DE2118216C3 - L-förmige Sitzschale für Sitzmöbel - Google Patents

Description

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

Sitzschalen 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 der Sitzschale bestehen darin, daß die Seitenkanten der Sitzschale verdickt ausgebildet 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

ίο

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 Randverstärkung, die ein elastisches Nachgeben von Sitz und Lehne ausschließt, kann ein Einreißen am Obergang zwischen Sitzfläche und Lehne vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine L-förniige Sitzschale zu schaffen, die aufgrund ihrer Ausgestaltung den zur Rißbildung führenden Benutzüngsbelastungen 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 1 geschaffen. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird die Sitzschale mit einem verhältnismäßig dünnen Zwischenstück ausgebildet, weiches 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 Dehnungskräfte. Durch die Erfindung wird daher die Nutzungsdauer gegenüber bekannten Sitzschalen erheblich verlängert.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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

Fig. I 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 F i 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 Sitzschale veranschaulichende Skizze,

Fig. 11 einen Que/schnitt durch das Zwischenstück einer zum Stand derTechnik gehörenden Sitzschale,

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 Planschkanten vorgesehen, welche die Sitzschale in diesem Bereich verstärken. Für diese zum Stand der Technik gehörende Ausführupgsform 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 ii 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 m der F i g. 11 ist die Sitzschale 22 an den Randkanten des Zwischenstückes mit einem verdickten Rand 24 ausgebildet, der erheblich stärker als die mittlere Dicke des Zwischenstückes 22 ist und den Biege- und Drehkräften Widerstand leisten soll. Trotzdem wurden 2^ 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 κι erheblich die Grenzen überschreiten, die für die Festigkeit des durch Glasfasern verstärkten Kunststoffmaterials, aus dem die Sitzschale geformt ist, angenommen werden müssen. Es ist festgestellt worden, daß die praktischen Grenzen für die Auslängung eines solchen ji 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 Obeiflächendehnungen festgestellt worden, die -to erheblich gröfler waren und den einzuhaltenden Bereich um das Zwei- oder Dreifache überschritten.

Selbstverständlich kann die Sitzschale so starr ausgeführt und derart unbiegsam in einem Stuhlrahmen angeordnet werden, daß in dem Zwischenstück zwischen Sitz und Lehne keinerlei Biegung möglich ist. Das würde jedoch dem Grundgedanken einer solchen Sitzform entgegenstehen, die mit Absicht biegsam sein soll. Der Sitzteil Uiid der Lehnenteil werden in einem stützenden Gestell so angeordnet, daß der Sitz an zwei seitlich auseinanderlegenden, unter dem Sitz befindlichen Punkten und die Lehne an einem einzigen, in der Mitte auf der Rückseite dor Lehne liegenden Punkt abgestützt wird. Wenn daher ein Mensch aufrecht auf dem Sitzmöbel sitzt, und seine Beine von seinem Rücken π 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 w 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 t>'> neigt zur Bewegung nach unten und vorn gegen die Schultern, so daß die L-Form der Sitzschale etwas mehr geschlossen wird. Dies führt zu einer Ausbreitung oder Verringerung der Verengung im Zwischenabschnitt,

In Fig. 1 ist ein Sitzmöbel oder ein Stuhl dargestellt, der ein Gestell mit einem senkrechten Pfosten 30 aufweist, der mit schräg auseinander gespreizten Füßen 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 30 nach vorn und seitlich zur Abstützung des Sitzes auseinanderspreizen. Ein mittlerer Arm 40 zwischen den auseinanderspreizenden Armen 38 trägt einen Anschlag oder Dämpfer 42.

