DE20307373U1

DE20307373U1 - Höhenverstelleinrichtung, vorzugsweise für einen Arbeitstisch

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Publication number: DE20307373U1
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Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2013-05-13

Description

09.05.2003

Beschreibung Höhenverstelleinrichtung, vorzugsweise für einen Arbeitstisch

Die Erfindung bezieht sich auf eine Höhenverstelleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Höhenverstelleinrichlungen werden beispielsweise für Computertische in Verwaltungs- und Dienstleistungsbereichen öffentlicher und privater Betriebe, für Montagetische in Industriebetrieben oder für Betten oder Operationstische in medizinischen Einrichtungen eingesetzt.

Aus ergonomischen Gründen ist es erforderlich, die Höhe eines Arbeitstisches auf die Körpermaße des Arbeiters abzustimmen. Das geschieht häufig durch den Einsatz von höhenverstellbaren Stühlen.

Aber immer dort, wo solche höhenverstellbaren Stühle wegen der Spezifik der Arbeit nicht eingesetzt werden können oder wo sowohl sitzende als auch stehende Arbeit oder wo eine andauernd stehende Arbeit verrichtet werden muss, macht sich der Einsatz eines höhenverstellbaren Arbeitstisches erforderlich. Wegen der verschiedenartigen Einsatzfälle muss der höhenverstellbare Arbeitstisch über einen ausreichend großen Verstellweg verfügen.

Aus der DE 43 09 398 Cl ist beispielsweise eine Hub- und Stützvorrichtung für Betten, Stühle und Tische bekannt, die aus drei teleskopartig ineinandergreifenden Säulenelementen besteht, wobei die beiden äußeren Säulenelemente drehfest einerseits mit dem Tischfuß und andererseits mit der Arbeitsplatte und das mittlere Säulenelement mit ei-

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ner elektrischen Antriebseinheit verbunden sind. Zur Übertragung der Antriebskraft des elektrischen Antriebs auf den Arbeitstisch sind alle drei Säulenelemente mit einem entsprechenden Bewegungsgewinde ausgestattet, sodass sich die am mittleren Säulenelement eingeleitete Drehbewegung in eine lineare und entgegengesetzte Bewegung an den beiden äußeren Säulenelementen umwandelt.

Aus der Fig. 5 der DE 199 20 672 Al ist auch eine lineare Stellvorrichtung zur Höhenverstellung von Möbeln bekannt, die wiederum aus drei Säulenelementen besteht und die zur Übertragung der Antriebskraft eines Elektromotors auf die Arbeitsplatte mit einem Zahnstangengetriebe ausgerüstet ist.

Beide genannten Stellvorrichtungen haben den Nachteil, dass sie technisch sehr aufwendig und damit teuer in der Herstellung sind. Das ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass jeweils ein elektrischer Antrieb und ein mechanisches Gelriebe zur Umwandlung der drehenden Bewegung des Elektrischen Antriebs in eine lineare Bewegung an der Arbeitsplatte erforderlich sind. Dabei müssen der Antrieb und das mechanische Getriebe im Inneren der Säulenelemenle untergebracht werden, sodass die zylinderförmigen Säulenelemcnte sehr umfänglich werden. Daher kann für jeden Arbeitstisch in der Regel nur immer eine Stellvorrichtung eingesetzt werden. Solche nur in der Mitte abgestützten Arbeitstische sind aber nicht ausreichend stabil und können daher nur auf wenige EinsatzfälJc begrenzt eingesetzt weiden. Nachteilig sind auch der ständig erforderliche Eleklroanschluss und die mit dem Gebrauch eintretenden Energiekosten sowie die generell störende Geräuschentwicklung am elektrischen Antrieb.

