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Die Erfindung betrifft eine Gasfedervorrichtung zur Höhenverstellung eines Büro- oder Arbeitsplatzstuhls.
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Bürostühle bieten je nach Ausführungsform verschiedene Möglichkeiten zur Verstellung beispielsweise der Sitzhöhe, der Höhe von Armlehnen, der Neigung der Rückenlehne, der Neigung der Sitzfläche und so weiter. Zur Höhenverstellung kann dabei beispielsweise eine Gasfeder dienen.
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Um eine Benutzung des Bürostuhls beispielsweise hinsichtlich Gesichtspunkten der Arbeitsplatzergonomie zu verbessern, insbesondere zur Optimierung von Haltung und/oder Sitzposition eines Benutzers, kann es wünschenswert sein, die Benutzungsweise des Bürostuhls durch den Benutzer zu erfassen und auszuwerten.
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Eine zu lösende Aufgabe besteht daher darin, ein verbessertes Konzept für eine Gasfedervorrichtung zur Höhenverstellung eines Bürostuhl anzugeben, das eine Erfassung und/oder Auswertung der Benutzungsweise des Bürostuhls durch den Benutzer in besonders effizienter Weise ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß dem verbesserten Konzept beinhaltet eine Gasfedervorrichtung zur Höhenverstellung eines Bürostuhls neben der eigentlichen Gasfeder wenigstens ein Sensormittel zur Erfassung einer Belastung sowie einen elektronischen Schaltkreis. Durch die Verarbeitung eines oder mehrerer Sensorsignale durch den Schaltkreis werden Benutzungsdaten des Bürostuhls erzeugt. Diese können durch den Schaltkreis und/oder externe Empfangsgeräte ausgewertet werden um zum Beispiel eine Benutzung des Bürostuhls zu optimieren.
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Gemäß dem verbesserten Konzept wird eine Gasfedervorrichtung zur Höhenverstellung eines Bürostuhls angegeben. Die Gasfedervorrichtung weist eine Gasfeder auf, welche angeordnet und eingerichtet ist zur Höhenverstellung des Bürostuhls mittels einer beweglichen Komponente der Gasfeder. Die Gasfedervorrichtung weist außerdem wenigstens ein an der Gasfedervorrichtung angeordnetes Sensormittel auf, welches dazu eingerichtet ist, eine Belastung der Gasfedervorrichtung zu erfassen und abhängig von der erfassten Belastung wenigstens ein Sensorsignal zu erzeugen. Außerdem weist die Gasfedervorrichtung einen elektronischen Schaltkreis auf, der dazu eingerichtet ist, abhängig von dem wenigstens einen Sensorsignal Benutzungsdaten zu erzeugen. Dabei repräsentieren die Benutzungsdaten einen oder mehrere Sachverhalte über die Benutzung des Bürostuhls.
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Die Gasfedervorrichtung, insbesondere die Gasfeder, kann beispielsweise zwischen einer Sitzfläche und einem Fußkreuz, auch Spinne oder Fußspinne genannt, des Bürostuhls angeordnet werden. Die Gasfeder enthält beispielsweise einen Kolben und einen Zylinder, wobei der Kolben in dem Zylinder entlang einer Längsachse der Gasfeder beweglich ist, um eine Sitzhöhe des Bürostuhls verstellen zu können. Zur Fixierung der Sitzhöhe kann die Eindringtiefe des Kolbens in den Zylinder zum Beispiel fixiert werden. In diesem Zustand wird die Gasfeder beispielsweise als Feder zur Dämpfung benutzt. Dabei weist die Gasfeder eine Federkonstante oder effektive Federkonstante auf, welche zum Beispiel durch einen Innendruck eines Gases im Inneren des Zylinders der Gasfeder bestimmt ist. Dadurch können beispielsweise Belastungsänderungen auf die Sitzfläche des Bürostuhls, insbesondere beim Niedersitzen eines Benutzers auf die Sitzfläche, abgedämpft werden.
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Die Längsachse der Gasfeder entspricht einer Achse entlang einer Bewegungsrichtung der Gasfeder, insbesondere beweglichen Komponente der Gasfeder, zur Höhenverstellung des Bürostuhls.
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In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Gasfedervorrichtung ein Gehäuse, welches beispielsweise an dem Fußkreuz oder der Sitzfläche des Bürostuhls befestigt werden kann. Der Kolben der Gasfeder ist unbeweglich bezüglich des Gehäuses mit dem Gehäuse verbunden, während der Zylinder entlang der Längsachse beweglich bezüglich des Gehäuses ist und mehr oder weniger tief in das Gehäuse eintaucht. In solchen Ausführungsformen stellt der Zylinder eine bewegliche Komponente der Gasfeder dar, während der Kolben eine unbewegliche Komponente der Gasfeder darstellt. Alternativ kann auch der Zylinder unbeweglich bezüglich des Gehäuses mit dem Gehäuse verbunden sein und der Kolben beweglich bezüglich des Gehäuses sein und mehr oder weniger tief in das Gehäuse eintauchen. In solchen Ausführungsformen stellt der Kolben die bewegliche Komponente der Gasfeder dar, während der Zylinder die unbewegliche Komponente der Gasfeder darstellt.
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Es wird hervorgehoben, dass sich die Bezeichnung "unbeweglich" lediglich auf eine Bewegungsrichtung entlang der Längsachse der Gasfeder bezieht. Somit ist eine Rotationsbewegung der unbeweglichen Komponente bezüglich des Gehäuses nicht ausgeschlossen. Die bewegliche Komponente ist dagegen entlang der Längsachse beweglich. Zusätzlich kann die bewegliche Komponente auch hinsichtlich einer Rotation beweglich sein.
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Das Gehäuse kann beispielsweise über einen ersten Konus mit dem Fußkreuz und die bewegliche Komponente über einen zweiten Konus mit der Sitzfläche des Bürostuhls verbunden werden oder umgekehrt. Das Gehäuse kann außerdem zur Führung der der beweglichen Komponente der Gasfeder dienen.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen der Gasfedervorrichtung ist der Schaltkreis innerhalb oder an dem Gehäuse angeordnet. In manchen Ausführungsformen ist der Schaltkreis an einer Innenseite des Gehäuses oder an der beweglichen Komponente der befestigt.
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Die von dem Schaltkreis erzeugten Benutzungsdaten können zur Auswertung eines Benutzungsverhaltens des Benutzers des Bürostuhls herangezogen werden. Dadurch kann eine Benutzung des Bürostuhls, insbesondere hinsichtlich ergonomischer Gesichtspunkte, optimiert werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen der Gasfedervorrichtung weist das wenigstens eine Sensormittel einen Kraftsensor auf, der dazu eingerichtet ist, eine Kraft, welche in Richtung der Längsachse der Gasfeder auf die Gasfeder wirkt, zu erfassen und abhängig von der erfassten Kraft ein Kraftsignal zu erzeugen. Der Schaltkreis ist dazu eingerichtet, abhängig von dem Kraftsignal Gewichtsdaten zu erzeugen, welche ein Körpergewicht eines Benutzers des Bürostuhls repräsentieren.
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In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der Kraftsensor einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen und/oder einen oder mehrere Piezosensoren, insbesondere piezoelektrische Sensoren.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der Kraftsensor an der unbeweglichen Komponente der Gasfeder, zum Beispiel dem Kolben oder dem Zylinder, angeordnet. Beispielsweise kann der Kraftsensor zwischen der unbeweglichen Komponente und dem Gehäuse, zwischen der unbeweglichen Komponente und dem Fußkreuz oder zwischen der unbeweglichen Komponente und der Sitzfläche angeordnet sein.
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In verschiedenen Ausführungsformen der Gasfedervorrichtung weist das wenigstens eine Sensormittel wenigstens einen Verformungssensor auf, der dazu eingerichtet ist, eine Verformung der Gasfedervorrichtung und/oder der Gasfeder zu erfassen und abhängig von der erfassten Verformung ein Verformungssignal zu erzeugen. Der Schaltkreis ist dazu eingerichtet, abhängig von dem Verformungssignal Schwerpunktdaten zu erzeugen, welche eine Position eines Schwerpunkts eines Benutzers des Bürostuhls repräsentieren.
