DE3027374A1

DE3027374A1 - Arbeitsgeraet mit hoehenverstellbarem arbeitsteil zur anpassung an die koerperhoehe des jeweiligen benutzers

Info

Publication number: DE3027374A1
Application number: DE19803027374
Authority: DE
Inventors: Theo 8000 München Gronenborn; Paul-Hans 8011 Neukirchstockach Thies
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-07-18
Filing date: 1980-07-18
Publication date: 1982-02-11

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ~T - Unser Zeichen BERLIN UND MÜNCHEN VPA _{cn o} , „ r , _nc

Arbeitsgerät mit höhenverstellbarem Arbeitsteil zur Anpassung an die Körperhöhe des jeweiligen Benutzers

Die Erfindung betrifft Arbeitsgeräte mit höhenverstellbarem Arbeitsteil zur Anpassung an die Körperhöhe des jeweiligen Benutzers durch eine am verstellbaren Arbeitsteil angebrachte Steuereinrichtung zur Verstellung des Arbeitsteiles-.

Erfahrungsgemäß führt eine nicht körpergerechte Einstellung von Arbeitsteilen an Arbeitsgeräten, z.B. Stühlen, Arbeitsplatten, Fußstützen, zu zusätzlicher Belastung und damit zu vorzeitiger Ermüdung des jeweiligen Benutzers. Zur Vermeidung derartiger Auswirkungen sind bekannte Arbeitsgeräte mit Steuereinrichtungen zur Verstellung der Arbeitsteile versehen, die es ermöglichen, die Arbeitshöhe an die individuelle Körperhöhe der Benutzer anzupassen. Beispiele dafür finden sich in den deutschen Gebrauchsmustern 77 25 794, 77 32 293 und 77 32 304 sowie in der älteren deutschen Patentanmeldung 29 22 945.6.

Bei den bekannten Arbeitsgeräten erfolgt die Höheneinstellung anhand eines Rollenmaßstabes, dessen Skalenteilung auf die Körpergröße der Benutzer abstellt, d.h. den Werten der absoluten Arbeitshöhe sind Körperhöhenwerte fest zugeordnet, um die Einstellung der Arbeitsteile zu erleichtern. Das erfordert für jede mögliche Relation von absoluter Höhe zur Körperhöhe eine gesonderte Skalenteilung, so daß vorhandene Rollmaßstäbe

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nicht einheitlich für alle Arbeitsgeräte verwendet werden können. Hinzu kommt die Schwierigkeit für die Anbringung des Rollmaßstabes. Ähnliches gilt für die durch die ältere deutsche Patentanmeldung bekannte Einrichtung, bei der die Höheneinstellung durch einen Schrittmotor erfolgt und bei der demzufolge die Teilung der Antriebsritze in anem vorgegebenen Verhältnis gewählt sein muß, wenn eine Beziehung zwischen Körperhöhe und Arbeitshöhe hergestellt werden soll. Auch dies erfordert für die verschiedenen Arbeitsgeräte entsprechend unterschiedliche Übersetzungen der Antriebsvorrichtungen .

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Arbeitsgeräte der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach zu gestalten sind und zur Steuerung der Höheneinstellung weniger Aufwand erfordern.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Steuereinrichtung mit einer die absolute Höhe des Arbeitsteiles über einer Bezugsebene messenden Einrichtung gekoppelt ist und daß die von dieser Einrichtung in Form von elektrischen Signalen ermittelte Höhe in

. Körperhöhe einen der jeweils zugehörigen/äquivalenten Wert umgeformt wird, der wiederum als Bezugswert für die Höheneinstellung durch den jeweiligen Benutzer dient.

Die Steuereinrichtung arbeitet also elektrisch. Die Umsetzung der Höhenwerte in Bezugswerte ist damit unabhängig von der Konstruktion der Arbeitsgeräte, so daß die Steuereinrichtung einfacher in das Arbeitsgerät integrierbar ist als beispielsweise ein gesonderter Rollmaßstab. Auch ist die Ausbildung der Steuereinrichtung nicht mehr an ein bestimmtes Arbeitsgerät gebunden, sondern universell einsetzbar, was kostensenkend wirkt.