Es ist allgemein auch bekannt, Arbeitstische, Arbeitsstuhle, Betten oder dergleichen mit einer oder mehreren, parallel zueinander angeordneten Gasdruckfedern abzustützen. Die Gasdruckfeder besieht dabei aus einem Druckzylinder und einem Druckkolben mit einer Kolbenstange, die jeweils starr mit der Bodenplatte und mit der Arbeitsplatte verbunden sind. Der Druckkolben trennt einen Kolbenraum von einem Kolbenstangenraum und ist mit einer ÜberslrömdUse ausgestattet, sodass sich bei der Einleitung einer linearen Kraft

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an der Kolbenstange die eingeschlossene Druckluft über die Überslrömdüse zwischen dem Kolbcnraum und dem Kolbcnstangcnraum austauschen kann. Durch die Kolbenstange ist eine Betätigungsstange mit einem Verschlusselement für die UberströmdUse geführt, mit der die Überströmdüse offen oder geschlossen gehalten werden kann. Bei einer geschlossenen ÜberslrömdUse sind der Druckzylinder und der Druckkolben zueinander blockiert und damit ist die Arbeitsplatte in einer beliebigen Höhe festgesetzt. Bei einer offenen Überströmdüse entsteht zu beiden Seiten des Druckkolbens ein ausgeglichener Druck, der in Verbindung mit der wirksamen Flächendifferenz am Druckkolben eine Kraft erzeugt, die den Druckkolben ausfahren lässt. In einer senkrechten Einbaulagc der Gasdruckfeder mit nach oben gerichteter Kolbenstange wirkt diese Anfahrkraft der Last der Arbeitsplatte des Arbeitstisches entgegen. Überwiegt die Last der Arbeitsplatte, dann muss zum Anheben der Arbeitsplatte eine zusätzliche Handkraft eingesetzt werden. Aus einer gehobenen Stellung senkt sich die Arbeitsplatte allein durch die überwiegende Last der Arbeitsplatte ab.

Überwiegt die Ausfahrkraft des Druckkolbens, dann hebt sich die Tischplatte durch diese Ausfahrkraft und zum Absenken der Arbeitsplatte muss eine zusätzliche Handkraft eingesetzt werden.

In der umgekehrten Einbaulage mit nach unten zeigender Kolbenstange wirkt die Ausfahrkraft des Druckkolbens in der Lastrichtung der Arbeitsplatte, sodass sich die Arbeitsplatte bei einer geöffneten Überströmdüse selbstständig absenkt. Dementsprechend ist zum Anheben der Arbeitsplatte und damit zur Überwindung der Ausfahrkraft und der Last eine wesentlich größere manuelle Kraft erforderlich.

Diese Gasdruckfeder-Höhenverstelleinrichtung hat Nachteile. So kann eine einzelne Gasdruckfeder nur einen relativ geringen Verslellweg realisieren, sodass eine solche Hebeeinrichtung für den vorgesehenen Einsatzfall schon aus diesem Grund unbrauchbar ist.

Außerdem neigen Arbeitstische, deren Arbeitsplatte nur von einer Gasdruckfeder getragen wild, zum Kippen. Das macht sie ungeeignet für Arbeitstische mit größeren Arbeitsplatten. Außerdem führt die seitliche Belastung aus dem Kippmoment zu einer

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schnellen Abnutzung der Fiihrungs- und Dichtflächen am Druckkolben, an der Kolbenstange und an dem Druckzylinder.

Arbeitstische, die mehr als eine Tischsäule haben, lassen sich schwer oder gar nicht handhaben, weil eine unsymmetrischen Laslenverteilung auf der Arbeitsplatte zu unterschiedlichen Drücken in den einzelnen Gasdruckfedern führen und damit wiederum zum Verkanten der Kolbenstangen neigen.

