DE10147548C1 - Federmechanik zur Gewichtseinstellung für einen Stuhl - Google Patents

Abstract

Die Federmechanik (2) dient insbesondere zur Gewichtseinstellung für einen Bürostuhl mit einer Synchronmechanik und weist ein Federelement (4) auf, das zur Übertragung einer Rückstellkraft auf eine Rückenlehne des Stuhls vorgesehen ist und dessen Vorspannung mittels eines in einer Vorspannrichtung (30) auf das Federelement (4) einwirkenden Einstellmechanismus (10) verstellbar ist. Für eine komfortable Gewichtseinstellung mit geringem manuellen Kraftaufwand ist ein Hilfsfederelement (6) vorgesehen, das zusätzlich zum Einstellmechanismus (10) auf das Federelement (4) in dessen Vorspannrichtung (30) einwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Federmechanik zur Gewichtseinstellung für einen Stuhl, insbesondere für einen Bürostuhl, und speziell für einen Bürostuhl mit Synchron­ mechanik.

Ein solcher Stuhl, insbesondere mit Synchronmechanik, weist eine neigbare Rüc­ kenlehne auf, auf die über ein Federelement eine Rückstellkraft in eine Aus­ gangsstellung, insbesondere in die aufrechte Sitzposition, ausgeübt wird. Unter Gewichtseinstellung wird nunmehr verstanden, dass die von dem Federelement ausgeübte Rückstellkraft einstellbar ist, um für Personen mit unterschiedlichem Gewicht jeweils eine geeignete Rückstellkraft in die aufrechte Sitzposition bereit­ zustellen. Die Schenkelfeder ist dabei üblicherweise unterhalb der Sitzfläche des Stuhls feststehend angeordnet und mit der Rückenlehne verbunden.

Für die Gewichtseinstellung umfasst die Federmechanik beispielsweise als Fe­ derelement eine Schenkelfeder, deren Vorspannung mittels eines mechanischen Einstellmechanismus, beispielsweise mit Hilfe einer Einstellschraube, eingestellt wird. Der Einstellmechanismus wirkt üblicherweise in Vorspannrichtung auf den einen Federschenkel der Schenkelfeder ein und drückt diesen in eine Vorspann­ richtung, während der andere Federschenkel zumindest mittelbar mit der Rüc­ kenlehne des Stuhl verbunden ist.

In der DE 42 35 691 C1 ist eine Kippsteueranordnung für einen Stuhl beschrie­ ben, bei der zur Gewichtseinstellung eine einstellbare Kippfeder vorgesehen ist.

Bei einem Bürostuhl mit einer Synchronmechanik zur Neigungsverstellung einer Rückenlehnen-Sitz-Einheit ist für das Bereitstellen einer ausreichenden Rückstell­ kraft ein starkes Federelement notwendig. Dies gilt insbesondere für Synchron­ mechaniken, bei denen die Sitzvorderkante absenkbar ist. Aufgrund des starken Federelements, also aufgrund der hohen Federkraft des Federelements, ist ein Vorspannen des Federelements nur durch sehr hohe Kräfte oder durch sehr gro­ ße Spannwege möglich. Daher ist bei einer herkömmlichen Federmechanik die Einstellung der Gewichtskraft für den Stuhl wenig komfortabel, da entweder von der jeweiligen Person manuell eine sehr große Kraft aufgewendet werden muss, oder sehr viele Umdrehungen der beispielsweise vorgesehenen Einstellschraube (großer Spannweg) erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und komfortabel zu be­ dienende Federmechanik zur Gewichtseinstellung für einen Stuhl zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass die Federmechanik zur Ge­ wichtseinstellung ein Federelement aufweist, dessen Vorspannung mittels einem in einer Vorspannrichtung auf das Federelement einwirkenden Einstellmechanis­ mus verstellbar ist, wobei ein Hilfsfederelement vorgesehen ist, das zusätzlich zum Einstellmechanismus auf das Federelement in dessen Vorspannrichtung einwirkt.

