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Die vorliegende Erfindung betrifft ein verstellbares Öl-Luft-Lager,
insbesondere für Stühle mit Mittelsäule.
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Bei Stühlen mit Mittelsäule werden üblicherweise verstellbare Gas-
Stoßdämpferlager verwendet, die, zumeist senkrecht in einer ausziehbaren
Führungsumhüllung angebracht, deren Enden mit der Grundplatte bzw. dem
Sitz des Stuhls verbunden sind, auf Belastung nach Art einer Feder reagieren.
Solche bekannten Gas-Stoßdämpfer bestehen hauptsächlich aus einem Kolben,
der bei Belastung das innen gelagerte Gas zusammendrückt, bis sein Druck den
der Last ausgleicht; in diesem Gleichgewichtszustand erreicht das Gas unter
dem Kolben den Druck, um den Sitz und dessen Last zu tragen.
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Die Verstellung der Sitzhöhe ist möglich durch das Öffnen, mittels geeigneter
Ventile, eines inneren Durchgangs, der die Kolbenkammer mit einer
danebenliegenden Kammer verbindet, die komprimiertes Gas enthält.
Wird dieser Durchgang bei fehlender Belastung des Stuhls geöffnet, so strömt
das Gas aus seiner Kammer und hebt, indem es sich ausdehnt, den Kolben;
umgekehrt führt die Schließung des Durchgangs bei genügend starker
Belastung dazu, daß der Kolben sich senkt und eine Menge zusätzlichen Gases
in besagte Kammer gedrängt wird, so daß deren Innendruck steigt.
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Solche bekannten Gas-Stoßdämpfer bestehen zwar unter rein praktischen
Gesichtspunkten, sind jedoch nicht frei von Nachteilen. So erreicht vor allem
das komprimierte Gas in ihrem Innern einen sehr hohen Druck, was
bekannterweise ernste Leckprobleme mit sich bringt, indem das Gas
entweicht und der Stoßdämpfer sich entleert; vor allem treten beträchtliche
Beanspruchungen des Materials auf, mit möglichen unangenehmen Folgen für
die Benutzer.
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Wegen dieser Beanspruchungen durch hohen Druck, in der Absicht, die Dicke
der Bestandteile in annehmbaren Grenzen zu halten, wie auch, um einen zu
hohen Springlauf zu vermeiden, werden üblicherweise röhrenförmige
Elemente mit geringem Durchmesser benutzt. Diese führen jedoch zu hohen
Belastungspunkten, die nicht über die notwendige Stabilität verfügen und
normalerweise zusammen mit ergänzenden Bestandteilen montiert werden
müssen, wie zum Beispiel ausziehbaren Führungsumhüllungen von größeren
Ausmaßen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den oben angesprochenen Nachteil der
bekannten Gas-Stoßdämpfer zu beheben durch ein verstellbares Lager, in dem
die Höhenverstellung dadurch erfolgt, daß eine Flüssigkeit von einer Kammer
in eine andere fließt, ohne Kompression, so daß der Innendruck stets niedrig
bleibt; wie auch, durch die Verwendung einer nicht komprimierbaren
Flüssigkeit sämtliche Probleme, die mit Gasdichtigkeit bei hohem Druck
verbunden sind, wesentlich zu vereinfachen.
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Aufgrund des obigen Nachteils besteht ein wichtiges Ziel der Erfindung darin,
ein verstellbares Öl-Luft-Element zu schaffen, das dank seines besonderen
Aufbaus sicher und ohne zu knicken die volle Belastung des Stuhles aushalt
und ohne ergänzende Bestandteile verwendet werden kann.
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Ein weiteres wichtiges Ziel ist es, das Öl-Luft-Lager mit Regelungsventilen
auszustatten, die nicht nur äußerst praktisch und verläßlich sind, sondern
auch äußerst wenig Platz einnehmen, so daß sie leicht und ohne
Baukomplikationen in dem Lager unterzubringen sind.
