DE29807170U1 - Spring arrangement - Google Patents
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Description
Dr. Florian Heidinger und H .3026-SF/FuDr. Florian Heidinger and H .3026-SF/Fu
Bodo F. Jaspert 22. April 1998Bodo F. Jaspert 22 April 1998
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federanordnung für Untermatratzen, insbesondere zur elastischen Abstützung der einzelnen Tragkörper einer Anordnung aus einer Vielzahl von über mindestens einen Teil der Untermatratze verteilt angeordneten, zur Abstützung einer Obermatratze vorgesehenen Tragkörpern, oder als Federkern einer Matratze, mit einem hohlzylindrischen Federkörper mit bevorzugt gleichseitig mehreckiger Grundfläche, dessen Zylinderwände um eine zentrale, in Federrichtung verlaufende Achse angeordnet und durch zur Federrichtung geneigt verlaufende, sich unter Bildung einer Netz- oder Wabenstruktur kreuzende Streben gebildet sind.The present invention relates to a spring arrangement for base mattresses, in particular for the elastic support of the individual support bodies of an arrangement comprising a plurality of support bodies distributed over at least part of the base mattress and intended to support a top mattress, or as a spring core of a mattress, with a hollow cylindrical spring body with a preferably equilateral polygonal base surface, the cylinder walls of which are arranged around a central axis running in the spring direction and are formed by struts running at an angle to the spring direction and crossing each other to form a net or honeycomb structure.
Eine solche Federanordnung ist aus der WO 97/39660 bekannt. Diese Federanordnung weist bereits gute Eigenschaften auf, insbesondere hinsichtlich der Kipp- und Scherstabilität sowie des Gewichts.Such a spring arrangement is known from WO 97/39660. This spring arrangement already has good properties, particularly with regard to tilting and shear stability as well as weight.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Federanordnung der eingangs genannten Art weiter zu verbessern. Insbesondere sollen die Federeigenschaften weiter verbessert und die Herstellungskosten gesenkt werden.The present invention is based on the object of further improving the spring arrangement of the type mentioned at the beginning. In particular, the spring properties are to be further improved and the manufacturing costs reduced.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Streben aus im wesentlichen inkompressiblem, aber biegeelastischem Material, insbesondere Kunststoffmaterial, bestehen.This task is solved by the fact that the struts consist of essentially incompressible but flexurally elastic material, in particular plastic material.
Durch die Verwendung von Streben aus im wesentlichen inkompressiblem, aber biegeelastischem Material ist es möglich, die Zylinderwände des Federkörpers sehr filigran auszugestalten. Hierdurch wird Material eingespart, was sich ebenso wie die Verwendung von Kunststoff kostensenkend auswirkt. Darüber hinaus erhöht die filigrane Netz- oder Wabenstruktur vorteilhafterweise den Federweg, da die Waben- beziehungsweise Maschenfläche vergrößert, die nicht kompressiblen Streben dagegen in ihrer Gesamtdicke in Federrichtung gering gehalten werden. Das Verhältnis von Federweg zu Gesamthöhe des Federkörpers ist daher verhältnismäßig groß.By using struts made of essentially incompressible, but flexible material, it is possible to make the cylinder walls of the spring body very delicate. This saves material, which, like the use of plastic, reduces costs. In addition, the delicate mesh or honeycomb structure advantageously increases the spring travel, as the honeycomb or mesh area is increased, while the non-compressible struts are kept small in their overall thickness in the spring direction. The ratio of spring travel to the overall height of the spring body is therefore relatively large.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Materialmenge in der Zylinderwand in Federrichtung durch Wahl der Maschen- beziehungsweise Wabengröße und der Strebendicke sowie der Materialhärte unter Berücksichtigung einer ausreichenden Biegeelastizität und Haltbarkeit soweit wie möglich reduziert. Durch Berücksichtigung dieser Vorgaben kann die Materialmenge ohne Nachteile reduziert und damit das Verhältnis des Federweges zur Gesamthöhe des Federkörpers weiter vergrößert werden.According to one embodiment of the invention, the amount of material in the cylinder wall in the spring direction is reduced as much as possible by selecting the mesh or honeycomb size and the strut thickness as well as the material hardness, taking into account sufficient bending elasticity and durability. By taking these specifications into account, the amount of material can be reduced without disadvantages and thus the ratio of the spring travel to the total height of the spring body can be further increased.
