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Die Erfindung betrifft eine Sitzvorrichtung die zu allen Seiten beweglich ist. Die Sitzvorrichtung ist für Einsatzzwecke gedacht, bei denen eine reibungsfreie horizontal und vertikal federnde und schwenkende Bewegung gebraucht wird. Es sind diverse Ausführungsarten bekannt, bei denen zwischen Gestell und Sitzschale Gummielemente zwischengeschaltet sind, welche ein Bewegen der Sitzschale und somit eine seitliche Pendelbewegung für den Benutzer ermöglichen. Ebenfalls bekannt ist in
EP 0 808 116 B1 ein Pendelhocker, dessen Sitzfläche mit einer Spiralfeder Rückstellbar gelagert ist. Nachteilig bei solchen bekannten Kippvorrichtungen sind die kostenintensive, aufwendige Herstellung und Unterhalt mit einer Vielzahl von unterschiedlichsten Teilen. Ziel der dargestellten Erfindung ist eine reibungs- und geräuschfreie mehrdimensionale Bewegung, insbesondere einen reibungsfreien vertikalen Hub ohne grossen technischen Aufwand zu erreichen und damit das Produkt kostengünstig zu machen und einer breiten Nutzung zu erschliessen. Bei bekannten Kippvorrichtungen wird als elastisches Material oft Kunststoff oder Gummi eingesetzt, wobei es über die Nutzungsdauer und Belastungshäufigkeit zu Materialermüdung und zu Rissgefahr kommen kann. Die bekannten Kippvorrichtungen lassen sich meist nur mit hohem Aufwand sortenrein trennen. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es unter Verwendung kostengünstiger, federartiger Bauteile eine mehrdimensionale Federung und Bewegung zu ermöglichen, bei der die Größe des Bewegungsraums der mehrdimensionalen Federung genau definiert werden kann. Die mehrdimensionalen Bewegungen betreffen sowohl die seitlich neigenden Bewegungen als auch die senkrechten und/oder diagonalen bzw. schrägen Bewegungen bzw. Einfederungen.
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Die Federkraft kann über die Form/Geometrie der vertikal angeordneten Spiralfeder/Spiralfedern und/oder über die Form/Geometrie der Leitfeder bestimmt werden.
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Die erfindungsgemässe mehrdimensionale Federung umschliesst die Stuhlsäule auf mindestens zwei axial übereinander liegenden Ebenen (mit Ausnahme 15 auf einer Ebene). Diese ebenen sind starr mit einem Fusskreuz, mit und ohne Rollen einem beweglichen/unbeweglichen Sockel oder mit einzelnen Stuhlbeinen, mit und ohne Rollen die direkt auf dem Fussboden stehen, fest verbunden. Da die mehrdimensionale Federung nur aus wenigen elementaren Konstruktionsteilen besteht, die idealerweise aus einem Material gefertigt sind, wird ein sortenreines Recycling ermöglicht.
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Die Sitzvorrichtung kann mit einer Bewegungsbegrenzung ergänzt werden. Je nach Ausführungsvariante kann der Benutzer entsprechend seinen Bedürfnissen die seitliche, sowie die vertikale Einfederung und/oder die Neigungskraft einstellen und begrenzen. Die mehrdimensionale Federung besteht aus mindestens zwei Federelementen wie im Ausführungs-beispiel in 7–14 gezeigt. Die an ihrer Aussenseite befestigten Federn sind in der Mitte fest mit der Stuhlsäule verbunden. Die beiden Federn bewegen sich bei Belastung in vertikaler Richtung synchron, bei horizontaler Belastung bewegen sie sich gegengleich zueinander.
