DE2118216B2

DE2118216B2 - L-förmige Sitzschale für Sitzmöbel

Info

Publication number: DE2118216B2
Application number: DE2118216A
Authority: DE
Inventors: Gideon Seattle Wash. Kramer (V.St.A.)
Original assignee: American Desk Manufacturing Co Temple Tex (vsta)
Current assignee: American Desk Manufacturing Co Temple Tex (vsta)
Priority date: 1969-10-16
Filing date: 1971-04-10
Publication date: 1979-11-08
Also published as: GB1276273A; FR2133165A5; US3583759A; DE2118216A1; DE2118216C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine L-förmige Sitzschale für Sitzmöbel gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Sit/.schalen dieser Art sind z.B. aus der US-PS 33 765 bekannt. In der US-PS 28 08 875 wird eine L-förmige Sitzschale beschrieben, die an ihren seitlichen Rändern, insbesondere im Bereich der Beuge zwischen der Sitzplatte und der Rückenlehne mit Flanschrändern versehen ist, die dadurch, daß sie sich im wesentlichen rechtwinklig zur Schalenfläche erstrecken, eine Verstärkung der Schale bilden. Andere bekannte Verstärkungen det Sitzschale bestehen darin, daß die Seitenkanten der Sitzschale verdickt ausgebildei sind. Diese Verstärkungen der seitlichen Ränder sollen dazu beitragen, bei nicht starr angeordneten Sitzschalen die Materialbeanspruchung aufzufangen, die bei Benutzung durch Verbiegung oder Verdrehung von Sitz- und Lehnenteil auftreten. Durch diese Belastungen wird das Zwischenstück gedehnt oder noch stärker eingeschnürt. Das führt zu Brüchen oder Rissen in den Rändern des Zwischenstückes, so daß die Nutzungsdauer einer solchen Sitzschale entsprechend verkürzt wird. Es hat sich gezeigt, daß Randverstärkungen diese materialbedingten Nachteile nur geringfügig vermindern, solange die Sitzschale ihre Haupteigenschaft, nämlich die elastische Anpassung und Abstützung, beibehält. Nur bei Aufgabe dieses wesentlichen Vorzuges solcher Sitzschalen, d. h. bei starrer Abstützung der gesamten Sitzschale oder bei einer Randverstärkunj, die ein elastisches Nachgeben von Sitz und Lehne ausschließt, kann ein Einreißen am Übergang zwischen Sitzfläche und Lehne vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine L-förmige Sitzschale zu schaffen, die aufgrund ihrer Ausgestaltung den zur Rißbildung führenden Benutzungsbelastungen wesentlich besser Widerstand leistet als die bisherigen Sitzschalen, ohne dadurch die Eigenschaft der elastischen Anpassung und Abstützung zu verlieren. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung eine L-förmige Sitzschale gemäß Anspruch I geschaffen. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird die Sitzschale mit einem verhältnismäßig dünnen Zwischenstück ausgebildet, welches im mittleren Bereich zwischen den Rändern verstärkt ist. Die Sitzschale wird dadurch in erheblichem und unerwartetem Maße widerstandsfähig gegen die sonst zu Schäden führenden Biege- und Dehn;\ngskräfie. Durch die Erfindung wird daher die Nutzungsdauer gegenüber bekannten Sitzschalen erheblich verlängert.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den U nteransprüchfcir gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Stuhles,

F i g. 2 eine auf eine Ebene ausgebreitete Darstellung einer Sitzschale zur Veranschaulichung der verschiedenen Stärkenbereiche,

Fig. 3, 4 und 5 Querschnitte entlang den Linien 3-3. 4-4 und 5-5 der Fi g. 2,

F i g. 6 einen Querschnitt des Zwischenstückes der Schale nach Fig. 1 zur Veranschaulichung der konkavkonvexen Form der Schale im Zwischenstück.

F i g. 7 einen Teil einer Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 8 und 9 Querschnitte entlang der Linien 8-8 und 9-9 der F ig. 7,

Fig. 10 eine das grundlegende Prinzip der erfindungsgemäßen Si'.zschale veranschaulichende Skizze,

F i g. 11 einen Querschnitt durch das Zwischenstück einer zum Stand der Technik gehörenden Silzschale.

Fig. 12 einen Schnitt durch eine andere bekannte Sitzschale mit verstärkten Kanten im Bereich des Zwischenstückes und

Fig. 13 eine weitere Abwandlungsform einer Sitzschale.

