Stützkörper mit einem Federkörper, dessen Federelemente in ihrem elastischen
Widerstand mittels einer Spannvorrichtung einstellbar sind
Bisher wurden alle Stützkörper für Polstermöbel, Matratzen, Matten, Bett- und Sitzrahmen und dergleichen in ihrem elastischen Widerstand auf eine bestimmte Belastung fix abgestimmt. Diese Stützkörper besitzen einen Rahmen mit Federelementen, z. B. aus Federdraht, und finden sich in Federrundmatratzen, Polstern in Boxsprings- und Unterbettkonstruktionen, bei Betteinsätzen jeglicher Art mit Geflechtbespannungen, Sprungfederbespannungen mit Kegelfedern, Ringfedern, Zylinderfedern, Bonellfedern oder Taschenfederkernen oder auch mit Zick-Zack-Federungen, aber auch mit Federbändern. Schliesslich gibt es sie auch bei Schaumstoffmatratzen, Schaumstoffpolstern und Luftmatratzen.
Es gibt aber auch Federmatratzen, bei denen die Stützkörper Blattfedern aufweisen, deren Enden an den Matratzenlängsteilen befestigt sind. Bei diesen Federmatratzenrahmen sind die Längsteile drehbar gelagert und durch ein Getriebe miteinander derart verbunden, dass sie in einander entgegengesetztem Sinne gedreht und somit die Blattfedern entsprechend gespannt werden können. Die Längsteile des Matratzenrahmens müssen daher die ganze Spannkraft der Blattfedern und deren Belastung aufnehmen und dementsprechend stark bemessen sein. Die Blattfedern werden dabei in ihrer elastischen Spannkraft zwar verändert, aber in ihrer Eigenfestigkeit nicht beeinflusst.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Stützkörper mit einer Spannvorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, völlig unabhängig vom Stützrahmen der genannten Schlaf-, Sitzmöbel oder dergleichen den elastischen Widerstand und damit die Tragfähigkeit der federnden Stützkörper zu verändern, wobei diese Spannvorrichtung bereits bei der Herstellung des Stützkörpers als integrierender Bestandteil desselben vorgesehen sein kann oder nachträglich an einem Stützkörper angebracht werden kann, um dessen elastische Eigenschaften ändern zu können.
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Der erfindungsgemässe Stützkörper mit einem Federkörper, dessen Federelemente in ihrem elastischen Widerstand mittels einer Spannvorrichtung auf verschiedene Belastungen einstellbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente durch die Spannvorrichtung in sich und vom Stützkörperrahmen unabhängig spannbar sind, wobei sie innerhalb des Stützkörpers in Abständen voneinander angeordnet sind.
Ein solcher Stützkörper erlaubt es dem Verkäufer oder Käufer, durch entsprechende Verstellung der Spannvorrichtung den elastischen Widerstand des Stützkörpers dem Körpergewicht oder sonstigen Wünschen des Käufers und Benützers anzupassen.
Die Federelemente dieses Stützkörpers können stab-, gitter-, profil- oder bandartig ausgeführt sein und vorteilhaft aus mindestens einem flexiblen Zugelement mit einem Endanschlag und einer Reihe auf diesem Zugelement aufgereihter Druckelemente bestehen, welche durch ein am Zug- oder Druckelement angreifendes Spannorgan unter einen axialen Druck setzbar und dadurch auf den jeweils erforderlichen elastischen Widerstand einstellbar sind.
Diese Federelemente können mit den Federn bestehender Stützkörper unmittelbar oder durch geeignete Verbindungsmittel kombiniert oder an Stelle dieser verwendet werden. Sie können einzeln oder in Gruppen gespannt werden und dadurch jeder Anforderung des Kunden entsprechen. Diese Federelemente können auch mit Schaumstoff oder Luftmatratzen, Schaumstoff- oder Luftpolster und dergleichen derart kombiniert werden, dass sie diese in eine selbsttragende Liege- oder Sitzfläche umwandeln.
In den Zeichnungen sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemässen Stützkörpers veranschaulicht, und zwar zeigt die Fig. 1 einen Teil einer aus Federkernen gebildeten Matratze mit verschiedenen, schematisch dargestellten Spannvorrichtungen im Aufriss; die Fig. 2 die Matratze nach Fig. 1 mit wenigen Federkernen im Grundriss; die Fig. 3 bis 7 ver schiedene Spannvorrichtungen für erfindungsgemässe Stützkörper mit getrennten oder gekuppelten Spannhebeln; die Fig. 8 und 9 eine Spannvorrichtung mit keilartig gestalteten Spanngliedern in der Ansicht und im Längsschnitt und die Fig. 10 bis 13 Details dazu.