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Nicht weniger bedeutend ist das Ziel ein verstellbares Öl-Luft-Lager zu
schaffen, das aus leicht erhältlichen Ausgangsbestandteilen und im Handel
üblichen Materialien besteht, die leicht zusammensetzbar und daher auch aus
wirtschaftlicher Sicht konkurrenzfähig sind.
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Aus der DE-A-1529432 ist ein verstellbares Öl-Luft-Lager bekannt,
besonders für Stühle mit Mittelsäule wie nach dem vorkennzeichnenden Teil
von Anspruch 1, mit einem Hohlzylinder, dessen Unterteil an das Fußteil
eines Stuhles fest anschließbar ist, und einem koaxialen Ständer, dessen
Spitze an den Sitz dieses Stuhles fest anschließbar ist und der in genanntem
Zylinder axial verschieblich und lecksicher ist, wobei:
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- besagter Zylinder innen in der Mitte eine ringförmige Querkammer-
Trennwand aufweist, die das Innere des Zylinders in einen oberen und einen
unteren Hohlraum unterteilt;
- der genannte koaxiale Ständer innen zylinderförmig hohl ist;
- besagter hohler koaxiale Ständer fest mit einem Kolben verbunden ist, der
zwei Kammern in dem genannten oberen Hohlraum beschreibt, nämlich eine
Aufwärts- und eine Abwärtskammer die beide Flüssigkeit enthalten;
- ein koaxiales Antriebsventil einen Ölverbindungsweg regelt, dessen
Öffnungen sich oberhalb und unterhalb des besagten Kolbens bzw. des
genannten koaxialen Antriebsventils in dem hohlen koaxialen Ständer
befinden;
- besagter unterer Hohlraum in der Lage ist, komprimiertes Gas zu enthalten.
Diese Lösung ist gut gedacht, löst aber nicht alle Probleme. Diesen gilt der
kennzeichnende Teil von Anspruch 1, indem der genannte Ölverbindungsweg
mit Ventil einen beweglichen Blockverschluß enthält, der innerhalb des
koaxialen Ständers verschieblich ist und der auf seiner Seitenoberfläche in
mindestens einer verschobenen Position eine erste abgesetzte Ringfläche
aufweist, die die beiden Austaß-Ölverbindungswege verbindet und damit auch
die Aufwärts- und die Abwärtskammer und der in der entgegengesetzten
verschobenen Position besagten Ölverbindungsweg abschließt.
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Spezielle Ausformungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2-7
aufgeführt.
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Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung einer Vorzugs-,
doch nicht ausschließlichen Ausführung der Vorrichtung hervor, als nicht
einschränkendes Beispiel in den an hängenden Zeichnungen, wobei:
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Fig. 1 eine Seitenansicht des Öl-Luft-Elements darstellt, mit dem Zylinder im
Längsschnitt;
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Fig. 2 ein Längsschnitt mit dem Ventil in Schließstellung ist;
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Fig. 3 ein Längsschnitt mit dem Ventil in Offenstellung ist;
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Fig. 4 eine perspektivische Sicht eines Stuhles mit Mittelsäule ist.
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Mit Bezug auf die Zeichnungen umfaßt ein verstellbares Öl-Luft-Lager mit
der inklusiven Bezugsnummer 1 einen Hohlzylinder 2, der vorteilhafterweise
aus einem ersten röhrenförmigen Element 3 besteht, das an seiner außen
kegelförmig zulaufenden Unterseite durch eine Kappe 4 verschlossen ist.
Die Kappe 4 ist durch einen ersten elastischen Ring 5 befestigt und außerdem
mit einem ersten Dichtungsring 6; ebenso in anderen ausführbaren Formen;
die Kappe 4 kann durch ein sie umlaufende, geschweißte Schnur unmittelbar
an dem ersten röhrenförmigen Element 3 befestigt werden.
