DE10039697C2

DE10039697C2 - Handluftpumpe mit mehreren auswählbaren Betriebsarten

Info

Publication number: DE10039697C2
Application number: DE10039697A
Authority: DE
Inventors: Scott Wu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2020-08-15
Also published as: US6135733A; DE10039697A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Handluftpumpe zum Aufpumpen von beispielsweise Fahrradreifen und insbesondere eine Handluft pumpe mit zwei Betriebsarten, die in einer Betriebsart ein sehr hohes Luftvolumen pro Hub und in einer anderen Betriebs art ein geringeres Luftvolumen mit hohem Druck liefern kann.

Fahrradpumpen liegen gewöhnlich in zwei Typen vor: 1) mit gro ßer Bohrung zur Erzielung eines großen Volumens pro Hub bei geringem Druck zum raschen Aufpumpen, wobei jedoch ein Betrieb mit hohem Druck schwierig zu erzielen ist, und 2) mit einer kleinen Bohrung zur Erzielung eines kleinen Volumens pro Hub bei hohem Druck zum Aufpumpen von Fahrradreifen auf einen ho hen Druck. Im US-Patent Nr. 5 443 370, das für Wang am 22. August 1995 erteilt wurde, wird eine Handluftpumpe mit zwei Zylindern und auswählbaren Betriebsarten mit großem Volumen und hohem Druck vorgeschlagen, bei der die Pumpe in einer Betriebsart ein sehr großes Luftvolumen pro Pumpenhub liefert und in einer anderen Betriebsart ein kleineres Volumen pro Hub liefert, es dem Benutzer jedoch ermöglicht, auf höhere Drucke aufzupumpen. Nichtsdestoweniger sind die Herstellung, Montage und der Gebrauch einer derartigen Handluftpumpe kompliziert und mühselig. Der Aufbau in den Zylindern für den Luftdurchlaß ist zu kompliziert. Außerdem könnte die dünnere Kolbenstange während des Abgabehubs brechen, da der Weg für die dünnere Kolbenstange verhältnismäßig lang ist und der Kolben an der dünneren Kolbenstange einen viel höheren Druck erfährt, wenn sich der Kolben dem inneren Ende des äußeren Zylinders nähert.

Eine solche dünnere Kolbenstange neigt nämlich zum Brechen, und um sie zu schieben, wird eine größere Kraft benötigt.

Die DE 44 39 830 C2 zeigt eine Handluftpumpe, die durch Drehen des Handgriffs zwischen zwei Betriebsarten, nämlich Nieder druck und Hochdruck, umschaltbar ist.

Die DE 198 29 695 A1 betrifft ebenfalls eine Zwei-Stufen-Hand luftpumpfe mit einer Schalteinrichtung in Form einer drehbaren Hülse zum Schalten zwischen erster und zweiter Stufe.

Die US 57 79 457 betrifft eine Handluftpumpe für wahlweise Niederdruck oder Hochdruck, wobei zum Umschalten eine Kolben stange, die ihrerseits einen inneren Zylinder definiert, an dem der Kolbenstange zugeordneten äußeren Zylinder mittels Verschrauben befestigbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufge baute Handluftpumpe mit drei auswählbaren Betriebsarten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen ergeben sich aus den Unter ansprüchen. Die erfindungsgemäße Handluftpumpe ermöglicht so mit aufgrund ihrer zweifachen Verriegelungsmöglichkeit einen Betrieb mit niedrigem, mittlerem und hohem Druck.

Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand eines Ausfüh rungsbeispiels und der Zeichnung erläutert. Diese nachfolgende Beschreibung dient lediglich zur Veranschaulichung der Erfin dung und soll diese nicht auf die konkreten Merkmalsdarstel lung und -kombinationen beschränken. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Handluftpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 1, bei der sich der Handgriff der Pumpe in einem Auswärtshub für ein Auf pumpen mit großem Volumen befindet;

Fig. 3 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 1, bei der sich der Handgriff der Pumpe in einem Einwärtshub für ein Auf pumpen mit großem Volumen befindet;

Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 1, bei sich der Handgriff der Pumpe in einem Auswärtshub für ein Auf pumpen mit hohem Druck befindet und;