Schliesslich zeigt die Fig. 14 eine Spannvorrichtung mit einem durch Zwischenschaltung von einem Satz Tellerfedern gebildeten Druckglied sowie einer Kniehebel Mehrfachspanneinrichtung, und Fig. 15 eine auf ein Federelement einer Spannvorrichtung abgestützte gewölbte Zick-Zack-Feder. die auch direkt auf diesem Federelement aufliegen könnte.
Die eine Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems besteht darin, einen Stützkörper mit einer Liege-, Sitz- oder sonstigen federnden Stützfläche von vorbestimmter, z. B. schwacher Widerstandskraft, mit einer in ihrer Elastizität verstellbaren Zusatzfederung zu versehen, die es erlaubt, den elastischen Widerstand des Stützkörpers um ein erwünschtes Ausmass zu erhöhen. Als erstes Ausführungsbeispiel wird eine Federkernmatratze 1 bzw. ein Federkernpolster gewählt, die bzw. der in Fig. 1 im Vertikalschnitt dargestellt ist. Die Federkerne 2 dieser Matratze haben eine bestimmte Widerstandskraft, und es sinken im Bereich der im Verhältnis zur ganzen Matratzenfläche kleinen Fläche des Druckbelastungsbereiches nur einige der Federkerne mehr oder minder stark ein.
Aus diesem Grunde ist eine Spannvorrichtung mit einer Zusatzfederung 3 vorgesehen, welche in ihrem elastischen Widerstand regelbar ist und unter anderem die Aufgabe hat, den durch die liegende oder sitzende Person bisher auf nur einem kleinen Flächenteil des Federkörpers ausgeübten Belastungsdruck nunmehr je nach Einstellung auf einen mehr oder weniger grösseren Flächenteil zu verteilen, so dass wesentlich mehr Federelemente belastet werden und dadurch die elastische Widerstandskraft der Federung, z. B. der Federkerne 2, allein schon gewinnt. Die Zusatzfederung 3 verläuft bei der Ausführung nach Fig. 1 längs zu den Federkernen von einem Rand zum gegenüberliegenden Rand der Federkernmatratze oder des Federkernpolsters, der kreisförmig, oval, rechteckig usw. sein kann. Sie könnte aber auch quer zu den Federkernen oder auch kreuzweise verlaufen.
Diese regelbare Zusatz- oder Ersatzfederung ist bei allen Drahtfederkonstruktionen von Stützkörpern für Polsterungen und dergleichen anwendbar.
Es ist nun weiters für einen Stützkörper einer Federkernmatratze 1 bzw. eines Polsters und dergleichen von grosser Bedeutung, ob die Zusatzfederung 3 auf der Oberseite der Matratzenfläche bzw. der Polsterfläche angeordnet oder ob sie an deren Unterseite befestigt ist oder in den Matratzenkörper in einem entsprechenden Abstand von der Ober- oder Unterseite eingebaut ist. Liegt die Zusatzfederung oben, wie dies die strichpunktierte Linie 4 in Fig. 1 angibt, dann wird der Vorteil erreicht, dass die Belastung in erster Linie von der Zusatzfederung 3 aufgenommen und erst dann auf eine grössere Anzahl der Federkerne verteilt wird. Das gleiche gilt für die Stützkörper von Liege- oder Sitzmöbeln, Autositzen und dergleichen.
Liegt die Zusatzfederung im Matratzen- bzw. Polsterraum gemäss der strichpunktierten Linie 5, so wird sie härter vorgespannt. da der über der Zusatzfederung befindliche Abschnitt der Federkerne 2 (oder Schaumstoffpolsterung usw.) als weiche Auflage zur Geltung kommen kann, bevor die Belastung von der Zusatzfederung aufgenommen und an den unteren Teil der Federkerne 2 übertragen werden kann.
Wird die Zusatzfederung 3 hingegen der Matratzenfederung oder Polsterfederung 2 gemäss der Linie 6 nachgeschaltet, so funktionieren die Federkerne 2 in der üblichen Weise als weiche Federung und die Zusatzfederung 3 als federndes oder gleichzeitig auch tragendes Konstruktionselement, das nach oben gewölbt sein, d. h.
eine Sprengung aufweisen kann.
