DE102015015872A1

DE102015015872A1 - Liegemodul und Verfahren zur Herstellung eines Liegemoduls

Info

Publication number: DE102015015872A1
Application number: DE102015015872.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Jansen
Original assignee: Thomas GmbH and Co Technik and Innovation KG
Current assignee: Thomas GmbH and Co Technik and Innovation KG
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-06-14
Also published as: WO2017097395A1; EP3386909A1; CN108367907A

Abstract

Liegemodule (10) können zum Schlafen, Liegen und/oder Sitzen genutzt werden. Derartige Liegemodule (10) weisen im Wesentlichen einen Liegemodulgrundkörper (12) auf, der beispielsweise als Matratze ausgebildet sein kann. Während einstückig hergestellte Liegemodulgrundkörper nur sehr unflexibel gestaltet werden können, stellt das Zusammenstellen eines Liegemodulgrundkörpers aus mehreren einzelnen Bestandteilen einen erhöhten Arbeitsaufwand bzw. Zeitaufwand dar. Die Erfindung schafft ein Liegemodul (10), das individuell und kostengünstig herstellbar ist. Das wird dadurch erreicht, dass eine Struktur (11) des Liegemodulgrundkörpers (12) aus mindestens einer Substruktur (15) aufgebaut ist, wobei die mindestens eine Substruktur (15) des einstückig ausgebildeten Liegemodulgrundkörpers (12) in vertikaler und/oder horizontaler Richtung eine sich kontinuierlich oder quasikontinuierlich ändernde Strukturfeinheit aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Liegemodul zum Liegen und/oder Sitzen, insbesondere für Sitz-, Liege- und/oder Schlafmöbel, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Liegemoduls zum Liegen und/oder Sitzen, insbesondere für Sitz-, Lieg- und/oder Schlafmöbel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Liegemodule der hier angesprochenen Art werden eingesetzt, um das Schlafen, Liegen und/oder Sitzen angenehmer zu gestalten. Solche Liegemodule weisen im Wesentlichen einen Liegemodulgrundkörper auf, der beispielsweise als Matratze ausgebildet sein kann. Neben dem Liegemodulgrundkörper kann das Liegemodul außerdem eine Unterfederung bzw. ein Lattenrost sowie ein Unterbau, wie beispielsweise ein Bettgestell, aufweisen.
Der Liegemodulgrundkörper weist zwischen einer Oberseite und einer Unterseite mindestens ein elastisches Material mit einer bestimmten Struktur auf. Diese Struktur des Material bestimmt im Wesentlichen die Festigkeit bzw. die Steifigkeit des Liegemodulgrundkörpers bzw. des Liegemoduls. Es sind Liegemodulgrundkörper bekannt, die eine einzige, beispielsweise aus Schaumstoff gebildete, Matratze aufweisen. Es sind jedoch auch Matratzen bekannt, die alternativ mehrstückig ausgebildet sind, indem sie beispielsweise zur Unterstützung bestimmter Körperpartien Verstärkungen oder Bereiche mit einem besonderen Lüftungssystem aufweisen. Außerdem ist es bekannt, den Liegemodulgrundkörper aus verschiedenen diskreten Schichten zusammenzusetzen. Die Materialen dieser verschiedenen Schichten können dabei unterschiedlich sein und/oder unterschiedliche Strukturen aufweisen. Insbesondere Schaum, oder Latexmatratzen können eine Vielzahl von Schichten aufweisen, die von der Unterseite zur Oberseite hin übereinander mehrstückig angeordnet sind.
Eine ebenfalls weit verbreitete Bauart eines Liegemodulgrundkörpers bzw. einer Matratze stellt die Federkernmatratze dar, die in ihrem Inneren metallische Federn aufweist, um der Matratze eine bestimmte Festigkeit verschafft. Diese Federn werden sandwichartig von mindestens zwei weiteren Schichten eingefasst. Somit sind auch Federkernmatratzen mehrstückig bzw. aus einer Vielzahl von Elementen aufgebaut.
