КРЕСЛО

Полезная модель относится к мебели для сидения, в частности к креслам с упругими опорами, позволяющими пользователю покачиваться в кресле. Она может быть также использована при производстве садовой мебели, в том числе садовых кресел-качалок и скамеек.
Известны кресла с упругими опорами, содержащие основание и две упругие опоры, закрепленные нижними концами на переднем краю основания и проходящие снизу вверх назад к задней стороне сиденья со спинкой для соединения с последними.
Патентом США № 2537071 от 1951 г. представлено такого рода кресло на упругих опорах, нижними концами закрепленных на двух параллельных брусьях, образующих основание кресла, проходящих под сиденьем назад и далее вверх к узлам крепления на спинке кресла. В одном из вариантов верхние половины опор дополнительно изогнуты для прохода вперед и закрепления под сиденьем. Конструкция обеспечивает большую упругость опор и, следовательно, мягкость качания кресла с пользователем, однако характеризуется сложностью и повышенной стоимостью в изготовлении такого рода опор.
Патент Японии № 2001046168 от 2001 г. раскрывает устройство кресла-качалки для отдыха, снабженное мягким сиденьем, высокой спинкой с подлокотниками. Упругие опоры, выполненные из закаленной пружинной стали, проходят от правой и левой нижних краев спинки вниз и вперед и закрепляются на передних концах основания. При этом каждую упругую опору предлагается выполнять из двух параллельно располагаемых закаленных стальных стержней диаметром около 10 мм.
Недостатком предложенного кресла является сложность в обеспечении идентичности формы всех стальных стержней для исключения возникновения боковых колебаний опор при качании пользователя в кресле.
Патентом США № 2802514 от 1955 г. представлены основание кресла с закрепленными на нем упругими опорами и кресло с использованием указанных упругих опор. Основание выполнено в виде двух удлиненных, соединенных между собой брусьев, каждый из которых на нижней передней поверхности имеет уступ, в котором закреплен передний конец упругой опоры, выполненной в виде сложно-изогнутой плоской пружины из углеродистой упругой стали, огибающей сформированный на переднем конце бруса вытянутый вперед и несколько вниз плавный «клювообразный» выступ, и проходящей далее вверх назад к спинке кресла.
Предложенное кресло содержит спинку, сиденье, упругую опору, выполненную в виде двух изогнутых вышеуказанным образом плоских пружин и скрепленные с ними два удлиненных элемента основания типа брусьев, снабженные вышеописанными уступом на передней нижней поверхности и передним профилированным выступом.
Представленное кресла выбрано в качестве ближайшего аналога.
В качестве достоинства представленного кресла указывается, что предложенная форма передних выступов брусьев основания и соответствующие этой форме закрепленные на них плоские пружины позволяют обеспечить стабильность основания кресла при качании пользователя в кресле и предотвратить движение кресла вперед, подталкивающее пользователя с кресла, приводящее к невозможности нормального качания в кресле. Также подчеркивается простота изготовления кресла.
Однако известное устройство характеризуется рядом недостатков. Так простота изготовления (сборки) кресла достигается путем усложнения формы, которую нужно придать плоским стальным пружинам, образующим упругие опоры кресла. Используемая в известном из уровня техники объекте сложной формы плоская пружина на переднем нижнем своем конце изогнута с радиусами изгиба, сравнимыми с толщиной пружины, которая, по условиям прочности упругих опор, составляет 5…8 мм. В холодном состоянии такая полоса из пружинной стали не может быть изогнута подобным образом, поэтому для ее изготовления потребуется сильный нагрев и применение специального кузнечно-прессового оборудования как при формовке пружины, так и при ее закалке.
Кроме того, предложенная форма пружин влечет за собой и избыточный вес кресла. Действительно, из графических материалов, представленных в указанном патенте, можно установить, что длина участка пружин, предназначенного для огибания удлиненного переднего выступа брусьев основания, составляет 150…200 мм. При толщине пружины 7 мм и ее ширине 55 мм вес этого участка пружин составит 0.9…1.2 кг для кресла. А между тем, на этом участке плоская пружина не работает как упругая опора, т.е. она используется не по назначению.
