EP2116152A2 - Matratzenkörper aus Schaumstoff oder Latex - Google Patents

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EP2116152A2
EP2116152A2 EP09159621A EP09159621A EP2116152A2 EP 2116152 A2 EP2116152 A2 EP 2116152A2 EP 09159621 A EP09159621 A EP 09159621A EP 09159621 A EP09159621 A EP 09159621A EP 2116152 A2 EP2116152 A2 EP 2116152A2
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EP
European Patent Office
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plastic
contour
mattress
element according
center
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EP09159621A
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English (en)
French (fr)
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EP2116152A3 (de
EP2116152B1 (de
Inventor
Helmut Ofner
Original Assignee
Erlbeck Frau Ingrid Elisabeth
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Publication date
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Application filed by Erlbeck Frau Ingrid Elisabeth filed Critical Erlbeck Frau Ingrid Elisabeth
Publication of EP2116152A2 publication Critical patent/EP2116152A2/de
Publication of EP2116152A3 publication Critical patent/EP2116152A3/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C23/00—Spring mattresses with rigid frame or forming part of the bedstead, e.g. box springs; Divan bases; Slatted bed bases
    • A47C23/04—Spring mattresses with rigid frame or forming part of the bedstead, e.g. box springs; Divan bases; Slatted bed bases using springs in compression, e.g. coiled
    • A47C23/043—Spring mattresses with rigid frame or forming part of the bedstead, e.g. box springs; Divan bases; Slatted bed bases using springs in compression, e.g. coiled using wound springs
    • A47C23/0438—Spring mattresses with rigid frame or forming part of the bedstead, e.g. box springs; Divan bases; Slatted bed bases using springs in compression, e.g. coiled using wound springs of special shape
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C27/00—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas
    • A47C27/04—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with spring inlays
    • A47C27/06—Spring inlays
    • A47C27/065—Spring inlays of special shape
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47C27/00—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas
    • A47C27/14—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with foamed material inlays
    • A47C27/20—Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with foamed material inlays with springs moulded in, or situated in cavities or openings in foamed material

Definitions

  • the invention relates to a mattress for lying and / or seat devices with a mattress body made of movable material - in particular od foam, latex. Like. - And transverse to its longitudinal axis extending cavities for receiving rod-like elements according to the preamble of claim 1.
  • the foam body consists of two flat body halves, each of which is provided on each directed to the other body half surface with mutually parallel Rinneneinformungen that extend transversely to the body longitudinal axis and in each case after assembly limit corresponding cavities.
  • Each cavity which opens at both ends to the longitudinal sides of the foam body, has at its boundary wall at least a horizontal support shoulder which extends parallel to the longitudinal axis of the cavity and lies in the intermediate region between the horizontal plane of symmetry of the cavity and its uppermost or lowermost extent.
  • Within each cavity at least four - mutually associated - support shoulders are arranged symmetrically.
  • each cavity contains an elongated cross-sectional profile in the horizontal direction and the - from the point of contact of the two foam body halves outgoing - profile contour runs initially convex to each support shoulder convex and from this to the opposite, lying on the same horizontal plane support shoulder.
  • tissue is sandwiched between the two foam body halves, and a moisture absorbing rod-like member is secured within the cavity to the tissue, namely, a fold-reinforced site of the tissue or a wick anchored to the tissue; the tissue is connected at the points of contact of the two foam body halves with the foam.
  • the inventor has set the goal to create a novel mattress body, which is able to be adapted to the needs of a rest-seeking body particularly well as well as the other breathable and resistant to moisture.
  • the rod-like element is designed as a spring element of a plurality of spaced apart and each connected by a profile strip plastic sleeves;
  • Each of the plastic collars comprises two of a plastic band of small width - preferably of 10 mm - shaped, radially joined together rings approximately oval contour whose mutually adjacent inner contour halves are connected together in the region of a center of the plastic sleeve.
  • a cross-sectional partial ring contour is integrally formed on the transverse web of the plastic sleeve, which in turn is connected at the center to the inner contour half of the associated oval ring at both ends.
  • the inner contour half should be approximately mirror-inverted to the outer contour half curved cross-section.
  • the ends of the contour halves which are adjacent to the central plane, are integrally formed on a semicircle contour of the same width, which partially surrounds an aperture; this is limited to the central plane by two transverse ribs formed on the contour halves, which serve as a fixing aid for a plug made of elastic material - or elastomeric cords - to be inserted in the opening as an additional holding element; the diameter of that elastic stopper moreover corresponds to the width of that breakthrough.
  • the two contours halves emanating from the semicircular contour are divided into a plurality of transverse strip-like sections of different thickness.
