Arbeitsstuhl
Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitsstuhl, dessen Sitzfläche um eine im Bereich ihrer Vorderkante liegende Achse schwenkbar gelagert ist und der eine Rückenstütze besitzt, welche über einen Hebelmechanismus mit der Sitzfläche schwenkbar verbunden ist, wobei die Neigung der Rückenstütze zur Vertikalen simultan und in einem bestimmten Verhältnis zur Neigung der Sitzfläche in bezug auf die Horizontale veränderbar ist.
Stühle dieser Art bezwecken eine verbesserte Stützung des Rückens bei nach vorn geneigter Sitzhaltung. Bisher bekannt gewordene Ausführungsformen sind relativ kompliziert aufgebaut und ästhetisch wenig befriedigend, indem sie vielfach den Eindruck einer Gestängemechanik und/oder einer zu therapeutischen Zwecken eingesetzten Einrichtung erwecken.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Arbeitsstuhls, der trotz eines einfachen mechanischen Aufbaues nicht nur alle an eine anatomisch richtige Stützung der bezüglichen Körperteile gestellten Anforderungen zu erfüllen vermag, sondern auch in ästhetischer Hinsicht befriedigt, einfach und von der den Stuhl benützenden Person allein praktisch sitzenderweise einstellbar ist, und sich vor allem äusserlich von einem Arbeitsstuhl herkömmlicher Bauart nicht wesentlich unterscheidet.
Der erfindungsgemässe Arbeitsstuhl ist gekennzeichnet durch ein mit der Sitzflächenabstützung verbundenes erstes, teleskopartig verlängerbares Organ, mit welchem die Höhenlage der Sitzfläche verstellbar ist, ein mit einer gemeinsamen Tragkonstruktion für die Sitzfläche und die Rückenstütze verbundenes zweites, teleskopartig verlängerbares steuerbares Organ, welches in der Verlängerung der Längsachse des ersten Organs angeordnet ist und zum Verändern der Sitzneigung in bezug auf die Horizontale dient, wobei die genannte Tragkonstruktion mit dem obern Ende des ersten Organs fest verbunden ist, und eine Einrichtung zum wahlweisen Verändern der wirksamen Länge des ersten und des zweiten Organs.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Arbeitsstuhls sind beide der genannten Organe mit Gasmedium arbeitende Zylinder-Kolbenaggregate, die mittels eines in entgegengesetzten Richtungen bewegbaren Steuerknüppels betätigt werden können. Die Rückenstütze wird zwecks Höhenverstellung der Rückenlehne zweckmässig mit einer Vorrichtung versehen, welche ein die Rückenlehne bzw. deren Anschlussorgan tragendes Schieberteil und bewegungserteilende Mittel enthält, mittels welchen das Schieberteil auf- und abwärts bewegt und in einer bestimmten Stellung arretiert werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Arbeitsstuhl ist nachstehend samt einigen Detailvarianten anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 den Stuhl in teilweise geschnittener Darstellung mit einer ersten Ausführungsvariante der Vorrichtung für das Verstellen der Rückenlehne unter Verwendung eines Seilzuges,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein mit Gasmedium arbeitendes Zylinder-Kolben-Aggregat, wobei zur Erläuterung ihrer Wirkungsweise nicht erforderliche Details weggelassen sind,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 ein Funktionsschema der Gelenkteile zur Erläuterung des Schwenkmechanismus,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Neigungsverstellung von Rückenstütze und Sitzfläche, und
Fig.
6 eine Ausführungsvariante der Vorrichtung für das Verstellen der Rückenlehne unter Verwendung eines mit Gasmedium arbeitenden Zylinder-Kolben-Aggregates.
