DE4424932C2 - Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aktiv-dynamische Sitzvorrichtung mit einem eine nach oben gekrümmte Grundfläche aufweisenden Fußteil und einem Sitzteil.

Die Gestaltung herkömmlicher Sitzvorrichtungen, insbesondere Bürostühle, erfolgt heutzutage zumeist unter dem Gesichts­ punkt der Ergonomie, d. h. der körpergerechten Gestaltung der Arbeitsplätze. In der Praxis werden Bürostühle daher oftmals derart konzipiert, daß der Körper in einer anatomisch günstigen Lage unterstützt wird und somit Belastungen weit­ gehend vermieden werden. Die bei den herkömmlichen Sitz­ möbeln der Körperform, insbesondere dem Rücken, angepaßten Sitzflächen und Lehnen werden zwar im Gebrauch zumeist als bequem empfunden, sie haben jedoch den Nachteil, daß die Rückenmuskulatur, insbesondere die Muskeln, die Halte­ funktionen an der Wirbelsäule haben, kaum beansprucht werden, da der Körper lediglich "passiv sitzt". Dies kann zu einer Degeneration der Rückenmuskulatur und zu Schäden an der Wirbelsäule wie Abnutzung der Bandscheiben, Haltungsschäden etc. führen.

Es wurden daher Sitzvorrichtungen entwickelt, die ein aktiveres Sitzen ermöglichen. Diesen Sitzvorrichtungen ist gemeinsam, daß der Sitz sich in einer labilen Lage befindet, der Körper also gezwungen wird, aktiv - durch Betätigung der Rückenmuskulatur - das Gleichgewicht zu halten. Besonders hervorzuheben ist hier der sogenannte "Pezzi-Ball", ein mit Luft gefüllter Gymnastikball aus Kunststoff, bei dem die Luftfüllung eine Federung in ver­ tikaler Richtung bewirkt. Trotz seiner insgesamt relativ guten, physiologischen Eigenschaften ist der Pezzi-Ball jedoch in erster Linie ein krankengymnastisches Gerät und keine Sitzvorrichtung. Bei Verwendung als Sitzvorrichtung ist er insbesondere nicht gegen Umkippen gesichert, da der Sitzende eine im Prinzip labile Gleichgewichtslage einnimmt. Im übrigen ist er auch zerstörungsanfällig, da seine Kunst­ stoffhaut insbesondere unter Belastung und beim Abrollen über spitze Gegenstände relativ leicht beschädigt werden kann und zum Platzen des Balls führt. Sein relativ aus­ ladendes Volumen wirkt sich ebenfalls einschränkend hin­ sichtlich seiner Anwendung als Sitzvorrichtung aus. Die im Stand der Technik entwickelten aktiv-dynamischen, echten Sitzvorrichtungen weisen hingegen meist nicht-optimale physiologische Eigenschaften auf. Der sogenannte "Tendel" der Firma Thomas Möbel weist ein auf halber Höhe zwischen einem Sitzteil und einem Fußteil angebrachtes Gelenk zum Verkippen des Sitzteils aus der Gleichgewichtslage auf. Diese Sitzvorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sich beim Verkippen die Sitzhöhe ändert und die Sitzfläche nicht mehr in einer horizontalen Ebene liegt, was im Gebrauch zu Ver­ krümmungen der Wirbelsäule führen kann.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 23 14 717 ist eine Sitzvorrichtung mit zwei Kipp-Punkten beschrieben, bei der jedoch der Sitzende nach seitlicher Auslenkung nur durch aktive Beinarbeit wieder in die Normallage zurückkommt und bei der ferner die Höhe der Sitzfläche mit zunehmender Auslenkung niedriger wird. In der DE 29 44 674 A1 ist ein Arbeitsschaukel­ stuhl beschrieben, dessen starre Sitz fläche bei jeder seit­ lichen Auslenkung eine physiologisch unerwünschte seitliche Verkrümmung der Wirbelsäule erzwingt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sitzvorrichtung anzugeben, die ein aktives Sitzen ermöglicht und gegenüber den im Stand der Technik bekannten Sitzvor­ richtungen verbesserte physiologische Eigenschaften aufweist und gleichzeitig möglichst vielseitig verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung hat insbesondere den Vorteil, daß durch sie eine im Vergleich zu dem Gymnastik-Ball "Pezzi" echte Sitz­ vorrichtung, die mindestens ebenso gute, wenn nicht sogar bessere sitzphysiologische Eigenschaften wie der "Pezzi-Ball" aufweist. Die Sitzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist wie ein Gymnastik-Ball eine gekrümmte Auflagefläche auf. Diese ist mindestens in einem Teilbereich um einen auf der Auflagefläche gelegenen Auflagepunkt sphärisch geformt, wobei der Krümmungsradius im wesentlichen gleich der Höhe des Unter­ stützungspunktes eines Sitzteils ist. In dem Unterstützungs­ punkt der Sitzvorrichtung ist ein Gelenk angeordnet, mittels dem ein Sitzteil nach allen Seiten neigbar gelagert ist. Da das Sitzteil in dem Unterstützungspunkt derart gelagert ist, daß es seine relative Lage in bezug auf den Unterstützungs­ punkt bei Verkippung nicht ändert, bleibt beim Abkippen aus dem Gleichgewichtszustand die Sitzhöhe konstant. Der Sitzende befindet sich somit auch bei größeren Kippwinkeln stets in einer indifferenten Gleichgewichtslage. Beim Sitzen auf einem Ball herrscht grundsätzlich eine labile Gleichgewichtslage vor. Lediglich durch die Formveränderung (Abplattung) des luftgefüllten Balles an der Sitz fläche und der Auflagefläche wird im Gebrauch und bei kleinen Kippwinkeln ein quasi indifferentes Gleichgewicht erzeugt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Sitzvorrichtung läßt sich das Sitzteil oberhalb des Unterstützungspunktes beliebig höhenverstellbar ausführen, ohne daß der Vorteil der kippwinkelunabhängigen Sitzhöhe verloren geht, da sich der vertikale Abstand des Sitzteils von der Ebene des Unter­ stützungspunktes bei Verkippung nicht ändert. Somit kann die Sitzvorrichtung für jede Körpergröße verwendet werden. Das Sitzteil ist überdies nach allen Seiten neigbar, so daß beim Abkippen aus der indifferenten Gleichgewichtsposition nicht nur die Sitzhöhe, sondern auch eine horizontale Sitzposition beibehalten wird, so daß es nicht zu seitlichen Wirbelsäulen­ verkrümmungen kommt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann aus physiologischen Gründen das Sitzteil zusätzlich in vertikaler Richtung abgefedert sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sitzvorrichtung;

