DE202007000005U1

DE202007000005U1 - Lagerelement für eine Polsterauflage von Sitz- und Liegeflächen

Info

Publication number: DE202007000005U1
Application number: DE202007000005U
Authority: DE
Original assignee: Froli Kunststoffwerk Heinrich Fromme OHG
Current assignee: Froli Kunststoffwerk Heinrich Fromme Inh Mar De
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: CN101652086A; EP2139366A1; US8256043B2; EP2139366B1; PL2139366T3; DK2139366T3; ES2386208T3; CN101652086B; WO2008119400A1; US20100058536A1

Abstract

Lagerelement für eine Polsterauflage von Sitz- und Liegeflächen, vorzugsweise für Matratzen, mit einer an einer Unterlage festlegbaren Bodenplatte und mindestens einem von der Bodenplatte 2 nach oben in Richtung der Polsterauflage hoch stehenden, aus einer Mehrzahl von Federarmen gebildeten Federelement, wobei die Federarme an ihrem oberen, der Bodenplatte abgewandten Ende mit jeweils einem im wesentlichen U-förmigen Wellfederelement versehen sind, welches aus mindestens zwei parallel beabstandet zueinander auf konzentrischen Ringbahnen und um die Mittelachse des Lagerelementes angeordneten Federschenkeln und und mindestens einem die Federschenkel und koppelnden Verbindungssteg besteht und bei dem ein Ende des auf der inneren Ringbahn angeordneten Federschenkels mit dem jeweiligen zugehörigen Federarm und ein Ende des auf der äußeren Ringbahn angeordneten Federschenkels mit einem zur Auflage des Polsterelementes vorgesehenen Auflageteller verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageteller 14 aus einem ringförmigen, die oberen Enden der Federschenkel 11, 12 der Wellfederelemente 7 verbindenden Rahmenteil 15 und einer im Rahmenteil...

Description

Technisches Umfeld
Die Erfindung betrifft ein Lagerelement für eine Polsterauflage von Sitz- und Liegeflächen, vorzugsweise für Matratzen, mit einer an einer Unterlage festlegbaren Bodenplatte und mindestens einem von der Bodenplatte nach oben in Richtung der Polsterauflage hoch stehenden, aus einer Mehrzahl von Federarmen gebildeten Federelement, wobei die Federarme an ihrem oberen, der Bodenplatte abgewandten Ende mit jeweils einem im wesentlichen U-förmigen Wellfederelement versehen sind, welches aus mindestens zwei parallel beabstandet zueinander auf konzentrischen Ringbahnen um die Mittelachse des Lagerelementes angeordneten Federschenkeln und mindestens einem die Federschenkel koppelnden Verbindungssteg besteht und bei dem ein Ende des auf der inneren Ringbahn angeordneten Federschenkels mit dem jeweiligen zugehörigen Federarm und ein Ende des auf der äußeren Ringbahn angeordneten Federschenkels mit einem zur Auflage des Polsterelementes vorgesehenen Auflageteller verbunden ist.
Derartige Lagerelemente, wie sie oben einleitend gattungsgemäß beschrieben wurden, sind in mannigfaltiger Ausgestaltung aus dem Stand der Technik bekannt.
Die Lagerelemente werden üblicherweise auch als Federelemente bezeichnet und sind als Matratzenunterkonstruktionen sowohl in Verbindung mit lattenrostartigen Unterbauten als auch mit starren, plattenförmigen Unterbauten bekannt. Die beschriebenen Lagerelemente werden dabei auf diesen plattenförmigen oder lattenrostförmigen Unterbauten mittels Verschraubungen oder zur leichteren Austauschbarkeit der Lagerelemente mittels leicht lösbarer Befestigungstechniken, wie beispielsweise Bajonettverschlüssen festgelegt, wobei die Bodenplatte hierfür geeignete Durchbrechungen aufweisen kann.
Die Lagerelemente werden dabei in regelmäßigen Abständen angeordnet, so dass sich in der Draufsicht auf eine derartige Konstruktion eine im wesentlichen geschlossene Auflagefläche bestehend aus den einzelnen zu jedem Lagerelement gehörenden Auflagetellern, ergibt. Derartige Konstruktionen haben sich prinzipiell im Stand der Technik durchaus bewährt. Allerdings hat sich gezeigt, dass zur Optimierung des Liegekomforts für eine auf einer Polsterauflage, beispielsweise auf einer Matratze liegende Person, es wünschenswert und erforderlich sein kann, die Federeigenschaften einzelner Lagerelemente entsprechend den auf sie wirkenden Gewichtskräften unterschiedlich auszubilden. Um einen gleichmäßigen Liegekomfort zu erhalten, bedeutet dies, dass in bestimmten Bereichen der Polsterauflage, beispielsweise im Schulter- oder Beckenbereich, aufgrund der dort aufzunehmenden höheren Kräfte steifere Federraten der Federelemente erforderlich sein können, als beispielsweise in Bereichen geringerer Gewichtskräfte wie beispielsweise im Bein- oder Kopfbereich.
Zur Lösung dieses Problems sind aus dem Stand der Technik bereits Lagerelemente bekannt, bei der durch entsprechende Zusatzbauteile, die in die Lagerelemente eingesetzt werden, die Federwirkung der Federelemente verändert wird. Beispielsweise können die für die Federwirkung der Federelemente verantwortlichen einzelnen Federarme durch Zusatzbauteile eingeschränkt werden, wobei Konstruktionen bekannt sind, bei denen zwischen Bodenplatte und Unterkonstruktion ein mit mehreren Stützarmen versehenes Kunststoffbauteil angeordnet ist. Das Kunststoffbauteil ist gegenüber dem Lagerelement um die senkrechte Lagerelementmittelachse drehbar gelagert, so dass die Stützarme ggf. zur Versteifung der Gesamtfederwirkung des Federelementes an den einzelnen Federarmen zur Anlage gebracht werden können. Durch die Anlage ergibt sich insgesamt eine Verstärkung des Federarmquerschnittes, so dass die Einfederung des aus den Federarmen gebildeten Federelementes insgesamt bei gleicher Belastung herab gesetzt wird.
