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Die
Erfindung betrifft einen Stuhl mit einem Sitz, einem Basisträger und
einer Rückenlehne.
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Aus
der Praxis sind die unterschiedlichsten Stuhlkonstruktionen bekannt.
Bei der sogenannten Dreipunktmechanik sind der Sitz, der Basisträger und die
Rückenlehne über drei
Gelenkpunkte derart miteinander gekoppelt, dass sich ein vorgegebenes Synchronverhältnis zwischen
Sitzneigung und Rückenlehnenneigung
einstellt. Derartige Dreipunktmechaniken stellen hinsichtlich der
Drehpunktlage einen Kompromiss zwischen verschiedenen ergonomischen
Anforderungen dar, die nicht unabhängig voneinander gelöst werden
können.
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In
der DE-B-103 18 759 wird eine Zweipunktmechanik beschrieben, bei
welcher der Sitz unter Zwischenschaltung eines Federsystems schwenkbeweglich
am Basisträger
gehaltert ist. Es sind weiterhin Mittel vorgesehen, um das Federverhalten
dieses Federelements an unterschiedliche Anforderungen anzupassen.
Die Rückenlehne
ist über
eine Gelenkachse mit dem Sitz verbunden, wobei über eine zwischen dem Basisträger, dem
Sitz und der Rückenlehne
vorgesehene Seilkonstruktion eine Synchronisation zwischen Sitzneigung
und Rückenlehnenneigung ermöglicht wird.
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Aus
der DE-A-43 31 987 ist ein Stuhl bekannt, der eine Zweipunktmechanik
aufweist, wobei der Sitz schwenkbeweglich am Basisträger und
die Rückenlehne
schwenkbeweglich am Sitz gehaltert sind und zwischen Basisträger und
Sitz ein erstes Federsystem und zwischen Sitz und Rückenlehne
ein zweites Federsystem vorgesehen ist. Die Besonderheit dieses
Stuhles besteht darin, dass die Schwenkachse des Sitzes im Bereich
der Fußknöchel des
Benutzers vorgesehen ist und die Schwenkachse der Rückenlehne
zumindest annähernd
durch dessen Hüftgelenke
verläuft.
Die Schwenkbewegung der Rückenlehne
bezüglich
des Sitzes ist dabei mechanisch nicht mit der Schwenkbewegung des
Sitzes bezüglich
des Basisträgers
gekoppelt.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Stuhl dahingehend
weiterzuentwickeln, dass er sich auf einfacher Art und Weise an
unterschiedliche Anforderungen, insbesondere an unterschiedlich schwerer
Benutzer, anpassen lässt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Der
erfindungsgemäße Stuhl
weist im Wesentlichen einen Sitz, einen Basisträger und eine Rückenlehne
auf, wobei der Sitz schwenkbeweglich am Basisträger und die Rückenlehne
schwenkbeweglich am Sitz gehaltert sind und zwischen Basisträger und Sitz
ein erstes Federsystem und zwischen Sitz und Rückenlehne ein zweites Federsystem
vorgesehen ist. Weiterhin sind Mittel zur Verstellung des Federverhaltens
beider Federsysteme vorgesehen, um die Schwenkbeweglichkeit des
Sitzes bezüglich
dem Basisträger
bzw. die Schwenkbeweglichkeit der Rückenlehne bezüglich dem
Sitz an unterschiedliche Anforderungen, insbesondere unterschiedlich schwere
Benutzer, anpassen zu können.
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Weitere
Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Indem
die Schwenkbewegung der Rückenlehne
bezüglich
des Sitzes mechanisch nicht mit der Schwenkbewegung des Sitzes bezüglich des
Basisträgers
gekoppelt ist, kann der Stuhl in beiden Schwenkbereichen individuell
auf die unterschiedlichsten Anforderungen abgestimmt werden. Durch den
Wegfall der mechanischen Kopplung der beiden Gelenke wird für die Stuhlmechanik
weniger Bauraum benötigt
und eröffnet
neue Möglichkeiten
beim Stuhldesign.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist das erste Federsystem wenigstens ein erstes Federelement und
das zweite Federsystem wenigstens ein zweites Federelement auf.
