DE19753465A1 - Aktiv-dynamische, selbstrückstellende Sitzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aktiv-dynamische Sitzvorrichtung mit mindestens einem schwenkbaren Sitzteil, und ein Gelenk für eine solches Sitzteil, insbesondere Auflageelemente für ein allseitig schwenkbares Sitzteil, die ein Selbstrückstellgelenk bilden.

Aktiv-dynamische Sitzvorrichtungen sind dazu eingerichtet, daß eine sitzende Person muskulaturstärkende Bewegungen ausführen kann. Hierzu ist bei herkömmlich bekannten aktiv-dynamischen Sitzvorrichtungen ein Sitzteil allseitig neigbar oder schwenk­ bar derart elastisch an einem Basisteil angebracht, daß die sitzende Person bei Schwenkung des Sitzteils unter Einsatz von Körperarbeit leicht wieder in den unverschwenkten Grundzustand gelangt. Diese Rückstellung wird bei herkömmlichen Sitzvor­ richtungen durch Federeinrichtungen unterstützt, die der Sitz­ teilauslenkung eine rückstellend wirkende Gegenkraft liefern.

Es ist beispielsweise allgemein bekannt, eine derartige Feder­ einrichtung als Biegegelenk 710 an einem einsäuligen Hocker bereitzustellen, der in Fig. 7 illustriert ist. Ein Haupt­ nachteil dieses Hockers ergibt sich aus dem instabilen Sitzen, das unten näher erläutert wird. Der Hocker ist aber auch nachteilig, da aufwendige Vorkehrungen zur Bereitstellung ver­ schiedener Sitzbedingungen erforderlich sind. So wäre bei­ spielsweise eine Höheneinstellung mit zusätzlichen Stabilitäts- und Sicherheitsproblemen verbunden. Ferner ist die Federkonstante der Federeinrichtung an eine vorbestimmte, mittlere Körpermasse der sitzenden Person angepaßt, so daß ein Einsatz bei besonders geringen oder großen Körpermassen nur eingeschränkt wirksam ist.

Weitere aktiv-dynamische Sitzvorrichtungen sind aus DE-OS 42 10 135 und DE-OS 42 44 656 bekannt. Die in DE-OS 42 10 135 beschriebene Sitzvorrichtung ist in Fig. 8 dargestellt und umfaßt ein Sitzteil 840, ein Fußteil 850 und ein Zwischenstück 810. Das Sitzteil ist mit dem Zwischenstück am Fußteil um Lagerpunkte 811 schwenkbar gelagert. Das Zwi­ schenstück ist mit einer Feder-Rückstelleinrichtung 812 im Fußteil verbunden, die zur Vertikaleinstellung des Zwischen­ stücks mit dem Sitzteil vorgesehen ist. Die Feder ist so di­ mensioniert, daß das unbelastete Sitzteil sicher rückgestellt wird und das belastete Sitzteil ein labiles Gleichgewicht einnimmt.

Der Nachteil dieser Sitzvorrichtungen besteht wie bei dem oben genannten Hocker darin, daß die Schwenkung des Sitzteils immer bedeutet, daß ein instabiler Zustand eingenommen wird. Die herkömmliche Rückstelleinrichtung ist immer darauf gerichtet, den Sitz rückzustellen, nicht jedoch die sitzende Person. Die sitzende Person ist ständig gezwungen, sich mit den Füßen auf dem Boden abzustützen oder in den Grundzustand zurückzuschie­ ben. Dies entspricht zwar dem Sinn einer aktiv-dynamischen Sitzvorrichtung, ist aber für einen Dauereinsatz z. B. als Büro- oder Schulstuhl unakzeptabel.

Aufgrund der genannten Nachteile haben sich herkömmliche aktiv-dynamische Sitzvorrichtungen bisher nicht als Sitze für den Dauer- oder Routinebetrieb geeignet. Sie sind insbesondere in den Fällen nicht einsetzbar, in denen eine Person für län­ gere Zeit an einen Platz gebunden ist, aus Entspannungsgründen jedoch auch im Sitzen Bewegung benötigen würde (Sitzen in Ver­ kehrsmitteln, Warteräume, Zuschauerräume).

In der bisher unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 197 13 117 wird eine aktiv-dynamische Sitzvorrichtung (siehe Fig. 9A, 9B) mit einem Basisteil 950 und mindestens einem Sitzteil 940 beschrieben, das zur Aufnahme einer Gewichtsbela­ stung eingerichtet und in Bezug auf das Basisteil aus einem Grundzustand (Fig. 9A) in einen verschwenkten Zustand (Fig. 9B) beweglich ist. Das Sitzteil 940 ist mit einem Trägermittel 920 am Basisteil 950 angebracht, an dem im durch eine Ge­ wichtsbelastung verschwenkten Zustand ein Drehmoment gebildet wird, das auf eine Rückstellung (Richtung R) des Sitzteils in den Grundzustand gerichtet ist. Das Trägermittel besitzt mit dem Basisteil eine Verbindung, die bei Auslenkung des Sitz­ teils (Schwenkrichtung S) simultan eine Verschiebung der Schwenkachse A → A' bewirkt, wobei die Verschiebung größer als die Auslenkung ist, so daß das gebildete Drehmoment eine Rückstellkraft auf das Sitzteil bewirkt.

Die Verbindung des Trägermittels mit dem Basisteil weist je­ weils ein Auflageelementepaar mit einer Auskragung des Träger­ mittels und einer Auflage des Basisteils auf, die durch ein elastisches Verbindungselement verbunden sind.

