AT413368B

AT413368B - Fluidbefüllbarer, volumsveränderbarer körper

Info

Publication number: AT413368B
Application number: AT0042004A
Authority: AT
Inventors: Thomas Bichler
Original assignee: Hoerbiger Automatisierungstech
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2006-02-15
Also published as: US20050198740A1; DE102005009236A1; ATA4202004A; US7237290B2

Description

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Die Erfindung betrifft einen fluidbefüllbaren, volumsveränderbaren Körper, bestehend aus zwei übereinanderliegenden, miteinander entlang des umlaufenden Randes verbundenen, vorzugsweise verschweißten Folien, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial, sowie einem Anschlussstutzen für eine Leitung zur Zu- bzw. Abfuhr eines Fluids, vorzugsweise eines Gases, insbesondere 5 Luft, in bzw. aus dem Körper, welcher von der Eintrittsstelle ausgehend parallel zur durch den umlaufenden Rand definierten Ebene in den Körper hinein verlängert ist, allenfalls der Anschlussstutzen parallel zur durch den umlaufenden Rand definierten Ebene durch diesen Rand hindurch und/oder eine der Folien durchstoßend ins Innere des Körpers geführt ist. io Für konturverstellbare Sitze, insbesondere Fahrzeug- oder Flugzeugsitze, sind oftmals mit Luft oder einem anderen Gas befüllbare aufblasbare Körper in der Form von Kissen vorgesehen, die eine Anpassung der Form des Sitzes ermöglichen. Damit ist beispielsweise ein über längere Zeiten ermüdungsfreies, bequemes Sitzen möglich, im Fall von Kraftfahrzeugsitzen auch ein über längere Zeiten ermüdungsfreies, bequemes Fahren sowie - im Fall von vorhandenen 15 seitlichen Stützteilen - auch ein verbesserter Halt bei Kurvenfahrt. Diese fluidbefüllbaren Körper haben verschiedenste, manchmal auch „verwinkelte"' Außenkonturen, je nach dem Einsatzgebiet und der Anbringungs- bzw. Einbaustelle etwa im Fahrzeugsitz. So sind beispielsweise Kissen mit schmetterlingsartigem Umriß ebenso möglich wie längliche oder auch im wesentlichen kreisförmige Körper. Wenn große Höhenveränderungen erwünscht sind, können auch 20 Körper zur Anwendung kommen, die aus zwei oder mehreren übereinanderliegenden Teilen bestehen, welche allenfalls auch untereinander in Fluidverbindung stehen können. Derartige Körper können auch beispielsweise durch zwei oder mehrere Elemente gebildet werden, die randseitig über ein gemeinsames Scharnier verbunden sind und im Gebrauch zumindest teilweise übereinander zu liegen kommen, wie dies beispielsweise in der DE 203 07 633 U1 geof-25 fenbart ist. Über dieses Scharnier oder einen Teilbereich davon kann auch die Fluidverbindung zwischen den einzelnen Elementen gebildet sein.

Die Fluidversorgung der befüllbaren Körper erfolgt, wie ebenfalls in der DE 203 07 633 U1 als auch durch einige Ausführungsformen gemäß der US 4 965 899 A geoffenbart ist, oftmals 30 mittels Anschlussstutzen, welche zwar in der Nähe des Randes der Außenkontur doch auf der im entlüfteten Zustand flachen Ober- oder Unterseite des Körpers positioniert sind, und im wesentlichen normal auf diese Ober- bzw. Unterseite orientiert. Bestenfalls gehen diese von der Oberfläche des Körpers abstehenden Anschlussstutzen über Winkelstücke in Abschnitte über, die im wesentlichen parallel zur jeweiligen Oberfläche des Körpers verlaufen. Derartige An-35 schlussstutzen befinden sich also entweder auf der dem Benutzer zugewandten Seite und verringern so die nutzbare Fläche, denn sie sollen je für den Benutzer nicht spürbar bleiben, oder auf der dem Träger zugewandten Seite, wo sie Ausnehmungen oder spezielle Verlegung der Fluidleitungen erforderlich machen und darüber hinaus schwer zugänglich sind. Auf der benutzernahen Oberfläche angeordnete Anschlussstutzen haben speziell bei Körpern mit gro-40 ßer Höhenveränderung den zusätzlichen Nachteil, daß die angeschlossene Fluidleitung diese Höhenveränderung mitmachen muß. Überdies erschwert diese Anordnung die Befüllung und Entlüftung des Körpers, speziell wenn der Körper sehr flach ist, eventuell noch die Außenkontur sehr unregelmäßig geformt ist, und die Öffnung des Anschlussstutzens durch die gegenüberliegenden Folie verdeckt wird. 45