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform des oberen Teils einer Sitzvorrichtung nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Sitzvorrichtung 10 enthält ein Fußteil 1, das eine gekrümmte Auflagefläche 1A aufweist, so daß die Sitzvorrichtung 10 im Gleichgewicht in einem Auflagepunkt 1B der Auflagefläche 1A auf einer ebenen Unterlage aufliegt und verkippt werden kann. Die Sitzvor­ richtung 10 weist ferner ein Sitzteil 2 auf, welches durch ein Säulenteil 3 in einem Unterstützungs- oder Auflagepunkt 3A gestützt wird. Das Sitz­ teil 2 kann in vertikaler Richtung federn, wie durch die schematisiert dargestellte, als Verbindungselement 4 dienende Feder angedeutet. In dem Unterstützungs- oder Auflagepunkt 3A befindet sich ein Gelenk, z. B. ein Kugelgelenk, welches bewirkt, daß das Sitzteil 2 und die Feder gegenüber dem Säulenteil 3 nach allen Seiten neigbar sind. Anstelle eines Gelenkes kann aber auch ein Auflager auf einer Kalotte, wie noch ausgeführt werden wird, oder einer Spitze oder Nadel vorgesehen sein. Auch der Ver­ bindungspunkt 2A zwischen dem Sitzteil 2 und der Feder kann als Gelenk ausgebildet sein. Bei einem als Sitzvor­ richtung verwendeten "Pezzi-Ball" sind diese Elemente alle einstückig miteinander verbunden, wobei die Sitzfläche von der Auflagefläche um den Durchmesser des Balls beabstandet ist. Dies hat den Nachteil, daß die Gleichgewichtslage grundsätzlich labil ist. Dies ist zwar dadurch praktisch abgemildert, daß die Kunststoffhaut des luftgefüllten Balles unter Belastung elastisch federt und somit Ober- und Unter­ seite des Balls beim Sitzen horizontal abgeplattet werden, woraus sich eine quasi-indifferente Gleichgewichtslage bei kleinen Verkippungswinkeln ergibt. Bei größer werdenden Verkippungswinkeln wird die Gleichgewichtslage jedoch zunehmend labil und der Sitzende ist gegen Umkippen nicht mehr ausreichend gesichert.

