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Die vorliegende Erfindun betrifft einen Federkern
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für Matratzen, Liegen oder dergleichen.
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erkömmliche Federkerne für Matratzen, Liegen oder dergl. bestehen
aus einen in der Regel rechteckigen Rahmen, der mit einem Lattenrost versehen ist.
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Auf diesem Federkern ist schließlich noch eine etwa 10 - 15 cm dicke
Schaumstofflage angeordnet.
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Die derart aufgebauten Matratzen weisen den Nachteil auf, daß sich
die Federkerne (Rahmen mit Lattenrost) unter der Last einer auf der Matratze liegenden
Person etwa kreisbogenförmig durchbiegen, mit der Folge, daß das Rückgrat einer
auf der Seite liegenden Person entsprechend gekrümmt ist. Diese Haltung ist jedoch
sehr ungesund und führt sehr leicht zu Rückgratschmerzen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Federkern für Matratzen, Liegen oder dergl. zu schaffen, der gewährleistet, daß
die auf der Matratze oder Liege liegende Person so unterstützt ist, daß die Wirbelsäule
stets ihre von Natur aus vorgegebene Krümmung beibehält, insbesondere bei einer
auf der Seite liegenden Person etwa geradlinig verläuft.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Federkern gelöst, der
gekennzeichnet ist durch a) mindestens ein Federelement bestehend aus durch Stege
miteinander verbundenen Hohlkörpern aus vol lelastischem Werkstoff, insbesondere
Faserverbundwerkstoft,
b) einen Rahmen, an dem die freien Enden
des bzw. der Federelemente btfestigbar sind, und durch c) eine steife Unterlage,
auf der die Federelemente liegen.
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Eine mit dem erfintiungsgemäßen Federkern ausgerüstete Matratze oder
Liegt erlaubt eine optimale Anpassung an die Körperform &er liegenden Person.
Dabei ist gewährleistet, daß die Wirbelsäule der auf der Matratze oder Liege liegenden
Person stets ihre natürliche Krümmung beibehält, insbesondere bei einer auf der
Seite liegenden Person etwa geradlinig verläuft. Die Wirbelsäule wird bei Verwendung
des erfindungsgemäßen Federkerns minimal beansprucht, so daß die mit dem erfindungsgemaßen
Federkern versehene Matratze oder Liege als äußerst erholsam empfunden wird.
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Der Rahmen ist vorzugsweise so ausgebildet und In Verhältnis zu den
Federelementen so angeordnet, daß er gegenüber in der Rahmenebene wirkenden Kräften
im wesentlichen unachgiebig, gegenüber hierzu etwa senkrecht wirkenden Kräften dagegen
elastisch nachgiebig ist. Diese Ausbildung des Rahmens fördert das angestrebte Ziel
erheblich, wobei sichergestellt ist, daß die äußere Begrenzung des Federkerns unverändert
bleibt. Die Ausbildung sowohl der Federelemente als auch des Rahmens aus Faserverbundwerkstoff
erlaubt eine rationelle Herstellung des erfindungsgemUßen Federkerns, wobei der
Faserverbundwerkstoff aus einer oder mehreren Lagengewebe best-ehen kann. Die Faser
für die Gewebelagen können aus glasfaserverstärktem
Kunststoff (CiK)
kohlefdserverstärktem Kunststoff (KFK) oder dgl. hergestellt sein. Als Bindemittel
(Matrix) dient vorzugsweise Polyesterharz, Epoxydharz oder dgl..Dieser Werkstoff
zeichnet sich durch eine große Elastizität aus.
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Eine besonders einfache Rahmenkonstruktion besteht aus mindestens
einem, vorzugsweise zwei im Abstand übereinander angeordnetn flachen, ein Rechteck,
einen Kreis oder dgl. begrenzenden Randstreifen, an denen die freien Enden der Federelemente
befestigt, vorzugsweise angeklebt sind. Auch ist eine Schweißverbindung denkbar.
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Die Federelemente könne auf der Unterlage entweder verschiebbar oder
unverschiebbar angeordnet sein.
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Die erste Lösung zeichnet sich durch eine relativ weiche Federung,
die zweite Lösung dagegen durch eine relativ harte Federung aus. Bei einer verschiebbaren
Anordnung der Federelemente auf der Unterlage können nämlich bei punktueller Belastung
eines Federelements die diesem Federelement benachbarten Federelemente ohne weites
der Verformung des belasteten Federelements folgen. Die Federwirkung wird dementsprechend
al weich empfunden. Entsprechend umgekehrt ist der Effekt bei unverschiebbarer Fixierung
der Fedt relemente auf der Unterlage.