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Zur Höheneinstellung des Arbeitsteiles eines solchen Arbeitsgerätes'ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mit der Steuereinrichtung eine Sichtanzeige gekoppelt, die die der jeweils eingestellten Arbeitshöhe entsprechende Körperhöhe anzeigt, und außerdem weist die Steuereinrichtung ein Steuerorgan zur Höhenverstellung auf, durch dessen Betätigung der Arbeitsteil in der gewünschten Richtung verstellbar ist, bis der angezeigte Wert der Körperhöhe der des jeweiligen Benutzers entspricht.

Eine andere Möglichkeit zur Höheneinstellung besteht darin, daß mit der Steuereinrichtung eine Eingabevorrichtung, z.B. Tastatur, gekoppelt ist, über die die Körperhöhe des jeweiligen Benutzers eingebbar ist, und daß mit der Eingabevorrichtung ein Vergleicher gekoppelt ist, der den von der Eingabevorrichtung gelieferten Sollwert mit dem augenblicklichen Bezugswert vergleicht und eine Höhenverstellung des Arbeitsteiles be-

2.0 wirkt, bis beide Werte übereinstimmen.

In beiden Fällen besteht in einfacher Weise die Möglichkeit, die Umformung des Höhenmeßwertes in den Körperhöhen äquivalenten Bezugswert von einer weiteren tätigkeitsabhängigen Größe zu beeinflussen. Dies ist notwendig, wenn z.B. ein Arbeitstisch sowohl zum Maschinenschreiben als auch für andere Büroarbeiten benutzt werden soll, oder wenn ein verstellbarer Arbeitsstuhl entweder in Verbindung mit einer festen Tisch- fläche oder aber mit einer "ebenfalls verstellbaren Tischfläche benutzt werden soll. Die jeweils zutreffende tätigkeitsabhängige Größe ist dabei zweckmäßig durch Betätigung einer entsprechenden Steuertaste wirksam schaltbar.

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Die Messung der absoluten Höhe kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung arbeitet die die absolute Höhe des höhenverstellbaren Arbeitsteiles messende Einrichtung nach dem Echolotprinzip, z.B. mit Ultraschall.

Unabhängig davon weist die Steuervorrichtung vorzugsweise einen Mikroprozessor auf, der die einer Ein/Ausgabe-Schnittstelle mitgeteilten Werte der absoluten Höhe des Arbeitsteiles fortlaufend abtastet und mit Hilfe einer Äquivalenztabelle in die Bezugswerte für die Höheneinstellung umrechnet und zur Anzeige bringt. Gemäß einer Weiterbildung ist der Mikroprozessor mit einer Tastatur zur Eingabe der Körpergröße des jeweiligen Benutzers und über eine weitere Ein/Ausgabe-Schnittstelle mit einer Stellvorrichtung gekoppelt, über die das einzustellende Arbeitsteil solange verstellt wird, bis Gleichheit zwischen dem eingegebenen Wert und dem jeweils gemessenen Bezugswert gegeben ist. Die Verwendung eines Mikroprozessors für die Steuereinrichtung in Verbindung mit wenigstens einer Äquivalenztabelle ermöglicht den Einsatz von marktüblichen Bauteilen zu kostengünstigen Preisen und eine einfache Anpassung an die verschiedensten Arbeitsweisen und Einsatzfälle. Das gilt insbesondere, wenn zur Berücksichtigung von tätigkeitsabhängigen Größen entsprechend viele Äquivalenztabellen vorgesehen sind, von ' denen je nach Eingabebefehl eine ausgesucht wird und wenn die Sichtanzeige neben der Körpergröße noch die jeweils berücksichtigte Tätigkeit anzeigt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

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FIG 1 einen Arbeitsstuhl gemäß der Erfindung, FIG 2 einen Arbeitstisch gemäß der Erfindung,

FIG 3■ ein Blockschaltbild für eine erste Ausführungsform der Steuereinrichtung und

FIG 4 ein Blockschaltbild für eine zweite Ausführungsform der Steuereinrichtung.