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Der Schwerpunkt des Benutzers kann beispielsweise durch eine Gewichtsverlagerung des Benutzers auf der Sitzfläche oder eine Veränderung der Neigung der Sitzfläche, der Neigung der Rückenlehne des Bürostuhls oder eine andere Verstellung einer Komponente des Bürostuhls verändert werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der Verformungssensor dazu eingerichtet, eine Verformung, insbesondere eine Verbiegung, der Gasfeder, des Kolbens, des Zylinders und/oder des Gehäuses zu erfassen und abhängig davon das Verformungssignal zu erzeugen.
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In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der wenigstens eine Verformungssensor einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen, welche an der Gasfeder, insbesondere an dem Kolben und/oder dem Zylinder, angeordnet sind.
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In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das wenigstens eine Sensormittel sowohl den wenigstens einen Verformungssensor als auch den Kraftsensor. Der Schaltkreis ist dazu eingerichtet, die Schwerpunktdaten abhängig von dem Verformungssignal und abhängig von dem Kraftsignal zu erzeugen.
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Mittels der Gewichtsdaten und/oder der Schwerpunktdaten kann das Benutzungsverhalten erfasst und ausgewertet werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der wenigstens eine Verformungssensor an der Gasfeder, insbesondere an dem Kolben oder dem Zylinder, angeordnet und dazu eingerichtet, eine Verformung der Gasfeder, insbesondere des Kolbens oder des Zylinders, zu erfassen und das Verformungssignal abhängig von der erfassten Verformung der Gasfeder zu erzeugen.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist das wenigstens eine Sensormittel einen Verformungskörper auf, der zumindest zum Teil zwischen der Gasfedervorrichtung und einer Sitzfläche des Bürostuhls angeordnet ist. Der wenigstens eine Verformungssensor ist an dem Verformungskörper angeordnet und dazu eingerichtet, eine Verformung des Verformungskörpers zu erfassen und das Verformungssignal abhängig von der erfassten Verformung des Verformungskörpers zu erzeugen.
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Alternativ kann der Verformungskörper wenigstens zum Teil zwischen der Gasfedervorrichtung und einem Fußkreuz des Bürostuhls angeordnet sein.
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Der wenigstens eine Verformungssensor beinhaltet beispielsweise einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen und/oder einen oder mehrere piezoelektrische Sensoren, welche an dem Verformungskörper angeordnet sind.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der wenigstens eine Verformungssensor dazu eingerichtet, eine Kraft, welche in Richtung der Längsachse der Gasfeder auf den Verformungskörper wirkt, zu erfassen und abhängig von der auf den Verformungskörper wirkenden Kraft ein weiteres Kraftsignal zu erzeugen. Der Schaltkreis ist dazu eingerichtet, abhängig von dem weiteren Kraftsignal erste weitere Gewichtsdaten zu erzeugen, welche das Körpergewicht des Benutzers des Bürostuhls repräsentieren.
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Mit Vorteil können mittels solcher Ausführungsformen sowohl das Körpergewicht wie auch der Schwerpunkt des Benutzers mit Hilfe des Verformungskörpers bestimmt werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen der Gasfedervorrichtung weist die Gasfedervorrichtung eine Energiegewinnungsvorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, aus einer Bewegung der Gasfeder, insbesondere einer beweglichen Komponente der Gasfeder, zum Beispiel des Kolbens oder des Zylinders, elektrische Energie zu gewinnen. Der Schaltkreis ist zur Energieversorgung des Schaltkreises mit der Energiegewinnungsvorrichtung verbunden. In solchen Ausführungsformen wird somit das Prinzip des so genannten "Energy Harvesting" in einer Gasfedervorrichtung zur Höhenverstellung eines Bürostuhl umgesetzt.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist die Energiegewinnungsvorrichtung einen Energiespeicher zur Speicherung der gewonnenen Energie auf und der Schaltkreis ist zur Energieversorgung des Schaltkreises mit dem Energiespeicher verbunden oder enthält den Energiespeicher.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist die Energiegewinnungsvorrichtung wenigstens ein piezoelektrisches Element auf, welches an der Gasfedervorrichtung, insbesondere an der Gasfeder oder dem Gehäuse, angeordnet und dazu eingerichtet ist, aus der Bewegung der Gasfeder die elektrische Energie zu gewinnen.
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Das wenigstens eine piezoelektrische Element der Energiegewinnungsvorrichtung ist beispielsweise zwischen der Gasfeder und dem Gehäuse oder zwischen dem Gehäuse und dem Bürostuhl, insbesondere dem Fußkreuz oder der Sitzfläche, oder zwischen der Gasfedervorrichtung und dem Bürostuhl, insbesondere dem Fußkreuz oder der Sitzfläche, angeordnet.
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In Ausführungsformen, in denen der Kraftsensor einen oder mehrere Piezosensoren enthält, kann beispielsweise ein Piezosensor des Kraftsensors als piezoelektrisches Element der Energiegewinnungsvorrichtung verwendet werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist die Energiegewinnungsvorrichtung dazu eingerichtet, aus einer Bewegung der Gasfeder entlang der Längsachse der Gasfeder die elektrische Energie zu gewinnen. Alternativ oder zusätzlich ist die Energiegewinnungsvorrichtung dazu eingerichtet, aus einer Rotationsbewegung der Gasfeder die elektrische Energie zu gewinnen. Dabei bezeichnet eine Rotationsbewegung der Gasfeder beispielsweise eine Rotationsbewegung mit der Längsachse der Gasfeder als Rotationsachse.
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In verschiedenen Ausführungsformen der Gasfedervorrichtung weist die Energiegewinnungsvorrichtung wenigstens eine Spule und wenigstens einen Permanentmagneten auf. Die wenigstens eine Spule oder der wenigstens eine Permanentmagnet ist an der beweglichen Komponente der Gasfeder befestigt.
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In verschiedenen Ausführungsformen sind die wenigstens eine Spule und der wenigstens eine Permanentmagnet so bezüglich einander angeordnet und ausgerichtet, dass ein durch den wenigstens einen Permanentmagneten erzeugter magnetischer Fluss durch die wenigstens eine Spule bei einer Bewegung der beweglichen Komponente variiert, insbesondere zeitlich variiert.
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Die Bewegung der beweglichen Komponente kann dabei eine Bewegung entlang der Längsachse oder eine Rotationsbewegung sein. Die Bewegung entlang der Längsachse kann beispielsweise durch eine Höhenverstellung verursacht sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegung entlang der Längsachse durch eine Dämpfungsbewegung der beweglichen Komponente zum Beispiel beim Niedersetzen eines Benutzers auf den Bürostuhls verursacht sein. Die Rotationsbewegung kann beispielsweise durch eine Drehbewegung des Bürostuhls, insbesondere der Sitzfläche, verursacht sein.
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In solchen Ausführungsformen wird der Effekt der elektromagnetischen Induktion ausgenutzt, um eine Spannung in der Spule zu induzieren und beispielsweise mittels eines Stroms, der von der induzierten Spannung hervorgerufen wird, den Energiespeicher der Energiegewinnungsvorrichtung zu laden.
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Die wenigstens eine Spule weist eine oder mehrere Wicklungen auf. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Spule gegenüber dem wenigstens einen Permanentmagneten beweglich angeordnet oder der wenigstens eine Permanentmagnet ist gegenüber der Spule beweglich angeordnet. Abhängig von der Ausrichtung der Spule und des Permanentmagneten ändert sich daher bei der Bewegung der Spule beziehungsweise des wenigstens einen Permanentmagneten ein magnetischer Fluss durch die Spule, wodurch die Spannung elektromagnetisch induziert wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen sind sowohl der Permanentmagnet als auch die Spule beweglich angeordnet und die Gasfedereinrichtung beinhaltet weiterhin eine magnetisch leitfähige oder ferromagnetische Komponente, welche unbeweglich in der Gasfedervorrichtung angeordnet ist. Die magnetisch leitfähige oder ferromagnetische Komponente hat erste Bereiche, welche sich in einem ersten Abstand zu der Längsachse der Gasfeder befinden, und zweite Bereiche, welche sich in einem zweiten Abstand zu der Längsachse der Gasfeder befinden. Dabei ist der zweite Abstand größer als der erste Abstand.