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Als besonders vorteilhaft hat sich die Herstellung der Federelemente
aus mindestens zwei wellen- oder mäanderförmigen Streifen aus Faserverbundwerkstoff
oder dgl. erwiesen, deren Wellentäler unter Bildung
der Stege so
mittinander verbunden, vorzugsweise verklebt sind, daß die Wellenberge der beiden
Streifen unter Bildung etwa wabenförmiger Hohlkörper etwa diametral gegenüberliegen.
Die Federelemente sind dabei innerhalb des Rahmens so angeordnet, daß die Hohl körper
bzw. Waben etwa senkrecht zur Rahmenebene liegen.
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Die Herstellung der Federelemente aus den genannten Streifen ist denkbar
einfach sowohl bezüglich des Materials als auch des Fertigungsaufwandes.
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Die Federelemente können auch aus mehr als zwei wellen- oder mäanderförmigen
Streifen gebildet werden, wobei dann aber die Streifen so miteinander verbunden
bzw. verklebt werden, daß unmittelbar angrenzende etwa wabenförmige Hohlräume entstehen.
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Zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Federkerns werden die Federelemente
vorzugsweise so am Rahmen befestigt, daß sie den freien Raum innerhalb des Rahmens
über Kreuz überspannen. Um eine gleichförmige Oberfläche zu erhalten, durchdringen
sich die über Kreuz angeordneten Federelemente an den Kreuzungspunkten gegenseitig,
derart, daß der Steg des einen Federelements sich durch den Hohlraum des anderen
Federelements hindurcherstreckt.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele,
die in den anliegenden Zelchnuryen schematisch dargestellt sind, näher erläutert.
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Cs zeigt: Fig. 1 einen etwa mäanderförmigen Streifen aus Faserverbundwerkstoff
zur Herstellung eines Federelements in Seitenansicht und Draufsicht, Fig. 2 einen
Teil eines aus zwei Streifen gemäß Fig.l hergestellten Federelements, Fig. 3 einen
Teil eines aus drei Streifen gemäß Fig.l heryestellten Federelements, Fig. 4 einen
Teil eines aus vier Streifen gemäß Fig.l hergestellten Federelements, Fig. 5 einen
Teil eines lederkerns bestehend aus einem Rahmen und an diesem befestigten Federelementen
gemäß Fig.2 in perspektivischer Ansicht, Fig. 6 die Verformung eines verschiebbar
auf einer steifen Unterlage angeordneten Federelements gemäß Fig. 2 bei l)unktueller
Belastung bzw.
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Belastung nur des mittleren Teils des Federelements, und fig. 7 die
Verformung des Federelements entsprechend Fig.6, jedoch mit dem Unterschied, daß
das Federelement auf er Unterlage unverschiebbar fixiert ist.
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In Fig.l ist ein Teil eines etwa wellen- bzw. mäanderförmigen Streifens
24 aus Faserverbundwerkstoff oder einem ähnlichen vollelastischen Werkstoff in Seitenansicht
und Draufsicht dargestellt. Aus diesen
Streifen bestehen die Federelemente
gemäß den Fig. 2 - 4, wobei die Streifen so aneinander geklebt werden, daß etwa
wabenförmige, nämlich sechseckige Hohl körper 10 entstehen. In Fig. 2 ist ein Teil
eines aus zwei Streifen 24 hergestellten Federelements 16 dargestellt, wobei die
Wellentäler 26 der beiden Streifen 24 jeweils so miteinander verbunden bzw. verklebt
werden, daß Stege 12 zwischen den einzelnen Hohl körpern 10 entstehen. Dabei sind
die Wellenberge 28 der beiden Streifen etwa diametral gegenüberliegend dngeordnet,
so daß die etwa wabenförmigen Hohlkörper 10 entstehen. Die Klebverbindung ist in
den Fig. 2 - 4 mit der Bezugsziffer 30 gekennzeichnet.
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Bei Verwendung von drei Streifen 24 gemäß Fig.l zur Herstellung eines
Federelements entstehen unmittelbar angrenzende wabenförmige Hohlräume 10 (Fig.3).
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Die Tragfähigkeit eines derartigen Federelements ist natürlich größer
als die eines Federelements gemäß Fig.2.