Diese Sitzvorrichtung besitzt zwar den Vorteil einer Selbst­ rückstellung, die eine Sitzteilrückstellung des belasteten Sitzteils bewirkt. Beim Einsatz des Schwenksitzes ergibt sich der folgende Nachteil. Die Auslenkung des Sitzteils aus dem Grundzustand erfordert die Aufwendung von Arbeit gegen die Wirkung der elastischen Verbindungselemente. Dies ist zwar bei einer aktiv-dynamischen Sitzvorrichtung generell nicht uner­ wünscht, kann aber auch in bestimmten Einsatzfällen zu Unbe­ quemlichkeiten führen. Außerdem ist der Aufbau wegen des Tei­ leaufwandes, der beschränkten Arretierbarkeit des Auflageele­ mentepaares und der Gefahr eines hohen Verschleißes nachteilig.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte selbstrück­ stellende, aktiv-dynamische Sitzvorrichtung mit erweitertem Einsatzbereich zu schaffen, die einen vereinfachten Aufbau und eine erhöhte Stabilität und Zuverlässigkeit besitzt. Die Er­ findung ist insbesondere auf die Schaffung eines neuen Gelenks gerichtet, das als Verbindung zwischen Sitzteil und Basisteil an einer Sitzvorrichtung mit selbstrückstellendem, belastetem Sitzteil geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Sitzvorrichtung bzw. ein Gelenk mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bzw. 10 gelöst. Vor­ teilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Grundlage der Erfindung ist die Schaffung einer Sitzvor­ richtung mit einem schwenkbaren Sitzteil, das so an einem Basis- oder Standteil angebracht ist, daß bei Ausübung einer Auslenkkraft zur Bewegung des Sitzteils in einen verschwenkten Zustand gleichzeitig auf das Sitzteil eine Rückstellkraft aus­ geübt wird, die der Auslenkkraft entgegengesetzt gerichtet ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sitzvorrichtungen, von de­ nen der Auslenkkraft ausschließlich die elastische Rückstell­ kraft einer Federverbindung als Gegenkraft entgegengerichtet wird, ist bei der erfindungsgemäßen Sitzvorrichtung das Sitz­ teil so verschwenkbar am Basisteil angebracht, daß das Sitz­ teil ggf. mit einem Trägermittel in Bezug auf die Verbindung mit dem Basisteil einen Hebel bildet, der bei Belastung des Sitzteils ein Rückstelldrehmoment auf das Sitzteil ausübt. Das Sitzteil ist mit einer Höhe (H) über einer Gelenkverbindung mit dem Basisteil angeordnet. Die Gelenkverbindung ist dazu eingerichtet, daß sich bei Verschwenken des Sitzteils in eine Schwenkrichtung um eine Schwenkachse (A) diese Schwenkachse selbst in die Schwenkrichtung bewegt. Die Schwenkachse besitzt eine Orientierung (Richtung), die je nach Schwenkrichtung ver­ änderlich ist, d. h. das Sitzteil ist allseits schwenkbar. Wenn die Achsenverschiebung (r) zwischen der Lage der Schwenkachse im unverschwenkten Zustand und der aktuellen Lage der Schwenkachse größer als die horizontale Auslenkung des Sitzteils ist, wird das Rückstelldrehmoment direkt durch die Gewichtskraft der sitzenden Person gebildet. Dadurch wird das Sitzen auf einer erfindungsgemäßen Sitzvorrichtung dahingehend stabilisiert, daß zur Rückführung des Sitzteils vom ver­ schwenkten in einen unverschwenkten Zustand (Grundzustand) von der sitzenden Person keine zusätzliche Muskelkraft ausgeübt werden muß.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Sitzteil an einem Trägermittel befestigt, daß derart mit einer im wesentlichen horizontalen Schwenkachse verschwenkbar mit dem Basisteil verbunden ist, daß im verschwenkten Zustand ein rückstellendes Drehmoment in Bezug auf die Drehachse auf das Sitzteil wirkt. Das Trägermittel kann beispielsweise durch eine starre oder höhenverstellbare Säule gebildet werden, an deren in Standposition oberen Ende das Sitzteil befestigt ist und die darunter eine Auskragung aufweist, mit der die Säule mit einem Gelenk verbunden ist, das auf dem Basisteil auf­ liegt. Das Trägermittel kann unterhalb der Auskragung einen herausragenden Teil aufweisen.

Die Sitzeigenschaften einer erfindungsgemäßen Sitzvorrichtung werden entscheidend durch die Höhe (im folgenden: Schwenkhöhe H) des Sitzteils über einer horizontalen Bezugsebene des Ge­ lenks und den radialen Abstand (im folgenden: Achsenverschie­ bung r) der aktuellen Schwenkachse von der Symmetrieachse des Gelenks (bzw. des Trägermittels), die von der Schwenkachse im unverschwenkten Zustand geschnitten wird, bestimmt. Die hori­ zontalen Bezugsebene ist die Ebene, in der sich die aktuelle Schwenkachse des Sitzteils bei der Schwenkbewegung in Bezug auf das Basisteil befindet. Die Gesamtsitzhöhe der erfindungs­ gemäßen Sitzvorrichtung setzt sich somit aus dem Abstand der Bezugsebene über dem Untergrund (Boden) und der Schwenkhöhe zusammen.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform besitzt eine erfin­ dungsgemäße Sitzvorrichtung eine Vielzahl von neigbaren Sitz­ teilen, die beispielsweise zur Bildung einer sogenannten Sy­ stembestuhlung reihen- oder matrixartig an einem gemeinsamen Basisteil angebracht sind.

