DE7829649U1 - Schaumfederkoerper - Google Patents

Description

Boc 4297

Willy POPPE, Heimolenstraat 147, 2700 Sint-Niklaas (Belgien). •Schaumfederkörper".

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neuartige, fcus Schaumkunststoff o. dgl. bestehende federnde bzw. elastische Kasse, welke sich eignet zur Anwendung beispielsweise als Bauteil für die Herstellung von Sesseln, Matratzen, Kissen, Polstern £, dgl.

Wie untenerwähnt, eignet der erfindungsgemässe Pederkör- |>er sich in bestimmten Fällen,, mit geeigneter Wahl der Abmessungen, ebenfalls zur Anwendung als Stossdämpfer u. dgl.

Schon seit langem ist es üblich beispielsweise bei der Herstellung von Matratzen, die herkömmlichen Spiralfedern durch ffleichmässige Schauskunststcffschichtsn oder Einzelelemente aus Schaumkunststoff zu ersetzen. Es hat sich aber gezeigt, dass die Slastizität derartiger Schichten oder Elemente den Normen in be- *ug auf Höchstkomfort ungenügend entsprechen. Die derart hergestellten Matratzen sind ja gemäss der Art des betreffenden Federmaterials meistens zu hart oder zu weich, demzufolge sie die betreffenden orthopädischen Anforderungen nicht oder ungenügend erfüllen. Eine gute Matratzenfeder muss ia einerseits genügend elastisch sein, aber anderseits eine genügende Steifheit haben zwecks bestmöglicher Unterstützung der betreffenden Körperteile.

■ ι

Man hat bereits versucht dieses Problem durch Anwendung eines aus eir.er an bestimmten Stellen senkrecht durchbohrten Schaumkunststoffschicht bestehenden Matratzenkernes zu lösen. Nach Durchbohrung wurde die Schaumkunststoffschicht in einer auf den geometrischen Achsen der Bohrlöcher senkrecht stehenden Ebene geetreckt und darauf in gestrecktem Zustand auf geeigneten Tragechichten befestigt. Der derart erhaltene Matratzenkern sieht lius wie eine Honigwabe, wobei die geometrischen Achsen der Bohrlöcher mit der Richtung des Zusammendrückens gleichlaufend sind. Es hat sich in der Praxis aber gezeigt, dass auch dieses* System den Anforderungen in bezug auf Komfort und Behaglichkeit ungenügend entspricht.

Eine viel bessere Matratze steht im belgischen Patent 853 293 beschrieben. Es handelt sich um eine Schaumkunststoff- «latratze der aus einem zwischen zwei Schaumkunststoffschichten eingeschlossen, teilweise hohlen Kern bestehenden Art, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern aus einer Menge gleich weit voneinander entfernten Einzelstäbchen aus Schaumpolyurethan mit einem Spezifischen Gewicht von 50 kg/m besteht, wobei diese Stäbchen an beiden Enden an zwei Schaumpolyurethanschichten desselben spezifischen Gewichtes festgeklebt sind.

Der vorliegenden Erfindung ist nun die Aufgabe gestellt eine noch bessere Lösung für das obenerwähnte Problem durch Anwendung eines neuartigen, sich unter anderm ebenfalls als ideales Bauelement für die Herstellung von Matratzen eignenden Federkörpers zu schaffen.

Der erfindungsgemässe Federkörper ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem hauptsächJich rohrförmigen, aus einem ge-

eigneten Schaumkunststoff oder einem etndern geeigneten Material, wie beispielsweise Schaumpolyurethan, hergestellten Köryer bestimmter Wandstärke besteht, und das die Wand dieses rohrförmigen Körpers mit einer Anzahl gegenseitig versetzter Löcher versehen ist, deren Durchschnitt eine Grosse von ungefähr Null an der Innenseite des unbelasteten rohrförmigen Körpers bis einen Höchstwert an der Aussenseite hat. Diese Löcher sind vorzugsweise gemäss einiem Rautenmuster angeordnet, und zwar derart, dass die längere Diagonale der Rauten mit der Erzeugendem der Mantelfläche des rohrförmigen Federkörpers gleichlaufend ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren für die Herstellung von Federkörpern der vorgenannten Art. Gemäss diesem Verfahren wird eine Schaumkunststoffschicht oder eini Schaumkunststoffblock mit einer Anzahl unterbrochener Einschnitte gemäss einem Rautenmuster versehen., und wird sodann der derart perforierte bzw. eingeschnittene Block derart umgebogen, dass seine Endseiten einander parallel gegenüberstehen. Durch gegenseitige Verbindung dieser einander gegenüberstehenden Endseiten ergibt sich ein rohirförmiger Einzelkörper, der infolge des Umbiegens an seiner Aussenseite eine Menge gegenseitig versetzter rautenförmiger Löcher aufweist, an seiner Innenseite aber kaum noch Spuren der vorgenannten Einschnitte rzeigt.

