DE3618636A1 - Fusskreuz eines drehstuhles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fußkreuz eines Drehstuhles, bei dem eine Nabe und mehrere, je ein Endstück aufwei­ sende Ausleger eine Einheit bilden, bei dem die Nabe zur Aufnahme einer Säule und jedes Endstück zum Anbau einer Roll/Gleiteinrichtung geeignet ausgebildet ist, bei dem die Ausleger einen sich von der Nabe zu den Enstücken verjüngenden Querschnitt aufweisen, ebenso wie die Nabe frei von eingelegter Armierung sind und sich - bei Belastung der Nabe und Abstützung der End­ stücke - unter Absenkung der Nabe bruchfrei elastisch durchbiegen, und das einstückig aus einem gespritzten, kältebeständigen Thermoplast-Kunststoff besteht sowie eine geschlossene Oberfläche aufweist.

Bei der Dimensionierung eines solchen Fußkreuzes im Hinblick auf die Belastung sind Dauerbeanspruchungen und Materialermüdung zu berücksichtigen. Diese können dazu führen, daß schon relativ niedrige, bei der tägli­ chen Benutzung auftretende Belastungen zu einem Bruch des Fußkreuzes führen. Zu beachten sind auch Belastungen, welche nur ein oder zwei Ausleger aufzunehmen hat bzw. haben. Deshalb ist das Fußkreuz für Belastungen auszulegen, die bei der üblichen Benutzung des Drehstuh­ les nicht auftreten.

Ein durch die Praxis bekanntes Fußkreuz der eingangs genannten Art läßt im Rahmen des elastischen Bereiches nur eine äußerst geringe Naben-Absenkung zu und bricht dann bei wachsender Belastung. Bei diesem Fußkreuz sind Nabe und Ausleger als offenes Profil ausgebildet, bei dem dünne Wände Hohlräume begrenzen. Der Kunststoff ist durchgehend voll und z.B. ein mittels Glasfaser oder Talkum verstärktes Polyamid, das relativ teuer ist. Das teuere Polyamid und das offene Profil sind nötig, um dem Fußkreuz die Festigkeit zu geben, die im Hinblick auf die in Betracht zu ziehende Belastung des Fußkreuzes nötig ist. Jedoch macht das offene Profil eine recht teuere Spritzgußform nötig und ist auch mit Ursache für Brüche bei üblichen Belastungen. Die Verrippung kann nicht alle auftretenden Belastungen, z.B. Stöße in waagerechter Richtung, bruchfrei aufnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Fußkreuz der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit vereinfach­ ten Mitteln ein verbessertes Festigkeitsverhalten aufweist. Das erfindungsgemäße Fußkreuz ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß die mögli­ che bruchfreie Naben-Absenkung mindestens 4 % des Fußkreuz-Durchmessers beträgt, indem Nabe und Ausleger als geschlossenes Profil ausgebildet sind und der Kunststoff, bei Verwendung eines treibmittelhaltigen Thermoplast, eine Zellstruktur mit einer vollen äußeren Hautschicht aufweist.

Die - vor einem Bruch mögliche - elastische Durchbieg­ barkeit des Fußkreuzes ist ganz wesentlich erhöht, um die erwünschte erhöhte Bruchfestigkeit zu erreichen. Bei einem ansonsten üblich gestalteten Drehstuhl mit einem erfindungsgemäßen Fußkreuz läßt sich die Nabe bei entsprechend hoher Belastung bis auf den Fußboden durchdrücken, ohne daß ein Bruch des Fußkreuzes auftritt. Die sehr stark vergrößerte Naben-Absenkung ist durch Anwendung des geschlossenen Profils und des treibmittel­ haltigen Thermoplastes auf billige Art erreicht, da die Formkosten erniedrigt sind und preiswerte Kunststoffe verwendbar sind. Für die auf den vorliegenden Fall abgestimmte elastische Durchbiegbarkeit der Ausleger ist deren Querschnittsverjüngung in Verbindung mit dem geschlossenen Profil und der Zellstruktur-Haut­ schicht-Gestaltung nötig.

Die Naben-Absenkung soll also in der Praxis bis zum Fußboden erfolgen können, wobei der Durchmesser der Rollen z.B. 50 mm beträgt und die Nabe nach unten hin gegenüber den Auslegern nicht unnötig verdickt ist. In der Regel wird die Naben-Absenkung mindestens 5 % des Fußkreuz-Durchmessers betragen. Wenn man die Naben-Absenkung auf die Auslegerlänge, d.h. auf den Abstand von der Nuten-Mitte bis zum Ende des Auslegers berechnet, so beträgt sie 8 % oder in Regel mindestens 10% der so definierten Auslegerlänge. Bei einem Durch­ messer des Fußkreuzes von 590 mm soll eine Naben-Absen­ kung von zumindest 40 mm gegeben sein.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die Naben-Absenkung mindestens 6% des Fußkreuz-Durch­ messers beträgt. Hierbei läßt sich die Nabe bei einem Fußkreuz-Durchmesser von 590 mm um ca. 35 mm durch­ drücken. Eine elastische Durchbiegbarkeit in diesem Umfang schließt aus, daß das Fußkreuz bei Belastungen bricht, die weit über die für einen Drehstuhl üblichen Belastungen hinausgehen.

