Federelement für eine Untermatratze

Abstract

 Federelement für eine Untermatratze mit in der Liegefläche angeordneten Einzelstützelementen anstelle von Federleisten, mit einer Basis, einer von der Basis beabstandeten Stützfläche und einem zwischen Basis und Stützfläche angeordneten Federkörper, wobei zur Verbesserung der Nachbildung einer Körperkontur die Stützfläche mindestens zwei Teile umfasst, die derart über mindestens ein an der Basis um eine in einer zur Basis parallelen Ebene gelegene Achse verkippbar gelagertes Wippenelement miteinander verbunden sind, dass bei Einfedern eines Teils der Stützfläche in Richtung auf die Basis der andere Teil der Stützfläche von der Basis wegbewegt wird und umgekehrt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federelement für eine Untermatratze mit in der Liegefläche angeordneten Einzelstützelementen anstelle von Federleisten, mit einer Basis, einer von der Basis beabstandeten Stützfläche und einem zwischen Basis und Stützfläche angeordneten Federkörper.

[0002] Derartige Federelemente werden beispielsweise als Teil einer Untermatratze mit einer Vielzahl von über mindestens einen Teil der Untermatratze verteilt angeordneten, voneinander unabhängigen derartigen Federelementen zur Abstützung einer Obermatratze eingesetzt. In Untermatratzen ersetzen sie in den entsprechenden Bereichen die herkömmlichen Federleisten und bringen den Vorteil einer praktisch quasi-punktelastischen Abstützung mit sich.

[0003] Eine gute punktelastische Abstützung kann auch mit Wasserbetten erreicht werden. Diese haben aber unter anderem den Nachteil einer schlechten Belüftung.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abstützeigenschaften der bekannten Federelemente zu verbessern.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Stützfläche mindestens zwei Teile umfasst, die derart über mindestens ein an der Basis um eine in einer zur Basis parallelen Ebene gelegene Achse verkippbar gelagertes Wippenelement miteinander verbunden sind, dass bei Einfedern eines Teils der Stützfläche in Richtung auf die Basis der andere Teil der Stützfläche von der Basis wegbewegt wird und umgekehrt.

[0006] Durch das Vorsehen eines Wippenelements zur Abstützung von zwei oder mehr Teilen der Stützfläche ergibt sich eine noch bessere punktelastische Abstützung, insbesondere eine noch bessere Nachbildung der Körperkontur einer auf der Matratze oder Untermatratze liegenden Person. Durch das Wippenelement kann nämlich erreicht werden, dass sich bei Belastung eines Teils der Stützfläche dieser Teil absenkt und ein anderer Teil zugleich angehoben wird. Die Gesamtauslenkung zwischen abgesenktem und angehobenem Teil ist dadurch entsprechend erhöht. Dies hat auch den Vorteil, dass bei geringer Bauhöhe eine hohe Auslenkung erreicht werden kann. Durch die Wippenfunktion ergibt sich außerdem ein interaktiver Ausgleich ähnlich wie bei einem Wasserbett, also ein optimaler Körperkonturausgleich, wobei jedoch eine gute Belüftung möglich ist. Die Stützfunktion ergibt sich also nicht nur durch die federnde Wirkung des Federelements sondern auch durch die Querverteilung der aufgenommenen Kräfte. Durch die mögliche Verringerung der Bauhöhe können außerdem Kosten und Gewicht eingespart werden.

[0007] Bei Ausgestaltung des Federelements derart, dass das Wippenelement um genau eine Achse verkippbar ist, ergibt sich eine einfache Wippfunktion. Darüber hinaus ist es möglich, Wippenelement um zwei zueinander senkrechte, in einer zur Basis parallelen Ebene gelegene Achsen verkippbar auszugestalten, oder um jede beliebige in einer solchen Ebene gelegene Achse. Dadurch ergibt sich entweder eine zweifache Wippenfunktion oder eine Vielfachwippenfunktion. Damit kann eine noch bessere Körperkonturanpassung erreicht werden.

[0008] Sowohl die Verbindungen zwischen dem Wippenelement und der Basis, dem Wippenelement und einem Teil der Stützfläche als auch die Wippenelemente selbst können elastisch ausgebildet sein. Damit kann eine optimale Einstellung der Federfunktion und der Kräfteverteilung erreicht werden. Durch die Verkippbarkeit der Teile der Stützfläche gegenüber den Wippenelementen kann außerdem erreicht werden, dass die Teile der Stützfläche in einer Ebene bleiben, wenn die Federelemente einfedern. Es ist aber auch eine Verkippung der Teile der Stützfläche gegenüber der Liegefläche möglich. Das erfindungsgemäße Federelement kann grundsätzlich auch als Kern für Federkernmatratzen eingesetzt werden.