Die Anmelderin hat jetzt gefunden, dass ein derartiger körper überraschende Federeigenschaften in der Richtung seiner geometrischen längsachse hat. Auf Grund von Versuchsergebnissen hat es sich gezeigt, dass diese überraschenden Eigenschaften ausschliesslich der Kombination der auf den ursprünglichen Schaumkunststoffkörper ausgeübten Bearbeitungen und nicht weniger der

charakteristischen Formgebung des derart, perforierten Materials und den dadurch erzeugten inneren Spannungen zu verdanken sind.

Ein Erfindungsgemässer Schaumpolyurethanfederkörper wurde im Laboratorium der Anmelderin gemäss den klassischen Belastungs- * prüfverfahren geprüft. Es zeigte sich dabei, dass er sämtlichen obengenannten Anforderungen vollkommen genügte. Ausserdem zeigte es sich, dass der betreffende Probekö'rper nach einer ununter- k brochenen Reihe von Hunderdtausend Totalkompressionen in der Längsrichtung weniger als 3% seiner ursprünglichen Länge verloren hatte. Dies ist zweifelsohne eine merkwürdiges Ergebnis für ein derartiges Material.

Die Erfindung bezieht sich ausserdem auf ein Verfahren ^: für die Herstellung ununterbrochener Reihen miteinander verbundener erfindungsgemässer Schaumkunststoffkörper, demgemäss wenigstens zwei eingeschnittene !Schaumkunststoffschichten gemäss einer Wellenlinie übereinander gelegt werden und gegenseitig derart verschoben werden, dass die Gipfel der einen Schicht und die Täler der anderen Schicht einander gegenüberstehen, und schliesslich die beiden Schichten an den Berührungsstellen aneinander befestigt werden.

Das letztgenannte Verfahren ermöglicht eine bedeutend schnellere Herstellung der erfindungsgemässen Federkörper und eignet sich überdies* für die ununterbrochene Serienfertigung derselben.

j Die Kennzeichen und Vorteile des erfindungsgemässen Systems

treten deutlicher aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung einiger Durchführungsbeispiele zutage. Diese ohne irgendeine fj einschränkende Absicht gegebene Beschreibung findet an Hand der |

beiliegenden Zeichnungen statt, wo

die Abbildung 1 ein eingeschnittener Schaumkunststoffblock in ungestrecktem Zustand wiedergibt;

die Abbildung 2 ein erfindungsgemässer rohrförmiger Federkörper in perspektivischer Ansicht wiedergibt;

die Abbildung 3 einen Ausschnitt einer aus erfindungsgemässen Federkörpern bestehenden Matratze o.dgl. in perspekti— k vischer Ansicht wiedergibt; |

die Abbildung 4 einen Horizontal schnitt eines aus Wellen- 'J linienförmigen Federkörpern gemäss der Erfindung bestehenden Fe- s dersystems wiedergibt; |

die Abbildung 5 eine andere Ausführungsweise des erfindungsgemässen Federkörpers wiedergibt;

die Abbildung 6 eine weitere Ausführungsweise des teilweise aufgeschnittenen erfindungsgemässen Federkörpers wieder-

gibt; j

die Abbildung 7 eine Abart der Ausführungsweise des Fe-- |

derkörpers gemäss der Abbildung 6 in Draufsicht wiedergibt; und |' die Abbildurg 8 einen Horizontalschnitt eines aus Schaum- I kunststoffelementen gemäss der Abbildung 7 bestehenden Kopfkis- J sens wiedergibt. ti

Ein vorzugsweise aus Schfxumpolyurethan bestehender Schaum- ) kunststoffblock 1 bestimmter Grosse ist über seine Gesamtlänge J mit unterbrochenen, sich durch die Gesamtdicke des Blockes 1 erstreckenden, vorzugsweise gemäss einem Rautenmuster angeordneten
Einschnitten 2 versehen. Die Abmessungen des Blockes 1 können
beliebig gewählt werden gemäss den erwünschten Abmessungen des
herzustellenden Federkörpers, obschon es natürlich für jeden

Federkörper, ein Kleinstwert und ein Höchstwert in bezug auf die physikalischen Eigenschaften des Ausgangsmaterial gibt.