Der entscheidende Vorteil ist in der Anordnung des Hilfsfederelements zu sehen, welches insbesondere permanent in Vorspannrichtung auf das Federelement ein­ wirkt, so dass der für den Einstellmechanismus notwendige Kraftaufwand für die Einstellung der Vorspannung reduziert ist. Zumindest ein Teil des für die Verstel­ lung der Vorspannung notwendigen Kraftaufwands wird also von dem Hilfsfe­ derelement übernommen. Dadurch ist lediglich eine geringe manuelle Kraft für die Betätigung des Einstellmechanismus erforderlich. Durch das Hilfsfederelement wird also eine einfache, wenig Kraft erforderliche Gewichtseinstellung ermöglicht, ohne dass unkomfortabel lange Spannwege notwendig sind. Die Erfindung geht daher von der prinzipiellen Idee aus, die manuell über den Einstellmechanismus durchzuführende Gewichtseinstellung durch das Hilfsfederelement zu unterstüt­ zen.

Zweckdienlicherweise ist das Hilfsfederelement zum Federelement derart ange­ ordnet, dass das Hilfsfederelement vorgespannt ist, wenn sich das Federelement in einer entspannten Stellung befindet. Die beiden Federelemente sind im Hinblick auf ihre Federkraft also zueinander gegenwirkend angeordnet, so dass jeweils das eine Federelement auf das andere Federelement spannend bzw. entspan­ nend einwirkt. Dies ist ein wesentlicher Gesichtspunkt, um eine komfortable Ge­ wichtseinstellung zu ermöglichen. Denn einerseits wird die Erhöhung der Vor­ spannung des Federelements durch das vorgespannte Hilfsfederelement unter­ stützt. Mit zunehmender Vorspannung des Federelements wird gleichzeitig das Hilfsfederelement entspannt. Um die Vorspannung des Federelements wieder zu reduzieren, muss das Hilfsfederelement wieder gespannt werden, was von dem nunmehr vorgespannten Federelement unterstützt wird. Unter entspannt wird hier allgemein diejenige Position des jeweiligen Federelements verstanden, in der es am wenigsten vorgespannt ist.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist das Federelement eine Schen­ kelfeder mit einem Federschenkel, auf den der Einstellmechanismus sowie zu­ gleich das Hilfsfederelement in Vorspannrichtung einwirken. Dadurch ist ein ins­ gesamt konstruktiv einfacher Aufbau ermöglicht. Zweckdienlicherweise ist hierzu zudem das Hilfsfederelement als Druckfeder ausgebildet.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist ein an einer festen Drehachse gelagerter Umlenkhebel vorgesehen, der bei einer Drehbewegung auf das Fe­ derelement in Vorspannrichtung einwirkt, und an dem zur Ausübung der Drehbe­ wegung der Einstellmechanismus angreift. Die Anordnung des Umlenkhebels, der beispielsweise nach Art einer Wippe mit außenliegenden Achsen ausgebildet ist, ermöglicht in vorteilhafter Weise durch die Wahl von geeigneten Angriffspunkten für den Einstellmechanismus einerseits und der Verbindung mit der Schenkelfeder andererseits eine geeignete Ausnutzung von Hebelkräften, um den aufzubringen­ den Kraftaufwand zur Gewichtseinstellung möglichst gering zu halten. Gleichzeitig kann durch eine geeignete Formgebung des Umlenkhebels eine weitgehend kompakte Ausgestaltung der gesamten Federmechanik erzielt werden. Denn die über den Umlenkhebel ausgeführte Drehbewegung zur Gewichtseinstellung benö­ tigt relativ wenig Platz im Vergleich zu einer reinen Linearverstellung. Die Federmechanik kann daher insgesamt sehr platzsparend unter der Sitzfläche des Stuhls angeordnet sein.

Für eine möglichst komfortable Gewichtseinstellung umfasst der Einstellmecha­ nismus bevorzugt einen Spindelantrieb, der über einen Mitnehmer mit dem Um­ lenkhebel verbunden ist. Der Spindelantrieb wird dabei insbesondere über einen Drehknopf betätigt, der vorzugsweise über ein Kegelgetriebe mit dem Spindelan­ trieb verbunden ist. Die Anordnung eines zwischen dem Drehknopf und dem Mit­ nehmer geschalteten Getriebes ermöglicht in vorteilhafter Weise die Wahl eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses, um den Kraftaufwand bzw. die notwendi­ ge Anzahl der Umdrehungen des Drehknopfes zur Gewichtseinstellung geeignet einzustellen.

Zweckdienlicherweise übt das Hilfsfederelement auf den Umlenkhebel ein in Vor­ spannrichtung wirkendes Drehmoment aus. Dies hat den Vorteil, dass lediglich der Umlenkhebel am Federelement angreift, dass also das vom Hilfselement und vom Einstellmechanismus jeweils ausgeübte Drehmoment gemeinsam über den Umlenkhebel auf die Feder übertragen wird. Durch den Angriff des Hilfselements am Umlenkhebel werden zudem Hebelwirkungen geeignet ausgenutzt.