Fig. 5 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 1, bei sich der Handgriff der Pumpe in einem einwärtsgerichtetem Hub für ein Aufpumpen mit hohem Druck befindet.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Handluftpumpe ge mäß der vorliegenden Erfindung umfaßt allgemein einen Zylinder 10 mit einer ersten Kammer 16 darin. Eine Endkappe 11 ist vor gesehen, um ein offenes Ende der ersten Kammer 16 abzudichten, und weist eine Öffnung 111 und einen Lufteinlaß 112 auf, der die erste Kammer 16 mit der Außenseite verbindet. Das andere Ende der ersten Kammer 16 ist mittels eines Kopfes 12 abge dichtet. Der Kopf 12 weist eine Auslaßdurchführung 131 auf, die mit der ersten Kammer 16 in Verbindung steht, um einem aufzupumpenden Gegenstand unter der Kontrolle eines Aufpump ventilmittels 13 Luft zuzuführen. Bei diesem Ausführungsbei spiel sind eine Düse 132 und ein Düsenstopfen 133 in der Hauptdurchführung 131 angebracht und eine Endkappe 134 ist vorgesehen, um die Düse 132 und den Düsenstopfen 133 am Platz zu sichern. Ein Einwegeventil 15 (mit einem elastischen Ele ment 151 und einer Kugel 152) ist in einem erweiterten Abschnitt 14 der Auslaßdurchführung 131 angebracht derart, daß Luft lediglich von der ersten Kammer 16 zur Hauptdurchführung 131 strömen kann.

Die Handluftpumpe umfaßt weiter eine Kolbenanordnung, die eine erste Kolbenstange 20 umfaßt, die sich veschiebbar durch die Öffnung 111 der Endkappe 11 erstreckt. Die erste Kolbenstange 20 ist hohl und weist somit eine zweite Kammer 26 darin auf. Die erste Kolbenstange 20 weist ein erstes Ende mit einem ver schiebbar in der ersten Kammer 16 aufgenommenen ersten Kolben 23 und ein zweites Ende auf. Der erste Kolben 23 trennt die erste Kammer 16 in einen ersten Kammerabschnitt 16a benach bart dem Kopf 12 und einen zweiten Kammerabschnitt 16b ent fernt zum Kopf 12. Das zweite Ende der ersten Kolbenstange 20 umfaßt eine darin angebrachte Endkappe 22, wobei die Endkappe 22 eine Öffnung 221 aufweist, was später beschrieben wird.

Die Kolbenanordnung umfaßt weiter eine zweite Kolbenstange 30, die ein erstes Ende mit einem verschiebbar in der zweiten Kam mer 26 aufgenommenen zweiten Kolben 31 und ein zweites Endes aufweist. Der zweite Kolben 31 trennt die zweite Kammer 26 in einen dritten Kammerabschnitt 26a benachbart dem ersten Kolben 23 und einen vierten Kammerabschnitt 26b entfernt zum ersten Kolben 23. Die zweite Kolbenstange 30 erstreckt sich ver schiebbar durch die Öffnung 221 der Endkappe 21. Jedoch ist ein Ringspalt (ohne Bezugzeichen) zwischen der zweiten Kolben stange 30 und dem die Öffnung 221 der Endkappe 22 begrenzenden Innenumfang vorgesehen, um das Eintreten von Umgebungsluft in den vierten Kammerabschnitt 26b zu ermöglich. Am zweiten Ende der zweiten Kolbenstange 30 ist ein Handgriff 40 zur Mitbewegung angebracht.

Der erste Kolben 23 weist einen Verbindungsdurchlaß 231 auf, der den dritten Kammerabschnitt 26a mit dem ersten Kammerab schnitt 16a verbindet. Am ersten Kolben 23 ist ein Einwege- Lufteinlaßmittel 24 vorgesehen und weist einen in einer in ihrem Außenumfang vorgesehenen Ringnut 241 angebrachten O-Ring 243 auf. Die Ringnut 241 weist eine Kerbe oder einen Schlitz 242 in einer Stirnkante (in Fig. 1 der unteren) benachbart dem ersten Kammerabschnitt 16a auf. Der O-Ring 243 und die Ringnut 241 sind so angeordnet, daß ein Luftweg (ohne Bezugszeichen) vorgesehen ist, um es zu ermöglichen, daß Luft aus dem zweiten Kammerabschnitt 16b zum ersten Kammerabschnitt 16a strömt, wenn der O-Ring 243 gegen die untere Endkante der Ringnut 241 anstößt, und daß der Luftweg blockiert ist (d. h. der erste Kammerabschnitt 16a steht mit dem zweiten Kammerabschnitt 16b nicht in Verbindung), wenn der O-Ring 243 gegen die andere Stirnkante der Ringnut 241 anstößt. Der zweite Kolben 31 weist eine ähnliche Anordnung 32 mit einem O-Ring 323 und einer Ringnut 321 mit einer Kerbe oder einem Schlitz 322 auf. Fig. 4 und 7 des US-Patents Nr. 5 873 705 (ausgegeben am 23. Februar 1999, das hier zur Bezugnahme mit aufgenommen werden soll) zeigen ein Beispiel eines derartigen Kolbens.

