Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federelement zur Abstützung einer Sitz- oder Liegefläche mit einer eine untere Stützfläche aufweisenden Basis, einem eine obere Stützfläche aufweisenden Auflageteil und einem zwischen Basis und Auflageteil angeordneten Federkörper mit mindestens einem mit der Basis verbundenen und sich zum Auflageteil hin erstreckenden Federarm, der sich in Federrichtung betrachtet nicht mit der Basis überlappt, wobei die Basis eine Oberseite aufweist, die von der unteren Stützfläche einen ersten Abstand aufweist, wobei die Federarme mit einem zweiten Abstand zur unteren Stützfläche an der Basis angeordnet sind und wobei der zweite Abstand kleiner oder gleich dem ersten Abstand ist.

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 oder als Federkern einer Obermatratze eingesetzt. In Untermatratzen ersetzen sie in den entsprechenden Bereichen die herkömmlichen Federleisten und haben den Vorteil, eine quasi punktelastische Abstützung zu ermöglichen.

Die DE 202 02 050 U 1 offenbart ein Federelement gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche. Weiterer Stand der Technik ist aus EP 1 122 457 A1 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Federelemente der eingangs genannten Art zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Federelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Durch Anordnung der Federarme mit Abstand zur unteren Stützfläche an der Basis können die Federarme bei Belastung nach unten durchfedern. Der Federweg endet also nicht am unteren Ansatzpunkt der Federarme an der Basis, sondern dem gegenüber noch tiefer. Die Federhöhe des Federelementes ist dadurch entsprechend vergrößert, ohne dass das Federelement instabil wird.

Bei dem Federelement gemäß Anspruch 1 beträgt der Abstand der Federarme zur unteren Stützfläche mindestens ca. 10 mm. Damit kann eine Erhöhung des Federweges gegenüber herkömmlichen Federelementen von 50% und mehr erreicht werden. Besonders bevorzugt beträgt der Abstand ca. 15 bis ca. 20 mm, wodurch eine Erhöhung des Federweges um ca. 100% erreicht werden kann.

Bevorzugt ist der Abstand der Federarme zur unteren Stützfläche etwa gleich der Höhe des Federkörpers. Dadurch kann ein Federweg erreicht werden, der etwa doppelt so groß ist wie die Höhe des Federkörpers, da zu der Höhe des Federkörpers noch der Abstand der Federarme von der unteren Stützfläche als Federweg hinzukommt.

Die Federarme sind insbesondere seitlich an der Basis angesetzt. Von dort können sie sich nach außen, beispielsweise radial oder tangential, erstrecken. Dadurch ergibt sich ein guter und stabiler Aufbau des Federelementes ohne Überlappung zwischen Federarmen und Basis.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung überlappt sich auch der Auflageteil in Federrichtung betrachtet nicht mit der Basis. Damit kann auch der Auflageteil bei Belastung des Federelementes an der Basis vorbei bewegt werden, so dass sich eine noch größere Federhöhe ergibt.

Besonders bevorzugt überlappt sich der Auflageteil auch nicht mit den Federarmen. Dadurch kann der Auflageteil noch weiter bei Belastung abgesenkt werden, wodurch sich die Federhöhe noch weiter vergrößert.

Der Auflageteil kann insbesondere ein- oder mehrteilig ausgebildet sein, bevorzugt in Form einer oder mehrerer separater Deckplatten, und lösbar mit den Federarmen verbunden oder an diese angeformt sein. Damit ergeben sich vorteilhafte Variations- und Gestaltungsmöglichkeiten.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Federelementes besteht darin, dass die Federarme derart gebogen oder mindestens einmal abgewinkelt ausgebildet sind, dass sich diese radial nach außen und wieder zurück erstrecken. Dadurch kann zumindest weitgehend verhindert werden, dass sich der Auflageteil bei Belastung des Federelementes quer zur Federrichtung, also seitlich verschiebt. Aufgrund des erfindungsgemäßen Durchfedems des Federkörpers kann aber auch auf diese Rückführung der Federarme verzichtet werden, da die Seitenverschiebung oberhalb des Ansatzpunktes der Federarme an der Basis entgegengesetzt zu der Seitenverschiebung unterhalb des Ansatzpunktes gerichtet ist und daher die maximale Seitenverschiebung entsprechend geringer ist. Dadurch kann ein geometrisch besonders einfaches Federelement realisiert werden, das zudem kostengünstig hergestellt werden kann.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung sind jeweils zwei Federarme zunächst in unterschiedliche Richtungen radial nach außen und oben und dann aufeinander zu geführt und an ihren radial außen liegenden Enden miteinander verbunden. Dadurch wird eine Stabilisierung des Federelements erreicht.