Bei bekannten Sitzmöbeln, z. B. solchen, die in der Patentschrift Nr. 31 33 765 der Vereinigten Staaten von Amerika beschrieben sind, ist es nicht möglich, bei Verwendung eines Materials mit beschränkter Dehnungsfähigkeit das erforderliche Ausmaß an Biegung zuzulassen, ohne die durch das Material gegebenen Grenzen zu überschreiten. Wenn bei Verwendung irgendeines üblichen Materials in dem eingeschnittenen Zwischenstück der Sitzschale zwischen Sitz und Lehne während der Benutzung unter Belastung Biegungen auftreten, konzentrieren sich erhebliche Spannungen in dem Zwischenabschnitt. Diese Spannungen begünstigen

das Auftreten von Oberflächenrissen, die sich allmählich zu Spalten und Brüchen entwickeln und die Nutzungsdauer der Sitzschale erheblich einschränken können. Nach dem Stand der Technik wurden deshalb entlang der Ränder des Zwischenstückes und auch der anschließenden Ränder des Sitzes und der Lehne Flanschkanten vorgesehen, welche die Sitzschale in diesem Bereich verstärken. Für diese zum Stand der Technik gehörende Ausführungsform ist der Flansch 16, Fig. 11, am Rand des Zwischenabschnittes der Schale 18 typisch. Die erwähnten Risse treten allgemein in dem Bereich auf, der in F i g. 11 mit 20 bezeichnet ist Diese Risse treten besonders hervor, wenn die Schale in der Weise gebogen wird, die zur öffnung der L-Form führt. Wenn dagegen Kräfte auf die Schale in Richtung einer Schließung der L-Form einwirken, wird die Oberfläche 20 Druckkräften unterworfen, welche in Richtung auf eine Verringerung dieser Oberfläche wirken.

F i g. 12 zeigt einen anderen bekannten Versuch, diese Schwierigkeit zu beseitigen. Anstelle des Flansches 16 der F i g. 11 ist die Sitzschale 22 an den Randkanten des Zwischenstückes mit einem verdickter. Rand 24 ausgebildet, der erheblich stärker als die mittlere Dicke des Zwischenstückes 22 ist und den Biege- und Drehkräften Widerstand leisten soll. Trotzdem wurden bei bekannten Sitzschalen 22 festgestellt, daß im Bereich 26 viel zu früh Risse und Brüche auftraten. Eine sorgfältige Prüfung und Analyse hat gezeigt, daß bei Sitzschalen nach F i g. 11 oder 12, wenn auf den Sitz und die Lehne Biegekräfte einwirken, die wirkenden Kräfte erheblich die Grenzen überschreiten, die für die Festigkeit des durch Glasfasern verstärkten Kunststoff materials, aus dem die Sitzschale geformt ist. angenommen werden müssen. Es ist festgestellt würden, daß die praktischen Grenzen für die Auslängung eines solchen Materials nicht größer als 3 bis 4,5 Tausendstel pro Längeneinheit auf der Oberfläche sein sollen: das ist gleichbedeutend mit etwa 15% der Zugfestigkeit des benutzten Materials. Bei Sitzschalen nach F i g. 11 und 12 sind O*-erflächendehnungen festgestellt worden, die erheblich größer waren und den einzuhaltenden Bereich um das Zwei- oder Dreifache überschritten.

Selbstverständlich kann die Sitzschale so starr ausgeführt und derart unbiegsam in einem Stuhlrahmcn angeordnet werden, daß in üem Zwischenstück /wischen Sitz und Lehne keinerle' Biegung möglich ist. Das würde jedoch dem Grundgedanken einer solchen Sitzform entgegenstehen, die mit Absicht biegsam sein soll. Der Sitztei! und der Lehnenteil werden in einem stützenden Gestell so angeordnet, daß der Sitz an zwei seitlich auseinanderliegenden, unter dem Sitz befindlichen Punkten und die Lahne an einem einzigen, in der Mitte auf der Rückseite der Lehne liegenden Punkt abgestützt wird. Wenn daher ein Mensch aufrecht auf dem Sitzmöbel sitzt, und seine Beine von seinem Rücken wegstreckt, wird die Vorderkante des Sitzes nach unten und der obere Teil der Lehne nach hinten gebogen. Das Zwischenstück neigt aufgrund dessen zu einer zunehmenden Verengung oder Zusammenziehung. Wenn es statt dessen ein auf dem Sitzmöbel sitzender Mensch eine gegenüber der normalen Sitzstellung mehr aufrechte Stellung einnehmen will, verlagert er das Gewicht seines Körpers auf dem Sitz mehr nach hinten. Der vordere Teil des Sitzabschnittes unter seinen Knien neigt dann zum Anheben, und der obere Lehnenteil neigt zur Bewegung nach unten und vorn gegen die Schultern, so daß die I -Form der Sitzschale etwas mehr geschlossen wird. Dies führt zu einer Ausbreitung oder Verringerung der Verengung im Zwischenabschnitt.

