DE69003240T2

DE69003240T2 - Hydropneumatische vorrichtung zum höhenverstellen von stühlen.

Info

Publication number: DE69003240T2
Application number: DE90903915T
Authority: DE
Inventors: Sabbata Claudio De; Sabbata Renato De; Lucio Fantini
Original assignee: Lifter Srl
Current assignee: Lifter Srl
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2010-02-24
Also published as: IT8983355A0; WO1990010402A1; EP0462997A1; ATE94036T1; CN1045517A; IT1234608B; DE69003240D1; AU5162490A; DK0462997T3; ES2045910T3; US5294086A; CN1017401B; AR244968A1; EP0462997B1

Description

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand eine verstellbare stoßgedämpfte Öl-Luft-Tragsäule für Stühle und Sessel.
Die Erfindung findet besonders, wenn auch nicht ausschließlich, Anwendung als höhenverstellbare gefederte Tragstruktur für Bürostühle.
Nach dem heutigen Stand der Technik ist eine verstellbare stoßgedämpfte Öl-Luft-Tragsäule mit einer Öl- und einer Luftkammer bekannt.
Eine Lösung beschreibt die DE-1529432 (Bilstein), nämlich eine verstellbare Öl-Luft-Mitteltragsäule besonders für Stühle, mit:
- einem ersten Rohr, dessen Basis fest mit der des Stuhles verbunden ist, und
- einem zweiten, das das erste obere umschließt, so daß es in ihm verschiebbar ist, und dessen oberes Ende unter dem Sitz des Stuhls befestigt ist;
- eine innere koaxiale Steuerstange, die durch einen Hebel unter dem Sitz vertikal beweglich ist und die in den ersten und zweiten Hohlzylinder hineinragt, verbunden mit
- einem ersten verschiebbaren Kolben, der in dem ersten Hohlzylinder verschiebbar ist, so daß zwei Kammern entstehen, eine obere und eine untere, die Öl enthalten, mit einem Ventil, das den Ölfluß von der einen Kammer in die andere gestattet oder unterbindet, so daß die Höhenverstellung durch den genannten Hebel unter dem Sitz ermöglicht wird; und
- zweiten Schwimmkolben die in das erste Rohr und unter den ersten Kolben frei verschiebbar sind und die besagte untere Kammer umschreiben und begrenzen und eine Basiskammer schaffen, die Luft oder komprimierbares Gas enthält, um als Federung zu dienen.
Eine zweite Lösung ist die IT-41632A/85 und WO,A1,8807828 "LIFTER srl" (unter dem Namen, desselben Anmelders, wobei die zweite auf der ersteren basiert, ohne Priorität zu beanspruchen), die eine ähnliche Stützstruktur bieten, in der jedoch das zweite Rohr im Innern des ersten verschieblich ist statt außen;
- die zweiten Kolben fest in das erste Rohr integriert sind und das zweite Rohr in den besagten zweiten Kolben gleitet;
- die Basiskammer weist ein unteres Stopfenventil zum Erhöhen und Ablassen des Luftdrucks in der Kammer auf.
Sowohl die erste als auch die zweite Lösung haben jedoch bedeutende strukturelle Mängel, die eine praktische und zuverlässige Verwirklichung verhindern:
- besonders die erste Lösung erlaubt keine automatische Verlängerung der Säule, sondern man muß dazu ziehen, bei offenem Verbindungselement, was umständlich und mühsam ist und vor allem durch die Luft-Basiskammer behindert wird, die selbst bei Bewegung ein elastisches Nachgeben mit sich bringt.
- Die zweite Lösung löst zwar dieses Problem (dank des zweiten Rohrs (Hohlzylinders), der als ein weiterer Kolben in die Basiskammer eindringt) durch Ermöglichung einer automatischen Verlängerung der Säule durch das offene Verbindungselement zwischen den beiden Ölkammern, ist aber strukturell noch aufwendiger, da das zweite Element an dem Kolben befestigt ist, was zu hohen Produktionskosten führt, zumal wegen der nötigen Innenfunktion (ringförmige Befestigungsvertiefung) des ersten Hohlzylinders.