  • the thicknesses of the sections should be optimized thicknesses of between about 1.8 mm and 2.7 mm for a TEP material, but between about 0.9 mm and 1.6 mm for a POM material and optimized geometry.
  • the above-mentioned profiled strips crossing the oval rings and laterally projecting above these have a plug-in end with a plug-in groove at the end and a plug-in strip portion at the other end; the spaced apart plastic collars are connected by the inserted into the slot of a plastic sleeve plug-in end of the other plastic sleeve.
  • one square meter of preferably made of viscoelastic natural or synthetic latex and provided with lateral ventilation or ventilation mattress should be assigned about 230-240 plastic sleeves that offer the most point elastic suspensions.
  • the spring geometry according to the invention causes a rocking effect.
  • the connecting bar in the middle as well as the optimized wall thickness curves lead to a secure receiving surface like the regulation of the stiffnesses via fibers.
  • the expandable to any length connector between the plastic cuffs allows good handling and customization.
  • the mattress can be made firmer and softer overall.
  • the design according to the invention are to be regarded as additional effects of the mattress, that a lateral ventilation, ventilation and climate control is present and that it is heatable and coolable.
  • the max. Stresses at the same level of force can be reduced by about 60% (choice of material POM - acetal copolymer or polyoxymethylene or TPE - thermoplastic polyester - with different wall thickness distributions).
  • the geometry variant made of TPE exhibits higher permanent deformations under continuous load compared to the variant consisting of POM, whereby the TPE variant has a more favorable creep behavior. It should be noted that with the material model used, a relaxation of the deformations is not reflected in relief. In comparison to the ring concept according to the prior art, the deformations can be reduced by a factor of 2 as a result of viscoelastic material behavior (POM variant).
  • a rough material cost estimate results of the POM variant about 30% of the costs of the TPE variant (component volume, material costs).
  • the spring properties are significantly improved by the rocking effect - three spring forces against a force in a round spring - that is, overall ensures a much more point elastic suspension. Also, the spring properties are supported by the foam during rocking. As low, it has also been proven that the spring element can be turned around and his plastic cuffs can act individually and independently from each other by their connecting web in the middle outside. Also close the - by the Spring-groove system extendable as desired - spring elements cavities, which promote the ventilation of the mattress.
  • a mattress or a mattress body 10 of foam extend transversely to the longitudinal direction / channel-like openings 12, the contour according to Fig. 1 having two endwise slightly curved transverse surfaces 14 of width b of about 110 mm and the zenith height h of about 70 mm. Each of these transverse surfaces 14 merges at their cross-sectional ends in partial circle contours 16 whose diameter d is about 10 mm.
  • the two pitch circle contours 16 of one side are in a central one another Height h 1 assigned by about 35 mm and border on the other hand to a side strip 18 teilovalal contour.
  • This cross-sectional shape is adapted to the cross section of a introduced into the opening 12 spring element 20, which is made of plastic - preferably using acetal copolymers or polyoxymethylene (POM), thermoplastic polyester (TPE) or polycarbonate (PC) - shaped and described below becomes.
  • POM polyoxymethylene
  • TPE thermoplastic polyester
  • PC polycarbonate
  • the replaceable inserted spring element 20 consists of a plurality of frame-like plastic sleeves 22 of a cross-sectional length a of about 100 mm, the cross-sectional shape - as said - corresponds to the design of the breakthrough cross-section.
  • plastic collar 22 shown in plan view is formed of a plastic strip 24 of thickness e of about 1 mm and the width f of 10 mm here so that in side view two approximately oval rings 26 of the maximum central height q arise from here about 30 mm; the latter determines a central plane Q, which crosses through both oval rings 26 and in which the apex S of the ring 26 and the center Z of the plastic sleeve 22 defined below are located.
  • the adjacent transverse surface 14 of the opening 12 is adapted in terms of design and in each case passes endwise into a semicircular contour 28 of the inner diameter d 1 of approximately 3 mm.
  • an almost mirror-inverted inner contour half 29 of the oval ring 26 adjoins this semicircular contour 28.
  • the end maybertige semicircle contour 28 limits vertex-like an opening 30 of the free width a 1 from here 3 mm, on the other hand ends at two the two contour halves 27, 29 internally formed transverse ribs 32.
  • this breakthrough 30 in assembling the spring member 20 is an in Fig. 7 sketched rubber stopper 50 of the adjusted diameter y and the adapted to the width f of the plastic strip 24 length h 2 used.
  • This Rubber stopper 50 is equipped with a molded-on head plate 48 as a stop element.