Der Fachausdruck "geschlossenes Profil" gibt wieder, daß - im Querschnitt gesehen - dünne Stege und Wände vermieden sind und die von Außenabmessungen begrenzte Fläche zumeist von Kunststoffmaterial und nicht Hohlräu­ men besetzt ist. Da ein "geschlossenes Profil" im Rahmen der Erfindung auch Bohrungen, Nuten oder sonstige Ausnehmungen aufweisen kann, wird vermerkt, daß bei der von den Außenabmessungen begrenzten Querschnitts­ fläche zumindest 50%, vorzugsweise 60% oder in der Regel zumindest 70% von Kunststoffmaterial gebildet ist.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn jeder Ausleger mit einer längsverlaufenden Nut versehen ist. Durch die Nut läßt sich das elastische Biegeverhal­ ten des Auslegers beeinflussen und in einer auf das Fußkreuz abgestimmten Weise bestimmen.

Die Außenkonturen des Querschnittes der Ausleger sind in der Regel abgerundet, obzwar auch rechteckige Quer­ schnitte denkbar sind. Auch ein kreisrunder Quer­ schnitt ist möglich. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn jeder Ausleger über seine Länge hin höher als dick ist. Hierdurch wird unter Materialeinsparung ein verbessertes Elastizitäts- und Biegeverhalten erreicht. Das Verhältnis von Höhe zu Dicke bzw. Breite des Auslegers beträgt über dessen Länge in der Regel 1, 2 oder mehr.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Verjüngung der Querschnittsfläche jedes Ausle­ gers von der Nabe bis zum Endstück 50% oder mehr beträgt. Es ist also die Querschnittsfläche des Auslegers beim Endstück kleiner als 50% der Querschnittsfläche bei der Nabe. Eine derartige Verjüngung ist bei dem erfindungsgemäßen Fußkreuz möglich, eröffnet neue geschmackliche Gesichtspunkte und ergibt eine weitere Verbesserung der Elastizität und des Biegeverhaltens des Fußkreuzes.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn der Thermoplast ein Polypropylen oder ein Copolymer davon ist. Diese Art von Kunststoff ist äußerst preis­ wert und läßt sich aufgrund der Erfindung auch für Fußkreuze einsetzen. Es kann, wenn es zweckmäßig ist, der Kunststoff frei von oder mit einem verstärkenden Zusatz wie Glasfaser oder Talkum vermischt sein.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Fußkreuz eines Dreh­ stuhles,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1 in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab und

Fig. 4 einen Schnitt gemäß IV-IV in Fig. 1 in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab.

Das Fußkreuz gemäß Zeichnung besitzt mittig eine Nabe (1), an der radial nach außen wegragende gerade Ausleger (2) vorgesehen sind. Es sind gleichmäßig verteilt fünf Ausleger vorhanden und können drei, vier oder sechs Ausleger vorhanden sein. Die Ausleger (2) sind gleich lang und können auch verschieden lang sein. Das Fußkreuz ist einstückig in nur einem Spritzguß aus Kunststoff hergestellt. Der Kunststoff ist kältebe­ ständig, d.h. er behält bei praxisbezogenen Temperaturen bis maximal -20°C seine elastischen Eigenschaften in einem ausreichenden Ausmaß bei.

Die Nabe (1) überragt die Ausleger (2) an der Stoßstelle nach oben und nach unten hin nur geringfügig. Der maximale Außendurchmesser der Nabe ist größer als deren Höhe und das Verhältnis von Außendurchmesser zur Höhe liegt bei 1,0 bis 1,8 , in der Regel etwa bei 1,4. Die Nabe (1) ist mittig mit einem im Querschnitt runden Durchbruch (3) versehen, dessen Querschnitt sich nach unten hin konisch leicht verjüngt. Am oberen Ende des Durchbruches (3) beträgt das Verhältnis Außen­ durchmesser der Nabe zu Durchmesser des Durchbruches 1,5 bis 2,5 , in der Regel ca. 2,0. Die Gestaltung der Nabe (1) gibt dieser eine solche Festigkeit, daß ohne Einsatz eines metallischen Verstärkungsringes eine nicht gezeigte Säule mit einem konischen Endstück in den Durchbruch gesteckt werden kann. Die hier ge­ schilderte Bauweise des Fußkreuzes ermöglicht also ein unmittelbares Einstecken eines konischen Säulen­ stückes in den Nabendurchbruch, wobei die Säule den Stuhlsitz trägt.

