Arbeitsstuhl
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitsstuhl mit einem auf einem Fussteil in der Höhe verstellbaren Tragorgan zur Aufnahme eines die Sitzfläche stützenden Unterbaues und einer mit diesem verbundenen Rückenlehnenvorrichtung.
Stühle dieser Art bezwecken eine den medizinischen und ergonomischen Anforderungen gerechte Stützung des Rükkens bei sitzender Arbeitsweise. Bei bisher bekanntgewordenen Konstruktionen sind Sitz und Rückenlehne wohl verstellbar vorgesehen, doch müssen diese unabhängig voneinander und von Hand verstellt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Arbeitsstuhls, der praktisch automatisch eine richtige Sitzhaltung ermöglicht und trotz eines relativ einfachen mechanischen und auch ästhetisch befriedigenden Aufbaues die bezüglichen Körperteile anatomisch richtig stützt.
Der erfindungsgemässe Arbeitsstuhl ist dadurch gekennzeichnet, dass der die Sitzfläche und die Rückenlehnenvorrichtung stützende Unterbau eine Sitzabstützschale aufweist, in welcher ein steuerbares Kraftspeicherorgan und eine mit diesem gekuppelte Hebelanordnung schwenkbar untergebracht sind, mittels welchen Teilen die Sitzfläche um eine im Bereich ihrer Vorderkante liegende Achse schwenkbar ist, und dass die Rückenlehnenvorrichtung sowohl mit der genannten Hebelanordnung als auch mit dem Unterbau beweglich verbunden ist, wobei die Bewegungen der Sitzfläche und der Rückenlehnenvorrichtung zwangläufig in einem bestimmten Verhältnis zueinander erfolgen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Arbeitsstuhls besitzt ein mit einem Gasmedium arbeitendes Zylinder-Kolben-Aggregat und enthält ein an der Hebelanordnung und in der Sitzabstützschale bewegliches Schwenkelement, welches zwischen den Enden der Hebelanordnung angreift, wobei das Kraftspeicherorgan am einen Ende und die hintere Sitzflächen ab stützung am anderen Ende der Hebelanordnung angekuppelt ist.
Weiter ist es zweckmässig, den Arbeitsstuhl mit einer Rückenlehnenvorrichtung zu versehen, die einen Rückenlehnenarm enthält, der einerseits an der Sitzabstützschale aufgehängt und anderseits an der Hebelanordnung abgestützt ist, wobei die Aufhängestelle und die Abstützstelle um einen Abstand voneinander entfernt sind, der etwa der Hälfte des Abstandes zwischen der der Stuhivorderseite zugewandten Schwenkachse des Kraftspeicherorgans und der hintern Sitzflächenabstützung entspricht.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Arbeits stuhls ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.
Darin zeigt:
Fig. 1 den Stuhl in teilweise geschnittener Darstellung, wobei die eine der Endlagen der Gestängemechanik, der Sitzfläche und der Rückenlehne mit ausgezogenen Linien und die andere Endlage der Sitzfläche und der Rückenlehne mit unterbrochenen Linien gezeichnet sind,
Fig. 2 die Lage der Gestängemechanik, der Sitzfläche und des untern Teils des Rückenlehnenarmes in der Lage, welche der in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien gezeichneten entspricht,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 die Aufhängung des Rückenlehnenarmes in der Sitzabstützschale in der Form eines Schnittes nach der Linie IV-IV in Fig. 3 und
Fig. 5 ein Funktionsschema der Teile der Gestängemechanik zur Erläuterung des Schwenkmechanismus.
