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Die Erfindung betrifft eine Synchronmechanik für eine korrelierte Sitz-Rückenlehnen-Bewegung eines Bürostuhles, mit einem auf einer Stuhlsäule plazierbaren Basisträger, einem Sitzträger und einem Rückenlehnenträger.
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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. Auf dem Sitzträger ist der in aller Regel mit einer gepolsterten Sitzfläche versehene Sitz des Bürostuhles montiert. Der Rückenlehnenträger, der sich in gängiger Weise von der eigentlichen Synchronmechanik nach hinten erstreckt, trägt an einem nach oben verlaufenden Ausleger die Rückenlehne des Bürostuhles.
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Es ist bekannt, bestimmte Arten von Synchronmechaniken derart aufzubauen, daß der Benutzer des Bürostuhles sich durch eine Belastung der Rückenlehne selbst nach oben hebt. Mit anderen Worten arbeitet der Benutzer beim Betätigen der Synchronmechanik durch Zurückdrücken der Rückenlehne gegen sein eigenes, auf dem Sitz aufliegendes Gewicht. Der gewünschte Schwenkwiderstand stellt sich somit quasi selbsttätig aufgrund des Gewichtes des Benutzers ein.
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Solche selbsteinstellenden Synchronmechaniken sind nicht nur oft vergleichsweise kompliziert aufgebaut, bestehen aus einer Vielzahl zusammenwirkender Bauteile und/oder sind aufwendig in ihrer Montage, sondern beanspruchen oft auch einen vergleichsweise großen Bauraum.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache selbsteinstellende Synchronmechanik bereitzustellen, die einen geringen Bauraum benötigt. Diese Aufgabe wird durch eine Synchronmechanik nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist eine Synchronmechanik für eine korrelierte Sitz-Rückenlehnen-Bewegung eines Bürostuhles vorgesehen, mit einem auf einer Stuhlsäule plazierbaren Basisträger, einem Sitzträger und einem Rückenlehnenträger, wobei der Rückenlehnenträger sowohl um eine erste Querachse schwenkbar mit dem Basisträger als auch mit dem Sitzträger gelenkig verbunden ist und wobei der Sitzträger über ein Koppelelement mit dem Basisträger gelenkig verbunden ist, wobei das Koppelelement sowohl um eine zweite Querachse schwenkbar mit dem Basisträger als auch mit dem Sitzträger gelenkig verbunden ist, wobei ein Federmechanismus zum Einstellen des Schwenkwiderstandes der Rückenlehne vorgesehen ist, welcher Federmechanismus wenigstens ein Federelement aufweist, wobei das wenigstens eine Federelement mit seinem einen Federende mit dem Rückenlehnenträger und mit seinem anderen Federende entweder mit dem Sitzträger oder mit dem Koppelelement verbunden ist derart, daß eine Bewegung der Rückenlehne eine Bewegung beider Federenden hervorruft.
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Wegen der beidseitigen Beaufschlagung des wenigstens einen Federelements wird nur ein sehr kurzer Federweg benötigt, um die gewünschte Federwirkung zu erzielen. Hierdurch wird für den Aufbau der Mechanik besonders wenig Platz benötigt. Die erforderlichen Konstruktionselemente können auf vergleichsweise kleinem Raum, insbesondere unter Verwirklichung einer besonders geringen Bauhöhe der Mechanik, untergebracht werden.
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Die gewünschte beidseitige Beaufschlagung des wenigstens einen Federelements wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß das eine Federende beabstandet von der ersten Querachse mit dem Rückenlehnenträger und/oder das andere Federende mit dem Sitzträger oder, wenn es mit dem Koppelelement verbunden ist, mit diesem beabstandet von der zweiten Querachse verbunden ist. Dies dient zur Ausbildung einer Anzahl Hebelarme, mit deren Hilfe bei einer Verschwenkung des Rückenlehnenträgers nach hinten, wie sie durch ein Anlehnen des Benutzers an die Rückenlehne hervorgerufen wird, die beidseitige Beaufschlagung hervorgerufen wird.
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Vorzugsweise ist das wenigstens eine Federelement derart mit den entsprechenden Konstruktionselementen der Mechanik verbunden, daß die beidseitige Beaufschlagung dazu führt, daß sich der Abstand der beiden Federenden zueinander verändert. Vorzugsweise bewirkt dabei die beidseitige Beaufschlagung, je nachdem, ob es sich bei dem wenigstens einen Federelement um eine Druckfeder oder eine Zugfeder handelt, entweder eine Verringerung oder eine Vergrößerung des Abstandes der beiden Federenden zueinander.
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Vorzugsweise weist der Federmechanismus Mittel zur Einstellung der Federkraft des wenigstens einen Federelements auf derart, daß die Entfernung eines Federendes zu der ersten Querachse und/oder die Entfernung eines Federendes zu der zweiten Querachse veränderbar ist. Hierdurch kann der die Beaufschlagung der Federenden bestimmende und damit den Schwenkwiderstand des Rückenlehnenträgers beeinflussende wirksame Hebelarm verlängert oder verkürzt werden. Bei der Einstellung der Federkraft wird die Lage des Federelements in der Mechanik, insbesondere deren Neigung verändert, wodurch sich im Ergebnis die Vorspannung der Gesamtmechanik ändert.