Anschlussstutzen für eine Leitung an befüllbaren Körpern, welche von der Eintrittsstelle ausgehend parallel zur durch den umlaufenden Rand definierten Ebene ein wenig in den Körper hinein verlängert sind, sind der GB 2 255 905 A, der US 4 965 899 A als auch der US 6 353 207 B1 zu entnehmen. In letzterer Schrift ist auch eine Lösung dargestellt, bei wel-50 eher der Anschlussstutzen durch den verschweißten Rand hindurch ins Innere des Körpers geführt ist.

Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Körper der eingangs angegebenen Art derart auszubilden, daß die Befüllbarkeit und Entleerbarkeit verbessert wird, wobei in weite-55 rer Folge auch die nutzbare Oberfläche maximiert wird und/oder der Einbau bestmöglich erfol- 3

AT 413 368 B gen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein erfindungsgemäßer Körper dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlussstutzen mit radialen Öffnungen versehen, vollständig durch den Körper hindurchgeführt und an einer der Eintrittsstelle gegenüberliegenden Stelle durch den Rand hindurch wieder nach außen geführt ist. Damit werden die Folien im Nahbereich der Verlängerung über eine große Länge beabstandet voneinander gehalten, so daß die oder jede eigentliche Einström-bzw. Ausströmöffnung der Verlängerung immer freigehalten ist und es kann somit eine gute Befüllung bzw. Entleerung in alle Bereiche auch bei Körpern mit komplizierten Außenkonturen gewährleistet werden.

Weiters ist bei dieser Ausführungsform eine Serienschaltung mehrerer Körper möglich, wenn der wieder an die Außenseite des Körpers austretende Anschlussstutzen mit einer Fluidleitung zu einem nächsten Körper verbunden ist.

Andererseits kann der Anschlussstutzen an einem Ende an der Außenseite des Randes verschlossen sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der innerhalb des Körpers liegende Abschnitt des Anschlussstutzens eine Scharnierachse bildet und die übereinanderliegenden Folien entlang dieser Scharnierachse gefaltet sind. Damit ist einerseits eine mechanische Verstärkung des Scharnierbereiches gegeben, während andererseits die möglichst unbehinderte Befüllung und Entleerung der übereinandergefalteten Teilbereiches des Körpers gewährleistet ist.

Wenn es erwünscht ist, die Fluidverbindung der Teilbereiche des Körpers zu unterbinden und nur eine Fluidzu- bzw. Abfuhr über den Anschlußstutzen vorzusehen, wird vorteilhaftenweise eine erfindungsgemäße Konstruktion gewählt, bei welcher der Innenraum des Körpers durch den innerhalb des Körpers liegenden Abschnitt des Anschlussstutzens und allenfalls entlang der gesamten Scharnierachse in zwei getrennte Abschnitte unterteilt ist, welche lediglich durch die radialen Öffnungen im Anschlussstutzen in Verbindung stehen.

Um die möglichst ungehinderte Befüllung und Entleerung des Körpers weiter zu verbessern, geht erfindungsgemäß der Anschlussstutzen an der Innenseite der Folien in zumindest einen im wesentlichen radial abzweigenden Luftverteiler mit radialen Öffnungen im Inneren des Körpers über. Damit sind einerseits die Folien im Bereich des Luftverteilers durch diesen beabstandet gehalten, so daß dessen radiale Öffnungen freigehalten werden. Andererseits wird die Fluidzu-oder Abfuhr über einen großen Bereich verteilt, um eine rasche und auch leise Befüllung und Entleerung zu ermöglichen.

Diese Vorteile können weiter verstärkt werden, wenn der Anschlussstutzen an der Innenseite des Randes in zwei im wesentlichen radial und in entgegengesetzte Richtungen abzweigende Luftverteiler im Inneren des Körpers übergeht.

Auch hier kann die mechanische Stabilität bei Körpern aus übereinander liegend zusammengefalteten Teilbereichen erhöht werden, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Luftverteiler eine Scharnierachse bildet und die übereinanderliegenden Folien entlang dieser Scharnierachse gefaltet sind.