Bevorzugt sind die Zylinderwände aus einem Material mit einer Härte im Bereich von Shore D gebildet. Die Verwendung eines solchen Materials hat sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Biegeelastizität und Haltbarkeit herausgestellt, um eine möglichst filigrane Wandstruktur des Federkörpers zu erreichen.Preferably, the cylinder walls are made of a material with a hardness in the range of Shore D. The use of such a material has proven to be particularly advantageous in terms of bending elasticity and durability in order to achieve the most delicate wall structure possible for the spring body.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Streben symmetrisch zur Federrichtung geneigt und beträgt der Winkel zwischen den sich kreuzenden Streben der Netz- oder Wabenstruktur bevorzugt annähernd 90°. Diese Wahl ist hinsichtlich der Federcharakteristik der Federanordnung vorteilhaft, da bei kleinerem Winkel der Federweg abnimmt und bei größerem Winkel die Federkennlinie degressiv wird.According to a further embodiment of the invention, the struts are inclined symmetrically to the spring direction and the angle between the intersecting struts of the mesh or honeycomb structure is preferably approximately 90°. This choice is advantageous in terms of the spring characteristics of the spring arrangement, since the spring travel decreases at a smaller angle and the spring characteristic becomes degressive at a larger angle.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Streben in den Kreuzungsbereichen der Netz- oder Wabenstruktur an eine Senkrechte zur Federrichtung angenähert und bevorzugt horizontal. Die Elastizität der Netz- oder Wabenstruktur wird hierdurch erhöht, die Rißbildungsgefahr in den Streben verringert. Darüber hinaus werden die Kreuzungsbereiche dadurch vorteilhafterweise in Federrichtung kleiner, so daß die nicht kompressiblen Bereiche des Federkörpers in Federrichtung klein gehalten werden können. Auch dies kommt dem Verhältnis Federweg zu Gesamthöhe des Federkörpers zugute.According to a further embodiment of the invention, the struts in the crossing areas of the net or honeycomb structure run approximately perpendicular to the spring direction and preferably horizontally. The elasticity of the net or honeycomb structure is thereby increased and the risk of cracks in the struts is reduced. In addition, the crossing areas are advantageously smaller in the spring direction so that the non-compressible areas of the spring body can be kept small in the spring direction. This also benefits the ratio of spring travel to the total height of the spring body.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Streben in der Wandebene gekrümmt. Auch dies hat sich zur Verbesserung der Federcharakteristik und der Haltbarkeit als günstig herausgestellt.According to a further embodiment of the invention, the struts are curved in the wall plane. This has also proven to be beneficial for improving the spring characteristics and durability.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung hinsichtlich der Federcharakteristik ergibt sich dadurch, daß die Streben in den Kreuzungsbereichen in gemeinsame horizontale Strebenabschnitte auslaufen. Die Kreuzungsbereiche der Netz- oder Wabenstruktur werden dadurch in die Breite gezogen und in Federrichtung verkürzt.A further advantageous design with regard to the spring characteristics results from the fact that the struts in the crossing areas run into common horizontal strut sections. The crossing areas of the net or honeycomb structure are thus stretched in width and shortened in the spring direction.