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Das Einstellen der Federkraft erfolgt dabei vorzugsweise derart, daß keine Arbeit gegen die Federkraft verrichtet werden muß. Für eine solche „kraftlose“ Federkrafteinstellung sind die Einstellmittel derart ausgebildet, daß das lageveränderliche Federende auf einer Kreisbahn mit im wesentlichen konstanten Radius um das andere Federende bewegbar ist. Die Vorspannung des Federelements bleibt dabei unverändert.
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Vorzugsweise umfassen die Einstellmittel einen Kurventrieb, dessen mit einem Kurventräger zusammenwirkende Kurvenrolle mit einem lageveränderlichen Federende des wenigstens einen Federelements verbunden ist und durch eine durch den Benutzer manuell oder motorisch bewirkte Bewegung des Kurventrägers in Positionen unterschiedlicher Federkraft bewegbar ist. Die Verwendung eines Kurventriebs als Einstellmittel ist wegen der durch die vorgegebene Kurvensteigung exakt definierbaren Bewegungskurve des Federendes vorteilhaft.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird außerdem die Anzahl der Koppelelemente, insbesondere die Anzahl der Sitzträger und Rückenlehnenträger verbindenden Elemente, verringert, um dadurch einen besonders einfachen konstruktiven Aufbau der Mechanik zu erreichen, ohne auf die gewünschte Funktionalität einer Synchronmechanik zu verzichten. Aus diesem Grund ist der Rückenlehnenträger sowohl um eine Querachse schwenkbar und damit die Hauptschwenkachse der Mechanik definierend mit dem Basisträger als auch mit dem Sitzträger vorzugsweise unmittelbar, d.h. direkt und ohne Zwischenschaltung eines zusätzlichen Bauteils, gelenkig verbunden.
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Die Anbindung der drei Hauptkomponenten der Mechanik, Basisträger, Sitzträger und Rückenlehnenträger, untereinander ist vorzugsweise derart ausgeführt, daß eine Schwenkbewegung der Rückenlehne von einer Grundstellung sowohl in eine nach hinten verschwenkte Stellung eine sofortige Absenkbewegung des in Stuhllängsrichtung gesehen hinteren Bereichs des Sitzträgers nach hinten unten als auch eine sofortige Anhebebewegung des in Stuhllängsrichtung gesehen vorderen Bereichs des Sitzträgers nach hinten oben induziert.
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Anstelle des sonst üblichen Anhebens des gesamten Sitzes wird also der hintere Bereich des Sitzes bei einem Verschwenken der Rückenlehne in ihre nach hinten verschwenkte Stellung abgesenkt, während der vordere Bereich des Sitzes angehoben wird. Das Absenken des hinteren Sitzbereiches erfolgt dabei unmittelbar bei jedem Verlassen der Grundstellung, ohne daß etwa zunächst eine Anhebebewegung des hinteren Sitzbereiches erfolgt. Als Grundstellung wird dabei diejenige Stellung angesehen, in der die Rückenlehne nicht nach hinten verschwenkt ist.
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Dadurch, daß der Sitzträger in seinem rückwärtigen Bereich abgesenkt wird und gleichzeitig ein Anheben des vorderen Bereichs des Sitzträgers erfolgt, erfolgt ein synchrones Mitführen des Sitzes in einem definierten Verhältnis zur Rückenlehne sowie ein Neigen der Sitzfläche. Hierdurch gibt sich der gewünschte Synchroneffekt, bei dem sich der Winkel des Sitzträgers zum Rückenlehnenträger ändert.
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Das Gewicht des Benutzers wirkt sich direkt auf den von dem Benutzer spürbaren Schwenkwiderstand aus. Ein leichter Benutzer muß bei einem Verschwenken einen deutlich geringeren Schwenkwiderstand überwinden, als ein schwerer Benutzer. Subjektiv ergibt sich für jeden Benutzer der gleiche „gefühlte“ Widerstand beim Verschwenken der Rückenlehne.
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Die spezielle Synchronbewegung der erfindungsgemäßen Mechanik wird vorzugsweise auf besonders einfache Art und Weise dadurch erreicht, daß durch die Positionen der Anlenkpunkte des Rückenlehnenträgers an dem Basisträger einerseits und an dem Sitzträger andererseits ein als integraler Bestandteil des Rückenlehnenträgers ausgebildetes Koppelelement definiert ist. Anders ausgedrückt ist zwischen Rückenlehnenträger und Sitzträger kein beidseitig frei verschwenkbares Koppelelement mehr erforderlich. Statt dessen dient der Rückenlehnenträger selbst als Koppelelement.