Je nach Ausbildung des Querschnittes der Stützarme lassen sich durch unterschiedliche Drehung des Kunststoffbauteils unterschiedliche Verstärkungen des Federarmquerschnittes realisieren.
Darüber hinaus sind auch andere allgemein als Lordosenverstellung bezeichnete Konstruktionen üblich, bei denen zwischen der Bodenplatte und dem darüber angeordneten Auflageteller im Inneren des Lagerelementes Versteifungselemente eingebracht werden, die die Federwirkung des ursprünglichen Federelementes beeinflussen. Die Gestaltung derartiger Zusatzelemente hängt in starkem Maße von der Konstruktion der für die Federwirkung verantwortlichen Grundfederelemente des Lagerelementes ab, so dass an dieser Stelle auf eine weitere detaillierte Erörterung verzichtet wird.
Allen bisher bekannten Lagerelementen mit einer integrierten Lordosenverstellung ist gemeinsam, dass sowohl der Aufbau als auch die Einstellmöglichkeiten derartiger Konstruktionen im Hinblick auf eine ergonomische Handhabung und eine kostengünstige Fertigung durchaus noch verbesserungswürdig sind.
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem aus dem Stand der Technik bekannten Lagerelementen der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art, diese so weiter zu entwickeln, dass eine besonders einfache Handhabung als auch eine aufgrund der konstruktiven Gestaltung kostengünstige Herstellung der Einzelbauteile sowie deren Montage ermöglicht wird.
Technische Lösung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Zusammenschau mit den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil offenbarte technische Lehre.
Erfindungswesentlich für die technische Lehre ist es, dass der Auflageteller aus einem ringförmigen, die oberen Enden der Federschenkel der Wellfederelemente verbindenden Rahmenteil und einer im Rahmenteil um die Mittelachse des Lagerelementes drehbaren Auflagenscheibe besteht, wobei die Auflagescheibe in ihrem Außenrandbereich mit einer Einstellvorrichtung zur Begrenzung der Beweglichkeit der Federschenkel der Wellfederelemente versehen ist.
Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung besteht das neu entwickelte Lagerelement nunmehr nur noch aus zwei Bauelementen, die jeweils als Kunststoffspritzgussteile hergestellt werden können. Durch die Tatsache, dass der Auflageteller mit der Einstellvorrichtung zur Begrenzung der Beweglichkeit der Federschenkel der Wellfederelemente versehen ist, ergibt sich die Möglichkeit, nach Abnahme der Polsterauflage einzelne Lagerelemente je nach Bedarf durch einfaches Drehen der zum Auflageteller gehörenden Aufnahmescheibe in ihrer Federwirkung zu verändern.
Eine derartige Verstellvorrichtung im oberen Bereich der Lagerelemente ist insofern besonders wirksam, da die zum Lagerelement gehörigen Wellfederelemente in besonderem Maße die Gesamtfederwirkung der aus Federarmen und Wellfederelementen bestehenden Federelemente beeinflussen. Somit lässt sich durch die erfindungsgemäße Konstruktion und die sich daraus ergebende Begrenzung der Beweglichkeit der Federschenkel der Wellfede relemente ein besonders großer Einstellbereich für die Federhärte des Lagerelementes erreichen.
Besondere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lagerelementes für eine Polsterauflage von Sitz- und Liegeflächen vorzugsweise Matratzen ergibt sich ergänzend zur technischen Lehre des Anspruches 1 zusätzlich aus den Merkmalen der auf diesen zurück bezogenen Unteransprüche.
Für die Gestaltung der Verstellvorrichtung hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, wenn diese mehrere in regelmäßigen Abständen auf einer konzentrischen Ringbahn um die Mittelachse des Lagerelementes angeordnete, an der unteren der Bodenplatte zugewandten Flachseite der Auflagescheibe vorstehende Stege aufweist, die zur Begrenzung der Beweglichkeit der Federschenkel der Wellfederelemente bei Belastung der Lagerelemente an mehreren Federschenkeln zur Anlage bringbar sind. Die geschilderte Ausgestaltung führt zu einer innerhalb des Lagerelementes angeordneten integrierten Einstellvorrichtung, bei der kein zusätzlicher Platzbedarf gegenüber herkömmlichen Federelementen ohne Lordosenverstellvorrichtung notwendig ist.