Bei diesen bekannten Bauarten von Liegemodulen werden die Liegemodulgrundkörper entweder einstückig als Schaumstoffmatratzen mit einer homogenen Struktur oder mehrstückig, durch Zusammenfügen von beispielsweise mehreren Schichten, Verstärkungen, Federn und Lüftungssystemen gebildet. Während einstückige Liegemodulgrundkörper mit einer homogenen Struktur nur sehr unflexibel gestaltet werden können, stellt das Zusammenstellen eines Liegemodulgrundkörpers aus mehreren einzelnen Bestandteilen einen erhöhten Arbeitsaufwand bzw. Zeitaufwand dar, was sich letztendlich in einem hohen Endpreis wiederspiegelt. Des Weiteren stellt das Zusammensetzen eines komplexen Liegemodulgrundkörpers aus mehreren Einzelteilen den Hersteller vor eine erhebliche logistische Herausforderung, da alle Bauelemente ständig in genügendem Maße vorrätig sein müssen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Liegemodul zu schaffen, welches individuell und kostengünstig herstellbar ist. Darüber hinaus ist ein entsprechendes Verfahren für die Herstellung eines derartigen Liegemoduls zu schaffen.
Ein Liegemodul zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass die Struktur aus mindestens einer Substruktur aufgebaut ist, wobei die mindestens eine Substruktur des einstückig ausgebildeten Liegemodulgrundkörpers in vertikaler und/oder horizontaler Richtung eine sich kontinuierlich oder quasikontinuierlich ändernde Strukturfeinheit aufweist. Die Strukturfeinheit kann dabei bestimmt werden durch die Form und/oder die Größe der Substruktur, insbesondere durch die Anzahl der die Substruktur bildenden Strukturelemente pro Einheitsvolumen. Durch Variation der Strukturfeinheit sind die Festigkeit und/oder die Steifigkeit des Liegemodulgrundkörper bzw. des Liegemoduls einstellbar. Dadurch, dass der Liegemodulgrundkörper einstückig aufgebaut ist, kann durch die mindestens eine Substruktur zwischen der Ober- und Unterfläche eine gezielte Verstärkung, beispielsweise in einem bestimmten Bereich des Liegemodulgrundkörpers, durch eine erhöhte Festigkeit in den Liegemodulgrundkörper integriert werden. Durch die Einstückigkeit weist der Liegemodulgrundkörper keine weiteren Bestandteile oder Schichten auf, um die Festigkeit des Liegemoduls in horizontaler bzw. vertikaler Richtung zu verändern. Ein derartig einfach aufgebautes Liegemodul lässt sich besonders ökonomisch herstellen. Durch die Bestimmung der Steifigkeit der Substrukturen, lassen sich die federnden Eigenschaften des Liegemoduls individuell festlegen. Dabei kann es durchaus vorgesehen sein, dass die Struktur mehrere Substrukturen mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften wie Festigkeiten und/oder Steifigkeiten aufweist.
Bevorzugt kann es die vorliegende Erfindung weiter vorsehen, dass die Struktur, insbesondere die mindestens eine Substruktur, des Liegemodulgrundkörpers in vertikaler und/oder horizontaler Richtung eine sich kontinuierlich oder quasikontinuierlich ändernde Periodizität und/oder Festigkeit, insbesondere Steifigkeit, aufweist. Das kann beispielsweise durch einen sich kontinuierlich oder quasikontinuierlich ändernden Verlauf von mehreren Substrukturen mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften bzw. Materialdichten erreicht werden. Durch das Aufeinanderfolgen mehrerer Substrukturen, deren Eigenschaften wie Strukturfeinheit, Festigkeit, Steifigkeit oder Elastizität sich graduell ändern, kann zwischen der Oberseite und der Unterseite des Liegemodulgrundkörpers eine sich kontinuierlich bzw. quasi kontinuierliche Änderung der lokalen oder globalen Federeigenschaften des Liegemoduls geschaffen werden. Je nach Gestaltung und Positionierung sowie Anordnung der Strukturen bzw. Substrukturen ist so ein individuelles, an die Bedürfnisse einer Person angepasstes, Liegemodul herstellbar.