Das Auflageteil, insbesondere jeweils eine separate Deckplatte des Auflageteils, kann jeweils an den radial außen liegenden, miteinander verbundenen Enden der beiden Federarme befestigt sein. Dadurch wird die Stabilität des Federelements weiter erhöht.

Besonders bevorzugt ist das Auflageteil, insbesondere jeweils eine separate Deckplatte des Auflageteils, an einem sich nach radial innen erstreckenden Bereich befestigt, der an den radial außen liegenden, miteinander verbundenen Enden der beiden Federarme angeformt ist. Dadurch lässt sich das Auflageteil beziehungsweise die jeweilige Deckplatte besonders gut mit den beiden Federarmen verbinden, so dass wiederum ein einfach herstellbares, besonders stabiles Federelement realisiert werden kann.

Insbesondere kann eine separate Deckplatte von den beiden miteinander verbundenen Federarmen derart umfasst sein, dass sich die Deckplatte in Federrichtung betrachtet nicht mit den beiden Federarmen überlappt. Dadurch kann die Deckplatte bei Belastung des Federelements an den beiden Federarmen vorbei abgesenkt werden, wodurch wiederum eine Vergrößerung der Federhöhe erreicht wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung, ist an mindestens einem Federarm zwischen der Basis und dem Auflageteil ein sich in Federrichtung erstreckendes, nicht federndes Distanzstück angeordnet. Durch geeignete Dimensionierung der Distanzstücke können Federelemente realisiert werden, welche eine vergrößerte Höhe aufweisen, ohne dass hierfür eine Anpassung der Höhe des Federkörpers erforderlich ist. Die Höhe des Federelements lässt sich durch diese Maßnahme über die insbesondere durch die Materialeigenschaften und die Geometrie des Federkörpers vorgegebene maximale Höhe erweitern, ohne dass das Federelement dadurch instabil wird. Zudem lassen sich ohne Änderung der Federarme durch geeignete Wahl der zum Einsatz kommenden Distanzstücke unterschiedlich hohe Federelemente einfach und kostengünstig realisieren.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Distanzstück so ausgebildet und angeordnet, dass es sich in Federrichtung betrachtet nicht mit der Basis überlappt. Wenn auch die Federarme nicht mit der Basis überlappen, wird es möglich, dass das Distanzstück bei Belastung nach unten, an der Seite der Basis vorbei durchfedern kann, so dass der Federweg um die Höhe der Basis verlängert ist. Damit kann ein Federelement mit einem relativ großen Federweg, aber mit relativ kurzen Federarmen realisiert werden, was einerseits eine Material- und damit einhergehend eine Kostenersparnis zur Folge hat und andererseits zur Erhöhung der Stabilität des Federelements beiträgt.

Eine weitere Vergrößerung des Federwegs ergibt sich, wenn die Distanzstücke derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sich die Distanzstücke in Federrichtung betrachtet nicht mit den Federarmen überlappen.

Bevorzugt ist das Distanzstück an seiner oberen Seite mit dem Auflageteil, insbesondere mit einer Deckplatte, und an seiner unteren Seite mit dem Federarm jeweils lösbar oder fest verbunden. Dadurch ergeben sich wiederum vorteilhafte Variations- und Gestaltungsmöglichkeiten.

Insbesondere kann das Distanzstück bei Verwendung einer lösbaren Verbindung sowohl zwischen Auflageteil und Distanzstück als auch zwischen Distanzstück und Federarm besonders einfach durch ein anderes Distanzstück mit einer anderen Höhe ausgetauscht werden, wodurch wiederum die Höhe des Federelements besonders einfach und schnell geändert werden kann.

