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Die
Erfindung betrifft eine Synchronmechanik für Bürostühle mit den im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie sie aus einer Vielzahl
von Druckschriften, beispielsweise der
DE 103 57 165 A1 oder
DE 36 35 044 A1 in
ihrem grundsätzlichen
Aufbau bekannt ist.
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Unter
der Bezeichnung „Synchronmechanik" werden Baugruppen
im Sitzunterbau eines Bürostuhles
verstanden, die für
eine miteinander gekoppelte, eine bestimmte Relativbewegung von
Sitz- und Rückenlehne
zueinander mit sich bringende Kinematik sorgen. Dazu ist auf einer
Stuhlsäule
ein Basisträger platziert,
an dem zum einen ein um eine Querachse schwenkbarer, gelenkig mit
dem Basisträger
verbundener Sitzträger
und zum anderen ein ebenfalls um eine Querachse schwenkbarer, gelenkig
mit dem Basisträger
verbundener Rückenlehnenträger gelagert sind.
Auf dem Sitzträger
ist der in aller Regel mit einer gepolsterten Sitzfläche versehene
Sitz des Bürostuhls
montiert. Der Rückenlehnenträger, der
sich gängiger
Weise von der eigentlichen Synchronmechanik nach hinten erstreckt,
trägt an
einem nach oben verlaufenden Ausleger die Rückenlehne des Bürostuhles.
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Sitzträger und
Rückenlehnenträger sind
derart gelenkig gekoppelt, dass eine Schwenkbewegung der Rückenlehne
nach hinten – wie
sie beispielsweise durch ein Anlehnen des Stuhlbenutzers an die
Rückenlehne
hervorgerufen werden kann – eine
Absenkbewegung der Hinterkante des Sitzes nach unten induziert.
Diese korrelierte Sitz-Rückenlehnen-Bewegung
bringt einen erheblichen Komfortvorteil mit sich und ist aus orthopädischen
Gründen
erwünscht.
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Ein
grundsätzlicher
Sachverhalt bei Synchronmechaniken liegt in ihrer Federbeaufschlagung gegen
die Verschwenkung nach hinten. Hierzu ist aus dem Stand der Technik
eine Vielzahl von Federkonstruktionen bekannt. Die bei der Konstruktion
gemäß
DE 101 25 994 A1 vorgesehene
Federanordnung basiert auf zwei Schenkelfedern, die im Basisträger untergebracht
sind. Der eine Schenkel der Feder ist in einer Verstellanordnung
im Basisträger
untergebracht, wogegen der zweite Schenkel nach oben in Richtung
Sitzträger
ragt, der sich über
ein entsprechendes Widerlager an diesem Schenkel abstützt und
damit entgegen seiner nach hinten gerichteten Schwenkrichtung beaufschlagt
wird.
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Bei
dieser Verstellanordnung wird der sich darin abstützende Schenkel
der Schenkelfeder zur Änderung
deren Vorspannung in seiner Position verstellt, wobei direkt gegen
die Kraft der Schenkelfeder gearbeitet werden muss. Dies bedingt
einen relativ hohen Kraftaufwand bei der Verstellung.
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Bei
der Synchronmechanik gemäß
DE 103 57 165 A1 sind
als Federanordnung Schraubenzugfedern vorgesehen, deren eine Aufhängungspunkt über eine
Verstellmechanik in Feder-Längsrichtung verstellbar
ist. Dadurch wird die Vorspannung der Federanordnung und damit die
Gegen-Federkraft
verstellt. Konkret sind schwenkbar gelagerte Aufhängungshaken
für die
Enden der Federn in der Federanordnung vorgesehen. Durch ein relativ
komplexes Getriebe wird die Drehbewegung einer Betätigungswelle
in eine Schwenkbewegung der Aufnahmehaken umgesetzt, die so eine
Verlagerung des Aufhängepunktes
der Federn und eine Variierung der Federvorspannung erzeugen.