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Eine besonders geeignete Koppelgeometrie und eine daraus resultierende Synchronbewegung wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, daß der Anlenkpunkt des Rückenlehnenträgers an dem Sitzträger in Sitzlängsrichtung gesehen in jeder Stellung des Rückenlehnenträgers hinter dem Anlenkpunkt des Rückenlehnenträgers an dem Basisträger und der Anlenkpunkt des vorderen Koppelelementes an dem Sitzträger in Sitzlängsrichtung gesehen in jeder Stellung des Rückenlehnenträgers vor dem Anlenkpunkt des vorderen Koppelelementes an dem Basisträger liegt. Vorzugsweise wird dies dadurch unterstützt, daß das vordere Koppelelement mit dem Sitzträger über ein reines Drehgelenk und nicht etwa über in kombiniertes Dreh-/Schiebegelenk verbunden ist.
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Gegenüber anderen selbsteinstellenden Mechaniken zeichnet sich die vorliegende Synchronmechanik dadurch aus, daß sie besonders flachbauend ist, so daß eine entsprechende Baugruppe nur sehr wenig Bauraum benötigt. Mit anderen Worten wird mit der Erfindung auf elegante Weise auf kleinstem Raum ein besonders hoher Sitzkomfort ohne den sogenannten „Hemdauszieheffekt“ erreicht, ohne daß auf aufwendige und teure konstruktive Lösungen zurückgegriffen werden muß.
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Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen der Erfindung nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine Seitenansicht der Synchronmechanik in der Grundstellung („harte“ Einstellung),
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2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Synchronmechanik in der Grundstellung („harte“ Einstellung),
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3 eine Seitenansicht der Synchronmechanik in einer maximal nach hinten verschwenkten Stellung („harte“ Einstellung),
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4 eine Seitenansicht der Synchronmechanik in der Grundstellung („weiche“ Einstellung),
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5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Synchronmechanik in der Grundstellung („weiche“ Einstellung),
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6 eine Seitenansicht der Synchronmechanik in einer maximal nach hinten verschwenkten Stellung („weiche“ Einstellung).
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Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung nicht maßstabsgerecht, dabei lediglich schematisch und nur mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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Zunächst wird der allgemeine Aufbau und Bewegungsablauf der Mechanik erläutert.
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Die Synchronmechanik 100 weist einen Basisträger 1 auf, der mittels einer Konusaufnahme 2 auf das obere Ende einer Stuhlsäule 10 (siehe 1) gesetzt ist. Darüber hinaus umfaßt die Synchronmechanik 100 einen im wesentlichen rahmenförmigen Sitzträger 3 und einen in Draufsicht gabelförmigen Rückenlehnenträger 4, dessen Wangen 5 zu beiden Seiten des Basisträgers 1 angeordnet sind.
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Der Sitzträger 3 ist zur Aufnahme oder Montage einer vorzugsweise gepolsterten Sitzfläche (nicht abgebildet) vorgesehen. Die Montage erfolgt mit Hilfe nicht näher dargestellter Befestigungselemente auf übliche Art und Weise. Am Rückenlehnenträger 4 ist eine nicht näher dargestellte Rückenlehne angebracht, die bei modernen Bürostühlen höhenverstellbar ist. Die Rückenlehne kann mit dem Rückenlehnenträger 4 auch einstückig verbunden sein.
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Die gesamte Synchronmechanik 100 ist bezüglich ihrer Mittellängsebene, was die eigentliche Kinematik betrifft, spiegelsymmetrisch aufgebaut. Insoweit ist bei der folgenden Beschreibung immer von beiderseits paarweise vorhanden Konstruktionselementen der eigentlichen Schwenkmechanik auszugehen.
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In den 1 und 2 sowie den 4 und 5 ist die Grundposition der Synchronmechanik 100 gezeigt, bei welcher der Sitzträger 3 eine im wesentlichen waagerechte Lage einnimmt. 3 und 6 zeigen die Synchronmechanik 100 in einer maximal nach hinten geschwenkten Stellung des Rückenlehnenträgers 4.
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In dem in Stuhllängsrichtung 14 gesehen hinteren Bereich 6 der Mechanik ist der Rückenlehnenträger 4 einerseits mit dem hinteren Bereich 9 des Basisträgers 1 und andererseits mit dem hinteren Bereich 25 des Sitzträgers 3 unmittelbar gelenkig verbunden.
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Der Rückenlehnenträger 4 ist dabei mit seiner sich in Richtung des vorderen Sitzbereiches 8 erstreckenden Wange 5 unmittelbar an dem Basisträger 1 angelenkt und somit um eine die feststehende Hauptschwenkachse der Synchronmechanik 100 definierende erste (hintere) Querachse 11 in Schwenkrichtung 7 schwenkbar. Mit einem sich nach oben erstreckenden Mitnehmer 12 der Wange 5 ist der Rückenlehnenträger 4 mit dem Sitzträger 3 unmittelbar gelenkig verbunden.