[0009] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0010] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Federelements,

Fig. 2

eine Draufsicht auf das Federelement von Fig. 1,

Fig. 3

eine Ansicht der Längsseite des Federelements von Fig. 1,

Fig. 4

eine Ansicht der Schmalseite des Federelements von Fig. 1,

Fig. 5

eine perspektivische Ansicht des Federelements von Fig. 1 auf einer Latte und mit Deckplatten,

Fig. 6

drei auf einer Latte angeordnete Federelemente gemäß Fig. 1 mit Deckplatten in perspektivischer Ansicht,

Fig. 7

eine Variante des erfindungsgemäßen Federelements zur Verwendung in einer Federkernmatratze,

Fig. 8

eine Seitenansicht des Federelements von Fig. 7 in eingefedertem Zustand,

Fig. 9

eine Seitenansicht des Federelements von Fig. 7, eingebaut in eine Matratze,

Fig. 10

eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Federelements in perspektivischer Ansicht,

Fig. 11

noch eine Variante eines erfindungsgemäßen Federelements in perspektivischer Ansicht,

Fig. 12

eine Seitenansicht des Federelements von Fig. 11,

Fig. 13

eine Draufsicht auf das Federelement von Fig. 11,

Fig. 14

eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Federelements in perspektivischer Ansicht,

Fig. 15

noch eine Variante eines erfindungsgemäßen Federelements in perspektivischer Ansicht und

Fig. 16

eine Seitenansicht des Federelements von Fig. 15.

[0011] Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Federelement umfasst eine Basis 1, ein daran angeordnetes Wippenelement 2 und zwei Teile 3₁ und 3₂, die gemeinsam eine Stützfläche 3 des Federelements bilden. Das Wippenelement 2 umfasst zwei Streben 4, 5, die auf je einer Seite der Basis 1 angeordnet und mit dieser über je eine Verbindungsstrebe 6, 7 verbunden sind. Das gesamte Federelement ist einstückig aus Kunststoff hergestellt, insbesondere durch Spritzgießen. Das heißt, die Teile 3₁ und 3₂ der Stützfläche 3 sind an die Enden 8, 9 der Streben 4, 5 angeformt.

[0012] Die Streben 4, 5 des Wippenelements 2 sind in sich biegeelastisch, jedoch torsionssteif ausgebildet und bilden dadurch einen Federkörper. Die Verbindungsstreben 6, 7 sind torsionselastisch ausgebildet und ermöglichen dadurch ein Verkippen des Wippenelements 2 um die durch die Verbindungsstreben 6, 7 gehende gemeinsame, in der Ebene der Basis 1 gelegene Achse I. Auch die Verbindung zwischen den Enden 8, 9 der Streben 4, 5 des Wippenelements mit den beiden Teilen 3₁ und 3₂ der Stützfläche 3 ist torisionselastisch ausgebildet, so dass die Teile 3₁ und 3₂ der Stützfläche 3 gegenüber dem Wippenelement 2 verkippbar sind. Durch entsprechende Wahl der jeweiligen Elastizitäten kann das elastische Verhalten des Federelements in gewünschter Weise eingestellt werden. Insbesondere kann das Verhältnis der Wippenfunktion zur Federelastizität des Federelements gewählt werden.

[0013] Bei Belastung beider Teile 3₁ und 3₂ der Stützfläche 3 in Richtung des Pfeils II wirkt das Federelement im Wesentlichen als herkömmliches Federelement, indem die Stützfläche 3 gegenüber der Basis 1 einfedert und sich beide Teile 3₁ und 3₂ der Stützfläche 3 absenken sowie nach Entlastung wieder anheben. Dabei verkippen die Teile 3₁ und 3₂ der Stützfläche 3 gegenüber dem Wippenelement 2, so dass die Stützfläche 3 insgesamt parallel zur Basis 1 bleibt. Wird dagegen nur ein Teil 3₁ oder 3₂ der Stützfläche 3 belastet, so verkippt das Wippenelement 2 entsprechend um die Achse I, so dass sich der belastete Teil 3₁ oder 3₂ der Stützfläche 3 absenkt, während sich der andere Teil entsprechend anhebt. Zugleich verformt sich auch in diesem Fall das Wippenelement 2 aufgrund seiner Elastizität, so dass zu der elastischen Kippbewegung eine elastische Verbiegung hinzukommt. Schließlich verkippen auch in diesem Fall die beiden Teile 3₁ und 3₂ relativ zum Wippenelement 2, so dass die Stützfläche 3 insgesamt wieder parallel zur Basis 1 bleibt.