In der Schnittdarstellung gemäss Fig. 1 ist mit 2 ein Fusskreuz bezeichnet, mit welchem ein erstes Führungsrohr 4 fest verbunden ist. Das erste Führungsrohr 4 dient zur Aufnahme eines teleskopartig ausziehbaren Federorgans 6, das in der gezeigten Ausführungsform als ein mit Gasmedium arbeitendes Zylinder-Kolben-Aggregat gestaltet ist, das im folgenden einfach als Gasfeder 6 bezeichnet wird, deren Aufbau anhand der Fig. 2 beschrieben wird. Es versteht sich, dass natürlich auch ein anderes, die gleiche Einstellbarkeit vermittelndes Federorgan verwendet werden kann. Das Kolbenende 8 der Gasfeder 6 ist im untern Teil des Führungsrohrs 4 mittels einer Schraubverbindung 9 festgehalten, während das zylinderseitige Ende 10 der Gasfeder 6 im obern Teil des Füh rungsrohrs 4 unter Zwischenschaltung einer Mantelhülse 12 drehbar und in Längsrichtung gleitend zentriert ist.
Auf dem mit einem Gewindeanschluss 13 versehenen zylinderseitigen Ende der Gasfeder 6 ist die später beschriebene Tragkonstruktion der Sitzfläche und der Rückenlehne des erfindungsgemässen Stuhls aufgebaut. Ein mit dieser Tragkonstruktion fest verbundenes zweites Führungsrohr 14 ist am untern Ende mit einem Mutterring 16 versehen, in welchen das Gewindeende der Gasfeder 6 eingreift, um eine Verbindung zwischen dem Fuss- und dem Sitzteil des Stuhls herzustellen. Im zweiten Führungsrohr 14 ist ein zweites Federorgan 18, vorzugsweise wiederum eine Gasfeder, untergebracht, die im Innern einer Steuerhülse 20 gelagert ist, die im Führungsrohr 14 längsverschiebbar beweglich ist.
Die Steuerhülse 20 besitzt in ihrem untern Endbereich zwei sich gegenüberliegende Führungsschlitze 21, durch die sich zwei im Führungsrohr 14 festsitzende Bolzen 22 erstrecken, welche zum Abstützen des zylinderseitigen Endes der obern Gasfeder
18 im zweiten Führungsrohr 14 dienen und zu diesem Zweck in am genannten Gasfederende vorgesehene Bohrungen greifen.
Die Tragkonstruktion der Sitzfläche und der Rückenlehne enthält eine Stützschale 24, die im Anschlussbereich des obern Führungsrohrs 14 mit einer Verstärkung 26 versehen ist. Am Vorderende der Stützschale 24 ist ein Bolzen 28 gelagert, um welchen die Sitzfläche in der Darstellung nach Fig. 1 nach oben schwenkbar ist. Etwas hinter der senkrechten Längsachse der Gasfedern 6, 18 ist ein zweiter Bolzen 30 in der Stützschale 24 gelagert, um welche eine die Rückenlehne 32 tragende Rückenstütze 34 verschwenkbar ist.
Die mit 36 bezeichnete Sitzfläche des Stuhls ist über einen vordern Lagerbügel 38 und dem Bolzen 30 mit der Stützschale 24 verbunden und über einen hintern Lagerbügel 40, einem dritten Bolzen 42, den Hebelelementen 44, von denen eines gezeigt ist und einem vierten, in der Rückenstütze 34 gelagerten Bolzen 48, in der genannten Rückenstütze abgestützt. Letzteres ist um einen weitern, in der Stützschale 24 gelagerten Bolzen 50 verschwenkbar. Die simultane Verschwenkbarkeit der Sitzfläche und der Rückenstütze ist später beschrieben.
Die erwähnten Gasfedern 6, 18, von denen eine in Fig. 2 in teilweise ausgezogener Stellung gezeigt ist, bestehen im wesentlichen aus einer äusseren Zylinderhülse 60, einem untern Abschlussflansch 62 mit einer Bohrung für die Kolbenstange 64 und einer schematisch dargestellten Kolbenstangendichtung 66, einer im Innern der Zylinderhülse 60 vorgesehenen und von dieser durch einen ringförmigen Gasabflussraum 68 distanzierten Kolbenhülse 70, in der ein am Ende der Kolbenstange 64 montierter Kolben 72 beweglich angeordnet ist, sowie einer ebenfalls schematisch dargestellten Ventilanordnung 74 im obern Abschlussflansch 76.