In Fig. 1 ist mit 1 der Fussteil des zu beschreibenden Stuhles bezeichnet, welcher in einer (nicht gezeigten), vorzugsweise zentralen Bohrung ein zweckmässig drehbar gelagertes Stützorgan 3 trägt. Auf das obere Ende dieses Stützorgans ist ein nach oben leicht konisch auslaufender Tragzapfen 5 aufgesetzt, auf welchem durch Führungsabschnitte 7, 7' zentriert, eine, die später beschriebene und allgemein mit 9 bezeichnete Gestängemechanik aufnehmende Sitzabstützschale 11 ruht. Der Tragzapfen 5 ist zweckmässig auf dem oberen Ende des Stützorgans 3 mittels einer Gewinde- oder Steckverbindung befestigt und mittels einer (nicht gezeigten) Schweissnaht gesichert. Die Haltung der Sitzabstützschale 11 auf dem Tragzapfen 5 erfolgt mittels einer Verschraubung 13, die die Schale 11 auf dem Zapfen 5 sichert.
An der sowohl aus der Fig. 1 als auch aus den Fig. 2, 3 und 4 hervorgehenden Sitzabstützschale 11 ist ein die mit 15 bezeichnete Sitzplatte mittels Lagerelementen 18 an deren Vorderende schwenkbar lagernder erster Bolzen 17, ein das allgemein mit 19 bezeichnete Kraftspeicherorgan schwenkbar haltender zweiter Bolzen 21 und ein dritter, die Hebelanordnung 23 schwenkbar lagernder dritter Bolzen 25 ab gestützt.
Ferner trägt die Sitzabstützschale 11 die durch ein Paar Schraubenbolzen 27 (in Fig. 4 nur einer davon gezeigt) aufgehängte, vordere Rückenlehnenarmlagerung 29.
Die hintere Sitzplattenabstützung bzw. die bezüglichen Lagerelemente 31 ist bzw. sind um einen vierten Bolzen 33 schwenkbar, der mit dem Rückenlehnenarm verbunden und zusammen mit der Hebelanordnung 23 beweglich angeordnet ist. Letztere ist mittels eines Verbindungsgliedes 35 zwischen einer auf dem dritten Bolzen 25 angeordneten, ersten Büchse 37 und einer zweiten Büchse 39 angeordnet, die ihrerseits auf einem fünften Bolzen 41 drehbar gelagert ist.
Weitere Details des gezeigten Ausführungsbeispiels gehen aus der folgenden Beschreibung der daran vorgesehenen Verstell- bzw. Betätigungselemente hervor.
Das in Fig. 1 mit 3 bezeichnete Stützorgan besitzt vorzugsweise Federeigenschaften und könnte in einer einfachen Ausführungsform als längenverstellbares, gefedertes Glied gestaltet sein. Im vorliegenden Fall ist es wie das bereits er wähnte Kraftspeicherorgan 19, ein mit einem Gasmedium arbeitendes Zylinder-Kolben-Aggregat, das in Fachkreisen allgemein unter der Bezeichnung Gasfeder bekanntgeworden ist. In Fig. 1 ist nur der obere Teil dieser Gasfeder, der im Kopfabschnitt eine (nicht gezeigte) Ventilvorrichtung enthält, gezeigt, während der untere Teil, aus dem wie beim Organ 19 dargestellt, eine Kolbenstange ragt, nicht sichtbar ist.
Das äussere Ende dieser Kolbenstange ist in bekannter Weise mit dem Fussteil 1 des Stuhles verschraubt oder verbolzt. Der Zylinderteil des genannten Aggregates, zu dem der obere sichtbare Abschnitt gehört, ist in der früher erwähnten Bohrung im Fussteil gesteuert auf- und abwärts beweglich angeordnet, wobei die Zusammendrückbarkeit des im Aggregat verwendeten Gasmediums den gewünschten Federungsweg liefert. Die Steuerung der Höhenlage des obern Zylinderendes und damit der Sitzplatte 17 erfolgt mittels eines Hebels 43, der, um einen Gelenkzapfen 45 schwenkbar, auf einen Steuerknopf 47 der erwähnten Ventilvorrichtung der Gasfeder 3 einzuwirken bestimmt ist. Das andere, nicht gezeigte Ende des Hebels 43 kann z.B. gleich gestaltet sein wie das bedienungsseitige Ende des Hebels 59 gemäss Fig. 3.