Bevorzugt bestehen die Streben aus Vollmaterial, insbesondere Kunststoffvollmaterial. Dies ist kostengünstig in der Herstellung. Grundsätzlich kommt aber auch jede andere Struktur in Frage, sofern die Streben weitgehend inkompressibel, aber biegeelastisch sind.Preferably, the struts are made of solid material, especially solid plastic material. This is cost-effective to manufacture. In principle, however, any other structure is also possible, provided the struts are largely incompressible but flexible.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt das Verhältnis des Außendurchmessers des Federkörpers zur Wandstärke der Zylinderwände zwischen ca. 5 : 1 und ca. 20 : 1. Diese Verhältnisse sind hinsichtlich der Kipp- und Scherstabilität des Federkörpers vorteilhaft. Besonders gut ist die Kipp- und Scherstabilität bei einem Verhältnis von ca. 10 : 1 und ca. 15 : 1.According to a further embodiment of the invention, the ratio of the outer diameter of the spring body to the wall thickness of the cylinder walls is between approx. 5:1 and approx. 20:1. These ratios are advantageous in terms of the tipping and shear stability of the spring body. The tipping and shear stability is particularly good with a ratio of approx. 10:1 and approx. 15:1.
Bevorzugt können jeweils zwischen ein und drei Waben oder Maschen übereinander angeordnet sein. Besonders materialsparend und kostengünstig ist eine Ausgestaltung mit nur einer Wabe oder Masche. Aber auch zwei oder drei übereinander angeordnete Waben oder Maschen sind in dieser Hinsicht noch vorteilhaft. Darüber hinaus ergibt sich eine gute Federcharakteristik. Zwei oder drei Waben oder Maschen sind außerdem bei höheren Federkörpern vorteilhaft. Es können auch halbe Waben oder Maschen verwendet werden, die mit quer zur Federrichtung verlaufenden Abschlußstreben verbunden sind.Preferably, between one and three honeycombs or meshes can be arranged one above the other. A design with just one honeycomb or mesh is particularly material-saving and cost-effective. However, two or three honeycombs or meshes arranged one above the other are also advantageous in this respect. In addition, good spring characteristics are obtained. Two or three honeycombs or meshes are also advantageous for higher spring bodies. Half honeycombs or meshes can also be used, which are connected to end struts running transversely to the spring direction.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Federkörper eine drei- bis zehneckige, bevorzugt vier- bis achteckige Grundfläche auf. Je größer die Eckzahl der Grundfläche, desto gleichförmiger das Kippverhalten des Federkörpers. Bereits mit dreieckiger Grundfläche ergibt sich aber ein verhältnismäßig kippstabiler Federkörper. Bevorzugt ist dabei in jeder Seite nur eine Wabe oder Masche nebeneinander angeordnet. DiesAccording to a further embodiment of the invention, the spring body has a triangular to decagonal, preferably quadrangular to octagonal base. The larger the number of corners of the base, the more uniform the tipping behavior of the spring body. However, even with a triangular base, a spring body is relatively stable against tipping. Preferably, only one honeycomb or mesh is arranged next to each other on each side. This
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verbessert ebenfalls die Federeigenschaften. Bei mehr als zehn Ecken wird die Maschengröße 201 klein.also improves the spring properties. With more than ten corners, the mesh size 201 becomes small.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung, Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described below. They show, each in a schematic representation,
Fig. 1 bisFig. 1 to
Fig. 20 perspektivische Ansichten verschiedener Varianten des erfmdungsgemäßen Federkörpers.Fig. 20 perspective views of different variants of the spring body according to the invention.