Der Gasabflussraum 68 steht über einen am untern Ende der Kolbenhülse 70 vorgesehenen Durchtrittskanal 78 mit dem Raum 79 unter dem Kolben 72, und über einen zweiten, durch einen Ventilschieber 80 sperrbaren zweiten Durchtrittskanal 82 mit dem Raum 83 über dem Kolben 72 in Verbindung. In der gezeigten Stellung des Ventilschiebers 80 gibt die Durchtrittsverjüngung 81 einen Zu- oder Abflusspfad für einen Gasstrom frei, der bei nach oben gerichteter Bewegung des Kolbens 72 aus dem obern Zylinderraum 83 über den Kanal 82, den Gasabflussraum 68, und den untern Kanal 78 in den untern Kolbenraum fliesst. Bei umgekehrter Bewe- gungsrichtung des Kolbens durchströmt der Gasstrom die genannten Partien in umgekehrter Reihenfolge.
Weil das in der Gasfeder eingeschlossene Gas unter einem Druck von etwa 60-80 atü steht, wird bei freier Gaskommunikation der Kolben 72 stets in Richtung der kleinen, d. h. der um den Querschnitt der Kolbenstange 64 reduzierten Kolbenfläche gedrängt, so dass bei offenem Durchtrittskanal 78 die Kolbenstange ausgestossen bzw. in der Darstellung nach Fig. 2 die Zylinderhülse 60 mit einer Kraft nach oben gedrängt wird, die von der Flächendifferenz der beiden druckbeaufschlagten Kolbenseiten und dem vorhandenen Systemdruck abhängig ist. Zum Zusammendrücken der Gasfeder bzw. zum Zurückstossen der Kolbenstange ist eine äussere Kraft anzulegen, die entsprechend der inneren Strömungsenergieverluste etwas grösser ist als die erwähnte Ausstosskraft. Der im obern Kolbenraum herrschende Gasdruck wirkt auch auf den in den Raum eintretenden Ventilschieber 80 ein.
Sobald der mittels einer in Fig. 2 nicht gezeigten Steuereinrichtung in die dargestellte Lage gebrachte Ventilschieber 80 freigegeben wird, kehrt er nach oben in seine Sperrstellung zurück und verhindert die Gaszirkulation über den Kanal 82. Damit hört die freie Beweglichkeit des Kolbens in der Kolbenhülse auf, und die Gasfeder arbeitet dank der weitern Zusammendrückbarkeit des Füllgases als beidseitig wirkendes Federelement.
In Fig. 1 sind die beiden Gasfedern 6, 18 so angeordnet, dass die Ventilschieber bzw. deren Betätigungspartien 90, 91 einander gegenüberstehend angeordnet und durch eine Steuerplatte 92 getrennt sind. Die Steuerplatte 92 ist am untern Ende der Steuerhülse 20 angebracht und mit dieser im Innern des obern Führungsrohrs 14 längsverschiebbar. Die Steuerhülse 20 ist, wie aus Fig. 3 hervorgeht, an ihrem obern Ende mit einer Pfanne 94 zur Aufnahme des verdickten Endes eines Steuerknüppels 96 versehen, welcher in einer allgemein mit 98 bezeichneten Kalottenlagerung an der Stützschale 24 beweglich gelagert ist.
Zur Freigabe der untern Gasfeder 6 wird die über die Stützschale 24 hinausreichende Griffpartie des Steuerknüppels in Fig. 3 nach oben gezogen (Pfeilrichtung A), wodurch die Steuerhülse 20 und die Steuerplatte 92 nach unten wandern und dabei über die Betätigungspartie des Ventilschiebers an der untern Gasfeder 6 diesen in seine Freigabestellung drängen. Je nachdem, ob die auf die Sitzfläche von oben einwirkende Kraft die Ausstosskraft der Kolbenstange zu überwinden vermag oder nicht, wandert die Sitzfläche zwecks Höhenverstellung entweder nach unten oder nach oben. Sobald der Steuerknüppel 96 freigelassen wird, gehen die Steuerhülse 20 und die Steuerplatte 92 in ihre neutrale Ausgangslage zurück, und die Aufoder Abwärtsbewegung der Sitzfläche wird gestoppt.