Der Steuerknopf 47 ragt in einen im Tragzapfen 5 vorgesehenen und vom Hebel 43 durchquerten Ausschnitt. Wird der Steuerknopf 47 bei gering oder nicht belastetem Stuhl niedergedrückt, so bewegt sich der Zylinderteil der Gasfeder dank ihrer besondern Ausbildung nach oben. Ist der Stuhl dagegen durch ein für die verwendete Gasfeder charakteristisches Minimalgewicht belastet, so bewegt sich der genannte Zylinderteil nach unten. Daraus ergibt sich die Höhenverstellbarkeit des beschriebenen Stuhles, und dessen Sitzplatte ist dank der Zusammendrückbarkeit des Gasmediums in der Gasfeder 3 in Vertikalrichtung gefedert.
Die eingangs erwähnte Anpassung der Lage der Sitzplatte und der Rückenlehne an die ergonomischen Anforderungen zum richtigen Stützen des Körpers beim Sitzen auf dem Stuhl erfolgt mittels der oben allgemein mit 9 bezeichneten und in der Sitzabstützschale 11 untergebrachten Gestängemechanik, deren Bestandteile im wesentlichen bereits erwähnt wurden. Unter der Annahme, die in Fig. 1 mit ausgezogener Linie gezeigte Lage des Rückenlehnenarmes 51 und der Sitzplatte 15 sei ausser der einen End- auch die Ausgangslage bei der Betrachtung der Wirkungsweise der Gestängemechanik 9, so zeigt Fig. 1 das Kraftspeicherorgan 19 in seiner eingezogenen Stellung. Dieses Organ ist, gleich wie das Stützorgan 3, als mit einem Gasmedium arbeitendes Zylinder-Kolben-Aggregat ausgelegt und soll nachstehend ebenfalls als Gasfeder 19 bezeichnet werden.
Ihr Kopfteil ist wiederum mit einem Anschlussglied 53 versehen, das mit einer Ausnehmung versehen und um den zweiten Bolzen 21 schwenkbar gelagert ist.
Das Kopfteil der Gasfeder 19 ist auch hier mit einer Ventilvorrichtung versehen, deren Steuerknopf 57 in die Ausnehmung 55 ragt und dort vom einen Ende eines Hebels 59 beaufschlagbar ist. Der Hebel 59 ist um ein kugeliges Schwenklager 61 beweglich, welches auf der einen Seite der Sitzabstützschale 11 befestigt ist. Am anderen Ende des Zylinderteils der Gasfeder 19 befindet sich die Austrittsstelle der Kolbenstange 63, die über ein Kopfstück 65 und über einen sechsten Bolzen 67 an der Hebelanordnung 23 angelenkt ist.
Sind nun die Sitzplatte 15 und der Rückenlehnenarm 51 nur geringfügig oder gar nicht belastet, und wird der Hebel 59 in seine in Fig. 3 strichliert gezeigte Stellung gezogen, so wird die Kolbenstange 63 der Gasfeder 19 ausgestossen. Die oben erwähnte Ausgangslage geht auch aus dem untern Dreieck ABC in Fig. 5 hervor, wobei der Dreieckpunkt A durch vereinfachendes Gleichsetzen der Angriffspunkte des ersten und des zweiten Bolzens 17, 21 an der Sitzabstützschale, der Dreieckpunkt B dem Angriffspunkt des sechsten Bolzens 67 an der Hebelanordnung 23 und der Dreieckpunkt C dem Angriffspunkt des vierten Bolzens 33 für die hintere Sitzplattenabstützung an der Hebelanordnung 23 entspricht. Beim Ausfahren der Kolbenstange 63 wird die Lagerstelle des Bolzens 67 an der Hebelanordnung 23 belastet.
