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Diese
Anmeldung beansprucht die Prioritäten der
taiwanesischen Patentanmeldungen Nummer 096213122 ,
die am 9. August 2007 angemeldet wurde, und Nummer
096216223 , die am 28. September
2007 angemeldet wurde, wobei deren gesamter Offenbarungsgehalt durch
Bezug darauf in die vorliegende Offenbarung miteinbezogen wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine wasserdichte Struktur eines
Atemrohres, und insbesondere betrifft sie eine wasserdichte Struktur
eines zum Schnorcheln verwendeten Atemrohres.
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Zum
Schnorcheln sind Atemrohre unverzichtbar. Selbst ein Anfänger, der
nicht schwimmen kann, kann Schnorcheln, sofern er oder sie weiß, wie ein
Atemrohr zu verwenden ist. Aus diesem Grund haben Hersteller Atemrohre
fortwährend
verbessert, um ihre Verwendung praktischer und leichter zu machen.
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Die
wichtigste Komponente des Atemrohres ist seine wasserdichte Struktur.
Bei einer herkömmlichen
wasserdichten Struktur, die an dem Ende des Atemrohres angeordnet
ist, gibt es darin eine Schwimmerkugel, die ähnlich wie ein Luftschwimmerbehälter funktioniert.
Wenn das Atemrohr in Wasser eingetaucht ist, wird die Schwimmerkugel
nach oben schwimmen und das Atemrohr mit Hilfe einer passend entworfenen
Verbindungsstange, die mit der Schwimmerkugel verbunden ist, abdichten.
Damit wird verhindert, dass Meerwasser eindringt, so dass der Taucher
ins Meer abtauchen kann.
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1A und 1B stellen
ein herkömmliches
Atemrohr mit einer wasserdichten Struktur dar, die im Wesentlichen
einen Hauptkörper 10 und
eine Abdeckung 20 aufweist, wobei eine Sperreinrichtung 30 im
Inneren der Abdeckung 20 angeordnet ist. Der Hauptkörper 10 ist
als ein Hohlrohr mit einer Hohlöffnung 14 ausgebildet,
die sich bis zu der Öffnung
des Atemrohres erstrecken kann. Eine Vielzahl von Befestigungsmitteln 11, 12 und 13 zur
Verbindung mit der Abdeckung 20 sind an dem Hauptkörper 10 vorgesehen.
Die Abdeckung 20 ist ähnlich
einer Schüssel
geformt und weist darin die Sperreinrichtung 30 auf. Die
Sperreinrichtung 30 weist ein gerichtet bewegbares Gestänge 31,
das durch ein Axialloch der Abdeckung 20 hindurch angeordnet
ist, eine Kappe 32, die oberhalb des gerichtet bewegbaren
Gestänges 31 angeordnet
ist, und ein Schwimmerelement 33, das unterhalb des gerichtet
bewegbaren Gestänges 31 eingehakt
ist, auf. Wenn das Schwimmerelement 33 infolge des von
der Flüssigkeit
bewirkten Auftriebs nach oben schwimmt, wird es das gerichtet bewegbare
Gestänge 31 antreiben,
so dass die Kappe 32 die Öffnung 14 verschließen wird.
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Zusätzlich ist
ein herkömmliches
Atemrohr, das ein wasserdichtes Ventil aufweist, in den
US-Patenten Nr. 7,077,127 und
6,904,910 offenbart. Das wasserdichte
Ventil des Atemrohres weist ein elastisches Diaphragma auf, das
mittels einer Anlenkung an der oberen Öffnung des Atemrohres angeordnet ist.
Wenn eine Schwimmereinrichtung des Atemrohres in Wasser eingetaucht
ist, wird sie die Anlenkung antreiben, um indirekt das Diaphragma
gegen die Öffnung
des Atemrohres zu bewegen, wodurch der Eintritt von Wasser verhindert
wird. Wenn andererseits die Schwimmereinrichtung des Atemrohres
das Wasser verlässt,
wird sie die Anlenkung betätigen, um
das Leider benötigen
diese herkömmlichen
wasserdichten Strukturen einen komplexen Montageprozess und erhöhen aufgrund
der relativ großen
Anzahl von Komponenten die Herstellungskosten. Darüberhinaus
schließt
bei Verwendung des herkömmlichen Atemrohres
manchmal die wasserdichte Struktur voreilig, sogar bevor der Taucher
ins Wasser taucht, oder sie ist hinsichtlich eindringenden Wassers
anfällig,
und verhindert dadurch die richtige Funktion des Atemrohres.
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Folglich
ist es wichtig, eine vereinfachte wasserdichte Struktur zu entwickeln,
die zu jedem Zeitpunkt richtig funktionieren kann, ohne dass sie
zu teuer ist.