Die Sitzfläche 36 des Stuhls ist jedoch dank der Zusammendrückbarkeit der Gasfüllung in der Gasfeder federnd auf dem Fusskreuz 2 abgestützt.
Das zylinderseitige Ende der obern Gasfeder 18 ist, wie bereits beschrieben, mittels Bolzen 22 mit dem obern Führungsrohr 14 verbunden, während das Ende der Kolbenstange 100 an einen an der Sitzplatte 36 montierten Lagerbügel 102 angeschlossen ist. Die obere Gasfeder 18 ist dazu bestimmt, das Verstellen und Sichern der Lage der Sitzfläche 36 und der Rückenstütze 34 in nachstehend beschriebener Weise zu erleichtern.
Die Anordnung der früher beschriebenen Lagerung der Sitzplatte 36 und deren Kupplung mit der Rückenstütze 34 sichert die Einhaltung der eingangs erwähnten Beziehungen zwischen der Neigung der Sitzplatte 36 zur Vertikalen und der Stellung der Rückenstütze 34, wobei eine Verstellung der Sitzplattenneigung zwangsläufig eine Änderung der Stellung der Rückenstütze bedingt. Auf Grund einer Bewegung der Achse des Bolzens 42 aus der in Fig. 4 mit ausgezogenen Linien gezeigten Stellung in die mit unterbrochenen Linien gezeigten Stellung 42', welche durch das Verschwenken der Sitzfläche 36 um die Achse des Bolzens 28 bzw. dem Anheben der hintern Sitzflächenpartie verursacht wird, hebt sich auch die Achse des Bolzens 48 in eine neue Stellung 48', wobei sich die um die feste Achse des Bolzens 50 schwenkbare Rückenstütze in Gegenuhrzeigerrichtung bewegt.
Das Anheben der genannten Sitzflächenpartie erfolgt durch gleichzeitiges Verschwenken des Steuerknüppels 96 in Pfeilrichtung B (Fig. 3) und Entlasten der Sitzfläche 36. Das Abwärtsdrücken des Steuerknüppels bewirkt die Freigabe der obern Gasfeder 18, wodurch die Lage ihres Kolbens bzw.
die Stellung der Kolbenstange 100 in Abhängigkeit von der auf die Sitzfläche 36 von oben einwirkenden Kraft verändert wird. Dabei wird die Sitzfläche so lange um den Bolzen 28 verschwenkt, bis eine passende, im Bereich der in Fig. 4 gezeigten Endstellungen erreicht ist, und der Steuerknüppel 96 losgelassen wird. Wie bereits erwähnt, ist anschliessend auch hier die Federwirkung der Gasfeder 18 vorhanden.
Die gegenseitige Lage der Sitzfläche 36 und der Rückenstütze 34 bzw. der mit ihr verbundenen Rückenlehne 32 ist aufgrund anatomischer und Arbeitsstudien dann optimal, wenn ausgehend von einer Grundstellung (in Fig. 4 mit ausgezogenen Strichen gezeigt), das Anheben der Sitzfläche um einen Winkel a eine Verschwenkung der Rückenstütze 34 um einen Winkel von etwa 2a bewirkt. Eine vereinfachte schematische Darstellung dieser Bewegungen zeigt Fig. 5, wo die in horizontaler Richtung laufenden, mit 1-7 numerierten Strahlen die Sitzflächenstellungen und die in vertikaler Richtung laufenden, ebenfalls mit 1-7 numerierten Strahlen die zugeordnete Stellung der Rückenstütze symbolisieren.
Es versteht sich, dass das Ausmass der Bewegungsübersetzung im wesentlichen durch geeignete Wahl der Achsabstände der Bolzen 28, 42, 48 und 50 und der relativen Anordnung der Lagerstellen der Bolzen 28 und 50 in der Stützschale 24 beeinflussbar ist.