Auch bei einer derartigen Ausführungsform kann der Fluidaustausch zwischen den einzelnen Teilbereichen unterbunden werden, wenn der Innenraum des Körpers durch den Luftverteiler und allenfalls entlang der gesamten Scharnierachse in zwei getrennte Abschnitte unterteilt ist, welche lediglich durch die radialen Öffnungen im Anschlussstutzen in Verbindung stehen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform aller oben beschriebenen Konstruktionsvarianten weist die 4

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Merkmale auf, daß vom innerhalb des Körpers liegenden Abschnitt des Anschlussstutzens bzw. des Luftverteilers, vorzugsweise zwischen deren Öffnungen, dünne radiale Elemente ausgehen und sich zwischen den übereinanderliegenden Folien ins Innere des Körpers erstrecken. Durch diese Elemente werden die übereinanderliegenden Folien über weitere Bereiche vom 5 Anschlußstutzen bzw. Luftverteiler voneinander beabstandet gehalten, was das freie Ausströmen aus bzw. Abströmen durch Anschlußstutzen oder Luftverteiler aus einem großen Bereich des Körpers gewährleistet.

In der nachfolgenden Beschreibung werden erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele befüllba-io rer Körper und deren Details unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

So zeigt die Fig. 1 ein luftbefüllbares Kissen für den Einbau in Fahrzeugsitze, Fig. 2a ist eine Querschnitts-Detailansicht des Scharnierbereiches für ein aus übereinandergefalteten Teilbe-15 reichen bestehendes Kissen, Fig. 2b zeigt eine Möglichkeit der Herstellung eines Scharnierbereiches wie in Fig. 2a, Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Scharnierbereiches für ein aus übereinandergefalteten Teilbereichen bestehendes Kissen, jedoch mit einer anderen Ausführung für Anschlußstutzen und Luftverteiler, Fig. 4 ist eine Explosions-Darstellung der Einzelteile des Scharnierbereiches des Kissens der Fig. 3, Fig. 5a ist eine perspektivische Ansicht eines 20 Anschlußstutzens mit Luftverteiler und radialen Elementen als Abstandhalter zwischen den Folien, und Fig. 5b ist ein Querschnitt durch einen befüllbaren Körper im Bereich der radialen Elemente.

Ein mit einem Fluid befüllbarer und dadurch volumsveränderbarer Körper K besteht aus zwei 25 übereinanderliegenden Folien 1, 2 (in Fig. 1 nur die obenliegenden Folie 1 sichtbar), welche entlang ihrer Außenkontur durch eine Schweißverbindung 3 miteinander fluiddicht verbunden sind. Allenfalls können die Folien 1, 2 auch durch andere Verbindungsmethoden verbunden sein, beispielsweise durch Kleben. An zwei gegenüberliegenden Stellen ist die unmittelbare Schweißverbindung 3 unterbrochen und ein Anschlußstutzen 4 für die Zu- und Abfuhr des 30 Fluids ist parallel zur Ebene der flachen Oberflächen des Körpers K bzw. parallel zur Ebene der Außenkontur des Körpers zwischen die beiden Folien 1, 2 eingeschoben und dringt auf der der Eintrittsseite gegenüberliegenden Seite wieder aus dem Körper K aus.

Der Anschlußstutzen 4 weist radiale Öffnungen 5 auf, durch welche das Fluid über einen größe-35 ren Längsabschnitt des Anschlußstutzens 4 in den Körper K einströmen oder aus diesem ausströmen kann. Damit sind geringe Strömungsgeschwindigkeiten für das Fluid trotz schneller Füllung bzw. Entleerung möglich, welche auch für geringe Geräusche sorgen. Das außerhalb des Körpers K liegende Ende des Anschlußstutzens 4, welches der Fluidquelle gegenüberliegt, ist durch einen Stopfen 6 verschlossen, der gegebenenfalls auch wieder lösbar aufgesetzt ist. 40 Auch der Anschluß einer Fluidleitung zu einem weiteren Verbraucher, beispielsweise einem weiteren fluidbefüllbaren Körper K anstelle des Stopfens 6 wäre möglich.

Die seitlich des Anschlußstutzens 4 liegenden Teilbereiche des Körpers K können auch zur Bildung einer Doppel-Folienblase übereinandergefaltet werden, wobei dann der Anschlußstut-45 zen 4 einen mechanisch sehr stabilen Scharnierbereich dieser Doppelblase bildet. Eine beispielhafte Ausführung eines solchen Scharnierbereiches ist in der Fig. 2a im Querschnitt dargestellt. Dabei legen sich die beiden Folien 1, 2 ganz an den Anschlußstutzen 4 an, welcher durch seine Querschnittsform den Winkel bzw. Radius vorgibt, unter welchem die beiden Teilbereiche des Körpers K aneinander anschließen. Dabei kann der Anschlußstutzen 4 aus festem Material so sein, sodaß beim Verbinden der Folien 1, 2 keine Formveränderung zu befürchten ist. Für Anschlußstutzen 4 aus weicherem Material kann beispielsweise die in Fig. 2b schematisch dargestellte Herstellungsmethode gewählt werden. Dabei ist innerhalb des Anschlußstutzens 4 ein Kern 7 aus hartem, aber auflösbaren, herausschmelzbarem oder durch andere Arten wieder 55 entfernbarem Material vorgesehen, während die Folien 1, 2 mittels eines Oberwerkzeuges 8 5