Insbesondere kann es weiter vorgesehen sein, dass die Struktur in einem Bereich an der Oberseite des Liegemodulgrundkörpers eine höhere Strukturfeinheit aufweist, als in einem Bereich an der Unterseite des Liegemodulgrundkörpers und der Liegemodulgrundkörper vorzugsweise zwischen der Oberseite und der Unterseite eine sich, insbesondere kontinuierlich, verringernde Strukturfeinheit aufweist. Durch die erhöhte Strukturfeinheit an der Oberseite des Liegemodulgrundkörpers, das heißt an der Liegefläche des Liegemoduls, ist die Steifigkeit der Struktur an der Oberseite gering. Dadurch kann somit eine Liegefläche für einen komfortablen Schlaf geschaffen werden. Für die notwendige Festigkeit des Liegemoduls kann die Strukturfeinheit entsprechend angepasst werden. Bei allen Variationsmöglichkeiten ist stets vorgesehen, dass die Tragfähigkeit und der Komfort des Liegemoduls maximiert wird, während die Strukturfeinheit gering zu halten ist, da mit einer erhöhten Strukturfeinheit der Materialeinsatz und die Herstellungszeit zunimmt.
Ein weiteres besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass die Struktur im Bereich an der Oberseite des Liegemodulgrundkörpers eine geringere Steifigkeit aufweist, als im Bereich an der Unterseite des Liegemodulgrundkörpers (12), insbesondere dass die Steifigkeit der Bereiche an der Oberseite und an der Unterseite gleich ist. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Steifigkeit und die Festigkeit der Struktur an der Oberseite und der Unterseite des Liegemodulgrundkörpers gleich sind. Dies ist beispielsweise realisierbar durch eine entsprechende Wahl der Form und/oder des Materials der Strukturelemente. Da die Änderung der Steifigkeit nicht nur vertikal, das heißt von der Oberseite hin zur Unterseite vorgesehen ist, sondern auch horizontal, lässt sich beispielsweise ein Schulterbereich oder ein Fußbereich mit einer erhöhten Festigkeit gemäß den Wünschen einer Person flexibel anpassen und einfach herstellen.
Des Weiteren kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Liegemodulgrundkörper mindestens einen Bereich aufweist in dem die Struktur, insbesondere die mindestens eine Substruktur, eine höhere oder geringere Steifigkeit aufweist, als benachbarte Bereiche. Durch diese Bereiche mit veränderter Steifigkeit lässt sich beispielsweise der Auflagedruck schwerer Körperteile ausgleichen. Des Weiteren ist es denkbar, durch Variation der Materialdichte, Lüftungskanäle oder dergleichen in das Liegemodul einzuarbeiten.
Vorzugsweise kann es weiter vorgesehen sein, dass die Struktur, insbesondere die mindestens eine Substruktur, als federnde, elastische Elemente, biege- oder knickelastische Stabtragwerke oder dergleichen ausgebildet ist und/oder die Struktur, insbesondere die mindestens eine Substruktur, aus Materialen mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften herstellbar sind. Als Material zur Herstellung des Liegemoduls bzw. der Strukturen, kann ein Kunststoff bzw. Kunstharze oder flüssige Kunstharze verwendet werden. Es ist darüber hinaus auch vorgesehen, dass mehrere verschiedene Kunststoffe bzw. Kunstharze verwendet werden können, die beispielsweise durch zusätzliche Fasern oder dergleichen verstärkt werden können.