Der in Fig. 1 dargestellte Federkörper weist eine dreieckige Grundfläche auf. Jeweils drei insbesondere aus Kunststoff gefertigte Streben 1 sind zu einer Unterseite 2 und einer Oberseite 3 des Federkörpers zusammengefügt. Zwischen der Unterseite 2 und der Oberseite 3 sind ebenfalls bevorzugt aus Kunststoff hergestellte, zur Federrichtung I geneigte Streben 4 zu einer Netz- oder Wabenstruktur verbunden. In jeder der drei Seiten 5 des Federkörpers sind vier Streben 4 zu einer rautenförmigen Wabe verbunden, die ihrerseits mit zwei gegenüberliegenden Ecken mit den Streben 1 der Ober- und Unterseite 2, 3 des Federkörpers verbunden ist. Die Waben 6 benachbarter Seiten 5 sind ebenfalls miteinander verbunden, und zwar jeweils mit den beiden anderen gegenüberliegenden Ecken.The spring body shown in Fig. 1 has a triangular base area. Three struts 1, made in particular from plastic, are joined together to form a bottom 2 and a top 3 of the spring body. Between the bottom 2 and the top 3, struts 4, also preferably made from plastic and inclined to the spring direction I, are connected to form a net or honeycomb structure. In each of the three sides 5 of the spring body, four struts 4 are connected to form a diamond-shaped honeycomb, which in turn is connected with two opposite corners to the struts 1 of the top and bottom 2, 3 of the spring body. The honeycombs 6 of adjacent sides 5 are also connected to one another, namely with the other two opposite corners.
Hierdurch entsteht, wie dargestellt, ein hohlzylindrischer Federkörper mit einfachem, filigranem Aufbau. Der Federkörper kann dadurch kostengünstig hergestellt werden. Bevorzugt ist es, wenn der Federkörper einstückig, insbesondere im Spritzgußverfahren, ausgebildet ist, also alle Streben 1 und 4 aneinander angeformt sind.This creates, as shown, a hollow cylindrical spring body with a simple, delicate structure. The spring body can therefore be manufactured inexpensively. It is preferred if the spring body is made in one piece, in particular using an injection molding process, i.e. all struts 1 and 4 are molded onto one another.
Die Winkel &agr; zwischen den Streben 4 der Rauten 6 betragen jeweils ca. 90°. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Federcharakteristik. Die Dicke der Streben 1 und 4 ist so gering gehalten, wie es das Material zuläßt. Der Federweg wird hierdurch vorteilhafterweise verhältnismäßig groß, das Gewicht des Federkörpers klein. Als Material wird insbesondere Kunststoff mit einer Härte im Bereich Shore D verwendet. Dies ergibt die nötige Stabilität und Festigkeit bei gleichzeitiger Biegeelastizität, um die filigrane Struktur des Federkörpers zu verwirklichen.The angles α between the struts 4 of the diamonds 6 are each approximately 90°. This results in an advantageous spring characteristic. The thickness of the struts 1 and 4 is kept as small as the material allows. The spring travel is therefore advantageously relatively large and the weight of the spring body small. The material used is in particular plastic with a hardness in the Shore D range. This results in the necessary stability and strength with simultaneous bending elasticity in order to realize the filigree structure of the spring body.
Dadurch daß die Federwirkung des Federkörpers durch die ZylinderwändeBecause the spring effect of the spring body is transmitted through the cylinder walls
5 erzielt wird, die zum Zentrum des Federkörpers weit außen liegen, ergibt sich eine hohe Kipp- und Scherstabilität des Federkörpers. Wird der Federkörper beispielsweise als Einzelstützelement für eine Untermatratze verwendet, so wird auf den Federkörper eine Stützplatte aufgesetzt. Diese wird dann durch den erfindungsgemäßen Federkörper allseits außen abgestützt und weist die gewünschte hohe Kipp- und Scherstabilität auf.5 is achieved, which are located far outwards from the center of the spring body, a high tipping and shear stability of the spring body is achieved. If the spring body is used, for example, as a single support element for a base mattress, a support plate is placed on the spring body. This is then supported on all sides by the spring body according to the invention and has the desired high tipping and shear stability.