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Bei einer Bewegung des wenigstens einen Permanentmagneten und der Spule entlang der Längsachse der Gasfeder ändert sich daher ein Abstand des wenigstens einen Permanentmagneten von der magnetisch leitfähigen oder ferromagnetischen Komponente. Folglich ändert sich auch eine magnetische Flussdichte entlang einer Bewegung der Spule und somit ein magnetischer Fluss durch die Spule während der Bewegung der Spule. Dadurch wird durch elektromagnetische Induktion eine Spannung induziert, wodurch ein Strom zur Aufladung des Energiespeichers erzeugt wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen sind die wenigstens eine Spule und der wenigstens eine Permanentmagnet an der beweglichen Komponente der Gasfeder angeordnet und die magnetisch leitfähige oder ferromagnetische Komponente ist unbeweglich im Gehäuse der Gasfedervorrichtung angeordnet. Alternativ kann die magnetisch leitfähige oder ferromagnetische Komponente an der beweglichen Komponente der Gasfeder und die wenigstens eine Spule sowie der wenigstens eine Permanentmagnet unbeweglich in der Gasfedervorrichtung angeordnet sein.
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In verschiedenen Ausführungsformen ändert sich ein Vorzeichen beziehungsweise eine Polarität der induzierten Spannung während der Bewegung der beweglichen Komponente. In solchen Ausführungen weist der Schaltkreis eine Gleichrichtungsschaltung auf, welche dazu eingerichtet ist, die induzierte Spannung oder den dadurch erzeugten Strom zur Ladung des Energiespeichers gleichzurichten.
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Die Änderung des Vorzeichens beziehungsweise der Polarität der Spannung ist beispielsweise auf eine Änderung der Richtung der magnetischen Flussdichte in Bezug auf eine von der wenigstens einen Spule aufgespannten Fläche, insbesondere eine Wicklungsebene der wenigstens einen Spule, oder eine Wicklungsachse der wenigstens einen Spule zurückzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann die Änderung des Vorzeichens oder der Polarität der Spannung durch eine Änderung der Bewegungsrichtung der beweglichen Komponente verursacht sein.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist der wenigstens eine Permanentmagnet wenigstens einen radial magnetisierten ringförmigen ersten Permanentmagneten auf, welcher um die bewegliche Komponente der Gasfeder herum angeordnet ist.
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In verschiedenen Ausführungen ist eine erste Spule der wenigstens einen Spule fest mit der beweglichen Komponente verbunden, sodass die erste Spule bei einer Bewegung der beweglichen Komponente in Richtung der Längsachse der Gasfeder mitbewegt wird. Der wenigstens eine erste Permanentmagnet ist feststehend in der Gasfedervorrichtung angeordnet.
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In verschiedenen Ausführungsformen verlaufen die Wicklungen der ersten Spule um die bewegliche Komponente der Gasfeder herum. Die bewegliche Komponente sowie die erste Spule befinden sich in einem Innenbereich, insbesondere innerhalb eines Innenradius, des wenigstens einen ersten Permanentmagneten.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der wenigstens eine erste Permanentmagnet mit der beweglichen Komponente fest verbunden, sodass der wenigstens eine erste Permanentmagnet bei einer Bewegung der beweglichen Komponente in Richtung der Längsachse der Gasfeder mitbewegt wird und die erste Spule feststehend in der Gasfedervorrichtung angeordnet ist.
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Die Wicklungen der ersten Spule verlaufen um die bewegliche Komponente der Gasfeder und um den wenigstens einen ersten Permanentmagneten herum.
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Die bewegliche Komponente befindet sich dann beispielsweise in dem Innenbereich, wohingegen sich die erste Spule in einem Außenbereich, insbesondere außerhalb eines Außenradius, des wenigstens einen ersten Permanentmagneten befindet.
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In verschiedenen Ausführungsformen liegen die Wicklungsachse der ersten Spule, eine Symmetrieachse des wenigstens einen ersten Permanentmagneten und die Längsachse der Gasfeder parallel zueinander, fallen insbesondere zusammen.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist der wenigstens eine Permanentmagnet zwei oder mehr radial magnetisierte ringförmige erste Permanentmagneten auf. Die zwei oder mehr ersten Permanentmagneten sind bezüglich einander so angeordnet, dass deren Symmetrieachsen zusammenfallen. Beispielsweise sind die zwei oder mehr ersten Permanentmagneten übereinander angeordnet, wobei zwischen benachbarten der zwei oder mehr ersten Permanentmagneten ein Abstand oder kein Abstand bestehen kann.
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In verschiedenen Ausführungsformen sind die zwei oder mehr ersten Permanentmagneten abwechselnd magnetisiert. Benachbarte der zwei oder mehr ersten Permanentmagneten haben entgegengesetzte magnetische Pole auf deren jeweiligen radialen Innenseiten und entgegengesetzte magnetische Pole auf deren jeweiligen radialen Außenseiten.
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Durch die Verwendung von zwei oder mehr ersten Permanentmagneten wird ein Bewegungsbereich der beweglichen Komponente in dem die Spannung induziert wird beispielsweise vergrößert. Außerdem kann eine stärkere Inhomogenität der von dem wenigstens einen Permanentmagneten erzeugten magnetischen Flussdichte erzielt werden, was wiederum zu einer erhöhten induzierten Spannung führen kann.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist der wenigstens eine Permanentmagnet wenigstens einen zweiten Permanentmagneten auf. Der wenigstens eine zweite Permanentmagnet besitzt eine Magnetisierung, die wenigstens teilweise in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse der Gasfeder liegt.
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In verschiedenen Ausführungen ist eine zweite Spule der wenigstens einen Spule mit der beweglichen Komponente der Gasfeder fest verbunden, sodass die zweite Spule bei einer Rotationsbewegung der beweglichen Komponente mitbewegt wird und der wenigstens eine zweite Permanentmagnet feststehend in der Gasfedervorrichtung angeordnet ist.
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Durch die Rotationsbewegung der zweiten Spule ändert sich ein Winkel einer Richtung der von dem wenigstens einen zweiten Permanentmagneten erzeugten magnetischen Flussdichte bezüglich einer Wicklungsebene oder einer Wicklungsachse der zweiten Spule. Dadurch ändert sich der magnetische Fluss durch die zweite Spule während einer Rotationsbewegung der beweglichen Komponente und der zweiten Spule. Dadurch wird durch elektromagnetische Induktion eine Spannung in der Spule induziert, welche einen Strom zur Ladung des Energiespeichers erzeugen kann.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der wenigstens eine zweite Permanentmagnet mit der beweglichen Komponente fest verbunden, sodass der wenigstens eine zweite Permanentmagnet bei der Rotationsbewegung der beweglichen Komponente mitbewegt wird. Die zweite Spule ist dann feststehend mit der Gasfedervorrichtung angeordnet.
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In verschiedenen Ausführungsformen liegt die Wicklungsachse der ersten Spule, insbesondere während der Rotationsbewegung, in einer Ebene, auf welcher die Längsachse der Gasfeder senkrecht steht.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist das wenigstens eine Sensormittel wenigstens einen Positionssensor auf, der dazu eingerichtet ist, eine Position der beweglichen Komponente zu erfassen und abhängig von der erfassten Position ein Positionssignal zu erzeugen.