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An der Unterseite gegenüber der Kappe 4 ist das röhrenförmige Element 3 mit
einer Ständerführungsplatte 7 mit Loch verbunden, und zwar durch eine feste
hydraulische Dichtung, z. B. einen elastischen Ring 8, mit einem zweiten
Dichtungsring 9 dazwischen.
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Erfindungsgemäß ist die Innenseite des Zylinders in zwei Hohlräume
unterteilt, einen oberen 10 und einen unteren 11 Hohlraum, durch eine
ringförmige Querkammer-Trennwand 12, die vorteilhafterweise lecksicher
mit dem ersten röhrenförmigen Element 3 durch einen dritten elastischen
Ring 13 verbunden oder befestigt ist mit einem dritten Dichtungsring 14
dazwischen.
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Koaxial zu dem Zylinder 2 umfaßt das Öl-Luft-Element 1 einen Ständer 15,
der axial sowohl durch die Ständerführungsplatte 7 als auch die Kammer-
Trennwand 12 gleitet, entsprechend Kupplungen, die durch Dichtungen
leckdicht gemacht ist; bzw. sie umfaßt vorteilhafterweise einen ersten
verschieblichen Öl-Dichtungsring 16 in besagter Ständerführungsplatte 7
und einen zweiten Öl-Dichtungsring 17-18 in der genannten Kammer-
Trennwand.
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An dem Ständer 15 ist, wie z. B. in Fig. 2 und 3 gezeigt, mit einem
Dichtungsring 19 ein dritter verschieblicher Öl-Dichtungsring (z. B. ein O-
ring) 21 befestigt, so daß ein Bolzen 20 in dem oberen Hohlraum oder
Teilkammer 10 des Zylinders 3 verschieblich ist.
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Der Kolben teilt den oberen Hohlraum 10 in zwei Kammern, nämlich eine
Aufwärts- (22) und eine Abwärtskammer (23), die beide Flüssigkeit
enthalten, zum Beispiel Hydrauliköl, weshalb der Kolben 20, und mit ihm der
Ständer 15, nur dann bewegt werden kann, wenn sich geeignete Ventile
öffnen, die durch Löcher 40. 41 die Flüssigkeit von einer Kammer in die
andere und umgekehrt lassen.
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Vorteilhafterweise, wie aus Fig. 2 sind 3 ersichtlich, sind die Ventile in dem
hohlen Ständer 15 untergebracht der vorteilhafterweise röhrenförmig 24
ausgebildet ist und an seinem Ende 25 geschlossen ist, das sich außen zuspitzt
durch ein zylindrisches Schließelement mit Loch 26, befestigt durch einen
ersten elastischen Dichtungsring 27 und auf der gegenüberliegenden Seite
durch eine außen gewölbte Kappe 28.
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Die Kappe 28, die in Richtung auf das Innere des Ständers 15 verläuft, wobei
ihr eigener Ständer 29 ein zylindrisches Ende 30 aufweist, ist
vorteilhafterweise an dem röhrenförmigen Ständer 24 betestigt, und zwar
durch einen zweiten elastischen Dichtungsring 31, und an der gewölbten
Stelle mit einem ersten Dichtungsring 32 ausgestattet.
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Erfindungsgemäß umfaßt das Ventil in dem Ständer 15 einen Blockverschluß
33, der im wesentlichen zylindrisch ist und an seiner seitlichen Oberfläche
eine obere abgesetzte Zone 34. zwischen einem Oberrand 35 und einem
Mittelrand 36 gelegen, und eine untere abgesetzte Zone 37 zwischen dem
Mittelrand 36 und einem Unterrand 36 gelegen, aufweist.
