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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sitzneigungsverstellung
eines Stuhls, insbesondere für
Büro- und
Drehstühle
oder -sessel, sowie einen solchen Stuhl.
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STAND DER TECHNIK
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Nachfolgend
wird die vorliegende sowie die ihr zugrunde liegende Problematik
anhand eines modernen Büro-
und Drehstuhls erläutert,
jedoch ohne die Erfindung dahingehend einzuschränken. Bei modernen Büro- und
Drehstühlen
besteht zur Erhöhung des
Sitzkomforts der Bedarf einer größtmöglichen Einstellbarkeit.
Hierzu gehören
u. a. die Einstellung der Sitzhöhe,
der Rückenlehne
und der Armlehne.
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Hochwertige
Bürostühle sind
zudem oft auch mit einer so genannten Synchronmechanik ausgerüstet, mittels
der sich der Sitz und die Rückenlehne eines
Stuhls bei einem Zurücklehnen
einer darauf sitzenden Person in einer korrelierten Bewegung gemeinsam
nach hinten und nach unten verschwenken. Ein solcher Stuhl ist z.
B. in der
DE 196 40
564 A1 beschrieben. Eine sitzende Person wird hier von
einer vorderen Haltung durch Gewichtsverlagerung in eine rücklehnende
Haltung geführt,
in der ein entspannteres Sitzen möglich ist. In der vorderen
Position nimmt die sitzende Person typischerweise eine nahezu waagerechte
Sitzlage ein, so dass der Oberkörper bezogen
auf die Oberschenkel einen im Wesentlichen rechten Winkel bildet.
Das Becken weist hier die Tendenz auf, in dieser Sitzhaltung nach
hinten zu drehen, sodass damit aus der natürlichen S-Form der Wirbelsäule eine ”Rundrückenhaltung” wird, die vor allem die Bandscheiben
in der Lendenwirbelsäule dauerhaft
belastet.
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Aus
diesen Gründen
sind moderne Bürostühle mit
einer zusätzlichen
Funktionalität
ausgestattet, bei der eine Einstellbarkeit der Grundneigung des Sitzes
möglich
wird. Hierzu ist ein Verstellmechanismus vorgesehen, mit dem der
Sitz zwischen einer waagerechten Position und einer leicht nach
vorn geneigten Position verstellt werden kann, indem z. B. über in der
Regel einfache mechanische Elemente die hintere Sitzkante um circa
2 bis 4 cm um einen Drehpunkt, der sich typischerweise im vorderen
Bereich des Sitzes befindet, angehoben wird. Mittels dieser Funktionalität der Sitzneigungsverstellung
verringert sich der Abstand zwischen Becken und Lordosenabstützpunkt,
was insgesamt die Bandscheiben der Lendenwirbelsäule entlastet.
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Diese
Verstellung der Sitzneigung kann auf verschiedene Weise vorgenommen
werden:
In dem Deutschen Gebrauchsmuster
DE 75 32 885 U1 ist ein
Stuhl beschrieben, bei dem die Sitzneigung über eine Gasdruckfeder verstellt
wird, die im hinteren Teil an der Unterseite des Sitzes angreift.
Die Sitzneigung wird hier über
ein einfaches Scharnierprinzip, welches im Wesentlichen im vorderen
oder mittleren Teil quer unter dem Sitz verläuft, realisiert. Diese Sitzverstellung
verzichtet zwar auf aufwändige Verstellmechaniken,
jedoch ist eine solche Gasdruckfeder vergleichsweise kostenintensiv.
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Insbesondere
aus diesem Grund wird bei modernen Bürostühlen die Verstellung der Sitzneigung
mittels einer im Wesentlichen senkrecht von unten gegen den Sitz
wirkenden Feder realisiert. Ein entsprechender Sitzneigungsverstellmechanismus ist
z. B. in der
DE
20 2005 010 944 U1 beschrieben. Hier ist der Sitz im hinteren
Drittel des Sitzes mit einem sitztragenden Getriebeelement drehgelenkig verbunden
und über
ein Federelement, welches im Wesentlichen eine aufwärts wirkende
Kraft auf den Sitz entfaltet, mit dem sitztragenden Getriebeelement wirkverbunden. Über diese
Verstellmechanik lässt sich
der Sitz über
eine Gegenkraft um einen Winkel bewegen und damit die Sitzneigung
einstellen.
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Bei
den oben genannten Sitzneigeverstellmechanismen besteht das besondere
Problem darin, dass die Verstellmechanik und hier insbesondere deren
(Gasdruck-)Federn im belasteten Zustand die gesamte Last einer auf
dem Sitz befindlichen Person aufnehmen muss. Aus diesen Gründen müssen die entsprechenden
(Gasdruck-)Federn entsprechend groß dimensioniert werden, um
einerseits ein sehr großes
Gewicht aufnehmen zu können.
Andererseits dürfen
diese (Gasdruck-)Federn aufgrund mit der Zeit nicht ihre Federeigenschaften
verlieren oder einbüßen. Der
besondere Anspruch besteht also darin, dass die Verstellmechaniken
und damit auch die entsprechenden (Gasdruck-)Federn für die gesamte
Lebensdauer eines solchen Stuhls ausgelegt sein, ohne dass die federelastischen
Eigenschaften in diesem Zeitraum signifikant verloren gehen.
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Aus
diesen Gründen
werden bei den oben genannten Verstellmechaniken typischerweise überdimensionierte
und damit kostenintensive (Gasdruck-)Federn verwendet, die die genannten
Anforderungen erfüllen.