Die Verstellmöglichkeiten hinsichtlich der Federwirkung des Lagerelementes lassen sich zusätzlich steigern, wenn jeweils eine Mehrzahl von nebeneinander auf der Ringbahn befindlichen Stegen einem Federschenkel zugeordnet sind, wobei die Stege hinsichtlich ihrer Steifigkeit unterschiedlich ausgebildet sind. Hierbei kann es zweckmäßig sein, wenn die Stege einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, wobei dieser Querschnitt in vorteilhafter Weise rechteckig gestaltet ist. Sind die Stege an mindestens einer der senkrecht zur Ringbahn angeordneten Seitenflächen mit mindestens einer Versteifungsrippe versehen, so lassen sich nicht nur durch die unterschiedliche Querschnittsgestaltung sondern auch mit Hilfe der Anzahl der Ver steifungsrippen und deren Größe verschiedene Steifigkeiten der zur Einstellvorrichtung gehörigen Stege erzielen. Die Einstellbarkeit hinsichtlich der Federrate des Lagerelementes ergibt sich aufgrund der unterschiedlichen Steggestaltung auf einfache Weise dadurch, dass durch Drehung der Auflagescheibe Stege unterschiedlicher Steifigkeit, das heißt, mit unterschiedlichen Querschnitt und/oder unterschiedlichen Stegformen und unterschiedlicher Steganzahl mit den zugehörigen Federarmen, respektive den Federschenkeln der Wellfederelemente zur Deckung gebracht werden. Sobald das erfindungsgemäße Lagerelement gewichtsmäßig beaufschlagt wird, werden die Federschenkel des Wellfederelementes ihre Position zu ändern versuchen. Je nach Steifigkeit der Stege wird diese Positionsveränderung in geringem oder stärkerem Maße behindert. Die Begrenzung kann dabei soweit gehen, dass überhaupt keine Bewegung der Federschenkel des Wellfederelementes mehr möglich ist. In diesem Falle besteht die einzige Federwirkung in der Elastizität der Federarme, was zu einem Lagerelement mit besonders steifer Federcharakteristik führt.
Unterschiedliche Steifigkeiten der Stege lassen sich auch dadurch erzielen, dass die Versteifungsrippen sowohl an den zur Mitte gerichteten Seitenflächen der Stege als auch an den gegenüberliegenden, nach außen gerichteten Seitenflächen angeordnet werden. Die konstruktive Gestaltung der Versteifungsrippen unterliegt dabei sowohl den gegebenen Platzverhältnissen am Lagerelement als auch den erforderlichen Federraten, die durch gestalterische Anpassung der Versteifungsrippen rechnerisch ermittelt werden können.
In der Praxis hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, jeweils drei nebeneinander auf der Ringbahn befindlichen Stege einem Federschenkel zuzuordnen, so dass eine Begrenzung der Beweglichkeit der Federschenkel der Wellfederelemente bei Belastung der Lagerelemente in drei Stufen ermöglicht wird, was einer Verstellung der Federrate des Federelementes auf vier unterschiedliche Werte entspricht. Die Anordnung von drei in ihrer Steifigkeit unterschiedlich ausgebildeten Stegen führt zu einer Verstellung des Lagerelementes hinsichtlich seiner Federwirkung in vier Stufen dadurch, dass die als Stufe größter Federnachgiebigkeit geltende Drehposition der Auflagescheibe keinen der auf der entsprechenden Ringbahn befindlichen Stege mit einem Federschenkel der zugehörigen Wellfederelemente in Überdeckung bringt. Das für die Federwirkung des Lagerelementes verantwortliche Federelement hat somit seinen ursprünglich berechneten vollständigen Federweg.
Natürlich ist es möglich, die Anzahl der einem Federschenkel zugeordneten, unterschiedlich gestalteten Stege zusätzlich zu steigern. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass vier unterschiedliche Federsteifigkeiten für ein Lagerelement ausreichend sind. Darüberhinaus ist es denkbar, die einzeln ausgeführten Stege auch so zu gestalten, dass eine stufenlose Verstellung der Federsteifigkeit aufgrund entsprechender Gestaltung eines aus mehreren Abschnitten bestehenden Gesamtsteges möglich ist. Eine derartige stufenlose Verstellung ist jedoch in den allermeisten Anwendungsfällen nicht notwendig und von ihrem konstruktiven und herstellungstechnischen Aufwand mit zusätzlichen Kosten verbunden.
Um die Position der einzelnen Stege in Verbindung mit den korrespondierenden Federschenkeln der jeweiligen Wellfederelemente zu fixieren kann es zweckmäßig sein, dass die Auflagescheibe mit einer Rastvorrichtung zur Festlegung unterschiedlicher Drehpositionen gegenüber dem die Auflagescheibe umgebenden Rahmenteil versehen ist. Die Rastvorrichtung kann dabei mindestens eine Rastnase am Rahmenteil oder an der Auflagescheibe aufweisen, die zur Fixierung der Drehposition der Auflagescheibe in eine korrespondierende, zur Rastvorrichtung gehörige Rastausnehmung an der Auflagescheibe oder am Rahmenteil einschnappbar ist. Eine derartige konstruktive Gestaltung einer Rastvorrichtung ist im Rahmen der Spritzgussherstellung des Lagerelementes kostengünstig realisierbar.
Eine zusätzliche Erleichterung der Einstellung kann ergänzend dadurch herbeigeführt werden, dass die Auflagescheibe an ihrer oberen, der Polsterauflage zugewandten Seite mit einer Anzeigevorrichtung für die jeweilige Drehposition der Auflagescheibe gegenüber dem Rahmenteil versehen ist. Beispielsweise lässt sich durch Kennzeichnung der vier unterschiedlichen Steifigkeitswerte des Lagerelementes mit den alphanumerischen Ziffern 1 bis 4 in Verbindung mit der jeweiligen konstruktiv gestalteten Rastvorrichtung auf einfache Weise eine Anpassung der Federrate visuell überprüfen.
Um das Komfortgefühl eines Nutzers der mittels der erfindungsgemäßen Lagerelemente aufgebauten Untermatratzenkonstruktion zusätzlich zu steigern, kann es darüber hinaus vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Konstruktion zusätzlich dadurch zu verbessern, dass die Auflagescheibe mindestens eine Auflagefläche aufweist, die bei auf das Lagerelement aufgelegter, unbelasteter Polsterauflage von der durch das Rahmenteil definierten Auflageebene schräg nach oben in einem spitzen Winkel zur Auflageebene aus dieser hervorsteht.
