedergibt, in der die Federn 3 die größte Härte aufweisen.
Im Übrigen sind die Federn 3 so angeordnet, dass sie in die gebildeten Zwischenräume zwischen den einzelnen Federn 3 der benachbarten Federreihen 1 eingreifen, so dass sich eine relativ geschlossene Auflagefläche ergibt.

Claims

Federkern, mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Federreihen (1), von denen jede aus mehreren, miteinander verbundenen einzelnen Federn (3) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass jede Feder (3) als ein in Belastungsrichtung hochkant angeordneter, aus einem elastisch verformbaren Draht bestehender Ring gestaltet ist, mit einer im Konturenverlauf nach innen gerichteten Kerbe (4).
Federkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Feder (3) als Kreisringabschnitt mit sich anschließender Kerbe (4) ausgebildet ist.
Federkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbe (4) durch Schenkel (7) begrenzt ist, die einen Winkel ≤ 90° einschließen.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheitel der Kerbe (4) im Bereich des gedachten Mittelpunktes des Kreisringabschnitts oder außerhalb davon, vorzugsweise über den Mittelpunkt hinaus angeordnet ist.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (3) einer Federreihe (1) gegenüber den Federn anderer Federreihen (1) bezüglich der Stellung der Kerben (4) verdreht sind.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (3) einer Federreihe (1) gegenüber anderen Federn (3) dieser Federreihe (1) verdreht sind.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (3) einer Federreihe (1) durch mindestens zwei Stangen (5) abstandsarretiert zueinander miteinander verbunden sind.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich der Federn (3) mit den Stangen (5) in einer Einbuchtung der Federn (3) angeordnet sind.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Federn (3) einer Federreihe (1) in die Zwischenräume der Federn (3) mindestens einer benachbarten Federreihe (1) eingreifen.
Federkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtstärken der Federn (3) reihenweise unterschiedlich sind.