Erfindungsgemäße Sitzvorrichtungen besitzen die folgenden Vor­ teile. Erstens sind sie selbststabilisierend. Durch das Ge­ wicht der sitzenden Person wird bei Verschwenken des Sitztei­ les der Betrag des rückstellenden Drehmoments bestimmt, so daß die selbststabilisierende Wirkung bei beliebigen Massen auf­ tritt (Gewichtsunabhängigkeit). Zweitens läßt sich die erfin­ dungsgemäße Sitzvorrichtung mit geringem Aufwand höhenver­ stellbar aufbauen. Der Aufbau ist so einfach, daß eine Kompa­ tibilität mit den Grundformen der Basisteile herkömmlicher Bürostühle gegeben ist. Ferner wird erstmalig ein Sitzaufbau beschrieben, der die Gestaltung einer aktiv-dynamischen Sy­ stembestuhlung ermöglicht. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Möglichkeit, die aktiv-dynamische, allseitig neigbare Sitzvorrichtung leicht in eine aktiv-dynamische Sitzvorrich­ tung, die nur in eine vorbestimmte Richtung neigbar ist (Schaukelzustand), oder in eine stabile, passive Sitzvorrich­ tung umzuwandeln.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Gelenk für eine Sitzvor­ richtung, das vorzugsweise an der beschriebenen Sitzvorrich­ tung als Verbindung zwischen dem Sitzteil (oder dem Trägermit­ tel) und dem Basisteil vorgesehen ist. Das Gelenk gemäß der Erfindung kann aber auch in allen anderen aktiv-dynamischen Stützvorrichtungen z. B. als Verbindung zwischen einem Träger­ teil und einem Basisteil vorgesehen sein.

Es wird ein achsenfreies, selbstrückstellendes Gelenk geschaf­ fen, das eine Drehbarkeit (Schwenkbarkeit) des Sitzteils in Bezug auf das Basisteil simultan um zwei schräg oder senkrecht zueinander verlaufende, einen bestimmten Winkel (≠0) bildende Achsen durch Auflage des Sitzteils auf nach unten gekrümmten Gelenkelementen bereitstellt, von denen ein unteres Gelenkele­ ment auf einer Auflagefläche des Basisteils und ein oberes Gelenkelement auf einer Auflagefläche, die durch die Oberseite des unteren Gelenkelements gebildet wird, abrollbar angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform stehen die Achsen senkrecht zueinander, so daß das Gelenk wie ein achsenfreies, kardanisches Gelenk wirkt. Es können aber auch andere Winkel zwischen den Achsen zur Erzielung bestimmter Vorzugsschwenk­ richtungen vorgesehen sein. Die Auflageflächen sind vorzugs­ weise eben, können aber zur Erzielung bestimmter Schwenkeigen­ schaften auch gekrümmt sein. Die Gelenkelemente sind vorzugs­ weise Kurvenplatten mit in Betriebsposition nach unten ge­ krümmten Mantelflächen oder Stützkufen. Die Stützkufen (mindestens zwei) stellen Teilbereiche von Mantelflächen (oder teilweise geschlossene Mantelflächen) dar, die das jeweilige Abrollen der Gelenkelemente auf den Auflageflächen sicherstel­ len. Im folgenden wird ohne Beschränkung lediglich auf die geschlossenen Mantelflächen Bezug genommen, wobei die jewei­ ligen Merkmale des Gelenks entsprechend auch mit Stützkufen als nur teilweise geschlossene Mantelflächen realisierbar sind.

Die Krümmung der Mantelflächen oder der Flächen, in denen die Stützkufen liegen, entspricht der Form eines Ausschnitts einer Zylinderoberfläche. Je nach den zu erzielenden Schwenkeigen­ schaften ist der Zylinder ein Kreiszylinder oder ein ellipti­ scher, hyperbolischer oder parabolischer Zylinder oder ein Zylinder mit einer anderweitigen Oberflächenkrümmung.

Das Gelenk besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus einem übereinander angeordneten Kurvenplattenpaar, von dem eine untere Kurvenplatte eine gekrümmten untere Mantelfläche, die auf einer horizontalen Auflage des Basisteils aufliegt, und eine ebene, obere Mantelfläche besitzt, und eine obere Kurvenplatte mit einer gekrümmten unteren Mantelfläche auf der oberen Mantelfläche der unteren Kurvenplatte aufliegt und mit dem Sitzteil (ggf. über das Trägermittel) in fester Verbindung steht. Das Gelenk enthält ferner Ausrichtungsmittel, die zur gegenseitigen Ausrichtung der Kurvenplatten vorgesehen sind. Die Kurvenplatten sind so zueinander ausgerichtet, daß die Achsen der (gedachten) Zylinder entsprechend den Zylinderober­ flächen einen vorbestimmten Winkel zueinander bilden, z. B. senkrecht zueinander stehen.

Im unverschwenkten Grundzustand des Sitzteils berührt jede untere Mantelfläche die jeweilige Auflagefläche entlang einer Scheitellinie maximaler Dicke der Kurvenplatte und in einem verschwenkten Zustand berührt jede untere Mantelfläche die jeweilige Auflagefläche entlang einer geraden Auflagelinie parallel zu der Scheitellinie. Die Scheitellinie kann eine Symmetrielinie der Kurvenplatte bilden oder außermittig ver­ laufen. Weitere Berührungspunkte können sich durch die Aus­ richtungsmittel ergeben. Die Kurvenplatten sind somit gegen­ über der jeweiligen Auflagefläche um eine Auflagelinie schwenkbar, die jeweils eine lokale, bewegliche Schwenkachse bildet. Beide lokalen Schwenkachsen stehen schräg, vorzugswei­ se senkrecht, zueinander. Das Sitzteil besitzt dann gegenüber dem Basisteil eine mehrseitige, vorzugsweise allseitige, Ver­ schwenkbarkeit nach Art einer kardanischen Achsenaufhängung, wobei die Lage der effektiven Sitzteilschwenkachse gegenüber dem Basisteil von der Lage der lokalen Schwenkachsen abhängt. Die Kurvenplatten sind so zueinander ausgerichtet, daß bei jedem Verschwenken des Sitzteils dieses auf einer bestimmten Kugel-, Ellipsoid-, Hyperboloid- oder Paraboloidoberfläche oder anderweitig gekrümmten Oberfläche bewegt wird.