Außerdem umfaßt der Handgriff 40 ein Innengewinde 41 und das Außenende der zweiten Kolbenstange 20 weist ein Außengewinde 21 auf. In Fig. 2 befindet sich das Innengewinde 41 des Hand griffs 40 mit dem Außengewinde 21 der zweiten Kolbenstange 20 in Eingriff, um eine gemeinsame Verschiebebewegung der ersten und der zweiten Kolbenstange 20 und 30 zu ermöglichen. Während des Auswärtshubs des Handgriffs 40 stößt der O-Ring 243 gegen die untere Kante der Ringnut 241 derart an, daß Luft aus dem Kammerabschnitt 16b in den Kammerabschnitt 16a strömen kann. Außerdem unterstützt der Unterdruck in dem Kammerabschnitt 16a infolge eines vorhergehenden Einwärtshubs des Handgriffs 40 das Ansaugen von Luft. Somit tritt Umgebungsluft während des auswärts gerichteten Hubs des Handgriffs 40 in den Kammerabschnitt 16a ein, was am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist. Während des einwärts gerichteten Hubs des Handgriffs 40 stößt der O-Ring 243 gegen die Oberkante der Ringnut 241 derart an, daß Luft aus dem Kammerabschnitt 16b nicht zum Kammerabschnitt 16a strömen kann. Somit wird die Luft in Kammerabschnitt 16a über die Auslaßdurchführung 131 im Kopf 12 während des ein wärtsgerichteten Hubs des Handgriffs 40 ausgegeben, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist. Demgemäß wird ein Aufpumpen mit großem Volumen und niedrigem Druck erzielt. Umgebungsluft tritt in den Kammerabschnitt 16b während des einwärts gerich teten Hubs des Handgriffs 40 für einen darauffolgenden aus wärts gerichteten Hub des Handgriffs 40 ein.

Wie Fig. 4 zeigt, befindet sich das Innengewinde 41 des Hand griffs 40 außer Eingriff vom Außengewinde 21 der zweiten Kol benstange 20, während die erste Kolbenstange 20 zur innersten Position bewegt wird, in der die Verbindungsdurchführung 231 mit der Auslaßdurchführung 131 ausgerichtet ist und somit in Verbindung steht. Die Öffnung 111 des Zylinders 10 kann ein Innengewinde aufweisen, um mit dem Außengewinde 21 der zweiten Kolbenstange 20 in Eingriff zu treten, und hält somit die zweite Kolbenstange 20 am Platz. Während des Auswärtshubs des Handgriffs 40 stößt der O-Ring 323 gegen die Unterkante der Ringnut 321 an derart, daß Luft aus dem Kammerabschnitt 26b zum Kammerabschnitt 26a strömen kann. Außerdem unterstützt der Unterdruck im Kammerabschnitt 26a als Ergebnis eines vorherge henden Einwärtshubs des Handgriffs 40 das Ansaugen von Luft. Somit tritt während des auswärts gerichteten Hubs des Hand griffs 40 Umgebungsluft in den Kammerabschnitt 26a ein. Während des einwärts gerichteten Hubs des Handgriffs 40 stößt der O-Ring 323 gegen die Oberkante der Ringnut 321 an derart, daß Luft nicht aus dem Kammerabschnitt 26b in den Kammerab schnitt 26a strömen kann. Somit wird während des einwärts ge richteten Hubs des Handgriffs 40 Luft in den Kammerabschnitt 26a über die Hauptdurchführung 131 im Kopf 12 ausgegeben, wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist. Somit wird ein Aufpump vorgang mit geringem Volumen und hohem Druck erzielt. Umgebungsluft tritt während des einwärts gerichteten Hubs des Handgriffs 40 in den Kammerabschnitt 26b für einen darauffol genden Auswärtshub des Handgriffs 40 ein.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Aus führungsbeispiel erläutert worden ist, sind selbstverständlich zahlreiche Abwandlungen und Änderungen möglich.