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Die durch die Anlenkung des Rückenlehnenträgers 4 an dem Basisträger 1 definierte erste Gelenkachse 13 ist in Stuhllängsrichtung 14 gesehen vor der durch die Anlenkung des Rückenlehnenträgers 4 an dem Sitzträger 3 definierten zweite Gelenkachse 15 angeordnet. Gegenüber der Senkrechten auf der Hauptschwenkachse der Synchronmechanik 100 ist die zweite Gelenkachse 15 zwar nur leicht nach hinten versetzt. Eine Zenith-Stellung unmittelbar über der ersten Gelenkachse 13 kann jedoch nicht erreicht werden. Ein Herausschwenken des Rückenlehnenträgers 4 aus der Grundstellung in eine nach hinten verschwenkte Stellung ist daher stets mit einer Absenkbewegung S des hinteren Bereiches 25 des Sitzträgers 3 verbunden.
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In der Grundstellung befinden sich beide Gelenkachsen 13, 15 in Stuhllängsrichtung 14 gesehen vor dem Zentrum der Konusaufnahme 2. In der maximal nach hinten verschwenkten Stellung befindet sich die zweite Gelenkachse 15 in Stuhllängsrichtung 14 gesehen hinter dem Zentrum der Konusaufnahme 2, während die Position der ersten Gelenkachse 13 gegenüber der Konusaufnahme 2 unveränderlich ist.
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Durch die Positionen der Anlenkpunkte des Rückenlehnenträgers 4 an dem Basisträger 1 einerseits und an dem Sitzträger 3 andererseits wird ein starr mit dem Rückenlehnenträger 4 verbundenes, als integraler Bestandteil des Rückenlehnenträgers 4 ausgebildetes Koppelelement 16 definiert, wie es in 1 mit strichpunktierter Linie symbolisch dargestellt ist. Das Koppelelement 16 besteht konstruktiv ausschließlich aus einem Teil der Wange 5. Die Anordnung des Koppelelements 16 unmittelbar oberhalb der Konusaufnahme 2 trägt zu einem vorteilhaften Bewegungsablauf der Synchronmechanik 100 bei.
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In dem vorderen Bereich 17 der Mechanik ist der vordere Bereich 18 des Basisträgers 1 mit dem vorderen Bereich 8 des Sitzträgers 3 gelenkig verbunden. Hierzu ist ein Koppelelement 21 vorgesehen, das einerseits unmittelbar an dem Basisträger 1, nämlich um eine zweite (vordere) Querachse 19 schwenkbar, und andererseits unmittelbar an dem Sitzträger 3 angelenkt ist. Die vordere Querachse 19 ist, ebenso wie die hintere Querachse 11 ortsfest zu dem Basisträger 1 und damit feststehend, wird also bei einem Verschwenken des Rückenlehnenträgers 4 nicht mitbewegt. Der Anlenkpunkt des Koppelelements 21 an dem Basisträger 1 und damit die dritte Gelenkachse 22 befindet sich in Stuhllängsrichtung 14 gesehen hinter dem Anlenkpunkt des Koppelelements 21 an dem Sitzträger 3 und damit hinter der vierten Gelenkachse 23.
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Auch in einer maximal nach hinten verschwenkten Stellung der Synchronmechanik 100 ändert sich die Reihenfolge der Anordnung der Gelenkachsen 13, 15, 22, 23 nicht. Das hintere Koppelelement 16 zeigt in Stuhllängsrichtung 14 gesehen ausgehend von der ersten Querachse 11 in jedem Fall schräg nach oben und nach hinten und das vordere Koppelelement 21 zeigt in Stuhllängsrichtung 14 gesehen ausgehend von der zweiten Querachse 19 in jedem Fall schräg nach oben und nach vorn. Dabei verlaufen die Gelenkachsen 15, 23 an den Anlenkpunkten des Sitzträgers 3 in vertikaler Richtung gesehen stets oberhalb der Gelenkachsen 13, 22, die durch die Anlenkung an dem Basisträger 1 definiert werden. Die Koppelelemente 16, 21 sind zueinander V-förmig angeordnet, wobei sich die gedachten Verlängerungslinien der Koppelelemente 16, 21 unterhalb des Basisträgers 1 schneiden. Die relative Bewegung von Sitzträger 3 und Rückenlehnenträger 4 zueinander wird durch die Position der insgesamt vier durch die Enden der beiden Koppelelemente 16, 21 verlaufenden, durch die Anlenkpunkte definierten Gelenkachsen 13, 15, 22, 23 bestimmt.
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Durch den beschriebenen Schwenkmechanismus wird gewährleistet, daß der Rückenlehnenträger 4 mit der Rückenlehne um die als Hauptschwenkachse dienende hintere Querachse 11, hier die erste Gelenkachse 13, in Schwenkrichtung 7 verschwenkt werden kann. Zugleich induziert die Schwenkbewegung der Rückenlehne nach hinten eine sofortige Absenkbewegung S des hinteren Bereiches 25 des Sitzträgers 3 nach hinten unten und der vordere Bereich 8 des Sitzträgers 3 vollführt eine Anhebebewegung H nach hinten oben (siehe 1). Bei einer Verschwenkung der Rückenlehne erfolgt also zugleich eine Verschiebung des Sitzträgers 3 nach hinten, während der Basisträger 1 mit den Schwenklagern 13, 22 und ihren Querachsen 11 positionsfest bleibt.
