EP1176891B1

EP1176891B1 - Sitzvorrichtung mit einem elastischen tragelement

Info

Publication number: EP1176891B1
Application number: EP00908898A
Authority: EP
Inventors: Thomas Walser
Original assignee: Walser Thomas
Current assignee: Walser Thomas
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 2000-03-20
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2020-03-20
Also published as: DE50001331D1; ATE233064T1; US6644742B1; WO2000056191A3; EP1176891A2; AU3141400A; WO2000056191A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Sitzvorrichtung mit einem Tragelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (siehe DE-A-42 10 098, Figur 5).

Sitzvorrichtungen, landläufig als Stühle oder Bänke bekannte, sind für den Menschen ein unentbehrliches Hilfsmittel, um die verschiedensten Arbeiten ausführen zu können. Ein Stuhl weist normalerweise vier Beine, eine Sitzfläche und eine Rückenlehne auf. Es gibt auch Stühle mit einem Bein, die auf einem auf dem Boden stehendes Tragelement befestigt sind. Im Bereich Büromöbel, insbesondere Bürostühle, besteht das Tragelement aus einem von Rollen getragenen Fünfstern. und die Sitzhöhe ist mittels einer teleskopischen Verstellung des einen Beins verstellbar. Die Sitzfläche selber ist nicht beweglich. Neuerdings gibt es eine Sitzvorrichtung, bei welcher die Rohre des Teleskops gegenüber einander drehbar sind, wodurch die Sitzfläche leichte Kreisbewegungen zulässt. Die Standfläche dieses Stuhls ist jedoch zu wenig stabil, um grössere Bewegungen zu erlauben.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Sitzvorrichtung anzugeben, bei welcher automatisch die richtige Sitzposition eingenommen und eine Stärkung der Rückenmuskulatur bewirkt wird. Femer soll die Sitzvorrichtung ergonomischen und therapeutischen Anforderungen genügen.

Diese Aufgabe wird durch eine Sitzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemässe Sitzvorrichtung hat den grossen Vorteil, dass damit leichtfedernde Auf- und Abbewegungen gemacht werden können, die eine wesentliche Entlastung für den Rücken bewirken. Ferner können auch leichte Kreisbewegungen gemacht werden, was besonders prophylaktisch gegen mögliche Rückenschäden ist, indem nun eine aktive Stärkung der Rückenmuskulatur erreicht wird. Mit der erfindungsgemässen Sitzvorrichtung wird nämlich automatisch die aufrechte Sitzhaltung eingenommen, da eine falsche Haltung spürbar unangenehmer ist und sofort korrigiert werden muss. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Sitzvorrichtung ist, dass deren Herstellung besonders kostengünstig und damit für jedermann erschwinglich ist.

Weitere Vorteile der Erfindung folgen aus den abhängigen Patentansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher die Erfindung anhand eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert wird. Es zeigt:

Fig. 1: eine nicht erfindungsgemässe Sitzvorrichtung, teilweise in Querschnitt und in Draufsicht,
Fig. 2: dieselbe Sitzvorrichtung mit einem Querschnitt durch das elastische Tragelement,
Fig. 3: die Befestigung des Sitzelementes auf dem Tragbein,
Fig. 4: den sattelförmigen Sitz des Sitzelementes,
Fig. 5: eine Draufsicht auf eine erste Variante des Tragelementes, gemäss Erfindung,
Fig. 6: einen Querschnitt durch das Tragelement der Figur 5, gemäss Erfindung,
Fig. 7: eine Draufsicht auf eine nicht erfindungsgemässe zweite Variante des Tragelementes,
Fig. 8: einen Querschnitt durch das Tragelement der Figur 7,
Fig. 9: eine dritte Variante des Tagelementes im Querschnitt, gemäss Erfindung,
Fig. 10: eine vierte Variante des Tragelementes im Querschnitt, gemäss Erfindung,
Fig. 11: teilweise einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Sitzvorrichtung,
Fig. 12: eine Seitenansicht der Sitzvorrichtung der Figur 11.