  • elastomeric cords in the four aligned rows of apertures 30 of the according Fig. 2 can be set or clipped into this interconnected plastic cuffs 22 to determine the compression hardness.
  • the two adjacent to the center Z of the plastic sleeve 22 inner contour halves 29 are joined together by a transverse web 36 of width f 1, for example, 6 mm, which is integrally formed on both sides in each case to a partial ring contour 34, which the two adjacent contour halves 29 of each of the two oval rings 26 connects.
  • This crossbar 36 passes through a centric profile strip 38. This protrudes on both sides of the oval ring 26 by a Kragnach k of about 10 mm.
  • the one end of the profile strip 38 is according to Fig. 5 designed as a hollow plug-in end 39, in the plug-in groove 40, a plug strip portion is inserted as a spring 42 of an axially adjacent profile strip 38 ( Fig. 6 ).
  • the individual profile strips 38 form after joining a central longitudinal profile 44 as an axially central connecting web, which is perpendicular to the longitudinal axis M of the mattress 10 and can be selected for each length. Not shown is that about 235 plastic sleeves 22 per m 2 form a point-elastic suspension. The clear distance k 1 between two plastic sleeves 22 measures about 15 mm.
  • a lateral half 23 of length i of 50 mm and the open height n of about 35 mm of the injection-molded plastic sleeve 22 is Fig. 3 again.
  • Optimized material thicknesses are offered in the following sections, where section A is the Endracertige pitch circle 28 and the section H symbolize the region of the crossbar 36; the sections B to H of the lower arm 21 - inner contour half 29 of the plastic sleeve 32 are the sections B 1 to H 1 of the upper arm 21h - lower contour half 27 assigned.
  • the following table contains under lit. (a) the optimized geometry to POM (Hostaform C 9021) and under lit. (b) the optimized thickness to TEP (Hytrel 7246).
  • Fig. 9 shows the result of a test on a polyamide made SLS (selective laser sintering) part. After compression of the spring element 20 to 50%, the construction relaxes approximately to the original diameter of 70 mm here; during prolonged loading this process takes more time.
  • SLS selective laser sintering

Landscapes

  • Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Matratze für Liege- und/oder Sitzeinrichtungen mit einem Matratzenkörper aus in sich bewegbarem Werkstoff, insbesondere aus Schaumstoff oder Latex, mit quer zu seiner Längsachse verlaufenden Hohlräumen zur Aufnahme von stabähnlichen Elementen. Das stabähnliche Element ist als Federelement (20) mit mehreren in Abstand (k 1 ) zueinander angeordneten und miteinander jeweils durch einen Profilstreifen (38) verbundenen Kunststoffmanschetten (22) ausgebildet, wobei die Kunststoffmanschette zwei aus einem Kunststoffband (24) geringer Breite (f) geformte, radial einander zugeordnete Ringe (26) etwa ovaler Kontur umfasst, deren innere Konturenhälften (29) einander benachbart sowie im Bereich eines Zentrums (Z) mit einander verbunden sind. Eine mit derart ausgeführten Federelementen versehene Matratze vermag sich dem Körper besonders gut anzupassen, ist gut durchlüftbar und gegen Feuchtigkeit resistent.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Matratze für Liege- und/oder Sitzeinrichtungen mit einem Matratzenkörper aus in sich bewegbarem Werkstoff -- insbesondere aus Schaumstoff, Latex od. dgl. -- sowie quer zu seiner Längsachse verlaufenden Hohlräumen zur Aufnahme von stabähnlichen Elementen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Eine derartige Matratze ist der AT 361 165 zu entnehmen. Darin wird nahe gelegt, dass der Schaumkörper aus zwei flächigen Körperhälften besteht, deren jede an der jeweils zur anderen Körperhälfte gerichteten Oberfläche mit zueinander parallelen Rinneneinformungen versehen ist, die quer zur Körperlängsachse verlaufen und jeweils nach dem Zusammenbau paarweise entsprechende Hohlräume begrenzen. Jeder Hohlraum, der sich beidends zu den Längsseiten des Schaumstoffkörpers öffnet, weist an seiner Begrenzungswand mindestens eine waagerechte Abstützschulter auf, die sich parallel zur Längsasche des Hohlraumes erstreckt und im Zwischenbereich zwischen der waagrechten Symmetrieebene des Hohlraumes und dessen oberster bzw. unterster Erstreckung liegt. Innerhalb jedes Hohlraumes sind mindestens vier - paarweise einander zugeordnete -- Abstützschultern symmetrisch angeordnet. Zudem enthält jeder Hohlraum ein in waagrechter Richtung langgestrecktes Querschnittsprofil und die -- von der Berührungsstelle der beiden Schaumstoffkörperhälften ausgehende -- Profilkontur verläuft zunächst bis zu jeder Abstützschulter konvex und von dieser bis zur gegenüberliegenden, auf der gleichen waagrechten Ebene liegenden Abstützschulter konkav gekrümmt. Auch ist zwischen die beiden Schaumstoffkörperhälften ein Gewebe eingelegt sowie innerhalb des Hohlraumes an dem Gewebe ein Feuchtigkeit absorbierendes stabähnliches Element befestigt, nämlich eine durch Faltung verstärkte Stelle des Gewebes oder ein am Gewebe verankerter Docht; das Gewebe ist an den Berührungsstellen der beiden Schaumstoffkörperhälften mit dem Schaumstoff verbunden.