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Die Mechanik 100 weist einen Federmechanismus zum Einstellen des Schwenkwiderstandes der Rückenlehne auf. Dieser umfaßt wenigstens ein Federelement 30, siehe 2. Das Federelement 30 übt dabei eine Federkraft entgegen der nach hinten gerichteten Schwenkbewegung 7 der Rückenlehne aus. Dabei wird das Federelement 30 bei einem Verschwenken des Rückenlehnenträgers 4 beaufschlagt. Je nach "Härte" des Federelements 30 erfolgt also die Synchronbewegung (Sitz- und Rückenlehne) gegen einen mehr oder weniger großen Federwiderstand.
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Es ist eine Federanordnung mit einer zentral angeordneten Schraubendruckfeder 30 vorgesehen, welche sich einerseits an einem vorderen Widerlager 31 und andererseits an einem hinteren Widerlager 37 mit Hilfe von Federtellern 32, 34 abstützt (nicht in allen Figuren im Detail abgebildet). Die Feder 30, die im Detail allein in 2 dargestellt ist, umgreift dabei Führungsstangen 33, die an ihren jeweiligen Enden die Federteller 32, 34 aufweisen.
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Bei einem Verschwenken des Rückenlehnenträgers 4 wird die Feder 30 beidseitig belastet. Genauer gesagt ist das wenigstens eine Federelement 30 mit seinem einen, in Stuhllängsrichtung 14 gesehen hinteren Federende 27 unmittelbar mit dem Rückenlehnenträger 4 und mit seinem anderen, in Stuhllängsrichtung 14 gesehen vorderen Federende 28 entweder unmittelbar mit dem Sitzträger 3 oder unmittelbar mit dem Koppelelement 21 verbunden derart, daß eine Bewegung der Rückenlehne von einer Grundstellung in eine nach hinten verschwenkte Stellung eine gleichzeitige Bewegung beider Federenden 27, 28 hervorruft.
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Das hintere Federende 27 ist dabei zur Ausbildung eines in der dargestellten Ausführungsform längenveränderlichen hinteren Hebelarmes 35 beabstandet von der ersten Querachse 11 mit dem Rückenlehnenträger 4 verbunden. Handelt es sich bei dem Federelement 30 um eine Druckfeder, wie in den Figuren dargestellt, befindet sich dieser Verbindungspunkt 40 unterhalb der ersten Querachse 11. Das bedeutet, daß das hintere Ende 27 des Federelements 30 an einem sich über den Anlenkpunkt 11 mit dem Basisträger 2 hinaus erstreckenden Arm 20 der Wange 5 angelenkt ist. Zu diesem Zweck ist die sich in Richtung Sitzvorderkante 8 erstreckenden Wange 5 schräg nach vorn unten hin über den Anlenkpunkt 11 hinaus verlängert, wodurch ein mit dem Rückenlehnenträger 4 schwenkender Hebelarm 35 gebildet wird. Der Verbindungspunkt 40 der Feder 30 mit dem Rückenlehnenträger 4 liegt dann in Stuhllängsrichtung 14 gesehen stets unterhalb sowie vor der hinteren Querachse 11.
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In dem Fall, daß eine Zugfeder eingesetzt werden würde (nicht dargestellt), würde sich der Verbindungspunkt 40 oberhalb der ersten Querachse 11 befinden, nämlich zwischen den beiden Anlenkpunkten 13, 15 des Rückenlehnenträgers 4 an Basisträger 1 und Sitzträger 3.
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Das vordere Federende 28 ist zur Ausbildung eines in der dargestellten Ausführungsform konstant langen vorderen Hebelarmes 36 von der vorderen Querachse 19 beabstandet positioniert, nämlich entweder mit dem Sitzträger 3 verbunden, insbesondere mit dem vorderen Bereich 8 des Sitzträgers 3, vorzugsweise an dem Anlenkpunkt 23 des Koppelelements 21 an dem Sitzträger 3, oder aber, wie dargestellt, mit dem Koppelelement 21. Handelt es sich bei dem Federelement 30 um eine Druckfeder, wie in den Figuren dargestellt, befindet sich dieser Verbindungspunkt 42 oberhalb der zweiten Querachse 19, nämlich zwischen den beiden Anlenkpunkten 22, 23 des Koppelelements 21 an Basisträger 1 und Sitzträger 3, so daß der Verbindungspunkt 42 der Feder 30 mit dem Koppelelement 21 in Stuhllängsrichtung 14 gesehen stets oberhalb sowie vor der vorderen Querachse 19 liegt.
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Das Koppelelement 21 führt als eine Art Lenker bei einer Schwenkbewegung der Rückenlehne bzw. des daran angelenkten Sitzes eine zum Rückenlehnenträger 4 hin gerichtete Schwenkbewegung 29 aus, die derart mit der Schwenkbewegung 41 des Hebelarmes 20 des Rückenlehnenträgers zusammenwirkt, daß eine zwischen dem Rückenlehnenträger 4 und dem Koppelelement 21 eingespannte Druckfeder 30 zugleich von beiden Seiten her zusammengedrückt wird.