Andererseits kann ein Federelement, bei dem das Distanzstück mit dem Federarm und/oder mit dem Auflageteil fest verbunden ist, besonders einfach und kosteneffizient hergestellt werden.

Das Distanzstück kann einstückig mit dem Federarm und/oder dem Auflageteil, insbesondere einer Deckplatte, ausgebildet sein, insbesondere an dem Federarm und/oder dem Auflageteil angeformt sein. Damit kann das Federelement besonders einfach, bspw. aus Kunststoff, mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt werden.

Die Erfindung betrifft auch einen Lattenrost, der in bekannter Weise als Unterbau zu einer Matratze zum Einsatz kommt. Dabei weist der Lattenrost einen insbesondere rechteckigen Rahmen zur Abstützung einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Querlatten auf, die bei liegendem Rahmen unterschiedlich hoch angeordnet sein können. Insbesondere können die Querlatten im Kopf- und/oder Fußbereich höher liegen als die Querlatten in einem mittleren Bereich des Lattenrostes. Auf den Querlatten können, insbesondere regelmäßig voneinander beabstandet, erfindungsgemäße Federelemente vorzugsweise matrixartig angeordnet sein. Dabei kann wiederum die Höhe jedes Federelements jeweils durch geeignete Distanzstücke so gewählt sein, dass die oberen Stützflächen aller unbelasteten Federelemente dieselbe Höhe zur Auflage der Matratze aufweisen.

Wird ein Federelement, beispielsweise durch die vom Federelement abgestützte Matratze, derart weit eingedrückt, dass die Stützflache eines Auflageteils des Federelements an der Oberseite der Basis vorbeibewegt wird, dann kommt die Matratze an der Oberseite zur Anlage, wodurch sich die gefühlte Federhärte sprunghaft ändert. Das Federelement weist in diesem Zusammenhang also eine nichtlineare Federkennlinie auf.

Die erfindungsgemäßen Federelemente können jeweils als solche als Einzelstützelemente zur Abstützung einer Sitz- oder Liegefläche verwendet werden, beispielsweise indem eine Vielzahl erfindungsgemäßer Federelemente nebeneinander, insbesondere matrixartig, wie vorstehend für einen Lattenrost beschrieben, angeordnet werden. Darüber hinaus können die Auflageteile des erfindungsgemäßen Federelementes ihrerseits durch je ein erfindungsgemäßes Federelement gebildet werden, indem die Basis der weiteren Federelemente jeweils mit einem Federarm des erstgenannten Federelements verbunden wird. Dadurch können noch größere Federhöhen realisiert werden. Außerdem ergibt sich eine noch größere Anzahl von einzeln einfedernden Auflageteilen.

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 Federelementes in unbelastetem Zustand,

Fig. 2

das Federelement von Fig. 1 in belastetem Zustand,

Fig. 3

eine Seitenansicht des unbelasteten Federelementes von Fig. 1,

Fig. 4

eine Seitenansicht des belasteten Federelements von Fig. 2,

Fig. 5

eine Draufsicht auf das Federelement von Fig. 1,

Fig. 6

eine perspektivische Ansicht einer anderen Variante eines erfindungsgemäßen Federelementes in unbelastetem Zustand,

Fig. 7

eine Seitenansicht des Federelementes von Fig. 6,

Fig. 8

eine Prinzipdarstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Federelementes in unbelastetem Zustand, und

Fig. 9

das Federelement von Fig. 8 in belastetem Zustand.

Die dargestellten Federelemente umfassen eine eine untere Stützfläche 1 bildende Basis 2, einen eine obere Stützfläche 3 bildenden Auflageteil 4 und einen zwischen Basis 2 und Auflageteil 4 angeordneten Federkörper 5. Der Federkörper 5 umfasst mehrere mit der Basis 2 verbundene und sich zum Auflageteil 4 hin erstreckende Federarme 6, die sich in Federrichtung I betrachtet nicht mit der Basis 2 überlappen. Der Auflageteil 4 ist mehrteilig in Form von separaten Deckplatten 4¹ bis 4⁴ ausgebildet, die mit den Federarmen 6 insbesondere lösbar verbunden sind.