  • In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, einen neuartigen Matratzenkörper zu schaffen, der zum einen den Bedürfnissen eines Ruhe suchenden Körpers besonders gut angepasst zu werden vermag sowie zum anderen durchlüftbar und gegen Feuchtigkeit resistent ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruchs; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Bei angegebenen Benennungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar sein.
  • Erfindungsgemäß ist das stabähnliche Element als Federelement aus mehreren in Abstand zueinander angeordneten und miteinander jeweils durch einen Profilstreifen verbundenen Kunststoffmanschetten gestaltet; jede der Kunststoffmanschetten umfasst zwei aus einem Kunststoffband geringer Breite -- von bevorzugt 10 mm -- geformte, radial aneinander gefügte Ringe etwa ovaler Kontur, deren zueinander benachbarte innere Konturenhälften im Bereich eines Zentrums der Kunststoffmanschette miteinander verbunden sind.
  • Als günstig hat es sich erwiesen, die äußere Konturenhälfte jedes der etwa ovalen Ringe in dessen Längsschnitt von einem mittigen Scheitelpunkt beidseits spiegelbildlich etwas nach unten zu wölben. Dieser Scheitelpunkt liegt in einer das Zentrum der Kunststoffmanschette bestimmenden Zentralebene. Das Zentrum befindet sich in einem in die Kunststoffmanschette eingeformten Quersteg, der Teil des Profilstreifens ist.
  • Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, dass an dem Quersteg der Kunststoffmanschette beidseits eine querschnittliche Teilringkontur angeformt ist, welche ihrerseits beidends an die innere Konturenhälfte des zugeordneten ovalen Ringes mittig anschließt. Die innere Konturenhälfte soll etwa spiegelbildlich zur äußeren Konturenhälfte querschnittlich gekrümmt sein.
  • Erfindungsgemäß sind die der Zentralebene benachbart fernen Enden der Konturenhälften an eine Halbkreiskontur gleicher Breite angeformt, die teilweise einen Durchbruch umrandet; dieser ist zur Zentralebene hin durch zwei an die Konturenhälften angeformte Querrippen begrenzt, die einem in dem Durchbruch als zusätzliches Halteelement einzuführenden Stopfen aus elastischem Werkstoff -- oder Elastomerschnüren -- als Fixierhilfe dienen; der Durchmesser jenes elastischen Stopfens entspricht im übrigen der Breite jenes Durchbruches.
  • Als günstig hat es sich erwiesen, dass die von der Halbkreiskontur ausgehenden beiden Konturenhälften in mehrere querstreifenartige Abschnitte unterschiedlicher Dicke unterteilt sind. Dabei sollen die Dicken der Abschnitte bei einem TEP-Werkstoff optimierte Dicken zwischen etwa 1,8 mm und 2,7 mm liegen, bei einem POM-Werkstoff und optimierter Geometrie jedoch zwischen etwa 0,9 mm und 1,6 mm.
  • Zur Erfindung gehört es auch, dass der die ovalen Ringe querende -- und diese zudem seitlich überragende -- oben erwähnte Profilstreifen ein Steckende mit endwärtiger Stecknut aufweist sowie andernends einen Steckstreifenabschnitt; die in Abstand benachbarten Kunststoffmanschetten werden durch das in die Stecknut der einen Kunststoffmanschette eingeschobene Steckende der anderen Kunststoffmanschette verbunden.
  • Erfindungsgemäß sollen der Fläche von einem Quadratmeter der bevorzugt aus viskoelastischem Natur- oder Kunstlatex bestehenden sowie mit seitlicher Be- bzw. Entlüftung versehenen Matratze etwa 230 bis 240 Kunststoffmanschetten zugeordnet sein, die möglichst punktelastische Federungen anbieten.