Bei dem in FIG 1 gezeigten Arbeitsstuhl ist der Sitz 2 mit Lehne 1 von Hand oder selbsttätig in an sich bekannter Weise in d^rer Höhe verstellbar. Dazu dient ein Auslösehebel 3, der in an sich bekannter Weise mit einem in der Stützsäule 4 untergebrachten Ver-Stellmechanismus in Verbindung steht. Die Stützsäule ist in einer mit Stützarmen 5 versehenen Teleskopbuchse 6 geführt und gehalten. An Stützarmen 5 sind Laufrollen 7 angebracht, so daß der Stuhl frei bewglich über den Boden 9 gleiten kann.

Zur Kontrolle der Höheneinstellung des Sitzes 2 ist unterhalb des Sitzes wenigstens ein Teil der Steuereinrichtung 10 angebracht. Dieser Teil besteht z.B. aus einem Ultraschallsender mit einem Empfangsteil, der die an einer ringförmigen Reflexionsfläche 11 reflektierten Ultraschallwellen aufnimmt, so daß in an sich bekannter Weise der Abstand A zwischen der Sende-Empfangseinrichtung und der reflektierenden Bezugsfläche 11 ermittelt werden kann. Aus diesem Abstands- oder Höhenwert wird dann in an sich bekannter Weise anhand einer Umsetzschaltung die zugehörige Körpergröße ermittelt und auf einer an dem Auslösehebel 3 angebrachten Sichtanzeige 12 dargestellt, so daß

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, der jeweilige Benutzer des Stuhles die jeweilige Höheneinstellung leicht kontrollieren und bei Verstellen des Stuhles leicht überwachen kann.

Bei dem in FIG 2 gezeigten Arbeitsgerät handelt es sich um einen Arbeitstisch mit einer Tischplatte 21, an der zu beiden Seiten kastenförmige Seitenteile 22 und 23 befestigt sind, die auf feststehende kastenförmige Teile 24 und 25 teleskopartig aufschiebbar sind.

Zur Höhenverstellung der Tischplatte 21 mit den beiden kastenförmigen Seitenteilen 22 und 23 sind Hubspindeln 26 und 27 vorgesehen, die über eine Verbindungswelle 28 und Kegelradgetriebe 29 und 30 miteinander in Antriebsverbindung stehen. Auf der Verbindungswelle 28 sitzt ein weiteres Kegelrad 31, das mit einem Kegelrad 32 in Eingriff steht, welches von einem Motor 33 antreibbar ist. Der vorzugsweise als Schrittmotor ausgebildete Motor 33 ist an der Unterseite der Tischplatte 21 befestigt. Auch die Verbindungswelle 28 ist an der Unterseite der Tischplatte 21 gelagert, während die beiden Hubspindeln 26 und 27 drehbar in den kastenförmigen Seitenteilen 22 und 23 angeordnet sind. Diese Hubspindeln drehen sich dabei in feststehenden Muttern der ebenfalls feststehenden Seitenteile 24 und 25, was aber in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. Jenachdem, in welcher Drehrichtung der Schrittmotor 33 umläuft, wird die Tischplatte 21 gehoben oder gesenkt.

Zur Steuerung der Höheneinstellung der Tischplatte 21 ist mit dieser eine Steuereinrichtung 34 gekoppelt, die unter anderem einen Wippschalter 35 zur Höhenverstellung und eine Sichtanzeige 36 zur Anzeige der mit der jeweiligen Arbeitshöheneinstellung der Tischplatte 21 korrespondierenden Körperhöhe aufweist. Wie bei

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dem Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 ist die Steuereinrichtung J)k des weiteren mit einem Ultraschallsender und einem Ultraschallempfänger ausgerüstet, wobei der Ultraschallempfänger die vom Ultraschallsender ausgesandten und an einer Reflexionsfläche 37 reflektierten Schallwellen auswertet, so daß wiederum der Abstand zwischen dem Ultraschallsender und der Reflexionsfläche 37 meßbar und in die zugehörige Körperhöhe umgerechnet werden kann, die dann von der Sichtanzeige 36 angezeigt wird.