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Ein
Ziel dieser Erfindung ist es, eine wasserdichte Struktur eines Atemrohres
bereitzustellen, die in Abhängigkeit
von durch die Flüssigkeit
bewirkten Auftriebs und der Schwerkraft der wasserdichten Struktur
selbst das Atemrohr abdichtet oder öffnet.
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Ein
weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine wasserdichte Struktur
eines Atemrohres bereitzustellen, die sowohl integral oder durch
Zusammenfügen einzelner
Komponenten ausgebildet werden kann, wodurch ein komplexer Montageprozess,
wie er im Stand der Technik verwendet wird, vermieden wird und die
Herstellungskosten reduziert werden.
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Ein
weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine wasserdichte Struktur
eines Atemrohres bereitzustellen, die derart ausgebildet ist, dass
ihre eigene Klappe ohne irgendeine externe Antriebskraft automatisch
schließt,
wodurch die Wasserdichtigkeitswirksamkeit des Atemrohres verbessert
wird.
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Aus
diesem Grund weist eine wasserdichte Struktur eines Atemrohres,
die in dieser Erfindung offenbart wird, einen Hohlkörper und
eine Klappe auf. Der Hohlkörper
weist zwei sich gegenüberliegende Durchtrittsöffnungsenden
auf. Die Klappe ist auf dem Hohlkörper an dem ersten Durchtrittsöffnungsende verschwenkbar
gelagert und eingerichtet, um sich um eine Drehachse zu drehen.
Wenn die Klappe nicht in Flüssigkeit
eingetaucht ist, wird eine Fluidverbindung zwischen den zwei Durchtrittsöffnungsenden
durch Schwerkraft ausgebildet. Wenn demgegenüber ein Abschnitt der Klappe
in Flüssigkeit
eingetaucht ist, wird die Klappe infolge des flüssigkeitsbewirkten Auftriebs
das erste Durchtrittsöffnungsende
des Rohrs verschließen,
um einen Eintritt von Wasser zu verhindern.
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Die
detaillierte Technik und bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung sind in den folgenden, die beigefügten Zeichnungen begleitenden
Abschnitte beschrieben, so dass der Fachmann auf diesem Gebiet die
Merkmale der beanspruchten Erfindung gut erkennen wird.
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1A ist
eine schematische Perspektivansicht der Komponenten einer herkömmlichen
wasserdichten Struktur;
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1B ist
eine schematische Perspektivansicht der herkömmlichen wasserdichten Struktur;
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2A ist
eine schematische Schnittansicht der wasserdichten Struktur der
vorliegenden Erfindung, wenn die Klappe nicht in Flüssigkeit
eingetaucht ist;
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2B ist
eine schematische Perspektivansicht der wasserdichten Struktur der
vorliegenden Erfindung, wenn die Klappe nicht in Flüssigkeit
eingetaucht ist;
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3A ist
eine schematische Schnittansicht der wasserdichten Struktur der
vorliegenden Erfindung, wenn die Klappe in Flüssigkeit eingetaucht ist;
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3B ist
eine schematische Perspektivansicht der wasserdichten Struktur der
vorliegenden Erfindung, wenn die Klappe in Flüssigkeit eingetaucht ist; und
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4 ist
eine schematische Schnittansicht der wasserdichten Struktur in einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wenn die Klappe in Flüssigkeit
eingetaucht ist.
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2B ist
eine schematische Perspektivansicht der wasserdichten Struktur 40 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung, wohingegen 2A eine
schematische Schnittansicht der wasserdichten Struktur 40 ist,
die in 2B gezeigt ist. Die wasserdichte
Struktur 40 weist einen Hohlkörper 41 und eine Klappe 50 auf.
Die wasserdichte Struktur 40 ist integral oder durch Montage
der Hauptkomponenten ausgebildet. Ein komplexer Montageprozess,
wie er im Stand der Technik verwendet wird, sowie die hohen Montagekosten
werden somit eliminiert.
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Der
Hohlkörper 41 weist
ein erstes Durchtrittsöffnungsende 411 und
ein zweites Durchtrittsöffnungsende 412 auf,
das dem ersten Durchtrittsöffnungsende 411 gegenüberliegt.
Das erste Durchtrittsöffnungsende 411 ist
an dem oberen Ende des Hohlkörpers 41 angeordnet,
um eine Fluidverbindung zwischen dem Hohlkörper 41 und der Atmosphäre zu bilden.
Das zweite Durchtrittsöffnungsende 412 ist
an dem unteren Ende des Hohlkörpers 41 zur Verbindung
mit dem Atemrohr angeordnet.
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Die
Klappe 50 weist eine Drehachse 51, eine Verschlussfläche 52,
eine geschlossene Kammer 53 und eine Belüftungsöffnung 54 auf.