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Auch
bei dieser Verstelleinrichtung für
die Federvorspannung wird gegen die Kraft der Feder gearbeitet,
sodass entweder hohe Betätigungskräfte herrschen
oder eine solche Getriebeübersetzung
innerhalb des Betätigungsmechanismus
vorgesehen werden, dass für
die Verstellung über
einen bestimmten Bereich eine hohe Anzahl von Umdrehungen der Betätigungswelle
notwendig sind. Beides bringt Einbußen beim Bedienungskomfort
der Federkraft-Verstellung mit sich.
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Bei
der
DE 36 35 044 A1 ist
als Federanordnung eine Druckfeder vorgesehen, die zur Beaufschlagung
des Sitzträgers
entgegen seiner Schwenkrichtung zwischen dem Basisträger und
einem mit dem Sitzträger
schwenkbaren Abstützhebel
eingespannt ist.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Synchronmechanik
für Bürostühle mit
einer verbesserten Verstellanordnung anzugeben, aufgrund derer die
Verstellung der Gegen-Federkraft mit hohem Bedienungskomfort, insbesondere
geringem Kraftaufwand und Stellweg erfolgen kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Demnach ist als Verstellanordnung für die Gegen-Federkraft der Druckfeder ist ein zwischen
Sitzträger
und Abstützhebel
angeordnetes Koppelelement zur Übertragung
der Schwenkbewegung des Sitzträgers
auf den Abstützhebel
vorgesehen. Der Abstand des Koppelelements zu den Drehachsen von
Sitzträger
und Abstützhebel
ist nun derart verstellbar, dass sich bei gegebenem Schwenkwinkel des
Sitzträgers
ein abstandsabhängiger
Schwenkwinkel des Abstützhebels
ergibt. Damit wird auch das Kompressionsmaß der Druckfeder abhängig vom Abstand
des Koppelelements zu den Drehachsen von Sitzträger und Abstützhebel.
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Das
verschiebbare Koppelelement fügt
also gewissermaßen
ein verschiebbares Übersetzungsgetriebe
zwischen Sitzträger
und Druckfeder ein, das unabhängig
von der Gegenkraft der Druckfeder verstellbar ist. Insbesondere
muss der Verstellmechanismus nicht gegen die Federkraft arbeiten,
wie dies beispielsweise bei einer Gegenkraft-Einstellung durch eine Änderung
der Vorspannung der Feder der Fall ist.
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Bevorzugte
Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben,
deren Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
anhand der beigefügten
Zeichnungen entnehmbar sind. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Synchronmechanik schräg von hinten,
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2 und 3 Seitenansichten
der Synchronmechanik in der horizontalen Grund- und nach hinten
abgesenkten Auslenkstellung,
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4 und 5 perspektivische
Ansichten der Synchronmechanik von schräg vorne und hinten bei abgenommenem
Sitzträger,
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6 einen
Vertikalschnitt der Synchronmechanik in der Längsmittelebene,
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7 bis 10 Vertikalschnitte
entlang der Schnittlinie W-W gemäß 12 in
Grund- und abgesenkter Stellung der Synchronmechanik mit unterschiedlich
eingestellter Gegen-Federkraft,
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11 ein
höchst
schematisches Schaubild zur Erläuterung
der Funktionsweise der Gegenkraft-Verstellung,
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12 einen
vertikalen Querschnitt der Synchronmechanik entlang der Schnittlinie
A-A nach 6, und
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13 einen
in Längsrichtung
versetzten Vertikalschnitt der Synchronmechanik entlang der Schnittlinie
C-C gemäß 12.
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Wie
aus den 1 bis 3 deutlich
wird, weist die Synchronmechanik 1 als tragendes Element
einen Basisträger 2 auf,
der im Bereich seines hinteren Endes mit einer Konusaufnahme 3 (siehe 6)
zum Aufstecken der Synchronmechanik 1 auf das obere Ende
einer gestrichelt angedeuteten Stuhlsäule 4 versehen ist.