Zur Verstellung der Arbeitshöhe der Tischlläche 21 wird der Wippschalter 35 in die eine oder andere Arbeitslage gebracht und dadurch der Stellmotor 33 eingeschaltet, so daß abhängig von der gewählten Arbeitslage des Wippschalters 35 die Tischfläche nach oben oder nach unten bewegt wird. Während der Auf- bzw. der Abbewegung der Tischfläche 21 wird der Abstand des Ultraschallsenders zur Reflexionsfläche 37 fortlaufend gemessen und die jeweils korrespondierende Körperhöhe von der Sichtanzeige 36 angezeigt, so daß das Erreichen der gewünschten Körperhöhe überwacht werden kann. Sobald die gewünschte Körperhöhe angezeigt wird, wird der Wippschalter 35 wieder losgelassen, so daß der Motor 33 wieder abgeschaltet und damit die Verstellung der Tischplatte 21 beendet wird.

Das Blockschaltbild einer Steuereinrichtung, wie sie anhand der Ausführungsbeispiele gemäß FIG 1 und 2 bereits beschrieben ist, zeigt FIG 3. Wesentliche Bestandteile sind danach die Höhenmeßeinrichtung HME, die Umsetzeinrichtung / zur Umformung der gemessenen Höhenwerte A in korrespondierende Körperhöhenwerte K und eine Anzeigevorrichtung ANZ zur Darstellung der

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Körperhöhenwerte. Die Höhenmeßeinrichtung HME gliedert sich in bekannter Weise in einen Sender S, einen Empfänger E und einen Meßwertumformer MU zur Erzeugung der geeigneten Steuersignale für die nachfolgenden Schaltungsteile.

Als Höhenmeßeinrichtung HME können an sich bekannte marktübliche Bauteile verwendet werden. Besonders einfach gestaltet sich eine Echolotmessung mit Ultraschallwellen, die an einer Reflexionsfläche RF reflektiert werden. Als Umformer/der Höhenwerte können in an sich bekannter Weise logische Verknüpfungsnetzwerke verwendet werden, die bei Berücksichtigung unterschiedlicher Tätigkeiten abhängig von einer Tätigkeitsgröße TG umschaltbar sind. Für die Anzeige ANZ werden vorzugsweise leistungsarme LCD-Anzeigen verwendet. Der Leistungsverbrauch der gezeigten Bauteile ist verhältnismäßig gering, so daß vom Netz unabhängige Batterien, beispielsweise in Form von Nickel-Kadmiumzellen, für die Speisung verwendet werden können.

Erfolgt wie im Falle des Ausführungsbeispieles nach FIG 2 die Höhenverstellung durch einen Stellmotor, so ist zusätzlich ein Steuerschalter SS mit neutraler Mittelstellung, beispielsweise in Form eines Wippschalters erforderlich, durch den der Stellmotor SM mit der einen oder anderen Polung an die.speisende Batterie B abgeschlossen wird, was zusätzlich dargestellt ist.

FIG 4 zeigt die Ausführungsform einer Steuereinrichtung mit Voreingabe der gewünschten Körperhöhe durch eine Eingabetastatur ET. Zu diesem Zweck ist dem Eingang für die Sichtanzeige ANZ ein Vergleicher VG parallel geschaltet, der den von der Eingabetastatur ET vorgegebenen Wert mit dem jeweiligen Anzeigewert vergleicht

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und über seine Steueranschlüsse a und b den Stellmotor SM über Steuerschalter SS in der jeweils gewünschten Polung mit der Batterie B verbindet, bis der vorgegebene Wert mit dem angezeigten Wert übereinstimmt. Die Höheneinstellung erfolgt in diesem Falle nach Eingabe der gewünschten Körperhöhe selbständig.

Die vom Umformer U und zusätzlich vom Vergleicher V wahrgenommenen Aufgaben können in gleicher Weise von einem handelsüblichen Mikroprozessorbaustein übernommen werden, der mit entsprechenden Schnittstellen zur Höhenmeßeinrichtung HME, zur Anzeige ANZ und zur Einatgtastatur ET sowie für die Steuerung des Stellmotors ausgerüstet ist.