Der wesentliche Nachteil einer Gasdruckfeder-Höhenverstelleinrichtung liegt aber darin, dass die Gasdruckfeder lastabhängig arbeitet, sodass sich die zusätzliche manuelle Kraft zur Überwindung der Last der Arbeitsplatte und die Kolbengeschwindigkeit beim Absenken der Arbeitsplatte nach der Last der Arbeitspläne richten. Damit ist die Gasfeder-Hubeinrichtung wegen der nur begrenzt zur Verfügung stehenden manuellen Handkraft und wegen der nur in Grenzen zulässigen Absenkgeschwindigkeit nur für einen sehr engen Laslcnbcreich ausgelegt. Das schränkt den Einsatzbereich der Gasdruckfeder-Höhenverstelleinrichtung im starken Maße ein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine gallungsgemäße Höhenverstelleinrichtung zu schaffen, die unanfällig gegen eine unsymmetrische Lastenverteilung auf der Arbeitsplatte eines Arbeitstisches ist und die auf unterschiedliche Belastungsfälle eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeilen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Die neue Höhenverslelleinrichtung beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik. Von Vorteil ist insbesondere, dass die Ausfahrkraft der Gasdruckfeder an die aktuelle Last des Arbeitstisches angepasst werden kann und damit die erforderliche zusätzliche Handkraft zum Anheben unabhängig von der Last immer gleich groß ist. Von Vorteil ist auch, dass die kraftausübenden Gasdruckfedern von den Fiihrungselementen des Arbeitstisches getrennt ausgeführt und angeordnet sind. Dass erhöht die

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Stabililäl und verringert den Verschleiß der Führungsflächen der Gasdruckfeder. Vorteilhaft ist auch, diese Führungsflächen mehrteilig auszuführen und dabei weit auseinander anzuordnen, damit die Kippkräftc der Last verringert werden.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiclcs näher erläutert werden. Dazu zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der Funktion der neuen Höhenverstellein-

richlung an Hand einer Tischsäule,
Fig. 2: eine schcmalische Darstellung einer Gasdruckfeder mit einer Blockicr-

einrichtung,
Fig. 3: einen pneumalischen Schallplan eines Arbeitstisches mit zwei

Tischsäulen und
Fig. 4: eine konstruktive Ausführungsform einer Tischsäule in einer Draufsicht.

Gemäß der Fig. I besteht eine Tischsäule 1 aus einem unteren Säulenelcmcnt 2, einem mittleren Säulenelement 3 und einem oberen Säulenelement 4, wobei das untere Säulenelcmcni 2 starr mit einem Tischfuß 5 und das obere Säulenelement 4 starr mit einer Tischplatte 6 eines Arbeitstisches verbunden sind. Alle drei Säulenelemente 2, 3 und 4 sind leleskopat lig ineinandergefügt und verfügen über miteinander korrespondierende Führungsflächen, die ein gegenseitiges und spielfreies Verschieben der Säulenelemenle 2, 3 und 4 ermöglichen. Das mittlere Säulenelement 3 und das obere Säulenelement 4 haben eine gleiche oder geringere Höhe als die Höhe des unteren Säulenelementes 2. Damit ergibt sich im eingefahrenen Zustand eine Tischhöhe, die etwa der Höhe des unleren Säulenelementes 2 entspricht. Zwischen dem unleren Säulenelement 2 und dem mittleren Säulenelement 3 befindet sich eine erste, nicht gezeigte Hubbegrenzungseinrichtung und zwischen dem mittleren Säulenelement 3 und dem oberen Säulenelement ist eine zweite, ebenfalls nicht dargestellte Hubbegrenzungseinrichtung angeordnet, die beide das mittlere Säulenelement 3 und das obere Säulenelement 4 in jeweils eine FUh-

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rungslänge und eine wirksame Verstelllänge einteilen. Dabei ist die Führungslänge zwischen dem unteren Säulenelement 2 und dem mittleren Säulenelement 3 sowie zwischen dem mittleren Säulenelement 3 und dem oberen Säulenelement 4 so bemessen, dass die Tischsäule 1 im ausgefahrenen Zustand eine für die Tischplatte 6 ausreichende Stabihtät erhält. Im ausgefahrenen Zustand ergibt sich damit eine Tischhöhe, die sich aus der Summe der Höhe des unteren Säulenelemenles 2, der Verstellhöhe des mittleren Säulenelementes 3 und der Verstellhöhe des oberen Säulenelementes 4 errechnet. Parallel zum unteren Säulenelement 2 ist eine untere Gasdruckfeder 7 am Tischfuß 5 und in gleicher Weise ist parallel zum oberen Säulenelement 4 eine obere Gasdruckfeder 8 an der Tischplatte 6 angeordnet. Beide Gasdruckfcdcrn 7, 8 sind handelsüblich und bestehen im wesentlichen aus einem Druckzylinder 9 und einem Druckkolben 10 mit einer Kolbenstange 11. Dabei sind beide Gasdruckfedern 7, 8 so angeschlagen, dass die jeweiligen Druckzylinder 9 an der Tischplatte 6 und am Tischfuß 5 befestigt sind. Dagegen sind beide Kolbenstangen 11 der Gasdruckfedern 7, 8 starr mit dem mittleren Säulenelement 3 verbunden und zwar an einer Stelle, dass sich die beiden Druckkolben 10 beider Druckzylinder 7, 8 im eingefahrenen Zustand aller drei Säulenelemente 2, 3 und 4 jeweils an ihren Hubenden befinden.