In den Figuren sind für dieselben Elemente jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet worden und erstmalige Erklärungen betreffen alle Figuren, wenn nicht ausdrücklich anders erwähnt.

In Figur 1 ist eine nicht erfindungsgemässe Sitzvorrichtung 1 mit einem elastischen Tragelement 2, einem Tragbein 3 und einem Sitzelement 4 teilweise in Querschnitt und teilweise in Draufsicht dargestellt. Das elastische Tragelement 2 besteht im wesentlichen aus einer oberen kreisförmigen Scheibe 6 und einer unteren kreisförmigen Scheibe 7, die über biegsame Bänder 8, beispielsweise strapazierfähige Textilbänder, miteinander verbunden sind, und aus einem torusförmigen Stützkörper, insbesondere Reifen 9 mit einem Innenschlauch 10. Der Reifen 9 kann aus einem duroplastischen Material wie Polyurethan oder aus einem Elastomer wie Naturkautschuk oder Silikonkautschuk bestehen. Die Scheiben 6 und 7 wiesen an der Aussenseite einen verbreiterten Rand 11 bzw. 12 auf, der sich auf den oberen bzw. unteren Reifenwulst 16 und 17 abstützt. Die biegsamen Bänder 8 sind mittels Nieten 14 oder dergleichen an den Scheiben 6 und 7 befestigt und bestimmen den grössten Abstand zwischen den Scheiben 6 und 7. Durch den Reifen 9 werden die Scheiben 6 und 7 auseinander gedrückt, d.h. sie sind beweglich zueinander gelagert. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist das Bein 3 durch eine kreisrunde Durchführung 18 der Scheibe 6 hindurchgeführt und weist auf der Innenseite eine daran befestigten Kreisscheibe 19 auf. Auf der Aussenseite ist eine Ringscheibe 10 vorgesehen, die passgenau auf das Tragbein 3 geschoben und mittels Schrauben 21 mit der Kreisscheibe 19 verbunden ist. Dadurch ist das Tragbein 3 starr, d.h. in einem festen Winkel von 90°, mit der Tragscheibe 6 verbunden. Das metallische Tragbein 3 weist an seinem oberen Endbereich 22 ein - hier nicht ersichtliches - Innengewinde auf, in welches eine Spindel 23 geschraubt ist, die ihrerseits mit dem Sitzelement 4 verbunden ist. Das Sitzelement 4 besteht im wesentlichen aus einer auf einem Sattelträger 25 befestigten Kreisscheibe 26 (vgl. Figur 3). Der Sattelträger 25 weist eine gebogenes Rohrstück 28 aus Mptall auf, das beispielsweise durch eine Schweissverbindung auf der Spindel 23 befestigt ist. An einem Ende 29 des Rohrstückes 28 ist eine Schnellklemmverbindung 30 mit einem Hebel 31 vorgesehen. Im Rohrstück 28 ist ein mit demselben Radius gebogenes längeres Rohr 33 vorgesehen, das an seinen Enden sattelförmige Befestigungsplatten 34 aufweist. Das Rohrstück 28 und das Rohr 33 bilden somit eine Kippverstellung für das Sitzelement oder den Sattel 4. Mittels Schrauben 35 ist die Kreisscheibe 26 auf dem Sattelträger 25 befestigt. Wie aus der Figur 4 ersichtlich, ist damit der Sattel 4 kontinuierlich in verschiedene (gestrichelt dargestellte) Positionen einstellbar und fixierbar. Die Befestigung kann aber auch ähnlich wie bei einem Fahrradsattel in verschiedene Positionen eingerastet und mittels Schraube und Mutter fixiert werden.