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In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der wenigstens eine Positionssensor einen inkrementell messenden Sensor, einen direkt messenden Sensor, einen Magnetsensor, einen Hall-Sensor, einen kapazitiven Sensor und/oder einen optischen Sensor.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der Schaltkreis dazu eingerichtet, abhängig von dem Positionssignal Höhendaten zu erzeugen, welche eine Höheneinstellung des der Gasfeder oder des Bürostuhls repräsentieren.
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Mittels der Höhendaten beziehungsweise der dadurch repräsentierten Höheneinstellung kann das Benutzungsverhalten weitergehend erfasst und optimiert werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist der Schaltkreis dazu eingerichtet, basierend auf einer Veränderung des Positionssignals und einer Federkonstante der Gasfeder, eine Kraft, welche in Richtung der Längsachse der Gasfeder auf die Gasfeder wirkt, zu bestimmen. Der Schaltkreis ist weiter dazu eingerichtet, abhängig von der bestimmten Kraft zweite weitere Gewichtsdaten zu erzeugen, welche ein Körpergewicht eines Benutzers des Bürostuhls repräsentieren.
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Die Veränderung des Positionssignals ist beispielsweise zurückzuführen auf eine Veränderung der Position der beweglichen Komponente während eine Höhenverstellung nicht möglich oder deaktiviert ist. Die Veränderung der Position der beweglichen Komponente kann sich beispielsweise daraus ergeben, dass ein Benutzer sich auf den Bürostuhl setzt. Die Kraft, welche in Richtung der Längsachse der Gasfeder auf die Gasfeder wirkt, kann beispielsweise als Produkt der Federkonstante der Gasfeder und eines Wegs, welcher der Veränderung der Position der beweglichen Komponente entspricht, bestimmt werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist das wenigstens eine Sensormittel wenigstens einen weiteren Positionssensor auf, der dazu eingerichtet ist, eine Position der beweglichen Komponente basierend auf einer räumlichen Inhomogenität der durch den wenigstens einen Permanentmagneten erzeugten magnetischen Flussdichte zu erfassen und abhängig von der erfassten Position ein weiteres Positionssignal zu erzeugen. Der Schaltkreis ist dazu eingerichtet, abhängig von dem weiteren Positionssignal weitere Höhendaten zu erzeugen, welche eine Höheneinstellung der Gasfeder oder des Bürostuhls repräsentieren.
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Der wenigstens eine weitere Positionssensor kann beispielsweise wenigstens einen Hall-Sensor aufweisen. Der wenigstens eine Hall-Sensor ist dazu eingerichtet, die räumliche Inhomogenität der Flussdichte des wenigstens einen Permanentmagneten zu erfassen. Daraus lassen sich beispielsweise Rückschlüsse über die Position der beweglichen Komponente und sich über die Höheneinstellung der Gasfeder oder des Bürostuhls ziehen.
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Mit Vorteil kann damit sowohl die Bestimmung der weiteren Höhendaten und somit der Höheneinstellung der Gasfeder oder des Bürostuhls als auch die Energiegewinnung mittels der Energiegewinnungsvorrichtung mit demselben wenigstens einen Permanentmagneten erzielt werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen weist die Energiegewinnungsvorrichtung einen elektrischen Generator und ein Übersetzungsvorrichtung, beispielsweise ein Getriebe, auf. Die Übersetzungsvorrichtung ist antriebsseitig mit dem Gehäuse der Gasfedervorrichtung und abtriebsseitig mit einer Antriebsachse des Generators verbunden. Die Übersetzungsvorrichtung ist angeordnet und dazu eingerichtet, eine Rotationsbewegung der beweglichen Komponente in eine Rotationsbewegung der Antriebsachse umzuwandeln.
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Dabei ist ein Übersetzungsverhältnis der Übersetzungsvorrichtung derart, dass eine Drehzahl der Rotationsbewegung der Antriebsachse größer ist als eine Drehzahl der Rotationsbewegung der beweglichen Komponente.
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Die Verbindung der Übersetzungsvorrichtung mit dem Gehäuse kann beispielsweise über ein Zahnrad der Übersetzungsvorrichtung und eine Verzahnung an einer Innenseite des Gehäuses ausgebildet sein.
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Die von dem elektrischen Generator erzeugte elektrische Energie Energieversorgung des Schaltkreises und/oder zum Laden des Energiespeichers verwendet werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Schaltkreis eine Kommunikationsschnittstelle, die zur drahtlosen Übertragung der Benutzungsdaten, insbesondere der Gewichtsdaten, der Schwerpunktdaten, der ersten weiteren Gewichtsdaten, der zweiten weiteren Gewichtsdaten, der Höhendaten und/oder der weiteren Höhendaten, an wenigstens ein externes Empfangsgerät eingerichtet ist.
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Die drahtlose Übertragung der Benutzungsdaten kann beispielsweise über Bluetooth, WLAN, eine GSM-basierte Technologie oder eine andere Übertragungstechnologie erfolgen.
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Das wenigstens eine externe Empfangsgerät kann beispielsweise Büromittel beinhalten, wie zum Beispiel einen Tisch, eine Klimaanlage, eine Raumbeleuchtung oder eine Tischbeleuchtung. Das Büromittel kann dann beispielsweise abhängig von den Benutzungsdaten, insbesondere abhängig von dem Benutzungsverhalten, gesteuert werden.
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Das wenigstens eine externe Empfangsgerät kann alternativ oder zusätzlich einen Computer oder einen Server beinhalten. Der Computer oder Server kann zur Auswertung der Benutzungsdaten beziehungsweise des Benutzungsverhaltens verwendet werden.
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Das wenigstens eine externe Empfangsgerät kann alternativ oder zusätzlich eine Anzeigeeinheit, wie zum Beispiel einen Bildschirm, ein Display, ein Smartphone, einen Tablet-Computer, beinhalten. Dadurch kann das Benutzungsverhalten beispielsweise durch den Benutzer des Bürostuhls dokumentiert, überprüft und/oder angepasst werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Gasfedervorrichtung, insbesondere die Gasfeder, zum Beispiel die bewegliche Komponente der Gasfeder, einen Steckverbinder, insbesondere einen Stecker oder eine Buchse für eine Steckverbindung, die dazu eingerichtet ist, die Gasfedervorrichtung, insbesondere den Schaltkreis, mit weiteren elektronischen Komponenten des Bürostuhls elektrisch zu verbinden.
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Die weiteren elektronischen Komponenten können beispielsweise weitere Sensorelemente, Eingabeeinrichtungen, Tasten, Anzeigeeinrichtungen und/oder Signalgeber umfassen.
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Über eine Verbindung der weiteren elektronischen Komponenten mit dem Schaltkreis der Gasfedervorrichtung können von den weiteren elektronischen Komponenten erzeugte Daten an den Schaltkreis übermittelt werden. Beispielsweise über die Kommunikationsschnittstelle des Schaltkreises können dann die von den weiteren elektronischen Komponenten erzeugten Daten drahtlos an das wenigstens eine externe Empfangsgerät übermittelt werden.
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Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Bürostuhl mit einer Gasfedervorrichtung zur Höhenverstellung des Bürostuhls angegeben. Die Gasfedervorrichtung ist dabei entsprechend einer Ausführungsform der Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept ausgebildet.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail erklärt. Komponenten, die funktionell identisch sind oder einen identischen Effekt haben, können mit identischen Bezugszeichen versehen sein. Identische Komponenten oder Komponenten mit identischer Funktion sind unter Umständen nur bezüglich der Figur erklärt, in der sie zuerst erscheinen. Die Erklärung wird nicht notwendigerweise in den darauffolgenden Figuren wiederholt.
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Es zeigen:
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1 einen Bürostuhl mit einer Gasfedervorrichtung;
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2 einen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept;
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3A einen Querschnitt durch eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept;
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3B eine beispielhafte Ausführungsform einer Permanentmagnetanordnung zur Verwendung in einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept;
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3C eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Permanentmagnetanordnung zur Verwendung in einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept; und
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4 eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Permanentmagnetanordnung zur Verwendung in einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept.