Des Weiteren kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass in die Struktur zur Bildung des Liegemodulgrundkörpers separate Profile, aus vorzugsweise einem Faserverbundwerkstoff, einbringbar sind, insbesondere der Liegemodulgrundkörper direkt auf einer Verstärkung oder einem Unterbau herstellbar ist. So können beispielsweise die Profile zur Unterstützung oder Verbindung der Substrukturen dienen. Bei den Profilen kann es sich um Hohlprofile oder Vollprofile mit einem runden oder rechteckigen Querschnitt handeln. Die Profile können auch als Basis des Liegemodulgrundkörpers dienen, auf der dieser hergestellt wird. Durch die Kombination der Strukturen bzw. Substrukturen mit weiteren Profilen, lassen sich weitere individuelle Anforderungen an die Flexibilität, insbesondere an lokale Flexibilitäten, realisieren.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, dass der Liegemodulgrundkörper durch ein generatives Verfahren, insbesondere durch 3D-Druck, Stereolithographie, Lasersintern oder vergleichbare Verfahren, herstellbar ist. Mittels solcher generativer Verfahren lassen sich alle bisher beschriebenen Strukturen und Eigenschaften in einem einzigen Produktionsschritt darstellen. Bei generativen Verfahren hängt die Produktionsgeschwindigkeit vor allem von der notwendigen Präzision und damit von der Strukturfeinheit des Bauteils, in diesem Fall des Liegemoduls, ab. Da die Produktionszeit ein wesentlicher, die Wirtschaftlichkeit bestimmender Faktor ist, wird durch die beschriebene Variation der Strukturfeinheit über das Bauteil erreicht, dass der angestrebte hohe Komfort mit einer insgesamt minimalen Strukturfeinheit und damit der höchsten Produktionsgeschwindigkeit dargestellt wird. Gleichzeitig kann, abhängig vom Optimierungsziel, auch die eingesetzte Materialmenge zur Erreichung des angestrebten Komforts reduziert werden.
Mittels des generativen Verfahrens lassen sich individualisierte Liegemodule herstellen mit einer minimierten mittleren Strukturfeinheit und gleichzeitigen Maximierung des Liegekomforts und der Tragfähigkeit. Gerade die Feinheit mit der die einzelnen Strukturen hergestellt werden, bestimmt die Geschwindigkeit bzw. die Dauer für die Herstellung eines Objektes mittels beispielsweise 3D-Druck bestimmt. Dadurch kann durch Variation der Strukturfeinheit über das gesamte Liegemodul ein optimaler Komfort geschaffen werden, bei gleichzeitiger Reduzierung des benötigten Materials.
Durch die Herstellung des Liegemodulgrundkörpers mittels eines generativen Verfahrens, kann der ansonsten bei beispielsweise subtraktiven Herstellungsverfahren von Liegemodulen anfallende Rest bzw. Abschnitt vermieden werden. Des Weiteren gestaltet es sich als besonders vorteilhaft, dass der einstückig ausgebildete Liegemodulgrundkörper vollständig automatisiert herstellbar ist. Es müssen somit keine Teile händisch oder durch einen Produktionsroboter zusammengefügt werden. Des Weiteren sind keine Lagerplätze notwendig, für die Lagerung der einzelnen Bestandteile des Liegemodulgrundkörpers. Mittels eines ununterbrochenen Betriebs eines 3D-Druckers lassen sich so Liegemodule schnell herstellen. Ein weiterer Vorteil kann darin gesehen werden, dass die Herstellung der Liegemodule nicht mehr an eine Produktionsstätte oder an lokales Knowhow gebunden ist, vielmehr können die Liegemodule dort hergestellt werden, wo sie zum großen Teil vertrieben werden. Auf diese Weise lassen sich Lieferwege für Material und fertige Liegemodule reduzieren. Aufgrund des hohen Automatisierungsgrades der generativen Verfahren lässt sich die Herstellung zentral steuern, und zwar unabhängig davon, wo produziert wird. Mittels des generativen Verfahrens bzw. durch die 3D-Druckmethode lässt sich somit ein nahezu beliebiges Liegemodul herstellen und zwar auf eine günstige und schnelle Art und Weise.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass der Liegemodulgrundkörper mit einer bestimmten elastischen Eigenschaft herstellbar ist, wobei eine mittlere Strukturfeinheit minimal ist. Bei der bestimmten elastischen Eigenschaft kann es sich um mindestens eine der zuvor genannten Eigenschaften handeln.