Задачей полезной модели является создание кресла с упругими опорами из плоских стальных пружин, которое лишено известных из уровня техники недостатков.
Техническим результатом полезной модели является упрощение и снижение веса кресла, а также повышение его надежности.
Эта задача решается посредством кресла с упругими опорами, согласно независимому п. 1 формулы. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы.
Таким образом, предлагается кресло, содержащее основание, сиденье со спинкой и установленные на передней части основания две упругие опоры в виде плоских стальных опорных пружин, проходящих снизу вверх и назад к задней области сиденья со спинкой для соединения с последними, при этом плоские опорные пружины выполнены слабоизогнутыми, с радиусом изгиба не менее 500 мм, шириной 40…70 мм и толщиной 5…8 мм, предпочтительно из листов автомобильных рессор соответствующей конфигурации, а основание снабжено узлами крепления, предпочтительно резьбового, указанных пружин, причем каждый узел крепления имеет верхнюю, с уклоном вперед, по существу плоскую, поверхность с размещенным в ее передней части средством крепления, например приварной гайкой.
В предпочтительном варианте узлы крепления размещены относительно сиденья таким образом, что расстояние по горизонтали между передней кромкой сиденья и задней кромкой верхней наклонной поверхности узлов крепления не превышает 30% от длины сиденья.
В предпочтительном варианте узлы крепления выполнены из металлических полос толщиной 1,5…2,5 мм, согнутых с образованием при виде сбоку клина со срезанной, по существу под прямым углом к его верхней поверхности, вершиной, при этом на передней половине нижней горизонтальной части узлов закреплены средства крепления, предпочтительно резьбовые, например приварные гайки, предназначенные для установки регулируемых опор основания, выполненного из деревянных брусьев, передние концы которых профилированы в соответствии с указанной конфигурацией узлов крепления.
В другом варианте основание имеет U-образную при виде сверху форму и выполнено из металлической трубы, например прямоугольной, с выступающими вперед наклонно срезанными концами, на которых закреплены посредством сварки узлы крепления опорных пружин.
В предпочтительном варианте опорные пружины выполнены длиной 600…750 мм с отверстиями, расположенными не далее 20 мм от их концов, при этом верхние концы опорных пружин закреплены, предпочтительно с помощью резьбового соединения, на нижней части спинки, а на нижней поверхности сиденья в его задней половине закреплены ориентированные поперек сиденья элементы, посредством которых сиденье опирается на пружины и ограничивает их перемещение, например две поперечины, предпочтительно из металла, в промежутке между которыми расположены опорные пружины.
В предпочтительном варианте на основании кресла под опорными пружинами на расстоянии 100…200 мм от узлов крепления размещены, по существу вертикально ориентированные, предпочтительно из резины, упругие элементы, предназначенные для ограничения прогибов указанных пружин.
Перечисленные признаки направлены на достижение заявленного технического результата.
Предложенные размеры опорных пружин выбраны из условий обеспечения, с одной стороны, необходимой прочности, а с другой стороны, по условиям ограничения их чрезмерной жесткости, что необходимо для обеспечения широкого диапазона качания кресла для пользователей с различной массой тела.
Разделение упругой опоры кресла на крепежную (узел крепления к основанию) и собственно упругую часть (плоскую слабоизогнутую пружину) позволяет существенно упростить самую важную и ответственную деталь кресла, и, к тому же, позволило использовать в качестве опорной пружины листы автомобильных рессор, т.е. готовые и недорогие изделия массового производства.
При этом оказалось, что повышается и надежность упругих опор кресла вследствие повышения ресурса опорных пружин. Известно, что для автомобильных рессор такой конфигурации используется наклеп их вогнутой поверхности чугунной дробью, что приводит к увеличению ресурса при их знакопеременном нагружении в несколько раз по сравнению с обычной аналогичной конфигурации пружиной.