Vorzugsweise sind im Hinblick auf eine kompakte Ausführung der Federmechanik zwei symmetrisch zueinander angeordnete Federelemente vorgesehen, denen ein gemeinsames Hilfsfederelement zugeordnet ist.

Zum gleichzeitigen Vorspannen der beiden Federelemente ist in einer zweckmä­ ßigen Weiterbildung vorgesehen, dass der Umlenkhebel zwei zueinander beab­ standete Hebelteile aufweist, die gemeinsam um die Drehachse gelagert sind und weiterhin über eine Querstange miteinander verbunden sind, an der das Hilfsfe­ derelement angreift. Bevorzugt ist weiterhin an den Hebelteilen, insbesondere auf deren Außenseiten, jeweils ein auf das jeweilige Federelement in Vorspannrich­ tung einwirkender Spannnoppen vorgesehen. Der Spannnoppen liegt insbesondere auf dem jeweiligen Federschenkel der als Schenkelfeder ausgebildeten Fe­ derelemente auf.

Der Umlenkhebel und insbesondere seine beiden Hebelteile sind zweckdienli­ cherweise dreiecksförmig ausgebildet. Diese Grundgeometrie ist besonders vor­ teilhaft im Hinblick auf eine geeignete Ausnutzung von Hebelwirkungen im Hin­ blick auf die Angriffspunkte der Spannnoppen, des Mitnehmers des Spindelan­ triebs sowie des Hilfsfederelements, jeweils in Relation zur feststehenden Dreh­ achse. Bevorzugte Ausgestaltungen der Federmechanik mit dem dreiecksförmig ausgebildeten Umlenkhebel sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen Darstellungen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Federmechanik im ent­ spannten Zustand des Federelements,

Fig. 2 die Federmechanik nach Fig. 1 im gespannten Zustand des Federelements, und

Fig. 3 u. 4 jeweils eine vergrößerte Seitendarstellung zu der minimal vor­ gespannten Position nach Fig. 1 bzw. der maximal vorge­ spannten Position nach Fig. 2.

Die in den Figuren dargestellte Federmechanik 2 zur Gewichtseinstellung eines Stuhls, insbesondere eines Bürostuhls mit Synchronmechanik, umfasst zwei als Schenkelfeder 4 mit jeweils einem ersten und zweiten Federschenkel 4A, 4B aus­ gebildete Federelemente, ein als Druckfeder 6 ausgebildetes Hilfsfederelement, einen Umlenkhebel 8 sowie einen Einstellmechanismus 10.

Der Umlenkhebel 8 weist zwei voneinander beabstandete Hebelteile 12 auf, die jeweils dreiecksförmig ausgebildet sind. Durch die Dreieckspitze der Hebelteile 12 läuft eine gemeinsame Drehachse 14, um die der Umlenkhebel 8 drehbar gelagert ist. Die Drehachse 14 ist in nicht dargestellter Weise am Stuhl, insbesondere un­ ter der Sitzfläche des Stuhls, fest angeordnet. Durch eine der beiden Basisecken der dreiecksförmig ausgebildeten Hebelteile 12 verläuft eine gemeinsame Quer­ stange 16, die ebenso wie die gemeinsame Drehachse 14 die beiden Hebeltei­ le 12 voneinander beabstandet hält. An der Außenseite der beiden Hebelteile 12 ist im Bereich der zweiten Basisecke jeweils ein Spannnoppen 18 angeordnet.

An der Querstange 16 greift die Druckfeder 6 mit ihrem einen Ende an. Das ande­ re Ende ist in geeigneter Weise am Stuhl befestigt. Die Spannnoppen 18 wirken auf die Schenkelfeder 4 ein und zwar liegen sie hierzu jeweils auf dem ersten Fe­ derschenkel 4A auf.

An dem einen Hebelteil 12 ist zwischen der Dreieckspitze und der ersten Basisec­ ke, an der die Querstange 16 angeordnet ist, außenseitig ein Zapfen 20 angeord­ net, an dem der Einstellmechanismus 10 angreift. Der Einstellmechanismus 10 weist dabei einen Spindelantrieb 22 mit einem auf einer Spindel 23 zwangsge­ führten Mitnehmer 24 auf, der mit dem Zapfen 20 zusammenwirkt. Der nur sche­ matisch und ohne Spindelgänge dargestellte Spindelantrieb 22 ist über ein Kegel­ getriebe 26 und einer Betätigungsstange 28 mit einem nicht dargestellten Dreh­ knopf zur manuellen Betätigung verbunden.