AT 413 368 B und eines Unterwerkzeuges 9 am stabil gehaltenen Anschlußstutzen 4 angepreßt und um diesen herum dicht abgeschlossen werden. Auch das sogenannten Mandrenenschweißen kann als Herstellungsmethode vorgesehen sein. Dabei wird eine Mandrene, also ein Draht oder Stift mit einem dem Innenquerschnitt des Anschlussstutzens 4 entsprechenden Querschnitt, in den 5 Anschlussstutzen 4 eingeführt, damit dieser während des Schweißvorganges nicht deformiert werden kann, d.h. den beiden äußeren Schweißwerkzeugen für die Umfangsschweißung der Folien 1, 2 entsprechend großen Widerstand entgegensetzt. Nach Beendigung des Schweißvorganges wird die Mandrene wieder aus dem Anschlussstutzen 4 herausgezogen. io Wenn dabei eine Konfiguration wie in den Fig. 2a und 2b entsteht, bei welcher die Folien 1, 2 den Anschlußstutzen 4 vollkommen einhüllen, ist eine direkte Fluidverbindung zwischen den beiden Teilbereichen des Körpers K unterbunden und Fluid kann lediglich durch die Öffnungen 5 im Anschlußstutzen 4 in jeden der Teilbereiche einströmen oder durch diese Öffnungen 5 aus diesen Teilbereichen ausströmen. 15

Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt, die einen normal auf die Folien 1, 2 orientierten Anschlußstutzen 10 zeigen, der eine der Folien 1 durchsetzend durch eine Öffnung 11 ins Innere des Körpers K führt. Im Inneren des Körpers K zweigen vom Anschlußstutzen 4 zwei radiale und in entgegengesetzte Richtungen abstehende Zweige eines Luftverteilers 12 ab. 20 Dieser Luftverteiler 12 erstreckt sich parallel zur Ebene der Folien 1, 2 und/oder der Schweißkontur 3 im Inneren des Körpers K und sorgt durch seine radialen Öffnungen 13 für eine Befüllung bzw. Entleerung des Körpers K über einen großen Bereich, d.h. mit geringer Strömungsgeschwindigkeit an den einzelnen Öffnungen 13 und damit geringem Geräuschpegel. 25 Um trotz des engen Krümmungsradius im Scharnierbereich um den Luftverteiler 12 und der damit fest aneinander und den Luftverteiler 12 gepreßten Folien 1, 2 eine ungehinderte Fluidströmung durch die Öffnungen 13 zu gewährleisten, müssen die Folien 1, 2 in diesem Bereich zumindest über einen Teilbereich der Länge des Luftverteilers 12 und über eine gewissen Entfernung vom Luftverteiler 12 ausgehend beabstandet gehalten werden. Zu diesem Zweck sind 30 längliche, radial vom Luftverteiler 12 ausgehende Elemente 14 vorgesehen, die zwischen den Öffnungen 13 angeordnet sind und ein vollständiges Aneinanderliegen der Folien 1, 2 verhindern. Selbstverständlich ist eine derartige Anordnung auch für die Ausführungsform der Fig. 1, 2a und 2b möglich, um die Fluidströmung aus den radialen Öffnungen des Anschlußstutzens 10 geringstmöglich zu behindern. 35

Fig. 4 zeigt einen möglichen Aufbau des Körpers K der Fig. 3 in Explosions-Querschnitts-Darstellung. Zwischen der unteren Folie 2 und der oberen Folie 1 ist der Luftverteiler 12 in Form eines T-Stücks eingesetzt. Auf einen durch die Öffnung 11 in der oberen Folie 1 ragenden Anschlußstutzen 12a des Luftverteilers ist außerhalb des Körpers K, d.h. oberhalb der Folie 1, 40 ein Schlauchstutzen 15 aufgesetzt, der zusätzlich noch mittels seines auskragenden Fußstücks 15a auf der Folie 1 aufgeschweißt, aufgeklebt oder durch andere bekannte Methoden befestigt sein kann. Auf diesen Schlauchstutzen 15 wird dann die eigentliche Fluidleitung, beispielsweise ein Luftschlauch 16 aufgeschoben.