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1 zeigt einen Bürostuhl BS mit einer Gasfedervorrichtung, beispielsweise einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept. Der Bürostuhl BS weist eine Sitzfläche SF, eine mit der Sitzfläche SF verbundene Rückenlehne RL sowie ein Fußkreuz FK auf.
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Des Weiteren weist der Bürostuhl BS eine Gasfedervorrichtung auf, welche beispielsweise ein Gehäuse G und eine Gasfeder mit einem Kolben K und einem Zylinder Z umfasst. Im Beispiel der 1 ist das Gehäuse G der Gasfedervorrichtung über einen Konus (nicht gezeigt) mit dem Fußkreuz FK des Bürostuhls BS verbunden. Außerdem ist der Kolben K oder der Zylinder Z über einen Konus (nicht gezeigt) mit der Sitzfläche SF des Bürostuhls BS verbunden.
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Bei der Gasfeder handelt es sich beispielsweise um eine verstellbare Gasfeder, die dazu eingerichtet ist, eine Sitzhöhe des Bürostuhls BS, insbesondere der Sitzfläche SF, zu verstellen. Optional kann eine Neigung der Sitzfläche SF und/oder der Rückenlehne RL verstellt werden.
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2 zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept, insbesondere zur Verwendung in einem Bürostuhl BS, wie er in 1 gezeigt ist.
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Die Gasfedervorrichtung umfasst ein Gehäuse G, welches beispielsweise über einen ersten Konus mit dem Fußkreuz FK des Bürostuhls BS verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Gasfedervorrichung eine Gasfeder mit einem Zylinder Z und einem Kolben K. Im gezeigten Beispiel ist der Kolben K beispielsweise fest mit dem Gehäuse G verbunden. Der Zylinder Z ist beispielsweise über einen zweiten Konus mit der Sitzfläche SF des Bürostuhls BS verbunden. Bei feststehendem Gehäuse G und Kolben K ist der Zylinder Z entlang einer Längsachse der Gasfeder beweglich zum Beispiel zur Höhenverstellung der Sitzfläche SF und/oder zur Dämpfung der Sitzfläche SF beispielsweise beim Niedersitzen eines Benutzers auf den Bürostuhl BS. Die Längsachse der Gasfeder ist durch eine Strichpunktlinie in 2 angedeutet. Zusätzlich zu der Bewegung entlang der Längsachse kann die Gasfeder, insbesondere der Zylinder und/oder der Kolben K, rotationsbeweglich sein, um eine Drehbewegung der Sitzfläche SF des Bürostuhls BS zu ermöglichen.
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Die Gasfeder weist beispielsweise an dem Zylinder Z ein Verstellelement V auf. Wird das Verstellelement V betätigt, beispielsweise über einen Hebel (nicht gezeigt), welcher durch den Benutzer des Bürostuhls betätigt werden kann, so wird beispielsweise eine Bewegung des Zylinders Z entlang der Längsachse der Gasfeder zur Höhenverstellung der Sitzfläche SF freigegeben. Wird das Verstellelement V nicht betätigt, so ist der Zylinder beispielsweise festgestellt, so dass eine Höhenverstellung der Sitzfläche SF nicht möglich ist. In diesem Zustand dient die Gasfeder beispielsweise lediglich zur Dämpfung abhängig von einer Federkonstante der Gasfeder.
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Die Gasfedervorrichtung weist außerdem ein Befestigungsmittel BM auf, welches beispielsweise fest mit dem Zylinder Z verbunden ist. Das Befestigungsmittel BM kann beispielsweise ringförmig ausgebildet sein und den Zylinder Z umschließen. Alternativ kann das Befestigungsmittel BM auch zwei oder mehrere längliche oder stabförmige Einzelkomponenten aufweisen, welche an verschiedenen, insbesondere gegenüberliegenden, Positionen an dem Zylinder Z angebracht sind. Bei einer Bewegung des Zylinders Z entlang der Längsachse oder einer Rotation des Zylinders Z um die Längsachse der Gasfeder führt das Befestigungsmittel BM entsprechend ebenfalls eine Bewegung entlang der Längsachse oder eine Rotation um die Längsachse durch.
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Die Gasfedervorrichtung weist außerdem einen elektronischen Schaltkreis SK auf. Der Schaltkreis SK kann beispielsweise auf oder an dem Befestigungsmittel BM angeordnet, insbesondere befestigt, sein. Der Schaltkreis SK kann beispielsweise eine Platine oder Leiterplatte beinhalten, auf welcher elektronische Komponenten und/oder integrierte Schaltkreise angeordnet und gegebenenfalls miteinander verschaltet sind. Beispielsweise kann die Platine an dem Befestigungsmittel BM befestigt sein.
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Die Gasfedervorrichtung weist außerdem einen Kraftsensor KS auf, der zum Beispiel an der Gasfeder, insbesondere an dem Kolben K oder an dem Gehäuse G, angebracht ist. Im gezeigten Beispiel ist der Kraftsensor KS an dem Kolben K angebracht. Der Kraftsensor KS kann beispielsweise einen Dehnungsmessstreifen beinhalten, der beispielsweise an dem Kolben K befestigt ist. Alternativ kann der Kraftsensor KS einen piezoelektrischen Sensor beinhalten, welcher beispielsweise an dem Kolben K oder zwischen dem Kolben K und dem Gehäuse G angeordnet ist. Der Kraftsensor KS ist mit dem Schaltkreis SK elektrisch verbunden (Verbindung nicht gezeigt).
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Wenn eine Kraft in Richtung der Längsachse der Gasfeder auf die Gasfeder wirkt, beispielsweise weil ein Benutzer auf dem Bürostuhl BS sitzt, erfasst der Kraftsensor KS die in Richtung der Längsachse wirkende Kraft und erzeugt abhängig von der erfassten Kraft ein Kraftsignal. Der Kraftsensor KS übermittelt das Kraftsignal an den Schaltkreis SK. Der Schaltkreis SK berechnet beispielsweise aus dem Kraftsignal Gewichtsdaten, welche ein Körpergewicht des Benutzers des Bürostuhls BS repräsentieren.
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Der Schaltkreis SK beinhaltet außerdem eine Kommunikationsschnittstelle, insbesondere eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung. Bei der Schnittstelle kann es sich beispielsweise um eine Bluetooth-Schnittstelle, eine WLAN-Schnittstelle, eine GSM-basierte Schnittstelle eine Funkschnittstelle oder eine andere Schnittstelle handeln. Der Schaltkreis kann beispielsweise über die Kommunikationsschnittstelle die Gewichtsdaten an ein externes Empfangsgerät, beispielsweise ein anderes Büromittel, ein Anzeigegerät, wie beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablet-Computer, einen Computer oder einen Server übermitteln.
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Optional weist die Gasfedervorrichtung einen Verformungssensor auf, welcher im gezeigten Beispiel der 2 ein erstes Verformungssensorelement VS1 und ein zweites Verformungssensorelement VS2 umfasst. Die Verformungssensorelemente VS1, VS2 sind beispielsweise an dem Zylinder Z angeordnet. Bei den Verformungssensorelementen VS1, VS2 handelt es sich beispielsweise um Dehnungsmessstreifen. Die Verformungssensorelemente VS1, VS2 sind mit dem Schaltkreis SK elektrisch verbunden.
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Wird die Gasfeder, insbesondere der Zylinder Z, beispielsweise durch eine Lage eines Schwerpunkts des Benutzers des Bürostuhls BS oder eine Veränderung der Lage des Schwerpunkts verformt, so erfassen die Verformungssensorelemente VS1, VS2 beispielsweise durch eine unterschiedliche Belastung des Zylinders Z an den Positionen der Verformungssensorelemente VS1, VS2 eine Verformung der Gasfeder, insbesondere des Zylinders Z. Der Verformungssensor, insbesondere die Verformungssensorelemente VS1, VS2, sind dazu eingerichtet, abhängig von der erfassten Verformung ein Verformungssignal zu erzeugen und das Verformungssignal an den Schaltkreis SK zu übermitteln. Der Schaltkreis bestimmt abhängig von dem Verformungssignal, insbesondere abhängig von dem Verformungssignal und dem Kraftsignal, Schwerpunktdaten, welche eine Position oder eine Lage des Schwerpunkts des Benutzers des Bürostuhls repräsentieren.
