DE3402472A1

DE3402472A1 - Niederdruck-luftversorgungs- und steuersystem

Info

Publication number: DE3402472A1
Application number: DE19843402472
Authority: DE
Inventors: Joseph A. Oxnard Calif. Sember III; Joseph A. Glendale Calif. Sember
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1985-08-01

Description

Niederdruck-Luftversorgungs- und
Steuersystem Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit niedrigem Druck arbeitendes Druckluft-Versorgungs- und -Steuersystem.
Es sind verschiedene Arten aufblasbarer Sitz- und Polsterkonstruktionen bekannt, mit denen eine bequeme Abstützung unterschiedlicher Körperbereiche - beispielsweise des unteren Rückenbereichs - erreicht werden soll. Die Kammern dieser Sitzpolster müssen in regelmäßigen Abständen aufgeblasen bzw. nachgefüllt werden, um dem Sitzenden die erforderliche Abstützung zu gewährleisten. Es ist daher ein kostengünstig zu erstellendes Pumpen- und Ventilsteuersystem erwünscht, mit dem sich die Luft mit verhältnismäßig niedrigem Druck den Sitzpolstern und dergl. zuführen läßt.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Niederdruck-Luftversorgungs- und Steuersystem zum Aufblasen von Sitzpolstern und dergl., das von der drehenden Ausgangswelle eines herkömmlichen Elektromotors angetrieben wird und deren Drehbewegung in einer geradlinigen Hin- und Herbewegung umwandelt. Eine Pumpenkammer mit variablem Volumen mit einer hin- und herbewegbaren Membran, die von der Ausgangsbewegung des Elektromotors gesteuert wird, nimmt die Einlaßluft auf und gibt sie über geeignete Einwesventile an einen Ausgangskanal ab, an den der aufzublasende Sitz bzw. das Sitzpolster angeschlossen werden kann. Eine verhältnismäßig einfache Anordnung zum Luftablassen aus den Sitzen ist ebenfalls vorgesehen und zweckmäßig in der Pumpenauslaßkammer angeordnet.
Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung ausführlich erläutert.
Fig. 1 ist eine teilgeschnittene Draufsichtdarstellung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckluft-Versorgungs- und Steuersystems; Fig. 2 ist eine stirnseitige Ansicht aus der Ebene 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 ist eine weitere stirnseltige Ansicht, die das System zusammengebaut zeigt; und Fig. 4 ist eine Teildarstellung einer alternativen Ventilanordnung.
Die Fig. 1 zeigt einen Elektromotor 1 (Gleich- oder Wechselstromausführung), der mit einem Schalter 2 gesteuert wird. An der drehenden Motorwelle ist ein mit ihr zentrales zylindrisches Element 3 befestigt. Ausder Mitte dieses Zylinders versetzt steht ein kleiner zylindrischer Wellenansatz 4 vor, wie am besten in Fig. 2 zu ersehen.
Wird der Schalter 2 gedrückt, um den Motor zu erregen, dreht die Motorwelle und läuft der exzentrische Wellenansatz 4 auf einer Kreisbahn um die verlängerte Mittellinie der Motorwelle. Der exzentrische Wellenansatz 4 steht in eine Bohrung in einem Stößel 5 hinein vor, der über Scheiben 6 und mit einer Schraube 7 an einer flachen oder gewellten Membran 8 befestigt ist. Die Membran 8 ist mit einer Kappe 10 entlang ihres Randes auf dem offenen Ende eines Membranventilblocks 9 festgespannt, der eine Pumpenkammer veränderbaren Volumens enthält. Durch das Festspannen ist ein luftdichter Abschluß zwischen der Membran 8 und dem Membranventilblock 9 gewährleistet.
Wie die Fig. 3 zeigt, weist das Luftversorgungs- und Steuersystem allgemein einen Membranventilblock 9 auf, der mit den Schrauben 9a auf einem Steuerventilblock 18 festgelegt ist. Zwei Zwischenblöcke 17 dienen als Abstandsstücke zwischen dem Membranventilblock 9 und dem Steuerventilblock 18 und stellen den für einen zu beschreibenden Zweck erforderlichen freien Raum her.
Eine Eingangsventilöffnung 11 ist im Membranventilblock 9 ausgebildet und mit einem Einwegventil in Form einer flexiblen Klappe 12 verschlossen.Eine Ausgangsventilöffnung 13 ist ebenfalls im Membranventilblock 9 ausgebildet und mit einem zweiten Einwegventil in Form einer flexiblen Klappe 14 verschlossen. Die Ventilöffnungen 11, 13 dienen zum Ein- bzw. Auslassen des Druckmittels in die bzw. aus der Pumpenkammer.