Diese Zusatz- oder auch Ersatzfederung besteht z. B. gemäss Fig. 2 aus einer Anzahl in Abständen parallel nebeneinanderliegender, besonders ausgebildeter und in ihrer Spannkraft und in ihrem elastischen Widerstand regelbarer Federelemente 7 (Fig. 2), die entweder in Längsrichtung oder in Querrichtung der Matratze oder des Polsters oder eines Einsatzes eines Liege- oder Sitzmöbels bzw. -gerätes angeordnet sind, eventuell aber auch kreuzweise verlegt werden können und so die ganze oder einen Teil der Liege- oder Sitzfläche einnehmen. Diese Federelemente 7 können einzeln, in Gruppen oder gemeinsam gespannt und einheitlich oder verschieden in ihrem elastischen Widerstand mittels entsprechender Spannorgane einstellbar sein.
Jedes dieser Federelemente 7 besteht aus einem oder mehreren zugfesten. aber flexiblen Zugelementen 8, z. B. einem Drahtseil mit einem Endanschlag 9 oder einer sonstigen Befestigung bzw. Verankerung der Enden, einer Reihe auf diesem Zugelement verschiebbar sitzender Druckglieder 10 mit einem beispielsweise runden Profil und einem entweder mit dem anderen Ende des Zugelementes 8 fest verbundenen oder zwischen die Druckglieder geschalteten Spannorgan 11, welches zum Spannen einzelner Federelementstäbe 7 oder einer Gruppe von solchen Federelementstäben bzw. -bändern 7 (Fig. 2) entsprechend ausgebildet sind. Es kann auch an einer geeigneten Stelle in die Druckgliederreihe eine Schraubenfeder oder eine Anzahl Tellerfedern 51, ein Hydraulik- oder Pneumatikkolben, eine Regulierschraube oder dergleichen zwischengeschaltet sein (Fig. 14).
So kann das Spannorgan zum Spannen einer oder mehrerer Reihen von Federelementen 7 gemäss Fig. 2 z. B. aus einem Storchschnabelgelenk 13-16 bestehen, von dem zwei Gelenke 13, 14 am Zugelement 8 bzw.
am letzten Druckglied 17 einer Druckgliederreihe oder an der gesamten Steuerung 32-35 für mehrere Federelementreihen angreifen und die beiden anderen Gelenke 15, 16 durch eine quer zur Spannrichtung angeordnete und eventuell mehrere Storchschnabelgelenke verbindende Zug- und Drucksteuerung, z. B. eine Spannschraube 18 mit Spannmuttern 19 miteinander verbunden und zur Erzeugung der erwünschten Federspannung gegeneinander bewegbar sind, wobei sie in der jeweiligen Spannlage durch das selbsthemmende Gewinde der Spannschraube gehalten werden.
Das Spannorgan für jede einzelne Federelementreihe ist natürlich nicht auf die in den Fig. 2 und 14 dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann in verschiedenen, den örtlichen Gegebenheiten Rechnung tragenden Ausführungsformen ausgeführt werden. So kann z. B. jedes Spannorgan gemäss den Fig. 3 und 4 aus einem Spannhebelarm 20 bestehen, der um einen vom Zugelement 8 des Federelementes 7 durchsetzten und in einer im Querschnitt U-förmigen Rahmenleiste 21 parallel zu sich verschiebbar in Langlöchern 23 sitzenden Zapfen 22 schwenkbar ist und sich mit einem der Form einer Spirale oder dergleichen entsprechenden Kurventeilstück 24 an der Rahmenleiste 21 im Bereich einer Durchtrittsöffnung 25 für das Zugelement 8 abstützt. Das Kurventeilstück 24 verläuft z.
B. derart, dass der Spannhebelarm 20 in einer zum Zugelement 8 nahezu parallelen Lage die kleinste Spannwirkung auf das Zugelement ausübt und seine Spannwirkung allmählich vergrössert, wenn er in Richtung des Pfeiles 26 in eine zum Federelement 7 rechtwinklige Lage verschwenkt wird. Wenn mehrere dieser Federelemente 7 gemäss Fig. 2 in Abständen nebeneinanderliegen, dann können ihre Spannorgane 20-25 miteinander gekuppelt werden, um ein gleichmässiges und gleichzeitiges Spannen der Federelemente 7 zu erreichen. So zeigt die Fig. 3 eine mehrere Hebelarmenden miteinander verbindende Zugeinrichtung, z. B. eine Stellstange 27, die einrastbar oder mittels Stellschraube usw. längs verstellbar ist und auf diese Weise die Spannhebelarme 20 in der jeweils eingestellten Spannlage hält.