Der Block 1 wird derart gebogen, dass seine Endseiten 3 und 4 einander gegenüberstehen, derart dass as sich ein rohrförmiger Körper 5 gemäss der Abbildung 2 ergibt.. Die beiden Endseiten 3 und 4 des Blockes 1 werden über ihre Gesamtoberfläche beispielsweise mittels einer geeigneten Leimschicht 6 miteinander verbunden, so dass es sich ein rohrföirmiger Einzelkörper ergibt. Wegen des Umbiegens des Blockes 1 werden die Spalten oder Einschnitte 2 gestreckt oder zus.ammengedrückt gemäss ihrer Lage an der Aussenseite 7 oder an der Innenseite 8 des betreffenden Körpers 5.

Dies hat: zur Folge, dass der Körper 5 an seiner Aussenwand 7 eine Menge gemäss einem Rautenmuster angeordneter, rautenförmiger Offnungen oder Löcher 9 aufweist, welche derart gerichtet sind, dass ihre längere Diagonale mit der Erzeugenden 10 der Aussenflache oder Mantelfläche des Körpers 5 gleichlaufend ist. Infolge der Innenspannungen im Material nimmt die Grosse des rautenförmigen Durchschnittes der betreffenden Offnungen allmählich ab einem Höchstwert an der Aussenseite 7 bis einen nahezu Null betragenden Kleinstwert an der Innensed te 8 ab, oder, anders gesagt, wird die kürzere Diagonale des rautenförmigen Durchschnittes der betreffenden öffnungen allmählich kleiner von Aussen nach Innen ab einem Höchstwert nahezu bis Nullwert, sodass es sich ein Radialdichtegradient ergibt. Es sind dieser Radialdichtegradient und die im Körper 5 vorhandenen Innenspannungen worauf die spezifischen Federwirkung des Federkörpers 5 in der Längs-

,11.· ' ' Z

> ..lit · ~t '

richtung beruht. Offensichtlich unterscheidet sich die Federwirkung eines erfindungsgemässen Federkörpers gründlich von der Federwirkung eines ähnlichen Schaumurethankörpers mit Radialöffnungen konstanten Durchmessers. Für bestimmte Anwendungen jedoch empfiehlt sich die Wahl von Federkörpern welche nur über einen Teil ihrer Mantelfläche das typische Löchermuster des Federkörpers 5 aufweisen. Es handelt sich dabei um eine beispielsweise durch die Abbildung 5 erläuterte Durchführungsabart. Wie aus dieser Abbildung ersichtlich ist, zeigt der Mittelteil dieses Federkörpers 12 dasselbe Struktuxmuster wie der des Federkörpers 5 und bestehen der obere und der untere Teil 13 und 14 aus nichteingeschnittenem Schaumpolyurethan. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich mehrere derartige nichteingeschnittene Schaumpolyurethanstreifen im Federkörper vorzusehen gemäss dem Muster der Einschnitte dens Ausgangsblocks 1.

Die Abbildung 3 bezieht sich auf ein Durchführungsbeispie"¹. des erfindungsgemässen Systems in der Form einer Matratze 15 o. dgl., bestehend aus parallel nebeneinander angeordneten Reihen erfindungsgemässer Federkörper 5, wobei zwischen diesen ein genügender Spielraum vorzusehen ist im Hinblick auf eine ungehinderte Ausdehnung bei Belastung. Ist dieser Spielraum 16 zu klein, so bietet die Matratze einen grösseren Wiederstand als im Fall eines zu grossen Spielraumes. Selbstverständlich muss der letztgenannte Faktor bei der Herstellung von Matratzen der betreffenden Art berücksichtigt werden. Die reihenmässig angeordneten Exnzelfederkörper 5 in der Matratze 15 werden durch Ewei geeignete Tragschichten 17 und 18 zusammengehalten, welche respektive an der Oberseite und an der Unterseite beispielsweise

■» · « 1·«» I Mil t · t «It!

• I · ·

mit einam KlebmitteT befestigt sind. Die Art und Dicke dieser Tragschichten 17 und 18 lassen sich von Fall zu Fall beliebig wählen. Es handelt sich beispielsweise um Tragschichten aus Nylon, Jersey, Schaumpolyurethan u. dgl.

