Die Erfindung betrifft eine Synchronmechanik für die simultane Sitzflächen- und Rückenlehnen-Schwenkbewegung bei Bürostühlen mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Diese Merkmale spiegeln den grundsätzlichen Konstruktionsaufbau von Synchronmechaniken für Bürostühle wieder (siehe Z.B. die DE-A-4324545), wonach auf einem quasi als Rückgrat dienenden Sitzträger eine Sitzplatte und ein Rückenlehnenträger angelenkt sind. Die beiden vorgenannten Bauteile sind gelenkig gekoppelt, wobei verschiedene Lenker- und Gelenkkettenanordnungen zum Einsatz kommen können, um den typischen Bewegungsablauf einer Synchronmechanik zu realisieren. Dieser ist durch eine gekoppelte Schwenkbewegung von Sitzplatte und Rückenlehnenträger zwischen einer im wesentlichen aufrechten Grundstellung und einer mehr oder weniger nach hinten verschwenkten Ruhestellung charakterisiert.
Üblicherweise ist die Synchronmechanik durch eine Federanordnung in Richtung der Grundstellung, also gegen die Schwenkbewegung nach hinten beaufschlagt. Solche Federanordnungen können verschiedenste Typen von Federn aufweisen, wie beispielsweise Schenkelfedern, Gasfedern oder Schraubendruckfedern. Letztere sind in der Regel zwischen einem ortsfesten Widerlager am Sitzträger und einem mit dem Rückenlehnenträger gekoppelten Widerlager eingespannt, wodurch letzteres bei einer Verschwenkung die Druckfeder komprimieren muß.
Der von der Federanordnung gegen die Betätigung der Synchronmechanik aufzubringende Gegendruck soll aus ergonomischen Gründen einstellbar sein, da eine leichtere Person weitaus weniger Gegendruck benötigt, als eine schwergewichtigere. Insoweit weisen solche Federanordnungen geeignete Federkraft-Verstellungen unterschiedlichster Typen auf. So wird bei Schenkelfedern beispielsweise einer der Schenkeln verstellbar gelagert, so daß durch eine Verschiebung dieses Schenkels die Federstärke vorgespannt werden kann. Bei Schraubendruckfedern ist es üblich, mindestens eines der Widerlager in Wirkrichtung der Druckfeder verschiebbar zu lagern, so daß durch ein Verschieben des Widerlagers z. B. im Sinne einer stärkeren Komprimierung der Feder, deren Vorspannung und damit Federbeaufschlagung zu erhöhen ist. Nachteilig dabei ist, daß beim Verstellen der Vorspannung gegen die volle Federkraft gearbeitet werden muß.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Synchronmechanik mit Federbeaufschlagung und Federkraft-Verstell-anordnung so weiterzubilden, daß die Verstellung praktisch "kraftfrei", also ohne direkt gegen die Vorspannung der Feder arbeiten zu müssen, erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Demnach ist das mit dem Rückenlehnenträger gekoppelte Widerlager der Druckfeder durch einen Widerlagerlenker gebildet, der über eine Anlenkachse gelenkig mit einem Lagerblock verbunden ist. Letzterer ist mit dem Rückenlehnenträger bezogen auf dessen Schwenkbewegung zwangsgekoppelt. Die Schwenkbewegung des Lagerblockes überträgt sich also auf den Widerlagerlenker, der dadurch die Druckfeder komprimiert. Als weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist nun die Anlenkachse entlang einer Schiebeführung im Lagerblock im wesentlichen quer zur Druckfeder-Wirkrichtung in unterschiedlichen Abständen von der Schwenkachse positionierbar, was von einer extern - also von Hand oder durch einen entsprechenden Stellmotor - betätigbaren Steuer- mechanik erfolgt.
Durch die Verschiebbarkeit der Anlenkachse quer zur Druckfeder-Wirkrichtung wird einerseits erreicht, daß der bei der Übertragung der Schwenkbewegung des Rückenlehnenträgers auf die Druckfeder im Sinne einer Kompression wirkende Hebelarm verkürzt oder verlängert wird. Entsprechend verkürzt oder verlängert sich bei einem festen Schwenkwinkel der wirksame Kompressionsweg der Feder, wodurch sich über das HOOKEsche Gesetz die wirksame Federkraft entsprechend verkleinert oder vergrößert. Wesentlich dabei ist, daß für diese Federkraftverstellung durch die Verschiebung quer zur Druckfeder-Wirkrichtung nicht gegen die Vorspannkraft der Druckfeder gearbeitet werden muß, so daß die Verstellung besonders kraftarm und nur gegen die dem kinematischen System innewohnenden Hemm- und Reibkräfte gearbeitet werden muß.