Vorzugsweise ist die Drehachse 51 der Klappe 50 an
dem ersten Durchtrittsöffnungsende 411 des
Hohlkörpers 41 vorgesehen,
so dass sich die Klappe 50 um die Drehachse 51 drehen
kann. Zusätzlich
ist die Kontur der Verschlussfläche 52 angepasst,
um dem ersten Durchtrittsöffnungsende 411 zu
entsprechen, so dass sie das erste Durchtrittsöffnungsende 411 des Hohlkörpers 41 abdichten
kann, um zu verhindern, dass Flüssigkeit
durch das erste Durchtrittsöffnungsende 411 in
das Atemrohr eindringt. In dieser Ausführungsform ist die Verschlussfläche 52 ein
Teil der Klappe 50. Alternativ ist in einer weiteren Ausführungsform
die Verschlussfläche 52 angepasst,
um eine Seitenwand der geschlossenen Kammer 53 zu definieren,
deren Seitenwand dem ersten Durchtrittsöffnungsende 411 gegenüberliegt.
Der Fachmann wird erkennen, dass er die Position der Verschlussfläche 52 verändern kann,
welche hier nicht beschränkt
ist.
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Zusätzlich ist
die Gesamtdichte der geschlossenen Kammer 53 geringer als
die der Flüssigkeit,
so dass, wenn die geschlossene Kammer 53 in die Flüssigkeit
eingetaucht ist, der durch die Flüssigkeit bewirkte Auftrieb
die Klappe 50 antreibt, um diese um die Drehachse 51 zu
drehen, um das erste Durchtrittsöffnungsende 411 des
Hohlkörpers 41 abzudichten.
Wenn die Klappe 50 nicht in der Flüssigkeit untergetaucht ist
oder wenn nur ein Teil der Klappe 50 in die Flüssigkeit
eingetaucht ist, wobei die Klappe 50 noch von dem ersten
Durchtrittsöffnungsende 411 des
Hohlkörpers 41 getrennt
ist, wird die Atmosphärenluft
außerhalb
des ersten Durchtrittsöffnungsendes 411 den
Hohlkörper 41 über die
Belüftungsöffnung 54 belüften und
ferner über
das zweite Durchtrittsöffnungsende 412 in
das Atemrohr einströmen.
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Die 2A und 3A erläutern die
Eigenschaften der wasserdichten Struktur 40. Wenn die Klappe 50 der
wasserdichten Struktur 40 dieser Erfindung zwischen der
ersten und der zweiten Position verschwenkt wird, kann ein Abschnitt
davon sich entlang der Kontur des Hohlkörpers 41 bewegen,
so dass die wasserdichte Struktur 40 reibungslos funktionieren
kann. Insbesondere, wie in 2A gezeigt, wenn
die Klappe 50 nicht schon in die Flüssigkeit eingetaucht ist, tendiert
die Klappe 50 dazu, in der ersten Position infolge ihrer
eigenen Schwerkraft zu verbleiben, so dass eine Fluidverbindung
zwischen der Atmosphäre
und dem Atemrohr über
das erste Durchtrittsöffnungsende 411 und
das zweite Durchtrittsöffnungsende 412 ausgebildet
ist. Infolgedessen kann der Taucher atmen. Auf der anderen Seite, wenn
die geschlossene Kammer 53 der Klappe 50 zum Teil
in Flüssigkeit
ein- oder untergetaucht ist, ist die Klappe 50 angepasst,
um sich um die Drehachse 51 in die zweite Position zu drehen
und dort infolge des durch die Flüssigkeit bewirkten Auftriebs
der geschlossene Kammer 53 zu verbleiben, so dass die Verschlussfläche 52 das
erste Durchtrittsöffnungsende 411 abdichtet,
wie in 3A gezeigt ist.
