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Die Erfindung betrifft eine Mechanik für einen Bürostuhl mit einem auf einer Stuhlsäule plazierbaren Basisträger, mit einem auf dem Basisträger angeordneten, relativ zu dem Basisträger bewegbaren Sitzträger und mit einer mit dem Sitzträger gekoppelten Rückenlehne, wobei ein Verschwenken der Rückenlehne eine Bewegung des Sitzträgers relativ zu dem Basisträger bewirkt.
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Mit einer solchen Mechanik, wie sie als Baugruppe im Sitzunterbau eines Bürostuhles verwendet wird, wird eine Kinematik bereitgestellt, die eine bestimmte Relativbewegung von Sitz und Rückenlehne zueinander mit sich bringt, so daß sich eine korrelierte Sitz-Rückenlehnen-Bewegung ergibt.
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Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Lösungen zum Ändern der Bewegungscharakteristik einer solchen Mechanik bekannt, insbesondere zum Verändern des Schwenkwiderstandes der Rückenlehne. Üblicherweise wird mit Hilfe eines Betätigungselements, beispielsweise einer Drehkurbel oder dergleichen, eine Einstellung zwischen „hart” und „weich” gewählt, je nachdem ob es sich bei dem Benutzer des Bürostuhles um eine schwere oder leichte Person handelt. Diese Lösungen zum Ändern der Bewegungscharakteristik sind oftmals konstruktiv aufwendig.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Lösung zum Einstellen des Schwenkwiderstandes der Rücklehne eines Bürostuhls anzugeben. Diese Aufgabe wird durch eine Mechanik nach Anspruch 1 gelöst.
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Eine Grundidee der Erfindung ist es, daß ein zwischen Basisträger und Sitzträger angeordnetes Federelement sowie eine Vorrichtung zum Ändern der Wirkrichtung dieses Federelements relativ zu der Bewegungsrichtung des Sitzträgers vorgesehen sind. Das Federelement wird dabei von dem Sitzträger beaufschlagt, wenn sich dieser aufgrund eines Verschwenkens der Rückenlehne relativ zu dem Basisträger bewegt.
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Durch ein Verstellen der Wirkrichtung des zwischen Sitzträger und Basisträger wirkenden Federelements relativ zu der Richtung der Bewegung des Sitzträgers kann derjenige wirksame (vektorielle) Anteil der Federkraft dieses Federelements verändert werden, mit dem das Federelement auf den Sitzträger wirkt, sobald ein Verschwenken der Rückenlehne erfolgt. Durch die Veränderung des vektoriellen Anteils der Rückstellkraft des Federelements in Bewegungsrichtung des Sitzträgers wird auf eine konstruktiv besonders einfache und elegante Weise die Kennlinie der Mechanik („Mechanikrate”) und der effektive auf die Rückenlehne wirkende Schwenkwiderstand verändert.
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Handelt es sich bei dem Federelement beispielsweise um eine gewundene Torsionsfeder (Schraubenfeder), dann wird der Schwenkwiderstand der Rückenlehne durch die Änderung des Winkels zwischen Federachse und Bewegungsrichtung des Sitzträgers eingestellt.
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Die Grundidee der Erfindung einer besonders effektiven Veränderung der wirksamen Federkraft des Federelements ist unabhängig von der konkreten, von dem Sitzträger ausgeführten Bewegung bei einem Verschwenken der Rückenlehne. In der Regel handelt es sich bei der Bewegungsrichtung des Sitzträgers um die Sitzlängsrichtung. Bei jeder Bewegung des Sitzträgers gibt es zumindest eine Bewegungskomponente in Sitzlängsrichtung, so auch, wenn der Sitzträger ausschließlich eine Kipp-Bewegung um eine horizontale, quer zur Sitzlängsrichtung verlaufende Drehachse vollführt.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Änderung der Wirkrichtung des Federelements relativ zu der Bewegungsrichtung des Sitzträgers kann dabei sowohl in horizontaler, als auch in vertikaler Richtung erfolgen. Mit anderen Worten kann das Federelement in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verschwenkt werden. Es kann also sowohl vorgesehen sein, daß der Winkel zwischen der Wirkrichtung des Federelements und der Horizontalen verändert wird, also die Neigung des Federelements relativ zur Horizontalen variiert wird (Anspruch 2), als auch, daß der Winkel zwischen der Wirkrichtung des Federelements und der Sitzlängsrichtung variiert wird (Anspruch 3), sich das Federelement also bei einer Änderung der Wirkrichtung der Feder in einer horizontalen Ebene bewegt. Ein solches Verschwenken in horizontaler Richtung hat gegenüber dem Verschwenken des Federelements in vertikaler Richtung den Vorteil, daß nur ein sehr niedriger Bauraum benötigt wird, wodurch eine besonders flache Bauweise der Bürostuhlmechanik realisiert werden kann. Selbstverständlich ist es möglich, eine kombinierte Verschwenkung des Federelements in vertikaler und horizontaler Richtung vorzunehmen. Dies hat den Vorteil, daß der Bauraum der Mechanik optimal ausgenutzt wird.