Dadurch wird aber der gesamte Bürostuhl
signifikant verteuert. Die Sitzneigeverstellmechanik stellt bei
modernen Büro-
und Drehstühlen eine
zusätzliche
Funktionalität
dar, die ein potenzieller Käufer
vor allem bei so ge nannten High-End Büro- und Drehstühlen zwar
schätzt,
für die
er aber nicht bereit ist, einen im Vergleich zu anderen Verstellfunktionen
sehr viel höheren
Preis in Kauf zu nehmen.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, bei einem Stuhl, eine einfache und insbesondere eine möglichst
kostengünstige
Möglichkeit
der Sitzneigeverstellung zu ermöglichen.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Armlehne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder
durch einen Stuhl mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Demgemäß ist vorgesehen:
Eine
Vorrichtung zur Sitzneigungsverstellung eines Stuhls, insbesondere
für Büro- und
Drehstühle
oder -sessel, mit einem federbeaufschlagten Führungshebel, der ein federelastisches
Element aufweist, welches an einem Sitz befestigbar ist und welches
im gespannten Zustand auf den Führungshebel
eine im Wesentlichen vertikal wirkende Federkraft ausübt, mit
mindestens einer an dem Sitz anbringbare, vertikal ausgerichtete
Führungsschiene,
welche im Inneren eine im Wesentlichen vertikal verlaufende, gezahnte
Schiene aufweist, mit einem Zahnrad, welches über eine gelenkige Verbindung
mit dem Führungshebel
derart gekoppelt ist, dass ein Zahnradabschnitt des Zahnrades im
Inneren der Führungsschiene
vertikal bewegbar angeordnet ist, sodass bei jeder Sitzneigung stets
erste Zähne
des Zahnradabschnitts in zweite Zähne der gezahnten Schiene eingreifen.
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Ein
Stuhl, insbesondere Büro-
und Drehstuhl oder -sessel, mit einem Stuhlträger, an dem ein Sitzträger und
eine Rückenlehne befestigt
sind, mit einem Sitz, der an dem Sitzträger befestigt ist, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Sitzneigungsverstellung, die an dem Sitz und dem Sitzträger befestigt
ist und über
welche der Sitz in vertikaler Richtung gegen den Sitzträger neigbar
ist.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht
darin, dass herkömmliche(Gasdruck-)Federn
zur Verstellung der Sitzhöhe eine
Doppelfunktion aufweisen. Diese Doppelfunktion beinhaltet einerseits
eine Rückholfunktion, über welche
ein geneigter Sitz im entlasteten Zustand wieder in seine Ausgangslage
zurückgeholt
wird. Darüber
hinaus muss diese (Gasdruck-)Feder derart ausgebildet sein, dass
sie auch im belasteten Zustand die gesamte, auf den Sitz wirkende
Kraft aufnehmen kann. Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht nun
darin, diese beiden Funktionen voneinander zu trennen. Erfindungsgemäß wird die
Rückholfunktion weiterhin
durch ein federelastisches Element bereitgestellt. Allerdings muss
für diese
Funktionalität
des Zurückholens
des Sitzes in seine Ausgangsposition keine sehr große, übermäßig stark
dimensionierte Feder bereitgestellt werden. Vielmehr reicht hier
ein federelastisches Element mit vergleichsweise geringer Federkraft.
Die zweite Funktionalität,
also die Aufnahme der auf den Sitz wirkenden Kraft im belasteten
Zustand, wird erfindungsgemäß nun nicht
mehr über
das federelastische Element aufgefangen, sondern vielmehr über in entsprechende
gezahnte Schienen eingreifende Zahnräder. Diese gezahnte Schiene
ist erfindungsgemäß in einer
eigens dafür vorgesehenen
Führungsschiene
vorgesehen. Ein jeweiliges Zahnrad ist hier vertikal in einer ihr
zugeordneten Führungsschiene
beweglich angeordnet, wobei die entsprechenden gezahnten Schienen
innerhalb dieser Führungsschienen
ebenfalls eine vertikale Ausrichtung aufweisen. Auf diese Weise
ist eine sehr effektive und darüber
hinaus eine mechanisch sehr stabile Sitzneigungsverstellung möglich.
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Darüber hinaus
ist diese erfindungsgemäße Lösung auch
kostenattraktiv, da einerseits ein federelastisches Element mit
deutlich geringerer Federkraft bereitgestellt werden kann. Darüber hinaus
lassen sich die Elemente des Verstellmechanismus, beispielsweise
der Führungshebel,
das Zahnrad, die Zahnradschiene und dergleichen, z. B. aus Kunststoff
herstellen, was z. B. durch Spritzen sehr einfach und kostengünstig herstellbar
ist. Die erfindungsgemäße Lösung bietet
somit einerseits eine mechanisch äußerst stabile und sichere Sitzneigungsverstellung
und andererseits einen sehr kostengünstigen Verstellmechanismus.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den weiteren Unteransprüchen
sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Zahnrad als nockenartiges
Zahnrad ausgebildet. Dieses Zahnrad weist somit einen Zahnradabschnitt
und einen Hebelabschnitt auf, wobei der Hebelabschnitt in Form einer
nockenförmigen
Ausformung von dem Zahnrad absteht. An diesem Hebelabschnitt ist
eine eigens dafür
vorgesehene Bohrung vorgesehen, an der der Führungshebel über eine
gelenkige Verbindung angelenkt ist. Darüber hinaus wäre auch
denkbar, dass dieser Führungshebel
an der Achse eines kreisförmigen
Zahnrades beispielsweise über
eine axiale Verbindung angekoppelt ist.
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In
einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung weist der Führungshebel
eine stabförmige
Gestalt auf. An einem Ende dieses Führungshebels ist das federelastische
Element über
eine Befestigungseinrichtung, beispielsweise einen Pin, eine Öse oder dergleichen,
befestigt. An dem anderen Ende des Führungshebels weist dieser eine
Bohrung auf, über welche
der Führungshebel
z. B. über
die gelenkige Verbindung an dem Zahnrad angekoppelbar ist oder angekoppelt
ist.