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Wenn
zum Beispiel die Klappe 50 der wasserdichten Struktur 40 in
Meerwasser mit einer Dichte im Wesentlichen von 1,02g/cm2 bis 1,07g/cm2 eingetaucht
ist, ist die Gesamtdichte der geschlossenen Kammer 53 dieser
Erfindung geringer als die des Meerwassers. Infolgedessen wird die
geschlossene Kammer 53 infolge des Auftriebs auf dem Meerwasser
schwimmen, wodurch bewirkt wird, dass sich die Klappe 50 dreht,
so dass die Verschlussfläche 52 das erste
Durchtrittsöffnungsende 411 abdichten
kann, wie in 3B gezeigt ist. Wenn demgegenüber die Klappe 50 der
wasserdichten Struktur 40 dieser Erfindung den Meeresspiegel
verlässt,
wird die geschlossene Kammer 53 durch Schwerkraft die Verschlussfläche 52 bewegen,
um diese von dem ersten Durchtrittsöffnungsende 411 zu
entfernen. Die Atmosphärenluft
wird dann in die zwei Durchtrittsöffnungsenden 411 und 412 des
Hohlkörpers 41 der
wasserdichten Struktur 40 über die Belüftungsöffnung 54 strömen. Folglich
wird durch das Atemrohr eine Belüftung
ausgebildet, wodurch ein Taucher atmen kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist die Klappe 50 der wasserdichten Struktur
ein Schwimmerelement 55 auf, wie in 4 gezeigt
ist. In dieser Ausführungsform
weist das Material des Schwimmerelements 55 eine geringere
Dichte als die Flüssigkeit
auf. Zum Beispiel weist das Material des Schwimmerelements 55 eine Dichte
von weniger als 1,02g/cm2 auf, wenn es im Meerwasser
verwendet wird. Das Material des Schwimmerelements 55 kann
Holz, Schaumstoff oder eine Kombination davon sein. Der Fachmann kann
auch andere Materialien mit geringerer Dichte verwenden, die hier
nicht beschränkt
sind. Außerdem ist
die Struktur des Schwimmerelements 55 nicht auf die geschlossene
Struktur eingeschränkt,
was vom Design abhängt.
In dieser Ausführungsform
ist die Verschlussfläche 52 ein
Teil der Klappe 50. Alternativ ist die Verschlussfläche 52 angepasst,
um die Seitenwand des Schwimmerelements 55 zu definieren, dessen
Seitenwand dem ersten Durchtrittsöffnungsende 411 gegenüberliegt.
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Wenn
das Schwimmerelement 55 zum Teil in Flüssigkeit eingetaucht ist, wird
der von der Flüssigkeit
bewirkte Auftrieb die Klappe 50 antreiben, um diese zu
drehen und das erste Durchtrittsöffnungsende 411 abzudichten,
wodurch der Eintritt von Wasser verhindert wird. Wenn das Schwimmerelement 55 die Flüssigkeit
verlässt,
wird das Schwimmerobjekt 50 die Verschlussfläche 52 durch
Schwerkraft bewegen, um diese von dem ersten Durchtrittsöffnungsende 411 zu
entfernen, so dass die Atmosphärenluft
von außerhalb
den Hohlkörper 41 der
wasserdichten Struktur 40 belüften wird.
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Zusätzlich kann
in der bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung ein Dichtungselement 521 ferner an der
Verschlussfläche 52 der
wasserdichten Struktur 40 angeordnet sein, wie in 2A gezeigt
ist, so dass die Verschlussfläche 52 das
erste Durchtrittsöffnungsende 411 dicht
abdichten kann. Jedoch ist diese Ausführungsform nur ein Beispiel und
der Fachmann wird erkennen, dass das Dichtungselemente 521,
wie zum Beispiel ein Ring (nicht gezeigt), alternativ an dem ersten
Durchtrittsöffnungsende 411 angeordnet
sein kann, damit die Verschlussfläche 52 das erste Durchtrittsöffnungsende 411 dicht
abdichten kann.
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Die
obige Offenbarung betrifft den detaillierten technischen Gehalt
und dessen erfinderische Merkmale. Der Fachmann kann eine Vielzahl
von Modifikationen und Substitutionen auf Basis der Offenbarung
und der beschriebenen Vorschläge
der Erfindung durchführen,
ohne von deren Eigenschaften abzuweichen. Obgleich solche Modifikationen
und Substitutionen nicht vollständig
in der obigen Beschreibung offenbart sind, sind sie im Wesentlichen von
den folgenden Ansprüchen
abgedeckt.
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Es
wird eine wasserdichte Struktur eines Atemrohres bereitgestellt.
Die wasserdichte Struktur umfasst einen Hohlkörper und eine Klappe. Der Hohlkörper weist
ein erstes Durchtrittsöffnungsende
und ein zweites Durchtrittsöffnungsende
gegenüberliegend
zum ersten Durchtrittsöffnungsende
auf. Die Klappe dreht sich auf dem Hohlkörper an dem ersten Durchtrittsöffnungsende.
Bevor die Klappe in Flüssigkeit
eingetaucht wird, kann die Schwerkraft oder das Eigengewicht der
Klappe diese in einer sicheren Position halten, so dass das Atemrohr
gut belüftet
wird. Sobald ein Teil der Klappe in Flüssigkeit eingetaucht wird,
zwingt der durch die Flüssigkeit
bewirkte Auftrieb die Verschlussfläche der Klappe im Wesentlichen
das erste Durchtrittsöffnungsende
abzudichten und Flüssigkeitseintritt
in das Atemrohr zu verhindern.