Bei der erfindungsgemäßen Sitzvorrichtung ist dieses Problem von vornherein dadurch entschärft, daß die Auflagefläche 1A zumindest in einem Teilbereich um den Gleichgewichts-Auflage­ punkt 1B des Fußteils 1 als Teil einer Kugeloberfläche ausgebildet ist, wobei sich der Krümmungs-Mittelpunkt der Kugeloberfläche möglichst genau in dem Unterstützungs- oder Auflagepunkt 3A des Sitzteils 2 befindet. Dies bewirkt, daß beim Verkippen der Sitzvorrichtung sich der Auflagepunkt 3A wie die Nabe eines rollenden Rades auf gleichbleibender Höhe fortbewegt. Da nun auch die Länge der Feder 4 unter Be­ lastung konstant bleibt, und diese durch das in dem Auflage­ punkt 3A befindliche Gelenk gegenüber dem Säulenteil 3 neigbar ist, bleibt bei Verkippung auch der vertikale Abstand des Sitzteils 2 von der Horizontalebene des Auflage­ punktes 3A konstant. Bei Verkippung bleibt somit die Sitzhöhe konstant und der Sitzende befindet sich bei jedem Verkippungswinkel in einem indifferenten Gleichgewicht. Der große Vorteil einer derartigen Sitzvorrichtung ist der, daß sich die Sitzhöhe oberhalb des Auflagepunktes 3A einstellen läßt, ohne daß sich die physiologischen Eigenschaften ver­ schlechtern. Allein die technischen Merkmale, daß sich der Unterstützungs- oder Auflagepunkt 3A im Krümmungsmittelpunkt der Auflagefläche 1A befindet und daß im Auflagepunkt 3A ein Gelenk vorgesehen ist, sorgen dafür, daß - unabhängig von dem voreingestellten vertikalen Abstand des Sitzteils 2 von der Horizontalebene des Auflagepunkts 3A - das Sitzteil 2 bei Verkippung immer in der gleichen Höhe und stets in einer horizontalen Lage befindet.

Durch die Feder ist das Sitzteil 2 in vertikaler Richtung gefedert. Eine solche Federung führt aus medizinischer Sicht zu einer Art "Pumpwirkung" auf die Bandscheiben. Die Federung kann in ihrer Elastizität verstellbar ausgeführt werden, um sie individuellen Anforderungen - etwa dem Körpergewicht - anzupassen. Anstelle einer elastischen Feder kann aber auch ein starres Verbindungselement 4, z. B. eine starre Stange, vorgesehen sein. Die vertikale Federung kann dann z. B. durch ein elastisches Fußteil bereitgestellt werden.