Weitere Grundbauteile der Synchronmechanik 1 sind der Rückenlehnenträger 5 und
der Sitzträger 6.
Der Rückenlehnenträger 5 ist vor
der Konusaufnahme 3 etwa mittig im Basisträger 2 über eine
Querachse 7 schwenkbar am Basisträger 2 gelagert. Er
weist dabei zwei nach hinten verlaufende Seitenstreben 8, 9 auf,
die zwischen sich eine Aufnahmeplatte 10 zur Montage der
nicht näher
dargestellten Rückenlehne
einschließen.
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Der
Basisträger 2 erstreckt
sich von der Konusaufnahme 3 aus in einem Bogen nach vorne
oben (siehe 2 und 3), wo in
seinem vorderen Endbereich der im Wesentlichen als umgekehrte, in Draufsicht
etwa rechteckige Wanne ausgebildete Sitzträger 6 mit seinem vorderen
Endbereich über
ein Gelenk 11 (siehe 6) angebunden
ist.
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In
seinem rückwärtigen Endbereich
ist der Sitzträger 6 mit
dem Rückenlehnenträger 5 ebenfalls gelenkig
gekoppelt. Dazu sind im Bereich der Seitenstreben 8, 9 des
Rückenlehnenträgers 5 nach
oben abstehende Lager wangen 12, 13 angeformt,
die nach außen
abstehende Achsstummel 14, 15 tragen. Damit greift
der Rückenlehnenträger 5 in
entsprechende Aufnahmen im Sitzträger 6 ein und bildet
somit die in 4 und 5 angedeutete,
in Querrichtung verlaufende Schwenkachse 16 zwischen Rückenlehnen 5 und
Sitzträger 6.
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Aufgrund
der gelenkigen Verbindung zwischen Basisträger 2, Sitzträger 6 und
Rückenlehnenträger 5 kann
eine typische Verstellbewegung der Synchronmechanik 1 erzielt
werden, wie es sich aus einem Vergleich der 2 und 3 ergibt. 2 zeigt
die Synchronmechanik 1 in ihrer Grundstellung, in der der
Sitzträger
und damit die darauf befindliche (nicht dargestellte) Sitzpolstereinheit
im Wesentlichen horizontal und der Rückenlehnenträger 5 so
angeordnet sind, dass die ebenfalls nicht dargestellte, am Rückenlehnenträger 2 befestigte
Rückenlehne
im Wesentlichen aufrecht gestellt ist.
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Lehnt
sich der Stuhlbenutzer gegen diese Rückenlehne an, so wird der Rückenlehnenträger 5 nach
hinten unten (im Uhrzeigersinn gemäß 2 und 3)
um die Querachse 7 verschwenkt. Dabei wird der Sitzträger 6 in
Schwenkrichtung S um das Gelenk 11 nach unten verschwenkt.
Die drei Bauteile Basisträger 2,
Rückenlehnenträger 5 und
Sitzträger 6 nehmen
dann die in 3 gezeigte Stellung mit nach hinten
geneigter Sitzpolstereinheit und nach hinten weggeschwenkter Rückenlehne
ein.
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Die
Synchronmechanik 1 ist mit Hilfe einer als Ganzes mit 17 bezeichneten
Federanordnung entgegen der oben erläuterten Synchronverstellbewegung
kraftbeaufschlagt. Herzstück
dieser Federanordnung 17 ist eine zentral im Basisträger 2 in
vertikaler Richtung angeordnete, offen gewickelte Schraubendruckfeder 18,
die sich mit ihrem unteren Ende an einem Gegenlager 19 im
Basisträger 2 vor der
Konusaufnahme 3 abstützt.