Durch diese konstruktive Gestaltung ergibt sich für die Auflagescheibe zusätzlich zu den bereits geschilderten Vorteilen eine so genannte Airlift-Funktion. Diese Airlift-Funktion dient dazu, eine ausreichende Hinterlüftung der Polsterauflage bereit zu stellen. Die geschilderte konstruktive Gestaltung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass durch die schräg nach oben stehenden, üblicherweise in Mehrzahl vorhandenen Auflageflächen eine wesentlich kleinere Auflagefläche bei nicht belasteter Matratze erzielt wird. Dadurch kann kurzfristig die Abführung von Körperfeuchtigkeit erfolgen, so dass auch bei intensiver Nutzung der Polsterauflage durch einen Benutzer kein Feuchtigkeitsgefühl und keine Geruchsbelästigungen infolge nicht abgeführter Feuchtigkeit auftreten können.
Natürlich sind, um das Problem einer ausreichenden Hinterlüftung zu lösen, aus dem Stand der Technik Lösungen bekannt geworden, bei der besonders ausgebildete und als separate Kunststoffspritzteile ausgebildete Hubelemente mit einer mit dieser zusammenwirkenden Feder ein Anheben der Polsterauflage bei Entlastung über die eigentliche durch die Oberseite des Auflagetellers definierte Auflageebene angehoben wird. Die mit dem Hubelement zusammenwirkende Feder ist dabei so ausgebildet, dass sie infolge ihrer Federsteifigkeit Federkräfte bereitstellt, die größer sind als die infolge des Polsterauflagegewichtes auf das Lagerelement wirkenden Gewichtskräfte in unbelasteten Zustand.
In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Gestaltung des Lagerelementes lässt sich jedoch die bereits bekannte Lösung zur Verbesserung der Hinterlüftung von Polsterauflagen, die sich prinzipiell durchaus bewährt hat, zusätzlich verbessern, dadurch dass die so genannte Airlift-Funktion, das heißt, das Anheben der Polsterauflage in unbelastetem Zustand vollständig in die bestehenden Elemente des erfindungsgemäßen Lagerelementes integriert werden kann. Die schräg nach oben stehenden Auflageflächen bewirken, ohne zusätzliche Bauelemente, dass an deren hoch stehenden freien Enden eine Punkt- oder linienförmige Auflagezone für die unbelastete Polsterauflage gebildet wird. Die Matratze liegt somit nur an einzelnen Punkten oder Linien ihrer Unterseite auf, so dass die übrige freie Fläche für eine vorteilhafte Hinterlüftung der Polsterauflage dienen kann. Die in dieser Hinsicht ergänzte erfin dungsgemäße Gestaltung des Lagerelementes macht kein zusätzliches Bauelement notwendig, so dass jegliche Mehrkosten gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten üblichen Lagerelementen entfallen.
Darüber hinaus ist vorteilhaft, dass für die erfindungsgemäßen Lagerelemente, welche mit einem speziellen Hubelement zur Airlift-Funktion ausgestattet sind, notwendige Montagekosten der erfindungsgemäß ergänzten Auflagescheibe entfallen.
Es hat sich insbesondere hinsichtlich der Airlift-Funktion als vorteilhaft erwiesen, wenn der Winkel der Auflageflächen im unbelasteten Zustand zur Auflageebene im belasteten Zustand der Polsterauflage im Bereich von 5 bis 40° liegt. Bei diesen vorgegebenen Winkelmaßen ist zum einen eine ausreichende Hinterlüftung der Matratze gegeben, andererseits ist die Anhebung der Matratze in unbelastetem Zustand durch die nach oben stehenden Auflageflächen gering genug, damit ein störender optischer Eindruck vermieden wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Airlift-Vorrichtung sieht vor, dass die Auflageflächen im wesentlichen eine plattenförmige, im Grundriss dreieckige Formgebung aufweisen, wobei eine Längsseite des dreieckförmigen Grundrisses an der Auflagescheibe im äußeren Kantenbereich festgelegt ist. Diese Gestaltung führt dazu, dass die Auflageflächen an derjenigen Seite, die dem äußeren Kantenbereich der Auflagescheibe abgewandt sind, aufgrund ihrer Grundrissgestaltung einzelne punktförmige Auflagezonen für die Matratze bzw. die Polsterauflage bereit stellen.
Diese punktförmigen Auflagezonen sind für die verbesserte Hinterlüftung der aufgelegten Matratzen optimal. Zusätzlich vorteilhaft kann darüber hinaus die Ausgestaltung der Auflageflächen dahingehend sein, dass diese mindestens eine oder vorzugsweise mehrere Durchbrechungen aufweisen. Die Durchbrechungen erhöhen die Hinterlüftungsmöglichkeit im belasteten Zustand der Matratze und unterstützen zusätzlich auch bei Gebrauch der Matratze durch eine darauf liegende Person die Abführung von Körperfeuchtigkeit.
Die Auflageflächen sind in vorteilhafter Weise symmetrisch an der Auflagescheibe angeordnet.