Die in Fig. 2 dargestellte Variante stimmt mit der Variante von Fig. 1 weitgehend überein. Die Streben 4 in den Seitenwänden 5 sind lediglich bogenförmig ausgebildet. Dies verbessert die Elastizität des Federkörpers und verringert die Rißgefahr. Darüber hinaus sind dadurch die Verbindungsbereiche 7 der Waben 6 benachbarter Seiten 5 in Federrichtung verkürzt und dadurch der Federweg des Federkörpers vergrößert, da diese Bereiche des Federkörpers nicht kompressibel sind.The variant shown in Fig. 2 largely corresponds to the variant in Fig. 1. The struts 4 in the side walls 5 are simply curved. This improves the elasticity of the spring body and reduces the risk of cracking. In addition, the connecting areas 7 of the honeycombs 6 of adjacent sides 5 are shortened in the spring direction and the spring travel of the spring body is increased as these areas of the spring body are not compressible.
Eine andere Möglichkeit, die Verbindungsbereiche 7 benachbarter WabenAnother possibility to connect the connecting areas 7 of adjacent honeycombs
6 in Federrichtung kurz zu halten, ist bei der Variante von Fig. 3 verwirk-6 short in the spring direction is achieved in the variant of Fig. 3.
licht. Bei dieser Variante laufen die Streben 4 in gemeinsame Abschnitte 8 aus, die mit entsprechenden benachbarten Abschnitten verbunden sind. Ähnlich ist die Variante von Fig. 4, bei welcher die Streben 4 jedoch gekrümmt sind. Bei beiden Varianten sind die Waben 6 außerdem gegenüber den ersten beiden Varianten in die Breite gezogen.light. In this variant, the struts 4 run into common sections 8 which are connected to corresponding adjacent sections. The variant in Fig. 4 is similar, but in this the struts 4 are curved. In both variants, the honeycombs 6 are also wider than in the first two variants.
Die Varianten der Fig. 5 bis 8 stimmen mit den Varianten der Fig. 1 bis 4 hinsichtlich der Wabenform überein. Die Federkörper weisen jedoch eine quadratische Grundfläche auf.The variants in Fig. 5 to 8 correspond to the variants in Fig. 1 to 4 in terms of the honeycomb shape. However, the spring bodies have a square base.
Die Varianten der Fig. 9 bis 12 stimmen wiederum mit den Varianten der Fig. 5 bis 8 weitgehend überein. Im Unterschied zu diesen sind jedoch jeweils zwei Waben 6 übereinander angeordnet, so daß sich insgesamt eine größere Höhe des Federkörpers ergibt.The variants in Fig. 9 to 12 are again largely identical to the variants in Fig. 5 to 8. In contrast to these, however, two honeycombs 6 are arranged one above the other, so that the overall height of the spring body is greater.
Die in den Fig. 13 bis 16 dargestellten Varianten weisen dieselbe Höhe auf wie die Varianten der Fig. 9 bis 12, da hier ebenfalls jeweils zwei Waben 6 übereinander angeordnet sind. Im Unterschied zu diesen ist hier jedoch die Grundfläche jeweils sechseckig.The variants shown in Fig. 13 to 16 have the same height as the variants in Fig. 9 to 12, since here too two honeycombs 6 are arranged one above the other. In contrast to these, however, the base area is hexagonal.
Bei den Varianten der Fig. 17 bis 20 sind schließlich jeweils drei Waben 6 übereinander angeordnet, während die Federkörper im übrigen mit den Varianten der Fig. 13 bis 16 übereinstimmen. In entsprechender Weise können auch Federkörper mit anderen Grundflächenformen aufgebaut werden, insbesondere Federkörper mit achteckiger Grundfläche.Finally, in the variants of Fig. 17 to 20, three honeycombs 6 are arranged one above the other, while the spring bodies otherwise correspond to the variants of Fig. 13 to 16. In a corresponding manner, spring bodies with other base shapes can also be constructed, in particular spring bodies with an octagonal base.