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Die Wirkrichtung des Federelements wird vorzugsweise dadurch verändert, daß die Position des Abstützpunktes des Federelements an den Sitzträger und/oder die Position des Abstützpunktes des Federelements an den Basisträger variiert wird (Anspruch 4). Dies erfolgt entweder derart, daß sich der Abstand zwischen den Abstützpunkten an Sitzträger und Basisträger bei einer Änderung der Position der Abstützpunkte nicht ändert (Anspruch 5), oder so, daß sich dieser Abstand ändert (Anspruch 6). Bleibt der Abstand konstant, hat dies den Vorteil, daß das Verstellen der Position der Abstützpunkte zum Ändern des Winkels der Wirkrichtung des Federelements und damit das Einstellen des Schwenkwiderstandes der Rückenlehne vollkommen „kraftlos” erfolgen kann. Mit anderen Worten muß bei dem Verstellen nicht gegen die Federkraft des Federelements gearbeitet werden. Insbesondere wird bei einem solchen Verstellen das Federelement nicht vorgespannt. Ändert sich hingegen der Abstand zwischen den Abstützpunkten, so erfolgt durch das Einstellen des Schwenkwiderstandes gleichzeitig eine Änderung der Vorspannung des Federelements. Wird die Vorspannung des Federelements hierbei erhöht, so kann eine solche Ausgestaltung vorteilhaft sein, wenn der Bürostuhl von besonders schweren Personen benutzt werden soll.
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Die Positionsänderung der Abstützpunkte des Federelements wird vorzugsweise durch eine Vorrichtung verwirklicht, die ein Führungselement umfaßt, auf dem ein Abstützelement geführt wird, das einen Abstützpunkt für das Federelement definiert. Das Abstützelement wird entlang der durch das Führungselement definierten Bahn geführt, in dem es von einem Antriebselement angetrieben wird. Das Antriebselement wird dabei vorteilhafterweise durch das manuelle Bedienen eines Betätigungselements aktiviert (siehe Anspruch 7).
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Je nachdem ob zur Änderung des Winkels der Wirkrichtung des Federelements das Federelement in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verschwenkt wird, verläuft das Führungselement in vertikaler und/oder horizontaler Richtung. Ist eine „kraftlose” Verstellung des Schwenkwiderstandes gewünscht, definiert das Führungselement eine Kreisbahn, wobei die Wirkrichtung des Federelements dem Radius der Kreisbahn entspricht. Wird anstelle der Kreisbahn eine Bahn mit einem nichtkonstanten Radius verwendet, kann beim Einstellen des Schwenkwiderstandes zugleich die Vorspannung des Federelements verändert werden.
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Das Führungselement definiert vorzugsweise eine Führungsbahn, auf der das Abstützelement stufenlos, d. h. an jedem beliebigen Punkt, positionierbar ist (Anspruch 8). Dadurch wird eine besonders komfortable Einstellung des Schwenkwiderstandes der Rückenlehne ermöglicht.
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Als konstruktiv besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform erwiesen, bei der die Position des Abstützpunktes des Federelements an dem Sitzträger unverändert bleibt, während zur Änderung des Winkels der Wirkrichtung des Federelements die Position des Abstützpunktes des Federelements an dem Basisträger variiert wird. In diesem Fall ist auch das Führungselement zur Führung des Abstützelementes an dem Basisträger angeordnet, so daß auch das Antriebselement und das entsprechende Betätigungselement im bzw. am Basisträger plaziert werden könne. Damit können auch diese Teile der Mechanik mehr oder weniger vollständig im Inneren des Basisträgergehäuses untergebracht werden, so daß die Gefahr von Verletzungen, z. B. Quetschungen, deutlich verringert ist. Lediglich das Betätigungselement zum Betätigen des Antriebselements ist außerhalb des Gehäuses angeordnet, üblicherweise seitlich unterhalb des Basisträgers.