Es kann vorgesehen sein, daß die Krümmungsradien der Kurven­ platten verschieden sind (z. B. Krümmungsradius oben < Krüm­ mungsradius unten).

Im Unterschied zur kardanischen Achsenaufhängung erlaubt es die Erfindung, die Krümmungsradien und die Höhe des Sitzteils über dem Basisteil derart auszuwählen, daß im durch eine Ge­ wichtsbelastung verschwenkten Zustand des Sitzteils das auf eine Rückstellung in den Grundzustand gerichtetes Drehmoment gebildet wird. Die Krümmungsradien und die Höhe des Sitzteils werden vorzugsweise so ausgewählt, daß bei Auslenkung des Sitzteils simultan eine Verschiebung der Schwenkachse des Sitzteils in Bezug auf das Basisteil erfolgt, die größer als die Auslenkung ist, so daß das gebildete Drehmoment eine Rück­ stellkraft auf das Sitzteil bewirkt. Hierzu ist der effektive Krümmungsradius der Oberfläche, auf der sich das Sitzteil be­ wegt, größer oder gleich der senkrechten Höhe des Sitzteils (Angriffspunkt der Gewichtskraft) über der Bezugsebene, in der die effektiven Sitzteilschwenkachse liegt.

Die Kurvenplatten sind mit Ausrichtungsmitteln versehen, die die Ausrichtung der Scheitellinien senkrecht oder anderweitig schräg zueinander sicherstellen. Die Ausrichtungsmittel können eine Zentrierungseinrichtung in der Mitte der oberen Kurven­ platte, die mit einer Führungsausnehmung in der unteren Kur­ venplatte zusammenwirkt, und/oder Eingriffselemente auf den Mantel- und/oder Auflageflächen umfassen. Um eine freie Ver­ schwenkbarkeit der oberen Kurvenplatte mit einer durch die untere Kurvenplatte durchgehenden Zentrierungseinrichtung (z. B. ein Zapfen) oder Trägermittel sicherzustellen, besitzt die untere Kurvenplatte eine kanal- oder schlitzförmige Aus­ nehmung der gekrümmten Mantelfläche.

Ein Vorteil des Gelenks besteht im vereinfachten Aufbau der Verbindung zwischen Sitzteil und Basisteil. Es ist ein steti­ ges, stufenfreies, gleichmäßiges, allseitiges Verschwenken des Sitzteils ohne den Einsatz zusätzlicher elastischer Elemente möglich. Die Gestalt der Auflageflächen ermöglicht ein Ver­ schwenken, das einem Abrollen auf einer ebenen Unterlage ent­ spricht, und stellt jedoch sicher, das in jeder verschwenkten Position die Rückstellkraft entsprechend den oben erläuterten Prinzipien erfolgt. Das Gelenk erlaubt eine einfache Arretier­ barkeit durch Festklammern der Zentrierungseinrichtung oder seitliches Einfahren von Arretierungskeilen in die Zwischen­ räume zwischen den gekrümmten Mantelflächen und den jeweiligen Auflageflächen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im fol­ genden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausfüh­ rungsform einer Sitzvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Gelenks in Verbindung mit einem Sitzteil und einem Basisteil gemäß einer zweiten Ausführungsform einer Sitzvor­ richtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Gelenks gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung eines Gelenks gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Darstellung der oberen Kurvenplatte eines Gelenks gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Darstellung der unteren Kurvenplatte eines Gelenks gemäß der Erfindung;

Fig. 7 eine herkömmliche aktiv-dynamische Sitzvorrichtung mit beweglichem Sitzteil (Stand der Technik);

Fig. 8 eine weitere herkömmliche aktiv-dynamische Sitzvor­ richtung mit beweglichem Sitzteil (Stand der Technik); und

Fign. 9A, 9B schematische Seitenansichten einer weiteren aktiv-dynamischen Sitzvorrichtung.

Die Erfindung wird im folgenden insbesondere in Bezug auf die Verbindung zwischen einem Sitzteil und einem Basisteil be­ schrieben, die an sich als weitere Komponenten alle üblichen Teile einer herkömmlichen Sitzvorrichtung (Lehnen, Höhenver­ stellung etc.) umfassen können.

Die erfindungsgemäße Sitzvorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt ein Sitzteil 40 (aus Übersichtlichkeitsgründen verkleinert darge­ stellt), das an einem Trägermittel 22 befestigt ist, das über das Gelenk 10 mit dem Basisteil 50 verbunden ist. Die Sitzvor­ richtung steht fest oder rollend mit dem Basisteil 50 auf ei­ nem Untergrund 80, so daß sich in Standposition das Sitzteil 40 am oberen Ende des Trägermittels 22 befindet. Das Sitzteil 40 umfaßt eine Sitzplatte 41, die an ihrer Oberseite je nach Anwendungsfall mit einer passenden Formung oder Polsterung 42 versehen ist. Das Trägermittel 22 wird vorzugsweise durch eine höhenverstellbare Gasfedersäule gebildet und besitzt am oberen Ende eine seitliche Auskragung 221, die mit dem Gelenk 10 zu­ sammenwirkt. Das Gelenk 10 ist bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform eine Kurvenplattenauflage, die axialsymmetrisch zum Trägermittel 22 angeordnet ist. Die seitliche Auskragung 221 ist mit der oberen Kurvenplatte starr verbunden, durch die das Trägermittel hindurchführt. Das Trägermittel kann simultan als Führung des Gelenks in Bezug auf das Basisteil dienen. Die Kurvenplattenauflage, deren Einzelheiten unten beschrieben werden, wird von einer Auflage 52 des Basisteils 50 gehalten.

