DE2308184A1

DE2308184A1 - DIFFERENTLY ELASTIC SPRING COMPONENT

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: AU5202673A; GB1376281A; AU450572B2; US3716874A

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. Differently elastic spring component The invention relates to a Spring component with a group of side by side arranged helical Compression spring elements, the opposite ends of which are parallel to each other end lying planes, in particular the invention relates to a helical spring arrangement for the production of a load-bearing component, the individual spring elements so are arranged to be used for seats, spring units for beds and mattress constructions can be used as support elements.

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.Components are assembled from helical compression springs for generations in general for seats, for spring-loaded units for beds and for Used mattress constructions. These components essentially consist of groups of side by side arranged spring elements, their opposite ends lie in parallel planes, and which are interconnected in many ways are to form a single component. It is also common practice to have two to use different types of end assemblies. One type is called "knotted The outermost end of the spring wire bends back, the neighboring end Crosses the screw turn and is wound around it with two or three turns. This arrangement accommodates the protruding end of the spring, which would otherwise be would have elastic properties that differ considerably from the spring than any other.

Bei der anderen Anordnung verbleibt das Ende frei d.h.The other arrangement leaves the end free i.e.

das äusserste Ende des Federdrahtes steht bis auf seitliche Zwischenverbindungen mit benachbarten Federelementen frei ab.the outermost end of the spring wire stands except for lateral interconnections freely with neighboring spring elements.

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.This type of interconnection inevitably results in a certain one Limitation of the deflection or the spring deflection, however, a component is generated from same spring elements, the "free" ends of which are connected to one another, because of the axially unsupported ends of the spring elements have a much larger initial spring travel at a given load than the "knotted" arrangement.

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.To achieve a predetermined load-bearing capacity over larger Spring travel would be the most economical solution for the construction of a spring component, to use knotted spring elements at both ends. That would be the use of spring wire with a minimum diameter for a given number of screw turns. However, the very creation of one is over Large areas of the spring component-reaching bearing are only part of the problem. Of the human body is designed so that a padded surface is significant Contour irregularities must adapt, eo that the load-bearing pressure over relative large areas can be exercised against the seated or lying person. this can only be achieved by using spring elements whose spring deflection is relatively large at least in the first stage of deflection. It is obvious, that such spring elements of known components in this way at a given Wire diameter and screw shape produce a lower overall load-bearing capacity would. Designers of spring components are therefore faced with the alternative of either to sacrifice the softness or the economy if they are for a particular one Degree of overall load-bearing capacity.

Ziel der Erfindung ist es daher, eine Anordnung mit verbessertem Federverhalten vorzusehen.The aim of the invention is therefore to provide an arrangement with improved spring behavior to be provided.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass Jeweils ein Ende der die Gruppe bildenden Federelemente geknotet und ein Ende derselben frei ist.According to the invention, this is achieved by having one end in each case the spring elements forming the group are knotted and one end thereof is free.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.Further details of the invention should be based on an exemplary embodiment will be explained and described in more detail, reference being made to the accompanying drawings is taken.

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.Fig. 1 is a perspective view of a group of interconnected Spring elements that form a component according to the present invention, Fig. Figure 2 is a perspective view similar to Figure 1 showing the interconnection between adjacent rows of spring elements, Fig. 3 is a perspective View of a conventional helical interconnection element of the FIGS Components according to Fig. 1 and 2 type used, Fig. 4 is an enlarged view a node connection of a spring end, FIG. 5 is an enlarged section through a side view according to FIGS. 1 and 2 and shows structural details of a mattress component with a unit according to FIG. 1, and FIGS. 6 and 7 are overview tables of the Deflection properties or spring travel of the spring component according to 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.This spring component according to FIG. 1 consists of lo, 11, 12 and 13 designated rows of spring elements. In terms of screw shape, the Rows lo and 12 are preferably left-handed and rows 11 and 13 are right-handed. Adjacent screw turns that rotate in opposite directions act mutually stabilizing on the angular deviation from the spring axis. Apart from the changing In the direction of rotation, the spring elements of the component according to FIG. 1 are all the same. The central areas marked 14 in Fig. 1 have a different helical shape, and the end portions 15 and 16 terminate in substantially parallel planes. The end 16 is connected to the adjacent screw turn 17 by the knot 18, and the opposite The end of the spring 19 extends freely with respect to the rest of the spring, apart from the interconnection with the helical one Connecting element according to FIG. 3. By this connection of the helical connecting element with the free end 19 and the diametrically opposite straight sections a hinge relationship is provided which has a substantial articulation of a spring element on the next spring element. This form of interconnection among the Spring elements is known. Automatic devices for assembling groups of compression springs of this type are available, the helical connecting elements through the device can be rotated and axially advanced so that the adjacent Areas of the spring elements are captured and held together like bundles by a binding element will.

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.FIG. 5 shows a mattress arranged around a unit according to FIG shown. The spring component, generally designated 21, is surrounded by cushioning material, that of the inner covering 22, the outer covering 23 and the one with 24 and 25 designated cushion is made. This component has the interesting property on that the surface 26 is designed to be softer than the surface 27. The mattress can be turned over so that either one or the other surface is facing above points, depending on the personal taste (or the recommendation of the Degree of hardness dictated by the doctor. The mattress can also be assembled so that on the right half of the plane that extends the length of the mattress the spring elements according to FIG. 5 are arranged on one side. On the left Half the arrangement could be reversed so that the mattress is on one half has different surface hardness properties than on the other half, without Regarding which of the surfaces 26 or 27 is facing up.

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.The overviews according to FIGS. 6 and 7 show the deflection or deflection. Deflection properties of spring components according to FIG. 1, with a load is applied to different surfaces in order to achieve the local adaptation properties according to the invention to represent. 6 shows the behavior of the spring component when a load-bearing element is loaded about 20 cm (8 inches) in diameter centrally over a four spring elements comprising Area. In Fig. 7 the behavior of the same spring unit is shown, with one Load at the same point on a support element with a diameter of approx. 6.7 cm (3 inches) is upset. In Figs. 6 and 7, the top line shows the behavior of the spring unit with upwardly directed free ends of the screw turns and the lower line with knotted ends thereof pointing upwards. The larger one used in FIG Support element shows the general load-bearing capacity of the spring unit after the first Inflection or deflection has taken place. After applying a substantial load over both surfaces of the construction it is evident that the load-bearing capacity of both arrangements is essentially the same. However, it causes a localized Load the behavior according to FIG. 7, with deflections of approx. 2.5 cm animals taking place can, while the softness of the arrangement with the free end facing upwards the spring elements is still significantly increased.

Claims

Spring component with a group of side by side helical compression spring elements, the opposite ends of which are each in parallel planes that lie to one another end, thereby indicating that each one end of the spring elements (10-13) forming the group is knotted (18) and one end the same is free (19).

2. Spring component according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the spring elements (11, 12) with respect to the adjacent spring elements (lo, 13) are wound in opposite directions.

3. Spring component according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the component has at least two groups of spring elements, the elements of one group being opposite to the elements of the other group are arranged.

4. Spring component according to one of claims 1 to 3, characterized g e k e n n z e i c h n e t that at both ends of the spring elements (21) padding material (22 to 27) is arranged and forms substantially contiguous wings.

L e r s e i t e