In Fig. I ist ein Sitzmöbel oder ein Stuhl dargestellt, der ein Gestell mit einem senkrechten Pfosten 30 aufweist, der mit schräg auseinander gespreizten Füßen

ϊ 32 zur Abstützung auf dem Boden versehen ist. Vom Pfosten 30 führt nach oben und hinten ein knie- oder kehlförmig gebogener Arm 34, der in der Mitte des Gestells liegt. Ein nach vorn abgebogener Stützarm 36 gabelt sich in zwei Arme 38, die vom mittleren Pfosten

ι» 30 nach vorn und seitlich zur Abstützung des Sitzes auseinanderspreizen. Ein mittlerer Arm 40 zwischen den auseinanderspreizenden Armen 38 trägi einen Anschlag oder Dämpfer 42.

Eine Sitzschale 44 weist einen Sitzabschnitt 46 und

ι: einen Lehnenteil 48 auf, die einteilig durch ein konkav-konvexes flanschfreies Zwischenstück 47 verbunden sind. Eine biegsame Halterung 50 ist an der Lehne 48 in der Mitte und auch an der Stange 34 mit Mitteln 52 befestigt. In ähnlicher Weise ist jeder der

r.) Arme 38 durch eine elastische Hal'arung 54, die bei 56 am Arm 38 befestigt ist, fest mit aem Sitzabschnitt 46 verbunden. Zwei Halterungen 54 sind unter dem Sitzabschnitt an Punkten befestigt, die mit Bezug auf die Mittellinie der Schale 44 seitlich auseinanderliefen und

2ΐ sich ungefähr in der Mitte der von vorn nach hinten gehenden Erstreckung des Sitzabschnittes 46 befinden. Die Vorderkante des Sitzes 46 ist daher mit Bezug auf die übrige Anordnung frei tragend und austragend. Die Stange 40 und der von dieser gehaltene Anschlag 42

to können benutzt werden, um die Abwärtsbiegung des Sitzes 46 zu beschränken. Wenn der Sitz in der oben beschriebenen Weise benutzt wird, könnte eine Sitzschale, die zur Aufnahme bestimmter Spannungen und Belastungen vorgesehen ist, Kräften unterworfen

1Ί werden, die die formmäßigen Grenzen und Biegeeigenschaften des Materials übersteigen. Z. B. könnte ein übergewichtiger Mensch den Stuhl benutzen oder ein normal gewichtiger Mensch könnte derart auf dem Stuhl sitzen, daß eint· übermäßige Belastungskraft ajf

ι» den vorderen Teil des Sitzes vor den Schwenkpunkten einwirkt und damit das Zwischenstück in Längsrichtung zu strecken sucht. Dadurch könnten die äußeren Flächen der Schale übermäßigen Kompressions- und .Spannungskräften unterworfen werden. Zjr Vermei-

I) dung einer solchen Ubcrbeanspruchurg der Sitzschale kann der Anschlag 42, der auf der Stange 40 angeordnet ist, vorgesehen werden. Die Wahl des Abstancles zwischen dem Anschlag 42 und der Unterseite der Schale in der Ruhestellung gestattet, die Anschlagwir-

Vi kung des Anschlages mit Bezug auf irgendeine bestimmte Schalenform abzuändern oder zu wählen. Es ist natürlich möglich, eine Schale mit einem so starten Querschnitt auszuführen, daß keine Anschläge erforderlich sind, um die Einwirkung übermäßiger Kräfte

■)■> auszuschließen. Das würde jedoch dem Zweck der Erfindung zuwiderlaufen, da eine derart dtark ausgeführte Sitzschale nicht die gewünschte Biegsamkeit aufweisen würde.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Form einer mit

mi Glasfasern verstärkten Sitzschale, wobei zur Veranschaulichung der Form und der Materialstärken die Schale auf eine Ebene ausgebreitet dargestellt ist. Die Schale wird hergestellt, indem vor dem Formen aus Glasfasern bestehende Verstärkungsfaden und fließfä-

hi higes Kunststoff laterial in verschiedenen Stärken entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Muster aufgebracht werden. Vom Mittelabschnitt der Lehne 48 erstreckt sich über den konkav-konvexen Zwischenteil