In Fig. 2 ist eine praktische Ausführungsform der Sitz­ vorrichtung nach Fig. 1 schematisch dargestellt. Es wurden dabei Bezugszeichen in entsprechender Weise gewählt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Säulenteil 3 mit einer Kalotte 5 versehen, in deren höchstem Punkt, dem Unterstützungspunkt 3A, der dem Krümmungsmittelpunkt der nicht dargestellten Auflagefläche 1A (s. Fig. 1) entspricht, das Sitzteil unterstützt wird. Das Sitzteil 2 besitzt eine an seinem-unteren Bereich befestigte Hartgummiplatte, die in dem Unterstützungspunkt 3A der Kalotte 5 nach allen Seiten neigbar gelagert ist. Die Hartgummiplatte übernimmt damit also die Funktion der Feder 4 in Fig. 1. Alternativ zu der Lagerung auf einer Kalotte kann auch eine Spitzen- oder Nadellagerung vor­ gesehen sein. Es kann auch zusätzlich eine zweite Hartgummi­ scheibe 6 vorgesehen sein, die unterhalb der Hartgummiplatte ringförmig um das Säulenteil 3 herum angeordnet ist, um der im Gebrauch der Sitzvorrichtung von oben belasteten Hartgummiplatte einen federnden Widerstand von unten entgegenzusetzen. Diese zweite Federung kann je nach den individuellen Anforderungen - z. B. Körpergewicht - einge­ stellt werden, z. B. dadurch daß sie an dem Säulenteil 3 höhenverstellbar ist, wie in der Fig. 2 durch die Schraub­ gewinde schematisch angedeutet ist. Bei einem Kippvorgang wird das Säulenteil 3 um den Kippwinkel schräggestellt und um denselben Winkel neigt sich in umgekehrter Richtung die Hartgummiplatte mit dem Sitzteil 2 um den Unterstützungs­ punkt 3A der Kalotte 5. Im Ergebnis bewegt sich also der Unterstützungspunkt 3A auf konstanter Höhe fort und das Sitzteil 2 behält durch seine gegenläufige Verkippung seine relative Lage in bezug auf den Unterstützungspunkt 3A. Somit bleibt auch die Höhe des Sitzteils 2 konstant, da die Dicke der Hartgummiplatte eine feste, kippwinkelunabhängige Größe ist. Die Elastizität der Hartgummiplatte sorgt hier also für die vertikale Federung der Sitzvorrichtung. Die Einstellung der Sitzhöhe kann relativ einfach durch Variation der Dicke der Hartgummiplatte erfolgen.

Das in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine Auflagefläche 1A, die in ihrer Gesamtheit als Kugelober­ fläche ausgebildet ist, so daß auch bei sehr großen Ver­ kippungswinkeln der Unterstützungspunkt 3A und damit Unterstützungspunkt und Sitzhöhe konstant bleiben. Statt­ dessen kann aber auch eine Auflagefläche vorgesehen sein, die nur in einem zentralen Teilbereich um den Gleichge­ wichts-Auflagepunkt 1B sphärisch mit der genannten Bindung für den Radius ausgebildet ist, außerhalb dieses Bereichs jedoch eine von der Kugeloberfläche abweichende Form auf­ weist. Dies kann in vorteilhafter Weise dazu eingesetzt werden, um die erfindungsgemäße Sitzvorrichtung gegen Umkippen zu sichern. Ein radial weiter außen liegender Bereich ist zu diesem Zweck derartig geformt, daß bei großen Verkippungswinkeln ein rückstellendes Moment erzeugt wird, indem beispielsweise in diesem Bereich der Krümmungsradius stetig nach außen zunimmt, z. B. wie bei einer Parabel oder Hyperbel. Eine entsprechend gestaltete kippsichere Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung ist besonders für Kinder oder Behinderte vorteilhaft.

In weiterhin vorteilhafter Weise kann, wie auch in dem in den Figuren dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen ausgeführt, die Sitzfläche 2B eine konvexe Form aufweisen, um unbehinderte Bewegungsfreiheit, insbesondere für die Oberschenkel, zu gewährleisten und damit auch die gesamte Beinmuskulatur beim Sitzen zu aktivieren. In weiterhin vorteilhafter Weise kann der Unterstützungspunkt 3A exzentrisch so weit hinten angeordnet sein, daß beim Sitzen ein Abkippen des Beckens nach vorne erzwungen wird.