Bevorzugt kann es die vorliegende Erfindung weiter vorsehen, dass mehrere Liegemodulgrundkörper zu einem Liegemodul zusammenfügbar, insbesondere zusammensetzbar, zusammensteckbar oder zusammenklebbar sind. So lassen sich beispielsweise zwei oder drei Liegemodulgrundkörper zu einem großen Liegemodul bzw. zu einer großen Matratze zusammenfügen. Darüber hinaus ist es denkbar, dass sich einzelne Liegemodulgrundkörper zu nahezu jeder beliebigen Form zusammenfügen lassen.
Bevorzugt ist es weiter vorgesehen, dass der Liegemodulgrundkörper mit einer Unterfederung und/oder einem Unterbau einstückig ausgebildet, insbesondere herstellbar, ist. So lässt sich ein konventionelles Bett bzw. Liegemodul, bestehend aus Matratze, Unterfederung und Gestell mittels des generativen Verfahrens einstückig herstellen. Durch diese selbsttragende Struktur erlangt das Liegemodul die notwendige Stabilität bzw. die notwendige Flexibilität.
Ein Verfahren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 12 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass zwischen der Oberseite und der Unterseite des Liegemodulgrundkörpers eine zusammenhängende Struktur aus mindestens einer Substruktur ausgebildet wird, wobei die Festigkeit des Liegemodulgrundkörpers durch Variation der Strukturfeinheit der mindestens einen Substruktur in vertikaler und/oder horizontaler Richtung zwischen Oberseite und der Unterseite verändert wird. Dadurch, dass die Struktur zusammenhängend aus mindestens einer Substruktur einstückig ausgebildet wird, erlangt der Liegemodulgrundkörper, bzw. das Liegemodul, eine besonders vorteilhafte Federcharakteristik. Durch nahezu beliebige Variationen der Substrukturen lässt sich jede Federcharakteristik herstellen.
Bevorzugt sieht es die vorliegende Erfindung weiter vor, dass der Liegemodulgrundkörper durch ein generatives Verfahren, wie beispielsweise durch 3D-Druck, Lasersintern, Stereolithographie oder dergleichen, hergestellt wird. Nur durch ein generatives Verfahren lässt sich das beanspruchte Liegemodul mit mindestens einer Substruktur einstückig herstellen. Während bei bekannten Herstellungsverfahren mehrere einzelne Elemente für den Aufbau eines komplexen Liegemoduls zusammenzufügen sind, kann erfindungsgemäß der Liegemodulgrundkörper, bzw. das Liegemodul, einstückig hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass der Liegemodulgrundkörper, bzw. das Liegemodul, ohne Reste hergestellt wird. Es wird somit das einzusetzende Material optimal, ohne Verlust genutzt. Durch das generative Verfahren lässt sich jede Matratze individuell herstellen, ohne dass der Herstellungsprozess geändert werden muss. Bei der Herstellung eines Gegenstandes mittels 3D-Druck ist eine hohe Strukturfeinheit besonders Zeitaufwendig. Um diesen Nachteil zu umgehen, sieht es die vorliegende Erfindung vor, nur Bereiche des Liegemodulgrundkörpers mit einer erhöhten Strukturfeinheit herzustellen, bei den es notwendig ist. Die übrigen Bereiche können sodann mit einer sehr geringen Strukturfeinheit versehen sein. Insbesondere durch den graduellen Verlauf der Strukturfeinheit in vertikale Richtung lassen sich Liegemodulgrundkörper herstellen, die eine hohe Festigkeit, aber gleichzeitig eine geringe mittlere Strukturfeinheit aufweisen und somit schnell und kostengünstig herstellbar sind. Durch diese Gradwanderung zwischen Festigkeit und geringe Strukturfeinheit kann eine hohe Herstellungsgeschwindigkeit erzielt werden.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass zur Variation der Festigkeit der Struktur Materialien mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften verwendet werden und/oder Verstärkungen in die Struktur zur Variation der Festigkeit eingearbeitet werden. Durch die Kombination der Strukturen mit den Verstärkungen lassen sich zusätzliche Variationen in der Festigkeit bzw. Flexibilität des Liegemoduls herstellen. Die Verstärkungen können genutzt werden, um besonders komplexen Strukturen bzw. Substrukturen als Unterstützung oder Stützmaterialien zu dienen, die allerdings nach Fertigstellung des Liegemoduls in dem selbigen verbleiben.