Die in den Figuren dargestellte Federmechanik 2 wird zur Gewichtseinstellung bevorzugt unterhalb der Sitzfläche eines mit einer Synchronmechanik versehenen Bürostuhls angeordnet, wobei die beiden zweiten Federschenkel 4B zur Rücken­ lehne des Stuhls verlaufend angeordnet sind. Die Schenkelfedern 4 übertragen daher eine Rückstellkraft auf diese Rückenlehne. Die Rückstellkraft wirkt dabei derart, dass die Rückenlehne automatisch in eine aufrechte Sitzposition gebracht wird. Durch die Einstellung der Vorspannung der Schenkelfedern 4 lässt sich in Abhängigkeit des Gewichts einer Person die Höhe dieser Rückstellkraft einstellen.

Die Wirkungsweise der Federmechanik für diese sogenannte Gewichtseinstellung ist folgende:
Gemäß Fig. 1 befinden sich die Schenkelfedern 4 im entspannten Zustand, d. h. die Federmechanik 2 ist für ein geringes Gewicht voreingestellt. Die Druckfeder 6 befindet sich im gespannten Zustand und drückt auf die Querstange 16, so dass sie ein Drehmoment auf den Umlenkhebel 8 ausübt. Über die Spannnoppen 18 wird dieses Drehmoment in eine Vorspannrichtung 30, in der die beiden Schen­ kelfedern 4 vorgespannt werden, auf die Schenkelfeder 4 übertragen. Hierzu wird der jeweils erste Federschenkel 4A nach unten gedrückt. Solange der Einstellme­ chanismus 10 nicht betätigt wird, erfolgt keine Drehbewegung des Umlenkhe­ bels 8, da durch die formschlüssige Verbindung zwischen dem Zapfen 20 und dem Mitnehmer 24 die Drehbewegung und damit ein Vorspannen der Schenkel­ federn 4 unterbunden ist. Ein Vorspannen erfolgt erst dann, wenn über den nicht dargestellten Drehknopf der Spindelantrieb 22 betätigt wird, so dass der Mitneh­ mer sich entlang der Spindel 23 bewegt, dabei den Zapfen 20 mitnimmt und somit eine Drehbewegung des Umlenkhebels 8 um die Drehachse 14 bewirkt. Von dem Spindelantrieb 22 wird über den Mitnehmer 24 und den Zapfen 20 ein weiteres Drehmoment auf den Umlenkhebel 8 übertragen, welches sich mit dem durch die Druckfeder 6 ausgeübten Drehmoment überlagert. Die Druckfeder 6 unterstützt also die über den Einstellmechanismus vorzunehmende Gewichtseinstellung da­ hingehend, dass ein nur geringer Kraftaufwand erforderlich ist. Bei Betätigung des Drehknopfs geht die Federmechanik 2 allmählich von dem in Fig. 1 dargestellten Zustand in den in Fig. 2 dargestellten Zustand über.

In dem in Fig. 2 dargestelltem Zustand sind die beiden Schenkelfedern 4 vorge­ spannt, so dass die Federmechanik 2 insgesamt für ein hohes Gewicht ausgelegt ist. Gleichzeitig ist die Druckfeder 6 in einem entspannten Zustand und übt nur noch ein geringes Drehmoment auf den Umlenkhebel 8 aus, während die beiden Schenkelfedern 4 ein gegenüber dem ungespannten Zustand erhöhtes Drehmo­ ment über die Spannnoppen 18 auf den Umlenkhebel 8 ausüben, welches dem von der Druckfeder 6 hervorgerufenen Drehmoment entgegenwirkt. Soll die Vorspannung der Schenkelfedern 4 wieder reduziert werden, unterstützen die nun­ mehr gespannten Schenkelfedern 4 entgegen der Federkraft der Druckfeder 6 deren Spannung, so dass auch diese Einstellung wenig manuellen Kraftaufwand erfordert.