Die Neigbarkeit des Sitzteils 2 durch das Auflager in dem Unterstützungspunkt 3A kann auch als elastische Gelenk­ federung mit einer Rückstellkraft ausgeführt sein. In diesem Fall wird aus dem ohne Rückstellkraft indifferenten Gleich­ gewicht ein insgesamt stabiles Gleichgewicht.

Säulen- und Fußteil können auch als eine einzige, gestal­ terische Einheit ausgeführt werden, etwa als Kegel oder Zylinder mit (zumindest teilweise) sphärischer Grundfläche. Im übrigen läßt die Konstruktion Ausführungen in allen Materialien, also in Kunststoff, Metall oder Holz oder deren Kombinationen zu. Dies hat den weiteren Vorteil der er­ heblich höheren Zerstörungsfestigkeit gegenüber den bekann­ ten luftgefüllten Gymnastik-Bällen aus Kunststoff wie dem "Pezzi-Ball". Ebenso wie bei dem Pezzi-Ball kann aber auch bei der erfindungsgemäßen Sitzvorrichtung das Fußteil elastisch ausgeführt sein, zum Beispiel in Form eines aufpumpbaren, luftgefüllten Hohlkörpers, der eine elastische Membran aufweist. Bei einer solchen Ausführungsform würde dann eine vertikale Federung durch das Fußteil erzeugt, so daß das in der Fig. 1 als Feder dargestellte Verbindungeelement 4 zwischen dem Säulenteil 3 und dem Sitzteil 2 auch als starre Stange ausgebildet sein könnte. Eine vertikale Federung könnte überdies auch in Form einer innerhalb eines hohlen, rohrförmigen Säulenteils 3 angeordneten Gasfeder vor­ gesehen sein.

Die erfindungsgemäße Sitzvorrichtung ist durch ihre guten physiologischen Eigenschaften auch als Arbeits- oder Büro­ stuhl verwendbar. Sie ist insbesondere durch ihre Höhen­ verstellbarkeit universal für alle Körpergrößen verwendbar. Durch ihre Kippsicherheit bietet sich die Anwendung durch Kinder oder Behinderte an.

Claims (13)

1. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung (10) mit einem Fußteil (1), das eine nach oben gekrümmte Grundfläche (1A) für eine Kippbewegung aufweist, wobei die gekrümmte Grundfläche (1A) unmittelbar auf einer ebenen Unterlage aufliegt und mindestens in einem Teilbereich sphärisch gekrümmt ist, und mit einem in einem Unterstützungspunkt (3A) der Sitzvorrichtung (10) ange­ ordneten Gelenk, mittels dem ein Sitzteil (2) nach allen Seiten neigbar gelagert ist, wobei der Krümmungsmittelpunkt der Grundfläche (1A) und der Unterstützungspunkt (3A) im wesentlichen zusammenfallen.

2. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzteil (2) mit einem Verbindungs­ element (4), das in dem Unterstützungspunkt (3A) nach allen Seiten neigbar gelagert ist, verbunden ist.

3. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (4) als elastisch rückstellendes Element ausgebildet ist.

4. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (4) eine Gummi­ platte ist.

5. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiplatte auf einer gekrümmten Unterlage (5) aufliegt, wobei der höchste Punkt der Unterlage (5) der Unterstützungspunkt (3A) ist.

6. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft des elastisch rück­ stellenden Elementes einstellbar ist.

7. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (4) ein starres Element ist.

8. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzteil (2) oberhalb des Unter­ stützungspunktes (3A) höhenverstellbar ist.

9. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungs­ radius der Grundfläche (1A) nach außen zunimmt.

10. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußteil (1), welches die Grundfläche (1A) enthält, mit einem Säulen­ teil (3), welches den Unterstützungspunkt (3A) enthält, ver­ bunden ist.

11. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußteil (1) und das Säulenteil (3) einstückig ausgebildet sind.

12. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußteil (1) elastisch federnd aus­ gebildet ist.

13. Aktiv-dynamische Sitzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Unter­ stützungspunkt (3A) in dem Sitzteil (2) liegt.