Schließlich kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Liegemodul als selbsttragende Struktur, bestehend aus einem Liegemodulgrundkörper und/oder einer Unterfederung und/oder einem Unterbau, insbesondere einstückig, hergestellt wird. So lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren komplette Liegesystem einstückig herstellen. Auf diese Weise kann eine komplette Individualisierung des gesamten Liegemoduls bzw. eines gesamten Liegesystems realisiert werden. Durch ein einziges Herstellungsverfahren wird somit ein komplettes Liegemodul hergestellt. Das Zusammenfügen mehrerer Komponenten zu einem Liegemodul erübrigt sich somit. Das erfindungsgemäße Verfahren schafft somit eine schnelle und ökonomische Art individuale Liegemodule herzustellen.
Weiter ist es denkbar, dass das Liegemodul unter Einsatz einer minimalen Materialmenge hergestellt wird, insbesondere verschiedene Materialen kombiniert werden, um die Produktionskosten zu minimieren.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 ein Querschnitt durch einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Liegemoduls,
2 ein Querschnitt durch das Liegemodul gemäß der 1 mit einer Verstärkung,
3 ein Querschnitt durch einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Liegemoduls,
4 ein Querschnitt durch einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Liegemoduls, und
5 ein Querschnitt durch einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Liegemoduls mit Verstärkungen.
Im Folgenden werden mehrere Beispiele für ein Liegemodul 10 bzw. für einen eine Struktur 11 aufweisenden Liegemodulgrundkörper 12 dargestellt. Allerdings soll die Erfindung nicht auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern vielmehr auf weitere denkbare Strukturen übertragbar sein. Für eine bessere Darstellung sind hier lediglich Ausschnitte eines Querschnitts durch die verschiedenen Ausführungsbeispiele eines Liegemoduls 10 dargestellt. Da sich die Struktur 11 periodisch in horizontale Richtung über das gesamte Liegemodul 10 erstreckt, würde eine Gesamtdarstellung des Liegemoduls 10 keine weiteren Informationen liefern.
In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Liegemodulgrundkörpers 12 dargestellt. Zwischen einer Oberseite 13, die auch als Liegefläche bezeichnet werden kann, und einer Unterseite 14 ist eine Struktur 11 ausgebildet. Diese Struktur 11 weist mehrere Substrukturen 15 auf, die sich von der Unterseite 14 des Liegemodulgrundkörpers 12 zu der Oberseite 13 erstrecken. Dabei ändern die Substrukturen 15 zwischen der Unterseite 14 und der Oberseite 13 kontinuierlich ihre Form, wohingegen sie in horizontaler Richtung eine Periodizität aufweisen. Durch die Veränderung in der Form weisen die Substrukturen 15, die aus einem Kunststoff oder einem Kunstharz hergestellt werden, verschiedene mechanische Eigenschaften auf. So variiert die Festigkeit in Richtung der Oberseite 13 aufgrund der erhöhten Strukturfeinheit der Substrukturen 15.
Durch die fraktale Formgebung der Substrukturen 15 ändert sich sowohl die Strukturfeinheit als auch die Festigkeit bzw. Steifigkeit der Struktur 11 kontinuierlich zwischen der Unterseite 14 und der Oberseite 13. Gerade diese kontinuierliche Veränderung der Materialeigenschaften lässt sich für einstückige Liegemodule bzw. Matratzen durch konventionelle Herstellungsverfahren nicht realisieren. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht es daher vor, die in den Figuren dargestellten Liegemodule 10 durch ein generatives Verfahren herzustellen. Dabei wird das Liegemodul 10 beispielsweise durch einen 3D-Drucker schichtweise von der Unterseite 14 zur Oberseite 13 des Liegemodulgrundkörpers 12 aufgebaut. Die Struktur 11 bzw. die Substruktur 15 des Liegemodulgrundkörpers könne dabei nahezu beliebig individualisiert werden.