Wie die Fig. 2 auch näher zeigt, trennt jeder Druckkolben 10 den Innenraum seines Druckzylinders 9 in einen Kolbenraum 12 und einen Kolbenstangenraum 13. Im Druckkolben 10 befindet sich eine Überströmdüse 14, die einen gedrosselten Ausgleichsstrom zwischen dem Kolbenraum 12 und dem Kolbenstangenraum 13 ermöglicht. Diese Ü-berströmdrossel 14 ist durch eine Blockiereinrichtung verschließbar ausgeführt. Dazu ist die Überströmdüse 14 radial ausgerichtet und in der Kolbenstange 11 ein Betätigungsschieber 15 eingepasst, der sich durch eine Handbetätigung verschiebt und vor die Ü-berströmdüse 14 setzt. Vorzugsweise sind die Betätigungsschieber 15 aller Gasdruckfedern 7, 8 mit einer zentralen Betätigungseinrichtung verbunden. Jeder Druckzylinder 9 verfügt über einen Druckluftanschluss 16, über den zur Veränderung der Druckverhältnisse Druckluft aus dem Innenraum abgelassen oder nachgefüllt werden kann.

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Eifindungsgemäß sind die Druckluftanschlüsse 16 aller an einem Arbeitstisch vorhandenen Gasdi uckfedern 7, 8 miteinander verbunden. Dementsprechend zeigt die Fig. 3 einen solchen pneumatischen Verbund aller Gasdruckfedern 7, 8 an einem Arbeitstisch mit einer ersten Tischsäule 1 und einer zweiten Tischsäule 17. Der ersten Tischsäiiie 1 sind die untere Gasdruckfeder 7 und die obere Gasdruckfeder 8 zugeordnet und zur zweiten Tischsäiiie 17 gehören in gleicher Weise eine unlere Gasdruckfeder 18 und eine obere Gasdruckfeder 19. Die Gasdruckfeder 7 und die Gasdruckfeder 8 der Tischsäule sind über eine erste Druckleitung 20 und die Gasdruckfeder 18 und die Gasdruckfeder 19 sind über eine zweite Druckleitung 21 miteinander verbunden. Zwischen beiden Druckleitungen 20 und 21 besteht eine Verbindungsleitung 22, in der ein volumenveränderlicher Druckluftspeicher 23 eingebunden ist. Dieser volumenveränderliche Druckluftspcicher 23 ist beispielsweise eine Kolben-Zylindereinheit mit einer handbetätigten Verslelleinheil 24.

Eine konstruktive Ausführungsform der neuen Tischsäule 1, 17 zeigt die Fig. 4. Danach sind die untere Gasdruckfeder 7 und die obere Gasdruckfeder 8 in paralleler Nachbarschaft angeordnet. Weilerhin sind das untere Säulenelement 2, das mittlere Säulenelement 3 und das obere Säulenelement 4 mit den Säulenelemenlen 2', 3', 4' zweigeteilt ausgeführt und jeweils zu beiden Seiten der parallelen Gasdruckfedern 7, 8 angeordnet. Sowohl die Teile der Säulenelemenle 2, 3, 4 als auch die Teile der Säulenelemente 2', 3', 4' besitzen jeweils in besonderer Weise ausgebildete Führungselemente. Dazu sind sowohl am Säulenelement 3 als auch am Säulenelement 3' jeweils vier Kugelführungsflächen ausgebildet, die über jeweils mehrere FUhrungskugeln 25 mit Kugelführungsflächen der Säiilenelemente 2 und 4 und der Säulenelemente 2' und 4' harmonieren. Diese lineare Kugelführung zeichnet sich durch eine hohe Führungsgenauigkeit und durch eine sehr geringe Reibung aus. An Stelle der Kugelführung kann auch eine Gleitflächenführung verwendet werden.