  • Die erfindungsgemäße Federgeometrie bedingt einen Wippeffekt. Der Verbindungssteg in der Mitte sowie die optimierten Wandstärkenverläufe führen zu einer sicheren Aufnahmefläche wie die Regulation der Steifigkeiten über Fasern. Die auf jede Länge ausdehnbare Steckverbindung zwischen den Kunststoffmanschetten erlaubt eine gute Handhabung und Anpassung.
  • Da die Federelemente austauschbar sind, kann die Matratze insgesamt fester und weicher gemacht werden. Bei der erfindungsgemäßen Konzeption sind als Zusatzeffekte der Matratze anzusehen, dass eine seitliche Lüftung, Entlüftung und Klimaregulierung vorhanden ist und dass sie heizbar und kühlbar ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Geometrie können die max. Spannungen bei gleichem Kraftniveau um etwa 60 % (Materialauswahl POM -- Acetalcopolymer bzw. Polyoxymethylen -- oder TPE -- thermoplastisches Polyester -- mit unterschiedlichen Wandstärkenverteilungen) gesenkt werden. Die aus TPE gefertigte Geometrievariante zeigt im Vergleich zu der aus POM bestehenden Variante unter Dauerbelastung höhere bleibende Verformungen, wobei die TPE-Variante ein günstigeres Kriechverhalten aufweist. Zu beachten ist, dass beim verwendeten Materialmodell ein Relaxieren der Verformungen bei Entlastung nicht abgebildet wird. Im Vergleich zu dem Ringkonzept nach dem Stande der Technik können die Verformungen infolge von viskoelastischem Materialverhalten um den Faktor 2 verringert werden (POM-Variante). Eine grobe Materialkostenabschätzung ergibt bei der POM-Variante etwa 30 % der Kosten der TPE-Variante (Bauteilvolumen, Materialkosten).
  • Die Geometrien -- unterschiedliche Wandstärken für POM, TPE -- lassen sich gut füllen. Die Steifigkeit des Federelementes kann durch unterschiedliche Anteile des Füllmaterials in einem breiten Bereich gesteuert werden. Auf folgende Eigenschaften der Konstruktion sei noch hingewiesen:
    • bei Dauerbelastung relaxieren die kurzzeitig auftretenden Verformungen annähernd wieder vollständig (belastungsdauerabhängig);
    • bei zyklischer Belastung kann ein logarithmischer Zusammenhang der kurz nach dem Belastungszyklus gemessenen Verformungen festgestellt werden, wobei ein Teil dieser Verformungen nach Entlastung wieder relaxiert.
  • Die Tests werden an einem aus Polyamid gefertigten Prototypen durchgeführt. Die Fertigung der Serienteile aus POM bzw. eine eventuelle Faserverstärkung sollten sich positiv auf das Kriechverhalten der Feder auswirken.
  • Wichtig für die Funktionalität der Feder ist, dass diese nachträglich sehr einfach austauschbar und so die Matratzenfestigkeit veränderbar ist, die Feder auch bei Missbrauch -- mit großer Kraft zusammendrücken -- nicht ruiniert werden kann. Zudem werden die Federeigenschaften durch den Wipp-Effekt -- drei Federkräfte gegenüber einer Kraft bei einer runden Feder -- wesentlich verbessert, d. h. insgesamt eine viel punktelastischere Federung gewährleistet. Auch werden die Federeigenschaften beim Wippen durch den Schaumstoff unterstützt werden. Als günstig hat es sich auch erwiesen, dass das Federelement gewendet zu werden vermag und seine Kunststoffmanschetten durch ihren Verbindungssteg in der Mitte außen einzeln und unabhängig voneinander wirken können. Auch schließen die -- durch das Feder-Nut-System beliebig verlängerbaren -- Federelemente Hohlräume ein, welche die Belüftung der Matratze fördern.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
    • Fig. 1:
    die Frontansicht eines Abschnittes einer Matratze mit kanalartigem Durchbruch zur Aufnahme eines Federelements;
    Fig. 2:
    eine Schrägsicht auf das Federelement;
    Fig. 3:
    einen vergrößerten Abschnitt des Federelements;
    Fig. 4:
    die Draufsicht auf das teilweise geschnittene Federelement;
    Fig. 5, 6:
    jeweils ein vergrößertes Detail der Fig. 4 in Schrägsicht;
    Fig. 7:
    eine Schrägsicht auf einen dem Federelement zugehörenden Gummistopfen;
    Fig. 8, 9:
    jeweils ein Diagramm zur Steifigkeit des Federelementes.