[0014] Die Fig. 5 und 6 zeigen, wie das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Federelement auf einer Latte 10 angeordnet werden kann, nämlich insbesondere längs oder quer. Damit können unterschiedliche Eigenschaften einer Liegefläche, je nach Bedarf, realisiert werden. Zudem zeigen die Fig. 5 und 6, das die Federelemente von Fig. 1 bis 4 mit Deckplatten 11 versehen werden können. Die Deckplatten 11 sind mit den Teilen 3₁ und 3₂ der Stützfläche 3 insbesondere lösbar verbindbar, beispielsweise durch eine Schnapp-Rast-Verbindung oder eine Bajonettverbindung. In entsprechender Weise kann die Basis 1 lösbar mit der Latte 10 verbindbar sein, wobei die bevorzugt angeformten Bajonettverbindungselemente 25 an den Stützflächenteilen 3₁, 3₂ zu den Bajonettverbindungselementen 26 an der Basis 1 komplementär ausgebildet sind. Die Deckplatten 11 können grundsätzlich aber auch an das Federelement angeformt werden bzw. die Teile 3₁ und 3₂ der Stützfläche 3 können selbst als Deckplatten ausgebildet sein. Fig. 6 zeigt außerdem noch verschiedene Kipp- und Wippstellungen der Federelemente.

[0015] Das in den Fig. 7 bis 9 dargestellte Federelement umfasst wieder eine Basis 1, die hier als Stab ausgebildet ist, sowie mehrere Wippenelemente 2, die jeweils strebenartig ausgebildet sind und in der Mitte eine Durchtrittsöffnung 12 aufweisen, durch welche der die Basis 1 bildende Stab hindurchgeführt ist. An ihren Enden 8, 9 tragen die Wippenelemente 2 jeweils angeformte Stützflächen 3₁ und 3₂, die jeweils sechs runde Platten 13 umfassen, von denen jeweils drei auf einer Strebe 14 angeordnet sind. Die beiden Streben 14 verlaufen zueinander parallel und sind über eine Querstrebe 15 miteinander verbunden. Die Querstrebe 15 ist wiederum mit dem zugehörigen Ende 8, 9 der Wippe 2 verbunden. Auch dieses Federelement besteht aus Kunststoff und ist bevorzugt spritzgießgeformt. Die Verbindungen zwischen den Stützflächen 3₁ und 3₂ einerseits und dem Wippenelement 2 andererseits und das Wippenelement 2 selbst sind wieder elastisch ausgebildet. Auch die Basis 1 kann in sich elastisch oder aber starr ausgebildet sein. Falls die Basis 1 starr ist, kann zwischen dieser und dem Wippenelement 2 ein elastisches Element zwischengeschaltet sein.

[0016] Das in den Fig. 7 bis 9 dargestellte Federelement ist bevorzugt in Federkernmatratzen einsetzbar, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Die Einfederung bei Belastung einer solchen Matratze ist in Fig. 8 dargestellt.

[0017] Das in Fig. 10 dargestellte Federelement umfasst wiederum eine Basis 1 und ein Wippenelement 2 sowie vier Teile 3₁ bis 3₄ einer Stützfläche 3. Das Wippenelement 2 umfasst hier vier bei der Basis 1 zusammenlaufende Streben 16, die mit der Basis 1 über eine Art Kugelgelenk 17 elastisch verbunden sind. Zudem sind die vier Streben 16 über einen Verbindungsring 18 miteinander verbunden. Die an den anderen Enden 19 der Streben 16 angeordneten Stützflächenteile 3₁ bis 3₄ umfassen jeweils zwei konzentrisch angeordnete Ringelemente 20, 21, die in dem gabelförmig ausgebildeten Ende 19 der Streben 16 kardanisch gelagert sind. Hierfür sind zwischen dem gabelförmigen Ende 19 der Streben 16 und dem äußeren Ring 20 sowie zwischen dem äußeren Ring 20 und dem inneren Ring 21 jeweils zwei Verbindungsstreben 22, 23 vorgesehen. Auf die Stützflächenteile 3₁ bis 3₄ sind Deckplatten 24 lösbar aufsetzbar.