Weiterhin kann das erste Federelement mit einer ersten Federmechanik
und das zweite Federelement mit einer zweiten Federmechanik zusammenwirken.
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Die
Mittel zur Verstellung des Federverhaltens der beiden Federsysteme
können
durch Mittel zur Verstellung der Federeigenschaften des ersten und/oder
zweiten Federelements und/oder durch Mittel zur Verstellung der
ersten und/oder zweiten Federmechanik gebildet werden.
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Gemäß einer
besonders zweckmäßigen Ausgestaltung
sind die Mittel zur Verstellung des Federverhaltens des ersten Federsystems
und die Mittel zur Verstellung des Federverhaltens des zweiten Federsystems
derart miteinander gekoppelt, dass die Verstellung des Federverhaltens
des einen Federsystems automatisch eine Verstellung des Federverhaltens
des anderen Federsystems bewirkt. Hierbei können die beiden Federsysteme
und die Mittel zur Verstellung des Federverhaltens beider Federsysteme
derart aufeinander abgestimmt sein, dass auch für unterschiedlich schwere Benutzer
im Wesentlichen das gleiche Synchronverhältnis zwischen Sitzneigung
und Rückenlehneneigung
ermöglicht
wird.
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Die
Mittel zur Verstellung des Federverhaltens der beiden Federsysteme
können
beispielsweise durch Mittel zur Verstellung der Federrate und/oder
Vorspannung des ersten und/oder zweiten Federsystems gebildet werden,
wobei wahlweise das Federelement und/oder die Federmechanik des
jeweiligen Federsystems einstellbar sind.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Federsystem
ein erstes Federelement und eine mit dem Federelement zusammenwirkende
erste Federmechanik auf und die Mittel zur Verstellung des Federverhaltens
des Federsystems werden durch Mittel zur Einstellung unterschiedlicher Federkennlinien
des Federsystems gebildet, wobei das Federsystem derart ausgebildet
ist, dass das Federelement in der Grundstellung des Stuhls auch
bei unterschiedlich schweren Benutzern unbelastet ist und in dieser
unbelasteten Ausgangsposition des Federelements alle einstellbaren
Federkennlinien des Federsystems einen gemeinsamen Ursprung haben.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Schwenkbeweglichkeit
des Sitzes um eine erste Gelenkachse und die Schwenkbeweglichkeit
der Rückenlehne
um eine zweite Gelenkachse, wobei die beide Gelenkachsen relativ
zueinander verschiebbar angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine
Sitztiefenverstellung erfolgen, wodurch insbesondere eine Anpassung
der Sitztiefe an dem Abstand zwischen Kniegelenk und Hüftgelenk
bei verschieden großen
Benutzern ermöglicht
wird.
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Weitere
Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand
der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
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In
der Zeichnung zeigen
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Stuhles in einer aufrechten Grundstellung,
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2 eine
Seitenansicht des Stuhles in einer zurückgeneigten Stellung,
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3 eine
schematische Darstellung der beiden Federsysteme gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
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4a eine
schematische Darstellung eines alternativen Federsystems in der
Grundstellung,
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4b eine
schematische Darstellung des alternativen Federsystems gemäß 4a in
der geneigten Stellung,
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5a eine
schematische Darstellung der beiden Federsysteme gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
(in der aufrechten Grundstellung),
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5b eine
schematische Darstellung der beiden Federsysteme gemäß 4 in der zurückgeneigten Stellung,
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6 eine
Darstellung der Federkennlinie des ersten Federsystems gemäß einer
ersten Variante,
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7 eine
Darstellung der Federkennlinie des ersten und/oder zweiten Federsystems
gemäß einer
zweiten Variante,
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8 eine
Seitenansicht eines Stuhles mit Sitztiefenverstellung in einer ersten
Stellung,
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9 eine
Seitenansicht des Stuhles mit Sitztiefenverstellung in einer zweiten
Stellung.