47 in den Sitzabschnitt 46 hinein ein Bereich 60, der nach endgültiger Formung vorzugsweise eine Stärke im Bereich zwischen etwa 4,45 und 6,35 mm aufweist. Der Bereich 60 wird außen von einem Bereich 62 umgeben, der nach endgültiger Formung eine Stärke im Bereich von etwa 2.29 bis 3,05 mm aufweist. Um die Bruchfestigkeit zu erhöhen und eine Beschädigung der Kanten der Schale 44 zu vermeiden, die eintreten könnte, wenn der Stuhl umgestürzt wird und die Kanten auf eine harte Fläche aufschlagen, sind die Kantenbereiche 64, 66, 68 und 70 mit einer merklichen Stärke, vergleichbar dem Bereich 60. ausgeführt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Sitzscha-Ie. die sich als gut brauchbar erwiesen hat, hat der Bereich 60 eine Dicke von 4,83 mm, der Bereich 62 eine Dicke von J.05 mm und der Randbcrcich 72 des Zwischenstückes eine Dicke von 2.54 mm. An den Punkten, an denen die Schale an den Halterungen 50 und 54 sitzt, ist sie auf 7.62 mm in ilrn Rprrirhnn 74 und 76 verstärkt. Im Bereich 76 ist. siehe F i g. 5. ein Zapfen 78 angeordnet, mit dessen Hilfe die Halterung 54 am SiI/ 46 befestigt ist. Durch geringfügige Abwärtswölbung der Kante 73 des Zwischenstückes, siehe F i g. 4. werden die Punkte mi' der größten Beanspruchung von der Außenkante nach innen verschoben; die Auslän gungsbeanspruchung der Außenkante wird dadurch verringert.

F i g. 2 zeigt, daß der Bereich 60 im Zwischenstück 47 /wischen dem Lehnenteil 48 und dem Sitz 46 sich quer erstreckt und im Sitzteil gegabelt ist oder zwei Zweige bildet, die von dem Zwischenstück zum Befestigungspunkt der Halterungen 54 verlaufen. Weiter zeigt die bevorzugte Ausführungsform nach F i g. 2, daß der Bereich 60 in den Verzweigungstcilen bis zur Vorderkante des Sitzteiles verläuft und sich dann quer über die Vorderkante des Sitzabschnittes erstreckt. Dies dient zur Verstärkung der Vorderkante des Sitzes.

Die in Fig. 2 dargestellte Aufteilung in Bereiche ist vereinfacht. In der praktischen Ausführung gehen benachbarte Bereiche ineinander uber. Während der Vorbereitung des Formvorganges wird die Glasfaserverstärkung so gelegt, daß sie einen allmählichen Übergang zwischen den Hauptbereichen bildet. Es sind daher sich verjüngende Übergangsbereiche zwischen den eingezeichneten Hauptbereichen vorgesehen, um eine in ihrer endgültigen F'orrn mit glatter Fläche versehene Schale herzustellen und um plötzliche Übergänge in den Stärken zu vermeiden, die sonst zu Konzentrationen unerwünschter Kräfte führen würden. Die Sitzschale kann im übrigen durch an sich bekannte Formverfahren hergestellt werden.

Der Grundgedanke, auf dem die Wirkungsweise der Sitzschale beruht, wird mit Bezug auf Fig. 10 verständlich. In Fig. 10 ist eine Hohlkugelhälfte in Gestalt einer biegsamen Halbkugelschale dargestellt, die z. B. die Hälfte eines Gummibal's sein kann. Wenn eine äußere Kraft an zwei gegenüberliegenden Punkten, wie eingezeichnet, wirkt, ergibt sich eine Verzerrung der Schale an zwei dazwischen und einander gegenüberliegenden Punkten in entgegengesetzter Richtung, wie durch Pfeile angedeutet. Wenn z. B. Dehnungskräftc zwei gegenüberliegende Seiten nach außen zu verschic ben suchen, neigen die beiden dazwischen liegender Seiten zur Streckung und Annäherung. Umgekehn ergibt sich bei Einwirkung von Kräften in entgegengesetzter Weise eine Bewegung der dazwischen liegenden Seilen nach außen. Eine ähnliche Wirkung tritt in dem konkav-konvexen Zwischenabschnitt der glasfaserverstärkten Kunststoff-Sitzschalen auf. Dies ist in Fig. t veranschaulicht. Wenn die Lehne und der Sit/iibschnill einander angenähert werden, neigt der Zwischenabschnitt 47 dazu, eine flachere Wölbung anzunehmen, die durch die punktierte Linie 80 angedeutet ist. Wenn dagegen die Lehne und der .Sitzabschnitt so gebogen werden, daß die normale L-Form sich /u öffnen sucht. nimmt der Zwischenabschnitt die durch die Linie 82 angedeutete stärkere Krümmung an. Diese Änderung in

_>o Einwirkung von Kräften auf den Rand des Zwischenabschnittes, die sonst die zu vermeidenden Risse und Brüche hervorrufen würden.