  • In einer Matratze bzw. einem Matratzenkörper 10 aus Schaumstoff verlaufen quer zu deren/dessen Längsrichtung kanalartige Durchbrüche 12, deren Kontur gemäß Fig. 1 zwei endwärts zueinander leicht gekrümmte Querflächen 14 der Breite b von etwa 110 mm sowie der Zenithöhe h von etwa 70 mm aufweist. Jede dieser Querflächen 14 geht an ihren Querschnittsenden in Teilkreiskonturen 16 über, deren Durchmesser d etwa 10 mm beträgt. Die beiden Teilkreiskonturen 16 einer Seite sind einander in einer mittigen Höhe h1 von etwa 35 mm zugeordnet und grenzen anderseits an einen Seitenstreifen 18 teilovaler Kontur. Diese Querschnittsform ist an den Querschnitt eines in den Durchbruch 12 eingeführten Federelementes 20 angepasst, das aus Kunststoff -- bevorzugt unter Einsatz von Acetalcopolymeren bzw. Polyoxymethylen (POM), thermoplastischen Polyester (TPE) oder Polycarbonat (PC) -- geformt ist und nachfolgend beschrieben wird.
  • Das austauschbar eingeführte Federelement 20 besteht aus einer Mehrzahl von rahmenähnlichen Kunststoffmanschetten 22 einer Querschnittslänge a von etwa 100 mm, deren Querschnittsform -- wie gesagt -- der Gestaltung des Durchbruchquerschnittes entspricht. Jede in Fig. 4 in Draufsicht dargestellte Kunststoffmanschette 22 ist aus einem Kunststoffband 24 der Dicke e von etwa 1 mm sowie der Breite f von hier 10 mm so geformt, dass in Seitenansicht zwei etwa ovale Ringe 26 der maximalen mittigen Höhe q von hier etwa 30 mm entstehen; letztere bestimmt eine beide ovalen Ringe 26 durchgreifende Zentralebene Q, in welcher der Scheitelpunkt S des Ringes 26 sowie das weiter unten definierte Zentrum Z der Kunststoffmanschette 22 liegen. An die jeweils äußere Konturenhälfte 27 ist die benachbarte Querfläche 14 des Durchbruches 12 gestalterisch angepasst und geht jeweils endwärts in eine Halbkreiskontur 28 des inneren Durchmessers d1 von etwa 3 mm über. An diese Halbkreiskontur 28 schließt anderseits eine nahezu spiegelbildlich gestaltete innere Konturenhälfte 29 des ovalen Ringes 26 an.
  • Die endwärtige Halbkreiskontur 28 begrenzt scheitelartige einen Durchbruch 30 der freien Breite a1 von hier 3 mm, der anderseits an zwei den beiden Konturenhälften 27, 29 innenseitig angeformten Querrippen 32 endet. In diesen Durchbruch 30 wird beim Zusammenbauen des Federelements 20 ein in Fig. 7 skizzierter Gummistopfen 50 des angepassten Durchmessers y sowie der an die Breite f des Kunststoffbandes 24 angepassten Länge h2 eingesetzt. Dieser Gummistopfen 50 ist mit einer angeformten Kopfplatte 48 als Anschlagelement ausgestattet.
  • In der Zeichnung nicht dargestellt sind Elastomerschnüre, die in den vier miteinander fluchtenden Reihen von Durchbrüchen 30 der gemäß Fig. 2 miteinander verbundenen Kunststoffmanschetten 22 festgelegt bzw. in diese eingeklipst sein können, um die Stauchhärten zu bestimmen.
  • Die beiden dem Zentrum Z der Kunststoffmanschette 22 benachbarten inneren Konturenhälften 29 sind durch einen Quersteg 36 der Breite f1 von beispielsweise 6 mm aneinander gefügt, der querschnittlich beidseits jeweils an eine Teilringkontur 34 angeformt ist, welche die beiden benachbarten Konturenhälften 29 jedes der beiden ovalen Ringe 26 verbindet. Diesen Quersteg 36 durchsetzt ein zentrischer Profilstreifen 38. Dieser ragt beidseits des ovalen Ringes 26 um ein Kragmaß k von etwa 10 mm ab. Das eine Ende des Profilstreifens 38 ist gemäß Fig. 5 als hohles Steckende 39 gestaltet, in dessen Stecknut 40 ein Steckstreifenabschnitt als Feder 42 eines axial benachbarten Profilstreifens 38 eingeschoben wird (Fig. 6).
  • Wie Fig. 2 deutlich werden lässt, bilden die einzelnen Profilstreifen 38 nach dem Zusammenfügen ein zentrales Längsprofil 44 als axial mittigen Verbindungssteg, der rechtwinklig zur Längsachse M der Matratze 10 verläuft sowie für jede Länge gewählt werden kann. Nicht dargestellt ist, dass etwa 235 Kunststoffmanschetten 22 je m2 eine punktelastische Federung bilden. Der lichte Abstand k1 zwischen jeweils zwei Kunststoffmanschetten 22 misst etwa 15 mm.