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Der Schaltkreis SK ist beispielsweise dazu eingerichtet, die Schwerpunktdaten über die Kommunikationsschnittstelle an das externe Empfangsgerät zu übertragen.
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In manchen Ausführungsformen ist der Schaltkreis dazu eingerichtet, abhängig von dem Verformungssignal und dem Kraftsignal die Schwerpunktdaten zu erzeugen.
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Optional beinhaltet die Gasfedervorrichtung eine Energiegewinnungsvorrichtung mit einem Energiespeicher (nicht gezeigt), einer Spule S1 und einer Permanentmagnetanordnung M. Der Energiespeicher kann von dem Schaltkreis SK beinhaltet sein oder an einer anderen Stelle der Gasfedervorrichtung, beispielsweise in dem Gehäuse G, angeordnet sein.
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Im Beispiel der 2 ist die Spule S1 ringförmig um den Zylinder Z angeordnet. Eine oder mehrere Wicklungen der Spule S1 verlaufen also ringförmig oder im Wesentlichen ringförmig um den Zylinder Z herum. Beispielsweise ist die Spule S1 um das Befestigungsmittel BM herum gewickelt oder angeordnet. Eine Wicklungsachse der Spule S1 ist beispielsweise parallel zu der Längsachse der Gasfeder oder fällt mit dieser zusammen. Die Spule S1 ist mit dem Schaltkreis SK elektrisch verbunden.
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Die Permanentmagnetanordnung M wird in der Gasfedervorrichtung der 2 beispielsweise durch einen ringförmigen Permanentmagneten oder eine Vielzahl von ringförmigen Permanentmagneten RM1, RM2, RM3, RM4, RM5 gebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Permanentmagnetanordnung M mindestens einen ringförmigen Permanentmagneten umfasst. Insbesondere ist die Anzahl der ringförmigen Permanentmagneten nicht notwendigerweise gleich 5, wie in 2 gezeigt. Außerdem kann die Permanentmagnetanordnung M auch mehr als fünf ringförmige Permanentmagneten beinhalten, wie durch die Punkte in 2 angedeutet.
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Jeder der ringförmigen Permanentmagneten RM1, RM2, RM3, RM4, RM5 ist radial magnetisiert. Insbesondere hat jeder der ringförmigen Permanentmagneten RM1, RM2, RM3, RM4, RM5 einen Nordpol an einer Innenseite, insbesondere einer radialen Innenseite, und einen Südpol an einer Außenseite, insbesondere einer radialen Außenseite, oder umgekehrt. Nord- und Südpol sind in 2 als N und S dargestellt. Die ringförmigen Permanentmagneten RM1, RM2, RM3, RM4, RM5 der Permanentmagnetanordnung M sind zum Beispiel entlang der Längsachse der Gasfeder übereinandergestapelt. Dabei sind benachbarte ringförmige Permanentmagneten entgegengesetzt magnetisiert. Beispielsweise haben ringförmige Permanentmagneten, die zu einem ringförmigen Permanentmagneten mit einem Südpol an der Innenseite und einen Nordpol an der Außenseite benachbart sind, selbst einen Nordpol an der Innenseite und einen Südpol an der Außenseite und umgekehrt.
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Jeder der ringförmigen Permanentmagneten RM1, RM2, RM3, RM4, RM5 besitzt eine Symmetrieachse, welche mit der Längsachse der Gasfeder zusammenfällt oder im Wesentlichen zusammenfällt oder parallel zu der Längsachse der Gasfeder verläuft. Die ringförmigen Permanentmagneten RM1, RM2, RM3, RM4, RM5 sind um den Zylinder Z, das Befestigungsmittel BM sowie die Spule S1 herum angeordnet. Die ringförmigen Permanentmagneten RM1, RM2, RM3, RM4, RM5 sind beispielsweise an einer Innenseite des Gehäuses G befestigt.
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Durch die Permanentmagnetanordnung M wird im Innenbereich der ringförmigen Permanentmagneten RM1, RM2, RM3, RM4, RM5 eine inhomogene magnetische Flussdichte, erzeugt. Durch die Anordnung und Ausrichtung der ringförmigen Permanentmagneten RM1, RM2, RM3, RM4, RM5 beziehungsweise deren Symmetrieachse und die Anordnung beziehungsweise Ausrichtung der Spule S1 wird ein magnetischer Fluss durch die Spule S1 erzeugt. Aufgrund der Inhomogenität der magnetischen Flussdichte ändert sich der magnetische Fluss durch die Spule S1 während einer Bewegung des Zylinders Z und somit der Spule S1 entlang der Längsachse der Gasfeder.
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Durch den sich ändernden magnetischen Fluss durch die Spule S1 wird in der Spule S1 durch elektromagnetische Induktion eine Spannung induziert und basierend auf der induzierten Spannung beispielsweise ein Strom in der Spule erzeugt. Der Schaltkreis SK ist dazu eingerichtet, die induzierte Spannung und/oder den erzeugten Strom abzugreifen und damit den Energiespeicher aufzuladen. Gegebenenfalls kann der Schaltkreis SK ferner dazu eingerichtet sein, mittels einer Gleichrichtungsschaltung die induzierte Spannung oder den erzeugten Strom zur Aufladung des Energiespeichers gleichzurichten.
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Eine Energieversorgung des Schaltkreises SK, des Kraftsensors KS, des Verformungssensors, der Kommunikationsschnittstelle und/oder weiterer Elemente der Gasfedervorrichtung ist somit mittels der Energiegewinnungsvorrichtung und des Energiespeichers möglich.
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In alternativen Ausführungsformen kann die Energiegewinnungsvorrichtung anstelle oder zusätzlich zu der Spule S1 und der Permanentmagnetanordnung M den Kraftsensor KS beinhalten, insbesondere wenn der Kraftsensor KS einen piezoelektrischen Sensor aufweist. Der Energiespeicher kann dann beispielsweise durch eine von dem piezoelektrischen Sensor erzeugte elektrische Spannung oder einen daraus resultierenden Strom geladen werden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass alternative Ausführungsformen der Gasfedervorrichtung die Energiegewinnungsvorrichtung nicht beinhalten. In solchen Ausführungsformen kann der Schaltkreis beispielsweise über eine oder mehrere Batterien mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Alternative Ausführungsformen der Gasfedervorrichtung beinhalten den Kraftsensor KS und/oder den Verformungssensor nicht.
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In alternativen Ausführungsformen ist das Gehäuse G nicht mit dem Fußkreuz FK, sondern beispielsweise mit der Sitzfläche SF verbunden, während der Kolben K oder der Zylinder Z mit dem Fußkreuz FK verbunden ist.
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In alternativen Ausführungsformen ist nicht der Zylinder Z der Gasfeder beweglich, sondern der Kolben K, während der Zylinder Z entlang der Längsachse der Gasfeder unbeweglich mit dem Gehäuse G verbunden ist.
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In alternativen Ausführungsformen ist der Schaltkreis SK nicht an dem Befestigungsmittel BM angeordnet, sondern beispielsweise an einer anderen Position in oder an dem Gehäuse G. Der Schaltkreis SK kann beispielsweise auch außen an dem Gehäuse G angeordnet sein.
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In alternativen Ausführungsformen ist die Permanentmagnetanordnung M mit dem Zylinder Z verbunden und wird bei einer Bewegung des Zylinders Z entlang der Längsachse mitbewegt. In solchen Ausführungsformen ist die Spule S1 nicht mit dem Zylinder Z verbunden und wird bei der Bewegung des Zylinders Z entlang der Längsachse nicht mitbewegt.