Kurze Beschreibung von Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei unterschiedliche Varianten des erfindungsgemäßen Grundgedankens als auch ergänzende vorteilhafte Gestaltungen entsprechend der Unteransprüche. Es zeigt:
1 eine perspektivische Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen Lagerelementes;
2 eine Halbschnittdarstellung des Lagerelementes aus 1;
3 eine Draufsicht auf das Lagerelement aus 1, wobei die Federstufe 0 mit geringster Federsteifigkeit dargestellt ist;
3a eine Unteransicht des Federelementes aus den 1 bis 3 in Stufe 0 der Federsteifigkeit;
3b eine schematische Teilansicht des zum erfindungsgemäßen Lagerelement gehörenden Wellfederelementes in Stufe 0 der Federsteifigkeit;
4 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Federelement in Stufe 1 mit etwas erhöhter Federsteifigkeit;
4a eine Unteransicht des Lagerelementes in Stufe 1 der Federsteifigkeit;
4b eine schematische Teildarstellung entsprechend der 3b des Wellfederelementes in Stufe 1 der Federsteifigkeit;
5 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Lagerelement in Stufe 2 mit gegenüber Stufe 1 erhöhter Federsteifigkeit;
5a eine Unteransicht des Lagerelementes aus 5;
5b eine schematische Teildarstellung des Wellfederelementes in Stufe 2 der Federsteifigkeit;
6 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Lagerelement in Stufe 3 mit höchster Federsteifigkeit;
6a eine Unteransicht des Lagerelementes aus 6;
6b eine schematische Teildarstellung des Wellfederbereiches des Lagerelementes in Stufe 3 mit höchster Federsteifigkeit des Federelementes;
7 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Lagerelementes ohne montierte Auflagescheibe;
8 eine Seitenansicht des Lagerelementes ohne Auflagescheibe entsprechend der 7;
9 eine Draufsicht auf das Lagerelement ohne Auflagescheibe entsprechend der 7 und 8;
10 eine perspektivische Ansicht von unten einer einzelnen zum Lagerelement gehörenden Auflagescheibe;
11 eine Draufsicht von oben auf die Auflagescheibe der 10;
12 eine Seitenansicht der Auflagescheibe der 10 und 11; und
13 ein Steifigkeitsdiagramm des erfindungsgemäßen Lagerelementes in Abhängigkeit der auf das Lagerelement wirkenden Kräfte für die unterschiedlichen Einstellungsstufen 0 bis 3.
Die beste Art und Weise, die Erfindung auszunutzen
Das in den Figuren insgesamt mit der Bezugsziffer 1 bezeichnete Lagerelement besitzt in seinem unteren Bereich eine Bodenplatte 2, an der eine nicht näher dargestellte Befestigungsvorrichtung 3 zur Festlegung des Lagerelementes 1 an einem Lattenrost oder einer plattenförmigen Unterbettkonstruktion vorgesehen ist.
Die Befestigungsvorrichtung 3 kann unterschiedlich ausgebildet sein und beispielsweise in herkömmlicher Weise aus einer Verschraubung bestehen. Zur leichteren Austauschbarkeit der Lagerelemente können jedoch auch leicht und ohne Werkzeug lösbare Befestigungstechniken wie beispielsweise Bajonettverschlüsse zum Einsatz kommen. Bei Verwendung eines Bajonettverschlusses kann ein Bajonetthaken in an sich bekannter Ausgestaltung durch die Durchbrechung 4 in der Bodenplatte 2 des Lagerelementes 1 hindurch gesteckt werden. Eine Verdrehung des Lagerelementes 1 führt dann dazu, dass der länglich ausgestaltete Bajonetthaken an der Oberseite der Bodenplatte zur Anlage kommt und das Lagerelement somit am entsprechenden Unterbau in Form eines Lattenrostes oder einer sonstigen Unterbettkonstruktion festgelegt wird. Ein Lösen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge durch Drehung des Lagerelementes und anschließendes Abheben der Bodenplatte vom Bajonetthaken.
Ausgehend von der Bodenplatte 2 besitzt das Lagerelement 1 eine Mehrzahl von schräg nach oben stehenden Federarmen 6, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Federarme symmetrisch über den Umfang des Lagerelementes verteilt sind. Die Federarme 6 sind an ihrem oberen, der Bodenplatte 2 abgewandten Ende mit Wellfederelementen 7 versehen, die wesentlich die Federeigenschaften des Lagerelementes bestimmen.
Jedes Wellfederelement 7 besteht aus zwei Federschenkeln 11 und 12, die auf um die Mittelachse 8 umlaufenden konzentrischen Ringbahnen 9 und 10 angeordnet sind. Der Federschenkel 11 ist dabei mit seinem oberen freien Ende am Ende des Federarmes 6 festgelegt, sein unteres weiteres freies Ende ist mittels eines Verbindungssteges 13 mit dem unteren Ende des Federschenkels 12 verbunden. Das obere freie Ende des Federschenkels 12 ist an einem zu einem Auflageteller 14 gehörenden Rahmenteil 15 festgelegt.
Das Rahmenteil 15 besitzt eine im wesentlichen rechteckförmige Außenkontur und weist eine mittige Ausnehmung auf, in die eine Auflagescheibe 16 eingesetzt ist. Die Auflagescheibe 16 ist um die Mittelachse 8 des Lagerelementes 1 drehbar und auf Halteschultern 23 aufgelegt, die ein Durchfallen der Auflagescheibe 16 nach unten in Richtung der Bodenplatte 2 verhindern. Die Halteschultern 23 sind dabei, wie dies insbesondere aus den 7, 8 und 9 ersichtlich ist, jeweils beidseitig der Federarme 6 mit den daran angeordneten Wellfederelementen 7 angeordnet.
Im Außenbereich der Auflagescheibe 16 befindet sich konzentrisch auf einer gemeinsamen Ringbahn eine Mehrzahl von Stegen 17.1, 17.2 und 17.3, wobei jeweils zwischen den nebeneinander angeordneten Stegen 17.3 und 17.1 ein stegfreier Bereich befindlich ist. Die Anordnung der Stege 17.1, 17.2 und 17.3 kann im einzelnen den Unteransichten des Lagerelementes entsprechend der 3a, 4a, 5a und 6a entnommen werden. Die Stege 17.1, 17.2 und 17.3 sowie die neben dem Steg 17.1 bzw. 17.3 befindliche stegfreie Position sind jeweils einem Wellfederelement 7 zugeordnet und bilden jeweils eine Baugruppe, so dass sich insgesamt auf der Ringbahn zwölf Stege in jeweils vier Gruppen zusammengefasst befinden.