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Vorzugsweise
ist das federelastische Element als Spiralfeder, Schraubenfeder,
Schraubenzugfeder, Kegelfeder oder dergleichen ausgebildet. Diese
Feder ist dabei vorzugsweise innerhalb eines hülsenförmigen oder zumindest teilweise
umschlossenen Abschnitts des Führungshebels
angeordnet und somit vor einer äußeren mechanischen
oder sonst wie schädlichen
Beeinflussung geschützt. Denkbar
wären hier
natürlich
auch andere Arten an federelastischen Elementen.
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Die
Federkraft des federelastischen Elementes ist dabei derart dimensioniert,
dass beispielsweise bei einer horizontalen Sitzstellung das federelastische
Element eine größere Federkraft
aufweist als bei einer gegenüber
der Horizontalen geneigten Sitzstellung. Beispielsweise kann vorgesehen
sein, dass eine maximale Federkraft in der horizontalen Sitzstellung
von etwa 45 N durch das federelastische Element bewirkt wird, wohingegen
diese Federkraft bei einer z. B. um einige Grad geneigten Sitzstellung
nur etwa die Hälfte,
beispielsweise um 25 N beträgt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das federelastische Element
derart ausbildet, dass es bei maximaler Sitzneigung eine maximale
Federspannung und damit auch eine maximale Federkraft aufweist.
Bei einer minimalen Sitzneigung, die z. B. der Ausgangslage des
Sitzes entspricht, ist das federelastische Element nicht oder lediglich
minimal gespannt.
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In
einer typischen Ausgestaltung erfolgt die Sitzneigungseinstellung
gestuft. Hierzu weist der Führungshebel
zumindest zwei Arretierbohrungen auf, in welche ein entsprechender
Stift einer Arretiervorrichtung zur Arretierung einsteckbar ist.
Bei eingestecktem Stift ist damit die Vorrichtung zur Sitzneigungsverstellung
gegen den Sitz arretiert, sodass eine Sitzneigungsverstellung nicht
mehr möglich
ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn drei oder vier Arretierbohrungen
vorgesehen sind, über
welche neben einer maximalen und minimalen Sitzneigungsverstellung
auch eine bzw. zwei mittlere Sitzneigungen einstellbar sind.
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In
einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist eine an dem Sitz anbringbare
Betätigungseinrichtung
vorgesehen, die bei deren Betätigung eine
Verstellung der Sitzneigung ermöglicht.
Die Betätigungseinrichtung
weist ferner eine Arretiervorrichtung auf, die den Führungshebel
im unbetätigten
Zustand gegen den Sitz fixiert und damit eine Bewegung des Führungshebels
in horizontaler Richtung verhindert. Die Betätigungseinrichtung weist typischerweise
eine Betätigungstaste
auf (beispielsweise eine Taste, einen Hebel, einen Knopf-, etc.).
Vorzugsweise weist die Arretierungsvorrichtung ferner einen federbeaufschlagten
Stift auf. Dieser federbeaufschlagte Stift ist z. B. über einen
Bowdenzug mit der Betätigungstaste
Federkraft gekoppelt. Zur Arretierung wird bei nicht betätigter Taste
dieser federbeaufschlagte Stift in entsprechende Arretierausnehmungen
des Sitzes und des Führungshebels
eingeführt. Über diese
Betätigungstaste,
die über
einen Bowdenzug und eine Federkraftkopplung mit dem Arretierstift
verbunden ist, ist damit ein Überlastschutz
realisierbar. Darüber
hinaus wäre
auch denkbar, eine Arretiereinrichtung ohne einen solchen Überlastschutz
bereitzustellen, sofern auf die Federkraftkopplung zwischen Betätigungstaste
und Arretierstift verzichtet wird.
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Alternativ
wäre auch
denkbar, eine stufenlose Verstellung der Sitzneigung vorzusehen.
Diese stufenlose Verstellung der Sitzneigung ist allerdings sehr
viel aufwändiger
als die gestufte Sitzneigungsverstellung, da hier ein größerer Aufwand hinsichtlich der
Funktion der Arretiervorrichtung sowie der Zahnradfunktionalität gestellt
werden muss.
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In
einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist über einen ersten Anschlag eine
maximale Verstellung der Sitzneigung vorgegeben. Darüber hinaus
kann über
einen zweiten Anschlag eine minimale Verstellung der Sitzneigung
vorgegeben sein. Diese Anschläge
können
z. B. innerhalb einer jeweiligen Führungsschiene durch eigens
dafür vorgesehene Vorsprünge in der
Wand dieser Führungsschiene
bereitgestellt werden oder können
auch durch entsprechende Konstruktionselemente des Sitzes und dabei insbesondere
der Sitzschale, an der die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Sitzneigungsverstellung
angebracht ist, bereitgestellt werden. Solche Anschläge sind
sinnvoll, um zu verhindern, dass der Führungshebel und die mit dem
Führungshebel
gekoppelten Zahnräder
sich im Inneren des Sitzes unkontrolliert bewegen können, was
unter Umständen
langfristig zu einer Beschädigung
dieser Elemente führen
könnte.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind zwei Führungsschienen
vorgesehen. Ferner ist neben dem Zahnrad ein weiteres Zahnrad vorgesehen,
wobei die beiden Zahnräder
derart ausgebildet sind, dass sie innerhalb jeweils einer ihr zugeordneten
Führungsschiene
vertikal bewegbar sind. Die beiden Zahnräder sind dabei vorzugsweise über eine
Querkoppeleinrichtung miteinander gekoppelt, um so eine synchrone
Verzahnung der beiden Zahnräder
mit den jeweils ihnen zugeordneten gezahnten Schienen innerhalb
der jeweiligen Führungsschienen zu
ermöglichen.
Diese Querkoppeleinrichtung ist beispielsweise als Querstange ausgebildet,
welche in eigens dafür
vorgesehene mittige Ausnehmungen der beiden Zahnräder eingepasst
sind. Diese Querstange stellt sicher, dass eine auf den Sitz wirkende Kraft
auf beide Seiten der Querstange von den jeweiligen Zahnrädern gleichmäßig auf
die diesen jeweils zugeordneten Führungsschienen übertragen
wird.