Die genannten Komponenten der Sitzvorrichtung wirken wie folgt zusammen. Wenn sich eine Person auf das Sitzteil 40 setzt, wird das Gelenk 10 einer Kraftwirkung ausgesetzt. Bildet die sitzende Person bei ruhigem, im wesentlichen axialsymmetri­ schem Sitz eine senkrecht nach unten gerichtete Gewichtskraft, so ist das Gelenk eine gleichförmig Auflage, wie es bei einer herkömmlichen passiven Sitzvorrichtung mit starrer, federnd gelagerter Säule der Fall ist. Bewegt sich jedoch die Person in eine horizontale Richtung (z. B. Schwenkrichtung S), so wird zusätzlich eine Auslenkkraft ausgeübt, unter deren Wir­ kung das Sitzteil 40 auf dem Basisteil 50 abrollt. Das Sitz­ teil 40 und das mit dem Sitzteil 40 fest verbundene Trägermit­ tel 22 werden somit um eine Drehachse geschwenkt, die im we­ sentlichen in einer horizontalen Bezugsebene zwischen der Aus­ kragung 221 und der Auflage 52 liegt. Die Schwenkachse liegt ferner im wesentlichen senkrecht zur horizontalen Bewegungs­ richtung und bewegt sich beispielsweise von A nach A'. Da das Gelenk zwischen dem Trägermittel und dem Basisteil kein star­ res Lager bildet, ist der Ort der Schwenkachse beim Verschwen­ ken nicht fest. Die horizontale Auslenkung des Sitzteils 40 erfolge in einer Richtung, die in der Zeichnungsebene liegt. Die Schwenkachse A' steht somit senkrecht auf der Zeichnungs­ ebene und liegt in der Bezugsebene E (ebenfalls senkrecht auf der Zeichnungsebene). In diesem Zustand wirkt über das Träger­ mittel 22 auf das Sitzteil 40 ein Drehmoment, das in Bezug auf die Schwenkachse A' rückstellend in Richtung des Pfeiles R wirkt. Entsprechend wirkt auf das Sitzteil 40 eine Rückstell­ kraft, die eine Rückkehr in den unverschwenkten Zustand ohne zusätzlichen Muskelkraftaufwand der sitzenden Person ermög­ licht. Die Größe des Drehmoments und somit die Sitzeigenschaf­ ten der Sitzvorrichtung werden durch die Schwenkhöhe H (s. Fig. 1) und die Achsenverschiebung r (= |AA'|) bestimmt. Wenn das Lot vom Punkt 43 der Kraftübertragung vom Sitzteil auf das Trägermittel die Bezugsebene E innerhalb des Abstandes A-A' schneidet, so wird das Rückstelldrehmoment ausgebildet. Für ein stabiles Sitzen muß gelten:

r < tan Φ.H (1)

wobei Φ der Schwenkwinkel zwischen den Ausrichtungen des Sitz­ teils (oder des Trägermittels) im Grundzustand und im ver­ schwenkten Zustand ist.

Bei der dargestellten Kurvenplattenauflage wird diese Bedin­ gung erfüllt, falls der durch die Auflagekrümmungen gebildete, effektive Krümmungsradius des Gelenks größer als die Höhe H des Sitzteils über der aktuellen Drehachse ist. Bei kreiszy­ lindrischen Kurvenplattenauflagen gleicher Krümmungsradien R muß somit R < H gelten. Bei Kurvenplattenauflagen mit Krümmun­ gen gemäß anderer Kegelschnitte ist die Bedingung entsprechend ableitbar. Die Stabilität des Sitzteiles ist somit gewährlei­ stet, solange der Ansatzpunkt 43 zwischen dem Sitzteil 40 und dem Trägermittel 22 nicht weiter als die Achsenverschiebung r von der vertikalen Symmetrieachse der Sitzvorrichtung abweicht.

Mit einem in Bezug auf die Verbindung zum Basisteil höhenver­ änderlichen Sitzteil läßt sich die erfindungsgemäße Sitzvor­ richtung auch zum Sitzen im indifferenten oder labilen Gleich­ gewicht einrichten. Hierzu wird H derart verändert, daß je­ weils r = tan Φ.H oder r < tan Φ.H gilt.

Die in den Fig. 1 dargestellte Sitzvorrichtung kann wie folgt modifiziert werden. Anstelle des festen Ansatzpunktes 43 kann ein Gelenk vorgesehen sein, wie es beispielsweise im deutschen Gebrauchsmuster DE-GM 295 16 794 beschrieben ist. In diesem Fall ist das Verschwenken des Sitzteils nicht wie bei einem starren Ansatz mit einer Sitzteilneigung verbunden. Vielmehr kann das Sitzteil horizontal ausgerichtet bleiben. Ferner kann das Trägermittel 22 eine mechanische Federung oder eine Gasfe­ der enthalten. Es kann ferner eine Höhenverstellvorrichtung am Trägermittel 22 vorgesehen sein.

Die Auskragung 221, das Gelenk 10 und die Auflage 52 können eine in Bezug auf das unverschwenkte Trägermittel axialsymme­ trische (z. B. kreisförmige) oder außermittig versetzte oder auch eine anderweitige (z. B. rechteckige) Grundform besitzen. Das Basisteil 50 kann statt der dargestellten Kegelstumpfge­ stalt aus einzelnen Stützbeinen bestehen, die an ihren unteren Enden mit einem Bodenkreuz (z. B. DIN-gerecht mit fünf Auflage­ punkten) angebracht sind. Ferner können zwischen dem Basisteil 50 und dem Untergrund 80 Trägerrollen oder -walzen angebracht sein.