Damit die auf dem Stuhl sitzende Person die ihrem Körper am besten angepasste Stellung der Rückenlehne 32 sitzenderweise und daher rasch anpassen kann, ist die Rückenstütze mit einem Verstellmechanismus versehen, der in der Ausführungsform nach Fig. 1 ein Schieberteil 110 enthält, das in einer Führungshülse 112 verschiebbar angeordnet ist und das Verbindungsglied 114 eines allgemein mit 116 bezeichneten Lehnen-Anschlussblocks aufnimmt. Das Schieberteil 110 wird durch eine an einem Tragelement 118 in der Rückenstütze 34 abgestützte Feder 120 in seine obere Endlage am obern Endbereich der Rückenstütze gedrängt und ist mittels eines Zugseils 122 nach unten ziehbar. Das Zugseil ist über Rollen 124 und Umlenkzapfen 126 zu einer Seilrolle 128 (Fig. 3) geführt, welche im beweglichen, auf dem Steuerknüppel 96 sitzenden kugeligen Teil 130 der Kalottenlagerung 98 vorgesehen ist.
Durch Drehen des Steuerknüppels 96 um seine Achse, ist das Schieberteil 110 und damit die über das Verbindungsglied 114 und den Lehnen-Anschlussblock 116 mit ihm verbundene Rückenlehne 32 in der Höhe verstellbar.
Eine schematisch gezeigte, mit dem Steuerknüppel 96 verbundene Rätsche 132 ermöglicht das Fixieren des Schieberteils 110 in einer gewünschten Höhenlage.
Eine Ausführungsvariante zur Höhenverstellung der Rückenlehne 32 geht aus Fig. 6 hervor. Hier sitzt ein wiederum in einer Führungshülle 134 verschiebbar angeordnetes Schieberteil 136, welches funktionell dem Schieberteil 110 in Fig. 1 entspricht, am Aussenende der Kolbenstange
138 einer Gasfeder 140, deren Aufbau grundsätzlich demjenigen der Gasfedern 6 und 18 entsprechen kann. Das zylinderseitige Ende der Gasfeder 140 ist in einem Tragelement 142 verankert, und der Ventilschieber 144 wird über eine Steuernocke 146, welche auf einer in der Rückenstütze 36 gelagerten Welle 148 befestigt ist, betätigt. Es versteht sich, dass auch andere Mechanismen zum Höhenverstellen der Rückenlehne anwendbar sind.
Der in den Fig. 1 und 6 gezeigte Lehnenanschlussblock
116 besteht zur Vermeidung verschiedener Mängel an bisher bekannt gewordenen Elementen, die eine Bewegung zwischen der Rückenstütze und der Rückenlehne erlauben sollen, aus einer kastenförmigen Fassung 150, die einerseits mit der Rückenlehne fest verbunden ist und eine der Rückenstütze zugewandte Öffnung 152 aufweist. Durch diese Öffnung greift das mit dem auf- und abwärts verstellbaren Schieberteil 110 fest verbundene Verbindungsglied 114, welches ausserdem ein erstes elastisches Element 154, z.B. einen Gummiblock, durchquert. Das lehnenseitige Ende des Verbindungsgliedes 114 trägt eine Ankerplatte 156, die zwischen dem genannten ersten elastischen Element 154 und einem zweiten elastischen Element 158, das wiederum ein Gummiblock sein kann, liegt.
Die Dicke des ersten und des zweiten elastischen Elementes, welch letzteres mit oder ohne Zwischenlage an der Rückseite der Rückenlehne abstützbae ist, sind so gewählt, dass die Ankerplatte 156 zwischen den ihr zugewandten Oberflächenabschnitten der Elemente 154, 158 zuverlässig festgeklemmt ist. Die Härte der elastischen Elemente kann gleich oder unterschiedlich gewählt sein. Wesentlich ist bei dem neuen Lehnenanschlussblock, dass die elastischen Elemente mit Ausnahme im Bereich der Öffnung 152 allseitig eingeschlossen sind und unter einer passenden Vorspannung gehalten werden.