Mit ihrem oberen Ende stützt
sich die Druckfeder 18 über
einen noch näher
zu erläuternden
Abstützhebel 20 an
der Deckwand 21 des Sitzträgers 6 ab. Bei der
oben erwähnten
Verschwenkung der Synchronmechanik 1 in Schwenkrichtung
S schwenkt der Sitzträger 6 nach unten,
wodurch die Schraubendruckfeder 18 komprimiert wird und
eine entsprechende Gegenkraft gegen die Synchronverstellbewegung
erzeugt.
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Zur
Einstellung dieser Gegenkraft ist eine als Ganzes mit 22 bezeichnete
Verstellanordnung vorgesehen, deren Herzstücke die beiden Stellschieber 23 mit
den daran angeformten Koppelelementen 24 sind. Diese Verstellanordnung 22 wird
im Folgenden noch ausführlich
erörtert.
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Wie
aus den 4 bis 6 deutlich
wird, ist der Abstützhebel 20 als
einarmiger Hebel ausgebildet, dessen flächiger Hebelarm an seinem freien Ende
eine Abstützplatte 25 für das obere
Ende der Schraubendruckfeder 18 ausbildet. Diese ist dort
mit Hilfe eines angeformten Gegenlagers 26 gehalten. Symmetrisch
zur Mittellängsebene
(= Zeichnungsebene in 6) sind beiderseits der Abstützplatte 25 zwei
horizontal und in Sitzlängsrichtung
L verlaufende Stützwangen 27 am
Abstützhebel 20 vorgesehen, die
mit dem oben erwähnten,
noch näher
zu erörternden
Koppelelement 24 des Stellschiebers 23 kooperieren.
Der Abstützhebel 20 ist
schließlich über zwei in
Querrichtung fluchtende, seitliche Lagerwangen 28 (siehe 4, 12 und 13)
auf einer in Querrichtung verlaufenden Achse 29 der Verstellanordnung 22 zusammen
mit dem Sitzträger 6 verschwenkbar.
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Wie
ferner aus den 4, 5 und 7 deutlich
wird, sind die jeweils ein Koppelelement 24 tragenden Stellschieber 23 der
Verstellanordnung über
einen als Ganzes mit 30 bezeichneten Zahnstangenantrieb
in Sitzlängsrichtung
L verstellbar gelagert. Dazu weist der nach unten weisende Rand
der Stell schieber 23 eine Zahnstange 31 auf, die
jeweils mit im Durchmesser kleinen Zahnrädern 32 kämmt. Letztere
sind auf der Achse 29 drehfest gelagert, auf der gleichzeitig
zentrisch ein im Durchmesser größeres Zahnrad 33 drehfest
sitzt. Letzteres wird durch ein Abtriebszahnrad 34 auf
einer in Querrichtung verlaufenden, im Basisträger 2 angeordneten
Verstellwelle 35 angetrieben, an deren freien Ende ein
Handrad 36 zur manuellen Betätigung der Verstellanordnung 22 sitzt.
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Wie
insbesondere aus 7 und 13 deutlich
wird, sind die Stützwangen 27 auf
ihrer dem Koppelelement 24 zugewandten Oberseite mit einem reibungsarmen
Belag 37, beispielsweise aus PTFE, versehen, so dass das
im Querschnitt als ballig geformter Kopf ausgebildete Koppelelement 24 besonders
leichtgängig
entlang der Stützwangen 27 gleiten kann.
Für eine
leichtgängige
Verstellung der Stellschieber 23 ist es ferner vorgesehen,
dass in der in 7, 9 und 13 dargestellten
Ausgangsposition der Abstandsspalt 38 zwischen der Oberseite der
Stützwangen 27 einschließlich Belag 37 zur
Unterseite 39 der Deckwand 21 des Sitzträgers 6 etwas größer ist
als die vertikale Ausdehnung d des als balliger Kopf ausgestalteten
Koppelelementes 24. Dazu schlägt der Abstützhebel 20 mit der
Oberseite seiner Abstützplatte 25 an
der Unterseite 39 der Deckwand 21 des Sitzträgers 6 an,
wie aus der schwarz hervorgehobenen Kontur in 13 deutlich
wird. Dadurch ist die Gegen-Federkraft F der Schraubendruckfeder 18 auf
den Sitzträger 6 abgetragen
und das Koppelelement 24 kann unter Spiel in dieser Grundstellung gemäß den 7, 9 und 13 unbeeinflusst von
der Federkraft in Sitzlängsrichtung
L verstellt werden. Dies wird durch ein Drehen am Handrad 36 bewerkstelligt.