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In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt ausschließlich eine Änderung des Winkels zwischen der Wirkrichtung des Federelements und der Sitzlängsrichtung, also eine Verschwenken des Federelements in horizontaler Richtung, während die Neigung des Federelements relativ zur Horizontalen konstant bleibt. In diesem Fall kann das Federelement parallel zur Horizontalen liegen. Anders ausgedrückt liegen dann die Abstützpunkte des Federelements an Sitzträger und Basisträger auf gleicher Höhe. Dies ist für eine besonders flachbauende Mechanik von Vorteil. Ist alternativ dazu der Abstützpunkt des Federelements am Basisträger niedriger als der Abstützpunkt des Federelements am Sitzträger, so ergibt sich durch das so angeordnete Federelement eine Kraftkomponente, die bei einer Belastung des Bürostuhls in vertikaler Richtung der Gewichtskraft des Benutzers entgegenwirkt und damit zur Entlastung der Lager zwischen Sitzträger und Basisträger beiträgt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer Mechanik in der Grundposition,
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2 eine Seitenansicht einer Mechanik in einer maximal nach hinten verschwenkten Position,
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3 eine Draufsicht auf Komponenten der Mechanik in der Einstellung „schwer” in Grundposition,
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4 die Ansicht aus 3 in einer maximal nach hinten verschwenkten Position,
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5 eine Draufsicht auf Komponenten der Mechanik in der Einstellung „leicht” in Grundposition,
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6 die Ansicht aus 5 in einer maximal nach hinten verschwenkten Position.
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Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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Die Mechanik 1 weist einen Basisträger 2 auf, der mittels einer Konusaufnahme 3 auf das obere Ende einer Stuhlsäule (nicht abgebildet) gesetzt ist, siehe 1 und 2. Die Mechanik 1 umfaßt einen Sitzträger 4 und einen in Draufsicht gabelförmigen Rückenlehnenträger 5, dessen Wangen 6 zu beiden Seiten des Basisträgers 2 angeordnet sind. Auf dem Sitzträger 4 ist der in aller Regel mit einer gepolsterten Sitzfläche versehen Sitz (nicht abgebildet) des Bürostuhls montiert. In dem hier ausgewählten Beispiel ist der Rückenlehnenträger 5 fest mit dem Basisträger 2 verbunden.
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An den oberen Enden der Wangen 6 des Rückenlehnenträgers 5 ist eine Rückenlehne 7 um eine quer zur Sitzlängsrichtung 8 verlaufende Drehachse 9 schwenkbar angeordnet. Die Rückenlehne 7 ist mit dem Sitzträger 4 verbunden derart, daß ein Verschwenken der Rückenlehne 7 in Schwenkrichtung 11 nach hinten, d. h. von einer aufrechten Ausgangsposition (1) in eine hintere Schwenkposition (2), eine Bewegung des Sitzträgers 4 relativ zu dem feststehenden Basisträger 2 zur Folge hat. Die Art und Weise der Ankopplung der verschwenkbaren Rückenlehne 7 an den Sitzträger 4 ist in den Figuren nicht näher dargestellt und spielt für die vorliegende Erfindung keine Rolle. Es kann sich dabei um eine direkte oder eine indirekte Ankopplung handeln.
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Die Bewegung des Sitzträgers 4 ist eine im wesentlichen lineare Verschiebebewegung nach vorn in Verschieberichtung 12, wobei der Sitzträger 4 in einer nicht näher dargestellten Schiebeführung geführt wird.
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Die Mechanik 1 ist bezüglich der Mittellängsebene 13, was die eigentliche Kinematik betrifft, spiegelsymmetrisch aufgebaut, siehe 3 bis 6. Insoweit ist bei der folgenden Beschreibung immer von beiderseits paarweise vorhandenen Konstruktionselementen der Mechanik 1 auszugehen. In den 3 bis 6 ist der Sitzträger 4 zur besseren Verdeutlichung des konstruktiven Aufbaus der Mechanik 1 nicht dargestellt.
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An der Unterseite 14 des Sitzträgers 4 ist ein Abstützelement (nicht dargestellt) vorgesehen, daß einen Abstützpunkt 15 für ein Federelement 16 definiert. Bei diesem Abstützelement 15 kann es sich um einen integrierten Teil des Sitzträgerkonstruktion handeln.
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Bei dem Federelement 16 handelt es sich in diesem Fall um eine einzelne Schraubendruckfeder. Es können jedoch auch Federpakete mit mehreren Federelementen 16 zum Einsatz kommen.