45 Eine perspektivische Ansicht allein des T-Stück-Luftverteilers 12 der Fig. 3 ist in Fig. 5a dargestellt. Dabei ist der Anschlußstutzen 12a zu erkennen, von welchem radial und in entgegengesetzte Richtungen die beiden Zweige des Luftverteilers 12 mit den radialen Ein- bzw. Ausströmöffnungen 13 ausgehen. Zwischen diesen Öffnungen 13 sind, ebenfalls radial von den beiden Zweigen des Luftverteilers 12 in Richtung des Inneren der beiden Teilbereiche des Körpers K so ausgehend, die länglichen Elemente 14 zu erkennen, welche das unmittelbare Aufeinanderliegen der Folien verhindern, wie dies in Fig. 5b im Querschnitt zu erkennen ist. Dieser Querschnitt ist vom Luftverteiler 12 entfernt gelegt und zeigt, wie die radialen Elemente 14 die Folien 1, 2 im Bereich zwischen den seitlichen Schweißkonturen 3 unter Bildung von Strömungskanälen für das Fluid auseinanderhalten. 55

Claims

a ΑΤ 413 368 B Patentansprüche: 1. Fluidbefüllbarer, volumsveränderbarer Körper, bestehend aus zwei übereinanderliegenden, miteinander entlang des umlaufenden Randes verbundenen, vorzugsweise verschweißten 5 Folien, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial, sowie einem Anschlussstutzen für eine Lei tung zur Zu- bzw. Abfuhr eines Fluids, vorzugsweise eines Gases, insbesondere Luft, in bzw. aus dem Körper, welcher Anschlussstutzen (4,10, 12a) von der Eintrittsstelle ausgehend parallel zur durch den umlaufenden Rand (3) definierten Ebene in den Körper (K) hinein verlängert ist und allenfalls auch parallel zur durch den umlaufenden Rand (3) defi-io nierten Ebene durch diesen Rand hindurch und/oder eine der Folien (1) durchstoßend ins Innere des Körpers (K) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlussstutzen (4) mit radialen Öffnungen (5) versehen, vollständig durch den Körper (K) hindurchgeführt und an einer der Eintrittsstelle gegenüberliegenden Stelle durch den Rand (3) hindurch wieder nach außen geführt ist. 15
2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlussstutzen (4) an einem Ende an der Außenseite des Randes (3) verschlossen ist.
3. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb des Körpers 20 (K) liegende Abschnitt des Anschlussstutzens (4) eine Scharnierachse bildet und die über einanderliegenden Folien (1, 2) entlang dieser Schamierachse gefaltet sind.
4. Körper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Körpers (K) durch den innerhalb des Körpers liegenden Abschnitt des Anschlussstutzens (4) und allen- 25 falls entlang der gesamten Scharnierachse in zwei getrennte Abschnitte unterteilt ist, wel che lediglich durch die radialen Öffnungen (5) im Anschlussstutzen (4) in Verbindung stehen.
5. Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluss- 30 stutzen (12a) an der Innenseite der Folien (1, 2) in zumindest einen im wesentlichen radial abzweigenden Luftverteiler (12) mit radialen Öffnungen (13) im Inneren des Körpers übergeht.
6. Körper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlussstutzen (12a) an der 35 Innenseite der Folien (1, 2) in zwei im wesentlichen radial und in entgegengesetzte Rich tungen abzweigende Luftverteiler (12) im Inneren des Körpers übergeht.
7. Körper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftverteiler (12) eine Scharnierachse bildet und die übereinanderliegenden Folien (1, 2) entlang dieser Schar- 40 nierachse gefaltet sind.
8. Körper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Körpers durch den Luftverteiler (12) und allenfalls entlang der gesamten Scharnierachse in zwei getrennte Abschnitte unterteilt ist, welche lediglich durch die radialen Öffnungen (13) im Luftverteiler 45 in Verbindung stehen.
9. Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vom innerhalb des Körpers (K) liegenden Abschnitt des Anschlussstutzens (4) bzw. des Luftverteilers (12), vorzugsweise zwischen deren Öffnungen (5 bzw. 13), dünne radiale Elemente (14) so ausgehen und sich zwischen den übereinanderliegenden Folien (1, 2) ins Innere des Kör pers (K) erstrecken. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 55