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Diese
Querstange trägt
zusammen mit den entsprechenden Zahnrädern im Betrieb die gesamte Last.
Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, wenn die Querstange aus einem
besonders bruch- und
dehnungsfesten Material, beispielsweise aus einem glasverstärkten oder
glasfaserverstärkte
Kunststoffmaterial besteht. Ein solcher hochwertiger Kunststoff ist
beispielsweise ein Polyamidmaterial, in welches Glas oder Glasfasermaterial
beigemengt ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn dieser Kunststoff
bzw. das Polyamid 30 bis 50 Volumenprozent Glas oder Glasfasermaterial
enthält.
Darüber
hinaus wäre
es auch denkbar, wenn die Querstange aus einem möglichst bruch- und dehnungsfesten,
Aluminium-enthaltenden Material, Metall oder Stahl besteht.
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Darüber hinaus
wäre auch
denkbar, wenn die Querstange aus einem metallischen Material oder
aus Stahl besteht. Besonders bevorzugt ist es, wenn auch die Zahnräder und
die Führungsschienen aus
diesen Materialien hergestellt sind. Besonders bevorzugt ist es,
wenn für
die Querstange und/oder die Zahnräder und die Führungsschienen
ein so genanntes Grivory-Material
(z. B. GV-4H) verwendet wird. Grivory ist der Oberbegriff einer
Gruppe von technischen Thermoplasten, die hergestellt und vertrieben
werden von der Firma EMS-Grivory. Grivory HT ist z. B. ein teilkristalliner
thermoplastischer Konstruktionswerkstoff auf der Basis PPA (PPA
= Polyphtalamid. Grivory zeichnet sich durch ein leistungsstarkes
Eigenschaftsprofil aus. Technische Spritzgussteile aus diesem Material
bestechen durch Formstabilität
auch bei hohen Anwendungstemperaturen. Das Eigenschaftsprofil von
Grivory reicht weit in den Leistungsbereich der Hochleistungskunststoffe
hinein. Weitere Eigenschaften von Grivory sind eine hohe Steifigkeit
und Festigkeit bei erhöhten
Anwendungstemperaturen, geringe Beeinflussung der Eigenschaften
durch Wasseraufnahme, gute Dimensionsstabilität und geringe Verzugsneigung, gute Chemikalienbeständigkeit,
gute Oberflächenqualität und eine
kostengünstige,
rationelle Herstellung.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Sitzneigungsverstellung ist diese Vorrichtung mit dem Sitz derart
gekoppelt und derart bezogen auf dem Sitz angeordnet, dass der Sitz
im hinteren Drittel über
die Vorrichtung zur Sitzneigungsverstellung vertikal verstellbar
ist. Alternativ wäre
natürlich
eine Verstellung im vorderen Drittel des Sitzes denkbar. In einer
bevorzugten Ausgestaltung weist der Sitz eine Sitzschale auf, die
aus einem Aluminiumdruckgusmaterial oder einem Kunststoffmaterial
gefertigt ist.
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Die
obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen
sich auf beliebige und geeignete Art und Weise miteinander kombinieren.
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INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele
naher beschrieben. Es zeigen dabei:
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1 eine
Seitendarstellungen eines erfindungsgemäßen Stuhls;
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2 anhand
einer Querschnittsdarstellung ein erstes, allgemeines Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Sitzneigungsverstellung;
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3 anhand
einer perspektivische Darstellung ein zweites, bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Sitzneigungsverstellung;
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3A eine
Ausgestaltung des Führungshebels
des Verstellmechanismus entsprechend 3;
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3B eine
Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung
des Verstellmechanismus entsprechend 3;
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3C eine
Ausgestaltung der Führungsschiene
des Verstellmechanismus entsprechend 3;
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3D, 3E Ausgestaltungen
der Zahnräder
des Verstellmechanismus entsprechend 3;
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4A, 4B Querschnittsdarstellungen eines
an einem Sitz angebrachten erfindungsgemäßen Verstellmechanismus entsprechend 3 von hinten
und von der Seite in einer ersten Verstellposition;
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5A, 5B Querschnittsdarstellungen eines
an einem Sitz angebrachten erfindungsgemäßen Verstellmechanismus entsprechend 3 von hinten
und von der Seite in einer zweiten Verstellposition;
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6 eine
Seitendarstellung des Sitzes von außen gesehen;
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7A, 7B Seitendarstellungen
eines erfindungsgemäßen Stuhls
mit einem erfindungsgemäßen Verstellmechanismus.
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In
allen Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente – sofern
nichts Anderes angegeben ist – mit
denselben Bezugszeichen versehen worden.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt
eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Stuhls mit einem Sitzneigungsverstellmechanismus.
Der hier mit Bezugszeichen 10 bezeichnete Stuhl ist als
Büro-/Drehstuhl ausgebildet.
Der Stuhl 10 umfasst einen Sitzträger 14, der den Sitz 11 trägt. Ferner
ist eine Rücklehne 12 vorgesehen,
die über
einen Rücklehnenträger 15 an
einer Verstellmechanik 16 befestigt ist. Der Sitzträger 14 und
der Rücklehnenträger 15 sind
jeweils an der Verstellmechanik 16 angebracht, die auf
der Standsäule 13 aufsitzt.
Der Stuhl 10 weist ferner einen z. B. mit Rollen ausgestatten
Fußbereich
(hier nicht dargestellt) auf, auf dem die Standsäule 13 befestigt ist.
Der Stuhl 10 weist ferner eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Sitzneigungsverstellung auf, die nachfolgend noch detailliert
erläutert
wird.