Bei einer Drehung der Welle des Elektromotors lenkt der Stößel 5 die Membran 8 abwechselnd nach beiden Seiten aus, so daß das Volumen der Pumpenkammer sich ändert. Wird dabei die Membran 8 vom Ventilblock weg nach außen ausgelenkt, schließt die K3appe 14 die Öffnung 13 und hebt die Klappe 12 von der Öffnung 11 ab, so daß Außenluft in die Pumpenkammer einströmen kann, da ihr Volumen durch die auswärts gerichtete Auslenkung der Membran 8 sich vergrößert hat. Bei weiterer Drehung der Ausgangswcllc des Elektromotors-kehrt dann der Stößel 5 die Auslenkrichtung der M£.itbran 8 um, Soll Luft aus einem oder mehreren der Polster (Blasen) abgelassen werden, wird ein zuqehöriger Vcnti]knopf 24 am Ende des Bolzens 27 kräftig genug gedrück, um die Kraft einer Schließfeder 25 und den geqebenenfalls vorliegenden Luftinnendruck zu überwinden, so daß der Ventilkörper 20 vom Sitz abhebt. Die Luft in der Blase bzw. im Polster kann dann am Ventilkörper 20 vorbei zum Ahlaßkanal 26 strömen. Läßt der Benutzer den Ventilknopf wieder los, drückt die auf den Bolzen 27 aufgeschobene Fcder den Ventilkörper 20 wieder auf seinen Sitz 21, so daß die verbleibende Luft in der Blase bzw. im Polster festgehal.-ten wird.
Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ventilanordnung, bei der im Membranventilblock 9 die Einweg-Entenschnabel-Ventile 12a, 14a anstelle der Klappenventile 12, 14 verwendet sind. Die mit den Ventilen 12a, 14a einteiligen Randflansche sind zwischen dem Membranventilblock 9 und der Eingangsöffnung 11 und der Auslaßöffnung 15 festgespannt.
Beim Drehen der Welle des Elektromotors lenkt. der Stößel r) die Membran hin und her aus, so daß das Volumen der EsuIllr)cnkammer sich ändert. Lenkt die Membran 8 aus dem Venti.l.-block auswärts aus, hält der höhere Luftdruck auf der Außcnseite des Entenschnabels 14a ihn qcschlossen, während der so daß das Volumen in der Pumpenkammer abnimmt. Beginnt das Kammervolumen abzunehmen, läßt der steigende Luftdruck die Klappe 12 die Öffnung 11 schließen, hebt die Klappe 14 von der Öffnung 13 und öffnet sie somit. Dann kann die Luft durch den Auslaßkanal 15 zum Einlaßende eines oder mehrerer elastomerer Ventile 16 in einer Entenschnabel-Konstruktion ("duck bill-type") strömen. Die mit den Elastomerventilen einteilig ausgebildeten Randflansche sind zwischen dem Zwischenblock 17 und dem Steuerventilblock 18 festgespannt, um einen luftdichten Abschluß herzustellen. Die Entenschnabel-Ventile 16 lassen eine Luftströmung in den Steuerventilblock hinein zu, wenn der Luftdruck am offenen Ende höher als außerhalb des Endes des Entenschnabels ist.
Die durch den Entenschnabel strömende Luft tritt in die Auslaßkammern 19 ein und aus diesen durch die Leitungen 22 zu den luftdichten Blasen bzw. Polstern 23, um diese aufzublasen. Nachdem die Blasen bzw. Polster stark genug aufgeblasen worden sind, schaltet der Benutzer den Motor ab, so daß keine weitere Druckluftzufuhr stattfindet.
Ein Luftablaßventil ist mit einem Ventilkörper 20, der am Ende des Bolzens 27 ausgebildet, der im Steuerventilblock 18 gelagert ist. Dcr Ventilkörper 20 arbeitet mit dem Ventilsitz 21 zusammen, um die Druckmittelströmung aus der Auslaßkammer 19 in die Auslaßleitung 26 wahlweise zu steuern.
Unterdruck auf der Innenseite des Entenschnabels 12a die Lippen des Entenschnabels 12 aufdrückt, so daß Luft in die nun größere Kammer einströmen kann. Beginnt das Volumen der Pumpenkammer abzunehmen, schließen die Lippen des Entenschnabels 12a, während die Lippen des Entenschnabels 14a öffnen, so daß Luft in das System einströmen kann.
Das hier offenbarte Niederdruck-Luftversorgungssystem nutzt die Komprimierbarkeitseiqenschaften der Luft aus. Die Strekkung der elastischen Membran und ihr Gesamthub sind so angesetzt, daß im System ein vorhcrbestimnibarer Druck entsteht, so daß die Pumpe den Ausqangsdruck selbsttätig begrenzt. Erreicht der Druck im System insgesamt das durch die Streckung der Membran im Kompressionshub und durch die Volumenänderung in der Pumpenkammer erreichbare Maximum, wie es durch das Gesetz von Boyle und Charles bestimmt wird, d.h.
PV = RMT, stellt sich ein Gleichgewichts zustand ein. Daher ist ein Uberdruckschutz stromabwärts der Pumpe überflüssig; auch kann der Motor ein Dauerläufer sein, ohne sich zu überhitzen oder festzufressen.
Das hier beschriebene System ist auf sämtliche Arten von Transportsitzen, Krankenhaussitzen und -betten, OP-Tische, Rollstühle sowie ortsfeste Sit;zpolster anwendbar.
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Claims