Die Kreisscheibe 26 ist aus einem strapazierfähigem Material hergestellt, wie beispielsweise Leder, und weist vier parallele Schlitze 38 auf (vgl. Figur 4). Wenn diese Kreisscheibe 26 in den Randbereichen 39 in der Achse 40 parallel zu den Schlitzen 38 mit einer bestimmten Kraft F₁ (Fig. 4b) und auch seitlich mit einer Kraft F₂ (Fig. 4c) zusammengedrückt wird, entsteht eine Sattelform. Dabei stellt Figur 4c einen Querschnitt längs der Linie A-A in der Figur 4b dar. Je stärker die beiden Randbereichen 39 zusammengedrückt wird, je ausgeprägter die Sattelform. Somit bestimmt der Abstand zwischen den beiden Befestigungsplatten 34 und deren Rundung zusammen mit dem Durchmesser der Kreisscheibe 26 die endgültige Sattelform.

Die Funktionsweise der in den obigen Figuren 1 bis 4 beschriebenen Sitzvorrichtung 1 ist nun wie folgt:

Der Benutzer muss sich zwangsläufig rittlings auf den Sattel 4 setzen, d.h. er stellt seine Beine stets gespreizt in einem Winkel von etwa 70° bis 110° auf den Boden. Da das Tragelement 2 elastisch ausgebildet ist, kann das Tragbein 3 nach vorne und nach hinten gekippt werden (gestrichelt in den Figuren 1 und 2 dargestellt), wobei der Reifen 9 diese Bewegungen abhängig vom Innendruck mehr oder weniger einschränkt. Wegen der kreissymmetrischen Ausbildung des Tragelementes 2 ist keine Bewegungsrichtung des Tragbeins 3 bevorzugt und kann die Sitzvorrichtung 1 auch kreisend bewegt werden. Wenn extreme Kippbewegungen gemacht werden, bei welchen der Reifen 9 sogar teilweise vom Boden abgehoben wird, bietet der Reifen 9 genügend Stabilität auf dem Boden, d.h. der Stuhl kann fast nicht wegrutschen, wie das bei den üblichen Gummibällen der Fall ist. Da die Sitzvorrichtung 1 faktisch am Reifen 9 abrollen kann, gibt es keinen Übergang von einem Kippmoment, wie dies bei Einbein-Stühlen mit einem flachen Teller als Tragelement üblich ist. Durch die besondere Ausgestaltung der Sitzgelegenheit 1 befindet sich der Rücken stets zumindest annähernd in der Achse des Tragbeins 3, so dass automatisch die richtige Sitzposition eingenommen wird, d.h. der Benutzer macht immer wieder kleine kreisende Bewegungen, die eine Stärkung der Rückenmuskulatur bewirken. Durch den richtigen Druck des Reifens 9 wird ein gleitender Übergang zwischen leichten Kreisbewegungen und grösseren Kreisbewegungen erhalten. Die leichten Kreisbewegungen oder wippende Auf- und Abbewegungen werden als sehr angenehm empfunden, da der Benutzer sich stets um eine Gleichgewichtsposition bewegt. Die grösseren Kreisbewegungen geben ein Gefühl der Unsicherheit auf den Gleichgewichtsmechanismus, so dass diese eher unterlassen werden. Dies zwingt dem Benutzer, möglichst - mit einigen wenigen Ausnahmen - die richtige Sitzposition einzunehmen.