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2 zeigt
anhand einer seitlichen Querschnittsdarstellung ein erstes, allgemeines
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung
zur Sitzneigungsverstellung. In 2 ist dabei
mit Bezugszeichen 20 der entsprechende Verstellmechanismus
bezeichnet. Der erfindungsgemäße Verstellmechanismus 20 weist
in der einfachsten Form einen Führungshebel 21,
ein Zahnrad 22 sowie eine Führungsschiene 23 auf.
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Der
Führungshebel 21 wird
typischerweise unter der Sitzschale eines hier nicht dargestellten
Sitzes an diesem befestigt. Der Führungshebel 21 weist ein
erstes und ein zweites Ende 24, 25 auf. An dem ersten
Ende 24 ist ein federelastisches Element 26 angebracht.
Dieses federelastische Element 26 ist andererseits an der
Sitzschale eines Sitzes befestigt. Der Führungshebel 21 ist
derart unter der Sitzschale angeordnet, dass ein gerichtetes, im
Wesentlichen horizontales Bewegen des Führungshebels in der horizontalen
Richtung X möglich ist.
Diese horizontale Richtung X entspricht der Richtung einer auf dem Sitz
sitzenden Person.
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Das
Zahnrad 22 ist hier als nockenförmiger Zahnradhebel 22 ausgebildet,
welcher einen Zahnradabschnitt 27 und einen Hebelabschnitt 28,
der in Form einer nockenförmigen
Ausformung von dem Zahnrad 22 absteht, aufweist. Der Führungshebel 21 ist über eine
gelenkige Verbindung 29 mit seinem zweiten Ende 25 an
diesem Hebelabschnitt 28 angelenkt.
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Die
Führungsschiene 23 ist über in 2 nicht
gezeigte Befestigungsabschnitte, beispielsweise Befestigungslaschen,
Flansche oder dergleichen, an der Sitzschale eines Sitzes befestigt
und damit dort fixiert. Die Führungsschiene 23 ist
im Wesentlichen vertikal und senkrecht zur Ausrichtung des Führungshebels 21 und
damit zur Bewegungsrichtung X ausgerichtet. Die Führungsschiene 23 ist
als eine nach oben geöffnete,
sonst aber im Wesentlichen geschlossene Führungsschiene 23 ausgebildet.
Die Dimensionierung der Führungsschiene 23 ist
derart gewählt,
dass das Zahnrad 22 im Inneren 30 der Führungsschiene 23 aufgenommen
wird. An zumindest einer Wand der Führungsschiene 23 weist
diese einen gezahnte Schiene 31 auf, die derart ausgebildet ist,
dass der Zahnradabschnitt 27 des Zahnrades 22 in
diese gezahnte Schiene 31 eingreifen kann. Darüber hinaus
lässt sich
das Zahnrad 22 im Inneren 30 der Führungsschiene 23 über den
Führungshebel 21 vertikal
in Richtung Y nach oben und unten bewegen. Die Führungsschiene 23 gibt
somit eine vertikale Bewegung in eine Richtung vor.
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Im
entlasteten Zustand zieht das federelastische Element 26 den
Führungshebel 21 nach
rechts, sodass das das an diesem Führungshebel 21 angekoppelte
Zahnrad 22 entlang der Führungsschiene 23 nach
oben bewegt wird. Wird nun eine Kraft F in vertikaler Richtung von
oben auf den (hier nicht gezeigten) Sitz aufgebracht, dann wird
der Führungshebel 21 und
da mit auch das daran befestigte Zahnrad 22 in Richtung
Y nach unten, also in den unteren Bereich der Führungsschiene 23 gedrückt. Gleichzeitig spannt
sich das federelastische Element 26, sodass der Führungshebel 21 auch
in horizontaler Richtung X in die Richtung der Führungsschiene 23 bewegt wird.
Damit wird eine Sitzneigung nach unten realisiert. Wird im Anschluss
daran der Sitz wieder entlastet, d. h. die Kraft F entfällt, dann
zieht das federelastische Element 26 den Führungshebel 21 selbsttätig durch
Federkraft wieder in die entgegen gesetzte horizontale Richtung
X, sodass dass Zahnrad 22 innerhalb der Führungsschiene 23 selbsttätig wieder
nach oben bewegt wird und der Sitz somit wieder in seiner z. B.
waagerechten Ausgangslage gelangt.
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3 zeigt
anhand einer perspektivischen Darstellung ein zweites, bevorzugtes
Aus führungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verstellmechanismus
zur Verstellung der Sitzneigung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Sitzneigungsverstellung ist hier ohne daran befestigtes Sitzelement
dargestellt.
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Der
Verstellmechanismus 20 weist hier analog zu dem ersten
Ausführungsbeispiel
aus 2 einen federbeaufschlagten Führungshebel 21 auf,
an dem ein Zahnradhebel 22 angekoppelt ist, welcher in einer
eigens dafür
vorgesehenen, im Inneren mit einer gezahnte Schiene 31 versehenen
Führungsschiene 23 vertikal
bewegbar ist. Zusätzlich
weist der Verstellmechanismus 20 auch eine Betätigungseinrichtung 32,
eine Querstange 33 und eine zweite Führungsschiene 23A auf.
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3A zeigt
im Detail eine Ausgestaltung des Führungshebels 21 dieses
Verstellmechanismus. Der Führungshebel 21 weist
an seinem ersten Ende 24 einen im Inneren des Führungshebels 21 vorgesehenen
Befestigungsgin 40 auf, an dem das federelastische Element 26 z.
B. über
eine Öse
befestigt ist. Das federelastische Element 26, das beispielsweise
als eine Spiralfe der ausgebildet ist, ist z. B. in einer hülsenartig
ausgebildeten, hohlen Ausnehmung im Inneren des Führungshebels 21 untergebracht,
um somit u. a. vor äußerer Beschädigung geschützt zu sein.
Lediglich ein Abschnitt des federelastischen Elementes 26,
an dem wiederum eine Befestigungsöse 41 angebracht ist,
ragt aus dem hülsenartigen
Ende 24 des Führungshebels 21 heraus, um über diese
Befestigungsöse 41 z.