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Für den Fall, daß eine Zugfeder eingesetzt werden würde (nicht dargestellt), müßte sich der Verbindungspunkt der Feder mit dem Koppelelement 21 unterhalb und in Stuhllängsrichtung 14 gesehen hinter der zweiten Querachse 19 befinden, wofür erforderlichenfalls das Koppelelement 21 nach unten hin, über den Anlenkpunkt 22 des Koppelelements 21 an dem Basisträger 1 hinaus, verlängert werden müßte.
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Die beiden Federenden 27, 28 werden bei einer Verschwenkung des Rückenlehnenträgers 4 derart beaufschlagt, daß sich der Abstand der beiden Federenden 27, 28 zueinander verändert. Handelt es sich bei dem verwendeten Federelement um eine Druckfeder 30, wird dabei der Abstand der beiden Federenden 27, 28 zueinander verringert. Im Fall einer Zugfeder (nicht dargestellt) führt die Beaufschlagung beider Federenden 27, 28 zu einer Vergrößerung des Abstandes der beiden Federenden 27, 28.
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Die Position des hinteren Anlenkpunktes 40 des Federelements 30 an dem Rückenlehnenträger 4 definiert also die Länge eines Hebelarmes 35 bis zur Hauptschwenkachse 11 der Mechanik 100. Bei einem Verschwenken des Rückenlehnenträgers 4 wird der Arm 35 nach vorn in Schwenkrichtung 41 verschwenkt, wodurch das hintere Federende 27 beaufschlagt wird. Zugleich ändert sich bei einem Verschwenken des Rückenlehnenträgers 4 auch die Position des vorderen Federendes 28, das an der Koppel 21 bzw. am Sitzträger 3 angelenkt ist. Da dieser Sitzträger 3 zusätzlich zu einer Kippbewegung nach hinten unten auch eine horizontale Verschiebung nach hinten vollführt, wird im Ergebnis eine beidseitige Beaufschlagung der Druckfeder 30 erreicht.
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Erfindungsgemäß sind die Federenden 27, 28 mit Bauteilen verbunden, genauer gesagt an Bauteile angelenkt, die sich bei einem Verschwenken des Rückenlehnenträgers 4 auf eine Weise zueinander verschwenken, daß sich die Federenden 27, 28 in entgegengesetzte Richtungen bewegen, jedenfalls aber derart bewegen, daß deren Bewegung zu einer Veränderung des Abstandes der Federenden 27, 28 zueinander beitragen, wodurch eine größere Federwirkung erzielbar ist.
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Die Feder 30 ist vorzugsweise derart angeordnet und die Verbindung der Feder 30 mit dem Rückenlehnenträger 4 vorzugsweise derart ausgeführt, daß in der Grundstellung die Wirklinie der Feder 30 im wesentlichen senkrecht zu dem Hebelarm 35 steht.
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Nachfolgend wird die Änderung des Schwenkwiderstandes näher beschrieben.
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Der Federmechanismus umfaßt Mittel zum Einstellen der Federkraft des wenigstens einen Federelements 30, indem die Position wenigstens eines der beiden Federenden 27, 28 und damit der Abstand zwischen den beiden Federenden 27, 28 verändert wird. In den Figuren dargestellt ist eine Verstellung des hinteren Federendes 27. Hierzu wird die Entfernung des hinteren Federendes 27 zu der ersten Querachse 11 verändert. Bei einer Verstellung des vorderen Federendes 28 (nicht abgebildet) würde entsprechend die Entfernung des vorderen Federendes 28 zu der zweiten Querachse 19 verändert werden. Ebenfalls möglich ist eine vorzugsweise gleichzeitige Verstellung der Position beider Federenden 27, 28, um den Verstelleffekt bei gleichem Verstellweg zu verstärken.
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Um eine „kraftlose“ Federkrafteinstellung zu erreichen, sind die Einstellmittel derart ausgebildet, daß das zu verstellende, lageveränderliche Federende 27 auf einer Kreisbahn mit im wesentlichen konstanten Radius um das andere Federende 28 des Federelements 30 bewegbar ist. Sofern keine gleichzeitige Verstellung beider Federenden 27, 28 erfolgt, bleibt das andere Federende 28 während dieser Verstellung lageunveränderlich.