In einer weiteren konstruktiven, nicht gezeigten Ausführungsform wird jede Gasdruckfeder 7, 8, 18, 19 mit einem beweglichen Säulenelement 3 in der Art kombiniert, dass

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das Säulenelement 3 rohrförmig ausgebildet ist und zusammen mit dem Druckzylinder 9 der Gasdruckfeder 7, 8, 18, 19 ein Glcitclcmenlenpaar bilden.

In einer arbeitsgerechten Position der Arbeitsplatte 6 des Arbeitstisches sind die Betätigungsschieber 15 aller Gasdruckfedern 7, 8, 18, 19 in eine Position gebracht, wo sie die betreffenden Überströmdüsen 14 verschließen. Damit wird ein Volumenausgleich zwischen den Kolbenräumen 12 und den Kolbenslangenräumen 13 aller Gasdruckfedern 7, 8, 18, 19 verhindert und die Druckkolben 10 befinden sich damit in einer blockierten Stellung. Somit ist auch die Tischplatte 6 festgestellt.

Zur Verstellung der Arbeitsplatte 6 in eine höhere oder niedere Position werden die Betätigungsschieber 15 einzeln oder durch die zentrale Verstelleinheit so verschoben, dass die Überströmdüsen 14 freigegeben werden. Damit stellt sich in den Kolbenräumen 12 und in den Kolbenstangenräumen 13 ein ausgeglichener Druck ein, der jeweils im Zusammenwirken mit der Flächendifferenz am Druckkolben 10 eine Ausfahrkraft erzeugt, die gegen die Schwerkraft der Last der Arbeitsplatte 6 wirkt. Vorzugsweise ist diese Ausfahrkraft in gleicher Größe wie die Schwerkraft der Last ausgelegt. Zum Anheben oder zum Absenken der Arbeitsplatte 6 wird dann eine zusätzliche Handkraft zum Einsatz gebracht, sodass die Arbeitsplatte mit Leichtigkeit in die gewünschte neue Position gebracht werden kann.

Bei einer ungleichen Lastverteilung auf der Arbeitsplatte 6 von Tischsäule 1 zu Tischsäule 17 werden die Gasdruckfedern 7, 8 und 18, 19 unterschiedlich belastet, wodurch sich auch unterschiedliche Drücke in den entsprechenden Druckräumen ergeben. Dadurch kommt es über die erste Druckleitung 20, die Verbindungsleitung 22 und die zweite Druckleitung 21 zu einem Volumenausgleich zwischen den Gasdruckfedern 7, 8 der ersten Tischsäule 1 und den Gasdruckfedern 18, 19 der zweiten Tischsäule 17, sodass sich auch die Last auf beide Tischsäulen 1,17 verteilt und so ein Verkannten der Tischplatte während der Höhenverstellung verhindert.

Wechseln die Lasten auf der Arbeitsplatte 6 in zeitlicher Folge, dann werden auch jeweils unterschiedliche zusätzliche Handkräfte erforderlich. Das kann im Extremfall dazu führen, dass wegen einer zu hohen Last die Arbeitsplatte nicht in eine höhere Arbeilsposilion angehoben werden kann. An der Verstelleinheit 24 des volumenveränderlichen Druckspeichers 23 wird daher eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung des Volumens des Druckspeichers 23 eingestellt, sodass sich über die Verbindungsleitung 22 sowie den beiden Druckleitungen 20 und 21 der Druck in allen Gasdruckfedern 7, 8, 18, 19 erhöht oder verringert. Dabei wird dieser Gasdruck so gewählt, dass sich die daraus resultierenden Ausfahrkräfte aller Gasdruckfedern 7, 8, 18, 19 auf die Last der Tischplatte 6 anpassen.