Ein geeigneter Matratzenkern lässt sich erfindungsgemäss auch derart herstellen, dass wenigstens zweii eingeschnittene Scnaumkunststoffblöcke oder Schaumkunststoffschichten 19 und 20 nach Längsstrecken wellenlinienartig verformt werden und sodann derart übereinandergelegt und in bezug auf einander verschoben werden, dass die Täler 21 der ersten Schicht 19 auf den Gipfeln 22 der zweiten Schichte 20 liegen und die zwei Schichten an den Berührungsstellen beispielsweise mit einem geeigneten Leim aneinander befestigt werden, demzufolge sich eine zusammengeschlossene ununterbrochene Reihe rohrförmiger Federkörper 23 ergibt, •welche sich eignet zur Anwendung beispielsweise als aus einem Stück bestehendes Bauelement bei der Herstellung von Matratzen. Dieses Verfahren bietet ausserdem den Vorteil sich ausgezeichnet für die ununterbrochene Serienproduktion von Federkörpern oder aus einem Stück bestehenden Federelementen mit sämtlichen daraus hervorgehenden wirtschaftlichen Vorteilen (niedriger Gestehungspreis) zu eignen.

Zwecks Vev jesserung ihrer Elastizität und Masshaltigkeit, könne., die Schaumfederkörper gemäss der Erfindung mit einen Kern oder mit Kernteilen versehen werden, wie es die Abbildungen 6 und 7 erläutern.

Ein Schaumfederkörper 24 gemäss dieser Äusfühxungsweise besteht im wesentlichen aus einem Schaumkunststoffmantel 25 und einem Kern 26- Dieser Mantel 25 ist selbst vorzugsweise ein

Schaumfederkörj^r einer der durch die Abbildungen 1-5 erläuterten Arten. Der Kern 26, dessen Durchmesser praktisch dem Innendurchmesser des Mantels 25 entspricht, besteht vorzugsweise aus einem Schaumkunststoff desselben spezifischen Gewichtes wie der des Mantels 25/ obschon er mit ebenso vielen Vorteilen aus einem andern geeigneten Material bestehen kann. Gemäss der erwünschten Elastizität kann der Kern 25 dieselbe Länge als der Mantel 25 « haben oder können mehrere kürzere Kerne angewendet werden, welche gegebenenfalls aus einem verschiedenen Material hergestellt sind und wobei ein oder mehrere freie Zwischenräume zwischen den Teilkernen vorgesehen sind.

Grundsätzlich kann die Herstellung des Schaumfederkörpers 2 4 durch Umbiegen eines Mantels 25 um einen Kern 26 stattfinden, wobei einerseits dieser Mantel ursprünglich ein SchauirJcunststoffblock, vorzugsweise ein Schaumpolyurethanblock, bestimmter Abmessungen ist, der mit unterbrochenen, sich über die Gesamtdicke des Blockes erstreckenden, vorzugsweise gemäss einem Rautenmuster angeordneten Einschnitten versehen ist, und, anderseits dieser Kern 26 beispielsweise ebenfalls ein Schaumpolyurethankörper ist, wobei das Umbiegen derart stattfindet, dass die Endseiten 3 und 4 des betreffenden Mantels 25 einander gegenüberstehen, und schliesslich diese Seiten 3 und 4 über ihre Gesamtlänge beispielweise durch eine geeignete Leimschicht 6 miteinander verbunden werden. Gegebenenfalls kann auch eine Leimschicht zwischen dem Kern 26 und dem Mantel 25 vorgesehen sein, aber dies ist keine absolut notwendige Anforderung. Im Hinblick auf die beeinflussung der Elastizität des Endproduktes können der Kern 26 oder die Teilkerne aus einem Material kleineren oder grösseren spezifischen Gewichtes als das

des Mantels 25 bestehen oder können sie mit Einschnitten bzw. mit Höhlungen gemäss einem bestimmten Muster versehen sein.

Die Erfindung beschränkt sich keineswegs auf die obenbeechriebenen zylinderförmigen Schaumfederkörper, sondern bezieht »ich ebenfalls auf Schaumfederkörper mit einem durch einen prismatischen Mantel 28 umhüllten prismatischen Kern 27 (Abb. 7). Selbstverständlich kann auch hier der Kern aus mehreren prismatischen Teilkernen bestehen.

Die Abbildung 8 bezieht sich auf ein Anwendungsbeispiel in der Form sines aus einer Menge erfindungsgemässer prismatischer, parallel nebeneinander angeordneter Schaumfederkörper 30 bestehenden Kopfkissens 29, wobei der eiforderliche Spielraum «wischen denselben vorgeseht-A ist und sämtliche Schaumfederkörper mittels zwei geeigneter Tragschichten zusammengehalten werden, wovon nur die untere 32 wiedergegeben ist, wobei diese zwei Tragechichten respektive an der oberen und an der unteren Seite einesjeden Schaumfederkörpers 30 beispielsweise durch Kleben befestigt sind. Das Ganze ist gegebenenfalls mit einer Hülle 33 aus Schaumkunststoff oder einem anderen geeigneten Material umhüllt.