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Die Veränderung der Position des Federendes 27, 28 erfolgt vorzugsweise mittels eines Kurventriebes 43. Der Kurventrieb 43 weist einen manuell und/oder motorisch betätigbaren, beweglich am Rückenlehnenträger 4 gelagerten, insbesondere drehbar gelagert, vorzugsweise exzentrischen Kurventräger 44 auf, der mit einer als Abtastelement dienenden Kurvenrolle 45 zusammenwirkt, die mit der Kurve 46 des Kurventrägers 44 zusammenwirkt bzw. in Eingriff steht. In einem einfachen Fall, in dem der Kurventräger 44 als Kurvenscheibe ausgeführt ist, läuft, wie dargestellt, die Kurvenrolle 45 einseitig auf der Kurve 46, an die sie durch das wenigstens eine Federelement 30 gedrückt wird. Die Kurvenrolle 45 ist dabei mit dem hinteren Federende 27 bzw. bei einer Verstellung des vorderen Federendes 28 (nicht dargestellt) mit diesem verbunden. Durch eine Bewegung des Kurventrägers 21 kann die Kurvenrolle 45 und damit das dort angebrachte Federende 27, 28 in Positionen relativ zu der ersten Querachse 11 bewegt werden, welche unterschiedliche Federkräfte zur Folge haben. Dabei ist die Kurvenrolle 45 bei der abgebildeten Ausführungsform der Erfindung mit einem Gleitschuh 51 versehen und liegt in einem in dem Rückenlehnenträger 4 oder in dem Koppelelement 21 vorgesehenen Langloch 47 ein oder ist auf andere Weise mit dem Rückenlehnenträger 4 bzw. bei einer Verstellung des vorderen Federendes 28 (nicht dargestellt) mit dem Koppelelement 21 verbunden. Das Langloch 47 ist gebogen, nämlich kreisförmig ausgeführt derart, daß die Kurvenrolle 45 und damit das hintere Federende 27 auf einer Kreisbahn mit im wesentlichen konstanten Radius um das andere Federende 28 bewegbar ist.
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Das lageveränderliche Federende 27, 28 des Federelements 30 ist mit dem betreffenden Konstruktionselement (Rückenlehnenträger 4 oder Koppelelement 21) verbunden, indem ein Bolzen oder ein anderes zur Abtastung der Kurve 46 geeignetes Bauteil, an dem das Federende 27, 28 befestigt, beispielsweise eingehängt ist, in diesem Konstruktionselement 4, 21 mittelbar oder unmittelbar geführt bzw. gelagert ist. Dabei liegt das abtastende Bauteil, also beispielsweise die Kurvenrolle 45, insbesondere in einer gebogenen Führungsnut, einem Führungsschlitz oder dergleichen ein und stützt sich an einer definierten, von seiner Position auf der Kurve 46 abhängigen, die Federkraft des Federelements 30 bestimmenden Position des Konstruktionselements 4, 21 ab, wobei es von der diesem Konstruktionselement 4, 21 zugeordneten, feststehenden Querachse 11, 19 beabstandet ist. Mit anderen Worten wird ein geeignetes Bauteil, beispielsweise in Form eines Bolzens, verwendet, um einerseits mit einem verstellbaren Kurventräger 44, beispielsweise der Kurvenscheibe, zusammenzuwirken und als Kurvenrolle 45 die Kurve 46 der Kurvenscheibe 44 abzutasten, und um zugleich andererseits als eine Art Gleitschuh 51 zu wirken oder mit einem Gleitschuh oder dergleichen zusammenwirken, der sich auf einer Gleitbahn, beispielsweise in Form einer Führungsnut oder eines gebogenen Langloches 47, an dem Rückenlehnenträger 4 (bei einer Verstellbarkeit des hinteren Federendes 27) oder an dem Koppelelement 21 (bei einer Verstellbarkeit des vorderen Federendes 28) abstützt.
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Auf dem den Verlauf der Kurve 46 definierenden Rand der Kurvenscheibe 44 sind den lokalen Verlauf der Kurve 46 bestimmende Mulden 48, 49 vorgesehen, welche an definierten Stellen der Kurve 46 eine ausreichend große Selbsthemmung, also einen hinreichenden Widerstand gegen ein Verrutschen der Kurvenrolle 45 auf der Kurve 46, gewährleisten. Damit bleibt die Kurvenrolle 45 an ihrem Platz, auch wenn zum Erreichen eines möglichst kurzen Verstellweges bei der Einstellung der Federkraft des Federelements 30 ein Kurventräger 44 zum Einsatz kommt, der eine Kurve 46 mit möglichst steilem Anstieg, also einem steilen Kurvenwinkel, aufweist.
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Ein Vorteil der Mulden 48, 49 ist, daß dadurch eine gestufte Einstellung der Federkraft möglich ist, was aus Benutzersicht oftmals als vorteilhaft angesehen wird, da das Verstellen des Federendes mit einem mehr oder weniger starken Einrasten der Kurvenrolle 45 in der jeweiligen Mulde 48, 49 verbunden ist, wodurch der Benutzer eine taktile Rückmeldung über einen erfolgreich vollzogenen Einstellvorgang erhält. Es ist jedoch auch eine Ausführung mit durchgehend glattem Kurvenrand möglich.
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Von der „harten“ in die „weiche“ Einstellung und zurück gelangt man, wenn die an der hinteren Querachse 11 gelagerte exzentrische Kurvenscheibe 44 in Betätigungsrichtung 50 gedreht wird. In der in den 1 bis 3 abgebildeten härtesten Einstellung liegt die Kurvenrolle 45 in der hintersten Mulde 48 der Kurve 46 ein. Der wirksame Hebelarm 35 vom Angriffspunkt 40 der Feder 30 bis zur Hauptschwenkachse 11 ist am größten. In dieser Stellung muß der Anlenkpunkt 40 der Feder 30 bei gleichem Verschwenkwinkel des Rückenlehnenträgers 4 eine größere Strecke zurücklegen. Mit anderen Worten ist der Federweg länger. Aus diesem Grund wird die Feder 30 stärker komprimiert. Der Schwenkwiderstand ist härter. Dabei weist die Feder 30 bereits zu Beginn des Verschwenkvorgangs die größte Härte auf, ohne daß dazu ein Verschwenken des Rückenlehnenträgers 4 notwendig ist.