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Das dem Sitzträger-Abstützpunkt 15 gegenüberliegende Ende des Federelements 16 stützt sich an dem Basisträger 2 ab. Zu diesem Zweck weist der Basisträger 2 ein weiteres Abstützelement 17 auf, das relativ zu dem Basisträger 2 bewegbar ist und den weiteren Abstützpunkt 18 definiert. Zu diesem Zweck verfügt der Basisträger 2 über ein quer zur Sitzlängsrichtung verlaufendes Tragelement in Gestalt einer Spindel 19, auf der das mit einer Spindelaufnahmeöffnung 21 versehene Abstützelement 17 in Sitzquerrichtung 22 verfahrbar positioniert ist.
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Das Federelement 16 liegt geneigt zur Horizontalen 23 in der Mechanik 1 derart, daß der Abstützpunkt 15 des Federelements 16 am Sitzträger 4 höher liegt als der Abstützpunkt 18 des Federelements 16 am Basisträger 2.
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Das am Basisträger 2 angeordnete Abstützelement 17 liegt an seiner dem Abstützpunkt 18 gegenüberliegenden Seite an einem Führungselement 24 an. Das Führungselement 24, beispielsweise in Gestalt einer Schiene, definiert eine in einer horizontalen Ebene liegende Führungsbahn in Gestalt eines Kreisabschnittes, wobei der Radius 25 der Kreisbahn der Längsachse des Federelements entspricht, siehe 3. Mit anderen Worten wird der Mittelpunkt 26 der Kreisbahn durch den Abstützpunkt 15 des Federelements 16 am Sitzträger 4 definiert, siehe 3 und 5. Das Führungselement 24 ist derart angeordnet, daß sich das Abstützelement 18 des Basisträgers 2 ausgehend von einer Ausgangsposition („schwer”), in der das Federelement 16 und somit die Wirkrichtung des Federelements 16 parallel zur Sitzlängsrichtung 8 verläuft (vgl. 3), in einer horizontalen Ebene derart nach außen in Richtung Sitzseitenkanten 27 bewegen läßt, daß die Federachse 28 und damit die durch die Lage der Federachse 28 festgelegte Wirkrichtung des Federelements 16 einen Winkel 29 zur Sitzlängsrichtung 8 einnimmt (vgl. 5). Der Winkel 29 kann vorzugsweise, je nach Einstellung, zwischen 0° (Wirkrichtung in Sitzlängsrichtung, „schwere” Einstellung) und 50° („leichte” Einstellung) variiert werden.
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Als Antriebselement zum Bewegen des Abstützelementes 17 auf der Führungsbahn ist im Beispiel die Spindel 19 vorgesehen, auf deren Gewinde das Abstützelement 17 quer zur Sitzlängsrichtung 8 geführt wird. Die Drehung der Spindel 19 um ihre Achse und somit die Bewegung des Abstützelements 17 wird durch ein Drehen eines am Ende der Spindel 19 angeordneten Betätigungselements 32 in Form eines Handgriffes bewirkt. Der Antrieb des Abstützelementes 17 und die Betätigung des Antriebs kann jedoch auch auf andere Art und Weise verwirklicht werden. Vorzugsweise sind dabei für beide Abstützelemente 17 der symmetrisch aufgebauten Mechanik 1 stets ein gemeinsames Führungselement 24, ein einziges Antriebselement 19 und ein gemeinsames Betätigungselement 32 vorgesehen.
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Aufgrund der Kurvenbahn des Führungselements 24 verschiebt sich bei einem Verfahren des Abstützelements 17 auf der Führungsbahn auch die Position der das Abstützelement 17 tragenden Spindel 19 in Sitzlängsrichtung 8. In 3 ist die Ausgangslage bei einer „schweren” Einstellung dargestellt. Bei einem Verschwenken der Rückenlehne 7 nach hinten wird der Sitzträger 4 linear nach vorn in Richtung seiner Sitzvorderkante 33 verschoben. Das parallel zur Sitzlängsrichtung 8 angeordnete Federelement 16 wird zusammengedrückt. Es ergibt sich das in 4 dargestellte Bild. Bei einem Verschwenken der Rückenlehne 7 muß gegen die gesamte Federkraft des Federelements 16, symbolisch durch Pfeil 34 dargestellt, gearbeitet werden.