[0018] Das Federelement ist wiederum aus Kunststoff bevorzugt im Spritzgießverfahren hergestellt. Alle genannten Verbindungen sind elastisch ausgebildet. Zudem sind die Streben 16 des Wippenelements 2 und der Verbindungsring 18 in sich elastisch ausgebildet. Die Stützflächenteile 3₁ bis 3₄ können somit jeweils unabhängig voneinander einfedern, wobei die anderen Stützflächenteile 3₁ bis 3₄ entsprechend verkippt und angehoben werden. Durch die kardanische Lagerung der Stützflächenteile 3₁ bis 3₄ können diese zur Basis 1 parallel verbleiben. Somit ist eine Verkippung um jede in der Ebene der Basis 1 gelegene Achse möglich.

[0019] Das in den Fig. 11 bis 13 dargestellte Federelement ist ähnlich aufgebaut wie das Federelement von Fig. 10. Das Federelement ist jedoch zweiseitig. Das heißt, auf beiden Seiten der Basis 1 ist ein Wippenelement 2 sowie eine aus vier Teilen 3₁ bis 3₄ gebildete Stützfläche 3 entsprechend Fig. 10 vorgesehen. An allen Stützflächenteilen 3₁ bis 3₄ ist wiederum eine Deckplatte 24 lösbar befestigbar. Ein solches Federelement ist bevorzugt wiederum in einer Federkernmatratze einsetzbar.

[0020] Das in Fig. 14 dargestellte Federelement baut auf dem Federelement der Fig. 1 bis 4 auf. Zusätzlich zu dem dort dargestellten Federelement bilden die beiden Teile 3₁ und 3₂ der Stützfläche 3 selbst wiederum die Basis 1' für jeweils ein weiteres Wippenelement 2'. Diese weiteren Wippenelemente 2' sind in Übereinstimmung mit dem Wippenelement 2 ausgebildet und an ihren Enden mit Teilen 3₁' und 3₂' einer Stützfläche 3' versehen. Auf diesen Teilen 3₁' und 3₂' der Stützfläche 3' sind Deckplatten 11 entsprechend den Fig. 5 und 6 lösbar befestigbar.

[0021] Bei diesem Federelement ergibt sich eine doppelte Wippenfunktion um zwei zueinander senkrechte Achsen I und I'. Damit können zusätzliche Einfederungs- und Verkippmöglichkeiten geschaffen werden, um eine noch bessere Anpassung an eine Körperkontur zu ermöglichen.

[0022] Eine mehrstufige Wippenfunktion weist auch das in den Fig. 15 und 16 dargestellte Federelement auf, welches auf den Federelementen der Fig. 10 bis 13 aufbaut; und zwar bilden die Stützflächenteile 3₁ bis 3₄ auf einer Seite des zweiseitigen Federelements wiederum ihrerseits die Basis 1' für ein weiteres Federelement mit Wippenelement 2' entsprechend dem Wippenelement 2 der Fig. 10 bis 13. Jedes dieser weiteren Wippenelemente 2' ist um jede beliebige Achse in der Ebene der zugehörigen Basis 1' verkippbar, so dass sich eine Vielzahl weiterer Wipp- und Verkippmöglichkeiten ergibt. Auch dieses Federelement besteht bevorzugt aus spritzgießgeformtem Kunststoff, wobei alle Verbindungen und die Wippenelementen 2, 2' elastisch ausgebildet sein können. Die Deckplatten 24 sind jeweils wieder bevorzugt lösbar mit den Stützflächenteilen 3₁' bis 3₁₆' verbindbar.

Bezugszeichenliste

[0023] 

1, 1'

Basis

2, 2'

Wippenelement

3, 3'

Stützfläche

3₁ - 34

Stützflächenteil

3₁' - 3₁₆'

Stützflächenteil

4

Strebe

5

Strebe

6

Verbindungsstrebe

7

Verbindungsstrebe

8

Ende von 4, 5

9

Ende von 4, 5

10

Latte

11

Deckplatte

12

Ausnehmung

13

Platte

14

Strebe

15

Verbindungsstrebe

16

Strebe

17

Kugelgelenk

18

Verbindungsring

19

Ende von 16

20

Außenring

21

Innenring

22

Verbindungsstrebe

23

Verbindungsstrebe

24

Deckplatte

25

Bajonettverbindungselement

26

Bajonettverbindungselement

I, I'