Die Federkräfte der Schenkelfedern 4 einerseits und der Druckfeder 6 anderer­ seits sind dabei vorzugsweise derart bemessen, dass sich die jeweiligen auf den Umlenkhebel 8 ausgeübten gegenläufigen Drehmomente im Wesentlichen ge­ genseitig neutralisieren. Dies bedeutet, dass zur Gewichtseinstellung nur sehr ge­ ringe manuelle mechanische Kräfte über den Drehknopf aufgebracht werden müssen. Dies sorgt insgesamt für eine sehr komfortable Gewichtseinstellung selbst dann, wenn von den Schenkelfedern 4 sehr hohe Rückstellkräfte erzeugt werden müssen, wie dies insbesondere bei einem Bürostuhl mit Synchronmecha­ nik mit absenkender Sitzvorderkante notwendig ist.

Das dargestellte Prinzip mit dem gegenläufig wirkenden Federelement und Hilfsfederelement ist nicht auf die Verwendung von Schenkelfedern 4 und einer Druckfeder 6 begrenzt, sondern kann auch durch andere Federtypen, wie bei­ spielsweise Gasfedern, realisiert werden.

Bezugszeichenliste

2

Federmechanik

4

Schenkelfeder

4

A,

4

B Federschenkel

6

Druckfeder

8

Umlenkhebel

10

Einstellmechanismus

12

Hebelteil

14

Drehachse

16

Querstange

18

Spannnoppen

20

Zapfen

22

Spindelantrieb

23

Spindel

24

Mitnehmer

26

Kegelgetriebe

28

Betätigungsstange

30

Vorspannrichtung

Claims (13)

1. Federmechanik (2) zur Gewichtseinstellung für einen Stuhl, insbesondere für einen Bürostuhl mit Synchronmechanik, mit einem Federelement (4), das zur Übertragung einer Rückstellkraft auf eine Rückenlehne des Stuhls vorgesehen ist und dessen Vorspannung mittels eines in einer Vorspann­ richtung (30) auf das Federelement (4) einwirkenden Einstellmechanis­ mus (10) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hilfsfederelement (6) vorgesehen ist, das zusätzlich zum Einstell­ mechanismus (10) auf das Federelement (4) in dessen Vorspannrich­ tung (30) einwirkt.

2. Federmechanik (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsfederelement (6) vorgespannt ist, wenn sich das Federele­ ment (4) in einer entspannten Stellung befindet.

3. Federmechanik (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement eine Schenkelfeder (4) mit einem Federschen­ kel (4A) ist, auf den der Einstellmechanismus (10) sowie das Hilfsfederele­ ment (6) in Vorspannrichtung (30) einwirken.

4. Federmechanik (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsfederelement als Druckfeder (6) ausgebildet ist.

5. Federmechanik (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einer festen Drehachse (14) gelagerter Umlenkhebel (8) vorge­ sehen ist, der bei einer Drehbewegung auf das Federelement (4) in Vor­ spannrichtung (30) einwirkt, und an dem zur Ausübung der Drehbewegung der Einstellmechanismus (10) angreift.

6. Federmechanik (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellmechanismus (10) einen Spindelantrieb (22) umfasst, der über einen Mitnehmer (24) mit dem Umlenkhebel (8) verbunden ist. .

7. Federmechanik (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsfederelement (6) auf den Umlenkhebel (8) ein in Vorspann­ richtung (30) wirkendes Drehmoment ausübt.

8. Federmechanik (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei symmetrisch zueinander angeordnete Federelemente (4) vorge­ sehen sind, denen ein gemeinsames Hilfsfederelement (6) zugeordnet ist.

9. Federmechanik (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkhebel (8) zwei zueinander beabstandete Hebelteile (12) aufweist, die gemeinsam um die Drehachse (14) gelagert sind und die weiterhin über eine Querstange (16) miteinander verbunden sind, an der das Hilfsfederelement (6) angreift.

10. Federmechanik (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Hebelteilen (12) jeweils ein auf das jeweilige Federelement (4) in Vorspannrichtung (30) einwirkender Spannnoppen (18) vorgesehen ist.

11. Federmechanik (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkhebel (8) in etwa dreiecksförmig ist und sich von einer Ba­ sisseite unter Bildung zweier Basisecken zu einer Dreieckspitze erstreckt, wobei die Drehachse (14) durch die Dreieckspitze verläuft und das Hilfsfe­ derelement (6) an der Basisseite, insbesondere an der ersten Basisecke, angreift.

12. Federmechanik (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkhebel (8) an seiner Basisseite, insbesondere an der zwei­ ten Basisecke, auf das Federelement (4) in Vorspannrichtung (30) einwirkt.

13. Federmechanik (2) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellmechanismus (12) zwischen der Basisseite und der Drei­ eckspitze angreift.