Кроме того, уменьшается и вес кресла. Так вместо вышеуказанного веса (0.9…1.2 кг) переднего изогнутого участка пружины в известном из уровня техники кресле в предлагаемом полезной моделью кресле будет применено (вес узла из полосы толщиной 1,5…2.5 мм) металла в 2…4 раза меньше, причем используется обычный металлопрокат, а не пружинная сталь.
Регламентация взаимного расположения узлов крепления и сиденья определена из опытов и обусловлена необходимостью исключения реакции кресла, «подталкивающей» вперед пользователя, не позволяющей ему нормально покачиваться в кресле, т.е. тоже направлена на обеспечение надежной работы кресла. Из опытов и анализа схемы нагружения опорных пружин под весом пользователя, размещенного в кресле, было установлено, что при чрезмерном продвижении узлов крепления под сиденье (больше 30% от длины сиденья), вместо разгибания пружин и нормального движения соответственно сиденья с пользователем назад и вниз, можно получить сгибание их и движение сиденья с пользователем вперед. Отсюда, кстати, следует, что предложенная в патенте США № 2802514 такая мера борьбы с этим явлением, как придание переднему концу брусьев основания вытянутой «клювообразной» формы, не может быть эффективной.
Выполнение узлов крепления из металлических полос, согнутых с образованием при виде сбоку клина со срезанной, по существу под прямым углом к его верхней поверхности, вершиной, позволяет сохранять неизменной их геометрию в процессе эксплуатации кресла, поскольку при такой конфигурации на переднюю свободную, не подкрепленную часть узла, будет действовать только сила растяжения.
Установка регулируемых опор позволяет в определенной степени настраивать кресло на пользователей с различной массой и габаритами тела и, таким образом, обеспечивать одинаковые условия эксплуатации кресла. При отсутствии таких опор пользователь с большей массой вызовет больший прогиб пружин, и наоборот. Однако с помощью предложенных опор можно в определенном диапазоне обеспечить равные прогибы различным пользователям.
Установка на основании кресла под опорными пружинами на расстоянии 100…200 мм от узлов крепления, вертикально ориентированных, предпочтительно из резины, упругих элементов позволяет обеспечить безопасность пользователя, а за счет исключения чрезмерных прогибов опорных пружин, могущих привести к их остаточным деформациям или даже к их поломке, обеспечивается надежность кресла.
Другие подробности и признаки изобретения разъясняются при помощи чертежей в нижеследующем описании предлагаемого полезной моделью кресла.
На фиг. 1 представлен вид сбоку предлагаемого кресла с основанием, выполненным из продольно расположенных, соединенных между собой деревянных брусьев.
На фиг. 2 изображен в изометрии вид опорной пружины.
Фиг. 3 и 4 иллюстрируют устройство узлов крепления опорных пружин к основанию, выполненному из дерева и металлических труб соответственно.
Фиг. 1 представляет вид сбоку на предлагаемое полезной моделью кресло, которое содержит сиденье 1 и спинку 2, установленные на опорных пружинах 3, закрепленных на основании 4, выполненном из двух параллельно расположенных деревянных брусьев. Поскольку обе стороны кресла одинаковы, далее рассматривается левая сторона кресла, представленная на фиг. 1.
На переднем клиновидном конце левого бруса 41 основания 4 на расстоянии L (равном 12% от длины сиденья) от передней кромки сиденья 1 установлен с помощью саморезов (не показано) узел 5 крепления левой опорной пружины 31, представленной на фиг. 2, имеющей длину 650 мм (расстояние между осями отверстий на концах пружины). Пружина 31 изготовлена из листа задней рессоры легкового автомобиля, имеющего сечение 55×7 мм и радиус изгиба 1,1 м. Поскольку лист рессоры обрезан для получения нужной длины, необходимое отверстие на верхнем конце пружины может быть выполнено с помощью угловой шлифмашины с отрезным диском (просверлить лист рессоры практически невозможно). Именно из этих соображений выше и было установлено расстояние от отверстия до конца пружины (до 20 мм).