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In Fig.4 ist ein Teil eines Federelements 16 dargestellt, das aus
vier Streifen 24 gemäß Flg.l hergestellt ist. Die Streifen sind so aneinander geklebt,
daß drei horizontale Reihen von Hohl körpern 10 entstehen.
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In Fig.3 sind die Streifen 24 im Ubrigen so aneinander geklebt, daß
die unmittelbar angrenzenden Hohlkörper 10 eine Zick-Zack-Linie beschreiben.
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In Fig.5 ist ein Teil eines montierten Federkerns schematisch in perspektivischer
Ansicht dargestellt.
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I)er Federkern umfaßt einen Rahmen 14 bestehend aus zwei im Abstand
übereinander angeordneten flachen, ein Rechteck begrenzenden Streifen aus Faserverbundwerkstoff
oder Metall, an denen die freien Enden der Federelemente 16 befestigt, vorzugsweise
angeklebt sind. Der Rahmen 14 ist so ausgebildet, daß er gegenhuber in der Rahmenebene
wirkenden Kräften unnachgiebig, gegenüber hierzu etwa senkrecht wirkenden Kräften
dagegen elastisch nachgiebig ist. Dadurch ist gewährleistet, daß der Federkern seine
äußere Begrenzung bei Belastung beibehält. Die Federelemente, die entsprechend Fig.
2 ausgebildet sind, überspannen den freien Raum innerhalb des Rahmens 14 derart,
daß sie über Kreuz liegen, wobei sie sich an den Kreuzungsstellen gegenseitig durchdringen,
derart, daß der Steg 12 innerhalb des Hohlkörpers 10 liegt bzw. sich durch den Hohl
körper 10 hindurcherstreckt. Dadurch ist eine gegenseitige Berührung der sich kreuzenden
Federelemente ausgeschlossen, so daß Reit,e- und Quietscheffekte bei Benutzung vermieden
sind. Ferner ist gewährleistet, daß die Federelemente in einer gleichen Ebene liegen.
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Die den Rahmen 14 bildenden Randstreifen sind mit den Bezugsziffern
20, 22 gekennzeichnet. Der gesamte Federkern liegt auf einer steiftn bzw. unnachgiebigen
Unterlage 18.
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In Fig. 6 ist die Wirkungsweise eines auf der Unterlage 18 nicht befestigten
lederelements 16 schematisch dargestellt, wobei in ausgtzogenen Linien das unbelastete
Federelement und in gestrichelten Linien das in der Mitte belastete Fedekrelement
gezeigt ist.
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Bei Verformung des mittleren hohlkörpers bzw. der mittleren Wabe 10
treten entsprechende Kompensationsverformungen der benachbarten, unbelasteten Hohl
körper bzw. Waben 10 auf. Dadurch, daß die Hohl körper 10 nicht an der Unterlage
18 befestigt sind, können sich diese auf der Unterlage l etwas verschieben, mit
der Folge, daß der Verformung bzw. Einfederung des mittleren Hohl körpers bzw. der
mittleren Wabe 10 ein geringerer Widerstand entgegengesetzt wird als bei einer unverschiebbaren
Fixierung der Hohl körper bzw. Waben 10 an der Unterlage 18 entsprechend Fig.7.
Daher wird die Einfederung bei einer Anordnung gemäß Fig.7 als weicher empfunden
als die Einfederung bei einer Anordnung gemäß Fig.7.
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Die Unterlage 18 besteht aus einem Holz- oder Kunststoffbrett oder
dgl..
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Die Breite der Streifen 24 und die Größe der Wellen bzw. die Höhe
der Wellenberge 28 richten sich nach der Größe des zu bauenden Federkerns. Die Form
der Wellen richtet sich nach fertigungstechnischen Möglichkeiten. Dabei sind halbkreisförmige
Wellen ebensogut denkbar wie mäanderförmige Wellen.
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Wenn die Federelemente auf der unterlage verschiebbar liegen, muß
zumindest der Rahmen 14 an der Unterlage befestigt sein, so daß der erfindungsgemäße
Federkern ein einheitliches Bauteil bestehend aus Federelementen, Rahmen und Unterlage
ist. Dabei ist es natürlich denkbar, den Rahmen 14 lösbar an der Unterlage 18 zu
befestigen. Ebenso ist eine lösbare Befestigung der Federelemente an dem Rahmen
denkbar, so daß nach längerer Gebrauchszeit nur die Federelemente ausgetauscht zu
werden brauchen.
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L e e r s e i t e