Achse

Ansprüche

1. Federelement für eine Untermatratze mit in der Liegefläche angeordneten Einzelstützelementen anstelle von Federleisten, mit einer Basis (1), einer von der Basis (1) beabstandeten Stützfläche (3) und einem zwischen Basis (1) und Stützfläche (3) angeordneten Federkörper (2),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützfläche (3) mindestens zwei Teile (3₁, 3₂) umfasst, die derart über mindestens ein an der Basis (1) um eine in einer zur Basis (1) parallelen Ebene gelegene Achse (I) verkippbar gelagertes Wippenelement (2) miteinander verbunden sind, dass bei Einfedern eines Teils (3₁) der Stützfläche (3) in Richtung auf die Basis der andere Teil (3₂) der Stützfläche (3) von der Basis wegbewegt wird und umgekehrt.

2. Federelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Wippenelement (2) um genau eine Achse (I) verkippbar ist.

3. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindung zwischen Basis (1, 1') und Wippenelement (2, 2') elastisch ausgebildet ist.

4. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Teile (3₁ - 3₄, 3₁' - 3₁₆') der Stützfläche (3, 3') gegenüber dem Wippenelement (2, 2') mindestens um eine in einer zur Basis (1, 1') parallelen Ebene gelegene Achse verkippbar sind.

5. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindung zwischen dem Wippenelement (2, 2') und den Teilen (3₁ - 3₄, 3₁' - 3₁₆') der Stützfläche (3, 3') elastisch ausgebildet ist.

6. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Wippenelement (2, 2') in sich elastisch verformbar ist.

7. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Wippenelement (2, 2') strebenförmig ausgebildet ist.

8. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Wippenelement (2, 2') durch zwei je auf einer Seite der Basis (1, 1') angeordnete Streben (4, 5) gebildet ist.

9. Federelement nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Streben (4, 5) mit ihrem mittleren Abschnitt mit der Basis (1, 1') verbunden sind, und mit ihren Enden (8, 9) paarweise mit je einem Teil (3₁, 3₂) der Stützfläche (3).

10. Federelement nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Teile (3₁, 3₂) der Stützfläche (3) jeweils zwischen zwei Enden (8, 9) der beiden Streben (4, 5) angeordnet sind.

11. Federelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Streben (4, 5) biegeelastisch, aber torsionssteif ausgebildet sind.

12. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Wippenelement (2) über mindestens eine Torsionsverbindung (6, 7) mit der Basis (1) und/oder über mindestens eine Torsionsverbindung (8, 9) mit der Stützfläche (3) verbunden ist.

13. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützfläche (3) mindestens drei, insbesondere vier Teile (3₁ - 3₄) umfasst.

14. Federelement nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
das das Wippenelement (2) um zwei zueinander senkrechte, in einer zur Basis (1) parallelen Ebene gelegene Achsen verkippbar ist.

15. Federelement nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Wippenelement (2) um jede beliebige, in einer zur Basis (1) parallelen Ebene gelegene Achse verkippbar ist.

16. Federelement nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Wippenelement (2) über eine Art Kugelgelenk (17) mit der Basis (1) verbunden ist.

17. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Teil (3₁ - 3₄) der Stützfläche (3) seinerseits eine Basis (1') für ein weiteres derartiges Wippenelement (2') bildet, welches zwei Teile (3₁', 3₂') einer weiteren Stützfläche (3') miteinander verbindet.

18. Federelement nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste und das zweite Wippenelement (2, 2') über Kreuz angeordnete Achsen (I, I') aufweisen.

19. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützfläche (3, 3') als Deckplatte ausgebildet ist oder mit einer oder mehreren Deckplatten (11, 24) verbindbar ist.

20. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement aus Kunststoff besteht.

21. Federelement nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement einstückig geformt ist, insbesondere durch Spritzgießen.

22. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der oberen Stützfläche (3) und/oder der Basis (1) jeweils Bajonettverbindungselemente (25, 26) vorgesehen, insbesondere angeformt sind, wobei die Elemente (25) an der Stützfläche (3) zu den Elementen (26) an der Basis (1) bevorzugt komplementär ausgebildet sind.

23. Federelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf der der Stützfläche (3) abgewandten Seite der Basis (1, 1') eine weitere von der Basis (1, 1') beabstandete Stützfläche (3') vorgesehen ist, die über einen weiteren Federkörper (2, 2') mit der Basis (1, 1') verbunden ist.

24. Federelement nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, dass
die abgewandte Seite des Federelements ebenfalls gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist.

25. Federelement nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, dass
es zur Basis (1, 1') symmetrisch ausgebildet ist.

Zeichnung