B. an einem eigens dafür
vorgesehenen Befestigungsgin an der Sitzschale befestigt zu werden.
An dem zweiten Ende 25 weist der Führungshebel 21 einen
abgewinkelten Bereich auf, in dem eine Bohrung 42 vorgesehen
ist. An dieser Bohrung 42 lässt sich der Zahnradhebel 22 mittels
eines drehbaren Gelenks 29 befestigen. Im mittleren Bereich
des Führungshebels 21 weist
dieser im gezeigten Beispiel drei weitere Bohrungen 43–45 auf.
Diese Bohrungen 43–45 sind
Bestandteil einer Arretiervorrichtung, die nachfolgend noch detailliert
erläutert
wird. Über
diese Arretierbohrungen 43–45 lässt sich
der Führungshebel 21 bezogen
auf den Sitz arretieren und damit in einer bestimmten Position fixieren.
In diese Arretierbohrungen 43–45 kann z. B. ein
Einrastpin einer Betätigungsvorrichtung
einrasten. Jede dieser Arretierbohrungen 43–45 ist
jeweils einer vorgegebenen Sitzneigung zugeordnet.
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3B zeigt
ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Betätigungseinrichtung 32. Die
Betätigungseinrichtung 32 weist
eine Betätigungstaste 50 sowie
zwei ineinander verschiebbare Hülsen 51, 52 auf.
Die innere Hülse 51 ist über einen Bowdenzug 53 mit
der Betätigungstaste 50 verbunden
und wird damit bei einer Betätigung
der Betätigungstaste 50 in
Richtung Z, also seitlich weg vom Sitz, gezogen. Die innere Hülse 51 ist
darüber
hinaus über
eine Feder 55 mit der äußeren Hülse 52 verbunden.
Wird die Betätigungstaste 50 betätigt, dann
zieht diese gleichermaßen
die innere Hülse 51 und über die
Feder 55 auch die äußere Hülse 52 in
die Richtung Z. An der der Taste 50 gegenüber liegenden
Seite weist die äuße re Hülse 52 einen
Einrastpin 56 (oder einen Arretierstift) auf, der Bestandteil
der Arretiervorrichtung ist und im arretierten Zustand in entsprechenden
Arretierbohrungen 43–45 des
Führungshebels 21 und
der Sitzschale einrasten kann. Der Durchmesser D dieses Einrastpins 56 ist
derart dimensioniert, dass er zumindest etwas kleiner ist als der
Durchmesser der Arretierbohrungen 43–45. Über die
Federkraftkopplung der Feder 55 wird eine Zugentlastung
zwischen der inneren und der äußeren Hülse 51, 52 und
damit auch der Betätigungstaste 50 realisiert.
Wird z. B. die Betätigungstaste 50 betätigt und
ist der Einrastpin 56 noch in einer entsprechenden Arretierbohrung 43–45 eingerastet,
wird die Druckfeder 57 zunächst zusammen gedrückt. Die Überlastfeder 55 wird
auseinander gezogen und übt eine
Zugkraft auf den Einrastpin 56 aus. Der Einrastpin 56 wird
erst dann aus der Arretierbohrungen 43–45 gezogen, wenn
die von der Überlastfeder 55 auf
den Einrastpin 56 ausgeübte
Federkraft größer als
die Reibkraft oder Klemmkraft zwischen dem Einrastpin 56 und
der entsprechenden Arretierbohrung 43–45 ist. Dies ermöglicht eine
bessere, angenehmere und elegantere Betätigung durch den Benutzer sowie
einen Überlastschutz.
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3C zeigt
den nockenförmigen
Zahnradhebel 22, der über
eine im Hebelabschnitt 28 vorgesehene Bohrung 61 an
dem Führungshebel 21 befestigt
werden kann. Im Zahnradabschnitt 27 weist der Zahnradhebel 22 eine
sechseckige, durchgehende Ausnehmung 60 auf, in welcher
die Querstange 24, welche ebenfalls einen entsprechenden,
möglichst passgenauen
sechseckförmigen
Querschnitt aufweist, einsteckbar ist. 3D zeigt
ein entsprechendes Zahnrad 22A, welches ebenfalls eine
sechseckförmige
Ausnehmung 60A für
die Querstange 24 aufweist.
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3E zeigt
eine Führungsschiene 23, 23A, wie
sie sowohl für
den Zahnradhebel 22 als auch das Zahnrad 22A verwendet
werden kann. Diese Führungsschiene 23, 23A weist
ein Gehäuse 70 auf,
an dessen oberen Bereich hakenförmige
Befestigungsabschnitte 71 vorgesehen sind, über welche
das Gehäuse 70 in
entsprechende Ausnehmungen der Sitzschale eingesteckt und dort eingeklippst
oder auf andere Weise befestigt werden kann. Die Führungsschiene 23, 23A weist
an einer ersten Seitenwand einen Zahnabschnitt 72 in Form
einer gezahnten Schiene auf. Die Zähne (und die Zahnlücken) dieses Zahnabschnittes 72 sind
derart dimensioniert, dass die dazu passenden Zähne (und die Zahnlücken) der Zahnräder 22, 22A in
diesen Zahnabschnitt 72 eingreifen können, um die von den Zahnrädern 22, 22A übertragene
Kraft formschlüssig
aufnehmen zu können.
Vorzugsweise stehen dabei immer mindestens zwei Zähne der
Zahnräder 22, 22A mit
jeweils mindestens zwei Zähnen
eines Zahnabschnittes 72 in Eingriff. Der Eingriffspunkt
soll dabei möglichst
gut abrollen, damit wenig Verschleiß entsteht und die Kraft optimal
aufgenommen werden kann. Daher gleicht z. B. die Form der Zahnflanke
der Zähne
der Zahnräder 22, 22A und
des Zahnabschnittes 72 entweder einer Evolvente oder einer
Zykloide. Vorzugsweise wird aber eine Evolventenverzahnung verwendet.