Claims

1. Handluftpumpe, umfassend
einen Zylinder (10), umfassend eine erste Kammer (16), der ein erstes und ein zweites Ende aufweist,
einen Kopf (12), der am zweiten Ende des Zylinders (10) vorgesehen ist und eine Auslaßdurchführung (131) aufweist, die mit der ersten Kammer (16) in Verbindung steht, um einem auf zupumpenden Gegenstand Luft zuzuführen,
eine Kolbenanordnung, umfassend
eine erste Kolbenstange (20), die ein erstes Ende mit einem verschiebbar in der ersten Kammer (16) aufgenommenen ersten Kolben (23) und ein zweites Ende aufweist, wobei der erste Kolben (23) die erste Kammer (16) in einen ersten Kam merabschnitt (16a) benachbart dem Kopf (12) und einen zweiten Kammerabschnitt (16b) entfernt zum Kopf teilt, wobei die erste Kolbenstange (20) eine zweite Kammer (26) darin abgrenzt,
eine zweite Kolbenstange (30) die ein erstes Ende mit einem in der zweiten Kammer (26) verschiebbar aufgenommenen zweiten Kolben (31) und ein zweites Ende aufweist, wobei der zweite Kolben die zweite Kammer in einen dritten Kammerab schnitt (26a) benachbart dem ersten Kolben (23) und einen vierten Kammerabschnitt (26b) entfernt zum ersten Kolben teilt, und
einen Handgriff (40) der am zweiten Ende der zweiten Kolbenstange (30) zur Mitbewegung angebracht ist,
eine Einrichtung zum Zuführen von Umgebungsluft in den zweiten Kammerabschnitt (16b) oder den vierten Kammerabschnitt (26b) während eines fort vom Kopf (12) auswärts gerichteten Hubs des Handgriffs (40),
eine Einrichtung (21, 41) zum lösbaren Fixieren des Handgriffs (40) an der ersten Kolbenstange (20),
eine Einrichtung (21, 111) zum lösbaren Fixieren der ersten Kolbenstange (20) am ersten Zylinder (10) in einer Posi tion, in der die erste Kolbenstange (20) im zweiten Ende der ersten Kammer (16) zurückgehalten ist,
eine Einrichtung zum Verbinden des dritten Kammerab schnitts (26a) mit der Auslaßdurchführung (131), wenn die erste Kolbenstange (20) im zweiten Ende der ersten Kammer (16) zurückgehalten ist,
wodurch eine hin- und hergehende Bewegung des Handgriffs ein Aufpumpen mit großem Volumen und geringem Druck herbei führt, wenn die Eingriffsmittel (21, 41) den Handgriff (40) an der ersten Kolbenstange (20) fixieren, um eine gemeinsame Ver schiebebewegung der ersten Kolbenstange (20) und der zweiten Kolbenstange (30) zu bewirken, und eine hin- und hergehende Bewegung des Handgriffs (40) ein Aufpumpen mit geringem Volu men und hohem Druck herbeiführt, wenn der Handgriff (40) außer Eingriff mit der ersten Kolbenstange (20) gebracht ist und die erste Kolbenstange (20) im zweiten Ende der ersten Kammer (16) zurückgehalten ist.

2. Handluftpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das erste Ende des Zylinders (10) eine daran angebrachte Endkappe (11) aufweist, die mit einer Öff nung (111) versehen ist, durch die sich die erste Kolbenstange (20) erstreckt, wobei ein Lufteinlaß in der Endkappe (11) vor gesehen ist, um während eines auswärts gerichteten Hubs des Handgriffs (40) vom Kopf (12) fort Umgebungsluft in den zwei ten Kammerabschnitt (16b) für ein Aufpumpen mit großem Volumen und geringem Druck zurückzuführen.

3. Handluftpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das erste Ende der zweiten Kol benstange (31) eine daran angebrachte Endkappe (21) aufweist, die mit einer Öffnung (221) versehen ist, durch die sich die zweite Kolbenstange (30) erstreckt, wobei ein Spalt zwischen der zweiten Kolbenstange (30) und einem Innenumfang vorgesehen ist, der die Öffnung (221) der Endkappe (21) für das Zuführen von Umgebungsluft in den vierten Kammerabschnitt (26b) während eines auswärts gerichteten Hubs des Handgriffs (40) fort vom Kopf (12) für ein Aufpumpen mit geringem Volumen und hohem Druck begrenzt.

4. Handluftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßdurchführung (131) im Kopf (12) ein in der Durchführung angebrachtes Einwegeventil (15) aufweist, derart, daß Luft lediglich von dem ersten Kammerabschnitt (16a) zur Auslaßdurchführung (131) strömen kann.

5. Handluftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (23) ein daran angeordnetes Einwege-Lufteinlaßmittel (241, 243) auf weist, derart, daß Luft lediglich vom zweiten Kammerabschnitt (16b) zum ersten Kammerabschnitt (16a) strömen kann, wenn sich der Handgriff (40) in einwärts gerichtetem Hub für ein Aufpum pen mit großem Volumen und geringem Druck befindet.

6. Handluftpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste Kolben (23) eine im Außenum fang vorgesehene Ringnut (241) aufweist und die Ringnut (241) eine erste Stirnkante und eine zweite Stirnkante aufweist, ein O-Ring (243) in der Ringnut (241) angebracht und so angeordnet ist, daß ein Luftweg vorgesehen ist, um es zu ermöglichen, daß Luft aus dem zweiten Kammerabschnitt (16b) zum ersten Kammer abschnitt (16a) strömt, wenn der O-Ring (243) gegen die erste Stirnkante der Ringnut (241) infolge des auswärts gerichteten Hubs des Handgriffs (40) fort vom Kopf (12) anstößt, und daß der Luftweg blockiert ist, wenn der O-Ring (243) gegen die zweite Stirnkante der Ringnut (241) infolge eines einwärts ge richteten Hubs des Handgriffs (40) zum Kopf (12) anstößt.

7. Handluftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kolbenstange (31) ein Einwege-Lufteinlaßmittel (321, 323) aufweist, daß daran derart angeordnet ist, daß Luft lediglich vom vierten Kammerabschnitt (26b) zum dritten Kammerabschnitt (26a) strö men kann, wenn sich der Handgriff (40) in einwärts gerichtetem Hub für ein Aufpumpen mit niedrigem Volumen und hohem Druck befindet.

8. Handluftpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Kolben (31) eine Ringnut (321) aufweist, die im Außenumfang vorgesehen ist, eine erste Stirnkante und eine zweite Stirnkante aufweist, wobei ein O- Ring (323) in der Ringnut (321) angebracht und so angeordnet ist, daß ein Luftweg vorgesehen ist, der es gestattet, daß Luft aus dem vierten Kammerabschnitt (26b) zum dritten Kammer abschnitt (26a) strömt, wenn der O-Ring (323) an die erste Stirnkante der Ringnut (321) infolge des auswärts gerichteten Hubs des Handgriffs (40) fort vom Kopf (12) anstößt und der Luftweg blockiert ist, wenn der O-Ring (323) gegen die zweite Stirnkante der Ringnut (321) infolge eines einwärts gerichte ten Hubs des Handgriffs (40) zum Kopf (12) anstößt.

9. Handluftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende der ersten Kolbenstange (20) ein Außengewinde umfaßt und der Handgriff (40) ein Innengewinde (41) zum lösbaren In-Eingriff-Bringen mit dem Außengewinde (21) der ersten Kolbenstange (20) für ein Aufpumpen mit großem Volumen und geringem Druck aufweist.

10. Handluftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende des Zylin ders (10) ein Innengewinde und das zweite Ende der zweiten Kolbenstange (20) ein Außengewinde (21) für ein lösbares In- Eingriff-Bringen mit dem Innengewinde des Zylinders für ein Aufpumpen mit großem Volumen und geringem Druck aufweist.

11. Handluftpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Endkappe ein Innengewinde und das zweite Ende der zweiten Kolbenstange ein Außengewinde für ein lösbares In-Eingriff-Bringen mit dem Innengewinde der Endkappe für ein Aufpumpen mit geringem Volu men und hohem Druck aufweist.