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Optional weist die Gasfedervorrichtung einen Steckverbinder ST auf, insbesondere einen Stecker oder eine Buchse. Der Steckverbinder ST ist beispielsweise mit einem entsprechenden weiteren Steckverbinder des Bürostuhls BS, welcher beispielsweise an der Sitzfläche SF oder dem Fußkreuz FK angeordnet ist, verbindbar. Außerdem ist der Steckverbinder ST mit dem Schaltkreis SK elektrisch verbunden.
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Über den Steckverbinder können beispielsweise Daten zwischen dem Schaltkreis SK und weiteren elektronischen Komponenten des Bürostuhls BS ausgetauscht werden. Insbesondere können Daten von den weiteren elektronischen Komponenten des Bürostuhls an den Schaltkreis SK übertragen werden. Die von den weiteren elektronischen Komponenten an den Schaltkreis SK übertragenen Daten können beispielsweise über die Kommunikationsschnittstelle des Schaltkreises SK an das weitere externe Empfangsgerät übermittelt werden.
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Die weiteren elektronischen Komponenten können beispielsweise über die Energiegewinnungsvorrichtung und den Steckverbinder ST mit elektrischer Energie versorgt werden. In Ausführungsformen, welche sowohl den Steckverbinder ST als auch die Energiegewinnungsvorrichtung umfassen, kann die Energiegewinnungsvorrichtung zur Energieversorgung der weiteren elektronischen Komponenten dienen.
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3A zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept. Die Gasfedervorrichtung aus 3A basiert auf der Gasfedervorrichtung von 2.
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Unterschiede zwischen der Gasfedervorrichtung aus 3A und der Gasfedervorrichtung aus 2 betreffen zum Beispiel lediglich die Energiegewinnungsvorrichtung und gegebenenfalls eine Form des Befestigungsmittels BM.
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Die Energiegewinnungsvorrichtung der Gasfedervorrichtung aus 3A beinhaltet eine Spule S2, deren Wicklungen beispielsweise um eine Wicklungsachse verlaufen, welche in einer Ebene liegt, die senkrecht zu der Längsachse der Gasfeder steht. Dazu kann die Spule S2 beispielsweise an dem Befestigungsmittel BM angeordnet sein. Das Befestigungsmittel umfasst dabei beispielsweise wenigstens eine längliche an dem Zylinder Z angeordnete Komponente.
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In der Gasfedervorrichtung der 3A beinhaltet die Permanentmagnetanordnung M einen ersten und einen zweiten Permanentmagneten M1, M2. Der erste Permanentmagnet M1 ist beispielsweise an einer ersten Seite des Gehäuses G angebracht, insbesondere an einer Innenseite auf der ersten Seite des Gehäuses G. Der zweite Permanentmagnet M2 ist beispielsweise an einer zweiten Seite des Gehäuses G angebracht, insbesondere an einer Innenseite auf der zweiten Seite des Gehäuses G. Dabei liegt die zweite Seite der ersten Seite gegenüber. Der erste Permanentmagnet M1 weist an einer dem Gehäuse G zugewandten Seite einen Südpol auf und der zweite Permanentmagnet M2 weist an einer dem Gehäuse G zugewandten Seite einen Nordpol auf. Entsprechend weist der erste Permanentmagnet M1 an einer dem Gehäuse G abgewandten, also einer der Gasfeder zugewandten Seite, einen Nordpol auf, während der zweite Permanentmagnet M2 auf einer dem Gehäuse abgewandten, also der Gasfeder zugewandten, Seite einen Südpol aufweist.
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Durch die Anordnung der Spule S2 beziehungsweise deren Ausrichtung und die Anordnung und Ausrichtung des ersten und zweiten Permanentmagneten M1, M2 wird eine magnetische Flussdichte erzeugt, welche, je nach Position, insbesondere Rotationsposition, der Spule S2 einen mehr oder weniger großen magnetischen Fluss durch die Spule S2 erzeugt. Führt der Zylinder Z oder die Gasfeder eine Rotationsbewegung um die Längsachse der Gasfeder aus, beispielsweise hervorgerufen durch eine Drehung des Bürostuhls oder der Sitzfläche SF, so führt die Spule S2 ebenfalls eine solche Rotationsbewegung aus. Folglich ändert sich ein Winkel, den die Spule S2, insbesondere eine Wicklungsebene oder die Wicklungsachse der Spule S2, mit einer Richtung der magnetischen Flussdichte einschließt während der Rotationsbewegung. Dadurch variiert der magnetische Fluss durch die Spule S2 bei der Rotationsbewegung um die Längsachse herum, was wiederum zu einer Induktionsspannung in der Spule S2 führt. Durch die induzierte Spannung wird ein Strom induziert, welcher beispielsweise durch den Schaltkreis SK abgegriffen, gegebenenfalls gleichgerichtet und zur Ladung des Energiespeichers verwendet wird.
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Mit einer Gasfedervorrichtung wie in 3A kann also aus einer Rotationsbewegung der Sitzfläche elektrische Energie erzeugt werden und damit der Energiespeicher geladen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass in weiteren Ausführungsformen die Energiegewinnungsvorrichtungen der Gasfedervorrichtungen wie in 2 und 3A, 3B und 3C beschrieben und gezeigt jederzeit kombiniert werden können. Dadurch kann erzielt werden, dass sowohl bei einer Rotationsbewegung der Sitzfläche beziehungsweise der Gasfeder als auch bei einer Bewegung entlang der Längsachse der Gasfeder Energie gewonnen und in dem Energiespeicher gespeichert werden kann.
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In 3B ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Permanentmagnetanordnung M zur Verwendung in einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept, insbesondere einer Gasfedervorrichtung wie in 3A, gezeigt.
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Der erste Magnet M1 ist beispielsweise ein halbringförmiger Magnet mit einer radialen Magnetisierung, sodass sich auf einer Innenseite des ersten Magneten M1 ein Nordpol und auf einer Außenseite des ersten Magneten M2 ein Südpol befindet. Entsprechend ist auch der zweite Permanentmagnet M2 als radial magnetisierter halbringförmiger Magnet ausgebildet. Der zweite Permanentmagnet M2 weist auf einer Innenseite einen Südpol und auf einer Außenseite einen Nordpol auf. Der erste und der zweite Permanentmagnet M1, M2 sind so angeordnet, dass sie zusammen einen Ring bilden, welcher um die Spule S2 und die Gasfeder herum angeordnet ist, wie in 3A gezeigt.
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Lediglich zur Verdeutlichung ist eine einzelne Wicklung der Spule S2 sowie eine beispielhafte Richtung der magnetischen Flussdichte B gezeigt.
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In alternativen Ausführungsformen kann die Permanentmagnetanordnung M auch als einzelner diametral polarisierter Magnet ausgebildet sein. Bei solchen Magneten stellt eine Halbringhälfte einen Nordpol und eine weitere Halbringhälfte einen Südpol dar.
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In 3C ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Permanentmagnetanordnung M zur Verwendung in einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept, insbesondere einer Gasfedervorrichtung wie in 3A, gezeigt.
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Die Permanentmagnetanordnung M ist ringförmig ausgebildet (3C zeigt lediglich einen Teilsegmentabschnitt der Permanentmagnetanordnung M) und verläuft um die Spule S2 und die Gasfeder, insbesondere den Zylinder Z, herum. Dabei besteht die Permanentmagnetanordnung M aus nebeneinander angeordneten Permanentmagneten M3, M4, M5, M6, die beispielsweise die Form von Ringsegmenten haben. Benachbarte Ringsegmente entsprechen dabei abwechselnd magnetisierten Magneten, insbesondere abwechselnd radial magnetisierten Magneten. Jedes Ringsegment M3, M4, M5, M6 hat auf einer Innenseite entweder einen Nordpol und auf der Außenseite einen Südpol oder umgekehrt. Ringsegmente, welche an ein Ringsegment angrenzen, welches auf einer Innenseite einen Südpol und auf der Außenseite einen Nordpol haben, haben selbst auf der Innenseite einen Nordpol und auf der Außenseite einen Südpol und umgekehrt.