Diese Kräfte können durch die im Anspruch 2 angegebene Maßnahme noch weiter reduziert werden. Der demnach vorgesehene Stützhebel über-trägt die Vorspannkraft der Feder direkt auf den Lagerblock, so daß der verschiebbare Widerlagerlenker von der Vorspannkraft vollständig befreit ist. Damit werden die vorstehend erwähnten inneren Kräfte des Systems stark reduziert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 3 ist die erwähnte Steuermechanik für die Positionierung der Anlenkachse durch einen Zahnstangenantrieb gebildet, so daß durch die Selbstnennung dieses Antriebs die eingestellte Federkraftcharakteristik zuverlässig erhalten bleibt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist die Ausbildung des Sitzträgers selbst. So ist laut Anspruch 10 der Sitzträger als durchgehend dünnwandiges Aluminium-Druckguß-Teil mit einem im vertikalen Querschnitt H-förmigen Grundprofil ausgebildet, dessen H-Vertikalschenkel jeweils von einer im wesentlichen durchgehenden Seitenwand und dessen H-Horizontalschenkel von funktional angepaßten Querverrippungen gebildet sind. Dabei stehen von den Umfangsrändern der beiden Seitenwände in einander abgewandte Richtungen umlaufende Randwangen ab. Durch diese Profilierung und Ausbildung des Sitzträgers kann eine extrem hohe Steifigkeit dieses Bauteils insbesondere in Längsrichtung erzielt werden. Dabei reichen durchgehend dünnwandige Stärken des Druckgußteils in der Größenordnung von 3 mm aus. Von Vorteil ist weiterhin, daß der von den umlaufenden Randwangen an der Außenseite der beiden Seitenwände umschlossene Raum als Montageraum, beispielsweise für die Federanordnung, dienen kann. Durch die Umgrenzung mit den Randwangen kann auf einfache Weise zur Abdeckung der gesamten Kinematik von außen eine einfache Abdeckschale aufgerastet werden, die lediglich die passenden Dürchbrüche für Achsen und Betätigungselemente, wie z. B. den Drehgriff zu Betätigung der Steuermechanik zur Federkraftverstellung, aufweisen muß.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nach- folgenden Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen:
Wie aus Fig. 1 deutlich wird, weist ein als Ganzes mit 1 bezeichneter Bürostuhl eine Stuhlsäule 2 auf, auf der ein Sitzträger 3 mit einer Konusaufnahme 4 plaziert ist. Am Sitzträger ist am vorderen Ende eine Sitzplatte 5 angelenkt, wobei in Fig. 1 lediglich ein einfaches Schwenkgelenk 6 gezeigt ist.
Ferner ist am Sitzträger 3 ein Rückenlehnenträger 7 in einer Schwenkachse 8 schwenkbar angelenkt. Der Rückenlehnenträger 7 hält die eigentliche Rückenlehne 9 und ist ferner mit der Sitzplatte über einen Lenker 10 gelenkig verbunden. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß anstelle der gezeigten Konstruktion auch am vorderen Ende der Sitzplatte ein Lenker und hinten eine einfache Gelenkkopplung zwischen Sitzplatte und Rückenlehnenträger vorgenommen werden kann. Damit kehren sich die kinematischen Verhältnisse gegenüber der Fig. 1 um.
In Fig. 1 ist ferner eine als Ganzes mit 11 bezeichnete Federanordnung angedeutet, deren genauer Aufbau anhand der weiteren Figuren noch näher erläutert wird. Diese Federanordnung 11 wirkt einer Verschwenkung der vom Sitzträger 3, Sitzplatte 5 und Rückenlehnenträger 7 gebildeten Synchronmechanik nach hinten unten (Pfeil 12) entgegen und beaufschlagt die Synchronmechanik in Richtung der in Fig. 1, gezeigten Grundstellung. Zu erwähnen ist ferner, daß der Sitzträger 3 bezüglich einer parallel zur Blattebene der Fig. 1 liegenden Mittellängsebene symmetrisch aufgebaut ist, das heißt, daß die in Fig. 11 sichtbare Federanordnung an der Außenseite des Sitzträgers 3 symmetrisch auf der abgewandten Seite des Sitzträgers 3 nochmals vorhanden ist. Insoweit sind alle im folgenden als Einzelteile beschriebene Bauteile der Federanordnung paarig beiderseits des Sitzträgers vorhanden.
Zur genauen Beschreibung der Federanordnung 11 wird auf die Fig. 2 bis 6 Bezug genommen, wobei in den perspektivischen Darstellungen gemäß Fig. 3 bis 6 der Übersichtlichkeit halber der eigentliche Sitzträger 3 weggelassen ist.