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Alle drei Ränder 35, 36 und 38 besitzen passende verschiebliche
Dichtungsringe 39, die die obere abgesetzte Zone 34 und die untere abgesetzte
Zone 37 an den Löchern 40 und 41 abdichten, so daß das Öl nur dann von der
Aufwärtskammer zur Abwärtskammer und umgekehrt fließen kann, wenn die
untere abgesetzte Zone zwischen diesen plaziert ist (Ständerstange 42-3
nach unten gedrückt).
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Insbesondere kann der Mittelrand 36 in seiner Bewegung den zweiten Satz
Löcher 41 überholen, indem er über und unter ihm vorbeigleitet, während
der Oberrand 35 sich bewegt und doch immer oberhalb des ersten Satzes
Löcher 40 bleibt, wie auch der Unterrand 38 stets unterhalb des zweiten
Satzes Löcher 41.
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An der einen Seite des Blocks 33 ist die Ständerstange 42 befestigt koaxial
zum Ständer 15, der mit seinem Ende 43 über den Kopf 25 ragt an der
gegenüberliegenden Seite des Blockes 33 wirken hingegen elastische Mittel,
die vorteilhafterweise aus einer Spiralfeder 44 besteht, der gegen den
entsprechenden axialen knollenförmigen Vorsprung 45 stößt.
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Die Spiralfeder 44 wird zusammengedrückt zwischen einem axialen
Vorsprung 45 des Blocks 33 und einem Sitz 46, der vorteilhafterweise an
dem zylindrischen Ende 30 der Kappe 28 erreicht wird.
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Die Spiralfeder 44 drückt gegen den Block 33 und löst so die
Aufwärtsbewegung aus, bis die Stoppplatte 47, die elastisch in einem
passenden Sitz verankert ist und im oberen Teil der inneren Ständerstange 42
ein wirksames Feststellelement darstellt, sich über einen
dazwischenliegenden Gummiring 48 gegen das schließende zylindrische
Element 26 stellt; in dieser Stellung befindet sich der Mittelrand 36
zwischen den beiden Sätzen Löchern 40 und 41, während der Oberrand 35 und
der Unterrand 38 oberhalb des ersten Satzes Löcher 40 bzw. unterhalb des
zweiten Satzes Löcher sitzen.
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Darüber hinaus muß präzisiert werden, daß in der Kappe 4 ein Gewindeloch
vorhanden ist, in das vorteilhafterweise ein Ventil eingesetzt werden kann,
oder eine lecksichere Schließschraube 49. das oder die die Füllung des
unteren Hohlraums 11 mit komprimiertem Gas gestattet, z. B. Druckluft;
daneben, entsprechend der Innenseite der Kappe 4, gibt es einen
Endschlagstopper 50, z. B. aus Gummi der bei völligem Herablassen des
Ständers 15 in die Kappe 28 eingreift.
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Aus dem beschriebenen geht die Funktionsweise des erfindungsgemäßen
verstellbaren Öl-Luft-Lagers klar hervor und kann wie folgt zusammengefaßt werden.
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Die Unterseite des Zylinderköpers 2 und der Kopf 25 des Ständers 15 sind
jeweils, unter vorteilhafter Ausnutzung der Verjüngung, mit einer
Grundplatte 51 und dem Sitz 52 eines Stuhles mit Mittelsäule verbunden, wie
als einfaches Beispiel in Fig. 4 datgestellt.
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Bei fehlender Einwirkung auf das obere Ende 43 hält die Feder 44 die
Stoppplatte 47 gegen das zylindrische Schließelement 26 gedrückt, so daß der
Schließblock 33 sich in einer Lage entsprechend der seines Mittelrands 36
befindet, zwischen den beiden Sätzen Löchern 40 und 41; dank des Ventils ist
in dieser Stellung kein Ausfließen von Öl zwischen den Kammern 22 und 23
möglich, und der Ständer 15 ist blockiert und kann eventuelle Belastungen des
Sitzes 52 aushalten (Fig. 2).