Узел крепления 5 (фиг. 3) выполнен из стальной полосы длиной 170 мм и сечением 55×2 мм, клиновидно изогнутой под углом β аналогично форме переднего конца бруса 41. На внутренней поверхности верхнего наклонного участка узла 5 посредством сварки закреплена приварная гайка 6, являющаяся средством крепления, предназначенным для резьбового соединения узла 5 с пружиной 31 посредством болта 7 (фиг. 1). На внутренней поверхности нижней горизонтальной части узла 5 аналогичным образом закреплена гайка 8, служащая для закрепления на переднем конце основания 4 регулируемой опоры 9 и выполнены отверстия (не показано) для крепления узла 5 на переднем конце бруса 41. Верхний наклонный участок узла 5 может быть выполнен с направленными вверх отбортовками для ограничения перекоса опорных пружин относительно основания 4.
Из прочностных соображений и опытов было установлено, что угол между верхней наклонной частью узла 5 и передней его торцевой поверхностью следует выбирать близким к 90°. Это гарантирует минимальные изменения в геометрии узла 5 при его нагружении, когда пользователь располагается в кресле.
На заднем конце бруса 41 на его нижней поверхности установлена забивная гайка (не показано), в которую вкручена задняя регулируемая опора 10.
Наличие регулируемых опор 9, 10 основания 1 позволяет регулировать величину угла α - угол наклона опорной пружины 31 к горизонту, так что, в общем случае, он отличается от угла установки α опорной пружины (фиг. 3).
На верхней поверхности бруса 41 на расстоянии 100…200 мм от узла 5 закреплен вертикально ориентированный металлорезиновый полый конус 11, предназначенный для ограничения прогибов пружины 31. Его размеры подбираются из условия недопущения остаточных деформаций пружины 31 при размещении пользователя предельно допустимой массы для используемого образца пружины. Так для пружины 31 вышеуказанного поперечного сечения предельно допустимая масса пользователя составляет 130 кг.
Верхний конец опорной пружины 31 проходит между двумя поперечно расположенными металлическими полосами 12 и 13, закрепленными на нижней поверхности задней части сиденья 1, и закреплен винтом с гайкой (не показано) к поперечной металлической полосе 14, закрепленной на тыльной стороне спинки 2 в ее нижней части. Вместо полос 12, 13 могут быть использованы металлические прутки. Такое крепление верхних концов опорных пружин позволяет иметь только одно крепежной отверстие - на самом конце пружины.
На фиг. 4 показано расположение узла крепления 15 на передних концах основания, выполненного из металлической, предпочтительно профильной трубы 16, при виде сверху U-образно изогнутой. Здесь узел крепления 15 выполнен из изогнутой металлической полосы 17, приваренной к наклонно срезанному переднему торцу трубы 16. Аналогично вышеизложенному узел 15 снабжен приварной крепежной гайкой 18, а на нижней внутренней поверхности трубы 16 закреплена приварная гайка 19 для установки регулируемой передней опоры, аналогичной опоре 9. На задней части U-образно изогнутого металлического основания аналогично вышеизложенному могут быть установлены регулируемые задние опоры.
Полезная модель функционирует следующим образом.
Пользователь располагается в кресле и пробует покачиваться в нем. Если опорные пружины становятся на ограничители в виде металлорезиновых конусов, то для данного пользователя требуется установить опорные пружины большего поперечного сечения.
Если опорные пружины не касаются указанных ограничителей и диапазон качания достаточен для пользователя, то никакая регулировка не нужна. Если же диапазон качания представляется недостаточно большим (ощущение жесткости опорной пружины), то следует увеличить угол α (фиг. 1) путем увеличения высоты передних опор и уменьшения высоты задних.
Если диапазон качания таков, что при больших амплитудах качания опорные пружины уже касаются указанных ограничителей, то следует уменьшить угол α путем увеличения высоты задних опор и уменьшения высоты передних.