Eine Sitzschale 44 weist einen Sitzabschnitt 46 und 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 Arme 38 durch eine elastische Halterung 54, die bei 56 am Arm 38 Befestigt ist, fest mit dem .Sitzabschnitt 46 verbunden. Zwei Halterungen 54 iind unter dem Sitzabschnitt an Punkten befestigt, die mit 3ezug auf die Mittellinie der Schale 44 seitlich auseinanderliegen und 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 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 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 eine übermäßige Belastungskraft auf den vorderen Teil des Sitzes vor den Schwenkpunkten einwirkt und damit das Zwischenstück in Längsrichtung zu «trecken sucht. Dadurch könnten die äußeren Flächen der Schale übermäßigen Kompressions- und Spannungskräften unterworfen werden. Zur Vermeidung einer solchen Überbeanspruchung der Sitzschale kann der Anschlag 42, der auf der Stange ΛΟ angeordnet ist, vorgesehen werden. Die Wahl des Abstandes zwischen dem Anschlag 42 und der Unterseite der Schale in der Ruhestellung gestattet, die Anschlagwirkung des Anschlages mit Bezug auf irgendeine bestimmte Schalenform abzuändern oder zu wählen. Es ist natürlich möglich, sine Schale mit einem so starken Querschnitt auszuführen, daß keine Anschläge erforder lieh sind, um die Einwirkung übermäßiger Kräfte aufzuschließen. Das würde jedoch dem Zweck der Erfindung zuwiderlaufen, da eine derart stark ausgeführte Sitzschale nicht die gewünschte Biegsamkeit aufweisen würde.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Form einer mit Glasfasern verstärken 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 Verstärkungsfäden und fließfähiges Kunststoffmaterial in verschiedenen Stärken entsprechend dem 'n 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 Sitzschale, die sich als gut brauchbar erwiesen hat. hat der Bereich 60 eine Dicke von 4,83 mm, der Bereich 62 eine Dicke von 3,05 mm und der Randbereich 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 den Bereichen 74 und 76 verstärkt. Im Bereich 76 ist. siehe F i g. 5. ein Zapfen 78 angeordnet, mit dessen Hilfe die Halterung 54 am Sitz 46 befestigt ist. Durch geringfügige Abwärtswölbung der Kante 73 des Zwischenstückes, siehe Fig. 4, werden die Punkte mit 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 zwischen 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 V i g. 2, daß der Bereich 60 in den Verzweigungsteilen 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 über. 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 Form 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 Gummiballs 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. Dehnungskräfte zwei gegenüberliegende Seiten nach außen zu verschieben suchen, neigen die beiden dazwischen liegender

ι Seiten zur Streckung und Annäherung. Umgekehri ergibt sich bei Einwirkung von Kräften in entgegengesetzter Weise eine Bewegung der dazwischen liegender Seiten nach außen. Eine ähnliche Wirkung tritt in dem konkav-konvexen Zwischenabschnitt der glasfaservcr

in stärkten Kunststoff-Sitzschalen auf. Dies ist in Fig.f veranschaulicht. Wenn die Lehne und der Sitzabschniti einander angenähert werden, neigt der Zwischenab schnitt 47 dazu, eine flachere Wölbung anzuner icn. dk durch die punktierte Linie 80 angedeutet is. Went

i'' dagegen die Lehne und der Sitzabschnitt so geboger werden, daß die normale L-Form sich zu öffnen sucht nimmt der Zwischenabschnitt die durch die Linie 8i angedeutete stärkere Krümmung an. Diese Änderung ir der Krümmung des Zwischenabschnittes verringert dit

.'(ι Einwirkung von Kräften auf den Rand des Zwischenab schnittes, die sonst die zu vermeidenden Risse unc Brüche hervorrufen würden.

In den F i g. 7, 8 und 9 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt. Hiernach ist die Sitzschule

.'■> 90, die im wesentlichen gleichmäßige Dicke überal aufweist, mit einer biegsamen Hilfsvorrichtung verse hen, welche die Schale zwischen den Befestigungspunk ten für die elastischen Halterungen 50 und 54 verstärk und abs'ützt. Ein biegsamer elastischer Metallteil 92, dei

ι» bogenförmig oder gewölbt ist, ist mit einem nach ober ragenden Teil 94 und sich verzweigenden Schenkeln 9f und 98 ausgebildet. Der Metallteil 92 ist mechanise! oder durch Klebung eng anliegend am Rücken und dei Unterseite der Schale 90 befestigt, die von dem Gestel

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

in der sonst unabgestützten Ränder des Zwischenstücke; 47 ist. das vorzugsweise ohne Randflanschen ausgebil det ist. Bei dieser Anordnung besteht in den Ränderr des Zwischenstückes ein merklich geringerer Wider stand gegenüber öiegung als in dem steiferen iviitteiiei

·»> des Zwischenstückes, so daß eine Biegung ohne übermäßige Dehnung in den Rändern des Zwischen Stückes möglich ist.

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

w Dicke ist in F i g. 13 dargestellt. Die Schale 100 hat eine Hauptrippe 102 und nach Erfordernis zusätzliche Rippen 104, die sich über die Rückseite des Zw^: dien Stückes der Schale erstrecken. Durch entsprechende Bemessung der Rippen 102, 104 können verschiedene Grade der Steifheit oder Elastizität erzielt werden, ohne die Möglichkeit der Einengung des Zwischenstückes zi stören, während gleichzeitig die Einwirkung übermäßiger Dehnungskräfte auf die Ränder des Zwischenstükkes vermieden wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. L-förmige Sitzschale für Sitzmöbel, die aus geformtem, mit Glasfasern verstärktem Künststoffmaterial besteht und einen Sitzteil 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 £?!egenen 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 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Verstärkung ein glasfaserverstärkter Abschnitt (60; 102, 104) ist, der einteilig mit der Sitzschale ausgebildet ist und den mittleren Teil des Zwischenstückes (47) gegenüber dessen Rändern verstärkt.

4. L-förmige SitzschaL· nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzschale im mittleren Bereich des Zwischenstückes (4. j 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 Zwischenstükkes auf eine Stärke von etwa 2,54 mm verjüngt.