In den F i g. 7. 8 und 9 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt. Hiernach ist die Sit/schalc

r> 90. die im wesentlichen gleichmäßige Dicke überall aufweist, mit einer biegsamen Hilfsvorrichtung versehen, A-elche die Schale zwischen den Befestigungspunkten f'> die elastischen Halterungen 50 und 54 verstärkt und abstützt. Ein biegsamer elastischer Metallteil 92. der

in bogenförmig oder gewölbt ist, ist mit einem nach oben ragenden Teil 94 um¹ sich verzweigenden Schenkeln 96 und 98 ausgebildet. Der Met^.lltuil 92 ist mechanisch oder durch Klebung eng anliegend am Rücken Lind der Unterseite der Schale 90 befestigt, die von dem Gestell

i'i des Stuhles durch die elastischen Halterungen 50 und 54, 54 getrennt ist. Der Teil 92 hat eine vorbestimmte Biegsamkeit, die so bemessen ist. daß sie. falls sie zu der Biegsamkeit der Schale 90 hinzutritt, im mittleren Zwischenstück der Schale geringer als die Biegsamkeit

s" der sonst unabgcstützten Ränder des Zwischenstückes 47 ist. das vorzugsweise ohne Randflanschen ausgebildet ist. Bei dieser Anordnung besteht in den Rändern des Zwischenstückes ein merklich geringerer Widerstand gegenüber Biegung als in dem steiferen Mittelteil

-> des Zwischenstückes, so daß eine Biegung ohne übermäßige Dehnung in den Rändern des Zwischenstückes möglich ist.

Eine weitere Art der Verstärkung oder Versteifung einer Sitzschale von im wesentlichen gleichförmiger

vi Dicke ist in Fig. 13 dargestellt. Die Schale 100 hat eine Hauptrippe 102 und nach Erfordernis zus izliche Rippen 104, die sich über die Rückseite des Zwischenstückes der Schale erstrecken. Durch entsprechende Bemessung der Rippen 102, 104 können verschiedene

5i Grade der Steilheit oder Elastizität erzielt werden, ohne die Möglichkeit der Einengung des Zwischenstückes zu stören, während gleichzeitig die Einwirkung übermäßiger Dehnungskräfte auf die Ränder des Zwischenstükkes vermieden wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. L-förmige Sitzscha'e für Sitzmöbel, die aus geformtem, mit Glasfasern verstärktem Kunststoffmaterial besteht und einen Sit7teil und eine Lehne aufweist, die in einem Stück mit einem verbindenden, biegsamen und konkav-konvexen Zwischenstück hergestellt sind, wobei die Schale an einem Trägergestell durch elastische Halterungen befestigt ist, von denen zwei seitlich auseinanderliegend unter dem Sitz und eine in der Mitte an der Rückseite der Lehne vorgesehen sind bzw. ist und die den konkav-konvexen Zwischenstück bei Änderung der Relativlage von Sitz und Lehne unter Belastung eine Einengung ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sitzschale biegsame Verstärkungen (60; 92; 102, 104) von dem Trägergestell (30—40) durch die Halterungen (50, 54) getrennt und eng benachbart zur Schale (44; 90; 100) vorgesehen sind und sich zwischen dem in der Mitte der Lehne gelegenen Punkt und jedem der zwei seitlich auseinanderliegenden Punkte unter dem Sitz erstrecken.

2. L-förmige Sitzschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Verstärkung ein Metallteil (92) ist. das unmittelbar zur Rückseite und Bodenfläche der Sitzschale liegt.

3. L-förmige Sitzschale nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Verstärkung ein glasfaserverstärkter Abschnitt (60; 102, 104) ist. der einteilig mit der Sitzschale ausgebildet ist und den mittleren ."eil des Zwischenstückes (47) gegenüber dessen Rändern verstärkt.

4. L-förmige Sitzschale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die S: '.schale im mittleren Bereich des Zwischenstückes (47) eine Stärke von etwa 4.45 — 6.35 mm und an den Rändern des Zwischenstückes (47) eine Stärke von etwa 2.29 — 3.05 mm aufweist.

5. L-förmige Sitzschale nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale in der Mitte des Zwischenstückes (47) eine Stärke von etwa 4,83 mm aufweist, die sich zu den Rändern des Zwischensidk· kes auf eine Stärke von etwa 2.54 mm verjüngt.