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Der
in den 1 und 2 dargestellte Stuhl besteht
im Wesentlichen aus einem Sitz 1, einem Basisträger 2 und
einer Rückenlehne 3,
wobei der Sitz schwenkbeweglich am Basisträger und die Rückenlehne
schwenkbeweglich am Sitz gehaltert sind. Zwischen dem Basisträger 2 und
dem Sitz 1 ist ein erstes Federsystem 4 und zwischen
Sitz 1 und Rücklehne 3 ein
zweites Federsystem 5 vorgesehen.
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Der
Basisträger 2 ist
in üblicherweise
auf einem Fuß oder
Drehgestell 6 montiert. Der Sitz und die Rückenlehne
können
insbesondere auch einen Sitzträger
bzw. einen Rückenlehnenträger umfassen.
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Um
die Schwenkbewegung des Sitzes bzw. der Rückenlehne zu ermöglichen,
ist zwischen Basisträger
und Sitz eine erste Gelenkachse 7 und zwischen Sitz und
Rückenlehne
eine zweite Gelenkachse 8 vorgesehen. Die Schwenkbewegung
der Rückenlehne 3 bezüglich des
Sitzes 1 ist dabei mechanisch nicht mit der Schwenkbewegung
des Sitzes 1 bezüglich
des Basisträgers 2 gekoppelt.
Es handelt sich somit um eine Zweipunktmechanik.
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Wie
insbesondere aus 3 ersichtlich wird, besteht
das erste Federsystem 4 aus einem ersten Federelement 4a sowie
einer mit dem Federelement zusammenwirkenden ersten Federmechanik 4b.
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Das
Federelement 4a wird im dargestellten Ausführungsbeispiel
durch einen geeigneten Schaumstoffkeil, beispielsweise aus Celasto,
gebildet, während
die mit dem ersten Federelement zusammenwirkende erste Federmechanik 4b durch
ein um die erste Gelenkachse 7 verschwenkbares Gegen- bzw.
Widerlager realisiert wird. Weiterhin sind erste Mittel 9 zur
Verstellung des Federverhaltens des ersten Federsystems 4 vorgesehen,
die rein schematisch mit einem Doppelpfeil dargestellt sind. Durch
diese ersten Mittel 9 zur Verstellung des Federverhaltens
kann die erste Federmechanik 4b (Gegen- bzw. Widerlager)
um die erste Gelenkachse 7 verdreht werden, um dadurch
das erste Federelement 4a mehr oder weniger vorzuspannen.
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Das
zweite Federsystem 5 im Bereich der zweiten Gelenkachse 8 besteht
aus einem zweiten Federelement 5a und einer mit diesem
zusammenwirkenden zweiten Federmechanik 5b. Auch in diesem
Fall wird das zweite Federelement 5a durch einen Schaumstoffkeil,
beispielsweise aus Celasto, gebildet. Die zweite Federmechanik 5b wird
hier durch einen Eindrückkörper 50 realisiert,
der über
Mittel 10 zur Verstellung des Federverhaltens des zweiten
Federsystems 5 verstellbar ist. Die Mittel 10 sind
wiederum rein schematisch durch einen Doppelpfeil dargestellt.
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Während die
Verstellung des Federverhaltens des ersten Federsystems, insbesondere
bei der Kompression des ersten Federelements 4a einen gewissen
Kraftaufwand erfordert, kann die Verschiebung des die zweite Federmechanik
bildenden Eindrückkörpers in
der unbelasteten, aufrechten Grundstellung der Rückenlehne im Wesentlichen kraftlos erfolgen.
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Selbstverständlich können im
Rahmen der Erfindung für
beide Gelenke die gleichen oder auch andere Federsysteme, wie beispielsweise
Druckfedern, verwendet werden. Anhand der 4a, 4b wird
im Folgenden ein alternatives Federsystem beschrieben, welches auch
bei anderen Stuhlmechaniken, insbesondere einer Dreipunkt-Mechanik
zur Anwendung kommen könnte.