  • Die Geometrie einer seitlichen Hälfte 23 der Länge i von 50 mm sowie der offenen Höhe n von etwa 35 mm der im Spritzgussverfahren geformten Kunststoffmanschette 22 gibt Fig. 3 wieder. Es werden optimierte Materialdicken in den folgenden Abschnitten angeboten, wobei der Abschnitt A die endwärtige Teilkreiskontur 28 sowie der Abschnitt H den Bereich des Quersteges 36 symbolisieren; den Abschnitten B bis H des unteren Armes 21 -- innere Konturenhälfte 29der Kunststoffmanschette 32 sind die Abschnitte B1 bis H1 des oberen Armes 21h -- untere Konturenhälfte 27zugeordnet. Die folgende Tabelle enthält unter lit. (a) die optimierte Geometrie zu POM (Hostaform C 9021) sowie unter lit. (b) die optimierte Dicke zu TEP (Hytrel 7246).
    Abschnitt (a) Dicke in mm (b) Dicke in mm
    A 1,6 2,7
    B/B1 1,4/1,4 2,3/2,5
    C/C1 1,2/1,2 2,0/2,3
    D/Dl 0,9/1,1 1,8/2,0
    E/E1 1,2/1,0 2,1/1,9
    F/F1 1,4/1,3 2,5/2,3
    G/G1 1,6/1,5 2,7/2,5
    H 1,0 1,0
    Die Härte des Federelementes 20 ist über Elastomere einstellbar; jene Steifigkeit kann auch über eine Glasfaserverstärkung gesteuert werden. Je nach Anteil des Füllstoffes wird die Härte des Federelementes 20 bis zu einem Faktor 3 erhöht. Dazu zeigt Fi. 8 die Werte für ein Anwendungsbeispiel aus POM-Material. Die untere Kurve weist auf fehlendem Füllstoff hin, die darüber verlaufenden Kurven repräsentieren Füllstoffe mit Glasfaserzusätzen GF10, GF20 bzw. GF30.
  • Fig. 9 zeigt das Ergebnis eines Testes an einem aus Polyamid gefertigten SLS (selektives Laserintern)- Teil. Nach einer Kompression des Federelementes 20 auf 50 % relaxiert die Konstruktion annähernd auf den Ursprungsdurchmesser von hier 70 mm; bei längerer Belastung beansprucht dieser Vorgang mehr Zeit.
  • Wenn man das Federelement 20 in der Mitte zusammendrückt, federt es aufgrund der Rückstellkraft des verwendeten Kunststoffes. Drückt man das Federelement 20 an den Seiten zusammen, ergibt sich eine Federkraft aufgrund eines Wippeffektes, der durch die zentrale Verbindung zur gegenüberliegenden Federhälfte wirkt. Damit federt das Federelement 20 gleichmäßig über die gesamte Federoberfläche. Diese Wirkungsweise steht im deutlichen Gegensatz zu üblichen runden bzw. ovalen Federelementen, welche an ihren Seitenteilen keinerlei Federwirkung mehr haben.

Claims (15)

  1. Matratze für Liege- und/oder Sitzeinrichtungen mit einem Matratzenkörper aus in sich bewegbarem Werkstoff, insbesondere aus Schaumstoff oder Latex, mit quer zu seiner Längsachse verlaufenden Hohlräumen zur Aufnahme von stabähnlichen Elementen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das stabähnliche Element als Federelement (20) mit mehreren in Abstand (k1) zueinander angeordneten und miteinander jeweils durch einen Profilstreifen (38) verbundenen Kunststoffmanschetten (22) ausgebildet ist, wobei die Kunststoffmanschette zwei aus einem Kunststoffband (24) geringer Breite (f) geformte, radial einander zugeordnete Ringe (26) etwa ovaler Kontur umfasst, deren innere Konturenhälften (29) einander benachbart sowie im Bereich eines Zentrums (Z) miteinander verbunden sind.
  2. Matratze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Konturenhälfte (27) des etwa ovalen Ringes (26) in dessen Längsschnitt von einem mittigen Scheitelpunkt (S) beidseits spiegelbildlich nach unten gewölbt ist, wobei der Scheitelpunkt in einer das Zentrum (Z) der Kunststoffmanschette (22) bestimmenden Zentralebene (Q) liegt, wobei das Zentrum (Z) der Kunststoffmanschette (22) vorzugsweise in einem in sie eingeformten Quersteg (36) liegt, der Teil des Profilstreifens (38) ist.