Weitere Nachteile der zweiten Lösung entstehen aus einem System von praktischen und weniger zuverlässigen kleinen Ventilen, vor allem wegen eines Öl-Durchflußlochs, durch das die Siegelringe oder Beschläge (OR- oder O-Ring) gegenseitig von einer Kammer in die andere passieren müssen, so daß bei jeder Betätigung des Hebels zum Erhöhen oder Absenken des Sitzes die besagte Bewegung durch die offenen Löcher unausweichlich zum Bruch der genannten Beschläge führt, mit folgender weiterer Beschädigung der genannten Siegelringe und zwangsläufiger Fehlausrichtung durch Schwankung.
Des weiteren muß gesagt werden, daß die IT-41632A/85 keine Stoßdämpfung bietet, und in der DE-1529432 (Fa. August Bilstein) gibt es immer Widerstände bei der Verlängerung und häufige Luftinfiltrierungen von oben wegen des Unterdrucks, der bei der Ausziehung entsteht.
Dieselben Probleme wirft die EP,A,343339 (BANSBACH, HERMANN) auf, die im wesentlichen in derselben Art konzipiert ist. Sie nennt einen zusätzlichen Kolben unterhalb des ersten; doch erreicht kein Zusammenwirken der beiden Ölkammern.
In beiden Lösungen
- ist die Luftkammer notwendigerweise beschränkt (bei der ersteren wegen des genannten zweiten Kolbens und bei der zweiten aufgrund des besagten zweiten Hohlzylinders (Rohrs), der unten geschlossen ist und als Kolben und undurchdringlicher Hohlzylinder wirkt);
- gibt es immer Widerstände bei der Verlängerung;
- gibt es Probleme bei der Ölabdichtung.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden.
Dieses und andere Ziele werden durch die vorliegende Erfindung laut den Patentansprüchen erreicht und die Probleme gelöst durch eine verstellbare stoßgedämpfte Öl-Luft-Tragsäule für Stühle mit
- einem ersten Hohlzylinder, dessen Boden fest mit dem des Stuhls verbunden ist, und
- einem zweiten Hohlzylinder, der als oberer koaxialer Kolben in dem ersteren verschiebbar ist und dessen oberes Ende unter dem Sitz des Stuhls befestigt ist;
- einer inneren koaxialen Steuerstange, die durch einen Hebel unter dem Sitz vertikal beweglich ist und die in den ersten und zweiten Hohlzylinder hineinragt, verbunden mit
- einem ersten verschiebbaren Kolben, der in dem ersten Hohlzylinder verschiebbar und außen blockiert ist, um mit dem zweiten Hohlzylinder eine Abdichtung zu erreichen, so daß zwei Kammern entstehen, eine obere und eine untere, die Öl enthalten, mit einem Ventil, das den Ölfluß von der einen Kammer in die andere gestattet oder unterbindet, so daß die Höhenverstellung durch den genannten Hebel unter dem Sitz ermöglicht wird;
gekennzeichnet dadurch, daß
- zwei zweite Schwimmkolben vorhanden sind, die zwischen dem ersten Hohlzylinder und dem zweiten Hohlzylinder angebracht sind, einer über und einer unter den genannten ersten Kolben , so daß ein Ölkammerpaar entsteht, die gemeinsam beim Sich-Setzen innerhalb des ersten Hohlzylinders verschiebbar sind, mit stoßdämpfender Wirkung.
Diese Lösung erlaubt ein gemeinsames Verschieben der Ölkammern innerhalb des ersten Hohlzylinders (da beide Kammern über der Druckluftkammer liegen) und verhindern gleichzeitig den Dekompressionseffekt und eventuelles Ölauslaufen, was beides bei den vorigen Lösungen leicht geschehen konnte.
Die genannten Ventile umfassen ein axiales beidseitig ausziehbares Element (axial beidseitig ausziehbar durch genannten Steuerhebel) mit drei Siegelringen, das sich in den zweiten Hohlzylinder in eine Zwischenkammer hineinbewegt, die aus einem unteren und einem oberen Gehäuse besteht, mit zwei Lochreihen in verschiedener Höhe, wobei bei seiner Bewegung
- in geschlossener Stellung das Zwischen-Abdichtelement zwischen die beiden Lochreihen kommt, so daß der Ölfluß von einer Kammer in die andere unterbunden wird,
- in offener Stellung das Zwischen-Abdichtelement mit einer der beiden Lochreihen zyklisch zusammenfällt, aber nicht daneben, so daß der Ölfluß geöffnet wird.