In allen Fällen beträgt das Verhältnis der Federkörperhöhe H zum Durchmesser des Federkörpers D bevorzugt zwischen ca. 0,5 : 1 und ca. 2:1,In all cases, the ratio of the spring body height H to the diameter of the spring body D is preferably between approx. 0.5:1 and approx. 2:1,
insbesondere ca. 1 : 1. Hierdurch ist ein ausreichend großer Federweg mit ausreichender Kippstabilität gewährleistet.in particular approx. 1:1. This ensures a sufficiently large spring travel with sufficient tipping stability.
Das Verhältnis der Federstrebenbreite, die der Wandstärke d des Federkörpers entspricht, zur Federstrebendicke h beträgt bevorzugt zwischen ca. 2 : 1 und ca. 5:1, insbesondere ca. 3:1. Hieraus resultiert eine vorteilhafte Steifigkeit bei gleichzeitiger Reißfestigkeit und geringem Materialeinsatz der Federstreben.The ratio of the spring strut width, which corresponds to the wall thickness d of the spring body, to the spring strut thickness h is preferably between approx. 2:1 and approx. 5:1, in particular approx. 3:1. This results in advantageous rigidity with simultaneous tear resistance and low material usage of the spring struts.
Auch das Verhältnis der Öffnungshöhe k in den Waben 6 zur Federstrebenbreite, die der Wandstärke d entspricht, beträgt bevorzugt zwischen ca. 2 : 1 und ca. 5:1, insbesondere ca. 3:1. Hierdurch wird die Umfangsvergrößerung des Federkörpers bei der Kompression ausreichend gering gehalten, um ein Aufeinanderliegen benachbarter Streben 1, 4 zu gewährleisten. The ratio of the opening height k in the honeycombs 6 to the spring strut width, which corresponds to the wall thickness d, is preferably between approx. 2:1 and approx. 5:1, in particular approx. 3:1. This keeps the circumference increase of the spring body during compression sufficiently small to ensure that adjacent struts 1, 4 lie on top of one another.
Das Verhältnis des Innenwinkels zwischen den Streben 1 der Unterseite 2 und der Oberseite 3, beim Dreieck also 60°, beim Viereck 90° und beim Sechseck 120°, zu dem Winkel &agr; zwischen den Streben 4 der Waben 6 sollte nicht kleiner sein als ca. 0,5 : 1, bevorzugt größer als ca. 1:1. Hierdurch werden zu große Hinterschneidungen in den Verbindungsbereichen 7 der Waben 6 benachbarter Seiten 5 vermieden. Der Winkel &agr; sollte also unter Berücksichtigung eines ausreichenden Federweges möglichst klein sein.The ratio of the interior angle between the struts 1 of the underside 2 and the top side 3, i.e. 60° for a triangle, 90° for a square and 120° for a hexagon, to the angle α between the struts 4 of the honeycombs 6 should not be smaller than approx. 0.5:1, preferably larger than approx. 1:1. This prevents excessive undercuts in the connecting areas 7 of the honeycombs 6 of adjacent sides 5. The angle α should therefore be as small as possible, taking into account sufficient spring travel.
Alle dargestellten Federkörper zeichnen sich durch gute Federeigenschaften bei gleichzeitig geringem Gewicht aus. Darüber hinaus zeigen alle Federkörper eine hohe Kipp- und Scherstabilität und sind daher besondersAll spring bodies shown are characterized by good spring properties and at the same time low weight. In addition, all spring bodies show high tilt and shear stability and are therefore particularly
geeignet, um als Einzelstützelemente für Untermatratzen oder als Federkerne in Obermatratzen eingesetzt zu werden. Sie zeigen alle eine filigrane Struktur und einen im Verhältnis zur Gesamthöhe großen Federweg.suitable for use as individual support elements for base mattresses or as spring cores in top mattresses. They all have a delicate structure and a large spring travel in relation to the overall height.
Claims (12)
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1998
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980723 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010724 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20041103 |