Auf Grund der Tatsache, dass die Auflagescheibe 16 innerhalb des Rahmenteiles 15 drehbar ist, kann jeweils je ein Steg 17.1, 17.2 oder 17.3 einer Baugruppe in den U-förmigen Zwischenraum der beiden Federschenkel 11 und 12 eines Wellfederelementes 7 eingeschoben werden.
Wie im einzelnen den 3b bis 6b zu entnehmen ist, ist nach Einschieben eines Steges in den Zwischenraum der Federschenkel 11 und 12 bei einer Belastung des Lagerelementes 1 die Beweglichkeit der Federschenkel 11 und 12 in unterschiedlichem Maße eingeschränkt. Die Einschränkung bzw. Begrenzung der Beweglichkeit der Federschenkel 11 und 12 führt zu einer erhöhten Steifigkeit des Lagerelementes, so dass sich durch Drehung der Auflagescheibe 16 unterschiedliche Federhärten einstellen lassen.
Auf Grund der Anzahl der Stege 17.1, 17.2. und 17.3 lassen sich somit unter Berücksichtigung der stegfreien Position am Umfang insgesamt vier unterschiedliche Härtestufen der Federung des Lagerelementes einstellen. In der 3 ist ersichtlich, dass durch die alphanumerische Kennzeichnung der Stufe 0 im zeichnerisch gesehen linken unteren Eckbereich des Lagerelementes die weichste Federrate eingestellt ist. Der Unteransicht des Lagerelementes 1 in der 3a ist dabei zu entnehmen, dass in dieser Stufe 0 keiner der Stege in den Zwischenraum zwischen den Federschenkeln 11 und 12 eines Wellfederelementes 7 eingeschoben ist. Die Federschenkel 11 und 12 können somit entsprechend der 3b eine uneingeschränkte Bewegung ausführen und somit eine uneingeschränkte Federwirkung.
Der 3a ist ergänzend zu entnehmen, dass die Stege 17.1, 17.2 und 17.3 an ihren senkrechten Seitenflächen mit äußeren Versteifungsrippen 18 und inneren Versteifungsrippen 19 versehen sind. Die Anzahl der Versteifungsrippen beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel an jedem der Stege 17.2 und 17.3 sowohl für die äußeren Versteifungsrippen 18 als auch für die inneren Versteifungsrippen 19 jeweils zwei. Im einzelnen ist der 3a entnehmbar, dass der Steg 17.2 mit zwei außen liegenden Versteifungsrippen 18 versehen ist und der Steg 17.3 sowohl außen liegende Versteifungsrippen 18 als auch innere Versteifungsrippen 19 aufweist. Die Ausgestaltung der Versteifungsrippen ist entsprechend der Darstellung der 4b, 5b und 6b unterschiedlich gewählt. Die Versteifungsrippen 18 und 19 haben im Zusammenhang mit der Querschnittsgestaltung in Form eines Rechteckes der Stege 17.1, 17,2 und 17.3 die Aufgabe, die Stege mit einer unterschiedlichen Nachgiebigkeit zu versehen.
Es ergibt sich somit eine größte Nachgiebigkeit für den Steg 17.1, der nur auf Grund seiner Querschnittsgestaltung eine gewisse Einschränkung der Beweglichkeit des Wellfederelementes zulässt. Die Einschränkung der Beweglichkeit der Federschenkel 11 und 12 eines Wellfederelementes 7 ist dabei der 4b zu entnehmen.
Die zusätzliche Anordnung von äußeren Versteifungsrippen 18 am Steg 17.2 führt zu einer erhöhten Steifigkeit, die wiederum eine stärkere Einschränkung der Bewegung der Federschenkel 11 und 12 entsprechend der 5b mit sich bringt. In den 5 und 5a ist diesbezüglich dargestellt, dass zum Einen in der Draufsicht die Stufe 2 als Drehstellung angegeben ist wodurch gleichzeitig der Steg 17.2 in den Zwischenraum zwischen den Federschenkeln 11 und 12 des Wellfederelementes 7 platziert ist. In der 6 und 6a ist schließlich das erfindungsgemäße Lagerelement 1 in derjenigen Stufe 3 dargestellt, in der der Steg 17.3, an dem sowohl äußere Versteifungsrippen 18 als auch innere Versteifungsrippen 19 angeordnet sind, im Zwischenraum zwischen den Federschenkeln 11 und 12 durch Verdrehen der Auflagescheibe 16 eingebracht ist.
Wie zusätzlich der 6b zu entnehmen ist, führt die Ausgestaltung des Steges 17.3 dazu, dass die Beweglichkeit der Federschenkel 11 und 12 des Wellfederelementes 7 nahezu vollständig blockiert ist. Somit bietet die Stufe 3 des Lagerelementes die höchste Federsteifigkeit, da nunmehr eine Einfederung nur noch in Folge der elastischen Eigenschaften der Federarme 6 gegeben ist.
Um die einzelnen Stufen 0 bis 3 der Federsteifigkeit des Lagerelementes 1 zu fixieren, ist an der Auflagescheibe 16 und dem Rahmenteil 15 eine Rastvorrichtung angeordnet, die aus mehreren Rastnasen 20 besteht, die an der zur Bodenplatte gerichteten Unterseite des Rahmenteiles 15 jeweils in der Mitte zwischen den Federarmen 6 angeordnet sind, wie sich insbesondere aus der 9 ergibt. Die Rastnasen 20 stehen dabei in Wirkverbindung mit an der Oberseite der Auflagescheibe 16 angeordneten Rastausnehmungen 21, in die die jeweiligen Rastnasen 20 eingreifen und so eine Fixierung der jeweiligen Federsteifigkeitsstufen 0 bis 3 fixieren. Zur leichteren Überprüfung der jeweiligen Stufenstellung besitzt die Auflagescheibe 16 darüber hinaus wie bereits erwähnt eine Anzeigevorrichtung 22, die aus einer alphanummerischen Bezifferung besteht.