Es kann aber auch die Verbindung eines Spannhebelarmes 20 mit dem Teilstück der Rahmenleiste 21 a durch einen Bügel 28 hergestellt werden, wie dies die Fig. 7 schematisch zeigt. Der Bügel 28 ist schwenkbar in der Rahmenleiste 21a gelagert und greift mit seinem frei aufragenden Teil in eine beispielsweise offene Rast 29 des Spannhebelarmes 20 ein, so dass dieser sich schon bei kleinster Zugspannung des Zugelementes eines Federelementes 7 unmittelbar am Rahmen 21 a abstützt, wogegen er sich sofort von diesem abhebt und ausschliesslich am Bügel 28 abstützt und dabei das Zugelement 8 unter zusätzliche Spannung setzt, wenn er um seinen Drehzapfen 22 in Richtung des Pfeiles 26 verschwenkt wird.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Variante der Hebelarmlagerung an der Rahmenleiste 21a, die für jedes Federelement 7 ein auf sie aufgesetztes Winkelstück 30 besitzt, dessen vom Zugelement 8 durchsetzter Schenkel 31 das Widerlager für den Spannhebelarm 20 bzw.
dessen exzentrischer Spannkurve 24 bildet. Die Wirkungsweise dieses Spannorgans entspricht der bereits beschriebenen.
Es kann aber auch ein auf dem gleichen Prinzip wie für die Reihen von Federelementen 7 aufgebautes Spannorgan überall dort mit Vorteil verwendet werden, wo es sich um das gleichzeitige Spannen von Federelementgruppen handelt. Zwei verschiedene Ausführungsformen solcher Spannorgane zeigen die teils bereits kurz beschriebene Fig. 2 und die Fig. 8, 9.
Aus dem Grundriss gemäss Fig. 2 ist ein Teilstück einer Federkernmatratze zu ersehen. Jeder Federkernreihe 2 ist eine Federelementreihe der Zusatzfederung 3 zugeordnet. Jede dieser Federelementreihen stützt sich mit dem dem Spannorgan zugewendeten Enddruckglied 17 an einen Spannbügel 32 ab.
Das Zugelementende durchsetzt diesen Spannbügel 32 in der Bügelmitte und ist mit seinem einen Endanschlag 9 in einen Spannkopf 33 eingehängt, der in einer quer zur Zugelementlängsachse verlaufenden Richtung eine Durchbrechung und ein Spannjoch 34 besitzt. Die Spannköpfe 33 aller Federelementreihen werden von einem aus einem Zugelement 35 mit Endanschlägen 36 und einer Anzahl darauf aufgereihter Druckglieder 37 gebildeten Spannorgan durchsetzt, dessen Druckglieder 37 an dem Spannjoch 34 jedes Spannkopfes 33 anliegen und von einem mittels einer Schraubenspindel 39 betätigbaren Storchschnabelgelenk 38 unter Spannung des Zugelementes 35 aneinandergepresst werden.
Je mehr die Druckglieder 37 unter axialen Druck gesetzt werden, umsomehr strafft sich die vorher, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, schlaffe Druckgliederreihe 37 zu einem starren steifen Stock und übt auf die Zugelemente aller Federelemente eine Zugkraft aus, durch welche die Federelementreihen bis zum Höchstausmass gespannt werden. Es ist verständlich, dass zwischen einer Mindestspannung und einer Höchstspannung dieses Spannorgans eine ganze Spannungsskala liegt, so dass man durch Verändern der Spannung des Spannorgans 36-39 auch eine Veränderung der elastischen Widerstandskraft der Federelementreihen erreicht.
Diese Veränderung der elastischen Spannkraft der Federelementreihen hat aber gleichzeitig den Vorteil, die elastische Widerstandskraft der Federung 2 einer Matratze, eines Polsters, eines Bett- oder Stuhleinsatzes usw. zu verändern, so zwar, dass man von einer gegebenen Grösse des elastischen Widerstandes einer Federung ausgehend, diese durch die Spannung der zusätzlichen Federelemente 7 in einer der zu erwartenden Belastung entsprechenden Weise verstärkt. Man kann dadurch die elastische Widerstandskraft der eine Federung 2 aufweisenden Matratze, eines Polsters, eines Drahtfedereinsatzes oder dergleichen, allgemein also des Stützkörpers dem Gewicht jener Person, bzw. Belastung anpassen, für die der Stützkörper momentan bestimmt ist.