Kernstück der Federanordnung 11 ist eine in den Fig. 2 bis 6 als Zylinder angedeutete, biegesteife Schraubendruckfeder 13, die in einem ortsfesten Widerlager 14 an der das Schwenkgelenk 6 der Sitzplatte 5 bildenden Achse 15 angelenkt ist. Damit ist das Widerlager 14 zwar schwenkbar, aber bezüglich der Synchronmechanik als fixer Abstützpunkt wirksam. Das gegenüberliegende Ende der Schraubendruckfeder 13 sitzt in einem variabel einstellbaren Widerlager 16, das über eine als Ganzes mit 17 bezeichnete Federkraft-Verstellanordnung in noch näher zu erläuternder Weise mit dem Rückenlehnenträger 7 gekoppelt ist.
Die in die Federanordnung 11 integrierte Federkraft-Verstellanordnung 17 weist nun als zentrales Teil einen in Seitenansicht etwa viertelkreisförmigen Lagerblock 18 auf, der auf der Schwenkachse 8 des Rückenlehnenträgers 7 drehfest gelagert ist. Dies ist durch den sechskantigen Querschnitt der Schwenkachse 8 in Fig. 3 bis 6 angedeutet. Der Rückenlehnenträger 7 ist ebenfalls drehfest mit der Schwenkachse 8 verbunden, so daß eine Zwangskopplung bezogen auf die Schwenkbewegung zwischen Rückenlehnenträger 7 und Lagerblock 18 besteht. Wie insbesondere aus den perspektivischen Darstellungen erkennbar ist, ist der Lagerblock 18 als eine Art Träger für eine Vielzahl von Funktionsteilen ausgestaltet, indem von seinem die Schwenkachse 8 umgebenen Bereich zwei parallele, die erwähnte Viertelkreisform bestimmende Seitenwangen 20, 21 abstehen, zwischen denen quasi ein Montageraum 22 gebildet ist.
In diesem Montageraum verläuft nun ein Widerlagerlenker 19, der über eine Achse 23 mit dem variablen Widerlager 16 gelenkig gekoppelt ist. Das dem Widerlager 16 abgewandte Ende des Widerlagerlenkers 19 ist über eine weitere (Anlenk-)Achse 24 in einer kulissenartigen Schiebeführung 25 verschiebbar geführt. Diese Schiebeführung 25 ist als Langlochführung ausgebildet, wobei die etwas gebogene, langlochförmige Kulisse im wesentlichen vertikal und damit quer zur Druckfeder-Wirkrichtung K verläuft. Mit Hilfe der Schiebeführung 25 ist grundsätzlich das der Druckfeder 13 angewandte Ende des Widerlagerlenkers 19 so verschiebbar, daß der durch die Achse 24 definierte Hebelangriffspunkt der Federkraft am Lagerblock 18 in seinem Abstand zur Schwenkachse 8 variabel ist.
Zur Einstellung dieses Abstandes ist eine als Ganzes mit 26 bezeichnete Steuermechanik vorgesehen, die einen Zahnstangenantrieb 27 für die Achse 24 und damit die Position des Widerlagerlenkers 19 aufweist. Dieser Zahnstangenantrieb 27 besteht aus einem Zahnritzel 28, das auf einer im Lagerblock 18 drehbar gelagerten Betätigungswelle 29 sitzt. Diese ist über einen nicht in den Zeichnungen dargestellten Drehgriff von Hand drehbar.
Das Zahnritzel 28 kämmt mit einer Zahnstange 30, die im wesentlichen quer zur Druckfeder-Wirkrichtung in einer im Lagerblock ausgebildeten Linearführung 30 verschiebbar geführt ist. Das in Fig. 2 untenliegende Ende der Zahnstange 30 ist als seitlich zur Achse 24 hin abgekröpfte Langlochöse 32 ausgebildet, die die Anlenkachse 24 des Widerlagerlenkers 19 aufnimmt. Durch eine Drehung des Zahnritzels 28 und die entsprechende Verschiebung der Zahnstange 30 ist damit die Position der Anlenkachse 24 des Widerlagerlenkers 19 steuerbar.
Schließlich ist in Richtung zur Schraubendruckfeder 13 vor dem Lagerblock 18 ein zusätzlicher Stützhebel 33 in einer parallel zu den bisher erwähnten Achsen verlaufenden weiteren Achse 34 schwenkbar gelagert. Sein abgewandtes Ende trägt die bereits erwähnte Achse 23, die das Gelenk zwischen dem variablen Widerlager 16 und dem Widerlagerlenker 19 definiert. In der in Fig. 2 gezeigten, nicht ausgelenkten Grundstellung der Synchronmechanik ist dabei der Stützhebel 33 derart positioniert, daß er am Lagerblock 18 über einen in Seitenansicht kreisbogenförmigen Kontaktbereich 36 kraftschlüssig anliegt. Damit wird die Federkraft der Schraubendruckfeder 1 direkt auf den Lagerblock 18 aufgelastet und die Steuermechanik 26 in dessen Innerem entlastet.