Der in den 4a und 4b gezeigte
Stuhl weist wenigstens zwei zueinander bewegliche Teile, insbesondere
einem Sitz 1 und einem Basisträger 2 auf, die zwischen einer
Grundstellung (4a) und einer geneigten Stellung
(4b) relativ zueinander beweglich sind, wobei zwischen
den beiden Teilen ein Federsystem 4 vorgesehen ist, das
ein Federelement 4a und eine mit dem Federelement zusammenwirkende
Federmechanik 4b aufweist und weiterhin Mittel zur Einstellung
unterschiedlicher Federkennlinien des Federsystems vorgesehen sind,
um die Beweglichkeit der beiden Teile an unterschiedliche Anforderungen, insbesondere
unterschiedlich schwere Benutzer, anpassen zu können. Das Federelement wird
beispielsweise durch einen geeigneten Schaumstoffkeil, beispielsweise
aus Celasto, gebildet, während
die Federmechanik einen Pendelstab 40 aufweisen kann, der
mit seinem einen Ende um eine Gelenkachse 41 am Basisträger 2 gehaltert
ist und mit seinem anderen Ende über
einen Abrollkörper 42 mit
dem Sitz 1 in Kontakt steht. Die Mittel zur Einstellung
unterschiedlicher Federkennlinien des Federsystems werden in diesem
Ausführungsbeispiel
durch einen Eindrückkörper 43 realisiert,
der in Richtung des Doppelpfeils 9 verstellbar ist.
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Das
Federsystem 4 ist derart ausgebildet, dass das Federelement 4a in
der Grundstellung des Stuhls auch bei unterschiedlich schweren Benutzern unbelastet
ist und in dieser unbelasteten Ausgangsposition des Federelements
alle einstellbaren Federkennlinien des Federsystems einen gemeinsamen Ursprung
haben. Durch Verschiebung des Eindrückkörpers 43 können auf
diese Weise insbesondere die in 7 dargestellten
Federkennlinien a, b und c eingestellt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung des Stuhles ist in der Grundstellung des
Stuhles die Richtung (Pfeil 12), mit der die Federmechanik
durch den Benutzer belastet wird, rechtwinklig zu der Richtung (Pfeil 13)
liegt, mit der die Federmechanik auf das Federelement einwirkt.
In dieser Grundstellung ist die Verschiebung des Eindrückkörpers 43 ohne großen Kraftaufwand
möglich,
obwohl der Sitz durch einen Benutzer belastet sein kann.
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Beim
Zurücklehnen
weicht der Pendelstab um die Gelenkstelle 41 aus, indem
sich der Abrollkörper 42 auf
der Unterseite des Sitzes 1 in Richtung der ersten Gelenkachse 7 bewegt,
wodurch das Federelement 4a entsprechend der Belastung
zusammengedrückt
wird (siehe 4b).
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In
den 5a und 5b ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
in der aufrechten Grundstellung (5a) und
der zurückgeneigten
Stellung (5b) dargestellt. Das erste Federsystem 4 ist
dabei entsprechend dem in den 4a und 4b gezeigten Federsystem
ausgebildet, während
das zweite Federsystem 5 dem zweiten Federsystem der 3 entspricht.
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Das
erste Federsystem 4 weist wiederum ein erstes Federelement 4a auf,
welches mit einer ersten Federmechanik 4b zusammenwirkt,
die einen Pendelstab 40 aufweist, der mit seinem einen
Ende um eine Gelenkachse 41 am Basisträger 2 gehaltert ist und
mit seinem anderen Ende über
einen Abrollkörper 42 mit
dem Sitz 1 in Kontakt steht. In der aufrechten Grundstellung
des Stuhls gemäß 4 befindet sich der Pendelstab 40 fast
senkrecht zum Sitz 1. Beim Zurücklehnen weicht der Pendelstab
um die Gelenkstelle 41 aus, indem sich der Abrollkörper 42 auf
der Unterseite des Sitzes 1 in Richtung der ersten Gelenkachse 7 bewegt,
wodurch das erste Federelement 4a entsprechend der Belastung
zusammengedrückt
wird. Um das Federverhalten des ersten Federsystems zu verändern ist
die erste Federmechanik 4b weiterhin mit einem Eindrückkörper 43 versehen,
der durch schematisch dargestellte Mittel 9 verstellbar
ist.