Weitere Einzelheiten des Gelenks 10 gemäß der Erfindung werden anhand der in Fig. 2 gezeigten Schnittansicht erläutert. Das Gelenk 10 mit einer oberen Kurvenplatte 20 und einer unteren Kurvenplatte 30 ist bei dieser Ausführungsform in Verbindung mit dem Sitzteil 40 und dem Basisteil 50 mit einem Zapfen 22 dargestellt, der das Trägermittel gemäß Fig. 1 ersetzt. Die Einzelheiten des Gelenks sind in entsprechender Weise bei An­ bringung des Trägermittels 22 gemäß Fig. 1 an der oberen Kur­ venplatte oder auch mit einer anderen als der beschriebenen kreiszylinderförmigen Oberflächenkrümmung realisierbar.

Die obere Kurvenplatte 20 ist bei dieser Ausführungsform mit­ tig an der Unterseite des Sitzteils 40 befestigt. Die nach unten weisende Mantelfläche 21, deren Einzelheiten unten be­ schrieben werden, besitzt die Form einer Zylinderoberfläche und als Teil der Ausrichtungsmittel den vorragenden Zapfen 22. Der Zapfen 22 ist symmetrisch zur Mantelfläche und senkrecht zur Bezugsebene ausgerichtet, die durch die Ebene des Sitz­ teils gebildet wird (Horizontalebene im unverschwenkten Zu­ stand), und dient der Führung des Gelenks in Bezug auf das Basisteil. Hierzu ist im Basisteil eine entsprechende Durch­ gangsaufnahme 51 vorgesehen, deren Durchmesser dem Zapfen soviel Spiel bietet, das ein Verschwenken des Sitzteils nicht behindert wird. Anstelle des zentralen Zapfens 22 kann als Ausrichtungsmittel auch eine äußere Führung vorgesehen sein, die die äußeren Umfangslinien der Kurvenplatten zueinander wiederum mit einem genügend großen Spielraum ausrichtet.

Im Grundzustand (unverschwenkt) liegt die obere Kurvenplatte 20 entlang der Scheitellinie 23 der Zylinder-Mantelfläche 21 auf der ebenen Oberseite der unteren Kurvenplatte 30. Die un­ tere Kurvenplatte 30 liegt wiederum auf einer oberen horizon­ talen Auflage 52 des Basisteils 50. Die nach unten weisende Auflagefläche 31, deren Einzelheiten unten beschrieben werden, besitzt ebenfalls die Form einer Zylinderoberfläche.

Die obere und untere Kurvenplatte 20, 30 sind so zusammenge­ setzt, daß die Scheitellinien senkrecht zueinander verlaufen. Die Scheitellinie 33 der unteren Kurvenplatte 30 verläuft niedriger als die Scheitellinie 23.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Perspektivansicht der Kurven­ plattenanordnung des erfindungsgemäßen Gelenks in zusammenge­ setzter bzw. getrennter Darstellung. Die Kurvenplatten 20, 30 besitzen eine quadratische Grundfläche. Es ist jedoch auch eine beliebige rechteckige oder runde (siehe Fig. 5, 6) Grundfläche möglich. Die gekrümmten Mantelflächen 21, 31 sind bis an den Rand der Grundflächen geführt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Der Zapfen 22 ist aus Übersicht­ lichkeitsgründen nach oben und unten weit hinausragend ge­ zeichnet. Er kann durch eine höhenverstellbare Gasfeder (siehe Fig. 1) ersetzt sein, an deren Oberende das Sitzteil be­ festigt ist. Es ist nicht zwingend erforderlich, das die Ge­ lenkteile mit dem Zapfen versehen sind.

An der unteren Kurvenplatte ist in den Fig. 3 und 4 eine Ausnehmung 32 erkennbar, die kanal- oder schlitzförmig paral­ lel zur Scheitellinie der Zylinderfläche bzw. parallel zur Schwenkrichtung der oberen Kurvenplatte verläuft und beim Schwenken Platz für den durchgehenden Zapfen 22 schafft. Die Länge der Ausnehmung 32 ist somit an die maximale Auslenkung des Zapfens 22 angepaßt. Bei einer alternativen Gestaltung der Ausnehmung (siehe Fig. 6) ist diese ein Kanal 32 mit einem kreisförmigem Querschnitt entsprechend der maximale Auslenkung des Zapfens.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die untere Mantelfläche und zwei Schnittansichten der oberen Kurvenplatte 20 gemäß der oben gezeigten zweiten Ausführungsform mit dem Zapfen 22 an der oberen Kurvenplatte. Bei der ersten Ausführungsform be­ sitzt die obere Kurvenplatte anstelle des Zapfens eine durch­ gehende Ausnehmung, durch die das Trägermittel ragt und an dessen oberen Rand die Auskragung 221 des Trägermittels be­ festigt ist. Gemäß Fig. 5A besitzt die erste Kurvenplatte eine kreisrunde Gestalt (abweichend vom eckigen Grundriß gemäß Fig. 2) mit einem Radius, der dem Radius der unteren Kurven­ platte entspricht. Dies ist jedoch nicht zwingend. Es können auch verschiedene Größen vorgesehen sein.

Die Auflagefläche 21 ist unter Bildung einer Scheitellinie 23 derart gekrümmt, daß ein Schnitt senkrecht zur Scheitellinie 23 (Fig. 5B) eine kreisrunde Begrenzung und ein Schnitt pa­ rallel zur Scheitellinie 23 (Fig. 5C) eine gerade Begrenzung ergibt. Die Auflagefläche 21 besitzt somit die Gestalt eine Zylinderoberfläche. Die Scheitellinie 23 befindet sich hier symmetrisch in der Mitte der Kurvenplatte (Fig. 5A). Bei an­ ders gekrümmten Mantelflächen kann die Scheitellinie dem Aus­ schnitt einer Hyperbel, Ellipse, Parabel oder anderen Kurven­ form folgen. Es kann vorgesehen sein, daß die Scheitellinie keine Symmetrielinie bildet, sondern in Sitzrichtung vor oder hinter dem Trägermittel angeordnet ist. Damit wird ein asymme­ trisches Sitzen zur Anpassung an bestimmte Sitzphysiologien erzielt.