In der Figur 5 ist nun in Obenansicht und in der Figur 6 im Querschnitt eine erfindungsgemässe Variante des elastischen Tragelementes 2 gezeigt, wobei der torusförmige Stützkörper oder Reifen 9 zwischen einer flachen Scheibe 42 und einer dicken, leicht bombierter Scheibe 43 eingeklemmt ist. Diese Scheibe 42 ist mittels Schrauben 44 auf der dicken Scheibe 43 befestigt, so dass die beiden Scheiben 42 und 43 eine Art Felge bilden. Wie ersichtlich ist die Scheibe 42 in etwa auf der Höhe der Mitte des Reifens 9 angeordnet, so dass genügend Bodenfreiheit besteht, um wippende Bewegungen des Stuhls zu erlauben, In einer nicht erfindungsgemässen Ausführung können die Scheiben 42 und 43 beide als flache Stahlscheiben mit einem gleichen Durchmesser ausgebildet sein. Die richtige Bewegungscharakteristik kann durch die richtige Wahl der Scheibendurchmesser der Scheiben 42 und 43 und durch die Bodenfreiheit des Reifens 9 und deren Härte (Luftdfuck) optimal auf den Benutzer eingestellt werden.

In der Figur 7 ist ferner in Obenansicht und in der Figur 8 im Querschnitt eine nicht erfindungsgemässe Variante des elastischen Tragelementes 2 gezeigt, bei welcher der Reifen 9 als Gummiring 45 ausgestaltet ist. Der Gummiring 45 kann dabei aus Vollgummi bestehen oder auch innen hohl sein, wobei eventuell ein Ventil vorgesehen ist, um den Luftdruck im Gummiring 45 einstellen und somit die Härte des Gummiringes festlegen zu können. Dieser Gummiring 45 ist nun in einer Ringnut 46 einer bombierten Scheibe 47 eingelegt, wobei die Ringnut 46 über einen Winkel von etwas grösser als 180°, beispielsweise 190°, ausgebildet ist, damit der Gummiring 45 von den leicht nach innen vorstehenden Kanten 48 der Ringnut 46 gehalten wird. In der Scheibe 47 ist ferner ein Zentralloch 49 mit einem Rohr,50 mit Innengewinde für das hier nicht weiter dargestellte Standbein vorgesehen.

In Figur 9 ist eine weitere Variante des Tragelementes 2 jedoch ohne Reifen 2 gezeigt. Das Tragelement 2 besteht hier aus einer oberen Scheibe 80 mit einem grösseren Durchmesser und einer unteren Scheibe 81 mit einem geringeren Durchmesser. Die beiden Scheiben 80 und 81 sind beispielsweise aus rostfreiem Stahl und weisen je eine zentrale Bohrung 82 bzw. 83 auf, durch welche ein konusförmiger Rohrabschnitt 85 hindurchgreift. Der Rohrabschnitt 85 ist im Bereich der zentralen Bohrungen 82 bzw. 83 mit den beiden Scheiben 80 und 81 verschweisst. Der Rohrabschnitt 85 ist im Bereich der zentralen Bohrungen 82 bzw. 83 mit den beiden Scheiben 80 und 81 verschweisst. Ferner ist konzentrisch zum Rohrabschnitt 85 ein Ring 86 mit einem etwas geringeren Durchmesser als derjenige der unteren Scheibe 81 vorgesehen, der ebenfalls mit den beiden Scheiben 80 und 81 verschweisst ist.

In Figur 10 ist eine weitere Variante der Anordnung des Tragelementes 2 ähnlich wie in Figur 9 dargestellt. In diesem Fall ist durch eine zentrale Bohrung 87 eine Schraube 88 durch die untere Scheibe 81 hindurchgestossen und mit dieser verschweisst. Zentrisch dazu ist eine zentrale Bohrung 90 in der oberen Scheibe 80 und auf der gegenüberliegenden Seite eine Schraubenmutter 92 mit dieser verschweisst. Für die Befestigung des hier nicht dargestellten Standrohres ist ein leicht konischer Rohrabschnitt 93 mit einem Innengewinde 94 auf der oberen Scheibe 80 verschweisst. Bei dieser Variante kann der Abstand zwischen den beiden Scheiben 80 und 81 eingestellt werden.

Es versteht sich, dass mit den beiden oberen Varianten des Tragelementes 2 eine eingeschränktere Bewegungscharakteristik erhalten werden kann. Je nach Innendruck im Reifen 9 kann eine mehr oder weniger grosse Elastizität erreicht werden.