Patentansprüche S Niederdruck-Luftversorqungs- und -steuersystem, gekennzeichnet durch ta) einen Motor mit einer drehenden Ausgangswelle; (b) eine Einrichtung, die die Drehbewegung der Ausgangswelle in eine geradlinige Ilin- und Ilerbewegung umwandelt; und (c) eine Luftpumpe mit (1) einer Pumpenkammer mitveränderbarem Volumen, (2) einer in Strömungsverbindung mit der Pumpenkammer stehenden Einlaßöffnung; (3) einem Einwegventil, das eine Druckmittelströmung von der Eingangsöffnung in die Pumpenkammer zuläßt, (4) einem mit der Pumpenkammer in Strömungsverbindung stehenden Auslaßkanal, (5) einer Einweg-Ventilanordnung, die eine Druckmittel strömung aus der Pumpenkammer hinaus durch den Auslaßkanal erlaubt, (6) eine mit dem Auslaßkanal in Strömungsverbindung stehenden Auslaßkammer, die mit einem Ausgangskanal in Strömungsverbindung steht, (7) einem mit der Auslaßkammer in Strömungsverbindung stehenden Ablaßkanal, und (8) einem Luftablaßventil, das die Auslaßkammer wahlweise mit dem Ablaßkanal verbinden kann, wobei die Pumpenkammer eine hin- und herbewegbare Wand aufweist, die mit der die Dreh- in eine Hin- und Herbewegung umwandelnden Einrichtung verbunden ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Druckmitteströmung durch den Ausgangskanal erlaubende Einweg-Ventilanordnung ein elastisches Entenschnabel-Ventil aufweist, das am Ausgangsende des Ausgangskanals in der Auslaßkammer befestigt ist.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckmittelströmung durch den Auslaßkanal erlaubende Einweg-Ventilanordnung weiterhin ein Einweg-Klappenventil aufweist, das eine Druckmittel strömung aus der Pumpenkammer in den Auslaßkanal zuläßt.
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das tuftablaßventil einen Ventilkörper und einen Ventilsitz in der Auslaßkammer aufweist und der Ventilkörper normaierweise unter Druck auf dem Ventilsitz aufliegt, um eine Druckmittel strömung aus der Auslaßkammer in den Ablaßkanal zu verhindern.