4 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

\ 1.) Arbeitsgerät mit höhenversteirbarem Arbeitsteil \2 bzw 21) zur Anpassung an die Körperhöhe des jeweiligen Benutzers durch am verstellbaren Arbeitsteil angebrachte Steuereinrichtung (10 bzw. 34) zur Verstellung des Arbeitsteiles, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung (10 bzw. 34) mit einer die absolute Höhe des Arbeitsteiles (2 bzw. 21) über einer Bezugsebene (11 bzw. 37) messenden Einrichtung (HME) gekoppelt ist und daß die von dieser Einrichtung in Form von elektrischen Signalen ermittelte Höhe (A) in einen der jeweils zugehörigen Körperhöhe äquivalenten Wert (K) umgeformt wird, der wiederum als Bezugswert für die Höheneinstellung durch den jeweiligen Benutzer dient.
2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, d a'.d u r c h . gekennzeichnet , daß mit der Steuereinrichtung (10 bzw. 34) eine Sichtanzeige (12 bzw. 36 bzw. ANZ) gekoppelt ist, die die der jeweils eingestellten Arbeitshöhe entsprechende Körperhöhe (K) anzeigt, und daß die Steuereinrichtung (10 bzw. 34) ein Steuerorgan (3 bzw. 35) zur Höhenverstellung aufweist, durch dessen Betätigung der Arbeitsteil (2 bzw. 21) in der gewünschten Richtung verstellbar ist, bis der angezeigte Wert der Körperhöhe der des jeweiligen Benutzers entspricht.
3. Arbeitsgerät nach Anspruch ·1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß mit der Steuereinrichtung (10 bzw. 34) eine Eingabevorrichtung (ET) gekoppelt ist, über die die Körperhöhe des jeweiligen Benutzers eingebbar ist, und daß mit der Eingabevorrichtung (ET) ein V rgleicher (VG) gekoppelt ist,

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der den von der Eingabevorrichtung (ET) gelieferten Sollwert mit dem augenblicklichen Bezugswert vergleicht und eine Höhenverstellung des Arbeitsteiles (2 bzw. 21) bewirkt, bis beide Werte übereinstimmen. 5
4. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung des Höhenmeßwertes in den Körperhöhenäquiva-lenten Bezugswert von einer weiteren tätigkeitsabhängigen Größe (TG) beeinflußbar ist.
5. Arbeitsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die jeweils zutreffende tätigkeitsabhängige Größe (TG) durch Betätigung einer entsprechenden Steuertaste wirksam schaltbar ist.
6. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die die absolute Höhe des höhenverstellbaren Arbeitsteiles (2 bzw. 21) messende Einrichtung (HME) nach dem Echolotprinzip, z.B. mit Ultraschall, arbeitet.
7. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10 bzw. 34) einen Mikroprozessor aufweist, der die einer Ein/Ausgabe-Schnittstelle mitgeteilten Werte der Höhe des Arbeitsteiles (2 bzw. 1) fortlaufend abtastet und mit Hilfe einer Äquivalenztabelle in die Bezugswerte für die Höheneinstellung umrechnet und zur Anzeige bringt.
8. Arbeitsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Mikroprozessor mit einer Tastatur zur Eingabe der Körpergröße des jeweiligen.-Benutzers und über eine weitere Ein/Ausgabe-

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Schnittstelle mit einer Stellvorrichtung gekoppelt ist, über die das einzustellende Arbeitsteil (2 bzw. 21) solange verstellt wird, bis Gleichheit zwischen dem eingegebenen Wert und dem Bezugswert gegeben ist. 5
9. Arbeitsgerät nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet , daß zur Berücksichtigung von tätigkeitsabhängigen Größen entsprechend viele Aquivalenztabellen vorgesehen sind, von denen je nach Eingabebefehl eine ausgesucht wird, und daß die Sichtanzeige neben der Körpergröße auch die berücksichtigte Tätigkeit anzeigt.

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