In der Figur 11 ist in Seitenansicht und in der Figur 12 teilweise im Querschnitt eine erfindungsgemässe Sitzvorrichtung oder Einbein-Stuhl 1 mit dem elastischen Tragelement 2 in der Ausführung der Figur 5 und 6 dargestellt. Dieser Stuhl besitzt ein verstellbares Sitzelement 52, das einen Mittelteil 53 und mittels Scharniere 54 oder dergleichen gelenkig mit diesem befestigten Seitenflügeln 55 aufweist. Das Standbein 57 ist als eine an sich bekannte gekapselte Gasdruckfeder ausgebildet, die aus einem Standrohr 58, einem Teleskoprohr 59 und einem Stössel 60 besteht. Der Zylinder der Gasdruckfeder ist dabei im Standrohr 58 untergebracht. Am oberen Ende 62 des Standrohres 58 ist ein rohrförmiger Fortsatz 63 mit Aussengewinde 64 vorgesehen. Zwischen dem Standrohr 58 und dem Teleskoprohr 59 ist ein Abdeckrohr 66 vorgesehen, auf dessen oberen Ende ein Aussenring 67 mit Ösen 68 befestigt ist. Das Standrohr 58 und das Abdeckrohr 66 können aus einem Stahlrohr hergestellt werden. Besonders elegant wirkt jedoch das Standrohr 58 und das Abdeckrohr 66 aus Holz, insbesondere Sperrholz, hergestellt ist und die beiden Endbereiche mit einer Metallkappe, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, versehen sind. Diese beiden Rohre 58 und 66 weisen eine sehr hohe mechanische Stabilität auf, weshalb sie die nötige mechanische Stabilität gewährleisten. Auf dem rohrförmigen Fortsatz 63 ist ein Innenring 70 mit einem Innengewinde aufgeschraubt, der seinerseits innen am Abdeckrohr 66 befestigt ist. Des weiteren ist eine Spiralfeder 72 einerseits mit dem Aussenring 67 und andererseits mit dem Innenring 70 befestigt. Diese Spiralfeder 72 wirkt in der niedrigsten Höheneinstellung des Stuhls als Druckfeder und in der höchsten Einstellung als Zugfeder. An den Seitenflügeln 55 sind ferner ebenfalls Ösen 74 vorgesehen, und zwischen den Ösen 68 und 74 kreisförmig gebogene Verbindungsstangen 75. Wie ferner ersichtlich ist ein Träger 76 für den Sitz 52 am Teleskoprohr 59 befestigt, d.h. am Mittelteil 53. Der Träger 76 besteht aus einer leicht gebogenen Verbindungsplatte 77 und eine U-förmige Rundstange 78 mit zwei parallelen, kreisförmig gebogenen Schenkeln 79, auf welchen der Mittelteil 53 sich abstützt. Die beiden gebogenen Schenkel 79 sind mit der Verbindungsplatte 77 verschweisst. Die Verbindungsplatte 77 weist einen Längsschlitz auf, wodurch der Träger 76 verschiebbar und mittels einer Schraubenmutter oder Flügelmutter fixierbar auf einer Gewindestange des Teleskoprohres 59 angeordnet ist, so dass die relative Schräglage des Sitzes 53 eingestellt werden kann (vgl. Figur 12).