Dies hat zur Folge, dass die mit dem strichliert gezeichneten Kreis A in Fig. 1 bezeichnete Stelle der Hebelanordnung 23 zunächst einfach nach rechts wandern möchte. Dies ist jedoch wegen der dort ansteigenden Kontur der Sitzabstützschale 11 nicht möglich.
Weil jedoch die Hebelanordnung 11 über die Lagerung des fünften Bolzens 41 und das Verbindungsglied 35 um den dritten Bolzen 25 schwenkbar ist, weicht sie kurz nach dem Anfahren der Kolbenstange 63 nach oben in Richtung der Lage aus, in der sie bei Erreichen der obern Endlage in Fig. 5 mit strichlierten Linien gezeigt ist. Gleichzeitig läuft das Verbindungsglied 35 von der mit D bezeichneten Achse des Bolzens 41 nach D'. Da die Linie AC in einem bestimmten, von der Höhe der durch die Bolzen 17 und 33 geführten Sitzplattenauflagen abhängigen Winkel zur Sitzplatte verläuft, ist leicht ersichtlich, dass sich durch das beschriebene Verschwenken der Hebelanordnung 23 auch die strichlierte Verbindung AC' ergibt. Der aus Fig. 5 hervorgehende Winkel a ist somit ein Mass für die maximale Verstellbarkeit der Sitzplattenneigung mittels der gezeigten Gestängemechanik am beschriebenen Stuhl.
Die Lage der Gasfeder 19, der Kolbenstange 63, der Hebelanordnung 23 und des Rückenlehnenarmes 51 bei voll ausgefahrener Kolbenstange geht mit den gleichen Details wie in Fig. 1 aus Fig. 2 deutlich hervor. Da indessen die Kolbenstange 39 in jeder beliebigen Zwischenstellung zwischen den gezeigten Endstellungen angehalten werden kann, lässt sich die für eine in bezug auf die auszuführende Arbeit gewünschte richtige Sitzneigung stufenlos einstellen. Die Gasfeder 19 bietet auch hier dank der Zusammendrückbarkeit des Gasmediums eine wünschenswerte Einfederung.
Zum Erzielen der ergonomisch richtigen Stützung des Rückens beim Sitzen muss, wie in Fig. 1 dargestellt, gleichzeitig mit der Sitzplattenneigungsänderung, auch eine Neigungsänderung des Rückenlehnenarmes 51 und somit ein Nachlaufen der Rückenlehne 69 sichergestellt werden. Das richtige Verhältnis dieses Nachlaufens wird dann erzielt, wenn die Veränderung der Sitzplattenneigung im Verhältnis zur Veränderung der Armlehnenneigung etwa 1:2 beträgt.
Um dieses Verhältnis zu erzielen, wird das untere Vorderende des Lehnenarmes zweckmässig an einer Stelle an der Sitzabstützschale 11 angelenkt, die etwa in der Mitte zwischen der vordern Gasfederaufhängung (Bolzen 21) und dem Bolzen 33 liegt. Da der Bolzen 33 eine Verbindung zwi schen der Hebelanordnung 23, dem hintern Ende der Sitzplatte 15 und dem Rückenlehnen arm herstellt, ergibt sich zwangläufig mit der Neigungsverstellung der Sitzplatte auch eine Neigungsverstellung des Rückenlehnenarmes. Weiter ergibt sich, dass die in Fig. 4 einseitig im Schnitt gezeigte Aufhängung zwischen der Sitzabstützschale 11 und dem Rückenlehnenarm 51 ein schwenkbares Glied 71 enthalten muss, um die beim Verschwenken der Hebelanordnung 23 auftretende Längsverschiebung zwischen der Stützschale und dem Arm 51 zu ermöglichen.
Es versteht sich, dass diverse Details des beschriebenen Stuhles auch in anderer Anordnung eingebaut oder anders gestaltet sein können. Ebenso kann die Rückenlehne am Arm verschiebbar gestaltet sein, und anstelle von Gasfedern können andere geeignete Verstellelemente vorgesehen werden.