Bei dieser Lösung unterliegt die betreffende Abdichtung keiner Abnutzung oder Beschädigung.
Vorteilhafterweise ist der genannte zweite Hohlzylinder
- innen hohl und
- seine Höhlung ist innen zur besagten Basiskammer hin geöffnet und erstreckt sich bis unter das genannte Verbindungselement zwischen den beiden Ölkammern in dem zweiten Hohlzylinder.
Da der zweite Hohlzylinder unten hohl ist, ist die untere Luft/Gaskammer beträchtlich erweitert, was die elastische Wirkung spürbar verbessert, ohne Veränderung des äußeren Umfangs.
Ebenso vorteilhafterweise ist am unteren Teil des ersten Hohlzylinders eine Führungs- und Widerlagerbuchse angebracht, die es gestattet,
- den unteren Teil des ersten Hohlzylinders axial zu führen und
- als unterer Anschlag für den ersten Kolben wirkt, verbunden mit einem Schwimmkolben. Auf diese Weise kontrolliert sie die Nach-unten-Bewegung des zweiten Hohlzylinders in bezug auf den ersten, auch wenn der Gasdruck in der Basiskammer nicht der Last von oben standhält. Dies ist besonders wichtig bei der dynamischen Wirkung (dynamische Last), die (beim Sich-Setzen) die statische Last (bereits sitzende Person) deutlich überschreiten kann.
Wichtig ist auch, daß diese Säule auch ohne Luft oder Gas in der Kammer benutzt werden kann, denn durch Bringen des Ventils in Mittellage kann der Sitz per Hand auf die gewünschte Höhe verstellt werden bis zu dieser blockierten Stelle, so daß das Ventil in Ruhestellung gerät.
Weitere Vorzugslösungen der Erfindung werden in den Patentansprüchen 3, 6 und 7 genannt.
Diese und andere Vorteile gehen aus den im folgenden erläuterten Vorzugslösungen hervor, von denen jeweils eine Ausführungsform mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben ist, deren Ausführungsdetails nicht als einschränkend zu betrachten sind, sondern nur als Beispiele.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Säule im Achsschnitt;
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht im Achsschnitt des Mittelteils der Säule mit Ventil in Ruhestellung (Fluß unterbunden).
Fig. 3 zeigt eine Ansicht mit Ventil in Mittelstellung (Fluß geöffnet).
Die Zeichnungen beschreiben hinreichend eine verstellbare stoßgedämpfte Öl-Luft-Tragsäule für Stühle mit
- einem ersten (A), dessen Boden fest mit dem des Stuhls verbunden ist, und
- einem zweiten Hohlzylinder (B), der als oberer koaxialer Kolben in dem ersteren verschiebbar ist und dessen oberes Ende unter dem Sitz des Stuhls befestigt ist;
- einer inneren koaxialen Steuerstange (8), die durch einen Hebel unter dem Sitz vertikal beweglich ist und die in den ersten und zweiten Hohlzylinder hineinragt, verbunden mit
- einem ersten verschiebbaren Kolben (5), der in dem ersten Hohlzylinder verschiebbar und außen blockiert ist, um mit dem zweiten Hohlzylinder (B) eine Abdichtung zu erreichen, und zwar durch Blockierelemente (5', 5") mit Abdichtelementen (OR-5"' und 5""), so daß zwei Kammern entstehen, eine obere und eine untere (X-Y), die Öl enthalten, mit einem Ventil (10), das den Ölfluß von der einen Kammer in die andere gestattet oder unterbindet, so daß die Höhenverstellung durch den genannten Hebel unter dem Sitz ermöglicht wird; gekennzeichnet dadurch, daß
- zwei zweite Schwimmkolben vorhanden sind, die zwischen dem ersten Hohlzylinder und dem zweiten Hohlzylinder angebracht sind, einer über (6) und einer unter (4) den genannten ersten Kolben , so daß ein Ölkammerpaar entsteht, die gemeinsam innerhalb des ersten Hohlzylinders (A) verschiebbar sind.
Vorteilhafterweise ist der zweite Hohlzylinder (B) innen hohl, und seine Höhlung ist innen zur besagten Basiskammer (Z) hin geöffnet und erstreckt sich bis unter das genannte Verbindungselement zwischen den beiden Ölkammern.