Liste der Bezugszeiclieii

1 erste Tischsäule

2 unteres Säulenelement

3 mittleres Säulenelement

4 oberes Säulenelement

5 Tischfuß

6 Tischplatte

7 unlere Gasdruckfeder

8 obere Gasdruckfeder

9 Druckzylinder

10 Druckkolben

11 Kolbenstange

12 Kolbenraum

13 Kolbenstangenraum

14 Überströmdüse

15 Betätigungsschieber

16 Diuckluflanschluss

17 zweite Tischsäule

18 untere Gasdruckfeder

19 obere Gasdruckfeder

20 erste Druckleitung

21 zweite Druckleitung

22 Verbindungsleitung

23 volumenveränderlicher Druckluftspeicher

24 Verstelleinheit

25 Führungskugel

Claims

1. Höhenverstelleinrichtung, vorzugsweise für einen Arbeitstisch, bestehend aus mindestens einer Tischsäule (1, 17) mit jeweils mindestens einer Gasdruckfeder (7, 8, 18, 19) mit einer Blockiereinheit, wobei die Gasdruckfeder (7, 8, 18, 19) zwischen dem Tischfuß (5) und der Tischplatte (6) angeordnet und auf eine Ausfahrkraft eingestellt ist, die der Schwerkraft der Last der Tischplatte (6) entgegengerichtet und auf die Größe der Last der Tischplatte (6) abgestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein Säulenelement (2, 3, 4) mehr, wie Gasdruckfedern (7, 8, 18, 19) vorhanden sind, teleskopartig ineinandergreifend ausgeführt und parallel zur Gasdruckfeder (7, 8, 18, 19) angeordnet sind,

- die Gasdruckfeder (7, 8, 18, 19) einerseits am Tischfuß (5) oder an der Tischplatte (6) und andererseits an einem beweglichen Säulenelement (3) befestigt ist und

- alle Gasdruckfedern (7, 8, 18, 19) untereinander und mit einem volumenveränderlichen Druckgasspeicher (23) verbunden sind.

2. Höhenverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein unteres Säulenelement (2), ein mittleres Säulenelement 3 und ein oberes Säulenelement (4) und eine untere Gasdruckfeder (7) und eine obere Gasdruckfeder (8) vorgesehen sind, wobei die untere Gasdruckfeder (7) einerseits am Tischfuß (5), die obere Gasdruckfeder (8) einerseits an der Tischplatte (6) und beide Gasdruckfedern (7, 8) andererseits starr am mittleren Säulenelement (3) befestigt sind.

3. Höhenverstelleinrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass der volumenveränderliche Druckgasspeicher (23) mit einer Verstelleinheit (24) ausgestattet ist, mit der das Volumen des Druckgasspeichers (23) und damit der Gasdruck in allen Gasdruckfedern (7, 8, 18, 19) einstellbar ist.

4. Hühenverstelleinrichtung nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Tischsäule (1, 17) vorgesehen ist, wobei jede Tischsäule (1, 17) jeweils mit mindestens zwei Säulenelementen ((2, 3, 4) und einer Gasdruckfeder (7, 8) ausgestattet ist.

5. Höhenverstelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder Tischsäule (1, 17) die untere Gasdruckfeder (7) und die obere Gasdruckfeder (8) in paralleler Nachbarschaft zueinander angeordnet und das untere Säulenelement (2), das mittlere Säulenelement (3) und das obere Säulenelement (4) mit den Säulenelementen (2', 3', 4') zweigeteilt ausgeführt und jeweils zu beiden Seiten der parallelen Gasdruckfedern (7, 8) angeordnet sind.

6. Hühenverstelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl am Säulenelement (3) als auch am Säulenelement (3') jeweils mehrere Kugelführungsflächen ausgebildet sind, die über jeweils mehrere Führungskugeln (25) mit Kugelführungsflächen der Säulenelemente (2) und (4) der Säulenelemente (2') und (4') harmonieren.