Bei dem in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Federelement sind die Federarme 6 auf der Oberseite der Basis 2 angesetzt und nach oben gebogen ausgebildet. Sie erstrecken sich radial von der Basis 2 nach außen. Jeweils zwei Federarme 6 umgreifen in Federrichtung I betrachtet bogenförmig je eine Deckplatte 4¹ bis 4⁴ abschnittsweise und sind an ihren radial außen liegenden Enden miteinander verbunden. An diesen Enden ist jeweils ein sich nach radial innen erstreckender Bereich 11 angeformt (vgl. Fig. 2), auf dem jeweils eine Deckplatte 4¹ bis 4⁴ befestigt ist.

Demgegenüber sind die Federarme 6 bei den in den Fig. 6 bis 9 gezeigten Varianten seitlich an der Basis 2 angesetzt und erstrecken sich zunächst radial nach außen und dann wieder zurück in Richtung auf die Basis 2. Die Federarme 6 sind also jeweils einmal abgewinkelt ausgebildet.

Bei der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Variante überlappen die Deckplatten 4¹ bis 4⁴ in Federrichtung I betrachtet einerseits nicht mit der Basis 2 und andererseits auch nicht mit den Federarmen 6, so dass die Deckplatten 4¹ bis 4⁴ bei Belastung des Federelements sowohl an der Basis 2 als auch an den Federarmen 6 vorbei abgesenkt werden können. Bei der Variante gemäß den Fig. 6 und 7 überlappen demgegenüber die Deckplatten 4¹ bis 4⁴ in Federrichtung I betrachtet zwar auch nicht mit der Basis 2, aber mit den Federarmen 6, so dass die Deckplatten 4¹ bis 4⁴ bei Belastung des Federelements aber auch an der Basis vorbeibewegt werden können.

Wie man insbesondere in Fig. 3 und auch in Fig. 7 erkennt, sind bei den dargestellten erfindungsgemäßen Varianten die Federarme 6 derart an der Basis 2 angesetzt, dass sie einen Abstand b zur unteren Stützfläche 1 der Basis aufweisen, wobei der Abstand b größer ist als 0 und kleiner oder gleich dem Abstand a der Oberseite 7 der Basis 2 zur unteren Stützfläche 1. Der Abstand b des Ansatzpunktes der Federarme 6 an der Basis 2 zur unteren Stützfläche 1 beträgt bevorzugt zumindest ca. 10 mm. Besonders bevorzugt beträgt er ca. 15 bis ca. 20 mm. Bei einer üblichen Federkörperhöhe h von ca. 35 bis 40 mm kann damit eine Vergrößerung des Federweges von bis zu 50% erreicht werden. Durch entsprechende Ausgestaltung der Basis 2 kann die Erhöhung des Federweges, wie vorstehend angedeutet wurde, sogar bis zu 100% und mehr betragen.

Mit anderen Worten, es können Federwege von bis zu 50 mm und mehr erreicht werden, was mit herkömmlichen Federelementen ohne Gefährdung der Stabilität nicht möglich ist. Alternativ kann die Höhe h des Federkörpers 5 entsprechend verringert werden, wodurch sich die Stabilität des Federelementes erhöht.

Bei dem Federelement gemäß den Fig. 6 und 7 erfolgt bei dessen Einfederung ein Ausgleich der radial nach außen verlaufenden Bewegung der nach außen laufenden Federarmabschnitte durch die nach radial innen zurückgeführten Federarmabschnitte, so dass die Deckplatten 4¹ bis 4⁴ keine oder nahezu keine Seitenverschiebung quer zur Federrichtung I erfahren, was sich bei der Verwendung des Federelements zur Abstützung einer Sitz- oder Liegefläche als vorteilhaft erweist.

Insbesondere aus den Fig. 1 bis 4 ergibt sich, dass erfindungsgemäß ein Federelement realisiert werden kann, welches bei geeigneter Wahl des zweiten Abstands b, insbesondere wenn dieser in etwa gleich der Höhe h des Federkörpers 5 ist, einen oberhalb der Basisoberseite 7 liegenden Federweg aufweist, der gleich oder nahezu gleich groß dem unterhalb der Basisoberseite 7 liegenden Federweg ist. Die Federhöhe H des Federelements wird dadurch in etwa doppelt so groß wie die Höhe h des Federkörpers 5.