Am unteren Teil des ersten Hohlzylinders ein Führungs- und Widerlagerzylinder (3) angebracht, der es gestattet,
- den unteren Teil des ersten Hohlzylinders axial zu führen und
- als unterer Anschlag für den ersten Kolben wirkt, verbunden mit einem Schwimmkolben.
Die beiden Schwimmkolben (4, 6) haben O-Siegelringform und sind frei verschieblich, sowohl entlang dem ersten Hohlzylinder als auch entlang dem zweiten Hohlzylinder. So gerät auch die Ölkammer (X,Y) ins Treiben und bildet darüber und darunter zwei Luftkammern, eine untere Hauptkammer (Z) zur Stoßdämpfung und eine obere als Zwischenraum (Z') beim Sich-Setzen.
Die untere Führung (3) ist vorteilhafterweise aus Kunststoff.
Die Anlage enthält weiterhin im Innern des zweiten Hohlzylinders (B):
- eine Steuerstange (8) zum Öffnen des Ölflusses von einer Kammer in die andere und dadurch ermöglichter Höhenverstellung des Sitzes.
- ein oberes Anschlagrohr (9), um das Oberteil der Steuerstange (8) zu halten und zu führen.
- ein Kolbengehäuse (12), um das Unterteil der Steuerstange (8) zu halten und zu führen, mit Anschlagwirkung durch zwei Siegelringen (12' und 12"), die außen ober- und unterhalb der Lochreihen (10n') des besagten Kolbengehäuses (12) und der Lochreihen (Bn') des zweiten Hohlzylinders (B), so daß der Siegelring (12') den Ölfluß in den oberen Zwischenraum verhindert und der Siegelring (12") den Ölfluß durch die beiden Lochreihen Bn' und Bn" des zweiten Hohlzylinders (B).
- einen Kolben (10), der von der Steuerstange (X) in das Kolbengehäuse (12) eindringt, mit drei Siegelringen. Ein oberer Siegelring (10') verhindert den Ölfluß in den Zwischenraum zwischen Steuerstange (X) und Führung (9) durch das Loch über dem Kolbengehäuse (12); ein mittlerer Siegelring (10'') erlaubt oder verhindert den Ölfluß von einer Kammer in die andere, und ein unterer Siegelring (10''') erlaubt oder verhindert den Ölfluß in das Innere der unteren Kolbengehäuse-Führung (13).
- eine untere Kolbengehäuse-Führung (13), die unten als Buchse geschlossen ist und eine Spiralfeder (11) beherbergt, mit einem oberen äußeren Siegelring (13'), der den Ölfluß in die Luftkammer (2) verhindert.
- eine Spiralfeder (11), die die Ventile (10 und 8) in die Ruhestellung schiebt und so den Ölfluß von einer Kammer in die andere unterbindet und die Höhenverstellung blockiert.
- ein unteres inneres Anschlagrohr (14), das das untere Kolbengehäuse (13) abstützt.
- einen Seeger-Siegelring für die Löcher (7") zum Schließen aller Einsätze im Innern des zweiten Hohlzylinders (B).
Die Einsätze 8, 9, 12, 10, 13 und 14 sind vorteilhafterweise aus Kunststoff.
Es leuchtet ein, daß durch Bewegen des Zugventils (Fig.2-Fig.3) die beiden Ölkammern (X-Y) miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden können, so daß die Säule verlängert (= Sitz angehoben, Fig.3: Durchfluß geöffnet) oder verkürzt werden kann (= Sitz gesenkt Fig. 2: Durchfluß geschlossen).
Die Kanäle für den Ölfluß durch das Ventilsystem und die Lochreihen sind so kalkuliert, daß die Heb- und Senkgeschwindigkeit des Sitzes kontrolliert werden kann.
Am Unterteil der Säule ist ein Ventil mit Verschluß (1-2) zur Luftzufuhr in die Luftkammer (Z) vorgesehen.
Am Oberteil des ersten Hohlzylinders (A) ist die obere Führung (7', aus Kunststoff) des zweiten Hohlzylinders (B) angebracht, der durch den Seeger-Lochring blockiert wird, der auch Haken für den oberen Schließring (7) ist, der auch aus Kunststoff ist; hierdurch wird beim Sich-Setzen der Luft-Ein- und Ausfluß gestattet, wenn sich die beiden schwimmenden Siegelringe (6 und 4) und demnach auch die inneren Ölkammern (x und y) gemeinsam nach unten bewegen und dann wieder aufwärts durch die Schiebewirkung der Druckluft in der unteren Luftkammer (Z).