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Weiterhin
können
zusätzliche
Kopplungsmittel 11 vorgesehen werden, welche die Mittel 9 zur Verstellung
des Federverhaltens des ersten Federsystems 4 und die Mittel 10 zur
Verstellung des Federverhaltens des zweiten Federsystems 5 derart miteinander
koppeln, dass die Verstellung des Federverhaltens des einen Federsystems
automatisch eine Verstellung des Federverhaltens des anderen Federsystems
bewirkt. Diese Kopplungsmittel können
beispielsweise durch einen Bowdenzug gebildet werden und bewirken
eine gleichzeitige Verschiebung der Eindrückkörper 43 bzw. 50.
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Durch
eine geeignete Abstimmung der beiden Federsysteme 4, 5 kann
somit durch einen Handgriff das Federverhalten beider Federsysteme entsprechend
der gewünschten
Anforderung eingestellt werden. Auf diese Weise wird insbesondere
sichergestellt, dass auch für
unterschiedlich schwere Benutzer im Wesentlichen das gleich Synchronverhältnis zwischen
Sitzneigung und Rückenlehnenneigung
ermöglicht
wird.
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In 3 ist
der Winkel, um den sich der Sitz bezüglich des Basisträgers neigt
mit α und
der Winkel, mit dem sich die Rückenlehne 3 bezüglich der Ausgangsstellung
neigt mit β bezeichnet.
Hierbei ergibt sich ein geeignetes Synchronverhältnis von α/β im Bereich von 1:1,5 bis 1:3,5.
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In 6 ist
die Federkennlinie eines progressiven Federelements dargestellt,
wie es beispielsweise für
das erste Federsystem verwendet werden könnte. Für unterschiedlich schwere Benutzer
sollten zweckmäßigerweise
für den
vorgesehenen Verstellwinkel α unterschiedliche
Federraten vorgesehen werden. Bei dem Federelement handelt es sich
beispielsweise um den in 3 dargestellten Schaumstoffkeil
der durch die Federmechanik 4b von 0 bis 30° vorgespannt
werden kann.
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Die
in 6 dargestellte Federkennlinie kann beispielsweise
in drei gleich große
Abschnitte unterteilt werden, in denen sich in etwa eine lineare Federkennlinie
einstellt, nämlich
den Abschnitt I für leichte
Personen, den Abschnitt II für
mittelschwere Personen und den Abschnitt III für schwere Personen. Durch die progressive
Federkennlinie ergeben sich im Durchschnitt unterschiedlich hohe
Federraten in den einzelnen Abschnitten. Um von einen zum nächsten Abschnitt
zu gelangen und dadurch die mittlere Federrate des Federelements
zu verändern, wird
der Schaumstoffkeil jeweils um 15° weiter
vorgespannt. Selbstverständlich
können
auch beliebige Zwischenstellungen eingestellt werden.
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Je
nach Federsystem muss jedoch unter Umständen für die leichteste Einstellung
bereits eine gewisse Vorspannung auf das Federelement ausgeübt werden.
Es wäre
daher wünschenswert,
wenn eine Verstellung der Federrate ermöglicht wird, ohne dass ein
besonderer Kraftaufwand durch Vorspannung des Federelements erforderlich
ist. Dies wird durch die spezielle Ausgestaltung der beiden Federsysteme 4 und 5 gemäß den 4a, 4b, 5a und 5b ermöglicht.