Die Fig. 5A-5C zeigen ferner schematische Illustrationen der Ausrichtungsmittel, die neben dem Zapfen 22 auch Verzah­ nungen 60 umfassen können, die mit entsprechenden Löchern 70 auf der Auflagefläche (Oberseite der unteren Kurvenplatte) zusammenwirken. Die Zahl und Position der Verzahnungen ist vorzugsweise so gewählt, daß in jeder Schwenkposition des Sitzteils mindestens zwei Zahn-Loch-Paare ineinandergreifen und so gemeinsam mit dem Zapfen die Ausrichtung der Auflage­ flächen sicherstellen. Es können auf jeder Kurvenplatte Ver­ zahnungen und/oder Löcher vorgesehen sein. Die Verzahnungen 60 und Löcher besitzen eine sich zum Ende bzw. zum Boden hin ver­ jüngende Form. Alternativ können anstelle der Verzahnungen/ Löcher auch ineinandergreifende Wellungen (Nuten und Schienen) auf der unteren Mantelfläche der oberen Kurvenplatte bzw. obe­ ren Auflageseite der unteren Kurvenplatte vorgesehen sein.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die untere Mantelfläche und zwei Schnittansichten der unteren Kurvenplatte. Gemäß Fig. 6A besitzt die untere Kurvenplatte eine kreisrunde Gestalt mit einer mittigen Aussparung 35. Die untere Kurvenplatte ist ein­ stückig wie die erste Kurvenplatte mit anschließendem Einfrä­ sen der Aussparung 35 oder aus zwei Plattenteilen 30A, 30B auf einem gemeinsamen Träger 34 gebildet. Die Plattenteilen 30A, 30B wirken wie Stützkufen. Am Boden der Aussparung 35 befindet sich als Teil der Ausnehmung 32 eine Öffnung, die mit der Durchgangsaufnahme 51 des Basisteils ausgerichtet ist. Die kanalförmige Ausnehmung 32, die hier Teil der Aussparung 35 ist, bildet einen Spielraum für den Zapfen 22 (oder bei der ersten Ausführungsform für das Trägermittel) bei Verschwenken des Sitzteils. Im Unterschied zu der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform besitzt die Ausnehmung 32 gemäß Fig. 6 jedoch ohne Vorzugsrichtung eine derartige Breite, daß in der Schwenkrichtung der oberen Kurvenplatte (Beispiel: pa­ rallel zur Scheitellinie 33) genügend Spielraum für die Schwenkbewegung des durchragenden Trägermittels oder Zapfens gebildet wird.

Die Mantelfläche 31A, 31B ist unter Bildung einer Scheitelli­ nie 33 derart gekrümmt, daß ein Schnitt senkrecht zur Scheitellinie 33 (Fig. 6B) eine kreisrunde Begrenzung und ein Schnitt parallel zur Scheitellinie 33 (Fig. 6C) eine gerade Begrenzung ergibt. Die Mantelfläche 31A, 31B besitzt somit ebenfalls die Gestalt eine Zylinderoberfläche. Die Scheitelli­ nie 33 befindet sich vorzugsweise symmetrisch in der Mitte der Kurvenplatte (Fig. 6A).

Die Krümmungsradien der Mantelflächen 21 und 31A, 31B sind gleich groß dargestellt. Die Grundrisse der Kurvenplatten (Gelenkflächen) besitzen charakteristische Dimensionen, die vorzugsweise derart ausgewählt sind, daß ein sicheres Ver­ schwenken des Sitzteils beispielsweise gemäß der DIN-Norm (Auslenkung rund 10 cm aus dem Grundzustand) möglich ist. Die Gelenkflächen können beispielsweise Seitenmaße von rd. 20 cm besitzen. Die Krümmungsradien können dann beispielsweise im Bereich von rd. 20 cm bis 30 cm liegen. Die Kurvenplatten be­ stehen vorzugsweise aus Kunststoff-Spritzgußmaterial, welches vorteilhafterweise ein geräuscharmes Verschwenken ermöglicht.

Die Fig. 6A-6C zeigen entsprechend Illustrationen der Ausrichtungsmittel, die durch den Verzahnungen 60 entsprechen­ den Löchern 70 auf der ebenen Oberseite 36 gebildet werden.

Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung ist der Einsatz des Gelenks an einer Sitzvorrichtung, wie sie in den Fig. 9A, 9B gezeigt und deren Funktion oben erläutert ist, anstelle der Verbindung mit elastischen Elementen.

Die dynamischen Eigenschaften des Gelenks zwischen dem Sitz­ teil und dem Basisteil können durch zusätzliche (nicht darge­ stellte) Bauteile zur Bildung eines asymmetrischen Verhaltens verändert werden. Beispielsweise ist es möglich, das Gelenk so einzurichten, daß das Trägermittel 22 mit dem Sitzteil 40 nur um vorbestimmte Drehachsen verschwenkbar ist, die beispiels­ weise parallel zu einer festen Bezugsrichtung verlaufen. In diesem Fall ist lediglich eine Schaukelbewegung der Sitzvorrichtung möglich, die aber auch unter der erfindungsge­ mäßen Wirkung eines Rückstelldrehmoments steht. Es können fer­ ner Bauteile zur zeitweisen Verhinderung der Verschwenkbarkeit vorgesehen sein. Ein Blockierungsmittel zur senkrechten Fixie­ rung des Trägermittels mit dem Sitzteil kann beispielsweise im Bereich des Gelenks durch eine keilförmige Blockierung der Kurvenplatten oder am unteren Ende des Trägermittels durch eine Führungsaufnahme gebildet werden. Im letzteren Fall kann beispielsweise ein am unteren Ende des Trägermittels 22 vorge­ sehener Dorn mit einer einstellbaren Befestigungsöse zusammenwirken.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird eine reihen- oder matrixartige Anordnung von Sitzteilen auf einem gemeinsamen Basisteil in Form einer Systembestuhlung bereitge­ stellt. Das Basisteil bildet für jedes Sitzteil eine Auflage 52 (siehe Fig. 1 oder 2). Die Eigenschaften der Rückstellver­ bindung und somit die dynamischen Eigenschaften der Sitzvor­ richtung lassen sich einfach an die jeweilige Anwendung anpas­ sen. Beispielsweise ist im Fall einer Zuschauerraumbestuhlung die Verschwenkbarkeit auf geringe Auslenkungen eingerichtet (kleine Schwenkhöhe H, kleine Achsenverschiebung r). Bei Sy­ stembestuhlungen beispielsweise für Schul- oder Seminarräume kann die Verschwenkbarkeit zu größeren Auslenkungen eingerich­ tet sein.