Die Funktionsweise des verstellbaren Sitzelementes 52 ist nun folgendermassen: In der niedrigsten Position des Standbeins sind die Seitenflügel 55 durch die als Druckfeder wirkende Spiralfeder 72 und die Verbindungstangen 75 nach oben gedrückt, d.h. es besteht eine ebene Sitzfläche (Position A - gestrichelt dargestellt). Wird nun das Teleskoprohr 59 durch die Gasfeder nach oben bewegt, so expandiert die Spiralfeder 72, aber über viel eine geringere Weglänge als das Teleskoprohr 59, so dass die Seitenflügel 55 über die Verbindungsstangen 75 leicht nach unten gezogen werden (Position B - ausgezogen gezeichnet). Wird das Teleskoprohr 59 ganz nach oben bewegt, so werden die Spiralfeder 72 auseinander gezogen, so dass diese nun als Zugfeder wirkt und die Seitenflügel 55 ganz nach unten zieht (Position C - gestrichelt gezeichnet). Die Spiralfeder 72 bewirkt somit den Ausgleich zwischen dem wesentlichen grösseren Weg des Teleskoprohrs 59 und dem viel geringeren Weg der beiden Seitenflügel 55, d.h. hat eine Pufferwirkung. Die Spiralfeder 72 und die Verbindungsstangen 75 bilden somit eine Art mechanische Übersetzung. Die Einstellung des Federdruckes der Spiralfeder 72 in der Position A kann mittels des Innenringes 70 eingestellt werden, indem das Tragelement 2 mit dem Standrohr 58 mit dem Fortsatz 63 gedreht wird. Dadurch kann der Abstand zwischen dem Innenring 70 und dem Aussenring 67 vergrössert bzw. verringert werden, wodurch die Spiralfeder 72 mehr oder weniger gestaucht wird. Bei der Darstellung in der Figur 11 sind die verschiedenen einstellbaren Höhen des Stuhls 1 nicht unmittelbar ersichtlich. Des weiteren ist der übliche, im Bereich des Sitzelementes 52 vorgesehene Hebel hier nicht weiter dargestellt. Anstelle der oben beschriebenen mechanischen Übersetzung kann diese auch durch ein Scherenmechanismus bewerkstelligt werden. Es kann natürlich auch auf die oben beschriebene mechanische Übersetzung verzichtet werden und die Einstellung zwischen der flachen und der sattelförmigen Form mittels eines Einstellhebels rein manuell vorgenommen werden.

Es versteht sich für den Fachmann, dass der Reifen 9 nicht unbedingt einen Innenschlauch 10 aufzuweisen braucht, sondern bei geeigneter Dichtung zwischen den beiden Scheiben 6 und 7 auch schlauchlos ausgebildet sein kann.

Claims

Sitzvorrichtung (1) mit einem elastischen Tragelement (2), einem vorzugsweise als Standbein (3) ausgebildeten Verbindungsteil und einem Sitzelement (4), wobei das Tragelement (2) eine obere Scheibe und eine untere Scheibe aufweist, die parallel beabstandet sind, und wobei das Tragelement (2) einen gummielastischen, torusförmigen Reifen (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

der Reifen (9) als Stützkörper dient,

die obere Scheibe und die untere Scheibe kreisförmig sind,

der Reifen (9) zwischen der oberen kreisförmigen Scheibe und der unteren kreisförmigen Scheibe in der Art einer Felge eingeklemmt ist, wobei die obere kreisförmige Scheibe und die untere kreisförmige Scheibe einen Rand aufweisen, der sich auf einen oberen bzw. einen unteren Wulst (16, 17) des Reifens (9) abstützt,

die obere Scheibe einen grösseren Durchmesser als die untere Scheibe hat,

die untere Scheibe erhöht angeordnet ist, damit eine Bodenfreiheit besteht, wenn der Reifen (9) als Stützkörper auf dem Boden aufliegt.
Sitzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen (9) aus einem duroplastischen Material oder einem Elastomer besteht.
Sitzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen (9) mit einem Innenschlauch (10) ausgebildet ist.
Sitzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzelement ein sattelförmiger Sitz (4) ist.
Sitzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der sattelförmige Sitz (4) mittels einer Kippverstellung auf dem Standbein (3) befestigt ist.
Sitzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippverstellung von einem kreisbogenförmigen Rohrstück (28) und einem in diesem verschiebbaren kreisbogenförmigen Rohr (33) gebildet ist.