Durch die Verschiebung des Eindrückkörpers 43 bzw. 50 lässt sich
die Federrate des Federelements 4a bzw. 5a relativ
kraftlos einstellen, indem lediglich die Reibkraft zur Verschiebung des
Eindrückkörpers überwunden
werden muss. Je nach Stellung des Eindrückkörpers in Verbindung mit der
speziellen Federmechanik können
die in 7 dargestellten Federkennlinien eingestellt werden, wobei
die Kennlinie a für
einen schweren, die Kennlinie b für einen mittelschweren und
die Kennlinie c für einen
leichten Benutzer gedacht ist. Nach rechts ist hierbei der Neigungswinkel α des Sitzes
und nach oben das Drehmoment aufgetragen.
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Die
Unabhängigkeit
der Schwenkbewegungen von Sitz und Rückenlehne bieten die Möglichkeit, die
beiden Gelenkachsen 7, 8 relativ zueinander verschiebbar
anzuordnen, um dadurch eine Sitztiefenverstellung zu ermöglichen,
die anhand von 8 und 9 näher erläutert wird.
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Der
Sitz 1 besteht aus einem ersten Sitzträgerteil 1a, einem
zweiten Sitzträgerteil 1b und
einem Sitzpolster 1c. Die beiden Sitzträgerteile 1a und 1b sind
durch eine geeignete Mechanik zueinander verschiebbar angeordnet,
wobei der erste Sitzträgerteil 1a über die
erste Gelenkachse 7 mit dem Basisträger 2 und der zweite
Sitzträgerteil 1b über die
zweite Gelenkachse 8 mit der Rückenlehne 3 verbunden
ist.
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Auf
diese Weise kann die Sitztiefe durch Verschiebung der beiden Sitzträgerteile
zueinander gezielt auf den jeweiligen Benutzer eingestellt werden. Da
je nach Körperbau
der Abstand zwischen Hüfte und
Kniegelenk bei unterschiedlichen Personen verschieden lang sein
können,
wird auf diese Weise eine optimale Anpassung des Stuhles ermöglicht.
Wenngleich es möglich
sein kann, die eingestellte Sitztiefe zu fixieren, ist in einer
besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass sich die
Sitztiefe automatisch beim Sitzen einstellt. Dabei ist es denkbar, dass
zwischen den beiden Sitzträgerteilen
ein Federelement vorgesehen ist, damit der Sitz im unbelasteten
Zustand eine zusammengeschobene Stellung einnimmt.
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Die
Einstellbarkeit der beiden Federsysteme ermöglicht eine optimale Anpassung
des Stuhles an die jeweiligen Anforderungen. Zudem ergeben sich durch
die Unabhängigkeit
der beiden Gelenke neue konstruktive Möglichkeiten, da keine zusätzliche
Verbindungsmechanik erforderlich ist. Weiterhin ermöglichen
die beiden unabhängigen
Gelenkpunkte eine Sitztiefenverstellung, ohne das dabei auf die
ergonomisch günstige
Verstellung von Sitz und Rückenlehne
in einem bestimmten Synchronverhältnis
verzichtet werden muss.
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In
einer weiteren, nicht näher
dargestellten Ausgestaltung der Erfindung, können Mittel zum Blockieren
des ersten und/oder zweiten Federsystems bei den vorstehend beschriebenen
Stühle
vorgesehen werden. Dann besteht die Möglichkeit das hintere oder
vordere Gelenk festzusetzen, um so eine einfache Wippmechanik zu
erhalten. Hierbei würde
der Winkel zwischen Rückenlehne
und Sitz bzw. zwischen Sitz und Basisträger beim Zurücklehnen
konstant bleiben. Man hätte
dann die Möglichkeit
zwischen einer einfachen Wippmechanik und einer synchronen Neigung
von Sitz und Rückenlehne
umzuschalten.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
haben jeweils ein erstes und ein zweites Federsystem. Es besteht
aber natürlich
auch die Möglichkeit,
weitere Gelenke des Menschen (Knöchelgelenk,
Halswirbel, ...) nach dem vorhandenen Prinzip durch zusätzliche
Federsysteme einzubinden.