Damit kann insbesondere in der Grundstellung eine besonders kraftarme Verstellung der dann bei der Verschwenkung wirkenden Gegenkraft durch eine Betätigung des Zahnstangenantriebs 27 erfolgen.
Anhand von Fig. 2 kann die Funktionsweise der Federkraftverstellung erläutert werden. Dort ist die Steuermechanik 26 in einer Position dargestellt, in der die Anlenkachse 24 maximalen Abstand A zur Schwenkachse 8 aufweist. Bei einem Verschwenken des Rückenlehnenträgers 7 nach hinten wird diese Schwenkbewegung auf den Lagerblock 18 übertragen und führt dort zu einer Verschwenkung um den Winkel W. Die Anlenkachse 24 durchläuft dabei den Kreisbogenweg X1, der im wesentlichen dem Kompressionsweg der Schraubendruckfeder 13 entspricht.
Wird der Widerlagerlenker 19 über die Steuermechanik 26 nun so verstellt, daß die Anlenkachse 24 am oberen Ende der Langlochführung 25 liegt, so ist der wirksame Abstand a zur Schwenkachse 8 und damit der entsprechende Hebelarm deutlich geringer. Entsprechend fällt bei einer Verschwenkung des Rückenlehnenträgers 7 und damit des Lagerblockes 18 um wiederum den Winkel W der vom Widerlagerlenker 19 und damit vom variablen Widerlager 16 zurückgelegte Kreisbogenweg X2 deutlich geringer aus. Dies bedeutet, daß für den gleichen Schwenkwinkel W die Schraubendruckfeder 13 um ein erheblich geringeres Maß komprimiert wird, was nach dem erwähnten Federgesetz eine weitaus geringere Gegenkraft hervorruft.
Wie insbesondere aus Fig. 5 deutlich wird, kann parallel zu den Schraubendruckfedern 13 eine mittige Gasfeder 37 eingesetzt werden, deren Kolbenstange 38 mit der Achse 15 verbunden ist. Das davon abgewandte Ende der Gasfeder 37 ist am Lagerblock 18 über den in Fig. 5 erkennbaren Ansatz 39 angeschlagen, so daß die Gasfeder 37 im gleichen Sinne wie die Schraubendruckfeder 13 wirkt. Zusätzlich bewirkt sie eine Dämpfung der gesamten Kinematik und kann für eine Blockierung der Schwenkbewegung der Synchronmechanik herangezogen werden. Dazu braucht lediglich der am Vorderende der Kolbenstange 38 angeordnete Auslöseknopf 40 der Gasfeder in bekannter Weise betätigt werden, so daß die Synchronmechanik starr geschaltet wird.
Wie ferner insbesondere in den Fig. 3 und 5 erkennbar ist, ist die der Druckfeder 13 abgewandte Hinterflanke 41 der langlochförmigen Schiebeführung 25 für die Anlenkachse 24 mit aneinandergereihten, flachen Rastvertiefungen 42 versehen. Damit ergibt sich eine gewisse Rasterung der Querposition der Anlenkachse 24 und damit der Federkrafteinstellung.
Wie in Fig. 7 aufgrund des stark überlagerten Zeichnungsdetail relativ schwer erkennbar ist, ist der Sitzträger 3 als durchgehend dünnwandiges Aluminium-Druckguß-Teil ausgebildet, das ein im vertikalen Querschnitt etwa H-förmiges Grundprofil aufweist. Die H-Vertikalschenkel sind von den jeweils durchgehenden Seitenwänden 50, 51 gebildet, die zwischen sich durch einstückig angeformte funktionale Querverrippungen 52 verbunden sind. Beispielhaft ist in Fig. 7 die nur kurz angeschnittene Konusaufnahme 4 im unteren Bereich des Sitzträgers 3 als Querverrippung 52.1 zu nennen. Oben ist eine horizontale Querrippe 52.2 erkennbar.
Von dem Umfangsrändern 53 der Seitenwände 50, 51 stehen jeweils in einander abgewandte Richtungen Randwangen 54, 55 ab, die einerseits einer erheblichen Versteifung der gesamten Anordnung dienen. Andererseits umgrenzen sie eine Montageraum, in dem beispielsweise ein Teil der Federanordnung 10 untergebracht werden kann. Dies ist in Fig. 7 im linken Teil durch die Vielzahl der übereinander gelagerten Linien angedeutet.
Der Sitzträger 3 kann beiderseits mit einer einfachen Abdeckschale 56, 57 abgedeckt werden, die die in Fig. 1 strichliert angedeuteten, langlochförmigen Durchbrüche 58, 59 für verschiedene Betätigungselemente, wie beispielsweise die Betätigungswelle 29, aufweist.