Selbstverständlich können die Stärke und die Art der Traga schichten und des Aussenmantels 33 beliebigerweise gewählt werden.

In den vorhergehenden Zeilen wurde die Erfindung ausschliesslich an Hand von Durchführungsbeispielen auf dem Gebiet der Matratzenherstellung u. dgl. beschrieben. Sie lässt sich aber mit ebenso gutem Erfolg auf sämtlichen anderen Gebieten anwenden wo Interesse für Federkörper der obenbeschriebenen Art besteht. So zum Beispiel eignen die erfindungsgemässen Federkörper sich in vielen Fällen zum Ersetzen der herkömmlichen Metallfedern,

• τι ■ ' '
-. Ll ·— · · ·

wo die Lebensdauer derselben durch Korrosion bedeutend verkürzt wird. Mit geeigneter Wahl der Abmessungen können die erfindungsgemässen Schaumfecilerkörper in bestimmten Fällen auch mit gutem Erfolg als Stofssdämpfer angewendet werden.

Wie bereits gesagt, beschränkt die Erfindung sich keines-Wegs auf die in den vorhergehenden Zeilen ausschliesslich als- Beispiele zwecks üäherer Erläuterung beschriebenen Ausführungs- und An Wendung sv/e is tin, sondern eignet sich für die verschiedenartigsten Abänderungen, -Anpassungen und Ergänzungen derselben in bezug auf form, Grosse und Bau, vorausgesetzt natürlich, dass der durch die beiliegenden Patentansprüche abgesteckte Erfindungsrahmen nicht Oberschritten wird.

I I 1 1 ■

Claims (13)

«a ·• · ■*• · *C- » * · · Willy Poppe Boc 429? Schutzansprüche

1. Elastischer FederJcörper, dadurch

; gekennzeichnet, daß er aus einem iiß wesentlichen rohrförmig gestalteten, aus Schaumkunststoff oder einem ähnlichen Material hergestellten Körper besteht, dessen Wand nsit einer Anzahl gemäß einem Rautenmuster symmetrisch angeordneter öffnungen oder Höhlungen (9) versehen ist, deren Quermaß von nahezu Null an der Innenseite bis zu ei.nem Höchstwert an der Außenseite des genannten rohrförmigen Körpers (5) im unbelasteten Zustand variiert.

2. Federkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der genannten öffnungen oder Höhlungen (9) an der Außenseite des rohrförmigen Körpers (5) im wesentlichen rautenförmig ist und die längere Diagonale dieses rautenförmigen Querschnittes parallel zur Erzeugenden der Außenmantelfläche dieses Körpers verläuft.

3. Federkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die gesamte Wand des rohrförmigen Körpers

(5) mit öffnungen oder Höhlungen (9) versehen ist.

■ · · I
* I" • * * β ·
» * · · * I · · ·
• - · ·

4. Federkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Teil der Wand des rohrförmigen Körpers (5) mit öffnungen oder Höhlungen (9]i versehen ist.

5. Federkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaumkunststoff Schaumpolyurethan
vorgesehen ist.

C. Federkörper *iach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im rohrförmigen Körper (24) mindestens
ein Kern {26} aus einem (elastischen Federmat ?rial angeordnet ist, dessen Durchmesser etwa dem Innen-Durchmesser des rohrförmigen Körpers (24) entspricht.

7. Federkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (25) aus Schaumpolyurethan besteht.

8. Federkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht des Kernes

(26) nahezu dem spezifischen Gewicht des rohrförmigen Körpers (24) entspricht.

9. Federkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht des Kernes (26)
von dem spezifischen Gewicht des rohrförmigen
Körpers (24) abweicht.

10. Federkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet/ daß der Kern (26) mit einer Anzüthl von Einschnitten bzw. Höhlungen (9) versehen ist.

11. Federkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kernes (26) etwa der Länge des rohrförmigen Körpers (24) entspricht.

12. Federkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im rohrförmigen Körper (24) wenigstens
zwei aus einem elastischen Federmateirial hergestellte Kerne (26) angeordnet sind, wobei die
Länge jedes Kernes wesentlich kleiner als die des rohrförmigen Körpers (24) ist, und daß gegebenenfalls ein Spiel zwischen den Kernen l|26) vorhanden ist.

13. Federkörper nach Anspruch 12, dadurch gekernte ichnet, daß die beiden Kerne (26) aus unterschiedlichem Material bestehen.