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Zur Variierung der Länge des verstellbaren Öl-Luft-Lagers und
Höhenverstellung des Sitzes 52 genügt es, das obere Ende 43 der inneren
Ständerstange 42 nach unten zu drücken, so daß die Feder 44
zusammengedrückt und der Schließblock 33 in die in Fig. 3 gezeigte Lage
bewegt wird; in dieser Position verbindet die zurückgesetzte obere Fläche 34
die beiden Sätze Löcher 40 und 41 miteinander und schafft so einen Durchgang
längs dem Umfang, der das Öl von der Aufwärts- 22 zur Abwärtskammer 23
und umgekehrt fließen läßt wie die Pfeile in der Zeichnung
veranschaulichen.
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Falls man den Sitz 52 nach oben verstellen möchte, braucht man nur das Ende
43 gedrückt zu halten, ohne den Stuhl zu belasten, bis der Ständer sich in die
gewünschte Position gehoben hat, durch den Druck, den das Gas in dem unteren
Hohlraum 11 auf die gewölbte Unterseite der Kappe 28 ausübt; zum Absenken
des Sitzes 42 wiederum muß man den Stuhl leicht nach unten drücken, um die
bescheidene Gasmenge zu gewinnen, die ausreicht, um den Stander 15 in dem
unteren Hohlraum 11 so weit nach unten zu bewegen wie gewünscht.
Nach der Verstellung kehrt der Schließblock 33 durch das Loslassen des Endes
43 in die Schließposition zurück und blockiert den Ständer 15 auf der
gewünschten Höhe.
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Es ist offensichtlich, daß das Vorhandensein des Oberrands 35 und des
Unterrands 38 in jeder Lage ein Aiisfließen von D1 verhindert; vor allem der
Oberrand 35 hält in jedem Fall den Raum unterhalb des Schließblocks 33
frei, so daß das Herabsenken des Schließblocks 33 nicht durch ausgelaufenes
Öl behindert wird, seine Bewegung stets flüssig bleibt und auf das Ende 43
immer nur ein bescheidener Druck ausgeübt zu werden braucht.
In der Praxis hat sich ergeben, daß die - selbst starke - Belastung des Stuhls
ganz von dem Kolben 20 auf das Öl weitergegeben wird, das als einziges
stützendes Element wirkt.
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Des weiteren ist offensichtlich, daß das Gas in dem inneren Hohlraum 11 in
keiner Weise unter der Last leidet da es keinerlei stützende Funktion hat,
sondern nur gebraucht wird, um dem Stuhl während der Verstellung den
nötigen Schub zu verleihen; daher ist der Gasdruck gering, mit all den
Vorteilen, die dies für Lecksicherheit, Sicherheit und Zuverlässigkeit des Öl-
Luft-Lagers mit sich bringt.
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Der niederigere Gasdruck erlaubt außerdem den Einsatz eines
Zylinderkörpers 2 von größerem Durchmesser, der, gemeinsam mit der
besonderen Stabilität des Ständers 15 dank der Bewegung durch drei
Führungselemente (gelochte Platte 7. Trennwand 12 und Kolben 20), die
Schaffung von Stützelementen 1 gestattet, die schon von sich aus die nötige
Stabilität und Hebekraft besitzen und daher den Gebrauch von
Hilfsstützelementen, wie stabilisierenden Schalen, überflüssig machen.
Die so gestaltete Erfindung läßt viele Abwandlungen zu, alle im Rahmen des
Erfindungsbegriffs; so kann z. B. das Ventil anders beschaffen sein als hier
dargestellt, wie auch die lecksicheren Verbindungen zwischen den
verschiedenen Teilen; zudem sind alle Einzelheiten durch technisch
äquivalente ersetzbar.
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In der Praxis können die verwendeten, Materialien sich der Nachfrage und
dem Stand der Technik anpassen, vorausgesetzt, sie bleiben vereinbar mit
dem Zweck und den Abmessungen.