In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Liegemoduls 10 dargestellt. Allerdings ruhen hier die der Unterseite 14 zugeordneten Substrukturen 15 auf strangartigen Verstärkungsmitteln 16. Die Substrukturen 15 werden bei der Herstellung direkt auf die Verstärkungsmittel 16 aufgebracht, so dass diese fest mit der Struktur 11 verbunden sind. Durch die Verstärkungsmittel 16 kann die mechanische Eigenschaft des Liegemoduls 10 weiter individualisiert werden. Die Funktion der Verstärkungsmittel 16 kann mit der eines Lattenrostes eines konventionellen Liegemoduls verglichen werden.
So kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein komplettes Liegemodul 10, bestehend aus einem Untergestell, einer Unterfederung bzw. Lattenrost und einer Matratze bzw. Liegemodulgrundkörper einstückig hergestellt werden. Dabei können die Verstärkungsmittel 16 ebenfalls durch das generative Verfahren hergestellt werden, oder vor Beginn des generativen Verfahren, in beispielsweise den 3D-Drucker eingebracht werden, um dem weiteren Prozess als Auflage zu dienen.
In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Liegemoduls 10 dargestellt. Hier sind die Substrukturen 15 der Struktur 11 zwischen der Unterseite 14 und der Oberseite 13 als sich zu der Oberseite 13 hin verkleinernde bogenförmige Federn ausgebildet. Zwischen den einzelnen Federsubstrukturen 15 dienen Horizontalverstärkungen 17 der weiteren Stabilisierung. Durch die in der 3 dargestellte Struktur 11 lässt sich die gleiche mechanische Wirkung erzielen, wie bereits in den 1 und 2 dargestellt.
Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Liegemoduls 10 handelt es sich um eine Modifikation des Ausführungsbeispiels der 3. Hier bilden die Substrukturen 15 mehrfach gebogene oder geschwungene Feder- oder Schraubenelemente. Durch die Wechselwirkung der kontinuierlich kleiner werdenden Substrukturen 15 zur Oberseite 13 hin, kann eine sich kontinuierlich verändernde Festigkeit des Liegemodulgrundkörpers 12 von der Unterseite 14 zur Oberseite 13 hin realisiert werden.
Auch wenn in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils nur ein Ausschnitt des Liegemoduls 10 dargestellt ist, so ist es auch denkbar, dass die hier dargestellte Variation in der Substruktur 15 und der damit verbundenen Variation der Festigkeit des Liegemoduls 10 sich in horizontale Richtung erstreckt, so dass für bestimmte Körperpositionen verschiedene Härtegrade erzielbar sind.
In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Liegemoduls 10 dargestellt. Hier sind die Substrukturen 15 als Spiralen ausgebildet, die Ihre Form und Größe von der Unterseite 14 zur Oberseite 13 verändern bzw. immer kleiner werden. Die einzelnen Federelemente sind durch Verstärkungen 18 miteinander gekoppelt. Diese Verstärkungen 18 können als Vollprofil oder als Hohlprofil ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

10: Liegemodul
11: Struktur
12: Liegemodulgrundkörper
13: Oberseite
14: Unterseite
15: Substruktur
16: Verstärkungsmittel
17: Horizontalverstärkung
18: Versteifung

Claims

Liegemodul (10) zum Liegen und/oder Sitzen, insbesondere für Sitz-, Liege- und/oder Schlafmöbel, mit einem einstückig ausgebildeten Liegemodulgrundkörper (12) aus einem elastischem, eine Struktur (11) aufweisenden Material, mit einer Oberseite (13) zum Liegen oder Sitzen und einer Unterseite (14) zur Ablage auf einem Unterbau oder einem Untergrund, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (11) aus mindestens einer Substruktur (15) aufgebaut ist, wobei die mindestens eine Substruktur (15) des Liegemodulgrundkörpers (12) in vertikaler und/oder horizontaler Richtung eine sich kontinuierlich oder quasikontinuierlich ändernde Strukturfeinheit aufweist.
Liegemodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (11), insbesondere die mindestens eine Substruktur (15), des Liegemodulgrundkörpers (12) in vertikaler und/oder horizontaler Richtung eine sich kontinuierlich oder quasikontinuierlich ändernde Periodizität und/oder Festigkeit, insbesondere Steifigkeit, aufweist.