  3. Matratze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Quersteg (36) der Kunststoffmanschette (22) beidseits eine Teilringkontur (34) angeformt ist, welche ihrerseits beidends an die innere Konturenhälfte (29) des zugeordneten ovalen Ringes (26) mittig anschließt.
  4. Matratze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einer Fläche von einem Quadratmeter der Matratze (10) etwa 230 bis 240 Kunststoffmanschetten (22) zugeordnet sind.
  5. Matratze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus viskoelastischem Natur- oder Kunstlatex besteht und vorzugsweise mit seitlicher Be- bzw. Entlüftung versehen ist.
  6. Element stabähnlicher Ausgestaltung für eine Matratze mit einem Matratzenkörper aus in sich bewegbarem Werkstoff, insbesondere aus Schaumstoff oder Latex, mit quer zu seiner Längsachse verlaufenden Hohlräumen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Element als Federelement (20) mit mehreren in Abstand (k1) zueinander angeordneten und miteinander jeweils durch einen Profilstreifen (38) verbundenen Kunststoffmanschetten (22) ausgebildet ist, wobei die Kunststoffmanschette zwei aus einem Kunststoffband (24) geringer Breite (f) geformte, radial einander zugeordnete Ringe (26) etwa ovaler Kontur umfasst, deren innere Konturenhälften (29) einander benachbart sowie im Bereich eines Zentrums (Z) miteinander verbunden sind.
  7. Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Konturenhälfte (27) des etwa ovalen Ringes (26) in dessen Längsschnitt von einem mittigen Scheitelpunkt (S) bedseits spiegelbildlich nach unten gewölbt ist, wobei der Scheitelpunkt in einer das Zentrum (Z) der Kunststoffmanschette (22) bestimmenden Zentralebene (Q) liegt, wobei das Zentrum (Z) der Kunststoffmanschette (22) vorzugsweise in einem in sie eingeformten Quersteg (36) liegt, der Teil des Profilstreifens (38) ist.
  8. Element nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Quersteg (36) der Kunststoffmanschette (22) beidseits eine Teilringkontur (34) angeformt ist, welche ihrerseits beidends an die innere Konturenhälfte (29) des zugeordneten ovalen Ringes (26) mittig anschließt, wobei die innere Konturenhälfte (29) vorzugsweise etwa spiegelbildlich zur äußeren Konturenhälfte (27) querschnittlich gekrümmt ist.
  9. Element nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die der Zentralebene (Q) benachbarten fernen Enden der Konturenhälften (27, 29) an eine Halbkreiskontur (28) angeformt sind, die teilweise einen Durchbruch (30) umrandet, wobei vorzugsweise der Durchbruch (39) zur Zentralebene (Q) hin durch zwei an die Konturenhälften (27, 28) angeformte Querrippen (32) begrenzt ist.
  10. Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Durchbruch (30) ein in ihm festlegbarer begrenzt elastischer Stopfen (50) zugeordnet ist, dessen Durchmesser (g) der Breite (a1) des Durchbruches entspricht, wobei miteinander fluchtende Durchbrüche (30) einander in Abstand (k1) etwa parallel zugeordneter Kunststoffmanschetten (22) durch Elastomerschnüre verbunden sind.
  11. Element nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Halbkreiskontur (28) ausgehenden beiden Konturenhälften (29, 27) in mehrere querstreifenartige Abschnitte (B bis G; B1 bis G1) unterschiedlicher Dicke unterteilt sind (Fig. 3).
  12. Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken der Abschnitte (B bis G; B1 bis G1) bei einem TEP-Werkstoff optimierter Dicke zwischen etwa 1,8 mm bis 2,7 mm liegen und bei einem POM-Werkstoff optimierter Geometrie zwischen etwa 0,9 mm und 1,6 mm liegen.
  13. Element nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der die ovalen Ringe (26) querende und diese seitlich überragende Profilstreifen (38) einends ein Steckende (39) mit endwärtiger Stecknut (40) aufweist sowie andernends einen Steckstreifenabschnitt (42), welcher insbesondere in die Stecknut (38) eines axial benachbarten Profilstreifens passend einsetzbar ausgebildet ist.
  14. Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in Abstand (k1) benachbarten Kunststoffmanschetten (22) durch das in die Stecknut (40) der einen Kunststoffmanschette eingeschobene Steckende (39) der anderen Kunststoffmanschette verbunden sind (Fig. 2).
  15. Element nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Druck auf seine Seite/n ein Wippeffekt auslösbar ist und wobei es insbesondere über seine gesamte Oberfläche gleichmäßig federbar ausgebildet ist.
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