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In der in 5 abgebildeten weichsten Einstellung liegt die Kurvenrolle 45 in der vordersten Mulde 49 der Kurve 46 ein. Der effektive Hebelarm 35 ist kürzer, der Federweg und damit der Schwenkwiderstand entsprechend geringer.
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Die Drehung des Kurventrägers 44 in Betätigungsrichtung 50 erfolgt beispielsweise mittels einer manuell betätigbaren Handhabe, beispielsweise mit einem Drehgriff oder einem Handrad (nicht abgebildet). Diese Handhabe ist an dem Rückenlehnenträger 4 gelagert, wobei die Drehachse des Handrades mit der hintere Querachse 11 übereinstimmt. Alternativ kann der Kurventräger 44 auch über Hebel, Bowdenzüge usw. angetrieben werden. Auch kann anstelle einer manuellen Betätigung ein (elektro)motorischer Antrieb vorgesehen sein.
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In einer alternativen Ausführung der Erfindung (nicht dargestellt) ist der Kurventräger 44 derart ausgeführt, daß die Kurvenrolle 45 an bzw. in der Kurve 46 des Kurventrägers 44 zwangsgeführt wird. Hierzu weist der Kurventräger 44 vorzugsweise eine als Spiralkurve ausgebildete Führungsnut für die Kurvenrolle 45 auf. In diesem Fall kann die Verstellung in jedem Fall stufenlos erfolgen.
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Je nach zur Verfügung stehendem Bauraum kann eine große oder kleine Kurvenscheibe 44 zum Einsatz kommen. Auch kann je nach gewünschter Baugröße eine Kurve 46 mit einer geringen oder einer starken Steigung verwendet werden. Ebenso kann durch die Wahl der Kurve 46, insbesondere durch die Entscheidung, ob eine Kurve 46 mit konstanter oder variabler Steigung eingesetzt wird, die Verstellcharakteristik des Schwenkwiderstandes eingestellt werden.
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Die beschriebene Federkrafteinstellung durch Veränderung der Position des hinteren Federendes 27 kann entsprechend auch für das vordere Federende 28 verwendet werden. In diesem Fall ist in dem Koppelelement 21 eine geeignete Führung, beispielsweise ein bogenförmiges Langloch, für eine mit dem vorderen Federende 28 verbundene Kurvenrolle 45 vorgesehen.
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Insgesamt ergibt sich somit eine mit wenigen Bauteilen realisierbare und besonders wenig Bauraum benötigende Federkrafteinstellung.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln. als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Basisträger
- 2
- Konusaufnahme
- 3
- Sitzträger
- 4
- Rückenlehnenträger
- 5
- Wange
- 6
- hinterer Mechanikbereich
- 7
- Schwenkrichtung
- 8
- vorderer Bereich des Sitzträgers
- 9
- hinterer Bereich des Basisträgers
- 10
- Stuhlsäule
- 11
- Hauptschwenkachse, erste (hintere) Querachse
- 12
- Mitnehmer
- 13
- erste Gelenkachse
- 14
- Stuhllängsrichtung
- 15
- zweite Gelenkachse
- 16
- hinteres Koppelelement
- 17
- vorderer Mechanikbereich
- 18
- vorderer Bereich des Basisträgers
- 19
- zweite (vordere) Querachse
- 20
- Arm
- 21
- Koppelelement
- 22
- dritte Gelenkachse
- 23
- vierte Gelenkachse
- 24
- (frei)
- 25
- hinterer Bereich des Sitzträgers
- 26
- (frei)
- 27
- hinteres Federende
- 28
- vorderes Federende
- 29
- Schwenkbewegung des Koppelelements
- 30
- Schraubendruckfeder, Federelement
- 31
- vorderes Widerlager
- 32
- vorderer Federteller
- 33
- Führungsstange
- 34
- hinterer Federteller
- 35
- hinterer Hebelarm
- 36
- vorderer Hebelarm
- 37
- hinteres Widerlager
- 38
- (frei)
- 39
- (frei)
- 40
- Verbindungs-/Angriffspunkt des hinteren Federendes
- 41
- Schwenkbewegung des hinteren Hebelarms
- 42
- Verbindungs-/Angriffspunkt des vorderen Federendes
- 43
- Kurventrieb
- 44
- Kurventräger, Kurvenscheibe
- 45
- Kurvenrolle, Abtaster
- 46
- Kurve
- 47
- Langloch
- 48
- hintere Mulde
- 49
- vordere Mulde
- 50
- Betätigungsrichtung
- 51
- Gleitschuh
- 100
- Synchronmechanik
- H
- Anhebebewegung
- S
- Absenkbewegung