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Die magnetische Flussdichte B verläuft auf der Innenseite der Permanentmagnetanordnung M bogenförmig von Nordpolen der Ringsegmente zu Südpolen der benachbarten Ringsegmente. Dadurch wird ein inhomogenes Magnetfeld im Innenbereich der Permanentmagnetanordnung M erzeugt. Folglich ändert sich der magnetische Fluss durch die Spule S2 bei einer Rotationsbewegung der Spule S2 um die Längsachse der Gasfeder, was wiederum zu einer induzierten Spannung in der Spule S2 führt. Der Übersichtlichkeit halber ist die magnetische Flussdichte B beispielhaft lediglich zwischen zwei Ringsegmenten M5, M5 gezeigt.
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4 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Permanentmagnetanordnung M zur Verwendung in einer Gasfedervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept. Die Permanentmagnetanordnung M aus 4 kann beispielsweise in einer Gasfedervorrichtung wie in 2 anstelle oder zusätzlich zu der dort gezeigten und beschriebenen Permanentmagnetanordnung verwendet werden.
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Die Permanentmagnetanordnung M aus 4 beinhaltet einen ringförmigen Permanentmagneten RM, der um die Gasfeder herum, insbesondere um den Zylinder Z herum, angeordnet ist. Die Längsachse der Gasfeder ist in 4 durch eine Strichpunktlinie angedeutet. Die Permanentmagnetanordnung M weist außerdem ein erstes ferromagnetisches Element FM1 auf, welches ein U-förmiges Profil mit einer der Gasfeder beziehungsweise dem Zylinder Z abgewandten Öffnung besitzt. Das erste ferromagnetische Element FM1 ist beispielsweise rotationssymmetrisch um die Längsachse der Gasfeder und verläuft um die Gasfeder beziehungsweise um den Zylinder Z herum. Der ringförmige Permanentmagnet RM ist radial magnetisiert und weist einen Südpol auf einer radialen Innenseite und einen Nordpol auf einer radialen Außenseite oder umgekehrt auf. Der ringförmige Permanentmagnet RM1 ist mit dem ersten ferromagnetischen Element FM1 verbunden, insbesondere magnetisch leitfähig verbunden. Beispielsweise ist der ringförmige Permanentmagnet RM1 im Innenbereich des U-förmigen Profils des ersten ferromagnetischen Elements FM1 angeordnet.
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Die Permanentmagnetanordnung M weist außerdem eine Spule S3 auf, welche um den ringförmigen Permanentmagneten RM herum angeordnet ist und beispielsweise mit diesem verbunden ist. Eine Wicklungsachse der Spule S3 ist parallel zu der Längsachse der Gasfeder und/oder zu der Symmetrieachse des ringförmigen Permanentmagneten RM.
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Das erste ferromagnetische Element FM1 ist beispielsweise mit dem Zylinder Z der Gasfeder verbunden, sodass bei einer Bewegung des Zylinders Z entlang der Längsachse der Gasfeder das erste ferromagnetische Element FM1, der ringförmige Permanentmagnet RM sowie die Spule S3 ebenfalls eine Bewegung entlang der Längsachse der Gasfeder ausführen.
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Die Permanentmagnetanordnung M weist außerdem ein zweites ferromagnetisches Element FM2 auf, welches bei einer Bewegung des Zylinders Z entlang der Längsachse der Gasfeder nicht mitbewegt wird und beispielsweise mit dem Gehäuse G der Gasfedervorrichtung verbunden ist. Das zweite ferromagnetische Element FM2 ist beispielsweise rotationssymmetrisch um die Gasfeder herum angeordnet, beispielsweise an einer Innenseite des Gehäuses G. Das zweite ferromagnetische Element FM2 weist ein stufenförmiges Profil auf. Insbesondere besitzt das zweite ferromagnetische Element FM2 erste Bereiche, welche einen ersten Abstand, insbesondere einen ersten radialen Abstand, von einer Symmetrieachse des zweiten ferromagnetischen Elements FM2 aufweisen und zweite Bereiche, welche einen zweiten Abstand, insbesondere einen zweiten radialen Abstand, von der Symmetrieachse des zweiten ferromagnetischen Elements FM2 aufweisen. Der zweite Abstand ist dabei größer als der erste Abstand.
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Bewegt sich der Zylinder Z, das erste ferromagnetische Element FM1, der ringförmige Magnet RM sowie die Spule S3 entlang der Längsachse der Gasfeder, so variiert die magnetische Flussdichte an einer Position der Spule S3 durch eine sich verändernde Führung der Flussdichte aufgrund des ersten und zweiten ferromagnetischen Elements FM1, FM2, des U-förmigen Profils des ersten ferromagnetischen Elements FM1 sowie des stufenförmigen Profils des zweiten ferromagnetischen Elements FM2.
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Dadurch ändert sich ein magnetischer Fluss durch die Spule S3 während der Bewegung entlang der Längsachse, was zu einer elektromagnetisch induzierten Spannung in der Spule S3 führt.
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Das erste und/oder das zweite ferromagnetische Element FM1, FM2 beinhalten beispielsweise Eisen oder ein anderes ferromagnetisches Material.
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In alternativen Ausführungsformen ist das zweite ferromagnetische Element FM2 mit dem Zylinder Z verbunden und wird bei der Bewegung entlang der Längsachse mitbewegt. Dann sind das erste ferromagnetische Element FM1, der ringförmige Permanentmagnet RM sowie die Spule S3 nicht mit dem Zylinder Z verbunden und werden somit bei der Bewegung entlang der Längsachse nicht mitbewegt.
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Die verschiedenen Aspekte und Bestandteile der Gasfedervorrichtung beziehungsweise des Bürostuhls BS gemäß dem verbesserten Konzept die hier beschrieben wurden, können je nach Anwendung miteinander kombiniert werden.
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Mit einem Bürostuhl BS gemäß dem verbesserten Konzept ist es möglich, Benutzungsdaten wie zum Beispiel die Gewichtsdaten, die Schwerpunktdaten, die weiteren Gewichtsdaten, die Höhendaten und/oder die weiteren Höhendaten zu erfassen und mittels des Schaltkreises SK an ein externes Empfangsgerät, beispielsweise zur Auswertung der Benutzungsdaten, zu übermitteln. Die ausgewerteten Benutzungsdaten können beispielsweise als Grundlage für Handlungsanweisungen an den Benutzer des Bürostuhls BS dienen. Auf diese Weise kann ein Benutzungsverhalten des Benutzers des Bürostuhls BS verbessert werden.
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Durch die Anordnung des wenigstens einen Sensormittels, des Schaltkreises SK und gegebenenfalls der Energiegewinnungsvorrichtung in oder an der Gasfedervorrichtung wird eine besonders effiziente und flexible Lösung erreicht. Insbesondere ist die Gasfedervorrichtung beispielsweise leicht austauschbar, sodass zum Beispiel auch konventionelle Bürostühle mit einer Gasfedervorrichtung eines Bürostuhls BS gemäß dem verbesserten Konzept ausgestattet werden können.
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Bezugszeichen
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- BS
- Bürostuhl
- SF
- Sitzfläche
- RL
- Rückenlehne
- FK
- Fußkreuz
- G
- Gehäuse
- Z
- Zylinder
- K
- Kolben
- SK
- elektronischer Schaltkreis
- KS
- Kraftsensor
- VS1, VS2
- Verformungssensorelemente
- BM
- Befestigungsmittel
- V
- Verstellelement
- ST
- Steckverbinder
- S1, S2, S3
- Spulen
- M
- Permanentmagnetanordnung
- RM1, RM2, RM3, RM4, RM5, RM, M1, M2, M3, M4, M5, M6
- Permanentmagneten
- S
- Südpol
- N
- Nordpol
- B
- magnetische Flussdichte
- FM1, FM2
- ferromagnetische Elemente