Jeder Ausleger (2) kann mit einer längsverlaufenden Nut (4) versehen sein, die an der Unterseite vorgesehen ist. An der Stoßstelle von Nabe (1) und Ausleger (2) ist oben jeweils ein Sattel (5) gebildet, der die Festigkeit des Fußkreuzes nicht negativ beeinflußt, sondern zum gewünschten Biegeverhalten beiträgt. Die Ausleger (2) weisen einen in etwa ovalen oder ellipti­ schen Querschnitt auf und die Querschnitte sind in in Fig. 3 und 4 in tatsächlicher bzw. wirklicher Größe dargestellt. Demgemäß ist der Ausleger über seine Länge höher als breit bzw. dick und eine Vergrößerung der Dicke trägt zu der benötigten und erwünschten Festigkeit nichts bei.

Jeder Ausleger (2) umfaßt ein Endstück (6), das sich gegenüber dem angrenzenden Bereich des Auslegers nach unten hin etwas erweitert und das einen Rollwerk-Zapfen (7) aufnimmt. Dieser Zapfen (7) wird entweder bei der Herstellung des Fußkreuzes mit eingegossen oder nachträglich in die zugehörige Aufnehmung eingefügt. Wenn die Nabe (1) in Richtung eines Pfeiles (8) von oben belastet wird, so erfolgt bei erhöhter Abstützung der Ausleger-Endstückes (6) eine Absenkung der Nabe (1) in Richtung eines Pfeiles (9). Gemäß Fig. 3 und 4 ist im Querschnitt gesehen eine blasenfreie, volle Hautschicht (10) von ca. 5 mm oder mehr vorhanden, die einen Kern von Zellstruktur (11) umschließt und die eine volle glatte, d.h. geschlossene Oberfläche bildet.

Bei einem Versuch bricht ein bekanntes Fußkreuz bei einer Belastung von ca. 7000 N und einer Durchbiegung von ca. 19 mm. Eine Ausführungsform des neu entwickelten Fußkreuzes hat eine Durchbiegung von 25 mm (=4%) bei ca. 12 500 N und von 35 mm (=6%) bei ca. 14 000 N. Der Durchmesser beträgt 590 mm. Auch bei wachsender Belastung tritt kein Bruch auf. Bei den genormten Drehstühlen ist eine Durchbiegung von ca. 40 mm nötig, bis die Nabe auf den Fußboden aufliegt. Diese Durchbie­ gung ist 6,5% des Durchmessers und tritt bei ca. 14 000 N auf.

Claims (8)

1. Fußkreuz eines Drehstuhles, bei dem eine Nabe und mehrere, je ein Endstück aufweisende Ausleger eine Einheit bilden, bei dem die Nabe zur Aufnahme einer Säule und jedes Endstück zum Anbau einer Roll/Gleit­ einrichtung geeignet ausgebildet ist, bei dem die Ausleger einen sich von der Nabe zu den Endstücken verjüngenden Querschnitt aufweisen, ebenso wie die Nabe frei von eingelegter Armierung sind und sich - bei Belastung der Nabe und Abstützung der Endstücke - unter Absenkung der Nabe bruchfrei elastisch durchbiegen, und das einstückig aus einem gespritzten, kältebeständigen Thermoplast-Kunststoff besteht sowie eine geschlossene Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die mögliche bruchfreie Naben (1) - Absenkung (9) mindestens 4 % des Fußkreuz- Durchmessers beträgt, indem Nabe (1) und Ausleger (2) als geschlossenes Profil ausgebildet sind und der Kunststoff, bei Verwendung eines treibmittelhal­ tigen Thermoplast, eine Zellstruktur (11) mit einer vollen äußeren Hautschicht (10) aufweist.

2. Fußkreuz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Naben (1) - Absenkung (9) mindestens 6% des Fußkreuz-Durchmessers beträgt.

3. Fußkreuz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Ausleger (2) mit einer längsverlaufen­ den Nut (4) versehen ist.

4. Fußkreuz nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Ausleger (2) über seine Länge hin höher als dick ist.

5. Fußkreuz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung der Querschnittsfläche jedes Auslegers (2) von der Nabe (1) bis zum Endstück (6) 50% und mehr beträgt.

6. Fußkreuz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast ein Polypropylen oder ein Copolymer davon ist.

7. Fußkreuz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nabe mit einem Durchbruch zur Aufnahme der Säule versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (3) der Nabe (1) sich im Quer­ schnitt von oben nach unten verjüngt und ein sich entsprechend verjüngendes Säulenstück unmittelbar aufnimmt.

8. Fußkreuz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es, eingebaut in dem Drehstuhl, bis zur Anlage der Nabe am Fußboden bruchfrei durchbiegbar ist.