Claims (16)

1. Sitzvorrichtung mit einem Basisteil (50) und mindestens einem Sitzteil (40), das zur Aufnahme einer Gewichtsbelastung eingerichtet und in Bezug auf das Basisteil durch eine Schwenkbewegung von einem Grundzustand in einen verschwenkten Zustand beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzteil derart über ein Gelenk (10) mit dem Basisteil verbunden ist, daß im verschwenkten Zustand durch die Ge­ wichtsbelastung am Sitzteil ein Drehmoment ausgebildet wird, durch das das Sitzteil in Bezug auf eine Schwenkachse (A') der Schwenkbewegung einen Hebel bildet, der auf eine Rückstellung des Sitzteils in den Grundzustand gerichtet ist.

2. Sitzvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei dem ein durch das Gelenk (10) ragendes Trägermittel (22) mit einem oberen Ende am Sitzteil und mit einer seitlichen Auskragung (221) am Ge­ lenk (10) befestigt ist.

3. Sitzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der das Ge­ lenk eine Auflage auf nach unten gekrümmten Gelenkelementen bildet, die dazu ausgebildet sind, eine Schwenkbarkeit des Sitzteils in Bezug auf das Basisteil simultan um zwei schräg oder senkrecht zueinander verlaufende Achsen bereitzustellen.

4. Sitzvorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der die Gelenkele­ mente ein unteres Gelenkelement, das auf einer Auflagefläche des Basisteils abrollbar angeordnet ist, und ein oberes Ge­ lenkelement umfassen, das auf einer Auflagefläche abrollbar angeordnet ist, die durch die Oberseite des unteren Gelenkele­ ments gebildet wird.

5. Sitzvorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Gelenkele­ mente ein achsenfreies, kardanisches Gelenk bilden.

6. Sitzvorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Gelenkele­ mente um Achsen abrollbar angeordnet sind, die einen vorbe­ stimmten Winkel zur Erzielung bestimmter Vorzugsschwenk­ richtungen aufweisen.

7. Sitzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Gelenkelemente Kurvenplatten (20, 30) mit in Be­ triebsposition nach unten gekrümmten Mantelflächen (21, 31) oder Stützkufen sind.

8. Sitzvorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die Krümmung der Mantelflächen oder der Flächen, in denen die Stützkufen liegen, der Form eines Ausschnitts einer Zylinderoberfläche entspricht.

9. Sitzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Systembestuhlung bildet, bei der eine Vielzahl von Sitzteilen jeweils über ein Gelenk reihenweise mit einem ge­ meinsamen Basisteil verbunden sind.

10. Gelenk (10) zur Kopplung eines Basisteils (50) und eines gegenüber dem Basisteil verschwenkbaren Sitzteils (40) einer Sitzvorrichtung, mit einer unteren Kurvenplatte (30), die mit einer gekrümmten unteren Mantelfläche (31) in eine erste Schwenkrichtung schwenkbar auf einer ebenen Auflage (52) des Basisteils (50) aufliegt und eine ebene Oberseite (36) be­ sitzt, und einer oberen Kurvenplatte (20), die mit einer ge­ krümmten unteren Mantelfläche (21) in eine zweite Schwenkrich­ tung schwenkbar auf der Oberseite (36) aufliegt und direkt oder über ein Trägermittel (22) mit dem Sitzteil verbunden ist, wobei die erste und zweite Schwenkrichtung schräg oder senkrecht zueinander verlaufen.

11. Gelenk gemäß Anspruch 10, bei dem die gekrümmten Mantel­ flächen zumindest teilweise geschlossen sind und die Gestalt von Ausschnitten von Zylinderoberflächen besitzen.

12. Gelenk gemäß Anspruch 11, bei dem die Zylinderoberflächen Kreiszylindern oder elliptischen, hyperbolischen oder parabo­ lischer Zylindern entsprechen.

13. Gelenk gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem das Sitzteil in Bezug auf das Basisteil um eine Schwenkachse ver­ schwenkbar ist und die Krümmungsradien der Mantelflächen (21, 31) größer oder gleich der Höhe des Sitzteils über der Schwenkachse sind.

14. Gelenk gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem die untere Kurvenplatte (30) eine Ausnehmung (32) in Form eines geraden Kanals oder Schlitzes besitzt.

15. Gelenk gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem Aus­ richtungsmittel vorgesehen sind, die eine zapfenförmige Zen­ trierungseinrichtung (22) in der Mitte der oberen Kurvenplatte umfassen, die durch eine Öffnung (35) und die Ausnehmung (32) der unteren Kurvenplatte ragt.

16. Gelenk gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem Aus­ richtungsmittel vorgesehen sind, die Eingriffselemente (60, 70) auf der unteren Mantelfläche der oberen Kurvenplatte und/oder der Oberseite der unteren Kurvenplatte umfassen.