Claims

1. Eine verstellbare stoßgedämpfte Öl-Luft-Tragsäule für Stuhl mit:

- einem ersten Hohlzylinder (A), dessen Unterseite fest mit dem Stuhlständer verbunden ist, und

- einen zweiten Hohlzylinder (B) als verschiebbare obere koaxiale Stange in dem ersten, dessen oberes Ende unter dem Stuhlsitz befestigt ist;

- eine koaxiale innere Steuerstange, die durch einen Hebel unter dem Sitz nach oben und unten bewegt werden kann (8) und in den ersten und zweiten Hohlzylinder ragt, verbunden mit:

- einem ersten verschiebbaren Kolben (5) in dem ersten Hohlzylinder, der außen blockiert ist, um an dem zweiten Hohlzylinder (B) zu haften, und der zwei Kammern bildet, eine obere und eine untere (X-Y), die Öl enthalten, mit einem Ventil (10), das den Ölstrom aus der einen Kammer in die andere zuläßt oder verhindert, so daß durch Benutzen des genannten Hebels unter dem Sitz Höhenverstellung möglich wird; gekennzeichnet dadurch, daß:

- zwei weitere Schwimmkolben zwischen dem besagten ersten (A) und zweiten (B) Hohlzylinder vorhanden sind, einer oberhalb (6) und einer unterhalb (4) des genannten ersten Kolbens (5), so daß ein Paar von Ölkammern entsteht (X-Y), die gleichzeitig gemeinsam innerhalb des ersten Hohlzylinders (A) beim Sitzen verschiebbar sind, mit stoßdämpfender Wirkung.