Die Drehbewegung wird über
die Verstellwelle 35, das Abtriebszahnrad 34,
das zentrale Zahnrad 33 und die beiden kleineren Zahnräder 32 auf
die beiden Stellschieber 23 der Verstellanordnung 22 übertragen,
so dass die Koppelelemente 24 der Stellschieber 23 zwischen
den in 7 und 9 dargestellten Extrempositionen
mit maximalem bzw. minimalem Abstand aS,
aA von den Drehachsen (Gelenk 11 bzw.
Achse 29 von Sitzträger 6 bzw.
Abstützhebel 20)
verschiebbar ist.
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Die
in 7 bis 10 dargestellten Zustände der
Synchronmechanik 1 finden sich in der Schemadarstellung
gemäß 11 wieder,
anhand derer die Gegenkraftverstellung mit Hilfe der Verstellanordnung 22 wie
folgt zu erläutern
ist (der Übersichtlichkeit
halber ist in den 7 bis 10 die Schraubendruckfeder 28 weggelassen):
Ausgegangen
wird von der in 7 dargestellten Grundstellung
der Synchronmechanik 1, in der die Koppelelemente 24 an
den Stellschiebern 23 der Verstellanordnung 22 mit
maximalem Abstand aS, aA von den
Drehachsen 11, 29 vom Sitzträger 6 und Abstützhebel 20 angeordnet
sind. Wird mm die Synchronmechanik 1 durch ein Verschwenken
der Rückenlehne aktiviert,
wird der Sitzträger 6 um
die Drehachse (Gelenk 11) verschwenkt. Aufgrund der abweichenden Drehachse
des Abstützhebels 20 wird
die Schwenkbewegung des Sitzträgers 6 über die
Koppelelemente 24 auf den Abstützhebel 20 übertragen.
Bei einem maximalen Schwenkwinkel SS des
Sitzträgers 6 ergibt
sich ein maximaler Schwenkwinkel SA (11) des
Abstützhebels 20,
der für
eine bestimmte Komprimierung der Schraubendruckfeder 18 und
damit eine Gegen-Kraft F gegen die Verstellbewegung der Synchronmechanik 1 sorgt.
Diese Gegenkraft F ist bei der Stellung der Koppelelemente 24 und
in 7 und 8 minimal.
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Zur
Erhöhung
der Gegenkraft F wird mit Hilfe des Handrades 36 die Verstellanordnung 22 betätigt und
die Koppelelemente 24 werden von der in 7 gezeigten
Ausgangsstellung in die in 9 gezeigte Endstellung
verfahren (Abstände
aS' und
aA' in 11).
Wird nun die Synchronmecha nik verschwenkt, so ist der Abstützhebel 20 aufgrund
der näher
zu dessen Drehachse hin gewanderten Koppelelemente 24 stärker ausgelenkt,
wie dies in 11 gestrichelt eingezeichnet
ist. Bei ein- und demselben maximalen Schwenkwinkel SS des
Sitzträgers 6 ergibt
sich ein größerer Schwenkwinkel
SA' des
Abstützhebels 20.
Damit wird die Schraubendruckfeder 18 bei gleich bleibendem
Schwenkwinkel SS des Sitzträgers 6 stärker komprimiert
und die von ihr in der Synchronmechanik 1 erzeugte Gegen-Federkraft größer.