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Der vertikale Abstand zwischen den beiden Federn, die Materialstärke sowie die Geometrie der Federprofile definieren die seitliche Rückstellung sowie die vertikale Rückstellung. Eine weitere vorteilhafte erfindungsgemässe Anwendung ist die Kombination einer vertikalen Druck/Zugfeder mit mindestens einer, vorzugsweise 2 Leitfedern 16 Die Leitfedern sind vorzugsweise breit und dünn dimensioniert 3–5 Dadurch ist in axialer Richtung eine hohe Beweglichkeit möglich. Seitlich begrenzen die Leitfedern die Beweglichkeit, da durch ihre breite Dimensionierung eine geringere seitliche Verschiebung zulassen. Damit diese Leitfeder bei starkem vertikalem Hub sich nicht durch zu starke Spreizung verdreht und damit aus der Horizontallage gerät und ihre seitliche Stabilität verliert, muss die Federlänge und die Federbreite jeweils genau auf die Anwendung abgestimmt werden. 5. Eine minimale Dicke ist zwingend erforderlich, damit die Feder bei Belastung formsteif bleibt. Ideal ist je nach Anwendung das Verhältnis Materialbreite zu Dicke 2:1 bis 5:1. Bei grossen Federdurchmessern ist eine grössere Materialdicke erforderlich, damit die Formstetigkeit besteht bei kleinen Durchmessern und vertikalen Hüben genügt ein runder Federdraht 6
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Die mehrdimensionale Federung kann erweitert auch an anderen Geräten eingesetzt werden, bei der eine mehrdimensionale Bewegung erfordert oder erwünscht ist.
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In 1–18 werden exemplarisch und schematisch die Grundfunktionsweise und diverse Ableitungen und Anwendungsfälle beschrieben.
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1. zeigt eine Ansicht einer Ausführungsvariante eines Federelements. Die Kegelstumpffeder ist ergänzt mit einer Zugfeder, die als Federgewinde dient.
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2. zeigt eine Ansicht einer Kegelstumpffeder mit rechteckigem Querschnitt.
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3 zeigt eine exemplarische Ansicht einer aus gelaserten Blattfederstahl, oder optional aus Glasfaser verstärktem Kunststoff. Ein Vorteil dieser Ausführung sind die zur Montage integrierten Befestigungslaschen. Diese Bauweise ermöglicht eine reduzierte, sparsame Bauweise.
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4 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsvariante einer Spiralfeder ohne Steigung. Schematisch ist beim rechteckigen Profil die Breite bedeutend grösser als die Dicke. Dadurch ist die seitliche Beweglichkeit entsprechend der Dimensionierung bedeutend kleiner als die vertikale Beweglichkeit.
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5 zeigt eine weitere Spiralfeder eines Rechteckprofils mit Steigung. Die Feder steigt an ihrer Peripherie. Das obere Ende führt zum Zentrum und dient der Halterung der Stuhlsäule. Dadurch entsteht der Vorteil, dass ein freier Zwischenraum entsteht und der aktive Teil der Feder (die Feder schwingt hauptgewichtig an ihrem Aussendurchmesser) zur Vermeidung von Verletzungen abgedeckt werden kann.
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6 zeigt eine weitere Spiralfeder ohne Steigung aus rundem Stahldraht. Der Aufbau der federweichen Lagerung ist gleich wie 1 und 2. Sie dient als Zugfeder/Druckfeder, sowie gleichzeitig als seitliche Leitfeder. Die Verwendung von Federdraht ist kostengünstig, erfordert jedoch einen grösseren vertikalen Abstand zwischen den Federn, damit die seitliche Rückstellung genügend stark vorhanden ist. (Ist die Rückstellung zu schwach wird die Bewegung der Sitzfläche labil und dadurch gefährlich.)
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7 zeigt eine Ansicht einer schematischen Darstellung eines dynamisch gelagerten Rollhockers. Die beiden Kegelstumpffedern mit Gewindeführung 2 sind an ihrer breiten Seite jeweils am Boden resp. am Deckel eines Zylinders befestigt. Bei Belastung wirkt die obere Feder als Zugfeder, die untere Feder synchron mit der Zugfeder als Druckfeder. Bei seitlichem Druck nach links weicht die Feder 2 mit nach links, die Feder 2a gegengleich nach rechts aus. Diese gegengleiche seitliche Verschiebung bewirkt auf alle Seiten eine gleichmässige Rückstellung.