2. Eine Stuhl-Tragsäule wie nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß besagtes Ventil (10) einen beidseitig ausziehbaren Kolben (10) enthält, der drei Siegelringe (10', 10'', 10''') umfaßt, die in besagtem zweiten Hohlzylinder (B) in einer Zwischenkammer verschiebbar sind, die aus einem unteren Kolbengehäuse (13) und einem oberen Kolbengehäuse (12) gebildet wird und zwei Lochreihen in verschiedener Höhe (10n', 10n") umfaßt, und in der sich der genannte Ausziehkolben (10) wie folgt bewegt:

- aus einer Stellung mit dem mittleren Siegelring zwischen den genannten beiden Lochreihen (Fig. 2), wobei er den Ölfluß aus der einen (X) in die andere Kammer (Y) unterbindet,

- in eine Stellung, die im wesentlichen mit den Lochreihen zyklisch zusammenfällt (10n"), aber nicht daneben, wobei der Ölfluß geöffnet wird.

3. Eine Stuhl-Tragsäule wie nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß besagtes Ventil (10) einen beidseitig ausziehbaren Kolben (10) enthält, der drei Siegelnnge (10', 10'', 10''') umfaßt, die in besagtem zweiten Hohlzylinder (B) in einer Zwischenkammer verschiebbar sind, die aus einem unteren Kolbengehäuse (13) und einem oberen Kolbengehäuse (12) gebildet wird und zwei Lochreihen in verschiedener Höhe (10n', 10n") umfaßt, und in der sich der genannte Ausziehkolben (10) bewegt:

- in eine Stellung, die im wesentlichen mit den Lochreihen zyklisch zusammenfällt (10n"), aber nicht daneben, wobei der Ölfluß geöffnet wird,

- wobei besagte Lochreihen zumindest in zyklischer Koinzidenz abgekantet sind.

4. Eine Stuhl-Tragsäule wie nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß besagter Hohlzylinder (B) innen hohl ist und nach unten geöffnet zu der genannten Basiskammer (Z), und daß er sich bis unter besagtes Verbindungsmittel zwischen den beiden Ölkammern in besagtem zweiten Hohlzylinder erstreckt der bis unter das genannte Ventil reicht.

5. Eine Stuhl-Tragsäule wie nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dar unten in besagtem Hohlzylinder ein untere röhrenförmige Blockiersteuerung angebracht ist (3), die:

-den unteren Teil des genannten Hohlzylinders axial führt und

- als unterer Stoßbegrenzer des genannten ersten Kolbens wirkt, der mit einem Schwimmkolben verbunden ist.

6. Eine Stuhl-Tragsäule wie nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Schwimmkolben (4, 6) die Form von Siegelringen haben und sowohl längs des ersten Hohlzylinders als auch längs des zweiten Hohlzylinders frei verschiebbar sind, so daß auch die Ölkammer (X, Y) schwimmend wird und darüber und darunter zwei Luftkammern gebildet werden, eine untere Hauptluftkammer zur Stoßdämpfung (Z) und eine obere Luftkammer als Zwischenraum (Z').

7. Eine Stuhl-Tragsäule wie nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Struktur der gesamten Vorrichtung des weiteren im Innern des zweiten Hohlzylinders (B) eine untere Blockierröhre (14) aus Kunststoff umfaßt, die ein geschlossenes unteres Kolbengehäuse (13), ebenfalls aus Kunststoff, trägt, welche eine gewundene Feder (11) und oben einen Siegelring (13') enthält, damit die Druckluft nicht aus der unteren Luftkammer (Z) in die obere Ölkammer gerät, und in welcher besagtes geschlossenes unteres Kolbengehäuse (13) wirkt, zusammen mit einem oberen Kolbengehäuse (12) und zwei Löchern (10n'-10n") sowie zwei äußeren Siegelringen (12'-2") gegen den zweiten Hohlzylinder (B), die hohe runde Löcher (Bn'-Bn") entsprechend dem zweiten Hohlzylinder aufweisen und zwischen sie in mittlerer und oberer Lage eingefügt sind sowie ein Ausziehkolbenventil (10) enthalten.