Liegemodul (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (11) in einem Bereich an der Oberseite (13) des Liegemodulgrundkörpers (12) eine höhere Strukturfeinheit aufweist, als in einem Bereich an der Unterseite (14) des Liegemodulgrundkörpers (12) und der Liegemodulgrundkörper (12) vorzugsweise zwischen der Oberseite (13) und der Unterseite (14) eine sich, insbesondere kontinuierlich, verringernde Strukturfeinheit aufweist.
Liegemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (11) im Bereich an der Oberseite (13) des Liegemodulgrundkörpers (12) eine geringere Steifigkeit aufweist, als im Bereich an der Unterseite (14) des Liegemodulgrundkörpers (12), insbesondere dass die Steifigkeit der Bereiche an der Oberseite (13) und an der Unterseite (14) gleich ist.
Liegemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Liegemodulgrundkörper (12) mindestens einen Bereich aufweist in dem die Struktur (11), insbesondere die mindestens eine Substruktur (15), eine höhere oder geringere Steifigkeit aufweist, als benachbarte Bereiche.
Liegemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (11), insbesondere die mindestens eine Substruktur (15), als federnde, elastische Elemente, biege- oder knickelastische Stabtragwerke oder dergleichen ausgebildet ist und/oder die Struktur (11), insbesondere die mindestens eine Substruktur (15), aus Materialen mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften herstellbar sind.
Liegemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Struktur (11) zur Bildung des Liegemodulgrundkörpers (12) separate Profile, aus vorzugsweise einem Faserverbundwerkstoff, einbringbar sind, insbesondere der Liegemodulgrundkörper (12) direkt auf einer Verstärkung (16) oder einem Unterbau herstellbar ist.
Liegemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Liegemodulgrundkörper (14) durch ein generatives Verfahren, insbesondere durch 3D-Druck oder Lasersintern oder dergleichen, herstellbar ist.
Liegemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Liegemodulgrundkörper (14) mit einer bestimmten elastischen Eigenschaft herstellbar ist, wobei eine mittlere Strukturfeinheit minimal ist.
Liegemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Liegemodulgrundkörper (12) zu einem Liegemodul (10) zusammenfügbar, insbesondere zusammensetzbar, zusammensteckbar oder zusammenklebbar, sind.
Liegemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Liegemodulgrundkörper (12) mit einer Unterfederung und/oder einem Unterbau einstückig ausgebildet, insbesondere herstellbar, ist.
Verfahren zur Herstellung eines Liegemoduls (10) zum Liegen und/oder Sitzen, insbesondere für Sitz-, Liege- und/oder Schlafmöbel, wobei ein Liegemodulgrundkörper (12) mit einer Oberseite (13) zum Liegen oder Sitzen und einer Unterseite (14) zur Ablage auf einem Unterbau oder einem Untergrund einstückig hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberseite (13) und der Unterseite (14) des Liegemodulgrundkörpers (12) eine zusammenhängende Struktur (11) aus mindestens einer Substruktur (15) ausgebildet wird, wobei die Festigkeit des Liegemodulgrundkörpers (12) durch Variation einer Strukturfeinheit der mindestens einen Substruktur (15) in vertikaler und/oder horizontaler Richtung zwischen Oberseite (13) und der Unterseite (14) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Liegemodulgrundkörper (12) durch ein generatives Verfahren, insbesondere durch 3D-Druck oder Lasersintern oder dergleichen, hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Variation der Festigkeit der Struktur (11) Materialien mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften verwendet werden und/oder Verstärkungen in die Struktur (11) zur Variation der Festigkeit eingearbeitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Liegemodul (10) als selbsttragende Struktur (11) bestehend aus einem Liegemodulgrundkörper (12) und/oder einer Unterfederung und/oder einem Unterbau, insbesondere einstückig, hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Liegemodul (10) unter Einsatz einer minimalen Materialmenge hergestellt wird, insbesondere verschiedene Materialen kombiniert werden, um die Produktionskosten zu minimieren.