Das Spannorgan kann aber auch in der aus den Fig. 8, 9 ersichtlichen Weise ausgebildet sein. Das Zugelement 8 der Spannvorrichtung besteht aus Zugbändern 40, die mittels Nieten 41 an zwischengeschalteten Keilpaaren 42 angelenkt sind, die ein in Längsrichtung des Zugelementes 8 verlaufendes Langloch 43 besitzen (Fig. 10, 11). Jedes dieser Keilpaare 42 wird von einem in entgegengesetzte Richtung wie dieses wirkendes Keilpaar 44 zu beiden Seiten flankiert. Dieses äussere Keilpaar 44 (Fig. 12, 13) ist durch einen das Langloch 43 des inneren Keilpaares 42 durchsetzenden Verbindungsbolzen 45 mit einem Laschenpaar 46 fest verbunden, das, wie die Fig. 12, 13 zeigen, eine mit dem Keilpaar 44 starre Einheit bildet.
Sowohl die äusseren Keilpaare 44 als auch die mit ihnen starr verbundenen Laschenpaare 46 haben eingezogene, gegen die Zugbänder 40 rechtwinklig gekröpfte Stosskanten 47 bzw. 48 und dadurch verbreiterte Stossflächen, mit welchen sie an ebenso gestalteten Zwischengliedern 49 (Fig. 9) stumpf anstossen, die je ein Zugband 40 mit Spiel umgreifen.
Es ist je ein Federelement 7 durch je zwei Keilpaare 42, 44 dadurch spannbar, dass die Keilpaare zwischen die Druckglieder 10 einer Federelementreihe in einander entgegengesetzten Richtungen hineingetrieben werden, wodurch diese in axialer Richtung unter Spanndruck gesetzt werden und das Zugelement 8 straff gespannt wird. Dieses Zugelement 8 durchsetzt den Zwischenraum des inneren Keilpaares 42 an einer unterhalb des Verbindungsbolzens 45 gelegenen und mit der Kreuzungsstelle der Keilkanten übereinstimmenden Stelle, wogegen die an die Keilpaare 42, 44 zur Anlage kommenden Druckglieder 50 den Druckkanten eine runde Angriffsfläche bieten und in beiden Wirkrichtungen der inneren und äusseren Keilpaare 42, 44 gleichzeitig unter Druck gesetzt werden.
Diese und alle sonstigen Spannorgane können z. B.
durch Zug- und Druckgestänge-Kolben, Zahnstangen, einen Bowdenzug, eine Stellschraube oder unter anderem durch ein Storchschnabelgelenk 38, wie es die Fig. 2 zeigt, zum Spannen der Federelementreihen verwendet werden. Auf diese Weise wird eine Änderung des elastischen Widerstandes der Federelementreihen und der gesamten Zusatzfederung bzw. Regulierfederung, erreicht.
Wenn die Federelementereihen an einer geeigneten Stelle gemäss Fig. 14 oder zur Gänze ein oder mehrere aus einer Schraubenfeder, einem Druckkolben, einem Puffer aus elastischem Werkstoff oder einem Satz Tellerfedern 51 usw. bestehende Druckglieder besitzen, die einen einem gewünschten Spanndruck widerstehenden oder denselben aufnehmenden Widerstand aufweisen, wird den an sich eine gewisse Starrheit aufweisenden Federelementreihen noch eine gewisse erwünschte zusätzliche Elastizität verliehen.
Das Regulieren der Spannung der Federelementreihen erfolgt bei der Ausführung nach Fig. 14 beispielsweise über zwei parallele Druckbalken, die entweder durch Exzenter, Druckkolben, Bowdenzüge, Storchschnabel- oder Kniehebelgelenke 56, Schraube und Mutter 57, 58 oder Keile 59 und Rollen 60 oder sonstige Spann- und Regulierelemente bzw. durch Zusammenwirken mehrerer solcher mehr oder weniger weit auseinandergespreizt werden, wodurch eine Änderung des elastischen Widerstandes der Federelementreihen erreicht wird.
Gemäss Fig. 15 wird schematisch eine weitere Lösung der Erfindung veranschaulicht. Es handelt sich um eine Zick-Zack-Feder 52, wie sie bei Betteinsätzen 53 üblich ist. Diese Feder 52 ist durch vertikale Stützen 54 auf einer vorher beschriebenen und in ihrem elastischen Widerstand veränderbaren Federelementreihe abgestützt, die eines der bisher beschriebenen Spannorgane (z. B.
auch eine Stellschraube 11) aufweisen kann.