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8 zeigt die gleiche Funktionsweise wie 7, jedoch mit einer höhenverstellbaren Stuhlsäule. Die Halterung der Säule mit einer Kegelstumpffeder oben 4/unten 4a Der Zylinder 6 sowie die Grösse der Öffnung am oberen Ende des Zylinders 7 begrenzt die seitliche Bewegung. Diese Öffnung lässt sich optional mit einer handelsüblichen spannzangenartigen Schraubverstellung zusätzlich eingrenzen.
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9 zeigt die gleiche Funktionsweise wie 7 Der seitliche Bewegungsfreiraum ist bedeutend grösser als bei 7/8. Damit wird der seitliche Bewegungsraum bedeutend grösser. Optional kann in dieser Anordnung unten eine noch grössere Kegelstumpffeder mit einer flachen gelaserten oder gespritzten Spiralfeder kombiniert werden. Die optionale Kombination der beiden synchron drehbaren Kegelstumpffedern mit Federgewinde zur Höhenverstellung ist ein integraler Bestandteil der Erfindung.
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10 zeigt schematisch ein Sitzmöbel mit einem schematisch dargestellten seitlich beweglichen Wippfuss 8 Die Federn 10/10a befinden sich im Inneren des Sitzes 9 Bei dieser Variante wird die 3D Beweglichkeit des Sitzes mit der seitlichen Beweglichkeit des Fusses kombiniert. Diese ebenfalls höhenverstellbare Variante ist durch ihre enorme Beweglichkeit anspruchsvoll und erfordert ein Sitztraining.
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11 Die Federn 11/11a befinden sich bei dieser Ausführung ebenfalls im Inneren des Sitzes 9 Gleich wie bei 7/9 erfolgt die Höhenverstellung über die Gewindefedern 13 die an einer Spindel 12 hoch/runtergedreht werden.
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12 zeigt eine exemplarische Ansicht von oben einer aus gelaserten Blattfederstahl 14 (oder optional aus Glasfaser verstärktem Kunststoff). An den Enden befinden sich Befestigungslaschen 15 an denen die Stuhlbeine 16 verschraubt werden.
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13 zeigt die gleiche Anordnung als Seitenansicht auf einem Fusskreuz mit Rollen. Die Federlaschen 15 werden je an einer Halterung, die sich an jedem der mindestens 3 Beine befindet verschraubt.
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14 zeigt eine Ansicht der gleichen Ausführungsvariante. Die Leitfedern werden gleichzeitig als Zug- und Druckfedern verwendet. Das optimale Verhältnis zwischen Federbreite und Federdicke ist bei dieser Anwendung ca. 3:1
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15 zeigt eine Ansicht einer Kombination einer flachen gelaserten Spiralfeder 14 kombiniert mit einer Kegelstumpffeder 25 Die Breite Seite der Feder 25 ist direkt unter der flachen Spiralfeder 14 befestigt. Die Funktionsweise ist gleich wie bei den 7–14. Diese Anordnung eignet sich besonders für niedrige Stuhlhöhen da die Einbauhöhe bedeutend tiefer ist.
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16 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung, die sich von 14 dadurch unterscheidet, dass die Vertikale Einfederung von einer zusätzlichen Druckfeder 19 abgestützt wird. Auf der unteren Feder 14a befindet sich eine Platte, auf der die Druckfeder 19 aufliegt. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch einen besonders weichen, dynamischen Rückstoss aus.
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17 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform, bei der die obere Spiralfeder aussen auf einer halbkugelförmigen Schale aufliegt, eine 20/20a die untere Spiralfeder an der Seite der Halbkugel befestigt wird 21. Die Feder 20 kann Optional auch aus einem Guss (wie 3) gefertigt sein.
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18 zeigt eine weitere halbkugelförmige Schale. Die obere spiralförmige/Kegelstumpfförmige/halbkreisförmige Feder 23 ist direkt in der halbkugelförmigen Halteschale integriert (optional gespritzt/vibriert/verschweisst/verschraubt). Um die Einbauhöhe zu verringern sind die Breitseiten der beiden Federn gegeneinander angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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