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Ist der Winkel 29 der im vorliegenden Fall durch die Federachse 28 definierten Wirkrichtung des Federelements 16 allerdings verändert, so wie das bei einer „leichten” Einstellung der Fall ist, wie 5 dargestellt, so muß bei einem Verschwenken der Rückenlehne 7 nur noch gegen einen Teil der Federkraft, symbolisch durch Pfeil 35 dargestellt, gearbeitet werden, siehe 6. Bei dem Verschwenken wird das Federelement 16 weniger zusammengedrückt, so daß sich ein geringerer Rückenlehnen-Schwenkwiderstand ergibt. Der wirksame vektorielle Anteil 35 der Federkraft ist gegenüber der „schweren” Einstellung deutlich geringer.
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In der hinteren, ausgelenkten Stellung der Rückenlehne 7 ist die Federkraft aufgrund der Kompression des Federelements 16 und der dadurch bewirkten weiteren Lageänderung der sich gegenüberliegenden Abstützpunkte 15, 18 nochmals verringert. Dieser nochmals verringerte vektorielle Anteil ist symbolisch durch Pfeil 36 dargestellt. Während also die Größe des zum Zeitpunkt des Verschwenkens der Rückenlehne 7 wirksamen vektoriellen Anteils der Federkraft bereits vor dem Verschwenken durch eine entsprechende Betätigung der Spindel 19 eingestellt wird, wird dieser so eingestellte Anteil bei dem Verschwenken nochmals verringert, da es aufgrund der Kompression des Federelements 16 zu einer weiteren Lageänderung des Sitzträger-Abstützpunktes 15 kommt.
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In dem hier dargestellten Beispiel ändert sich aufgrund der kreisförmigen Führungsbahn der Abstand 37 zwischen den Abstützpunkten 15, 18 des Federelements 16 nicht, so daß eine „kraftfreie” Verstellung des Schwenkwiderstandes möglich ist.
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Zusammenfassend ist es, ausgehend von der Grundkonstruktion der Mechanik 1, insbesondere dem Vorhandensein einer Bewegung des Sitzträgers 4 in Sitzlängsrichtung 8 bei einem Verschwenken der Rückenlehne 7 und einem zwischen Sitzträger 4 und Basisträger 2 wirkendem Federelement 16, bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel von Bedeutung, daß die „schwere” bzw. „harte” Einstellung des Schwenkwiderstandes, die dann vorliegt, wenn das Federelement 16 parallel zu der Sitzlängsrichtung 8 angeordnet ist, die Wirkrichtung des Federelements 16 also parallel zu der Sitzlängsrichtung 8 verläuft, dadurch in eine „leichte” bzw. „weiche” Einstellung des Schwenkwiderstandes der Rückenlehne 7 abzuändern, indem die Lage des Federelements 16 so verändert wird, daß die Rückstellkraft des Federelements 16 nur zum Teil in die auf die Rückenlehne 7 wirkende Verstellkraft eingeht. Die Größe des vektoriellen Anteiles der Federkraft ergibt sich aus der Lage des Federelements 16, genauer gesagt der Lage der Wirkrichtung des Federelements 16 relativ zu der Bewegungsrichtung des durch ein Verschwenken der Rückenlehne 7 bewegten Sitzträgers 4, hier also der Sitzlängsrichtung 8.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mechanik
- 2
- Basisträger
- 3
- Konusaufnahme
- 4
- Sitzträger
- 5
- Rückenlehnenträger
- 6
- Wange
- 7
- Rückenlehne
- 8
- Sitzlängsrichtung
- 9
- Drehachse
- 10
- (frei)
- 11
- Schwenkrichtung
- 12
- Verschieberichtung
- 13
- Mittellängsrichtung
- 14
- Sitzträgerunterseite
- 15
- Sitzträger-Abstützpunkt
- 16
- Federelement
- 17
- Abstützelement
- 18
- Basisträger-Abstützpunkt
- 19
- Spindel
- 20
- (frei)
- 21
- Aufnahmeöffnung
- 22
- Sitzquerrichtung
- 23
- Horizontale
- 24
- Führungselement
- 25
- Radius
- 26
- Bahnmittelpunkt
- 27
- Sitzseitenkante
- 28
- Federachse
- 29
- Winkel
- 30
- (frei)
- 31
- (frei)
- 32
- Betätigungselement
- 33
- Sitzvorderkante
- 34
- Federkraft
- 35
- verringerter Federkraftanteil in Bewegungsrichtung
- 36
- verringerter Federkraftanteil in Bewegungsrichtung
- 37
- Abstand