Zur Verdeutlichung der unterschiedlich wählbaren Federsteifigkeiten des erfindungsgemäßen Lagerelementes ist in der 13 ein Weg/Kraft/Steifigkeits-Diagramm aufgetragen. Diesem Diagramm ist anschaulich zu entnehmen, dass in Stufe 0 in Abhängigkeit der auf das Lagerelement wirkenden Kräfte eine größte Nachgiebigkeit, dass heißt ein größter Federweg des Lagerelementes möglich ist. Dieser Federweg ist in Stufe 1 um circa zwei Millimeter eingeschränkt, sofern man die gleiche Kraft zur Einfederung in Höhe von vier Kilogramm aufwendet.
In Stufe 2 ist die Federsteifigkeit nochmals erhöht, so dass sich eine weitere Einschränkung des Federweges ergibt. Schließlich ist im Diagramm der 13 noch die Stufe 3 aufgetragen, in der prinzipiel eine Blockierung der Wellfederelemente in Folge der speziellen Gestaltung der Stege 17.3 gegeben ist.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lagerelementes kann dieses optional mit einer so genannten Air-Lift-Funktion versehen werden. Die Air-Lift-Funktion ist in die Auflagescheibe 16 integriert und besteht im Wesentlichen darin, dass die Auflagescheibe 16 eine Mehrzahl von im vorliegenden Fall sechs Auflageflächen 24.1, 24.2, 24.3, 24.4, 24.5 und 24.6 aufweist, die vorliegend eine dreieckförmige Gestaltung besitzen und mit ihrem einen Seitenbereich im äußeren Randbereich der Auflagescheibe 16 festgelegt sind.
Wie dies insbesondere der 2 und der 12 zu entnehmen ist, stehen die Auflageflächen 24.1 bis 24.6 mit ihrem zur Mitte gerichteten Randbereich schräg nach oben über eine durch das Rahmenteil 15 definierte Auflageebene hinaus. Die Ausgestaltung der Auflageflächen 24.1 bis 24.6 ist dabei so gewählt, dass bei einer Belastung des Lagerelementes nur mit der auf der Auflagescheibe 16 aufliegenden Polsterauflage in Form beispielsweise einer Matratze die Polsterauflage nur auf den zur Mittelachse 8 gerichteten vorderen Randbereichen der Auflageflächen 24.1 bis 24.6 aufliegt. Es ergibt sich somit eine punktförmige Auflage, so dass eine gegenüber herkömmlichen Lagerelementen bessere Hinterlüftung der Polsterauflage respektive der Matratze erfolgen kann.
Wird die Auflagescheibe bzw. das Polsterelement durch eine darauf lagernde Person in erhöhten Maße belastet, so bilden die schräg nach oben stehenden Auflageflächen dann gemeinsam mit dem Rahmenelement eine insgesamt einheitliche Auflageebene 25, so dass eine vollflächige Unterstützung der Polsterauflage gewährleistet ist.
Die Auflageflächen sind, wie dies den Draufsichten der 1, 3, 4, 5 und 6 entnehmbar ist, symmetrisch zur Mittelachse an der Auflagescheibe 16 angeordnet, wobei natürlich die Anzahl der Auflageflächen 24.1 bis 24.6 auch unterschiedlich zum dargestellten Ausführungsbeispiel gewählt werden kann. Darüber hinaus ist selbstverständlich die Form der Auflageflächen 24.1 bis 24.6 anders wählbar. Der Winkel der Auflageflächen 24.1 bis 24.6 zur Auflageebene 25 kann entsprechend einer vorteilhaften Gestaltung im Bereich von 5 bis 40 Grad liegen. Die Wahl des Winkels hängt dabei sowohl von den elastischen Eigenschaften des Kunststoffmaterials der Auflagescheibe 16 als auch vom Gewicht der auf den einzelnen Lagerelementen aufliegenden Polsterelemente ab.

1: Lagerelement
2: Bodenplatte
3: Befestigungsvorrichtung
4: Durchbrechung
6: Federarm
7: Wellfederelement
8: Mittelachse
9: Ringbahn
10: Ringbahn
11: Federschenkel
12: Federschenkel
13: Verbindungssteg
14: Auflageteller
15: Rahmenteil
16: Auflagescheibe
17.1: Steg
17.2: Steg
17.3: Steg
18: äußere Versteifungsrippe
19: innere Versteifungsrippe
20: Rastnase
21: Rastausnehmung
22: Anzeigevorrichtung
23: Halteschulter
24.1: Auflagefläche
24.2: Auflagefläche
24.3: Auflagefläche
24.4: Auflagefläche
24.5: Auflagefläche
24.6: Auflagefläche
25: Auflageebene

Claims

Lagerelement für eine Polsterauflage von Sitz- und Liegeflächen, vorzugsweise für Matratzen, mit einer an einer Unterlage festlegbaren Bodenplatte und mindestens einem von der Bodenplatte 2 nach oben in Richtung der Polsterauflage hoch stehenden, aus einer Mehrzahl von Federarmen gebildeten Federelement, wobei die Federarme an ihrem oberen, der Bodenplatte abgewandten Ende mit jeweils einem im wesentlichen U-förmigen Wellfederelement versehen sind, welches aus mindestens zwei parallel beabstandet zueinander auf konzentrischen Ringbahnen und um die Mittelachse des Lagerelementes angeordneten Federschenkeln und und mindestens einem die Federschenkel und koppelnden Verbindungssteg besteht und bei dem ein Ende des auf der inneren Ringbahn angeordneten Federschenkels mit dem jeweiligen zugehörigen Federarm und ein Ende des auf der äußeren Ringbahn angeordneten Federschenkels mit einem zur Auflage des Polsterelementes vorgesehenen Auflageteller verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageteller 14 aus einem ringförmigen, die oberen Enden der Federschenkel 11, 12 der Wellfederelemente 7 verbindenden Rahmenteil 15 und einer im Rahmenteil 15 um die Mittelachse 8 des Lagerelementes 1 drehbaren Auflagescheibe 16 besteht, wobei die Auflagescheibe 16 in ihrem Außenrandbereich mit einer Einstellvorrichtung zur Begrenzung der Beweglichkeit der Federschenkel 11 und 12 der Wellfederelemente 7 versehen ist.
Lagerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung mehrere in regelmäßigen Abständen auf einer konzentrischen Ringbahn um die Mittelachse 8 des Lagerelementes 1 angeordnete, an der unteren, der Bodenplatte 2 zugewandten Flachseite der Auflagescheibe 16 vorstehende Stege 17.1, 17.2 und 17.3 aufweist, die zur Begrenzung der Beweglichkeit der Federschenkel 11 und 12 der Wellfederelemente 7 bei Belastung des Lagerelementes 1 an jeweils mehreren Federschenkeln 11 und 12 zur Anlage bringbar sind.
Lagerelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Mehrzahl von nebeneinander auf der Ringbahn befindlichen Stegen 17.1, 17.2 und 17.3 einem Federschenkel 11 und 12 zugeordnet sind, wobei die Stege 17.1, 17.2 und 17.3 hinsichtlich Ihrer Steifigkeit unterschiedlich ausgebildet sind.
Lagerelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege 17.1, 17.2 und 17.3 einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege 17.1, 17.2 und 17.3 im wesentlichen im Querschnitt rechteckig gestaltet sind.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege 17.1, 17.2 und 17.3 an mindestens einer der senkrecht zur Ringbahn angeordneten Seitenflächen mit mindestens einer äusseren Versteifungsrippe 18 oder einer inneren Versteifungsrippe 19 versehen sind.
Lagerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen 18 und 19 an beiden senkrecht zur Ringbahn angeordneten Seitenflächen angeordnet sind.
Lagerelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenflächen der jeweiligen Stege 17.1, 17.2 und 17.3 zwei Versteifungsrippen 18 und 19 angeordnet sind.
Lagerelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen 18 und 19 an den beiden Seitenflächen der Stege 17.1, 17.2 und 17.3 eine unterschiedliche Größe aufweisen.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils drei nebeneinander auf der Ringbahn befindliche Stege 17.1, 17.2 und 17.3 einem Wellfederelement 7 zugeordnet sind, so dass eine Begrenzung der Beweglichkeit der Federschenkel 11 und 12 der Wellfederelemente 7 bei Belastung der Lagerelemente 1 in vier Stufen ermöglicht wird, was einer Verstellung der Federrate des Federelementes auf vier unterschiedliche Werte entspricht.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagescheibe 16 mit einer Rastvorrichtung zur Festlegung unterschiedlicher Drehpositionen gegenüber dem Rahmenteil 15 versehen ist.
Lagerelement 1 nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastvorrichtung mindestens eine Rastnase 20 an Rahmenteil 15 oder an der Auslagescheibe 16 aufweist, die zur Fixierung der Drehposition der Auflagescheibe 16 in eine korrespondierende, zur Rastvorrichtung gehörige Rastausnehmung 21 an der Auflagescheibe 16 oder am Rahmenteil 15 einschnappbar ist.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagescheibe 16 mit einer Anzeigevorrichtung 22 für die Drehposition der Auflagescheibe 16 gegenüber dem Rahmenteil 15 versehen ist.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege 17.1, 17.2 und 17.3 an der Auflagescheibe 16 mit dem auf der inneren Ringbahn angeordneten Fe derschenkel 11 des Wellfederelementes 7 in Wirkverbindung bringbar sind.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Federweg mindestens eines Wellfederelementes 7 durch mindestens einen zugehörigen an der Federscheibe angeordneten Steg blockierbar ist.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagescheibe 16 mindestens eine Auflagefläche aufweist, die bei auf das Lagerelement 1 aufgelegter, unbelasteter Polsterauflage von der durch das Rahmenteil 15 definierten Auflageebene 25 schräg nach oben in einem spitzen Winkel zur Auflageebene 25 aus dieser hervorsteht.
Lagerelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche oder die Auflageflächen 24.1 bis 24.6 im Wesentlichen eine plattenförmige, im Grundriss dreieckige Formgebung aufweisen, wobei eine Längsseite des dreieckförmigen Grundrisses an der Auflagescheibe 16 im äußeren Kantenbereich festgelegt ist.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageflächen 24.1 bis 24.6 mindestens eine Durchbrechung aufweisen.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagescheibe 16 sechs symmetrisch angeordnete Auflageflächen 24.1 bis 24.6 aufweist.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageflächen 24.1 bis 24.6 zum Mittelachse 8 der Auflagescheibe 16 vorstehend angeordnet sind.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch ge kennzeichnet, dass das Lagerelement 1 aus Kunststoff in einem Spritzgussverfahren hergestellt ist.
Lagerelement nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Auflageflächen 24.1 bis 24.6 zur Auflageebene im Bereich von 5 bis 40 Grad liegt.