Neben einer größeren Stabilität ist an einem Federkörper 5 mit einer relativ kurzen Federkörperhöhe h vorteilhaft, dass sich die Deckplatten 4¹ bis 4⁴ ausgehend von dem in Fig. 1 gezeigten unbelasteten Zustand bei einer Einfederung des Federelements um die Federkörperhöhe h seitlich, also quer zur Federrichtung I, nur gering nach außen verschieben. Zudem erfolgt bei vollständiger Einfederung des Federkörpers 5 (vgl. Fig. 2) eine Rückverschiebung nach innen und damit ein Ausgleich der Seitenverschiebung, so dass bei der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Variante Ausgleichselemente, die bei den Varianten gemäß den Fig. 6 bis 9 von den wieder radial nach innen laufenden Federarmabschnitten gebildet werden, eingespart werden können.

Bei der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Variante ist die Oberseite 9 eines Distanzstücks 8 an dem Auflageteil 4 und die Unterseite 10 des Distanzstücks 8 am oberen Ende des Federarms 6 angeordnet. Das Distanzstück 8 ist so ausgebildet und angeordnet, dass es in Federrichtung I betrachtet nicht mit dem Federarm 6 und auch nicht mit der Basis 2 überlappt. Dadurch kann der Federarm 6 zusammen mit dem Distanzstück 8 über den Ansatzpunkt des Federarms 6 an der Basis 2 hinaus einfedern, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Außerdem wird, wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, die Gesamthöhe L des Federelements um die Höhe d des Distanzstücks vergrößert. Daher kann eine gewünschte Gesamthöhe L für das Federelement durch geeignete Wahl der Höhe d des Distanzstücks 8 erreicht werden, ohne dass hierfür eine Anpassung der Höhe h des Federkörpers 5 erforderlich wäre. Demnach lässt sich ein Federelement mit einer gewünschten Gesamthöhe L ohne Anpassung der Federkörperhöhe h und damit ohne oder nur mit einem geringen Stabilitätsverlust realisieren.

Eine Vielzahl von derartigen Federelementen kann insbesondere matrixartig auf einem Lattenrost oder dergleichen derart angeordnet werden, dass die Stützflächen 3 der Auflageteile 4 eine Auflagefläche für eine Matratze oder dergleichen bilden. Wird ein einzelnes Federelement von der Matratze eingedrückt, dann kommt die Matratzenunterseite an der Oberseite 7 der Basis 2 des Federelements zur Anlage, das heißt, der Federarm 6 bewegt sich zusammen mit dem Distanzstück 8 und dem Auflageteil 4 um die Federstrecke s nach unten und befindet sich dann neben der Basis, vgl. Fig. 9. Die vorgenannten Elemente können weiter nach unten gedrückt werden, bis die Unterseite 10 des Distanzstücks 8 beispielsweise an einer Querlatte des Lattentrostes, an der das Federelement abgestützt ist, anschlägt. Da die Matratze dann an dieser Stelle nicht mehr weiter eingedrückt werden kann, ändert sich die gefühlte Federhärte des Federelements sprunghaft, so dass das Federelement in diesem Zusammenhang eine nichtlineare Kennlinie zeigt.

Die in den Fig. 8 und 9 gezeigte Variante weist, wie gesagt, den Vorteil auf, dass durch geeignete Wahl der Höhe d des Distanzstücks 8 ein Federelement mit einer gewünschten Höhe L realisiert werden kann, ohne dass die Federarme 6 verändert werden müssen. Damit können unterschiedlich hohe Federelemente aus Standardteilen, insbesondere unter Verwendung von gleich hohen Federkörpern 5, besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.

1

untere Stützfläche

2

Basis

3

obere Stützfläche

4

Auflageteil

4¹ bis 4⁴

Deckplatte

5

Federkörper

6

Federarm

7

Oberseite von 2

8

Distanzstück

9

Oberseite von 8

10

Unterseite von 8

11

Bereich

I

Federrichtung

a

erster Abstand

b

zweiter Abstand

d

Höhe von 8

H

Federhöhe

L

Höhe des Federelements

s

Federstrecke

h

Höhe des Federkörpers