-
An
der dem Zahnabschnitt 72 gegenüberliegenden zweiten Wand ist
im unteren Bereich ein Anschlag 73 vorgesehen, der eine
untere Begrenzung für
eine vertikale Bewegung der Zahnräder 22, 22A im
Inneren 36 des Gehäuses 70 bezeichnet.
Die Führungsschiene 23, 23A weist
an einer rückwärtigen Seite
ferner eine im Wesentlichen geschlossene Wand 74 auf, in
welcher eine längliche
Ausnehmung 75 vorgesehen ist. Diese längliche Ausnehmung dient der
Durchführung
der Querstange 33 in das Innere der Führungsschiene 23, 23A,
um so in die jeweilige Ausnehmung 60, 60A des
jeweiligen Zahnrades 22, 22A passgenau gesteckt
zu werden. Die vertikale Länge
dieser länglichen
Ausnehmung 75 ist derart dimensioniert, dass die Querstange 33 sowohl bei
einer maximalen als auch einer minimalen Auslenkung des Führungshebels 21 und
damit des daran angekoppel ten Zahnrades 22 ungehindert
vertikal auf und ab bewegbar ist.
-
3 zeigt
in der perspektivischen Ansicht die in den 3A–3E gezeigten
Elemente des Verstellmechanismus 20 im montierten Zustand.
Die zwischen den beiden Zahnrädern 22, 22A angeordnete
Querstange 33 ermöglicht
eine synchrone Verzahnung durch Querkopplung, sodass dadurch eine Last über die
Zahnräder 22, 22A und
die beiden Führungsschienen 23, 23A gleichmäßig auf
die linke und rechte Seite des Sitzes verteilt wird. Man verhindert durch
diese gleichmäßige Lastverteilung
effektiv, dass der Sitz bei der Sitzneigungsverstellung kippelt.
-
Vor
allem die in Vertikalrichtung verlaufenden Zahnräder 22, 22A ermöglichen
eine mechanisch stabile Höhenverstellung.
Diese Zahnräder 22, 22A nehmen
dabei den größten Teil
der Last auf. Die Arretierung erfolgt über die eigens dafür vorgesehene
Arretiervorrichtung. Bei arretiertem Führungshebel 21 liegt
die gesamte Last somit an den in Eingriff stehenden Zahnrädern 22, 22A und
nicht an dem federelastischen Rückholelement 26 an.
Dieses federelastische Element 26 lässt sich auf diese Weise kleiner
und damit kostengünstiger
dimensionieren, als dies bei bekannten Lösungen der Fall ist.
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Die 4A, 4B bzw. 5A, 5B zeigen
jeweils Querschnittsdarstellungen eines erfindungsgemäßen Verstellmechanismus
entsprechend 3 von hinten und von der Seite
zur Erläuterung zweier
unterschiedlichen Verstellpositionen. 6 zeigt
eine Seitendarstellung des Sitzes von außen gesehen. In diesen Figuren
ist der erfindungsgemäße Verstellmechanismus 20 in
einem an Sitz 11 montierten Zustand gezeigt. Der Sitz 11 weist
hier eine Sitzschale oder Sitzplatte 80 auf, auf welcher
das Sitzpolster 81 aufgebracht ist. Die Sitzplatte 80 weist eine
gehäuseartige,
gestellartige Konstruktion auf, in deren Innerem 82 der
erfindungsgemäße Verstellmechanismus 20 angeordnet
ist. Lediglich die Betätigungseinrichtung 32 ragt
seitlich aus dem Inneren 82 des Sitzträgers 80 heraus (siehe 5A, 5B, 6).
Diese Betätigungseinrichtung 32 steht
z. B. seitlich unter dem Sitz 11 hervor (6)
oder ist in einer eigens dafür
vorgesehenen Ausnehmung im Gehäuse
des Sitzes 11 eingebettet, sodass eine auf dem Sitzträger 11 sitzende
Person diese Betätigungseinrichtung 32 während der
Benutzung des Stuhl einfach und bequem betätigen kann. Eine Verstellung
der Sitzneigung in der Höhe
erfolgt hier z. B. durch Sitzentlastung bei gleichzeitiger Hebelbetätigung der
Betätigungseinrichtung 32.
Eine Verstellung der Sitzneigung in der Tiefe erfolgt durch Betätigung der
Betätigungseinrichtung 32 bei
gleichzeitigem Belasten des Sitzes in vertikaler Richtung.
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Im
Beispiel in den 4A, 4B greift
z. B. der Einrastpin 56 in die erste Arretierbohrung 43 des Führungshebels 21 ein.
In diesem Zustand greift der Zahnradhebel 22 in die im
unteren Bereich der Führungsschiene 23 vorgesehenen
Zähne der
gezahnten Schiene 31 und liegt z. B. an dem Anschlag 73 an.
Dieser Gehäuseabschnitt 73 bildet
gleichermaßen
einen Anschlag 73 zur Definition einer minimalen Sitzneigungsverstellung.
In dieser in 4A gezeigten Position ist eine
minimale Sitzneigung realisiert. Die Feder 26, welche an
dem Pin 83 an der Sitzschale befestigt ist, ist hier minimal
gedehnt.
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In
Beispiel in den 5A, 5B greift
der Einrastpin 56 in die dritte und damit letzte Arretierbohrung 45.
Hier greifen die Zähne
des Zahnradhebels 22 in die oberen Zähne der gezahnten Schiene 31 ein.
Ein Gehäuseabschnitt 84 der
Sitzschale 80 bildet dabei ebenfalls einen Anschlag für die maximale
Sitzneigungsverstellung. In diesem Zustand ist eine maximale Verstellung
der Sitzneigung realisiert. Die Feder 26 ist hier maximal
gedehnt. Bei einer Lösung
der Arretierung würde
diese Feder 26 den Führungshebel 21 und
damit den Sitz 11 wieder in die Ausgangslage, wie sie in
den 4A, 4B gezeigt ist, bringen.
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Darüber hinaus
wäre auch
eine mittlere Sitzneigung realisierbar, beispielsweise wenn der
Einrastpin 56 in die mittlere Arretierbohrung 44 eingreift (in
den Figuren nicht gezeigt).
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Die 7A, 7B zeigen
Seitendarstellungen eines erfindungsgemäßen Stuhls mit einem erfindungsgemäßen Verstellmechanismus.
In der 7A ist dabei der Verstellmechanismus 20 in
seiner Ausgangsposition dargestellt, d. h. der Sitz 11 ist hier
nicht gekippt, wohingegen in dem Beispiel in 7B der
Sitz 11 über
den erfindungsgemäßen Verstellmechanismus 20 um
4° nach
vorne geneigt ist. Die Schwenkachse, über welche der Sitz dabei geneigt
ist, ist hier mit Bezugszeichen 85 bezeichnet. Die Neigung
des Sitzes 11 gegenüber
der Horizontalen ist mit α bezeichnet.
Der Neigungswinkel beträgt im
Beispiel in 7A α = 0°, wohingegen im Beispiel in 7B der
Neigungswinkel α =
4° beträgt.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art
und Weise modifizierbar.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf die vorstehende
Konstruktion eines Sitzneigeverstellmechanismus beschränkt. Vielmehr wäre auch
denkbar, auf die Querstange sowie das Bereitstellen einer zweiten
vertikalen Führungsschiene
zu verzichten, wenngleich dies insbesondere aus Stabilitätsgründen weniger
vorteilhaft wäre.
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Wenngleich
die Arretierung über
einen federbeaufschlagten Arretierstift mittels Betätigung eines Bowdenzugs
mit oder ohne Überlastschutz
von Vorteil ist, lässt
sich natürlich
auch ei ne andere Arretiermöglichkeit
verwenden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
lassen sich drei verschiedene Sitzhöhen einstellen, indem über eine
Arretiereinrichtung der Führungshebel
jeweils an drei verschiedenen horizontalen Positionen arretiert
wird. Denkbar wären natürlich auch
lediglich zwei einstellbare Sitzneigungen oder mehr als drei einstellbare
Sitzneigungen. Darüber
hinaus wäre
es auch denkbar, eine stufenlose Sitzneigeverstellung zu realisieren,
sofern für
die Arretierung eine andere als die oben beschriebene, Einrastpin
bezogene Arretierung verwendet wird.
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Auch
wenn die vorliegende Erfindung in den vorstehenden Ausführungsbeispielen
im Wesentlichen auf die Verwendung von Führungsschienen, Zahnradhebeln
und lineare Führungsschienen
beschrieben wurde, wäre
auch eine Variation dieser Elemente durch gleich wirkende Elemente
denkbar.
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Auch
die Konstruktion der Führungsschienen
und der Zahnräder
lässt sich
natürlich
variieren, ohne vom erfindungsgemäßen Gegenstand abzuweichen.
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Auch
müssen
die Querstange und die entsprechenden Ausnehmungen in den Zahnrädern nicht
notwendigerweise sechseckig ausgebildet sein, sondern können auch
quadratisch, dreieckig, vieleckig oder etwa auch rund oder oval
sein.
-
Auch
die angegebenen Materialien, Größenangaben
und Dimensionierungen sind lediglich beispielhaft zu verstehen.
-
Auch
bezieht sich die Erfindung nicht notwendigerweise auf Drehstühle und/oder
Bürosessel, sondern
lässt sich
auch bei beliebig anderen Stühlen vorteilhaft
einsetzen.
-
- 10
- Stuhl
- 11
- Sitz
- 12
- Rückenlehne
- 13
- Standsäule
- 14
- Sitzträger
- 15
- Rückenlehnenträger
- 16
- Verstellmechanik
- 20
- Verstellmechanismus,
Vorrichtung zur Sitzneigungsverstellung
- 21
- Führungshebel
- 22
- nockenförmiges Zahnrad,
Zahnradhebel
- 22A
- Zahnrad
- 23,
23A
- Führungsschienen
- 24,
25
- Enden
des Führungshebels
- 26
- federelastisches
Element, Spiralfeder
- 27
- Zahnradabschnitt
- 28
- Hebelabschnitt
- 29
- gelenkige
Verbindung
- 30
- Inneres
der Führungsschiene
- 31
- Rastschienen,
Zahnradabschnitt
- 32
- Betätigungseinrichtung
- 33
- Querstange
- 40
- Befestigungsgin
- 41
- Befestigungsöse
- 42
- Bohrung
- 43–45
- Arretierbohrungen
- 50
- Betätigungstaste
- 51
- (innere)
Hülse
- 52
- (äußere) Hülse
- 53
- Bowdenzug
- 55
- Überlastfeder
- 56
- Einrastpin,
Arretierstift
- 57
- Druckfeder
- 60,
60A
- sechseckige
Ausnehmung für
die Querstange
- 61
- Bohrung
- 70
- Gehäuse der
Führungsschiene
- 71
- hakenförmige Abschnitte,
Befestigungsabschnitte
- 72
- Zahnabschnitt
- 73
- Anschlag
- 74
- rückwärtige Wand
- 75
- Ausnehmung
für die
Querstange
- 80
- Sitzschale,
Sitzplatte
- 81
- Polster
- 82
- Inneres
der Sitzschale
- 83
- Befestigungsgin
- 84
- Anschlag
- 85
- Schwenkachse,
Drehachse
- X
- horizontale
Verstellrichtung
- Y
- vertikale
Verstellrichtung
- Z
- Betätigungsrichtung
- F
- Kraft
- D
- Durchmesser
des Einrastpins
- α
- Neigungswinkel